Journal articles
Author(s) | Title | Journal | Issue | Page | Category |
---|---|---|---|---|---|
Fisch, Rupert; Stecker, Enrico; Kraus, Michael A. | Maschinelles Lernen beim Entwurf und der Bemessung von Stahlrahmenhallen | Stahlbau | 6/2023 | 332-344 | Aufsätze |
AbstractDer Einsatz digitaler Hilfsmittel in Planungs- und Bauprozessen steigert die Effizienz, insbesondere für wiederkehrende Aufgaben und Abläufe, wie z. B. die Dimensionierung von Bauteilen oder Bauwerken, welche nach ähnlichen Mustern ablaufen. Dieser Beitrag entwickelt einen Künstliche-Intelligenz-(KI-)basierten Assistenten zum Einsatz im Entwurf und bei der Bemessung von Stahlrahmenhallen als prototypischen Co-Piloten. Dazu wird die notwendige Datenbasis an Stahlrahmenhallen aus Projektarchiven der TRAGRAUM Partnerschaft Beratender Ingenieure mbB zusammengestellt. Diese wird im Rahmen von Datenanalysen nach den maßgebenden Beschreibungsparametern und Mustern untersucht, sodass geeignete KI-Ersatzmodelle zur Vorhersage der Hallenparameter mittels Regressionsanalysen trainiert werden. Ferner wird eine Schnittstelle zum Finite-Elemente-Programm SOFiSTiK implementiert, welches die Prädiktionen der KI bezüglich der Parameter der Stahlrahmenhallen an ein parametrisiertes Eingabefile übergibt und die Berechnung und Bemessung anstößt. Im Zuge der Kalibrierung der KI-Ersatzmodelle werden neben den Approximationsgüten auch evtl. vorzuhaltende Sicherheitsaufschläge diskutiert. Dieser Beitrag zeigt, dass der prototypische Co-Pilot zur Vorbemessung von Stahlrahmenhallen erfolgreich umgesetzt werden konnte und mit der KI neu generierte Hallenrahmen bezüglich der Validierungsbetrachtungen als standsicher eingestuft werden können. Der Ausblick beleuchtet künftige Weiterentwicklungen dieses Ansatzes sowie den Übertrag auf andere Anwendungen. x | |||||
Korrosionsschutz beim neuen Schiffshebewerk Niederfinow: Farbtonbeständigkeit und KKS | Stahlbau | 6/2023 | 344 | Empfehlungen der Redaktion | |
Neck, Manuel; Reichel, Susanne; Thieme, Markus | Werkstoffeigenschaften historischer Stähle der Messehalle 12 in Leipzig bei erhöhten Temperaturen | Stahlbau | 6/2023 | 345-355 | Aufsätze |
AbstractIm Rahmen des vorliegenden Beitrags werden werkstoffliche Untersuchungen an historischen Stahlkonstruktionen beschrieben. Im Zuge des Umbaus der Messehalle 12 in Leipzig sollen Teile der ursprünglichen Tragkonstruktion denkmalgerecht ertüchtigt und in das neu entstehende Gebäude integriert werden. Um die Standsicherheit nachweisen zu können, wurden Materialuntersuchungen der Stähle und der Nietverbindungen sowohl unter Umgebungstemperatur als auch bei erhöhten Temperaturen durchgeführt. Aus den Versuchsergebnissen wurden in Analogie zu den Regelungen des Eurocode 3 Rechenwerte für die Nachweisführung abgeleitet. x | |||||
Kloos, geb. Groß, Mirjam; Sadegh-Azar, Hamid | Untersuchung eines Ingenieurmodells zur Abschätzung des seismischen Verhaltens mobiler Großgeräte | Stahlbau | 6/2023 | 356-366 | Aufsätze |
AbstractFür mobile Großgeräte in seismisch aktiven Regionen ist die seismische Standsicherheit ein wesentliches und oft maßgebliches Auslegungskriterium. Das seismische Verhalten dieser Großgeräte ist i. d. R. durch komplexe nichtlineare Verhaltensarten (Abheben, Kippen, Schaukeln) geprägt, welche in der Praxis schwer berechnet und bewertet werden können. In dieser Studie wird schrittweise ein stark vereinfachtes Ingenieurmodell für die Praxis vorgestellt bzw. entwickelt, das die wesentlichen Grundzüge des nichtlinearen Verhaltens von mobilen Großgeräten quer zur Schiene unter seismischer Anregung abbilden soll. Die in vorangegangenen Untersuchungen festgestellte typische Schaukelbewegung der Großgeräte bei Erdbeben soll sich im vereinfachten Modell widerspiegeln. Das Ingenieurmodell wird derart ausgebildet, dass es in der Lage ist, mit einfachen Berechnungen qualitative Aussagen über Abheben und Schaukeln bzw. Kippen in Abhängigkeit von wesentlichen Modellparametern und der seismischen Anregung wiederzugeben. Hierfür werden vereinfachte seismische Kippspektren hergeleitet. Die Tauglichkeit und Anwendbarkeit dieser Kippspektren zur Beurteilung von Abhebe- und Schaukeltendenzen für mobile Großgeräte wird am Beispiel von repräsentativen Reihen von Schaufelradgeräten und Absetzern überprüft. Darüber hinaus werden Parameter zur quantitativen Anwendung der Kippspektren für weitere typische mobile Großgeräte bestimmt und die Anwendungsgrenzen ermittelt. x | |||||
Freiformbauteile im Stahlbeton-, Spannbeton- und Verbundbau: Berechnung von Querschnittswerten | Stahlbau | 6/2023 | 366 | Empfehlungen der Redaktion | |
Aigner, Francesco; Fink, Josef; Takács, Patrik | Schadensäquivalenzfaktoren für Fahrbahnplatten stählerner Eisenbahnbrücken | Stahlbau | 6/2023 | 367-380 | Aufsätze |
AbstractNach EN 1993-2 kann der Ermüdungsnachweis von Eisenbahnbrücken auf der Grundlage der Schnittgrößen infolge des Lastmodells 71 geführt werden. Dazu müssen diese mit einem dynamischen Beiwert &PHgr;2 und einem Schadensäquivalenzfaktor &lgr; multipliziert werden. In der vorliegenden Arbeit werden für drei Standard-Verkehrsmischungen Spannweitenbeiwerte &lgr;1 für vierseitig, an den Längsrändern drehelastisch gelagerte Platten von eingleisigen Brücken im Stützweitenbereich zwischen 10,0 und 27,5 m angegeben. Aus den Spannweitenbeiwerten &lgr;1 können unter Berücksichtigung des Verkehrsvolumens pro Jahr und der Nutzungsdauer die gesuchten Schadensäquivalenzfaktoren &lgr; ermittelt werden. x | |||||
Emissivität von Zink-Aluminiumüberzügen unter Brandlast und Wirkung auf den Feuerwiderstand | Stahlbau | 6/2023 | 380 | Empfehlungen der Redaktion | |
Gesella, Heiko; Eicher, Charel | Neubau der Büchler Brücke in Luxemburg | Stahlbau | 6/2023 | 381-390 | Aufsätze |
AbstractDas Verkehrsinfrastrukturprojekt Neue Nationalstraße N3 übergreift mehrere Stadtteile der Landeshauptstadt Luxemburg und beinhaltet den in diesem Zuge notwendig gewordenen Ersatzneubau der Büchler Brücke, welche alle zwölf südlich des Hauptbahnhofs abgehenden Eisenbahngleise unterführt. Der neue Brückenentwurf wird von einem deutlich verbreiterten Verkehrsquerschnitt geprägt, der neben breiteren Geh- und Radwegen insgesamt sechs Spuren für Straßenverkehr und eine neue zweigleisige Straßenbahntrasse führt. Der Verkehr wird von einem ungeteilten Trägerrost getragen, dessen drei Hauptträger in Form von Stahlsegeln über den schiefen Zwischenstützen die Fahrbahnplatte durchstoßen. Der Entwurf der neuen Brücke wird von der kleinen möglichen Bauhöhe unterhalb der Fahrbahnebene geprägt, welche sich aus dem unverändertem Längsprofil der N3 im Bauwerksbereich und der um 0,85 m vergrößerten lichten Höhe für Eisenbahnverkehr unter der Brücke ergab. Vorliegend wird von der diesbezüglichen Planung und der anspruchsvollen Bauausführung an gleicher Stelle unter vollem Verkehr berichtet. x | |||||
Local-distortional interaction in cold-formed steel lipped channel beams: Experimental investigation | Stahlbau | 6/2023 | 390 | Empfehlungen der Redaktion | |
Stahlbau aktuell 6/2023 | Stahlbau | 6/2023 | 392-396 | Stahlbau aktuell | |
AbstractAktuelles: x | |||||
Kongresse - Symposien - Seminare - Messen | Stahlbau | 6/2023 | 396 | Veranstaltungskalender | |
Titelbild: Stahlbau 5/2023 | Stahlbau | 5/2023 | Titelbild | ||
Abstract
x | |||||
Inhalt: Stahlbau 5/2023 | Stahlbau | 5/2023 | Inhalt | ||
Erratum: Effiziente Nachweiskonzepte für geschweißte Mischverbindungen im Stahlbau. Stahlbau 91, H. 10, S. 660-670. | Stahlbau | 5/2023 | 220 | Erratum | |
Sorger, Arno; Matzner, Georg | Editorial: Stahlbau 5/2023 | Stahlbau | 5/2023 | 265 | Editorials |
Hauke, Bernhard | Der Weg des Multidisziplinärs | Stahlbau | 5/2023 | 266-270 | Essays |
Sorli, Stefan; Sieber, Friedrich | Frankfurt Airport: Die Stahl-Glaskonstruktion der Check-in-Halle des neuen Terminals 3 | Stahlbau | 5/2023 | 271-279 | Berichte |
AbstractIm südlichen Bereich vom Flughafen Frankfurt entsteht mit dem Neubau von Terminal 3 eines der größten Infrastrukturprojekte Europas. Nach seiner Fertigstellung können bis zu 19 Mio. Reisende von drei neuen Flugsteigen an Deutschlands größtem Flughafen an- und abreisen, durch den Marktplatz schlendern oder in den zahlreichen Lounges entspannen. Da zum Montagezeitpunkt der Check-in-Halle der umliegende Rohbau so weit fortgeschritten war, dass die Zugänglichkeit und somit eine Montage mit Schwerlastkranen nicht mehr möglich war, gab es nur mehr eine Lösung zur Realisierung des Dachtragwerks: Die Dachfläche mit gesamt 26.000 m2 wurde in fünf einzelne Segmente aufgeteilt, auf einer Plattform in 28 m Höhe zusammengebaut und von einer Seite aus nacheinander über die Halle mit einer Länge von 200 m gezogen. Wie bringt man ein 2,5 Fußballfelder großes Dachelement auf bzw. über das Terminalhauptgebäude? Dieser bauliche Anspruch stellte alle Beteiligten vor große Herausforderungen. Die Montagehilfskonstruktion musste auf die bereits errichteten vier Geschosse des Massivbaus abgestimmt werden, sodass diese nicht überlastet und beschädigt würden. Auch durften in den Untergeschossen keine zusätzlichen, störenden Unterstellungen gebaut werden, da hier bereits Ausbauarbeiten vorgesehen waren. Wie berechnet man eine Verschubkonstruktion dieser Dimension, welche Eventualitäten müssen berücksichtigt werden und wie lässt sich eine Dachfläche mit 4500 m2 und 1550 t verschieben bzw. verziehen? Schwerpunkte der Tragwerksplanung und der Montage werden in diesem Beitrag beschrieben. x | |||||
Flatz, Martin; Kirchmair, Martin; Michl, Thomas; Lechner, Martin | Bestandssicherung Luegbrücke - Absicherungsbauwerk unter altersschwacher Bestandsbrücke | Stahlbau | 5/2023 | 280-286 | Berichte |
AbstractDie Luegbrücke ist mit einer Gesamtlänge von 1804 m die längste Brücke der Brennerautobahn A13. Sie wurde in den Jahren 1966-1968 erbaut und weist vier Tragwerkshauptfugen zwischen fünf konstruktiven Rahmentragwerken auf. Die Bauteile an den Fugen sind in einem schlechten Erhaltungszustand und nicht mehr sanierbar. Um die Verkehrssicherheit bis zur Inbetriebnahme des Ersatzneubaus sicherstellen zu können, wurden Absicherungskonstruktionen unter allen Tragwerksteilen realisiert, die an den vier Fugen liegen. Diese werden Bestandssicherung Luegbrücke genannt. Sie bestehen im Wesentlichen aus Stahlstützen und daraufliegenden Fachwerken, die unter den Bestand gebaut werden. Aufgrund der Steilheit und Unzugänglichkeit des Geländes wurden die Arbeiten soweit wie möglich von oben durchgeführt. Die 8,5 m hohen und 35 m langen Fachwerke wurden stehend mittels Sondertransport auf der Autobahn antransportiert und anschließend mittels Tandemhub auf den bereits vorbereiteten Stahlstützen und Querverschubbahnen abgelegt. Anschließend wurden die Fachwerke unter die Hauptträger der Bestandsbrücke gezogen und ausgesteift. Bei einem eventuellen Versagen der Spannbeton-Bestandsbrücke legen sich das gesamte Eigengewicht und die gesamte Nutzlast auf die Bestandssicherungskonstruktion. Da der Spalt max. 20 mm beträgt, besteht zu keinem Zeitpunkt ein Absturzrisiko. Nach entsprechenden Anpassungsarbeiten kann die Luegbrücke voraussichtlich wieder eingeschränkt genutzt werden. x | |||||
A Lego-like steel-framed system for standardization and serial production | Stahlbau | 5/2023 | 286 | Empfehlungen der Redaktion | |
Olipitz, Michael | Der optimierte Einsatz von Stahl in Bestandsstrukturen - am Beispiel der Videowall Stadion Salzburg | Stahlbau | 5/2023 | 287-297 | Berichte |
AbstractAufgrund unserer begrenzten Ressourcen stellt zukünftig die Verbesserung und Weiterentwicklung unseres Bestands eine der wesentlichen Aufgaben im Bauwesen dar. Der geringstmögliche Ressourceneinsatz gepaart mit dem geringstmöglichen CO2e-Verbrauch einer Konstruktion in der Herstellungsphase ist vom Planer durch die optimierte Wahl von Material, Struktur als auch der Herstellungsart zu finden. Der metallische Werkstoff Stahl weist durch seine implizierte Leistungsfähigkeit und durch seine Kreislauffähigkeit viele Vorteile gegenüber den mineralischen und biotischen Werkstoffen auf, wobei eine nachhaltige Baustoffwahl immer einen Optimierungsprozess unter Berücksichtigung sämtlicher Randbedingungen darstellt. Nach einer allgemeinen Ausführung zu Energie-, Ressourceneffizienz als auch Kreislauffähigkeit der Baustoffe Stahl, Holz und Stahlbeton beschreibt dieser Beitrag den Entwurfsprozess sowie die Montage von zwei Videowallwänden in das Bestandsdach des Stadions Salzburg. Dazu wird auf die Randbedingungen der Bestandsdachsituation, die Konstruktion der Videowall als auch auf den Montageprozess vor Ort eingegangen. Um solche Aufgaben innerhalb eines sehr kurzen Zeitfensters und unter minimalem Ressourcenverbrauch erfolgreich abzuwickeln, sind sowohl ein ausreichender Kenntnisstand über das Bestandsobjekt als auch die enge kooperative Zusammenarbeit von Planung und Bau wesentliche Voraussetzungen. Das Bestandsdach sorgt in erster Linie für Inspiration und Anreiz zur Weiterentwicklung und erfordert entsprechendes Wissen, Erfahrung und Kreativität der Beteiligten. Der Herstellprozess sollte dabei nicht das Agieren einzelner Akteure sein, sondern bestenfalls eine Gemeinschaftsaufgabe von Planung und Bau mit einer möglichst fairen Verteilung der Chancen und Risiken. Denn nur wenn ein gemeinschaftliches Vorgehen - lean-basierend - im Fokus steht, lassen sich vermehrt ressourcenschonende und CO2e-reduzierte Bauwerke verwirklichen und damit nachhaltige Bausubstanz ganz im Sinne eines ökologischen Rationalismus schaffen. x | |||||
Failure mechanisms of TWCFS members considering various eccentricities | Stahlbau | 5/2023 | 297 | Empfehlungen der Redaktion | |
Unterweger, Harald; Derler, Christoph | Unerwartete Ermüdungsrisse an Hauptträgern einer Eisenbahnbrücke - Dehnungsmessungen unter Betrieb und bruchmechanische Analyse | Stahlbau | 5/2023 | 298-317 | Aufsätze |
AbstractAn einer im Jahr 1960 erbauten und in Betrieb genommenen stählernen Eisenbahnbrücke zeigten sich an einigen Quersteifenanschlussdetails zum Hauptträgeruntergurt Ermüdungsrisse im Stegblech. Dies, obwohl das Anschlussdetail den damaligen Empfehlungen der nationalen Norm zum Ermüdungsnachweis entsprechend ausgeführt wurde. Im Beitrag werden die umfangreichen Dehnungsmessungen unter Bahnbetrieb dargestellt, die eine eindeutige Analyse des lokalen Spannungsfelds am kritischen Detailpunkt erlauben, mit einer möglichen Zuordnung zum Phänomen des distortion-induced fatigue cracking, jedoch mit unerwartet hohen resonanzartigen Biegebeanspruchungen im Stegblech. Mittels bruchmechanischer Analyse und Einbindung der Messwerte für die globalen und lokalen Spannungsfelder aus Bahnbetrieb sowie der bruchmechanischen Kennwerte aus entnommenen Materialproben erfolgte eine Beurteilung der noch verbleibenden Restlebensdauer. Dabei zeigten sich positive Ergebnisse, die auch in Zukunft einen uneingeschränkten Bahnbetrieb erlauben. Es zeigte sich jedoch auch, dass die komplexe Mixed-Mode-Beanspruchung am Riss erfasst werden muss und eine alleinige Erfassung des sog. Mode I, der alleinigen Querzugbeanspruchung an der Rissspitze, mitunter unsichere Ergebnisse liefern würde. x | |||||
Holzinger, Christoph; Peters, Stefan; Trummer, Andreas | 3DWelding - additive Herstellung von Stahlbaukomponenten | Stahlbau | 5/2023 | 318-326 | Aufsätze |
AbstractIn diesem Beitrag werden die Möglichkeiten des robotischen 3D-Drucks mit Stahl (WAAM - Wire and Arc Additive Manufacturing) in der Bauindustrie untersucht. Ziel des Projektteams ist es, ein stabiles und wirtschaftliches Herstellungsverfahren für individuelle Stahlbauelemente zu entwickeln. So wird der Einfluss verschiedener Prozessparameter wie Drahtvorschubgeschwindigkeit und Fahrgeschwindigkeit auf die Nahtform und die Aufbaurate sowie auf die Materialeigenschaften erläutert und für jedes verwendete Material ein Parameterfenster mit stabilen, überprüften Parametersets definiert. Dabei werden drei verschiedene Schweißzusatzwerkstoffe (G 2Si1, G 3Si1, G 4Si1) hinsichtlich ihrer Festigkeit und Steifigkeit geprüft, wobei ein besonderes Augenmerk auf den Fügebereich zwischen Substrat und geschweißter Struktur gelegt wird. Zu diesem Zweck wurden Prüfverfahren zur Prüfung additiv gefertigter Bauteile, insbesondere für die Schubbelastung, neu entwickelt. Als Proof of Concept wird eine exemplarische Anwendung gezeigt und die Tragfähigkeit dieses Anschlusses in unterschiedlichen Konfigurationen untersucht. x | |||||
Stahlbau aktuell 5/2023 | Stahlbau | 5/2023 | 327-330 | Stahlbau aktuell | |
AbstractAktuelles: x | |||||
Kongresse - Symposien - Seminare - Messen | Stahlbau | 5/2023 | 330 | Veranstaltungskalender | |