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Krananlagen sind ein unverzichtbarer Bestandteil nahezu jeder Industrie- und Gewerbehalle. Der Bedarf an neuen Kranbahnen, aber auch der Bestand an alten, teilweise sanierungsbedürftigen Kranbahnen jenseits der ursprünglich geplanten Nutzungsdauer ist entsprechend groß. Mit dem Sonderheft Kranbahnen der Fachzeitschrift „Stahlbau” sprechen wir Tragwerksplaner, Prüfingenieure, Richtmeister, Bauleiter sowie Bauverantwortliche in Industriebetrieben mit Krananlagen an und tragen aktuelles Wissen und Informationen für den Praktiker zusammen.

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Belastungsversuche an Bauwerken zur Bestimmung ihrer Resttragfähigkeit sind etabliert und werden schon seit längerer Zeit erfolgreich eingesetzt. Zerstörungsfreie Prüfverfahren bieten die Möglichkeit, den Bauwerkszustand zu beschreiben und mit diesen Erkenntnissen den Tragfähigkeitsnachweis zu führen sowie Resttragfähigkeiten zu bestimmen. Ziel des hier vorgestellten Forschungsvorhabens ist es, das diesbezügliche Potenzial der zerstörungsfreien Bauteilprüfung zu ermitteln.

Contribution of non-destructive techniques to the evaluation of steel.
For some time already established load tests are applied to analyze the remaining load bearing capacity of existing buildings. Nondestructive techniques offer the possibility to describe the stress of the structure. By using this information the remaining capacity can be checked. The objective of the R&D project presented here is to identify the potential of the nondestructive material characterization for that purpose.

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Dieser Aufsatz beschreibt - als erster einer Serie von drei Teilen - im Wesentlichen die Details der so genannten “Allgemeinen Methode” von DIN EN 1993-1-1/Abschnitt 6.3.4. Diese softwarebasierte Methode für beliebige 2D- und 3D-Stahlstrukturen benutzt ein integriertes Nachweiskonzept der Stabilitätsanalyse und -nachweise. Sie wird mit der klassischen Ersatzstabmethode für Stabilitätsnachweise einfacher Stabmodelle verglichen, bei der im Allgemeinen unterschiedliche Berechnungsmodelle (wie auch gegebenenfalls entsprechende Software) zur Schnittgrößenberechnung in der Ebene und den Stabilitätsnachweisen verwendet werden. Für die numerische Analyse - das ist ein entscheidender Kernpunkt der Methode - wird die auf der Basis von EC 3 entwickelte Software ConSteel eingesetzt, die ein leistungsfähiges 3D finites Balken-Stützenelement mit zwei Knoten und jeweils sieben Verformungsfreiheitsgraden verwendet, dessen Qualität mit relevanten Benchmark-Tests nachgewiesen wird. Nach der soeben erst publizierten Methodik der Klassifikation von Software zur Anwendung der Theorie 2. Ordnung ist ConSteel in die höchste Kategorie 5 (TH. II.O.-3WS) einzuordnen. Die “Allgemeine Methode” führt zu einer robusten und vor allem verständlichen computerunterstützten Nachweismethodik gegen globales Stabilitätsversagen.

DIN EN 1993-1-1 based integrated stability analysis of 2D/3D steel structures (Part 1).
This paper - as the first one of a series of three parts - presents the details and use of the “General method” of DIN EN 1993-1-1/clause 6.3.4. This method is a model based design procedure for steel structures using integrated stability analysis and standard check. The method is compared to the classical method where different calculation models as well as suitable software are used for the stress analysis and for the stability analysis and check. Also the alternative method of 3D calculations with the theory 2nd order using equivalent initial deformations, which are derived from the eigenform analysis, is presented.
For the numerical analysis (as it is the crucial point of the method) the 14 DOF beam-column finite element of ConSteel is described and its quality is shown by relevant benchmarks. According to the recently published methodology for the classification of 2nd order theory software ConSteel belongs to the highest category 5 (TH.II.O.-3WS). Finally it is shown that the “General method” leads to an easy to use, robust and understandable computer aided design methodology against loss of global stability.

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Walzprofile und ähnlich gestaltete geschweißte Profile haben eine Haupttragebene, die möglichst voll ausgenutzt werden soll, indem Stabilitätsversagen quer zur Haupttragebene verhindert wird.
DIN EN 1993-1-1 [2] behandelt Stabilitätsnachweise quer zur Haupttragebene inform von Biegeknick- oder Biegedrillknicknachweisen nach zwei möglichen Verfahren: dem Verfahren mit Anwendung der Theorie 2. Ordnung durch Vorgabe von geometrischen Ersatzimperfektionen, das allgemeingültig sein sollte, und dem Verfahren mit Knick- und Biegedrillknickbeiwerten, die für bestimmte häufige Fälle objektorientiert angewendet werden können.
Der vorliegende Beitrag behandelt die Nachweise mit Theorie 2. Ordnung mit geometrischen Ersatzimperfektionen, die entsprechend DIN EN 1993-1-1 [2] allgemeingültig als Eigenformen bei Ausweichen aus der Haupttragebene definiert sind. Zur Bestimmung bietet sich eine Rechnerunterstützung an, die nicht nur die modalen Verschiebungen, sondern auch die modalen Biegemomente in den maßgebenden Gurten des Querschnitts liefert. Dadurch werden die Nachweise übersichtlich und einfach und münden in einen Nachweis des Ausnutzungsgrades in der Haupttragebene, der durch einen Faktor f infolge der Biegemomente aus der Haupttragebene vergrößert wird. Beispiele aus der Praxis erläutern die überraschend einfache Anwendung.

Flexural and lateral torsional buckling checks of steel frames according to Eurocode 3 using 2nd order analysis.
Sections of rolled profiles or similar welded profiles have due to their strong axis an in-plane-resistance that should be exploited by preventing out-of-plane stability failure about the weak axis. DIN EN 1993-1-1 [2] gives rules for out-of-plane stability checks (lateral flexural or lateral torsional buckling) that can be performed according to one of the following methods: the method using 2nd order analysis for which equivalent geometric imperfection are defined and that is considered as a generic method, and the method with member checks using flexural or lateral torsional buckling curves, that have been determined for frequent cases (object-oriented method).
This contribution treats out-of-plane stability checks using 2nd order analysis with equivalent geometric imperfections, that have been defined in DIN EN 1993-1-1 [2] as elastic buckling modes. To determine these functions computer-assistance is required, that gives not only the modal displacements, but also the modal bending moments for the relevant flanges of the profiles.
The use of out-of-plane modal bending moments makes the assessments clear and simple. They lead to the assessment of the in-plane utilisation rates, which are enhanced by a factor f due to the out-of-plane bending moments. Worked examples from practical applications illustrate the surprising simplicity of use.

Auf dem Konzerngelände eines weltweit tätigen Pharmakonzerns in Basel wurde ein vom Architekten Frank O. Gehry entworfenes skulpturales Bürogebäude geplant und fertiggestellt. Besonderes Augenmerk ist die transparente Stahl-Glas-Hülle, die aus verschieden zusammengesetzten Fassadenflächen besteht. Um die freie Geometrie dieses Gebäudes möglichst nahe an der Entwurfsidee in die Realität umzusetzen, wurde für alle Planungsbeteiligten verbindlich das CAD-Programm CATIA in den Planungsprozess integriert. Das Ingenieurbüro schlaich bergermann und partner hat die komplette Tragwerksplanung (Entwurf, Ausführung, Bauüberwachung) erstellt. Dieser Beitrag beschreibt die Besonderheiten bei Entwurf, Konstruktion sowie Herstellung und Montage der ungewöhnlichen Stahl-Glas-Hülle.

The free operation of surfaces and steel bars.
On the premises of a worldwide operating pharmaceutical company in Basle, Suisse a sculptural office building designed by Frank O. Gehry has been planned and completed. An outstanding charm is given by the transparent steel-glass-envelope covering the relatively shifted and rotated slabs as a free formed folded structure consisting of steel bars. To realize the free building geometry very close to the design idea for all project members the CAD-software CATIA was integrated into the planning process. schlaich bergermann und partner has covered the full scope of structural engineering from schematic design to execution phase. This paper describes the specialties during design, engineering, fabrication and erection of the unusual envelope made of steel and glass.