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Autor(en) Titel Zeitschrift Ausgabe Seite Rubrik
Klinzmann, Christoph; Upmeyer, Jens Innovativer Brandschutz für große Einkaufszentren Bautechnik 5/2015 363-369 Berichte

Kurzfassung

Das Einkaufen in Deutschland hat sich in den letzten Jahren gewandelt. Dadurch entstehen große Einkaufszentren am Rand oder außerhalb von Innenstädten. Sie beinhalten eine multifunktionale Nutzung, üblicherweise bestehend aus Verkauf, Veranstaltung und Gastronomie, sodass in diesen Gebäuden das Einkaufen idealerweise zu einer Freizeitbeschäftigung und einem Erlebnis werden soll. Diese multifunktionalen Nutzungen sind in der Regel durch die Verkaufsstättenverordnung nicht abschließend abgedeckt. Zur Bewertung dieser Gebäude müssen besondere schutzzielorientierte Brandschutzkonzepte aufgestellt werden, die bei zahlreichen komplexen Fragestellungen durch Ingenieurmethoden des Brandschutzes ergänzt und begründet werden müssen. Insbesondere werden ingenieurmäßige Berechnungen zur Gebäuderäumung oder zur Entrauchung durchgeführt. In diesem Beitrag werden anhand von Praxisbeispielen die Möglichkeiten und Lösungswege aufgezeigt, wie diese besonderen brandschutztechnischen Fragestellungen in den modernen und sehr großen Einkaufszentren gelöst werden können.

Innovative fire safety of large shopping centres
In Germany shopping malls have changed in recent times. This is the result of the fact that the operators of shopping malls are trying to drawing more and more people into their buildings and thus making them more attractive, leading to a multifunctional usage consisting of shopping, events and gastronomy. The main interest is to understand shopping as a part of leisure and make shopping an event. The multifunctional usage in most cases is not covered by the respective building law for special buildings, the Verkaufsstättenverordnung.
The article shows and summarizes the key points of the change of shopping centres and explains the resulting difficulties with building regulations with the regard to fire safety. In addition future changes of the building regulations affecting the flexible use of shopping centres are discussed. Furthermore main elements of the fire safety concepts of two large shopping centre projects, the “Milaneo” in Stuttgart and “The Squaire” in Frankfurt, are explained.

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Stahlmann, Joachim; Missal, Christian; Gährken, Andreas Interaktionen zwischen Abdichtungsbauwerk und Wirtsgestein im Steinsalz Bautechnik 5/2015 370-376 Aufsatz

Kurzfassung

Bei der Planung von Tiefen- oder Endlagern für radioaktive Abfälle wird angestrebt, den Zutritt von Wässern oder Lösungen langfristig zu verhindern, um das Schutzziel über Tage zu erreichen. Da im Fall einer Worst-case-Betrachtung der Zutritt nicht vollständig ausgeschlossen werden kann, sind die Zugangsstrecken zu den Einlagerungsbereichen abzudichten. Die Funktion wird im Wesentlichen durch die Interaktion zwischen Wirtsgestein und Abdichtungsbauwerk bestimmt. Insbesondere sind die Auflockerungszone im konturnahen Bereich, die Kontaktzone, Spannungsumlagerungen im Gebirge sowie die Kriecheigenschaften des Gebirges abdichtungsrelevant. Zusätzlich sind die Baustoffeigenschaften des Dammes zu berücksichtigen: Die Abkühlphase nach dem Abbindeprozess und autogenes Schwinden führen zu einer Spaltbildung zwischen Abdichtungsbauwerk und Wirtsgestein. Dieser Spalt ist für die kurzfristige Funktionsfähigkeit zu verpressen, langfristig kann das aufkriechende Gebirge eine ausreichend geringe Permeabilität gewährleisten. Es zeigt sich jedoch, dass die Übertragbarkeit der Modellvorstellungen aus dem Erfahrungshorizont des Bergbaus und des Bauingenieurwesens, auch im Hinblick auf die möglichen Fluidwegigkeiten, noch zu hinterfragen ist.

Interaction between sealing structure and host rock in rock salt
During the development of radioactive waste disposal it is intended to prevent the inflow of water and solution over a long period of time to reach the safety objective at the surface. As the inflow cannot be completely excluded when considering a worst case scenario, the access drifts towards the emplacement chambers have to be sealed. This function is primarily influenced by the interaction between the host rock and the sealing structure. The excavation damaged zone close to the contour, contact zone, stress redistribution in the host rock and the creeping capacity of the host rock are particularly relevant for the sealing. In addition, the characteristics of the sealing structure's building materials have to be considered: the cooling phase after the setting process and autogenous shrinkage lead to the development of gaps between the sealing structure and the host rock. These gaps have to be injected in order to reach a short-term operability, while the long-term low permeability can be provided by the creeping host rock. It became clear that the portability of the model concepts based on the experiences in mining and civil engineering have to be questioned, especially with regards to possible fluid flow.

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Bautechnik aktuell 5/2015 Bautechnik 5/2015 377-382 Bautechnik aktuell

Kurzfassung


Persönliches:
Nachruf: Frei Otto (1925 - 2015 || Goldene Ehrennadel für Dr. Michael Jelinek || Mike Schlaich mit der Gold Medaille der Institution of Structural Engineers ausgezeichnet

Firmen und Verbände: Notwendigkeit einer Folgeprüfung - DIN EN ISO 22475-1 || Neues DBV-Merkblatt “Qualität der Planung” || Sanierung von Entwässerungssystemen durch Systemwechsel zur Druck- oder Unterdruckentwässerung || Fachtagung für drei Bereiche: Kanalbau, Abwasserbehandlung, Mess- und Regeltechnik || Führende technisch-wissenschaftliche Vereine der Wasserwirtschaft zeigen zukünftigen Forschungsbedarf auf

Nachrichten: Aufbau der Barockfassade für das Berliner Schloss - Humboldt Forum beginnt || Betonkanu-Regatta 2015 in Brandenburg

Auslobung: Nachhaltigkeit trifft Architektur: Chance auf DGNB Preis “Nachhaltiges Bauen”

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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen Bautechnik 5/2015 383-384 Veranstaltungskalender

Kurzfassung

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 5/2015 Beton- und Stahlbetonbau 5/2015 Inhalt

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Dehn, Frank Neuartige Betone bedingen neuartige Konzepte! Beton- und Stahlbetonbau 5/2015 327 Editorial

Kurzfassung

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Lechner, Thomas; Fischer, Oliver Stabilitätsverhalten von schlanken Wandscheiben aus Normal- und Ultrahochleistungsbeton Beton- und Stahlbetonbau 5/2015 328-339 Fachthemen

Kurzfassung

Die Entwicklung und Erforschung des Ultrahochleistungsbetons hat dazu geführt, dass es heute vorteilhaft ist, viele klassische Betonbauteile aus diesem innovativen Werkstoff herzustellen. Für Wandscheiben bedeutet dies, dass sich die Dicke aufgrund der hohen Druckfestigkeit reduzieren lässt, während sich die Dauerhaftigkeit infolge der geringen Porosität erhöht. Da Wandscheiben aus Ultrahochleistungsbeton im Vergleich zu Wänden aus Normalbeton bei gleicher Querschnittstragfähigkeit deutlich größere Schlankheiten aufweisen können, gewinnt das Stabilitätsverhalten entsprechend an Bedeutung. Der vorliegende Beitrag beschreibt Untersuchungen zum Stabilitätsverhalten von Wandscheiben, die am Lehrstuhl für Massivbau der Technischen Universität München (TUM) durchgeführt wurden. Der Forschungsschwerpunkt lag dabei auf zweiseitig gehaltenen Scheiben aus unbewehrtem Normalbeton sowie faserbewehrtem Ultrahochleistungsbeton. An diesen wurden experimentelle und numerische Untersuchungen zum Trag- und Verformungsverhalten durchgeführt. Nachfolgend werden die Ergebnisse dieser Untersuchungen sowie ein Ingenieurmodell zur Berechnung der maßgebenden Stabilitätslasten von schlanken, zweiseitig gehaltenen Scheiben vorgestellt.

Load bearing behavior and stability of slender wall panels made of normal strength and ultra-high performance concrete.
Following more than one decade of theoretical and experimental research on ultra-high performance concrete (UHPC) today there is a series of possible applications to efficiently utilize this new and innovative material in load-bearing structures. One example are walls and wall panels respectively, the thickness of which may be decisively reduced thanks to the high compressive strength, leading to increasingly slender structures being more sensitive in terms of stability. The present paper describes theoretical and experimental investigations on the load-bearing and buckling behavior of normal strength and UHPC wall panels being currently performed at the chair of concrete and masonry structures of TUM. In doing so, exemplary results of these investigations are presented and discussed and an engineering model determining critical loads of slender walls is derived.

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Schmidt, Jörg; Bergerhausen, Ulrich; Dehn, Frank Großbrände mit Brandüberschlag in Stahlbeton-Straßentunneln - Temperaturbeanspruchung, Durchwärmungs- und Abplatzverhalten Beton- und Stahlbetonbau 5/2015 340-348 Fachthemen

Kurzfassung

In einem vorangegangenen Beitrag wurden verschiedene Brandszenarien mit Flüssigkeitslachenbränden von bis zu 28 t Benzin untersucht [1]. Es konnte gezeigt werden, dass diese Brände durch die ZTV-ING-Temperatur-Zeit-Kurve abgedeckt werden. Im Rahmen eines weiteren Forschungsvorhabens für die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) wurden darauf aufbauend Brandszenarien untersucht, bei denen ausgehend von diesem Flüssigkeitslachenbrand infolge Leckage eines mit 28 t Benzin beladenen Tanklastzugs der Brand auf weitere im Tunnel befindliche Fahrzeuge übergreift, wobei sich in unmittelbarer Nähe zum Tanklastzug ein mit Holzpaletten beladener LKW befindet. Der vorliegende Beitrag gibt die wesentlichen Ergebnisse in Bezug auf das Tragverhalten und die Tunnelsicherheit der mittels numerischer Strömungssimulationen und Finite-Elemente-Berechnungen durchgeführten Untersuchungen wieder.

Fires with fire spread in reinforced concrete road tunnels - temperature loads, temperature distribution and concrete spalling.
Different fire scenarios with liquid laugh burns up to 28 tons of gasoline were investigated in a further article. It could be shown that these fires can be covered by the ZTV-ING temperature time curve. Within the framework of a further research project for the Federal Highway Research Institute (BASt), further fire scenarios were investigated, where the fire starts from this liquid laughter fire due to leakage of a tank truck loaded with 28 t gasoline. The fire spread on other vehicles in the tunnel and his effect is einvestigated, whereas a truck laden with wooden pallets is located immediate to the tanker. The present article reflects the significant results in terms of the structural behaviour and the tunnel safety of the investigations carried out by means of computational fluid simulations and finite element calculations.

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Richter, Ronald; Juknat, Michael; Große, Christian; Dehn, Frank Überwachung der zeitabhängigen Entwicklung des Abplatzverhaltens von Beton unter Brandeinwirkung Beton- und Stahlbetonbau 5/2015 349-354 Fachthemen

Kurzfassung

Zur Analyse des Verhaltens von Beton unter Brandeinwirkung werden in der Regel experimentelle Methoden angewandt [1]. Diese Vorgehensweise ist allerdings kostspielig und sehr zeitaufwendig. Deshalb ist es wichtig, bei den Versuchen so viele verwertbare Daten wie möglich zu gewinnen. Die meisten Standardversuche ermöglichen derzeit lediglich den Vergleich zwischen dem Zustand des Betons vor und nach den Experimenten [1]. Daraus lassen sich leider keine Informationen über die zeitabhängige Entwicklung des Schädigungsprozesses ableiten. Gerade diese Informationen sind jedoch notwendig, wenn der Mechanismus der dynamischen Betonschädigung in Gänze nachvollzogen werden soll, um daraus entsprechende materialtechnologische Optimierungen wie auch Versuchsrandbedingungen ableiten zu können. Dafür werden Messsysteme benötigt, mit deren Hilfe sich der gesamte Einwirkungsvorgang und dessen Folgen überwachen und erfassen lassen. Solche Systeme können begleitend zur Temperaturüberwachung, zur Sichtprüfung und tachymetrischen Bestimmung der Abplatztiefe sowie zur Wägung des Probekörpers vor und nach den Versuchen eingesetzt werden. Für diesen Zweck kommen volumenorientierte zerstörungsfreie Prüfverfahren infrage, wie Ultraschall oder Impakt-Echo. Als besonders geeignet hat sich die Schallemissionsanalyse erwiesen. Dieses Verfahren ermöglicht die Überwachung der Schädigungsprozesse im gesamten Probekörper und über die gesamte Versuchsdauer. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse von experimentellen Untersuchungen im Rahmen von DFG- und BMWi-geförderten Forschungsvorhaben vorgestellt, bei denen solche Messsysteme erfolgreich verwendet wurden. Dabei konnte die grundsätzliche Anwendbarkeit und Zweckmäßigkeit verschiedener Messsysteme zur Überwachung der zeitabhängigen Entwicklung der Betonschädigung unter Brandeinwirkung eindeutig nachgewiesen werden.

Detection of the time-dependant development of concrete spalling under fire exposure
In order to analyze the behaviour of concrete under fire exposure experimental investigations are used [1]. This practice is expensive and very time-consuming. So, it is essential to get as most suitable information out of such experiments as possible. At the present, most standard experiments are only capable of comparing a condition of concrete before and after the experiments [1]. Unfortunately, information of the time-dependent development of the damaging process cannot be resolved. In order to fully understand the mechanism of dynamic concrete damage under fire exposure, this information is crucial. Therefore, it is necessary to develop measurement systems which are able to monitor and detect the entire exposure process and its consequences. These systems should be applied additionally to the temperature monitoring, the visual inspection and a weighting of the specimen before and after the experiments. For this purpose volume-orientated non-destructive testing methods are considered. It is possible to use ultrasonic systems or impact-echo methods, but the most suitable are acoustic emission techniques. With this method it is possible to monitor damage processes of the complete specimen volume and during the whole time of the experiments. The paper will present results of experimental investigations where such systems have been successfully applied to test the feasibility, practicability and the usefulness of different measurement systems to verify the time-dependent development of concrete spalling under fire exposure.

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Gläser, Christian; Puttendörfer, Niklas; Brockmann, Sven; Hartwig, Thomas Vorspannung bei Onshore-Windenergieanlagen - Vom Neubau bis zur Instandsetzung bestehender Anlagen Beton- und Stahlbetonbau 5/2015 355-364 Fachthemen

Kurzfassung

Mit steigender Bedeutung der Windkraft und Weiterentwicklung der Turbinen werden höhere Türme für Windenergieanlagen erforderlich. Verbunden damit ergeben sich Änderungen in der Bauweise der Türme. Abhängig vom verwendeten Turmtyp werden die Fundamente unterschiedlich ausgebildet. Bei Stahltürmen werden Stahlteile oder vorgespannte Ankerbolzen einbetoniert, während für den Beton-Beton-Anschluss bei Spannbeton- und Hybridtürmen andere vorgespannte Lösungen Anwendung finden. Bis vor wenigen Jahren kamen in Deutschland bei vorgespannten Türmen nur Spannglieder mit nachträglichem Verbund zum Einsatz. Weiterentwicklungen haben dazu geführt, dass jetzt auch weltweit Spannbeton- und Hybridtürme mit externen Spanngliedern vorgespannt werden. Auch wenn der grundsätzliche Aufbau der Spannglieder ähnlich wie im Brückenbau sein kann, muss die Anwendbarkeit für die abweichenden Randbedingungen im Turm einer Windenergieanlage nachgewiesen sein.
Bei der Vielzahl der weltweit ausgeführten Anlagen ist es nicht ausgeblieben, dass aufgrund von Ausführungsfehlern oder während der Bemessung nicht berücksichtigter Erkenntnisse die Verstärkung vorhandener Konstruktionen erforderlich werden kann. Im vorliegenden Artikel wird die Instandsetzung eines Fundaments beschrieben, bei dem infolge ursprünglich zu niedriger Betonfestigkeit durch die Umschnürung des Fundaments mittels Spanngliedern aktiv ein dreiaxialer Spannungszustand erzeugt wird, der die vertikale Druckfestigkeit des Fundaments erhöht.

Post-Tensioning for Onshore-Wind Energy Plants - From New Construction to retrofitting of existing structures
With increasing importance of wind power and development of stronger turbines higher towers for wind energy are required. Related to this, changes in the design of the towers are necessary. Depending on the used tower type foundations are designed differently. While in a steel tower steel parts or bolts are cast in the concrete, prestressed solutions can be used for the concrete-concrete connection in post-tensioned concrete and hybrid towers. While a few years ago in Germany only bonded tendons were used for post-tensioned towers, further developments have globally led to stressing concepts using external tendons in post-tensioned concrete and hybrid towers. Although the basic layout of the tendons may be similar to tendons used in bridge construction, the applicability of the different boundary conditions in the wind-tower has to be verified.
With the multitude of running plants it cannot completely be prevented that failures during execution or factors not considered during design makes it necessary to strengthen existing towers. In this article, retrofitting of a foundation is described in which due to originally lower concrete strength by the confinement of the foundation an actively triaxial stress state is generated by tendons, which increases the vertical compressive strength of the foundation.

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Revitalisierung eines Brauereigeländes Beton- und Stahlbetonbau 5/2015 364 Aktuell

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Olipitz, Michael Paulifurtbrücke - Entwurf, Planung und Ausführung einer UHPC-Schalenbrücke Beton- und Stahlbetonbau 5/2015 365-374 Berichte

Kurzfassung

Dieser Aufsatz beinhaltet die Beschreibung der Planung und der Ausführung einer trogförmigen Rahmenbrücke mit einer Spannweite von 32 m, deren Riegel durch vorgespannte UHPC-Elemente ausgeführt wurde. Beginnend mit der Entwurfsentscheidung bis zur fertigen Montage des Tragwerks sind die einzelnen Schritte in ihrem Ablauf beschrieben. Die Herstellung sowie das Versetzen der UHPC-Elemente erfordert eine hohe Genauigkeit und Qualität der Fertigung. Der Einsatz dünnwandiger UHPC-Bauteile subsumiert die Einbindung geometrischer Steifigkeiten in den Tragwerksentwurf und stellt eine besondere Herausforderung an den Tragwerksplaner. Das Fügen der Bauteile sowie die Besonderheiten im Zusammenhang mit der Vorspannung sind weitere Themen, deren Schwierigkeiten und Lösungen aufgezeigt werden. Um UHPC-Bauteile konkurrenzfähig am Markt einsetzen zu können, bedarf es besonderer Rahmenbedingungen. Auf den formal ästhetischen Aspekt wurde bei diesem Entwurf besonderer Wert gelegt.

Paulifurt-Bridge - design, planing and execution of a UHPC-shell-bridge
The following essay consists the describtion of the aspects of the planning and the execution of a trough shaped frame bridge with a span width of 32 meters. The beams of the frame are executed by pre-stressed UHPC elements. Each steps in the process from the decision of design until the mounting of the construction are described. The production and the setting of the UHPC elements required high specifications concerning the precision and quality in the production line. The application of thin-walled UHPC structural elements subsumed the integration of geometrical stiffness in the structural design and is a specific challenge for the structural engineer. The joining of the structural elements and the challenge in connection with the pre-stressing were additional subjects. This challenges and solutions are presented. There is a need for special frame conditions to apply UHPC structural elements on a competitive basis in the market place. Of particular importance in the design were the formal aesthetic of the structural design.

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Betonkanu-Regatta 2015 in Brandenburg Beton- und Stahlbetonbau 5/2015 374 Aktuell

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 5/2015 Beton- und Stahlbetonbau 5/2015 375-379 Beton- und Stahlbetonbau aktuell

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Nachrichten:
Der Baukulturbericht im Bundestag - Jetzt ist die Politik am Zug / Brückentest 2014: Die kommunalen Bauwerke sind in schlechtem Zustand / Karl-Heinz Schneider als Vorsitzender der Bundesvereinigung Bauwirtschaft wiedergewählt / Goldene Ehrennadel für Dr. Michael Jelinek / Spritzbeton-Tagung 2015 / Deutscher Brückenbaupreis 2016 ausgelobt / fib Bulletin 74: Planning and design handbook on precast building structures / Call for Papers: 4th International Symposium on Ultra-High Performance Concrete and High Performance Materials

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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen Beton- und Stahlbetonbau 5/2015 380 Veranstaltungskalender

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Inhalt: Stahlbau 5/2015 Stahlbau 5/2015 Inhalt

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Möller, Eberhard Frei Otto - leichte Dächer für eine moderne Welt Stahlbau 5/2015 299-304 Fachthemen

Kurzfassung

Mit seinen Vorschlägen und Bauten hat Frei Otto der Welt ein Universum an Ideen geschenkt, das seines gleichen sucht. Er ist der große Pionier des Leichtbaus im 20. Jahrhundert. Aufgrund seiner außergewöhnlichen Leistungen in Natur- und Grundlagenforschung, in Wissenschaft und Lehre, in Architektur und konstruktivem Ingenieurbau, in Kultur und Technik steht er in einer Reihe mit Persönlichkeiten wie Félix Candela, Pier Luigi Nervi, Antoni Gaudí oder Gustave Eiffel. Am 15. Mai 2015 wird ihm nun posthum in Miami Beach, USA, der Pritzker-Architektur-Preis verliehen, häufig als Nobel-Preis der Architektur bezeichnet.

Frei Otto - Lightweight roofs for a modern world.
With his suggestions and buildings Frei Otto presented the world a universe of ideas that has no equal. He is the great pioneer of lightweight structures in the 20th century. Due to its remarkable achievements in natural and fundamental research, in science and education, in architecture and structural engineering, in culture and technology, he joins the ranks of such internationally-renowned public characters as Félix Candela, Pier Luigi Nervi, Antoni Gaudí and Gustave Eiffel. On May 15th 2015 he posthumously is awarded the Pritzker Architecture Prize in Miami Beach, USA, often referred to as Nobel Prize of Architecture.

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Aus der Praxis für die Praxis: "Sales Academy" von ThyssenKrupp Steel Stahlbau 5/2015 304 Firmen und Verbände

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Malinowski, Maciej; Bana , Anna; Cywi ski, Zbigniew; W chalski, Krzysztof Die neue Straßenbrücke in Toru , Polen - Teil 2: Nachweise Stahlbau 5/2015 305-313 Fachthemen

Kurzfassung

Als Fortsetzung von Teil 1 [1], der über den Entwurf und den Bau der neuen, die Weichsel querenden Straßenbrücke in Toru (deutsch: Thorn) berichtet, geht es im Folgenden um die theoretischen und experimentellen Nachweise zum Montageprozess und zu Probebelastungen. Somit ist eine umfassende Beurteilung der beschriebenen, herausragenden Ingenieursleistung gegeben.

The new road bridge in Toru, Poland - Part 2: structural design calculation.
As a continuation of part 1 [1], which represents the design and the construction of the road bridge crossing the river Vistula in Toru (Thorunium), now it will be turned over to the theoretical and experimental procedures that have been applied in the mentioned bridge mounting and load tests. Consequently, a full judgement of the mentioned outstanding engineer achievement is available.

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Schäfer, Markus Schubtragfähigkeit und M-V-Interaktion von Flachdecken mit integrierten hohlkastenförmigen Stahlprofilen - Ansatz eines hybriden Fachwerkmodells zur Querkraftbemessung Stahlbau 5/2015 314-323 Fachthemen

Kurzfassung

Flachdecken mit integrierten Stahlprofilen in Verbundbauweise zeichnen sich vor allem durch die schlanke Bauweise mit geringen Deckenhöhen aus. In den letzten Jahren haben sich neben den typischen Querschnitten aus gewalzten Profilen mit untergeschweißter Gurtplatte immer mehr hohlkastenähnliche Profilformen durchgesetzt. Bei diesen Systemen kann zur Steigerung der Querkrafttragfähigkeit ein hybrides Fachwerkmodell abgeleitet werden, bei dem neben der Querkrafttragfähigkeit des Stahlprofils auch die Tragfähigkeit des Betons angerechnet wird. Aufgrund der daraus resultierenden zusätzlichen Spannungen im Stahlprofil muss die Momenten-Querkraft-Interaktionsbeziehung erweitert werden.

Shear resistance and M-V-Interaction of Slim-Floor-systems with integrated steel-box sections - Approach of a hybrid truss model for the shear design.
Shallow-floor slabs with integrated steel profiles in composite behavior are mainly characterized by the slim design. Parallel to the traditional sections consisting of rolled profiles with an additional bottom plate also floor-slabs with integrated steel-box sections have gained widespread adoption in practice in the recent years. Because of the sheathing of the concrete by the steel section a hybrid truss model with a compression strut in the concrete section is developed, increasing the shear resistance of these sections. Due to the additional steel stresses resulting by the truss model, the relationship for the interaction between moment and vertical shear forces is to expand.

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Aktuell: Stahlbau 5/2015 Stahlbau 5/2015 323 Aktuell

Kurzfassung

DVS CONGRESS 2015
Strenx - die neue Marke für hochfeste und ultrahochfeste Stähle

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Gerasimidis, Simos; Baniotopoulos, Charalampos Progressive collapse mitigation of 2D steel moment frames - Assessing the effect of different strengthening schemes Stahlbau 5/2015 324-331 Fachthemen

Kurzfassung

The problem of the progressive collapse of structures is today at the forefront of structural engineering because of multiple natural and man-made hazards, the aging of the infrastructure and the catastrophic consequences associated with that. This paper investigates the effects of different strengthening techniques for mitigating the phenomenon of progressive collapse for 2D steel moment frames. These techniques are applied to a series of moment frames of varying heights and designs using a finite element analysis involving both material and geometric non-linearities. The results of this work demonstrate that, when analysed as 2D assemblies, realistic, similar steel frame structures undergo different collapse mechanisms and that a general strengthening scheme cannot be applied to all collapse mechanisms.

Verhinderung des fortschreitenden Versagens von zweidimensionalen biegesteifen Stahlrahmen - Bewertung der Wirksamkeit unterschiedlicher Verstärkungsmaßnahmen.
Das Problem fortschreitenden Versagens von Konstruktionen steht heute im Mittelpunkt des Ingenieurhochbaus. Gründe dafür sind verschiedene durch Mensch und Natur verursachte Unfälle, die alternde Infrastruktur und die damit verbundenen katastrophalen Folgen. Im vorliegenden Beitrag wird die Wirksamkeit unterschiedlicher Verstärkungsmaßnahmen zur Verhinderung des fortschreitenden Versagens bei zweidimensionalen biegesteifen Stahlrahmen untersucht. Die Verstärkungsmaßnahmen werden für eine Reihe von biegesteifen Stahlrahmen unterschiedlicher Höhe und Ausführung betrachtet. Dazu wird die Finite-Elemente-Methode unter Berücksichtigung von materiellen und geometrischen Nichtlinearitäten verwendet. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass reale, vergleichbare Stahlrahmen-Konstruktionen, die als zweidimensionale Baugruppen analysiert wurden, unterschiedlichen Versagensmechanismen unterworfen sind und dass eine allgemeine Verstärkungsmaßnahme nicht für alle Versagensmechanismen angewendet werden kann.

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Häßler, Dustin; Hothan, Sascha Mechanische Hochtemperatureigenschaften von Stahlzuggliedern aus kaltverformtem Blankstahl der Festigkeitsklasse S355 Stahlbau 5/2015 332-340 Fachthemen

Kurzfassung

Im Bauwesen werden für Zugglieder häufig Kreisvollprofile mit relativ kleinen Durchmessern eingesetzt. Diese Bauteile bestehen in der Regel aus gezogenem, kaltverformtem Blankstahl. Aufgrund des Herstellungsverfahrens kommt es zu einer Veränderung der Materialeigenschaften des Stahls. Für Blankstahl sind in der Norm [1] keine temperaturabhängigen Materialkennwerte angegeben. An der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung wurden im Rahmen eines Forschungsvorhabens [2] die mechanischen Hochtemperatureigenschaften von Stahlzuggliedern aus kaltverformtem Blankstahl der Festigkeitsklasse S355 untersucht. Als Ausgangsmaterial wurde ein Kreisvollprofil mit einem Durchmesser von 20 mm verwendet. Für den Blankstahl wurden die chemische Zusammensetzung, der Elastizitätsmodul, die Spannungs-Dehnungs-Kennlinien sowie der Wärmeausdehnungskoeffizient bestimmt. Ziel der Untersuchungen war es herauszufinden, welche materialspezifischen Besonderheiten kaltverformter Blankstahl unter Brandeinwirkung gegenüber anderen Stählen besitzt und inwieweit sich die in der Norm [1] für warmgewalzten Baustahl angegebenen Werte auf Blankstahl übertragen lassen. Die Ergebnisse der Materialuntersuchungen werden zudem für die numerische Nachrechnung von Brandversuchen an Stahlzuggliedern mit reaktiver Brandschutzbeschichtung verwendet.

Mechanical properties of cold drawn steel S355 at elevated temperatures used for tension rods.
In construction, circular solid steel rods with relatively small diameter are often used for tensile elements. These elements are usually made of cold drawn steel. As a result of the manufacturing process, the material properties of the steel are changed. In the standard [1], no information regarding the temperature-dependant material properties of cold drawn steel are given. At BAM Federal Institute for Materials Research and Testing, a research project [2] was conducted to investigate the mechanical properties at elevated temperatures of tension elements made of cold drawn steel type S355. In the experiments, the tensile specimens were produced from a circular solid profile with a diameter of 20 mm. Within the research project, the chemical composition, the modulus of elasticity, the stress-strain-relationships and the thermal expansion coefficient were determined. The aim of this investigation was to identify the specific material characteristics of cold drawn steel under fire exposure. Furthermore, a comparison between cold drawn steel and the commonly used in construction hot-rolled steel was done, in order to clarify whether the material properties of hot rolled steel that are given in the standard [1] can be also used for cold drawn steel. The results of the material tests are used as input values for a numerical simulation of fire tests on tension elements with reactive fire protection systems.

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Online-Anwendungen der BAM auf der Hannover Messe Stahlbau 5/2015 340 Aktuell

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Knothe, Klaus Kraftgrößenverfahren und Deformationsmethode im Licht der Habilitationsschrift von Georg Prange (1885-1941) Stahlbau 5/2015 341-346 Fachthemen

Kurzfassung

Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts wurden für die Strukturberechnung von Rahmentragwerken Verfahren entwickelt, die heute als “Kraftgrößenverfahren“ und “Deformationsmethode“ bezeichnet werden. In Deutschland war die Entwicklung mit den Namen Heinrich Müller-Breslau und Otto Mohr verbunden. Zwischen beiden entwickelte sich eine heftige Kontroverse zu der Frage, ob die Grundlagen der beiden Verfahren gleichberechtigt waren. Erst durch Georg Prange wurde gezeigt, dass die Variationsprinzipien, die den beiden Verfahren zu Grunde lagen, durch eine Legendre-Transformation ineinander überführt werden konnten.
Heute lässt sich auf der Grundlage der Habilitationsschrift von Prange zeigen, wieso Finite-Elemente-Verfahren nahezu ausschließlich auf der Grundlage der “Deformationsmethode“ (d. h. mit Verschiebungsgrößen als Unbekannten) arbeiten.

Force Method and Deformation Method in the light of Georg Prange‘s (1885-1941) Habilitation Thesis.
At the end of the 19th and at the beginning of the 20th century different computing methods have been developed for the structural analysis of frames, which today are called ”force method” and “deformation method”. Heinrich Müller-Breslau was the pioneer of the force method whereas the deformation method was combined with the name of Otto Mohr. It was not clear for them, whether the bases for both methods were equivalent. Only Georg Prange was able to show, that the variational principles behind both methods could be transformed into each other by a Legendre transformation.
Today it can be shown by Prange‘s habilitation thesis why finite-element-methods almost exclusively are based on the deformation method, working with deformations as unknown variables.

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