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[Stahlbau 79 (2010), H. 5, S. 336-344 ]

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Für den Neubau einer Hofkranbahn des Werks Düsseldorf der Vallourec & Mannesmann Deutschland GmbH sollte für den Einsatz von quadratischen warmgefertigten Hohlprofilen ein neues Designkonzept untersucht und umgesetzt werden. Bis dahin wurden Kranbahnträger für größere Stützweiten und höhere Beanspruchungen durch Hohlkastenträger oder individuelle Sonderkonstruktionen realisiert. Sowohl die Fertigung dieser Träger als auch die spätere Montage auf der Baustelle ist komplex, zeit- und kostenintensiv. In enger Zusammenarbeit aller an dem Projekt Beteiligten und unter Federführung des Ingenieurbüros Dittmann & Pollmann in Hagen ist es gelungen, die technischen Herausforderungen des Projekts zu bewältigen und einen neuen Kranbahntyp zu realisieren, wie der folgende Beitrag zeigt.

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Für Träger mit feldweise unterschiedlichen Profilen werden die genauen statischen und dynamischen Übergangsbedingungen hergeleitet. Nach der Energiemethode und mit Hilfe von Hermite-Polymonen 8. Ordnung als Ansatzfunktionen für die unbekannten Verformungen lassen sich somit genaue Ergebnisse zum Biegedrillknicken und zur Spannungstheorie II. Ordnung erzielen. Dies wird an einigen Beispielen verdeutlicht.

Die aktuellen Normen beinhalten noch keine Angaben zu Problemen der konzentrierten Lasteinleitung in Kastenträger mit Längssteifen und abgestuften Stegblechdicken. Es fehlen unseres Wissens hierfür noch wissenschaftlich abgesicherte Erkenntnisse. Solche Lösungen, wie die z. B. beim "Viaduc des Vaux" (Schweiz, A1) für den Brückeneinschub gewählt wurden, können bei hohen Trägern durchaus wirtschaftlich und herstellungstechnisch begründet sein. Es werden vorhandene Lösungsansätze für nicht abgestufte Stegbleche ohne Längssteifen verglichen und ein Lösungsweg beschrieben, der sowohl die Längssteife als auch die Blechdickenstufung berücksichtigt.

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Bei der Beseitigung einer baulichen Anlage erhebt sich häufig die Frage, in welchen Fällen die Standsicherheit des Bauwerks in den einzelnen Abbruchstadien nachzuweisen ist, d. h., ob eine Abbruch- bzw. Rückbaustatik notwendig wird oder nicht. Hierzu hat der Verein Deutscher Ingenieure VDI die Richtlinie VDI 6210 Blatt 9 herausgegeben, über die hier berichtet werden soll. Die praktische Anwendung der Richtlinie wird anhand eines spektakulären Projekts vorgestellt, der emissionsarmen Beseitigung des Naturzugkühlturms des ehemaligen Kernkraftwerks Mülheim-Kärlich.

Structural demolition analysis acc. to guideline VDI 6210 part 9 - comments and application
When demolishing a building facility often the question arises, in which cases the structural integrity of the building in the different demolition stages has to be proved, i. e. whether a structural demolition analysis will be necessary or not. For this purpose, the Verein Deutscher Ingenieure VDI has published the guideline VDI 6210 part 9, which will be reported here. Its practical application will be demonstrated via a spectacular project, the low emission removal of the natural draft cooling tower of the previous nuclear power plant Mülheim-Kärlich.

Eine Fehleinschätzung des Erddrucks auf überschüttete Galerien kann zu Schadensfällen führen. Im vorliegenden Beitrag wird ein analytischer Ansatz zur Prognose des Erddrucks auf Galerien vorgestellt. Grundlegende Annahme ist dabei, dass sich die Böschung aus kohäsionslosem Boden, in der sich die Galerie befindet, in einem Rankine'schen Spannungszustand befindet. Unter der weiteren Annahme einer reibungsfreien Kontaktfuge zwischen Galerie und Boden ergibt sich eine ausgeprägte Spitze in der Erddruckverteilung. Die Ausprägung der prognostizierten Spitze der Erddruckverteilung kann mit Finite-Element-Berechnungen nachvollzogen werden.

On the earth pressure on avalanche protection galleries.
Structural damage of avalanche protection galleries is often attributed to misjudgement of the prevailing earth pressure. In this paper we present an analytical expression for the prediction of the earth pressure on avalanche protection galleries. The main assumption is that the soil surrounding the gallery is in a Rankine stress state. Under further assumption of a frictionless contact between soil and gallery, a distinct peak in the contact pressure on the gallery can be predicted. These findings are supported by a numerical parametric study with finite elements.

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Der vorliegende Aufsatz stellt ein Konzept für den Entwurf und die Herstellung von gefalteten schalenförmigen Tragstrukturen aus zementbasierten Verbundwerkstoffen vor, das in Anlehnung an die japanische Papierfaltkunst Origami entwickelt wurde. Die räumlichen Tragstrukturen werden durch Faltung von ebenen Elementen mit vorgegebenen Faltlinien hergestellt. Ziel ist die Entwicklung einer Entwurfs- und Herstellmethodik für dünnwandige Faltwerke mit einfachen oder doppelt gekrümmten Geometrien, die als segmentierbare Hüll- und Konstruktionselemente mit optimierten mechanischen Eigenschaften eingesetzt werden können.
Wegen der hohen Variabilität der Formen und der großen Anzahl von Freiheitsgraden der Faltstrukturen ist eine Unterstützung mit numerischer Simulation in allen Phasen des Entwurfs und der Herstellung unabdingbar. Gegenüber der traditionellen Herstellung von Schalentragwerken mithilfe aufwendiger gekrümmter Schalungen verspricht die Methodik ein hohes Potenzial an Wirtschaftlichkeit. Insbesondere durch die Verwendung von modernen, zementbasierten Verbundwerkstoffen werden durch das Konzept neue Anwendungsfelder erschlossen, die sich durch geringen Materialverbrauch, einen hohen Ausnutzungsgrad des Werkstoffs sowie eine einfache systematische Herstellung auszeichnen.

Oricrete - design and manufacturing methodology for folded plate structures made of novel cementitious composites
The present paper shows an approach for the design and production of folded plate structures made out of novel cementious composite materials. The idea of the approach is derived from the Japanese art of paper folding, origami. The spatial structures are obtained by folding of planar elements provided with prescribed crease lines. The aim of the present work is the development of a design and manufacturing method for the production of free-form structural members with optimized mechanical properties applicable as façade and load bearing segments.
Due to the high variability of forms and the large amount of degrees of freedom of the fold patterns, a support by numerical simulation in all phases of design and production is required. The method has a high potential to reduce the production costs compared to traditionally fabricated shell structures with complex curved formworks. New fields of application for cementious composite materials can be entered that are characterized by low material consumption, a high exploitation of the material and a systematic manufacturing process.

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Bei Betonbrücken werden heute oft Fugen und Lager angeordnet. Die damit verbundene Trennung von Über- und Unterbauten hat sowohl funktionale als auch gestalterische Nachteile. Im folgenden wird versucht, die Vorteile der in Vergessenheit geratenen monolithischen Bauweise anhand von neuen Beispielen aufzuzeigen. Dabei werden der konstruktiven Durchbildung und der Formgebung des Tragwerks unter dem Aspekt der Dauerhaftigkeit besondere Aufmerksamkeit geschenkt.

CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) is the world's largest research centre for high-energy and particle physics. The research infrastructure contributed to the greatest successes in the field of experimental physics. A new, approximatively 91 km long subsurface infrastructure connected to the existing particle accelerator complex is being conceived in the frame of the Future Circular Collider. It would serve a global community of researchers with two subsequently operated particle colliders until the end of the 21st century. Even at an early stage of such a project, comprehensive investigations have to be carried out into the nature of the subsoil in order to find an optimal utilisation strategy for the excavated material in accordance with the national and international regulations in order to promote the recycling of excavated tunnel material in terms of resource conservation and the improvement of the sustainability of underground construction projects.
CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) ist das weltweit größte Forschungszentrum für Teilchenphysik. Mit seinen Teilchenbeschleunigern trug diese Organisation zu einigen der größten Erfolge im Bereich der Experimentalphysik bei. Mit einer etwa 91 km langen, kreisförmigen unterirdischen Infrastruktur kann bis zum Ende des 21. Jahrhunderts ein Programm im Bereich der physikalischen Grundlagenforschung mit zwei nacheinander installierten Teilchenbeschleunigern durchgeführt werden. Schon in einem frühen Stadium eines solchen Projekts müssen umfassende Untersuchungen zur Beschaffenheit des Baugrunds durchgeführt werden, um für das anfallende Ausbruchmaterial eine Verwertungsstrategie zu finden, die mit den national und international geltenden Vorschriften im Einklang steht, um die Verwertung von Tunnelausbruchmaterial im Sinne der Ressourcenschonung und der Verbesserung der Nachhaltigkeit von Untertagebauprojekten voranzutreiben.

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