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Das thermoplastische Fluorpolymer Ethylen/Tetrafluorethylen, kurz ETFE, wird seit den 1980er-Jahren vermehrt in Membranstrukturen des Bauwesens verwendet. Der Kunststoff weist ein nichtlineares viskoelastisches Materialverhalten auf, welches bislang nicht vollumfänglich untersucht ist. Beim Bau von Membranstrukturen mit ETFE-Folien sind jedoch die Kenntnisse über das nichtlineare viskoelastische Materialverhalten essenziell, um weitspannende, offen wirkende und zugleich sichere und wirtschaftliche Strukturen bauen zu können. Das Materialverhalten kann hierbei in das Kurzzeitzugverhalten und das Langzeitverhalten, sowohl unter monoaxialen als auch biaxialen Beanspruchungen, unterschieden werden. Für die Konfektionierung der Flächentragwerke ist das Verschweißen einzelner Zuschnittsbahnen unabdingbar, da das Grundmaterial nur in begrenzten Warenbreiten erhältlich ist. Über das Tragverhalten geschweißter ETFE-Folien gibt es bisher nur wenige Untersuchungen. In diesem Aufsatz wird ein Kurzüberblick über das Materialverhalten von ETFE-Folien in Kurzzeitzug- und Langzeitversuchen bereitgestellt. Zudem werden Materialmodelle vorgestellt, die das Materialverhalten in den o. g. Versuchen bzw. Zuständen beschreiben. Weiterhin werden erste Einblicke in das Bruchverhalten geschweißter ETFE-Folien gegeben.

Mechanical-technological behaviour of ETFE foils and their welded connections
The thermoplastic fluoropolymer ethylene/tetrafluoroethylene, ETFE, has been increasingly used in membrane structures in the construction industry since the 1980s. The plastic ETFE exhibits a nonlinear, viscoelastic material behaviour that has not yet been fully investigated. However, when building membrane structures with ETFE foils, knowledge of the nonlinear, viscoelastic material behaviour is essential in order to be able to build wide, open and at the same time safe and economical structures. The material behaviour can be divided into short-term tensile behaviour and long-term behaviour, both under monoaxial and biaxial stresses. For the assembly of the surface structures, welding of the individual cut length is essential, since the basic material is only available in limited product widths. So far, there have only been a few studies on the load-bearing behaviour of welded ETFE foils. This article provides a brief overview of the material behaviour of ETFE foils in short-term tensile tests as well as long-term tests in monoaxial and biaxial stress conditions. In addition, material models are presented which describe the material behaviour in the above-mentioned tests or stress-states. Furthermore, first insights into the fracture behaviour of welded ETFE foils are given.

Der Wanderweg des Minette Trail verbindet im Rahmen der europäischen Kulturhauptstadt Esch2022 elf bedeutende Orte im Süden Luxemburgs. Entlang dieser Route entstanden elf außergewöhnliche Herbergen. Dieser Beitrag beschreibt das pneumatische Projekt PumpItUp von der Entwurfsphase bis zur Ausführung und Montage.

PumpItUp, gite mobile for the European cultural capital Esch-sur-Alzette 2022
The Minette trail connects eleven charming places in the south of Luxembourg as part of the Capital of Culture Esch-sur-Alzette 2022. Along this route eleven exceptional accommodations were built. This paper describes the pneumatic project PumpItUp from design up to execution and installation.

Wandelbare Überdachungen und Fassaden eröffnen Bauherren und Betreibern völlig neue Nutzungsmöglichkeiten ihrer Immobilie. Durch den Einsatz hochfester Baumaterialien in Kombination mit sinnvollen und optimierten Tragsystemen lassen sich wandelbare Strukturen auch optimal in Bestandsgebäude integrieren. Die konsequente Anwendung des Strukturleichtbaus reduziert die zusätzlichen Lasten auf das Bestandstragwerk auf ein Minimum, gleichzeitig kann die Antriebstechnik der verfahrbaren Elemente vereinfacht werden. Neben seinen rein wirtschaftlichen Vorteilen zeichnet sich der optimierte Strukturleichtbau ebenso durch einen minimalen CO2-Verbrauch in der Herstellung und im Betrieb eines wandelbaren Dachs aus. Im Frühjahr 2022 wurde ein neues adaptives Dach über dem Arkadenhof des Weinschlosses Thaller in der Steiermark errichtet. Das faltbare Dach mit einem Flächengewicht von nur 43 kg/m2 erlaubt dem Betreiber eine wetterunabhängige Nutzung des Arkadenhofs. Das Tragkonzept des 350 m2 großen verfahrbaren Dachs beruht auf dem Faltwerksprinzip und erlaubt einen einfachen und effizienten Antrieb. Die Kombination einer transparenten ETFE und einer transluzenten textilen Membraneindeckung garantiert tagsüber selbst bei geschlossenem Dach eine ausreichende natürliche Belichtung des Arkadenhofs. Nachts sorgt die farbige Beleuchtung der transluzenten Dachfläche für unterschiedliche Atmosphären.

A convertible roof for Weinschloss Thaller
Convertible roofs and facades open up new possibilities for owners and operators to use their building. By using high-strength building materials in combination with smart and optimized load-bearing systems, adaptable structures can be optimally integrated into existing buildings. By consistently applying lightweight structural design, the additional loads on the existing structure are reduced to a minimum, while at the same time the driving technology of the movable elements can be simplified. In addition to the economic advantages, the optimized lightweight structural design is characterized by minimal CO2 consumption in the production as well as in the operation of a retractable roof. In spring 2022, a new convertible roof was installed over the existing arcade courtyard of the Thaller wine castle in Austria. The foldable roof with a weight per unit area of only 43 kg/m2 allows the operator a weather-independent use of the old arcade courtyard. The supporting concept of the 350 m2 movable roof is based on the folding principle and allows a simple and efficient drive system. The combination of a transparent ETFE and a translucent textile membrane covering guarantees sufficient natural lighting of the arcade courtyard during the day, even with the roof closed. At night, the colored illumination on the translucent roof creates various atmospheres.

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Für die Weltausstellung 2020 in Dubai entwickelte Werner Sobek innovative Verschattungsanlagen, die alle Länderpavillons auf dem Ausstellungsgelände miteinander verbinden. Diese Konstruktionen überspannen eine Fläche von rund 96.000 m2. Auf dem Grundprinzip einer weitspannenden Stahlrahmenkonstruktion wurden drei verschiedene Verschattungssysteme entwickelt. Im vorliegenden Bericht wird eines dieser drei Verschattungssysteme vorgestellt, das mit einem Fasergelege ausgeführt wurde. Es wurde an die rauen klimatischen Bedingungen des Standorts angepasst, indem gezielt Neuerungen im Bereich der Filamentgelegetechnologie in den Entwurf integriert wurden. Ein wichtiges Entwurfsziel war es, Beschattung und Luftzirkulation zu gewährleisten, um das Mikroklima im öffentlichen Raum zu verbessern. Die Umgebungstemperatur unter den Verschattungselementen sollte so auf natürlichem Wege um 5 °K gesenkt werden. Eine Minimierung der CO2-Emissionen bzw. der grauen Energie, ein kreislauftaugliches Konstruieren und Bauen waren weitere wichtige Zielsetzungen.

Utilization of fibre placements in flexible light weight structures
For the World Expo 2020 in Dubai, Werner Sobek developed innovative shading systems that connect all the country pavilions on the exhibition grounds. These structures span an area of around 96,000 m2. Three different shading systems were developed on the basic principle of a wide-span steel frame structure. This paper presents one of the three shading systems, which was designed with a fibre scrim. It was adapted to the harsh climatic conditions of the site by specifically integrating innovations in filament scrim technology into the design. An important design goal was to provide shading and air circulation to improve the microclimate in the public space. The ambient temperature under the shading elements was thus to be naturally reduced by 5 °K. Other important objectives were to minimise CO2 emissions and grey energy as well as to design and build in a way that is suitable for recycling.

Der vorliegende Beitrag beschreibt einige der Herausforderungen bei der Ausführung der bis dato höchsten Membranfassade der Welt. Denn die Montage der 16.000 m2 großen Membran-Stahlkonstruktion am nackten Betonschaft bis in eine Höhe von 246 m weicht deutlich vom business as usual im Membranbau ab. Das Unternehmen Taiyo Europe GmbH hat sich gemeinsam mit seiner Auftraggeberin, der Ed. Züblin AG, diesen Herausforderungen gestellt und dabei bautechnisches Neuland betreten.

The TK Elevator Test Tower in Rottweil - challenges in the construction of the world's highest membrane façade
This article describes some of the challenges of executing the world's tallest membrane façade to date. The installation of the 16,000 m2 membrane steel structure on the bare concrete shaft up to a height of 246 m deviates significantly from the business as usual in membrane construction. The company Taiyo Europe GmbH has joined forces with its client, Ed. Züblin AG, facing these challenges and breaking new ground in terms of construction technology.

Aktuelles:
Erzeugerpreisindex Stahl (2015 = 100)
Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlschrottsorten in Deutschland

Persönliches:
Klaus Stiglat, der die Ingenieurbaukunst sichtbar gemacht hat, wird 90
Herzlichen Glückwunsch - die Stahlbaugemeinschaft gratuliert Ulrike Kuhlmann zum Fünfundsechzigsten!
80. Geburtstag Prof. Manfred A. Hirt

Tagungen & Veranstaltungen:
Dresdner Stahlbaufachtagung 2022: Stahl- und Verbundbau - Neues aus Forschung, Normung und Praxis
Save the date: Eurosteel2023
Züblin-Stahlbaupreis 2022 verliehen

Zuschriften:
Zuschrift/Stellungnahme

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Zum Titelbild:
Versuchsapparaturen M16/M24 für 15°, 45°, 67, 5° und 90° (obere Reihe) sowie mögliche Bruchbilder für DIN-EN-ISO-4014/4017-Schrauben und Scherhülsen (untere Reihe). (Quelle: Universität Duisburg-Essen, Institut für Metall- und Leichtbau) (s. Beitrag: Stranghöner, N.; Abraham, C.)

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Für die Ausbildung von Leichtbaukonstruktionen werden bei Kranen, im Offshore-Bereich sowie bei Busstrukturen oder im Landmaschinenbau häufig Hohlprofile verwendet, die als geschweißte Fachwerk- oder Rahmenkonstruktionen zur Anwendung kommen und dabei hohen variablen Ermüdungsbeanspruchungen unterliegen. Als Grundlage für eine Betriebsfestigkeitsbemessung dient in der Praxis üblicherweise die lineare Schadensakkumulation nach Palmgren-Miner, die jedoch aufgrund der einfachen Handhabung auch Schwächen aufweist. So können Einflüsse aus der Lastreihenfolge, das Auftreten von Überlasten sowie der Einfluss von Schweißeigenspannungen auf die Lebensdauer nicht berücksichtigt werden. Im Rahmen des FOSTA-Forschungsvorhabens P 1195 wurden daher zum Einfluss der Reihenfolge und von Überlasten auf die Betriebsfestigkeit umfangreiche Untersuchungen zu typischen geschweißten Hohlprofilknoten aus dem Anwendungsbereich des Kranbaus und des Nutzfahrzeugbaus durchgeführt. Eine Zusammenfassung der erzielten Ergebnisse für die geschweißten Hohlprofilkonstruktionen aus dem Anwendungsbereich des Kranbaus ist im Rahmen dieses Beitrags gegeben.

Lifetime estimation of hollow sections joints under variable amplitude loading
Hollow sections are often used for light weight constructions for cranes, for offshore structures as well as for bus constructions or in agricultural machines. Normally these structures are built up as truss or frame constructions and are typically subjected to very high variable amplitude loadings. The linear damage accumulation acc. to Palmgren-Miner serves the basis for the structural durability design, which, however, also have many weaknesses due to the simple handling of this rule. For instance, influence factors like the load sequence, occurring overloads and welding residual stresses cannot be taken into account for the lifetime estimation. Within the framework of the FOSTA research project P 1195, extensive experimental tests were carried out on typical welded hollow section joints from the application area of crane constructions and bus constructions. A summary of the results obtained in the field of the application area of crane constructions is presented in this paper.

Geschraubte gleitfeste Verbindungen werden traditionell im Stahl- und Anlagenbau immer dann eingesetzt, wenn Schlupf und Verformung in den geschraubten Anschlüssen minimiert werden müssen. Die derzeitige Prüfprozedur der DIN EN 1090-2, Anhang G ist auf das grundlegende Tragverhalten unter Laborbedingungen beschränkt. Seitens der Industrie treten wiederkehrend Fragestellungen auf, inwieweit fertigungs-, montage- und betriebsbedingte Einflüsse bei der Ausführung von gleitfesten Verbindungen zu berücksichtigen sind, da diese die Wirtschaftlichkeit dieser Verbindungsform beeinträchtigen. Im Rahmen des IGF-Forschungsvorhabens Nr. 19749 BG “Einfluss von fertigungs- und montagebedingten Imperfektionen auf das Tragverhalten geschraubter gleitfester Verbindungen im Stahlbau” wurden systematische Untersuchungen an gleitfest vorgespannten Verbindungen der Kategorien B/C nach DIN EN 1993-1-8 vom Institut für Metall- und Leichtbau der Universität Duisburg-Essen (IML) in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik in Rostock (IGP) und dem Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbH (IKS) durchgeführt. Hierbei wurden zunächst Referenzversuche ohne eingebrachte Imperfektionen vorgenommen und diese anschließend den Verbindungen mit künstlich hervorgerufenen Imperfektionen gegenübergestellt. Anhand der Versuchsergebnisse konnte der Einfluss verschiedener Imperfektionen auf das Tragverhalten gleitfester Schraubverbindungen im Stahlbau erfasst werden.

Slip-resistant connections with imperfections
Slip-resistant connections are traditionally used in steel and plant structures whenever slip and deformation in the bolted connections must be minimized. The current test procedure according to EN 1090-2, Annex G is limited to the basic load-bearing behaviour under laboratory conditions. For the industry, important questions are to which extent production-, assembly- and operation-related influences have to be considered in the design of slip-resistant connections, as they affect the economic efficiency of this type of connection. In the frame of the IGF research project 19749 BG “Influence of manufacturing- and assembly-related imperfections on the bearing behaviour of bolted slip-resistant connections in steel structures” carried out by the Institute for Metal and Lightweight Structures (IML) of the University of Duisburg-Essen in cooperation with Fraunhofer Institute for Large Structures in Production Engineering (IGP), Rostock and Institute for Corrosion Protection Dresden GmbH (IKS), systematic investigations into slip-resistant connections of categories B/C according to EN 1993-1-8 were carried out. Herein, reference tests were conducted without imperfections and then compared with connections with artificial imperfections. Based on the test results, the influence of different imperfections on the load-bearing behaviour of slip-resistant connections in steel construction could be determined.

Das Zug-/Abschertragverhalten von Schrauben aus nichtrostendem Stahl wird wesentlich durch ihre spezifischen Materialeigenschaften (Nichtlinearität, Kaltverfestigung) beeinflusst. In der Bemessung wird dies allerdings derzeit nur bedingt berücksichtigt. Im Wesentlichen erfolgt die Bemessung nach DIN EN 1993-1-4 auf Basis von Regelungen der DIN EN 1993-1-8, die für Schrauben aus Kohlenstoffstahl hergeleitet wurden. Auf nationaler Ebene wurden bereits die Abschertragfähigkeiten von nichtrostenden austenitischen Schrauben basierend auf wenigen Untersuchungen abweichend bemessen. Für nichtrostende Duplex-Schrauben gab es bisher gar keine spezifischen Regelungen. Im Rahmen des IGF-Forschungsvorhabens Nr. 20651 N “Entwicklung normativer Grundlagen zum Tragverhalten von zugbeanspruchten Scher-/Lochleibungsverbindungen aus nichtrostendem austenitischen und austenitischen-ferritischen (Duplex-)Stahl M12 bis M36” wurden erstmalig systematisch experimentelle und numerische Untersuchungen sowie statistische Bewertungen nach DIN EN 1990 zur Zug-, Abscher- und kombinierten Zug-/Abschertragfähigkeit von Schrauben aus nichtrostendem Stahl durchgeführt. Die Ergebnisse sind aktuell in die Revision der EN 1993-1-4 eingeflossen. Zusätzlich wurde das Lochleibungstragverhalten von Blechen aus nichtrostendem Stahl untersucht. Letztendlich führen die neuen Regelungen zu einer wirtschaftlicheren Bemessung geschraubter Verbindungen aus nichtrostendem Stahl.

New design rules for bolted connections made of stainless steel
The tensile/shear behaviour of stainless steel bolts is significantly influenced by their specific material properties (non-linearity, strain hardening). However, this is currently only taken into account to a limited extent in the design. Essentially, the design according to EN 1993-1-4 is based on regulations of EN 1993-1-8, which were derived for bolts made of carbon steel. At national level, the shear capacities of stainless austenitic bolts have already been designed differently, based on a few investigations. For duplex stainless bolts, there have been no specific regulations at all so far. Within the framework of the IGF research project no. 20651 N “Development of a normative basis of the load bearing capacity of bolted connections loaded in shear and tension made of austenitic and austenitic-ferritic (duplex) stainless steel M12 to M36”, experimental and numerical investigations as well as statistical evaluations according to EN 1990 on the tensile, shear and combined tensile-shear load-bearing capacity of bolts made of stainless steel were carried out systematically for the first time. The results have currently been implemented into the revision of EN 1993-1-4. In addition, the bearing resistance of stainless steel plates was investigated. Ultimately, the new regulations lead to a more economical design of bolted connections made of stainless steel.

Aufgrund des defizitären Zustands der bestehenden Rheinbrücke Duisburg-Neuenkamp sowie der ständig zunehmenden Verkehrsbelastung sind die Schaffung einer leistungsfähigen Rheinquerung und der achtstreifige Ausbau der A 40 zwischen der AS Duisburg-Homberg und dem AK Duisburg zwingend erforderlich und daher als wesentlicher Bestandteil des Vorhabens 220 im Bundesverkehrswegeplan 2030 mit Planungsrecht ausgewiesen. Der vorliegende Aufsatz befasst sich mit den Besonderheiten der Planung des Ersatzneubaus der Rheinbrücke. Es wird auf die entwurfsbestimmenden Randbedingungen bis hin zur gestalterischen und statisch konstruktiven Ausbildung der Brückenbauwerke eingegangen sowie der Bauablauf vorgestellt.

Design of the new Rhine bridge Duisburg-Neuenkamp
Due to the deficient condition of the existing Rhine bridge Duisburg-Neuenkamp as well as due to the increasing traffic load, the realization of an efficient Rhine crossing and the eight-lane expansion of the highway A 40 between the Duisburg-Homberg junction and the Duisburg interchange is imperative and therefore designated as an essential part of the project 220 in the Federal Transport Infrastructure Plan 2030 with planning rights. This technical paper deals with the special features of the design of the new bridge over the Rhine. It deals also with the design-determining boundary conditions up to the design and structural design of the bridge structures and presents the construction process.

Auf dem Werksgelände der SEH Engineering GmbH in Hannover ist ein multifunktionales und hochmodernes Bürogebäude entstanden, das eindrucksvoll die nahezu unendlichen Einsatzmöglichkeiten des Werkstoffs Stahl zeigt. Die Aufgabenstellung war kurz und knackig: einen Raum schaffen für ein Klima der Offenheit, wo inspirierendes Denken, Begeisterung und Fokussierung auf die Aufgaben - frei von Mustern - gefördert wird. Ein Bauwerk mit einer klaren Formensprache, dessen Design sich deutlich vom üblichen Bürostandard abhebt. Man spürt förmlich von außen wie von innen: Hier wird gern mit dem Werkstoff Stahl gearbeitet. Durch die sichtbare Stahlstruktur im Inneren entsteht ein Loftcharakter. Der kubusartige Baukörper hat klare Gebäudekanten, die Gebäudehülle lässt sich sehr gut mit dem Werkstoff Holz kombinieren. Große, bodentiefe Verglasungen schaffen eine freundliche und offene Atmosphäre mit ausreichend Tageslicht. Jalousien, die bei Bedarf hinter der Fassade verschwinden, sorgen für einen wirksamen Blend- und Sonnenschutz. Auf nur acht Stahlrundstützen ruhend, hat das Gebäude einen schwebenden Charakter, der Raum darunter kann als Parkfläche und für andere Zwecke genutzt werden. Das Gebäude ist ca. 30 m lang, die Breite beträgt im Regelbereich ca. 9 m mit einer Höhe von 10,70 m. Das Space Cube wählt statt Einzelbüros Open-Space-Büros, in denen Fachteams zusammen Platz finden, mit offener Raumstruktur, gelockerter Arbeitsatmosphäre und ausgestattet mit modernster Technik.

The Space Cube of SEH Engineering - a special kind of modular construction
A multifunctional and ultra-modern office building has been built on the premises of SEH Engineering GmbH in Hanover, which impressively demonstrates the almost infinite possibilities of using the material steel. The challenge for the building was brief and to the point: to create a space for a climate of openness, where inspired thinking, enthusiasm and a focus on the task at hand - free of patterns - are encouraged. A building with a clear formal language, whose design clearly stands out from the usual office standard. You can literally feel it, from the outside as well as from the inside: steel is our favourite material to work with. The visible steel structure on the inside creates a loft character. The cube-like structure has clear building edges and the building envelope can also be combined very well with wood. Large, floor-to-ceiling glazing creates a friendly and open atmosphere with sufficient daylight. Venetian blinds, which disappear behind the façade when needed, provide effective glare and sun protection. Resting on just eight round steel columns, the building has a floating character, the space below can be used for parking or other purposes. The building is approx. 30 m long, the width in the standard area is approx. 9 m and its height is 10.70 m. Instead of individual offices, the Space Cube offers offices in which specialised teams can work together. Open space structure, relaxed working atmosphere and equipped with the latest technology.

Innovative Schweißverfahren, wie das Laserstrahl- und Laserstrahl-MSG-Hybridschweißen, bieten u. a. aufgrund der reduzierten Wärmeeinbringung beim thermischen Fügen von höchst- und ultrahochfesten Feinkornbaustählen Vorteile gegenüber konventionellen MSG-Verfahren. Die Werkstoffe mit nominellen Streckgrenzen bis zu 1300 MPa werden im Mobilkranbau und verwandten Industriezweigen, insbesondere im Teleskopausleger, bereits eingesetzt. Bisher werden jedoch sowohl konventionell geschweißte als auch laserstrahlgeschweißte Verbindungen in hochbeanspruchten Bereichen der Tragstrukturen gemieden. Letztere insbesondere aufgrund fehlender Erfahrunsgwerte und Bemessungsregeln. Um dem zu entgegnen, wurden in Teil 1 die Grundlagen der Fügeverfahren, Schweißversuche sowie eine Charakterisierung von Stumpfnahtschweißungen vorgestellt. Der vorliegende Beitrag (Teil 2) baut darauf auf und setzt den Fokus auf die Ermüdungsfestigkeit dieser Verbindungen aus den Grundwerkstoffen S960MC, S1100M, S1100QL und S1300QL. Die Eigenschaften unter zyklischer Beanspruchung werden anhand der Kerbdetails Stumpfstoß mit und ohne Blechdickensprung sowie aufgeschweißte Längssteife quantifiziert. Insbesondere die laserstrahlgeschweißten Verbindungen zeigen eine hohe Ermüdungsfestigkeit bei bemerkenswert geringer Streuung der Einzelversuchsergebnisse. Auf Grundlage der Schwingfestigkeitsuntersuchungen werden für das Nennspannungskonzept abgeleitete Kerbfalleinstufungen als Bemessungsempfehlungen vorgestellt.

Laser beam and laser-GMAW-hybrid welded joints made of high-strength fine-grained structural steels - part 2: fatigue strength
Innovative welding processes, such as laser beam and laser-GMAW-hybrid welding, offer advantages over conventional gas metal arc welding (abbr.: GMAW) processes due to a reduced heat input during the welding of high-strength fine-grained structural steels. The materials, with nominal yield strengths of up to 1300 MPa, are already being used in mobile crane construction and related industries, particularly in telescopic booms. So far, both conventionally welded and laser beam welded joints have been avoided in highly-stressed areas of load-bearing structures. For the latter, in particular, this is due to a lack of experience and design rules. To counter this, part 1 presented the basics of laser beam and laser hybrid welding processes, welding tests and a characterisation of butt welds (visual, dye penetration and X-ray tests as well as transverse tensile tests and hardness field measurements). This article (part 2) focuses the fatigue strength of these welded joints made of the high-strength fine-grained structural steels S960MC, S1100M, S1100QL and S1300QL. The properties under cyclic loading are quantified for the details butt joint with and without different sheet thicknesses as well as for longitudinal stiffeners. In particular, the laser beam welded joints show a high fatigue strength with a remarkably low scatter of the individual test results. Based on the fatigue test results, fatigue classifications for the nominal stress concept are derived and design recommendations are presented.

Aktuelles:
Erzeugerpreisindex Stahl (2015 = 100)
Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlschrottsorten in Deutschland
Tragwerksplanende unterstützen Initiative “Phase Nachhaltigkeit”

Tagungen & Veranstaltungen:
Symposium Ingenieurbaukunst - Bauen mit und im Bestand - im November in Köln
Münchener Stahlbautage 2022
Münchener Kranbahntag am 21. September 2022

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Zum Titelbild:
Innovative Verfahren der Blechumformung und parametergestützte CAD-Modellierung erlauben die Realisierung hoch individualisierter Stahlbaukonstruktionen im Bauwesen. An der RWTH Aachen untersuchen der Lehrstuhl für Tragkonstruktionen und das Institut für Bildsame Formgebung topologische Bausysteme aus Feinblech auf Grundlage dieser Prinzipien. Mithilfe solcher Systeme lassen sich beliebige Flächengeometrien erzeugen, auch komplexe Krümmungen auf der Grundlage individueller Bauteile werden wirtschaftlich herstellbar. Zwei Prototypen, die im Rahmen dieser Untersuchungen entstanden sind, nutzen die strukturelle Leistungsfähigkeit des Materials aus und zeigen das Leichtbaupotenzial dieser Konstruktionsweise auf (Quelle: Lehrstuhl für Tragkonstruktionen (Trako RWTH), Beitrag Trautz, M. et al, S. 375 ff.).

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Das Projektmanagement im Bauwesen ist geprägt von vielschichtigen und zahlreichen Abhängigkeiten, großen Projektvolumen, veränderlichen Randbedingungen und langen Laufzeiten. Da sich Kriterien, Einschätzungen und Meinungen verändern oder erst im Projektverlauf eindeutig werden, benötigt es strukturierte und definierte Planungsgrundlagen sowie flexible Handlungsmöglichkeiten. Im Forschungsprojekt DigitalTWIN bilden deshalb digitale Werkzeuge für das Projektmanagement einen wichtigen Schwerpunkt. Die Implementierung agil entwickelter Softwarefunktionen im Projektverlauf von Gitterschalenkonstruktionen und Seilnetzfassaden zeigt exemplarisch die Vorteile einer engen Kopplung zwischen Projektbeteiligten und Experten der Datenwissenschaft und der Softwaretechnik. Tatsächliche Projektabläufe werden schneller und präziser bewertbar, strukturierte Prozessentwicklungen können datenbasiert abgeleitet werden und erprobte Workflows werden situativ angepasst, ohne den Bezug zur wachsenden Datenbasis zu verlieren. Der Aufsatz leitet zu Managementmethoden ein und zeigt beispielhaft, wie in Bauprojekten durch individuelle Softwareentwicklung aus relevanten Daten schneller Wissen und Handlungsempfehlungen abgeleitet werden können. Die erforderlichen Cloud-Infrastrukturen, die Plattformtechnologien und Methoden werden dabei in Demonstratoren sukzessive entwickelt und geben einen Ausblick, wie mit verteilten IT-Systemen trotzdem strukturiert, schnell, umfassend, digital und vertrauenswürdig zusammengearbeitet werden kann.

Agile software development in construction projects - a report summarizing the DigitalTWIN research project
Project management in the construction sector is characterized by manifold and numerous interdependencies, high project volumes with variable constraints and long project durations. It requires structured and defined planning principles as well as flexibility, as criteria, assessments, and opinions change or only become clear during the course of a project. Digital tools for project management are consequently an important focus in the DigitalTWIN research project. The implementation of agile software development in the project course of grid shell structures and cable net facades show the advantages of a close collaboration between project stakeholders and specialists in data science and software engineering. Real project progress can be evaluated faster and more precisely, process designs can be developed based on data, and proven workflows can be adjusted to specific situations without losing the relation to a growing database. The paper gives an introduction to management methods and shows how knowledge and recommended actions for construction projects can be obtained faster from relevant data using individual software development. The required cloud infrastructures, platform technologies and methods are developed step by step in demonstrators and provide an outlook how collaboration can be structured, fast, comprehensive, digital and trustworthy using distributed IT systems.

Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) ist ein Schweißverfahren, mit dem dreidimensionale Strukturen aus Stahl hergestellt werden können. Wie andere additive Fertigungstechnologien ermöglicht es die Herstellung geometrisch komplexer Strukturen, die mit herkömmlichen Methoden nicht oder nur sehr aufwendig realisierbar sind. In diesem Beitrag wird ein Arbeitsablauf vom Entwurf bis zur Fertigung für den Einsatz von WAAM im Rahmen der Herstellung von Stützen mit außergewöhnlicher Geometrie vorgestellt. Hierbei wird die Erforschung von Materialverhalten und Prozessparametern mit dem Ziel kombiniert, ein digitales Werkzeug für den Entwurf und die Fertigung von Bauteilen mittels WAAM bereitzustellen. Um die gewünschten Geometrien zu erreichen, werden die erforderlichen Schweißparameter erfasst und in einem rudimentären Digitalen Zwilling gespeichert. Ergänzt wird dies durch mehrere Prozesskontrollen, die während des Druckprozesses durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass das Objekt wie geplant erzeugt wird. Schließlich werden die Strukturen hergestellt und einer kritischen Bewertung unterzogen, um das Potenzial für zukünftige Anwendungen zu ermitteln. Die Herausforderung, geometrische Komplexität mit der Fertigung in großem Maßstab zu verbinden, stellt einen nächsten Schritt in der Integration von WAAM in den Stahlbau dar.

3D printed columns with exceptional geometry
Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) is a welding process used to build up three-dimensional structures in steel. Like other Additive Manufacturing technologies, it allows for geometrically-exceptional structures to be fabricated which are otherwise unfeasible or very expensive to manufacture using traditional methods. This paper presents an integrated design approach to the use of WAAM in the context of large-scaled applications, focusing on columns with exceptional geometric complexity. It combines material behaviour and process parameter research, with the aim of providing a digital tool to design and print structures using WAAM. To achieve the desired geometries, necessary welding parameters are stored and applied to a rudimentary digital twin model. This is complimented by multiple process-control checks, which are implemented during the printing process to ensure that an object is generated as planned. Finally, the structures are manufactured and are subjected to a critical evaluation in order to identify the possible future potential. The challenge of combining geometric complexity with manufacturing for large scale represents a next step in the integration of WAAM in steel constructions.

Der Einsatz von Stahl im Bauwesen war über viele Jahre von engen Vorgaben hinsichtlich der einsetzbaren Halbzeuge geprägt und verlieh Stahlkonstruktionen häufig den Charakter von “Baukastensystemen”. Die Modernisierung der Bearbeitungsmethoden veränderte diese Gegebenheiten. Im digitalen Zeitalter ist es nunmehr möglich, nicht nur aufseiten der Produktion, sondern auch aufseiten des Entwurfs, der Darstellung, der Planung und der Konstruktion eine Prozesskette zu erstellen, mit deren Unterstützung hoch individualisierte Stahlbauteile erzeugt werden können, die Teil wiederum von individualisierten Bauwerken sind. Mit diesen Mitteln lassen sich Leichtbaukonstruktionen aus Blech mit individuellem Design erstellen, wie zwei Prototypen, die an der RWTH Aachen in Kooperation des Lehrstuhls Tragkonstruktionen mit dem Institut für Bildsame Formgebung entstanden sind, eindrücklich demonstrieren. Die neuartige Bauweise aus Feinblech erschließt einen für den Stahlbau bisher eher unzugänglichen Formenkanon und erweist sich als äußerst materialsparend und liegt so im Trend des nachhaltigen Bauens unserer Zeit.

Lightweight structures made of thin sheet metal
For many years, the use of steel in the construction industry was characterized by strict specifications regarding the semi-finished products that could be used and often gave steel structures the character of “modular systems”. The modernization of processing methods changed and improved these conditions. In the digital era, it is now possible to create a process chain not only on the production end, but also on the design, presentation, planning and construction end, with the support of which highly individualized steel components can be produced, which in return form part of individualized structures. With these means, lightweight sheet metal structures with individual design can be created, as impressively demonstrated by two prototypes that were created at RWTH Aachen University in cooperation between the Chair of Structures and Structural Design and the Institute of Metal Forming. The novel construction method using thin sheet metal opens up a canon of shapes that was previously rather inaccessible to steel construction and proves to be extremely material saving, thus being in line with the trend of sustainable construction of our time.