An Schwachwindstandorten ist ein wirtschaftlicher Betrieb von Windenergieanlagen (WEA) zumeist nur mit großen Rotordurchmessern und Nabenhöhen möglich. Große Nabenhöhen stellen große Herausforderungen an die Tragfähigkeit und Ermüdungsfestigkeit der Türme, die für den sicheren Betrieb der Anlage bestimmte statische und dynamische Eigenschaften erfüllen müssen. In Kombination mit steigenden Nennleistungen führt dies zu höheren Betriebslasten bei derartigen WEA. Für materialeffiziente Stahlrohrturmstrukturen sind daher erhöhte Anforderungen an die Schwingfestigkeit geschweißter Kerbdetails notwendig. Dieser Aufsatz befasst sich mit Untersuchungen zur Bewertung der Schwingfestigkeit eines typischen Konstruktionsdetails, der Schweißbuchse. Darüber hinaus werden alternative Konzepte mit dem Ziel der Schwingfestigkeitssteigerung vorgestellt und bewertet, welche einerseits auf die Reduktion des Wärmeeintrags und anderseits auf die Randschichtverfestigung setzen. Neben experimentellen Unter suchungen zum Blechdicken- und Mittelspannungseinfluss werden auf Basis der neu erschienenen Norm DIN 18088-3 [1] die Möglichkeiten einer praxisnahen Anwendung von numerisch basierten Nachweiskonzepten zur Ermüdungsfestigkeit beleuchtet und den Versuchsergebnissen vergleichend gegenübergestellt.

Experimental and numerical investigations on the fatigue strength of welding details in tubular steel towers for wind turbines
At low-wind locations, economic operation of wind turbines is usually only possible with large rotor diameters and hub heights. Large hub heights present great challenges to the ultimate and fatigue limit state of the towers, which must meet certain static and dynamic requirements for the safe operation of the turbine. For material-efficient tubular steel tower structures, higher requirements are therefore necessary for the fatigue strength of welded notch details. This article deals with investigations to evaluate the fatigue strength of a typical design detail, the weld bushing. In addition, alternative concepts with the aim of increasing the fatigue strength are presented and evaluated, which on the one hand focus on the reduction of heat input and on the other hand on the surface layer hardening. In addition to experimental investigations on the influence of plate thickness and mean stress, the newly published standard DIN 18088-3 [1] will be used to examine the possibilities of a practical application of numerically based verification concepts for fatigue strength and compare them with the test results.

Das Ermüdungsverhalten von Lärmschutzwandstehern und deren Befestigung auf Kunstbauten wird experimentell untersucht und bewertet. Die durchgeführten Analysen behandeln neben dem Ermüdungsverhalten des Schweißnahtanschlusses zwischen Lärmschutzwandsteher und Fußplatte auch die zur Befestigung der Steherkonstruktion im Betonbauteil verankerten Gewindebolzen. Als dynamische Einwirkung wird die bei Zugvorbeifahrt sich einstellende impulsförmige Druck-/Sog- Belastung betrachtet und die zu erwartende Lebensdauer der Konstruktion rechnerisch prognostiziert. Die experimentellen Untersuchungen werden in der Form von Dauerschwingver suchen mit bis zu 5 Mio. Lastspielen durchgeführt. Die dyna mische Belastung wird in realitätsnaher Größe durch einen servohydraulischen Zylinder aufgebracht und die Reaktionen der Lärmschutzwandsteher werden über die gesamte Versuchsdauer messtechnisch dokumentiert. Es wurden unterschiedliche Typen von Lärmschutzwandstehern getestet und die Auswirkungen von Ausführungsmängeln auf die Dauer haftigkeit experimentell untersucht. Die Ergebnisse der durchgeführten Ermüdungsversuche werden umfassend dargelegt und diskutiert.

Experimental investigation on fatigue behaviour of noise barrier steel posts and their fastenings on structures
The fatigue behaviour of noise barrier steel posts and their fastenings on structures are experimentally studied and valuated. Beside the fatigue prone welded joints between steel post and base plate, the threaded bolts that are executed for fastening the posts to the concrete beams are investigated. The fatigue tests are performed under dynamic loading by taking the realistic amplitudes of impulsive aerodynamic pressure and suction loads that occur during train passing into account. The expectable lifetime of the post and its fastenings will be calculated. All dynamic fatigue tests are performed till 5 Million load cycles, except if precocious structural fatigue failures occur. The dynamic loading is applied by use of a closed-loop controlled servo-hydraulic cylinder and the resul ting structural response is measured over the full test duration. Different types of steel posts and their fastening elements were tested, and potential execution faults were applied to study their influence on the resultant fatigue lifetime. The results of performed fatigue tests are discussed in detail.

Der Beitrag befasst sich mit der Neuauswertung des Kerbfallkatalogs nach EC3-1-9. Zur konsistenten Kerbfallklassifizierung wurde zunächst eine geeignete statistische Methodik festgelegt. Als Grundlage für die Kerbfallauswertung dient eine strukturierte SQL-gestützte Datenbank, die neben neueren und eigenen Versuchsdaten zunächst vor allem jene Ermüdungsversuchsdaten umfasst, die im Hintergrunddokument zum EC3-1-9 dokumentiert sind. Nach Selektion der aussagekräftigsten Versuchsdaten wurden wichtige Kerbdetails, wie bspw. verschiedene Ausführungsvarianten von Längsschweißnähten, neu ausgewertet. Außerdem wurden eigene Ermüdungsversuche in Verbindung mit numerischen Simulationen durchgeführt, um die Ermüdungsfestigkeit bestimmter Kerbdetails zukünftig zutreffender bewerten zu können. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass die analysierten Details häufig höhere Ermüdungs widerstände aufweisen, als derzeit im EC3-1-9 dokumentiert ist.

Evaluation of fatigue test data for the verification of detail categories according to EC3-1-9
The paper deals with the re-evaluation of the fatigue detail catalogue according to EC3-1-9. An appropriate statistical methodology was first defined for consistent detail classification. A structured SQL-supported database serves as a basis for fatigue detail evaluation. In addition to newer and own test data, this database includes above all fatigue test data documented in the background document for the EC3-1-9. After selecting the relevant test data, important details, such as various design variants of longitudinal welds, were re-evaluated. In addition, own fatigue tests were carried out in combination with numerical simulations in order to better assess the fatigue strength of certain details in future. The results so far show that the analysed details partly show higher fatigue resistances than currently documented in EC-1-9.

Das Doppelwohnhaus für zwei Familien liegt im nordwestlichen Teil der Gemeinde Bolligen. Die leichte Hanglage ist die eigentliche Besonderheit des Ortes: die einzigartige Topografie erlaubt gegen Süden den weiten Panoramablick vom Gantrischgebirge bis in den Jura. Der dreigeschossige Neubau weist ein Untergeschoss, ein Erdgeschoss und ein Attikageschoss auf und ist in Längsrichtung achssymmetrisch aufgebaut. Die Einheiten des Carports als Nebenbau, des Wohn-Hauptgeschosses und des großzügigen Balkons bilden die drei Kernelemente des Projekts. Das helle, gewellte Metall der Fassade stärkt die Leichtigkeit und schlichte Eleganz der skelettartig aufgebauten Gebäudestruktur aus Stahl. Das feine Metall verbindet sich oszillierend mit den Einflüssen der Umgebung und des Himmels. Formal und im Inhalt stringent, ordnet sich das Doppelwohnhaus in der einzigartigen topografischen Situation wie selbstverständlich ein.

Elegance and vibration: two-family house in Bolligen
The semi-detached house for two families is located in the northwestern part of the municipality of Bolligen. The slight hillside location is the real special feature of its location: the unique topography allows a panoramic view to the south from the Gantrisch Mountains to the Jura. The three-storey new building has a basement, a ground floor and an attic floor and is axially symmetrical in the longitudinal direction. The units of the carport as an ancillary building, the residential main floor and the generous balcony form the three core elements of the project. The light, corrugated metal of the façade strengthens the lightness and simple elegance of the skeleton-like steel building structure. The fine metal combines oscillatingly with the influences of the surroundings and the sky. Formal and stringent in content, the semi-detached house fits into the unique topographical situation in the most natural way.

Die Stahlbauweise durchlief in der ersten Hälfte des 20. Jh. eine dynamische Entwicklung. Als erste der modernen Bau weisen musste sie auf vielen Gebieten wesentliche Grundlagen schaffen. Die vielfältigen Einsatzgebiete, wie Skelettbauten, unterschiedlichste Hallen- und Brückenkonstruktionen, Kuppeln, Maste, riesige Behälter u. v. m., verlangten nach sicheren, zuverlässigen und ökonomischen Lösungen bei höchst unterschiedlichen Anforderungen. Der Werkstoff Stahl hat der Moderne wesentliche Chancen eröffnet und diese Epoche eindrucksvoll geprägt.
Die Erzeugung von Bessemerstahl (1855) und Siemens-Martin-Stahl (1865) bildete die Basis für entscheidende Fortschritte in der Qualität des Materials. Es begann die Massenerzeugung von Baustahl. Ende der 1930er-Jahre war das grundlegende Sortiment der Baustähle geschaffen.
Die Technologie der Stahlbearbeitung mit hydraulischen Scheren und Pressen mit über 1 000 t Druck erlaubte schon zum Ende des 19. Jh. eine sehr effektive Produktion. Nach der Jahrhundertwende fanden Autogenschneidbrenner, Pressluftwerkzeuge und elektrisch betriebene Werkzeuge rasch Eingang in den Herstellungsprozess. Der Stahlbau produzierte immer auf industrieller Grundlage. Das Nieten bildete die beherrschende Verbindungstechnik zum Ende des 19. Jh. In den 1920er-Jahren begann sich die Schweißtechnik ernsthaft zu etablieren. Damit wurden neue, konstruktiv klare, material- und herstellungs effektive Details und Baugruppen möglich.

Steel - structural material of the Modern Era - from cast iron to high-strength, weldable structural steel
Steel construction underwent a very dynamic development in the first half of the 20th century. As the first of the modern construction methods, it had to create essential foundations in many areas. The diverse fields of application, such as skeleton constructions, diverse hall and bridge constructions, domes, masts, large containers and much more, demanded safe, reliable and economical solutions for the most varied requirements. Steel as a material has opened up significant opportunities for Moderne and has impressively shaped this epoch.
The production of acid Bessemer steel (1855) and acid Siemens-Martin steel (1865) formed the basis for decisive advances in the quality of the material. Mass production of structural steel began, and the quality of the material reached a new level. At the end of the 1930s, the basic range of structural steels was established.
The technology of steel processing with hydraulic shears and presses with over 1 000 t pressure allowed very effective production by the end of the 19th century. After the turn of the century oxyacetylene cutting torches, compressed air tools and electrically operated tools quickly found their way into the production process. Steel structures always have been produced on an industrial basis. Riveting was the dominant joining technique at the end of the 19th century. In the 1920s, welding technology began to establish itself seriously. This made new, structurally clear, material- and production-effective details and assemblies possible.

Im Gespräch:
Gespräch mit Christoph Seeßelberg zum ersten Praxistag Kranbahnen
Bauhaus, Moderne und die Ingenieure
Der Peiner Träger - einer der Wegbereiter der Moderne

Aktuelles: Bundesverband Deutscher Stahlhandel - Research
Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlsorten in Deutschland
Jahrbuch Ingenieurbaukunst: bis Dezember für 2021 einreichen!

Wettbewerbe: Tomá VranýSDSS Award
Tagungen und Veranstaltungen
Symposium Ingenieurbaukunst - Design for Construction
Fachseminare zum Brückenbau mit Stahllösungen
Gespräch mit André Dürr zu den Münchener Stahlbautagen

Einen Besuch wert: Bikini Berlin

BAUFORUMSTAHL news: Neue Studien zum Thema Nachhaltigkeit
Symposium “Form Follows Performance”

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Zum Titelbild:
Stahl-, Metall- und Komplettbauer steuern Aufträge, die mit erheblichen Investitionen einhergehen. Daher gilt es, die Projektabläufe vorausschauend zu planen und den Auftragsfortschritt in Echtzeit zu überwachen. Mit ams.erp STEEL erhalten Einzel-, Auftrags- und Variantenfertiger ein durchgängiges Informationssystem, das sie zu allen kaufmännischen und technischen Fragen ihrer Projekte verlässlich beauskunftet. Die Transparenz sichert den Projekterfolg und somit die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen - so wie beim Stralsunder Stahlbauer Ostseestaal. Wie sich der hanseatische Mittelständler vom Halbfabrikatefertiger zum Systemlieferanten entwickelt, lesen Sie auf S. A4. Das Foto zeigt einen Ausschnitt von Daniel Libeskinds 10 m hoher und 15 t schwerer Skulptur “The Wings” für die EXPO Mailand 2015, deren 3D kaltverformte Metallbleche von Ostseestaal stammen. (Foto: Ostseestaal)

Es gratulieren Kollegen, Mitarbeiter, Freunde und Wegbegleiter Herrn Prof. Dr. sc. techn. Mario Fontana zum Fünfundsechzigsten

An der ETH Zürich forschen Wissenschaftler an den innovativen Verfahren von morgen. Daher ist es selbstverständlich, dass zur Sanierung der denkmalgeschützten Maschinenlaborhalle ML im Herzen von Zürich auch moderne Simulationsverfahren zum Einsatz kommen, um eine besondere Aufgabe zu lösen. Das Stahltragwerk der Halle wurde 1933 errichtet und ist eine der ersten vollständig geschweißten Stahlkonstruktionen der Schweiz. Da die Nutzung im Zuge des derzeit laufenden Umbaus auch den Brandschutz berücksichtigen muss, gleichzeitig aber aus Gründen des Denkmalschutzes die Konstruktion im ursprünglichen Zustand erhalten bleiben soll, wurde eine Heißbemessung mit Naturbrandverfahren angewandt, um den Feuerwiderstand der Stahlhalle nachzuweisen. Dabei wirkte Prof. Dr. Mario Fontana an diesem ambitionierten Projekt mit, der bis vor Kurzem die Professur für Stahl-, Holz- und Verbundbau am Institut für Baustatik und Konstruktion der ETH Zürich innehatte und einer der international renommiertesten Wissenschaftler für Heißbemessung aus der Schweiz ist. Mithilfe von Simulationsmethoden wird aktuell der Nachweis der Tragfähigkeit im Brandfall erbracht, sodass die Maschinenhalle auch in Zukunft in ihrem ursprünglichen Zustand mit sichtbarem Stahltragwerk genutzt werden kann.

Structural fire design as a level-3-analysis of the listed ML machine laboratory at ETH Zurich
At ETH Zurich, scientists are researching the innovative processes of tomorrow. For this reason, it goes without saying that modern simulation methods are used to solve a special problem in the refurbishment of the listed ML machine laboratory in the heart of Zurich. The steel structure of the hall was erected in 1933 and is one of the first fully welded steel structures in Switzerland. Since the use in the course of the current transformation must take fire protection measures into account, but at the same time the construction must remain in its original state for reasons of monument conservation, a structural fire design based on natural fire methods was used to prove the fire resistance of the steel hall. Prof. Dr. Mario Fontana was involved in this ambitious project, which until recently held the professorship for steel, wood and composite construction at the institute for structural analysis and design at ETH Zurich and is one of the internationally renowned scientists for structural fire design from Switzerland. With the help of simulation methods, the prove of the load-bearing capacity in the event of a fire of the machine hall is currently in progress to maintain its original state with visible steel structure in the future.

Prof. Dr.-Ing. Mario Fontana zur Vollendung des 65. Lebensjahres gewidmet.
Im Rahmen der Weiterentwicklung der EN 1993-1-1 für die zweite Generation der europäischen Tragwerksnormen (Eurocodes) wurde ein Bemessungsverfahren für stabilitätsgefährdete Bauteile mit einfach- und doppeltsymmetrischen I-förmigen Querschnitten unter Druck, zweiachsiger Biegung und Torsion entwickelt. Aufgrund ausstehender Untersuchungsergebnisse zum Zeitpunkt des finalen Entwurfs sind die normativen Regelungen bisher konservativ limitiert. Die vorliegende Publikation überprüft daher auf Basis einer umfassenden Parameterstudie, ob die Regelungen für semi-kompakte Querschnitte der Querschnittsklasse 3 gemäß Anhang B der prEN 1993-1-1:2018 [1] und für einfachsymmetrische Querschnitte gemäß Anhang C.1 der prEN 1993-1-1:2018 für Querschnitte mit planmäßiger Torsion angewendet werden können, um den Anwendern ein konsistentes Nachweisverfahren für stabilitätsgefährdete Bauteile unter unterschiedlichen Schnittgrößenkombinationen bereitstellen zu können. Die Analyse des strukturmechanischen Verhaltens von stabilitätsgefährdeten Bauteilen liefert die Grundlage für die Erweiterung des Nachweisverfahrens. Eine Vergleichsstudie belegt, dass der Anwendungsbereich oben genannter Nachweisverfahren auf einfachsymmetrische Querschnitte unter Torsionsbeanspruchung erweitert werden kann.

Further studies on the structural behaviour of mono-symmetric I-sections in bending, axial compression and torsion
Within the framework of the evolution of the structural steel code EN 1993-1-1, a simplified design method for members with mono- and double-symmetric I-section in bending, axial compression and torsion was developed. Due to the limited scope of the recent study, it was necessary to limit the application range of the novel method. Based on a comprehensive numerical simulation study, however, this publication analyses whether the models of annex B of prEN 1993-1-1:2018 for semi-compact class 3 cross-section members as well as the models of annex C.1 of prEN 1993-1-1:2018 for mono-symmetric cross-sections can be applied to members in scheduled torsion to facilitate a consistent stability verification for structural steel members. An enhanced design model is proposed based on a comprehensive study of the structural member behaviour. A comparative study shows that the application range of the above-mentioned methods can be extended to mono-symmetric cross-sections subjected to torsion.

Prof. Dr.-Ing. Mario Fontana zur Vollendung des 65. Lebensjahres gewidmet.
Verbunddübelleisten werden häufig bei Verbundträgern zur Übertragung der Schubkräfte verwendet. Die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten bei Raumtemperatur wurde bereits umfangreich untersucht. Der Einfluss erhöhter Temperaturen, wie sie im Brandfall auftreten, auf die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten wurde bisher noch nicht quantifiziert. Zur Bewertung des Temperatureinflusses auf die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten wurden in einem nationalen AiF-Forschungsprojekt Push-out-Versuche durchgeführt.
In diesem Beitrag werden die experimentellen Untersuchungen zur Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten in Klothoidenform bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen dargestellt. Ziel der experimentellen Untersuchungen ist es, den Temperatureinfluss auf die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten zu bewerten. Mithilfe der experimentellen Untersuchungen und der Analyse der lokalen Tragmechanismen kann die Dübelkennlinie der Verbunddübelleisten analysiert werden.

Shear capacity of composite dowels at elevated temperatures
Composite dowels are commonly used to ensure longitudinal shear in composite beams. While the shear capacity of composite dowels has been thoroughly investigated at room temperature, the influence of elevated temperatures in the fire situation on the shear capacity of composite dowel has not been quantified. To close this gap of knowledge, within a national research project a series of push-out tests have been performed to determine the shear capacity of composite dowels at elevated temperatures.
This paper presents experimental investigations on the shear capacity of composite dowels in clothoidal shape at room and elevated temperatures. The objective is to evaluate the influence of elevated temperatures on the shear capacity of composite dowels. The test results and the analysis of the local bearing mechanisms allow to justify the shear force-displacement relation of the composite dowels.

Neben ästhetischen Aspekten sind im Verbundbrückenbau hohe Anforderungen hinsichtlich Dauerhaftigkeit, Tragfähigkeit und Wirtschaftlichkeit zu beachten, die im Hinblick der steigenden Verkehrsbelastung zunehmend an Bedeutung gewinnen und eine Herausforderung für die Konstruktion darstellen. Vorteilhafte neue Entwicklungen sind häufig durch innovative Hybridlösungen gekennzeichnet, bei denen Stahlgurte durch Beton oder Betonstege durch Stahl ersetzt werden. Maßgebend sind dann die Verbundsicherungen, für die neue Fragestellungen entstehen. Dieser Beitrag zeigt ausgehend von praktischen Beispielen besondere Anwendungen für randnahe Kopfbolzen. Neue Verbundfertigteilträger erlauben eine Optimierung von Herstellung und Bauzeit. Die Anwendung profilierter Trapezstegbleche wird vorgestellt, wodurch zum einen die Querbiegesteifigkeit und zum anderen die Längsschubtragfähigkeit der Verbundfuge zusätzlich zur Anordnung randnaher Kopfbolzen erhöht wird. Für diesen Anwendungsfall wird die bisher bekannte Bemessungsgleichung für eine zweireihige Dübelanordnung erweitert. Die Anwendung randnaher Kopfbolzen ist zudem aktuell an geometrische Randbedingungen geknüpft, deren Einhaltung zu langen und damit schwer realisierbaren Kopfbolzen führt. Es wird ein Bemessungskonzept vorgestellt, das den Nachweis randnaher Kopfbolzen auf Zug und Schub anstelle der konstruktiven Mindestlängen erlaubt.

Composite bridges - new developments and examples
In bridge construction additionally to aesthetic aspects, high requirements in terms of durability, load bearing capacity and economic efficiency must be taken into account, which are becoming increasingly important in view of the rising traffic forming a challenge for the construction. New advantageous developments are often characterized by innovative hybrid solutions, where steel flanges are replaced by concrete or concrete webs by steel. Often then the composite connections are decisive, for which new open questions arise. Starting from practical examples, this paper deals with special applications of headed studs close to the edge in composite bridge construction. New prefabricated composite girders allow optimizing fabrication and construction time. The application of corrugated steel webs is presented, whereby on one hand the transverse bending stiffness and on the other hand, in addition to the arrangement of “horizontally lying” studs the longitudinal shear connection capacity is increased. For this application, the existing design equation is extended for a double row arrangement of the studs. The application of headed studs close to the edge is currently linked to geometric constraints, leading to long and thus difficult to implement studs. A design concept is presented which allows the verification of headed studs close to the concrete edge for tension and shear directly instead of fixed minimum construction lengths.

Im AiF-FOSTA-Forschungsprojekt P1020 [1] wurde ein neues Bemessungsmodell für Schweißverbindungen entwickelt. In diesem Zusammenhang wurde ein Kleinteilversuch an Flachzugproben konzipiert, mit dessen Hilfe verschiedene Einflüsse auf die Festigkeit und das Verformungsvermögen der Nähte untersucht wurden. Hierzu gehören solche aus dem Grund- und Schweißzusatzwerkstoff, der Abkühlgeschwindigkeit und der Anzahl der Schweißlagen. Im folgenden Beitrag werden das Bemessungsmodell und dessen Eingangsparameter beschrieben. Nach einer Charakterisierung der untersuchten Stähle und Schweißzusatzwerkstoffe wird der Kleinteilversuch zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften der Schweißnähte erläutert. Im Anschluss folgen Parameterstudien, im Rahmen derer wesentliche Einflussgrößen auf die Eigenschaften von Schweißnähten untersucht werden. Auf Basis statistischer Auswertungen werden Schweißnahtfestigkeiten in Abhängigkeit vom Zusatzwerkstoff und der Abkühlzeit t8/5 angegeben.

About the strength and ductility of welds on high-strength steels
In the AiF-FOSTA research project P1020 [1] a new design model for welded joints was developed. In this context, a flat tensile test specimen was developed, to study various influences on the strength and ductility of the welds. These includes such from the base material and filler metal, the cooling rate and the number of weld layers. In the following, the design model and its input parameters are described. After a characterization of the investigated steel grades and welding consumables, the tensile test specimen to determine the mechanical properties of the welds is explained. This is followed by parameter studies in the course of which the main influencing variables on the properties of welds are investigated. On the basis of statistical evaluations, weld strengths are specified as a function of the filler metal and the cooling time t8/5.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Im Ingenieuralltag bietet sich eine Vielzahl von Aufgaben an, die eine möglichst ausgewogene und präzise Antwort benötigen. Brücken sind räumliche Strukturen, welche die äußerst einfache Funktion der Überwindung von Hindernissen übernehmen müssen. Um diese Funktion zu erfüllen, bieten sich vielfältige Möglichkeiten an, die vom zu überwindenden Hindernis, von der Nutzung der Verbindung und vom bereits vorhandenen bebauten oder unbebauten Umfeld abhängig sind. Folglich stellt die Wahl des eingesetzten Materials, der Typologie des Tragsystems und der Gestaltung der Brücke eine konkrete Lösung dar, die den Anspruch hat, die gestellten Anforderungen und Randbedingungen möglichst schlicht und effizient zu erfüllen. In diesem Beitrag werden verschiedene Projekte präsentiert, die das Resultat der Arbeit eines Projektierungsteams sind und dank der Akzeptanz der Bauherrschaft realisiert werden konnten. Es ist nicht Absicht der Autoren, die Projekte als einzige oder bessere Antwort auf die geforderte Aufgabenstellung zu präsentieren, sondern eine kleine Übersicht über die Möglichkeit, Stahlbrücken als Antwort im komplexen Umfeld anzubieten.

Steelbridges as solution in complex environment
Engineering involves balancing multiple interdependent tasks that require specific answers and interdependent trade-offs. Bridges are spatial structures designed to overcome physical obstacles. There are several ways to accomplish this goal depending on the physical obstacle, how the bridge will be used, and pre-existing environmental or built structures. Consequently, the bridge shape, material, and structural system combine to deliver a precise and efficient solution within the project constraints. In this contribution we outlined various approaches created by a team of engineers that can be developed and built upon the acceptance of the owners and their representatives. The authors' intent is to give a brief overview of the possibilities of using steel bridges as a solution in a complex environment. There is no intent by the authors to show that these options are the only available solution.

Im Stahlverbundbau bieten Verbunddübelleisten eine wirtschaftliche Alternative zu klassischen Verbundmitteln wie Kopfbolzendübeln. Moderne Verbundkonstruktionen werden insbesondere im Hochbau zunehmend filigraner hergestellt. Um die hierfür erforderlichen geringen Deckendicken zu realisieren, können Verbunddübelleisten horizontal innerhalb der Betonplatte angeordnet werden, woraus ein geringer seitlicher Abstand zum freien Betonplattenrand resultiert. Bisherige Untersuchungen beschreiben unterschiedliche Versagensbilder von Bauteilen mit Verbunddübelleisten, bspw. Spalten der Betonplatte, Ausstanzen eines Betonkegels oder Plastizieren der Stahlzähne. An der Technischen Universität Kaiserslautern wurden im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsprojekts mit der RWTH Aachen sowohl Push-out-Versuche als auch Verbundträgerversuche durchgeführt, anhand derer das Tragverhalten von Verbunddübelleisten mit randnahen Einbaupositionen untersucht wird. In diesen Versuchen konnten zuvor unbekannte Versagensmechanismen beobachtet werden, die bei konventionellen (randfernen) Einbaupositionen nicht eintreten und deshalb gesondert untersucht werden müssen. Im vorliegenden Beitrag werden die entsprechenden Bauteilversuche vorgestellt und erste Ergebnisse präsentiert. Auf Grundlage dieser Beobachtungen und Messungen werden Bemessungsansätze für randnahe Verbunddübelleisten ausgearbeitet, die langfristig Einzug in die europäischen Regelwerke finden sollen.

Load-bearing behaviour of composite beams with composite dowels positioned close to the free surface
In composite construction, composite dowels offer an economical alternative to traditional shear connectors such as headed studs. Modern composite structures are dimensioned increasingly thinner, especially in building construction. In order to achieve the required ceiling thicknesses, composite dowels can be positioned horizontally within the concrete slab, which causes a small distance to the free concrete surface. Previous investigations have described different failure modes of constructions with composite dowels, for example splitting of the concrete slab, prying-out of a concrete cone or plasticizing of the steel teeth. In a joint research project with RWTH Aachen University both push-out tests and composite beam tests were performed at University of Kaiserslautern to investigate the load-bearing behaviour of composite dowels positioned close to the edge. In these tests, previously unknown failure mechanisms could be observed, which do not occur in conventional dowel positions (far from the edge) and there-fore have to be investigated separately. This paper presents the corresponding composite beam tests and first results. On the basis of all these observations and measurements, design approaches for composite dowels positioned close to the edge are developed, which are supposed to enter European regulations in the long term.

Der Neubau einer zentralen Fußgänger- und Radverkehrsverbindung über den Baakenhafen gehört zu einer Reihe umfangreicher Infrastrukturprojekte, die derzeit im Rahmen der Revitalisierung des Quartiers in der HafenCity Hamburg umgesetzt werden. Die schlanke Stahlkonstruktion mit einer Spannweite von 65 m ist das Ergebnis eines von der HafenCity Hamburg GmbH ausgelobten Realisierungswettbewerbs, den die Hamburger Architekten von Gerkan, Marg und Partner (gmp Architekten) in Zusammenarbeit mit den Tragwerksplanern von Knippers Helbig aus Stuttgart für sich entschieden hatten. Das Bauwerk dient neben seiner Funktion als Wegeverbindung auch als logistisches Infrastrukturbauwerk zur alleinigen Versorgung des Quartiers mit den notwendigen Energieträgern und Medien. Die Fertigstellung im Mai 2018 war daher fester Bestandteil der Stadtentwicklung in der HafenCity.

New bridge in HafenCity - pedestrian and bicycle crossing with integrated infrastructure via Baakenhafen
In Hamburg, extensive infrastructure projects are being implemented as part of the revitalization of the Baakenhafen district. Besides others this includes the new central pedestrian and bicycle crossing via Baakenhafen. The slender steel bridge with a span length of 65 m is the result of a design competition sponsored by HafenCity Hamburg GmbH, won by Hamburg based architects Gerkan, Marg and Partner (gmp architects) in collaboration with the structural engineers of Knippers Helbig from Stuttgart. In addition to its function as a route connection, the bridge also serves as a logistical infrastructure construction for the sole supply of the district with the necessary energy sources and media. The completion in May 2018 was therefore an integral part of urban development within HafenCity.

In prominenter Nachbarschaft zum Matterhorn liegt die neue Getwingbrücke auf der Schmalspurbahnstrecke zwischen Zermatt und dem Gornergrat, dem höchstgelegenen Bahnhof Europas. Sie wurde als Ersatz für die 114 Jahre alte Fachwerkbrücke vom Planungsteam aus schlaich bergermann partner, Schneller Ritz und Partner sowie Mooser Lauber Stucky Architekten unter schwierigen Randbedingungen entworfen, ausführungsreif geplant und auf der Baustelle außerdem im Amt der Bauoberleitung vor Ort koordiniert.
Die Bestandsbrücke wies mit einem unterhalb der Gleise angeordneten Fachwerkträger ein effizientes Tragwerk auf. Um jedoch die Einhaltung des neuen Lichtraumprofils der kreuzenden Straßenbrücke sicherzustellen, musste die Bauhöhe deutlich reduziert werden. Da das Bauwerk ein städtebaulich prägendes Element ist, wurde ein Wettbewerb mit fünf Teams ausgelobt. Schlussendlich überzeugte die Jury der Entwurf des o. g. Planungsteams, da er mit einem starken gestalterischen Eindruck zusammen mit der sehr guten Integration ins bauliche Umfeld und dem freien Blick aufs Matterhorn den entscheidenden Unterschied zu den anderen Wettbewerbsbeiträgen bot.

Getwingbrücke Zermatt - a differently designed single-span girder
The new Getwingbrücke is located near the famous Matterhorn mountain in Switzerland, on the narrow-gauge railway line between Zermatt and Gornergrat, which is Europe's highest railway station. Under difficult conditions, the planning team composed of schlaich bergermann partner, Schneller Ritz and Partner, and Mooser Lauber Stucky Architects designed the new bridge, ready for construction, as a replacement for the existing 114-year-old truss bridge and coordinated its construction on site.
The efficient load-bearing structure of the trussed girders arranged below the track had to be significantly reduced in height in order to comply with the new structural clearance of the of the crossing road bridge. Because of the sensible urban situation, the client organized a competition with five preselected teams. According to the jury of the competition, our design was judged as the best one, as it represents a strong design impression in combination with the bridge's very good integration into the structural environment and an unobstructed view of the Matterhorn.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Eisen und Stahl avancierten im Zuge der industriellen Revolution zum dominanten Baumaterial. Zugleich wurde klar, dass die Architektur, welche lange das historische Formenvokabular einübte und repetierte, sich nun des neuen Materials als Ausdrucksträger der Moderne bemächtigte, zu sehen in besonderer Weise am Werk von Ludwig Mies van der Rohe. Mit Konrad Wachsmann, Richard Buckminster Fuller und anderen werden weitere Dimensionen modernen Bauens erschlossen. Zum einen sind es die Konditionen des industriellen Bauens, in denen Wachsmann den “Wendepunkt des Bauens” erkennt. Jetzt geht es um Vorfertigung, Standardisierung, Rationalisierung und Systembau. Und hier spielt natürlich die möglichst universelle Verbindung der Elemente, z. B. der “Knoten”, eine besondere Rolle. Sind also die Faktoren der Industrialisierung die eine große Herausforderung, so ist es andererseits die Bewältigung der großen Dimension für modernste Infrastrukturen - Flughäfen, Stadien, Hallen.
Wesentliches Ziel ist es, mit dem geringsten Aufwand an Material die größte Spannweite, die relativ leichteste Konstruktion, den größten Raum zu erreichen - Fullers Grundsatz “More with Less”, der natürlich eine Spiegelung ist von Mies van der Rohes Devise “Less is More”. Fullers geodätische Kuppeln sind ebenso die triumphalen Zeichen des Leichtbaus für gigantische Räume wie Wachsmanns Flugzeughangar oder Tensegrity-Brücken, dies noch gesteigert in den großen Spannweiten und der empfundenen Schwerelosigkeit der Seilnetz- und Zeltkonstruktionen. Die Revue der enormen Karriere des Stahlbaus im 20. Jh. ist geeignet, gewisse Klischees zu beseitigen, z. B. manche Vormeinungen über die Figur des Architekten und des Ingenieurs. Zur Zusammenarbeit beider Fachdisziplinen gehört eine Art techno-ästhetische Empathie, die Fähigkeit des Architekten, die Konstruktionen und das Material zu denken, sowie die Fähigkeit des Ingenieurs, in das Milieu der Architektur, ja auch der Kunst einzutauchen. Leute wie Fuller etwa können uns zeigen, wie fundamental es ist, über die Grenzen der Disziplinen hinaus immer erneut auf das Ganze hin zu denken.

Iron and steel - the building materials of the Modern Era - on architecture of the Industrial Era - part II
In the course of the industrial revolution iron and steel became the dominant building material. At the same time it became clear that the architecture, which practiced and repeated the historical vocabulary of forms for a long time, now appropriated the new material as a vehicle of expression of the modern age. This can be seen in a notable way in the work of Ludwig Mies van der Rohe. With Konrad Wachsmann, Richard Buckminster Fuller and others, further dimensions of modern construction were developed. On the one hand, it is the circumstances of industrial construction in which Wachsmann recognizes the “turning point in construction”. Now it's about prefabrication, standardization, rationalization and system construction. And here of course the most universal connection techniques of the elements play a vital part, for example the “knot”. Thus, the factors of industrialization are a major challenge, and on the other hand, it is the mastering of the large dimensions for state-of-the-art infrastructures like airports, stadiums and halls.
The main target is to achieve the widest span, the lightest construction, the largest space with the least amount of material - Fuller's “More with Less” principle, which of course is a reflection of Mies van der Rohe's motto “Less is More”. Fuller's geodesic domes are the triumphant signs of lightweight construction for gigantic spaces and so are Wachsmann's aircraft hangars, tensegrity bridges and especially the large spans and the perceived weightlessness of the cable net and tent constructions. The enormous evolution of steel construction in the 20th century helps to eliminate certain clichés, for example some preconceptions about the role of the architect and the engineer. The cooperation of both disciplines includes a kind of techno-aesthetic empathy, the ability of the architect to consider the constructions and the material as well as the ability of the engineer to immerse himself in the milieu of architecture and the artistic aspects. People like Fuller, for example, demonstrate to us how fundamental it is to keep thinking beyond the boundaries of the disciplines.

Im Gespräch:
Im Gespräch: Lieselotte Schneider

Persönliches: Nestor der praktischen Schweißtechnik verstorben: Reiner Möl
Ferdinand Tschemmernegg: Erinnerung an einen Großen seiner Zunft

Firmen und Verbände: STAHLBAU AKTUELL “Unendliche Möglichkeiten” - das Jahresmagazin des ÖSTV
Neustart für Waagner-Biro Steel and Glass mit Investor aus Abu Dhabi

Wettbewerbe: Nominierungen für den Deutschen Nachhaltigkeitspreis Architektur
Züblin-Stahlbaupreis 2019 verliehen

Veranstaltungen: Rückblick: 32. Österreichischer Stahlbautag in Salzburg

Einen Besuch wert: Einen Besuch wert: Bürohaus Dockland Hamburg

Bauforumstahl news: 13. Fachtag Brückenbau findet in Bayreuth statt
Veränderungen im Vorstand von bauforumstahl
Neue Gesichter im Vorstand des Deutschen Stahlbau-Verbandes DSTV

SZS Steel News: steeldoc 02/2019 Wiederverwendung von Stahl
Prix Acier Student Award: SZS schreibt Studierendenpreis für Bauingenieurwesen und Architektur aus

Keine Kurzfassung verfügbar.

Keine Kurzfassung verfügbar.