Im Rahmen einer Fallstudie befasst sich dieser Aufsatz mit der Auswirkung unterschiedlicher Dämpfungsansätze auf die berechnete Beschleunigungsantwort eines ebenen, regelmäßigen elastischen Stahlrahmens unter Erdbebenanregung. Es wird dabei nicht nur, so wie im Erdbebeningenieurwesen üblich, die Vergrößerung der horizontalen Bodenbeschleunigung betrachtet, sondern zusätzlich auch die Vergrößerung der vertikalen Bodenbeschleunigung. Die Ergebnisse zeigen, dass bei der Verwendung von Rayleigh-Dämpfung gemäß der ingenieurmäßigen und wissenschaftlichen Praxis die vertikale Bodenbeschleunigung rechnerisch nur sehr wenig vergrößert wird, da die vertikalen Moden zu stark gedämpft werden. Das erklärt die bisherige Annahme, dass die Vergrößerung der vertikalen Beschleunigung vernachlässigbar ist. Im Gegensatz dazu wird mit Rayleigh-Dämpfung auf Grundlage der effektiven vertikalen Massenpartizipation sowohl die horizontale als auch die vertikale Tragwerksbeschleunigung überschätzt. Die Implementierung der inhärenten Dämpfung im Rechenmodell in Form von modaler Dämpfung führt hingegen zu einer realistischen rechnerischen Vorhersage der Beschleunigungsantwort in beiden Richtungen.

Influence of damping modelling on the acceleration response of an earthquake-excited steel frame structure
As part of a case study, this paper deals with the effect of different damping approaches on the computed acceleration response of a planar, regular, elastic steel frame under earthquake excitation. In this study, not only the amplification of the horizontal ground acceleration, as is usual in earthquake engineering, but also the amplification of the vertical ground acceleration is considered. It is shown that Rayleigh damping used in accordance with engineering and scientific practice, leads to a minor amplification of the vertical ground acceleration only because damping of the vertical modes is too large compared to the lateral modes. This explains the erroneous assumption that the amplification of the vertical ground acceleration is negligible. In contrast, Rayleigh damping based on effective vertical mass participation overestimates both horizontal and vertical structural acceleration. The implementation of the inherent damping in the computational model in the form of modal damping, however, leads to a realistic computational prediction of the acceleration response in both directions.

Seismic performance assessment of new and existing steel structures based on nonlinear static (pushover) analysis necessitates the use of engineering-oriented models that trace the nonlinear response of structural steel elements under static and cyclic loading. Recent experiments and corroborating finite element simulations on I- and H-shaped steel columns constitute an important data source for such a development. This paper presents important insights regarding the behaviour of steel columns under cyclic and monotonic loading based on an assembled steel column database. We propose simple, yet accurate, practice-oriented models to predict the strength and deformation capacities at yield and ultimate rotation (near collapse) of steel columns within the framework of Eurocode 8 Part 3 (EC8-Part 3). The proposed models are derived from first principles of mechanics along with robust statistical approaches leveraging the assembled datasets. It is shown that modelling provisions for steel columns in the current EC8 Part 3 do not reflect column behavioural trends from the available databases. The influence of loading history on the derived modelling recommendations for columns is also quantified and discussed. The proposed recommendations may be incorporated in future versions of EC8-Part 3 for seismic performance assessment of new and existing steel structures.

Die Stabilität von Stahlstützen und Auswirkungen auf die seismische Bewertung von Stahlkonstruktionen nach Eurocode 8 Teil 3
Die seismische Leistungsbewertung neuer und bestehender Stahlkonstruktionen auf der Grundlage einer nichtlinearen statischen (Pushover-)Analyse erfordert die Verwendung konstruktionsorientierter Modelle, die das nichtlineare Verhalten von Stahlbauteilen unter seismischer und statischer Belastung nachzeichnen. Neuere Experimente und bestätigende Finite-Elemente-Simulationen an I- und H-förmigen Stahlsäulen sind eine wichtige Datenquelle für eine solche Entwicklung. In diesem Aufsatz werden wichtige Erkenntnisse zum Verhalten von Stahlsäulen unter zyklischer und monotoner Belastung anhand einer zusammengestellten Stahlsäulendatenbank vorgestellt. Die Autoren schlagen einfache, aber genaue, praxisorientierte Modelle vor, um die Festigkeits- und Deformationskapazitäten bei Streckgrenze Rotation und Rotationsvermögen (nahe dem Kollaps) von Stahlsäulen im Rahmen von Eurocode 8 Teil 3 (EC8-Teil 3) vorherzusagen. Die vorgeschlagenen Modelle basieren auf Grundprinzipien der Mechanik sowie auf robusten statistischen Ansätzen unter Verwendung der zusammengestellten Datensätze. Es wird gezeigt, dass die aktuellen Modellierungsbestimmungen für Stahlsäulen nach EC8-Teil 3 nicht die Trends des Säulenverhaltens widerspiegeln, die aus den verfügbaren Datenbanken hervorgehen. Der Einfluss der Beanspruchungsgeschichte auf die abgeleiteten Modellierungsempfehlungen für Säulen wird ebenfalls quantifiziert und diskutiert. Die vorgeschlagenen Empfehlungen können in zukünftige Versionen von EC8-Teil 3 zur Bewertung der seismischen Leistungsfähigkeit neuer und bestehender Stahlkonstruktionen aufgenommen werden.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Bei der dissipativen Bemessung von Stahlbauten gegen Erdbebenlasten sind Kapazitätsregeln zu beachten, die eine Kontrolle des plastischen Mechanismus sicherstellen sollen. Hierfür müssen nicht dissipative Bauteile eine Überfestigkeit gegenüber den dissipativen Bereichen besitzen. Streuungen der Streckgrenze von Baustahl werden in DIN EN 1998-1 durch den Überfestigkeitsbeiwert &ggr;ov mit einem empfohlenen Wert von 1,25 erfasst. Aktuelle Messdaten zeigen allerdings, dass die tatsächliche Streckgrenze von Baustahl, gerade bei Stahlsorten mit einer niedrigen Nennfestigkeit, häufig wesentlich höher ist. In diesem Beitrag werden neue Messdaten zur Streckgrenze von Stahlsorten aus Europa ausgewertet und mit statistischen Kennwerten aus der Literatur verglichen. Auf Basis eines neuen probabilistischen Modells für die Streckgrenze wird schließlich ein stahlsortenabhängiger Überfestigkeitsbeiwert hergeleitet, der Einzug in den neuen deutschen Nationalen Anhang DIN EN 1998-1/NA:2018 gehalten hat.

Determining the overstrengthfactor based on statistical values of European steel grades
In dissipative seismic design concepts, capacity design rules have to be applied to control the plastic mechanism. For this purpose, non-dissipative structural elements require an overstrength in respect to dissipative regions. Scattering of the yield strength of structural steel is considered in DIN EN 1998-1 by the material overstrength factor &ggr;ov with a recommended value of 1.25. However, current measurement data show often significant higher yield strength especially for steel grades with low nominal strengths. In this article, new yield strength data of European steel grades are evaluated and compared with statistical values from literature. Based on a new probabilistic model for the yield strength a steel grade-dependent overstrength factor is proposed, which is also implemented in the new German National Annex DIN EN 1998-1/NA:2018.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Im Rahmen eines europäischen Forschungsprojekts wurde die Eignung von schlanken Stahl- und Verbundquerschnitten für deren Verwendung in Gebieten moderater Seismizität experimentell und numerisch untersucht. Zunächst wurden zyklische Versuche an typischen Stütze-Riegel-Anschlüssen mit geschweißten Klasse-3- und -4-Querschnitten durchgeführt. Die Ergebnisse wurden im Hinblick auf die Entwicklung stabiler Hysteresen mit Dissipationspotenzial und die zyklische Degradation ausgewertet. Die Ergebnisse wurden zur Erstellung und Validierung numerischer Modelle verwendet, mit denen Untersuchungen von Stahl- und Verbundrahmenkonstruktionen mit erweiterten Parametern für die Anschlussknoten und für die Systemtopologie durchgeführt wurden. Die Ergebnisse der Untersuchungen wurden abschließend als Empfehlungen für die Verwendung von Klasse-3- und -4-Profilen in Gebieten moderater Seismizität zusammengefasst und zur Implementierung in der künftigen Version des Eurocode 8 vorgeschlagen.

Dissipative moment resisting steel frames with slender cross-section for regions with moderate seismicity
Specific investigations have been carried out regarding typical beam profiles commonly used for steel and composite frames. In a first stage, experimental tests on class-3 and class-4 built up steel profiles and composite beam-to-column nodes were performed. The measurement results were evaluated with regard to the development of the hysteretic behavior with particular emphasis on the cyclic degradation. These test results have been used as reference for the calibration and validation of numerical models aiming at extending the scope of the experimental outcomes through appropriate parametric variations regarding the behavior of nodal connections as well as towards the global analysis and behaviour of structures made of class 3 and 4 profiles. Based on the outcomes of these investigations, practical design recommendations were finally derived for moment resisting frames located in low and moderate seismicity regions and proposed for implementation in the next generation of Eurocode 8.

Derzeit entsteht in San Francisco (USA) der neue Hauptfirmensitz des Fahrdienstes Uber. Zentraler Bestandteil des Entwurfs sind zwei kubische, durch Brückenkonstruktionen miteinander verbundene, sechs- bzw. elfgeschossige Baukörper mit transparenter Gebäudehülle. Das Tragsystem der ca. 6 000 m2 großen Hauptfassade, die nicht als thermische Hülle dient, besteht aus Stahlträgern, die als Unterkonstruktion für Aluminiumelemente und Öffnungsflügel fungieren.
Die große Herausforderung bei der Entwicklung und Planung der Außenhüllen bestand darin, anspruchsvolle Fassadensysteme mit hohen architektonischen Anforderungen sowie einer maximalen Transparenz auszulegen. Ebenso mussten bei der Entwicklung der Fassadenkonstruktion die aufgrund der geografischen Lage hohen seismischen Beanspruchungen und die daraus resultierenden Verformungen bzw. Kräfte berücksichtigt werden.

Uber - Mission Bay Campus, San Francisco - special requirements regarding seismic safety of building envelopes
The new headquarter of Uber is currently being built in San Francisco (USA). The central element of the design are two cubic six-story and eleven-story structures with a transparent building shell connected by bridge structures. The load bearing system of the approximately 6 000 m2 main façade which does not serve as a thermal shell consists of hanging steel girders that act as a substructure for aluminum elements and operable windows.
While developing and planning the challenging façade system the major task was the implementation of high architectural demands to achieve a building envelope with a maximized transparency. The development of the façade structure also had to consider the extreme seismic stresses resulting from the geographical location as well as the resulting deformation and forces.

Die umliegende Topologie einer Stütze kann einen großen Einfluss auf eine eintreffende Detonationsdruckwelle und die anschließende Bemessung haben. Effekte infolge von Diffraktion oder Mehrfach-Reflexionen scheinen bisher nicht durch die Normen oder die Fachliteratur abgedeckt zu sein. Diese Problematik soll im vorliegenden Artikel eruiert werden. Dabei stehen drei Fragestellungen im Vordergrund. Die erste befasst sich damit, ob der Bereich hinter einer Stütze durch diese vor einer einfallenden Druckwelle geschützt (verschattet) wird. Dies ist für die Bemessung der Stütze selbst nicht von Bedeutung, sondern soll klären, ob die Belastung auf eine rückversetzte Struktur, wie z. B. eine Fassade, unter Anwendung aktueller Regelungen korrekt ermittelt werden kann. Die zweite Frage beschäftigt sich mit einer weiteren Schockfront, die sich, ausgelöst durch Diffraktion, diagonal im Raum ausbreitet. Hierbei stellt sich die gleiche Frage nach der korrekten Lastermittlung, z. B. auf eine Stütze, die in zweiter Reihe steht. Die dritte Fragestellung, die untersucht werden soll, bezieht sich auf die Lasteinwirkung auf die Rückseite einer Stütze, nachdem die Primärdruckwelle an der genannten Fassade reflektiert wurde und wieder auf die Stütze trifft. Es zeigt sich, dass eine nahe Platzierung der Stütze zu einer reflektierenden Fassade sehr große Druckeinwirkungen auf die Rückseite der Stütze zur Folge hat, für die diese evtl. nicht ausreichend bemessen wurde.

The effects of diffraction and multi-reflection on cylindrical columns
The surrounding topology of a column potentially has a significant impact on a blast wave and the following design procedure. Effects like diffraction or multi-reflection does not seem to be included in design codes or technical literature. This issue shall be addressed within this paper. The paper addresses three main topics. First, the paper answers the question whether the area behind the column is protected, constituting a shadowed area. For the column itself, this is not of significant influence, but shall clarify if the load on a backwards-placed structure, e. g. a façade, can be determined correctly by using current technical codes. Second, a secondary shock-front, which originally initiates by diffraction and then distributes diagonally in space, shall be investigated. The correct load assessment on e. g. a second-row-column is discussed. Third, directly coupled with the assessment of incident pressure build-up behind the column due to diffraction is the quantification of pressure increase due to (multi-)wave reflection at a facade, leading to a significant pressure scale up, which might be relevant for design of column and/or façade.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Im vorliegenden Beitrag wird ein kurzer Überblick über die Entstehung, die Prinzipien und den Aufbau des Vereinheitlichten Vorschriftenwerks für den Stahlbau in der DDR gegeben. Wichtige inhaltliche Neuerungen, vor allem hinsichtlich des rationellen Stahleinsatzes, werden dargestellt.

The unificated codes for steel construction in the GDR
The presented paper gives a short review to the formation, the principles and the structure of the unificated codes for the steel construction in the GDR. Important technical innovations, especially regarding the rational use of steel, are dealt with.

Im Gespräch:
Im Gespräch mit Angelika Schmid über die adidas Arena

Stahlbau Quiz: Das neue Stahlbau Quiz - Ein Rückblick auf 2019 mit Lerneffekt

Aktuelles: Jahrbuch Ingenieurbaukunst 2020 an Bundesbauministerium übergeben
Bundesverband Deutscher Stahlhandel - Research
Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlsorten in Deutschland
Grafiken von Lyonel Feininger kehren aus New York an die Ostsee zurück

Persönliches: Dr. Ralf Podleschny in den Beirat der Stahlbau berufen
Nachruf auf Professor Fritz Resinger
Eine persönliche Erinnerung an Prof. Tschemmernegg anlässlich seines 20. Todestages

Wettbewerbe: Nachwuchspreis bester Vortrag geht an Johannes Diller von der TU München
Deutscher Nachhaltigkeitspreis Architektur 2020 für den Alnatura Campus in Darmstadt

Tagungen & Veranstaltungen: 6. Young Engineers Colloquium - Berlin 2019
FEM im Stahlbau: Tragsicherheitsnachweise auf Grundlage des Eurocode 3 - Fortbildungsseminar zum Buch (Save the Date)

Einen Besuch wert: Gemeindehaus in der Wallonerkirche Magdeburg

Bauforumstahl news: Junge Ingenieure nutzen die 1. Berufsfachmesse Stahlbau in Düsseldorf als Sprungbrett für ihren Start ins Berufsleben
bauforumstahl fördert die Vernetzung des Stahlbaus mit den anderen trockenen Bauweisen

IFBS news: IFBS-Fachbereichsversammlungen 2019
IFBS-Konstrukteur ausgezeichnet
Internationaler Kongress “Advancements for Metal Buildings”
Zweite Promotion im Metallleichtbau an der RWTH Aachen

ÖSTV news: Österreichischer Stahlbauverband mit neuem Vorstand und Präsidium

SZS steel news: Applikateurskurs dämmschichtbildende Brandschutzsysteme

Keine Kurzfassung verfügbar.

Zum Titelbild:
Einfache Idee, großartige Wirkung: Das modulare Preflex® Parkhaus von CHRISTMANN + PFEIFER erlaubt es, bestehende Parkflächen in Modulbauweise unkompliziert zu überbauen. So entstehen in kurzer Zeit zusätzliche Stellplätze - und das sowohl für Pkw als auch für Lkw, denn das Preflex® Parkhaus ist auch als Parklösung für Lkw einsetzbar. Ein effektiver Beitrag zur Lösung des leidigen Problems fehlender Lkw-Parkplätze, deren Zahl entlang deutscher Autobahnen laut Branchenschätzungen im fünfstelligen Bereich liegt. (Foto: C + P)

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Herrn Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann zum 65. Geburtstag gewidmet
Im Zentrum des Beitrags stehen Untersuchungen zum Tragverhalten zentrisch belasteter Stahlstützen bei erhöhten Temperaturen. Nach einer Beschreibung des generellen Tragverhaltens im Brandfall werden Imperfektionsbeiwerte vorgeschlagen, die für H-Querschnitte eine sichere Bemessung bei Anwendung des gegenwärtigen Nachweisformats der DIN EN 1993-1-2 ermöglichen. Die Imperfektionsbeiwerte wurden mithilfe abgesicherter numerischer Berechnungsmodelle für Temperaturen zwischen 100 °C und 700 °C entwickelt. Ein Vergleich zeigt, dass die Verwendung des Imperfektionsbeiwerts der Norm zu unsicheren Ergebnissen führt, wenn der Fall “Knicken um die schwache Achse” betrachtet wird. Dahingegen sind die Ergebnisse für niedrigere Temperaturen (< 300 °C) zum Teil unwirtschaftlich. Ergänzend werden aus den Imperfektionsbeiwerten geometrische Ersatzimperfektionen abgeleitet, die für den Brandfall eine Berechnung nach Elastizitätstheorie II. Ordnung ermöglichen.

Design of steel columns in case of fire
This article covers the assessment of the load carrying behavior of centrically loaded columns made of double symmetric H-sections at elevated temperatures. After a short description of the general load carrying behavior in the event of fire, imperfection factors are presented which allow a reliable design using the current model of DIN EN 1993-1-2. The imperfection factors were developed with the help of validated numerical calculation models for temperatures between 100 °C and 700 °C. A comparison shows that using the imperfection factors of the code leads to unsafe results when “buckling perpendicular to the weak axis” is considered. Whereas, the results for lower temperatures (< 300 °C) are partly uneconomical. In addition, geometrical imperfections are derived from the imperfection factors, which allow a second order analysis with elastic material behavior.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Herrn Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann zum 65. Geburtstag gewidmet
In DIN EN 1991-1-2:2010 [1] ist aktuell ein vereinfachtes Verfahren enthalten, das die Berechnung von thermischen Einwirkungen von Bauteilen bei lokalen Bränden ermöglicht. Auf der Grundlage der Arbeiten von Heskestad und Hasemi kann für lokale Brände die Berechnung der Temperaturen im Feuer-Plume und des Netto-Wärmestroms im Bereich der brandbeanspruchten Bauteile im Deckenbereich (Ceiling Jet) vorgenommen werden. Das vereinfachte Verfahren wurde durch experimentelle Untersuchungen validiert und hat sich in der Anwendung bewährt. Im Zuge der Novellierung von EN 1991-1-2 Anhang C soll das vorgenannte Verfahren um neue analytische Bemessungsansätze erweitert werden. Der Vorschlag sieht vor, Netto-Wärmeströme von brandbeanspruchten (vertikalen) Bauteilen, die in Bezug auf die Flammenachse des lokalen Brands versetzt angeordnet sind, zu berechnen. Im Rahmen eines DIBt-Forschungsvorhabens [2] wurde die Plausibilität und Anwendbarkeit des erweiterten Bemessungsverfahrens geprüft. In diesem Beitrag werden die wesentlichen Vereinfachungen und die Anwendung des erweiterten Bemessungsverfahrens für Stahlstützen unter lokaler Brandbeanspruchung gezeigt. Ferner wird eine Validierung anhand von Vergleichsrechnungen zwischen den Ergebnissen des Bemessungsverfahrens, Simulationsergebnissen mit dem CFD-Modell Fire Dynamics Simulator sowie anhand von Messdaten realer Pool- und Holzkrippenbrände vorgenommen.

Simplified design methods for steel columns under localised fire
DIN EN 1991-1-2:2010 [1] currently contains a simplified design method that allows the calculation of thermal effects under localised fires. Based on the work of Heskestad and Hasemi, the temperatures in the fire plume and the net heat flux in the ceiling area (Ceiling Jet) of structural elements under localised fires can be calculated. The design method have been validated by experimental investigations and have proven themselves in application. In the Draft of EN 1991-1-2 Annex C, the mentioned design method are to be extended by new analytical design approach. The new design approach calculates the net heat flux of structural elements (vertical) which are offset to the flame axis of the localised fire. Within the scope of a DIBt research project [2] the plausibility and applicability of the new design approach was tested. In this article the simplifications and the application of the new design approach for steel columns under localised fire are shown. Furthermore, a validation is carried out on the basis of comparative calculations between the results of the new design approach, simulation results with the Fire Dynamics Simulator as well as measurement data of real pool and wood crib fires.

Herrn Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann zum 65. Geburtstag gewidmet
Der Einsatz von Ingenieurmethoden zur Tragwerksbemessung im Brandfall ermöglicht es, ungeschützte Stahl- und Verbundtragwerke in offenen Parkgaragen auch dann zu realisieren, wenn baurechtliche Anforderungen an den Feuerwiderstand gestellt werden. Besonders wirtschaftliche Konstruktionen sind möglich, wenn reale Tragstrukturen unter der Einwirkung realer Brandszenarien nachgewiesen werden. Dazu wird die Temperaturverteilung infolge eines lokalen Brandszenarios in einem Brandsimulationsmodell ermittelt und als Eingangswert an die FE-Software zur thermischen und mechanischen Berechnung der Bauteile übergeben. Hierzu wurde eine Schnittstelle zwischen den Programmen FDS und SAFIR entwickelt.
In diesem Beitrag werden die Grundlagen der Kopplung von FDS und SAFIR erläutert und mit den etablierten Ingenieurmethoden zur Bemessung einer Stahlverbundkonstruktion an einem Beispiel gegenübergestellt. Anhand des mittels verschiedenen methodischen Ansätzen ermittelten Erwärmungs- und Tragverhaltens wird gezeigt, dass die entwickelte Kopplung der Brandsimulations- und FE-Software eine wesentlich wirtschaftlichere Bemessung für offene Parkgaragen ermöglicht, da die Widerstände realitätsnah berücksichtigt werden.

Fire engineering methods for unprotected constructions of car parks
The application of engineering methods for the structural design of open car parks in case of fire enables the usage of unprotected steel or composite constructions, even if building regulations require a certain fire resistance. The construction is especially economical, if the design includes the real structure and natural fire scenarios. Therefore, the temperature distribution due to a local fire scenario is calculated using a field model and is used as a basis for the subsequent thermal and mechanical analysis of the structural elements. An interface between the programs FDS and SAFIR was developed therefore.
This paper presents the basics of the interface between FDS and SAFIR and compares this new method to common engineering methods within a working example. Comparing the thermal and mechanical behaviour of the structural elements determined using the different methods, it is revealed, that using the interface aims in more economic design as the resistance is considered in a realistic manner.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Herrn Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann zum 65. Geburtstag gewidmet
Durch Forschungsergebnisse der Technischen Universität München [1-5] konnte gezeigt werden, dass eine Feuerverzinkung im Brandfall einen positiven Einfluss auf das Erwärmungsverhalten von Stahlbauteilen der Kategorien A und B hat. Grund für die langsamere Erwärmung ist ein kleinerer, variabler Emissionsgrad von feuerverzinkten Oberflächen im Vergleich zu unverzinkten Stahlbauteilen. Im Auftrag des Gemeinschaftsausschusses Verzinken e. V. wurden nun Bemessungshilfen erarbeitet, die eine praxisgerechte einfache Anwendung der Forschungsergebnisse erlauben.

R30 with hot-dip galvanized steel and composite constructions - design aids
Research results of the Technical University of Munich [1-5] showed that a hot-dip galvanizationhas a positive influence on the heating behaviour of steel components of categories A and B in case of fire. The reason for the slower heating is a smaller, variable emissivity of hot-dip galvanized surfaces compared to non-galvanized steel components. On behalf of the Gemeinschaftsausschuss Verzinken e. V., design aids have been developed to allow a practical and easy application of the research results.

Herrn Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann zum 65. Geburtstag gewidmet
Grout-Verbindungen als Rohr-in-Rohr-Steckverbindungen mit zementgebundenem Füllmaterial werden seit über 40 Jahren in stählernen Offshore-Plattformen der Öl- und Gasindustrie eingesetzt. Seit mehr als 20 Jahren findet dieser Verbindungstyp auch Anwendung in der Offshore-Windenergie. Da hinsichtlich der eingesetzten Füllmaterialien, der Verbindungsgeometrien und Belastungsszenarien signifikante Unterschiede zwischen Tragstrukturen für Ölplattformen und Windenergieanlagen bestehen, wurde auf dem Gebiet der Grout-Verbindungen am Institut für Stahlbau, Leibniz Universität Hannover intensive Forschung betrieben. Der vorliegende Beitrag berichtet über ausgewählte Erfahrungen und Erkenntnisse zum Trag- und Ermüdungsverhalten von Grout-Verbindungen in Offshore-Windenergieanlagen im Kontext zur historischen Entwicklung der Grout-Verbindungen.

Grouted connections in offshore steel structures - research and development at the Institute for Steel Construction, Leibniz University Hannover
For more than 40 years, grouted connections, such as tube-to-tube-connections with cementitious filling material, are used in offshore steel structures like platforms for oil and gas. Since the early days of the offshore wind energy industry, this type of connection has also been used in substructures for offshore wind turbines and platforms. Compared to grouted connections for offshore oil and gas, other filling materials and geometries are used in support structures for offshore wind turbines. Furthermore, load scenarios for offshore wind turbines are completely different. Thus, the Institute for Steel Construction, Leibniz University Hannover is performing research in the fields of grouted connections since 2004. Also in the historical context, this paper reports on selected experiences and results on the load bearing and fatigue behaviour of grouted connections in substructures for the offshore wind industry.

Herrn Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann zum 65. Geburtstag gewidmet
Die Unterstützungskonstruktion eines Brückenkrans unterliegt einer zyklischen Beanspruchung. Zu dieser Konstruktion zählen insbesondere die Kranbahnträger, die vom Kran bei jeder Kranfahrt überrollt werden. Daher ist ihre Ermüdungssicherheit nach der Bemessungsnorm DIN EN 1993-1-9 nachzuweisen. Für diesen Nachweis müssen die kritischen Konstruktionsdetails des Kranbahnträgers entsprechenden Kerbfällen zugeordnet werden. Allerdings enthält die Bemessungsnorm nur wenige kranbahnspezifische Kerbfälle, die die lokale Belastung des Kranbahnträgers durch die Laufräder des Krans berücksichtigen. Auf der Grundlage von experimentellen Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten von radbelasteten Flansch-Steg-Verbindungen wird für ein weiteres kranbahnspezifisches Konstruktionsdetail, den Quersteifenanschluss im Radlasteinleitungsbereich leichter Kranbahnträger, eine Bemessungsempfehlung entwickelt.

Fatigue of transverse stiffeners in light crane runway beams
The supporting structure of an overhead travelling crane is subject to cyclic loading. The crane runway beams are parts of this structure travelled over by the crane during each crane passage. Therefore, their fatigue strength has to be verified according to the design standard DIN EN 1993-1-9. For verification, the critical constructional details of the crane runway beam have to be assigned to a detail category. Indeed, the design standard contains only a few crane-runway specific constructional details accounting for the local stressing through the crane wheels. Based on experimental investigations on the fatigue behaviour of wheel loaded flange-to-web connections, a recommendation for a further crane-runway specific constructional detail, the transverse stiffeners within the wheel load region of light crane runway beams, is developed.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Herrn Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann zum 65. Geburtstag gewidmet
Dichtgeschweißte Stahlhohlkästen sind eine effiziente und erprobte Bauweise im Stahl- und Stahlverbundbrückenbau. Die Prüfung und Inspektion innen liegender Schweißnähte ist jedoch nur bedingt oder gar nicht möglich, sodass eine robuste Ausführung innen liegender Schweißnähte geboten ist. Nun haben Messungen bestätigt, dass es in dichtgeschweißten Stahlhohlkästen zu nennenswerten Veränderungen des Innendrucks in Abhängigkeit von der Temperatur kommt. Die daraus resultierenden Druckunterschiede zwischen Innen- und Umgebungsluftdruck stellen eine nicht zu vernachlässigende - bisher aber nicht berücksichtigte - zusätzliche Belastung der Halsnähte dar. Es wird ein ingenieurpraktischer Ansatz zur Dimensionierung ebendieser Halsnähte dichtgeschweißter Hohlkästen unter sowohl Schubbelastung aus der Haupttragwerkswirkung als auch Biegebelastung aus temperaturinduziertem Innendruck hergeleitet. Verschiedene Einflussgrößen werden untersucht und die Ergebnisse werden in vereinfachten Berechnungsansätzen zusammengefasst, deren Anwendung kurz dargestellt wird.

Contribution to the design approach of welds in air-tight box girders under temperature induced internal pressure
Air-tight steel box girders have been frequently and successfully used in bridge building during the last years. Only inspection and maintenance of welds and parts inside the box girder proves difficult. This makes a robust design of welds inside necessary. Measurements confirmed that temperature differences lead to substantial changes in inside pressure within an air-tight steel box girder. These pressure differences result in additional, non-negligible - nevertheless so far neglected - increases in loading of welds connecting flanges and webs of box girders. In this contribution we derive a simple design approach for welds in air-tight box girders under shear loading from the main structure as well as bending resulting from temperature induced internal pressure loading. We study the influence of different parameters on the required throat thickness of the welds. Finally, we demonstrate the application of the derived formulation.