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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 9/2013 Beton- und Stahlbetonbau 9/2013 Inhalt

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Schnell, Jürgen Universitäre Praxisferne - eine Fehldiagnose Beton- und Stahlbetonbau 9/2013 591 Editorial

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Schacht, Gregor; Müller, Lukas; Curbach, Manfred; Marx, Steffen Schubbruchgefahr von hochbautypischen Stahlbetonplattentragwerken Beton- und Stahlbetonbau 9/2013 592-602 Fachthemen

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Der Beitrag beschreibt die Entwicklung der Schubbemessung von Stahlbetonplattentragwerken und vergleicht die zulässigen Schubspannungswerte der vergangenen Normengenerationen in Deutschland, sodass für die Bewertung bestehender Konstruktionen ohne Schubbewehrung eine Abschätzung der Querkrafttragfähigkeit möglich ist. Auch wird gezeigt, wie der Mindestwert der Querkrafttragfähigkeit schubunbewehrter Bauteile in DIN EN 1992-1-1/NA entstanden ist. Die in der Literatur vorhandenen Schubversuche an Plattentragwerken werden hinsichtlich ihrer Schubtragfähigkeit ausgewertet und mithilfe eines normativen Schubtales wird eine Empfehlung für den Ausschluss einer Schubbruchgefahr für Stahlbetonplatten formuliert.

Shear bearing behaviour of reinforced concrete slabs for building constructions
The paper describes the development of the shear design and the construction of reinforced concrete plates and compares the allowable shear stresses of the different previous code generations in Germany, with which the evaluation of the shear bearing capacity of existing concrete structures without shear reinforcement is possible. It is also shown on which basis the minimum value of the shear bearing capacitiy of elements without shear reinforcement according to DIN EN 1992-1-1/NA has been developed. Experimental investigations of the shear bearing behaviour of concrete slabs are evaluated. With the help of a code based shear valley a recommendation is given with which the danger of shear failure of reinforced concrete plates is excluded.

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Müller, Andreas; Jähring, Andreas; Goj, Karl; Fischer, Oliver Nachrechnung der Donaubrücke Ingolstadt (BAB A9) bis zur Stufe 4 der Nachrechnungsrichtlinie Beton- und Stahlbetonbau 9/2013 603-619 Fachthemen

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Im Mai 2011 hat das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) die “Richtlinie für die Nachrechnung von Straßenbrücken im Bestand” (Nachrechnungsrichtlinie) bekannt gegeben. Unmittelbar darauf wurden in Bayern im Rahmen einer Pilotprojektphase verschiedene Straßenbrücken unter Zugrundelegung dieser Richtlinie nachgerechnet - darunter auch die Donaubrücke bei Ingolstadt im Zuge der BAB A9. Bei der Nachrechnung dieser 1976 errichteten Spannbetonbrücke mit Hohlkastenquerschnitt zeigten sich nach Stufe 1 und auch noch nach Stufe 2 der Nachrechnungsrichtlinie erhebliche rechnerische Defizite vor allem im Bereich des Anschlusses der Druckgurte in den Stützbereichen an die Stege. Durch die kombinierte Anwendung von physikalisch nichtlinearen Rechenverfahren und ergänzenden Bauwerksuntersuchungen konnten in Stufe 4 der Nachrechnungsrichtlinie letztlich alle Nachweise ohne Einschränkungen erbracht und daher auf verkehrsbeschränkende oder Verstärkungsmaßnahmen verzichtet werden. Im Rahmen des Beitrags werden die Vorgehensweise und die wesentlichen Ergebnisse der durchgeführten Berechnungen zusammengefasst. Abschließend werden die an der Donaubrücke Ingolstadt gewonnenen Erkenntnisse mit Ergebnissen eines aktuellen Forschungsvorhabens verglichen, das sich mit der systematischen Analyse von bisher durchgeführten Nachrechnungen von Massivbrücken befasst.

Assessment and re-analysis of the BAB A9 Danube bridge Ingolstadt
In May 2011 the new guideline “Nachrechnungsrichtlinie” (standard for bridge re-analysis and assessment) was recommended for application by the Federal Ministry of Transport, Building and Urban Development. Since then several pilot projects have been launched in Bavaria aiming on the re-analysis of different types of major road bridges based on the assessment guideline. One of these bridges is the BAB A9 Danube PC box girder bridge next to Ingolstadt. Upon completion of the re-analyses according to the so-called levels 1 and 2 of the guideline there were still severe calculatory deficits particularly regarding the connection zones of the compression flanges and webs close to the supports. By using a 3D FE model and physically non-linear analysis methods combined with in-situ investigations (i.e. level 4 of the guideline) it was finally possible to fulfill all design criteria and hence to avoid both traffic restrictions as well as strengthening measures. The present paper describes the general assessment approach and highlights important findings and results of the non-linear analyses. Finally, the Danube Bridge results are discussed with the background of a current research project focusing on a systematic evaluation of available re-analyses of RC/PC bridges performed on the basis of the new assessment guideline.

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Ist Bauen mit Beton nachhaltiges Bauen? Beton- und Stahlbetonbau 9/2013 619 Aktuell

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Keßler, Sylvia; Gehlen, Christoph Studie zur Potentialfeldmessung an 40 Jahre alten Stahlbetonbauteilen vom Olympiastadion München - Einfluss des Elektrolytwiderstands und des Messrasters Beton- und Stahlbetonbau 9/2013 620-629 Fachthemen

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Die Detektion von korrodierenden Bereichen in Stahlbetonbauwerken ist ein wesentlicher Schritt für die Zustandserfassung und die Planung von Instandsetzungsmaßnamen. Als etabliertes Messverfahren steht dafür die Potentialfeldmessung zur Verfügung. Obwohl dieses Verfahren schon seit Jahren eingesetzt wird und in verschiedenen Richtlinien und Merkblättern Eingang gefunden hat, gibt es immer noch offene Fragen zur Oberflächenvorbehandlung, zum geeigneten Messzeitpunkt bei frei bewitterten Bauteilen und zum optimalen Messraster. Diese Fragen werden anhand von Labormessungen und praxisnahen Feldmessungen qualitativ untersucht. Für die praxisnahen Feldmessungen wurden Potentialfelder an 40 Jahre alten, natürlich korrodierten Stahlbetonrandbalken vom Olympiastadion in München bei unterschiedlichen Oberflächenvorbehandlungen, nach verschiedenen Wetterszenarien und Messrastervariationen ausgewertet.

Study of potential mapping at 40 year old reinforced elements from the Olympic stadium in Munich - Influence of concrete resistivity and grid size
An essential part of the inspection and repair planning of reinforced concrete structures is the detection of corroding areas. Potential mapping is a widely used and established procedure to do this. But there are still some open questions concerning this measurement procedure. Which is the proper pre-wetting condition or which is the best time to measure when the structural element is exposed to weather conditions? Which is the optimal grid size? Investigations are made with a laboratory and practical test set up. For the practical test set up 40 year old, naturally corroded reinforced segments from the Olympic stadium in Munich are available and potential measurements under different condition were analyzed qualitatively.

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Betonkanu-Regatta 2013 Beton- und Stahlbetonbau 9/2013 629 Aktuell

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Urban, Susanne; Wagner, Richard; Strauss, Alfred; Reiterer, Michael; Dehlinger, Christian; Bergmeister, Konrad Monitoringbasierte Lebenszeitabschätzung von Betonstrukturen - Forschungsprojekt MOSES Beton- und Stahlbetonbau 9/2013 630-640 Fachthemen

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Um Bauwerke bis zu ihrem wirklichen Lebensende zu nutzen, ist es von großer Bedeutung, den aktuellen Grad der Schädigung einer Struktur bestimmen zu können. Mithilfe der zurzeit gültigen Nachweis- und Bemessungskonzepte (z.B. CEB-FIP Model Code 2010) ist dies nicht möglich. Ein gangbarer Weg, den Schädigungsgrad einer Betonstruktur vor Ort zu bestimmen, ist der Einsatz von zerstörungsfreien Prüfmethoden (Monitoring). Dieser Bereich ist allerdings noch nicht zur Gänze erforscht. Das konstante Monitoring von der Entstehung eines Bauwerks bis hin zu dessen Lebensende wird als eine vielversprechende Möglichkeit der Lebenszeitabschätzung gesehen. In diesem Beitrag werden Ermüdungsversuche an Betonprüfkörpern, begleitet mit konstantem Monitoring durch Ultraschall- und Körperschall-Sensoren, näher betrachtet und ein möglicher Weg zur Bestimmung des Schädigungsgrades und der Lebenszeitabschätzung aufgezeigt.

Monitoring based lifetime assessment of concrete structures - Research Project MOSES
In order to use structures up to their real end of lifetime it is of great importance to know the degree of damage of the structure. By using the actual Codes and Specifications (e.g. CEB-FIP Model Code 2010) it is not possible to define the real degree of deterioration. A practicable way of determining the degree on-site is the employment of non-destructive testing methods (monitoring). This field until now is not finally explored. The constant monitoring from the erection of a structure up to the end of its lifetime is seen as a very promising possibility to assess the residual lifetime. In this article fatigue tests on concrete specimens, accompanied with ultrasonic and acoustic emission measurements will be investigated closer and a possible way for the determination of the degree of damage and lifetime assessment will be proposed.

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DBV-Merkblatt "Modifizierte Teilsicherheitsbeiwerte für Stahlbetonbauteile" beim Bauen im Bestand erschienen Beton- und Stahlbetonbau 9/2013 640 Aktuell

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Siburg, Carsten; Ricker, Marcus Zur Durchstanzbemessung von Einzelfundamenten - Normenvergleich und Vergleich mit Versuchen Beton- und Stahlbetonbau 9/2013 641-653 Fachthemen

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Seit 2012 liegt Eurocode 2 zusammen mit dem nationalen Anhang in Deutschland vor. Die größtenteils aus dem Model Code 1990 übernommene Durchstanzbemessung regelt das Durchstanzen von Einzelfundamenten und Bodenplatten neu. Mit dem Model Code 2010 wurde das Bemessungskonzept zum Durchstanzen überarbeitet und in die zum 01.01.2013 eingeführte schweizerische Norm SIA 262:2013 übernommen. Im vorliegenden Beitrag werden die Bemessungsgleichungen zur Bestimmung der Durchstanztragfähigkeit nach Eurocode 2, dem deutschen Anhang zu Eurocode 2, Model Code 2010 und SIA 262 ausführlich vorgestellt. Durch Parameterrechnungen werden die Haupteinflüsse aus Schubschlankheit, statischer Nutzhöhe, Längsbewehrungsgrad und Betondruckfestigkeit auf die Durchstanztragfähigkeit von Einzelfundamenten näher untersucht und den rechnerischen Durchstanzwiderständen gegenübergestellt. Durch Vergleiche mit den Ergebnissen systematischer Versuchsserien werden das Sicherheitsniveau und die Wirtschaftlichkeit der Bemessungsgleichungen überprüft.

Punching shear design of footings - present code provisions: parametric study and comparison with test results
Since 2012, Eurocode 2 and the corresponding National Annex have been introduced in Germany. Most design provisions were adopted from Model Code 1990 and provide a new design approach for ground slabs and footings. For Model Code 2010, the design concept was again revised and introduced in the Swiss standard SIA262:2013. In this paper, the design equations for the determination of the punching capacity according to Eurocode 2, the German annex to Eurocode 2, Model Code 2010, and SIA 262:2013 are presented in detail.
Parameter studies are used to examine the influence of the main punching parameters (shear span depth-ratio, effective depth, longitudinal reinforcement ratio, and concrete compressive strength) on the punching shear resistance of footings. To quantify the safety level and the efficiency, the design provisions are compared to systematic test series.

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Ein "EKG" für Bauwerke Beton- und Stahlbetonbau 9/2013 653 Aktuell

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Hub, Alexander; Zimmermann, Gregor; Knippers, Jan Leichtbeton mit Aerogelen als Konstruktionswerkstoff - Herstellung und Eigenschaften Beton- und Stahlbetonbau 9/2013 654-661 Fachthemen

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Aerogelhaltiger Leichtbeton weist als gefügedichtes Material eine signifikant verbesserte Wärmedämmung gegenüber luftgedämmten Leichtbetonmaterialien auf. Durch eine gezielte Beeinflussung der Betonkomponenten zu einer höheren Packungsdichte lassen sich auch die Festigkeitseigenschaften positiv beeinflussen, sodass das Material sowohl eine hervorragende Dämmwirkung als auch eine ausreichende Tragfähigkeit aufweist. Der Aufsatz beschreibt die Materialentwicklung und experimentell ermittelte Materialparameter.

Aerogel light concrete as structural material. Manufacturing and properties
Aerogel containing concrete disclaims a densely textured material which offers a significantly improved heat insulation property compared to air insulated lightweight concrete. A systematic manipulation of the concrete components in a higher packing density also positively influences the strength properties, so that the material has both excellent heat insulation properties and a sufficient bearing capacity. The article describes the development of materials and experimental material parameters.

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Dicleli, Cengiz Ulrich Finsterwalder 1897-1988 - Ein Leben für den Betonbau Beton- und Stahlbetonbau 9/2013 662-673 Berichte

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Ulrich Finsterwalder zählt neben Franz Dischinger und Fritz Leonhardt zu den größten Ingenieuren des Stahl- und Spannbetonbaus. Von der Entwicklung der Tonnenschalen und des Spannbetonbrückenbaus bis hin zum Bau von Schiffen aus Stahlbeton sind viele bedeutende Meilensteine dieser Bauweise auf ihn zurückzuführen. Der 1897 in München geborene Ausnahmeingenieur formte rund 50 Jahre lang die Firma Dyckerhoff & Widmann als Chefingenieur und Mitglied der Geschäftsleitung. Wie kaum von einem anderen Ingenieur bekannt ist, gelang es ihm, zahlreiche Erfindungen zu machen, die den Stahlbetonbau weiterentwickelten, und Bauwerke jeder Art in einer Qualität und Quantität selber zu bauen oder mittelbar zu beeinflussen. Durch seine Schule gingen zahlreiche spätere Professoren für Stahlbetonbau und Statik sowie Inhaber weltweit bedeutender Ingenieurbüros hervor. Am 5. Dezember 2013 jährt sich der Todestag von Ulrich Finsterwalder zum 25. Mal. Zu seinem Gedenken findet im Deutschen Museum in München am 1. Oktober 2013 die Tagung “Ulrich Finsterwalder - Ein Leben für den Betonbau” statt.

A life for concrete construction
Dedicated to the 25th anniversary of the dead of Ulrich Finsterwalder
Ulrich Finsterwalder belongs alongside Franz Dischinger and Fritz Leonhardt to the greatest engineers in the fields of reinforced and prestressed concrete construction. There are many notable milestones in the way he built; from the development of barrel-vaults and prestressed concrete bridge construction, to building of ships with reinforced concrete. Born in 1897 in Munich, this exceptional engineer significantly shaped for about 50 years the Dyckerhoff & Widmann Company as its chief engineer and board member. As hardly any other engineer of his generation, he succeeded in realising numerous inventions, which led to an energetic development of reinforced concrete structures. Amongst them were a wide range of buildings, which he oversaw for their quality and quantity. Through his school passed many engineers who later in their careers became professors for reinforced concrete construction or founders of worldwide acknowledged engineering offices. December the 5th 2013 will be the 25th anniversary of Ulrich Finsterwalder's death. On October 1st 2013 a commemorative meeting will be held in the German Museum in Munich titled “Ulrich Finsterwalder - A life for concrete construction”.

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 9/2013 Beton- und Stahlbetonbau 9/2013 675-679 Beton- und Stahlbetonbau aktuell

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Persönliches:
Dipl.-Ing. Helmut Bürkle verstorben
Prof. Manfred Curbach zum Mitglied der Leopoldina gewählt

Nachrichten:
Gründung der Gesellschaft für Bautechnikgeschichte
Tagungsreihe “Architekturbeton”
Bauproduktenverordnung - Großer Informationsbedarf bei Herstellern, Planern und Errichtern
Schüßler-Preis 2013 in Aachen verliehen. Auszeichnung ging an zwei Studierende der RWTH Aachen. Der mit je 5000 Euro dotierte Preis ermöglicht einen Studienaufenthalt im Ausland
Die Lange Nacht der Wissenschaften

Dissertation:
Christian Balzer: Zum Einfluss von Dübelleisten auf das Querkrafttragverhalten des Stahlbetongurts von Verbundträgern im Bereich von großen Stegöffnungen

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Pfeifer, Matthias; Cankurtaran, Ümit Berichtigung zu: "Neue alte" Berechnungsmethoden am Beispiel des historischen Bergheimer Bades in Heidelberg Beton- und Stahlbetonbau 9/2013 679 Berichtigung

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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen Beton- und Stahlbetonbau 9/2013 680-682 Veranstaltungskalender

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Inhalt: Stahlbau 9/2013 Stahlbau 9/2013 Inhalt

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Scheuermann, Gerhard Aktuelle Forschung im Stahlbau - neue Trends und Entwicklungen Stahlbau 9/2013 635 Editorial

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Gajda, Joanna; Kurz, Wolfgang Tragverhalten randnaher Betondübel unter Längsschubbeanspruchung Stahlbau 9/2013 636-642 Fachthemen

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Verbundkonstruktionen aus Stahl und Beton haben sich in den letzten Jahrzehnten zu einer wirtschaftlichen und konkurrenzfähigen Bauweise im Hoch- und Brückenbau entwickelt. An die innovativen Verbundmittel wie Betondübel werden aufgrund der neuen Entwicklungen der Konstruktionen hohe Anforderungen hinsichtlich der Tragfähigkeit und der Verformbarkeit gestellt. Die Verbundmittel werden in immer schlankeren Konstruktionen eingesetzt. Die Betondübel in der Nähe des Plattenrandes können, ähnlich wie die liegenden Kopfbolzendübel, bei Einleitung der Längsschubkräfte versagensrelevante Spaltzugspannungen in Plattendickenrichtung erzeugen. Dieser Versagensmechanismus für Betondübel mit geringer Betondeckung senkrecht zur Verbundmittelachse wurde bislang in den Bemessungsmodellen nicht explizit berücksichtigt. Erste Versuche zur Bestimmung der Trag- und Verformungsfähigkeit randnaher Betondübel in Abscher- und Ausziehversuchen wurden durchgeführt. Relevante Parameter, die Einfluss auf das Trag- und Verformungsverhalten bei randnahen Betondübeln haben, werden anhand der Versuche diskutiert.

Load bearing behavior of concrete dowels in a location close to a free surface under longitudinal shear stress.
Over the last decades, composite structures made of steel and concrete have been developed in order to allow for the economic and competitive construction of buildings and bridges. Due to the new developments of innovative shear connectors such as concrete dowels, high requirements are expected for the load-bearing capacity and the ductility. The shear connectors are often used in slender structures. Concrete dowel close to a free concrete surface of a slab introduce longitudinal shear forces, which cause failure- relevant splitting stresses in direction of the slab thickness, similar to the horizontal lying headed studs. This failure mechanism of concrete dowels with a low concrete cover perpendicular to the central axis of the shear connectors has not been explicitly considered in the structural design models. First experiments in order to investigate the load-bearing capacity and the ductility of concrete dowels in a location close to a free surface in shear and pull-out tests were carried out. Some relevant parameters that have influence on the load-deformation behavior of concrete dowels located closely to the surface are discussed with reference to the experiments.

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Uhlemann, Jörg; Stranghöner, Natalie Einfluss fiktiver elastischer Konstanten von textilen Gewebemembranen in der Tragwerksanalyse von Membranstrukturen Stahlbau 9/2013 643-651 Fachthemen

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Architektonisch anspruchsvolle Leichtbaustrukturen aus räumlich gekrümmten textilen Gewebemembranen werden zunehmend eingesetzt, vor allem wenn große Flächen stützenfrei zu überdachen sind, wie z. B. in Stadien oder großen Hallen. Die räumliche Krümmung gibt der Membrane geometrische Steifigkeit. Trotzdem zeigt sich ein Trend zu immer weniger gekrümmten Membranen. Dadurch nimmt die Bedeutung der geometrischen Steifigkeit für die Spannungen und Verformungen von Membrantragwerken ab, während gleichzeitig die Bedeutung der Materialsteifigkeit zunehmend ins Blickfeld gerät. Das hochgradig nichtlineare anisotrope Materialverhalten beschichteter Gewebemembranen wird bei der Berechnung komplexer Membranstrukturen grob vereinfacht linear-elastisch angenommen. Da einheitliche Regelungen zur Bestimmung fiktiver elastischer Konstanten fehlen, ergibt sich ein großes Spektrum an Werten, das einen erheblichen quantitativen Einfluss auf die rechnerische Beanspruchung der Membrane und der stählernen Primärstruktur haben kann. Ziel dieses Beitrags ist es, diese Problematik beispielhaft an einer typischen Membranstruktur zu verdeutlichen und die Tragwerksplaner dafür zu sensibilisieren.

Importance of fictitious elastic constants of textile fabrics on the structural analysis of membrane structures.
Architecturally ambitious lightweight structures made from spatially curved textile membranes are increasingly used, e. g. for roofing of stadia or big halls. The curvature gives geometric stiffness. However, a trend to structures with small curvature can currently be recognised. This trend decreases the importance of the geometric stiffness and highlights the importance of the material stiffness at the same time. Today, the highly nonlinear material behavior of coated fabrics is roughly been modeled linear-elastic. As a consequence of a lack of consistent rules for the determination of fictitious elastic constants, a great variety of stiffness values can be obtained. In the structural analysis this leads to a spectrum of resulting stresses for the membrane and the primary steel structure. The aim of the presented paper is to illustrate this problem exemplary for a typical membrane structure and to sensitize the structural engineers for that issue.

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Münchner Stahlbautage 2013 Stahlbau 9/2013 651 Aktuell

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Kranz, Bernd; Neubert, Jan; Wetzel, Gloria Einflussfaktoren auf die Festigkeit von laserstrahl-MSG-hybridgeschweißten Verbindungen bei Blechdicken bis zu 40 mm Stahlbau 9/2013 652-656 Fachthemen

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Das Laserstrahl-MSG-Hybridschweißen bietet gegenüber konventionellen Schweißverfahren Potenzial, die Wirtschaftlichkeit des Schweißens durch eine Reihe werkstofftechnischer sowie nahtgestalterischer Besonderheiten zu verbessern. Untersuchungen dieses Verfahrens beschränkten sich für Stahl bisher auf den Blechdickenbereich zwischen 6 mm und ca. 12 mm. Im Stahl-, Behälter-, Fahrzeug- oder Schiffsbau sind aber auch Bauteile größerer Wanddicke von Interesse. Diese werden derzeit unter Nutzung des Unterpulverschweißprozesses unter hohen Aufwendungen für Energie, Zusatzwerkstoff und Arbeitszeit gefertigt. Gegenstand dieses Projektes waren Untersuchungen zum Einfluss der Verringerung des Nahtvolumens und der Streckenenergie durch das Hybridschweißen auf die Entstehung von Eigenspannungen sowie deren Auswirkungen auf die Ermüdungsfestigkeit von Blechen mit großer Wanddicke. Die Untersuchungen zeigten, dass mit dem Hybridprozess vergleichbare und bessere Verbindungsqualitäten durch das Wurzel-/Gegenlageschweißen gegenüber dem reinen UP-Schweißen bei Blechdicken von 40 mm erreicht wurden.

Influences on the strength of laser GMA hybrid welded joints in the case of sheet thicknesses to 40 mm.
The laser GMA hybrid welding offers capabilities to improve the economy of welding compared to conventional welding processes due to characteristics concerning material and seam design. Researches of this process were restricted to a sheet thickness range between 6 mm and 12 mm for steel. But especially for steel-, container-, vehicle- or ship-engineering structures (components) with large wall thicknesses are of interest. These structures are currently welded by using the submerged arc welding process with a high effort of energy, welding material and working time. The object of this project was the determination of the influence of the reduction of weld volume and energy per unit length of weld on the formation of residual stresses and their effects on the fatigue strength of hybrid welded sheets with large wall thicknesses. In result better qualities with regard to fatigue strength and toughness for hybrid welded joints has been achieved compared to submerged arc welded joints for wall thicknesses of 40 mm.

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Kemper, Frank H.; Feldmann, Markus Zur Ermüdungsbewertung der Böenantwort von Türmen Stahlbau 9/2013 657-664 Fachthemen

Kurzfassung

Windbelastete Türme aus Stahl weisen vielfach dynamische Beanspruchungswechsel in einer Größenordnung auf, die aus wirtschaftlichen Erwägungen nicht mehr mit quasistatischen Modellen abgebildet werden können, da damit die Materialausnutzung im Grenzzustand der Ermüdung auf das Dauerfestigkeitsniveau beschränkt ist. Im vorliegenden Beitrag wird ein modernes Berechnungsverfahren präsentiert, das die Beanspruchbarkeit im Grenzzustand der Ermüdung auf Betriebsfestigkeitsebene mittels stochastischer Methoden berechenbar macht. Aufgrund der analytischen Formulierung des Berechnungsweges lassen sich auch instationäre Last-Admittanzen, wie sie beispielsweise bei Windenergieanlagen auftreten, mit großem Zeitvorteil gegenüber transienten Verfahren berücksichtigen. Neben einem baupraktischen Anwendungskonzept für die Ermüdungsbewertung einfacher Strukturen werden die Vorzüge der stochastischen Modellbildung auch exemplarisch anhand einer Windenergieanlage aufgezeigt. Die Anwendungsbeispiele demonstrieren die Eignung des Verfahrens für baupraktische Zwecke.

Verification of the fatigue limit state of gust induced structural response of tower constructions.
Tower structures made of steel, show often stress cycle amplitudes due to the wind loading, which cannot be treated by quasi-static models anymore for economic reasons. In the present paper a methodology is described which allows for a detailed verification of the fatigue limit state, using a realistic stress cycle count distribution. Due to the analytical formulation of the approach, it is possible to consider nonsteady load admittance relations, which are present in e. g. in case of wind turbines or structures with cylindrical cross-sections with a low computational effort, compared to transient methods. Besides a practical concept for the verification of simple structures, the advantages of the method are shown exemplary using the example of a wind turbine with lattice tower. The shown examples emphasize the usability for structural problems.

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BAM-Wissenschaftler bringen Risse zum Leuchten Stahlbau 9/2013 664 Aktuell

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Schaumann, Peter; Bechtel, Anne Nachhaltigkeitsbewertung stählerner Tragkonstruktionen von Windenergieanlagen Stahlbau 9/2013 665-670 Fachthemen

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Die Berücksichtigung eines ganzheitlichen Dimensionierungskonzepts, das neben den bisher maßgebenden Konstruktionsfaktoren Tragfähigkeit und Wirtschaftlichkeit weitreichendere Nachhaltigkeitseffekte wie beispielsweise ökologische Auswirkungen integriert, nimmt zukünftig einen wachsenden Stellenwert bei der Wahl von Tragstrukturen ein. Auf Grundlage bereits bekannter Nachhaltigkeitsbewertungssysteme aus dem Hochbau wurde im Rahmen des Forschungsprojektes NaStafEE eine Methode zur Nachhaltigkeitsbewertung stählerner Tragkonstruktionen für regenerative Energien entwickelt. Es wurden für die Kategorien Ökologie, Ökonomie, Soziales, Technik und Prozess Kriterien definiert, die die Nachhaltigkeit der stählernen Tragstrukturen über den gesamten Lebenszyklus erfassen und somit eine Bewertung der Stahltragstruktur von Offshore-Windenergieanlagen ermöglichen. Die Bewertungsmethode sowie Untersuchungsergebnisse für zwei Offshore-Stahlstrukturen werden in diesem Beitrag vorgestellt.

Sustainability assessment of steel constructions of offshore wind energy turbines.
The consideration of an holistic design approach, taking into account not only the load bearing capacity and economical effects but also sustainability effects as e.g. ecological aspects, will have an increasing impact to the construction choice in future. Based on already known sustainability assessment methods originating from the building sector a sustainability assessment applicable for steel structures of renewables was developed within the research project NaStafEE. Criteria for the sustainability categories ecology, economy, social responsibility, engineering and process were generated to enable the assessment of the sustainability of steel constructions of offshore wind energy turbines. The assessment method as well as sustainability results for two offshore structures we presented within this paper.

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