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Mack, Thomas; Geier, Roman; Strauss, AlfredEntwicklung einer praxisnahen Analyse zur Dämpfungsbestimmung von vorgespannten Seilen und Kabeln - Nachweis im Labor und an BestandsbrückenStahlbau5/2019440-446Aufsätze

Abstract

Die Erfassung der Dämpfung von vorgespannten Seilen und Kabeln führte aufgrund von Schwebungen und Superpositionen aller Schwingungsformen immer wieder zu kaum abgesicherten Ergebnissen. Über die letzten Jahrzehnte wurden die Methoden zur Dämpfungsermittlung verfeinert und mittels neuer Softwarepakete beschleunigt, aber die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse für das jeweilige Bauteil oder das Gesamtsystem bei neuerlichen Messungen und Auswertungen wurde bisher nicht verfolgt. Im Zuge von Laborversuchen und zugehörigen Verifikationen wurde eine kombinierte Anwendung der bekannten Methoden mit der Nachweisführung durch die neue Reproduktionsmethode erarbeitet. Unabhängig von Messzeitpunkt, Ausschwingvorgang, Auswertepersonal etc. wird als Ergebnis ein Dämpfungskorridor anstatt einer einzelnen Dämpfungszahl bestimmt, in welchem sich je nach aktivierten Dämpfungsparametern im Zuge einer Anregung das Ausschwingen des Bauteils oder Gesamtsystems befindet. Mittels dieser neuen Methode können Dämpfungswerte verlässlich, nachvollziehbar, reproduzierbar und abgesichert für den Betreiber des Ingenieurbauwerks ermittelt werden. Im Zuge der Ermittlung der Eigenfrequenzen ist auch eine Erfassung der Kraft im jeweiligen Seil oder Kabel schnell und einfach kombinierbar.

Development of a pracitcal relevance determination of the damping of stay cables
The detection of the damping of prestressed stay cables repeatedly came in barely reliable results due to beats and superpositions of all types of vibrations. Over the last few decades, the methods for determining the damping have been refined and accelerated by means of new software packages, but the reproducibility of the results for the respective component or the entire system in new measurements and evaluations has not been pursued so far. In the course of laboratory tests and associated verifications, a combined application of the known methods with the verification by the new reproduction method was developed. Regardless of the time of measurement, decay, analysis staff, etc. is determined as the result of a damping corridor instead of a single damping number, in which, depending on the activated damping parameters in the course of excitation, the decay of the component or overall system will be. Using this new method, damping values can be determined reliably, comprehensibly, reproducibly and secure for the operator of the engineering structure. In the course of determining the natural frequencies, a determination of the force in the respective stay cable can be quickly and easily combined.

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Seismic response of isolated bridge with high damping rubber bearings - Self-heating effect at subzero temperaturesStahlbau5/2019446Empfehlungen der Redaktion

Abstract

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Kettler, Markus; Unterweger, HaraldVersuche zur Drucktragfähigkeit geschraubter Winkelprofile bei Variation der LagerungsbedingungenStahlbau5/2019447-459Aufsätze

Abstract

In diesem Aufsatz werden der Versuchsaufbau und die Ergebnisse einer Versuchsreihe an geschraubten Winkelprofilen unter Druckbeanspruchung, bei Variation der Lagerungsbedingungen, präsentiert. Begleitend zu den Laborversuchen wurden Finite-Elemente-Berechnungen durchgeführt, deren Ergebnisse ebenfalls dargestellt werden. Insgesamt wurden 27 Versuchskörper mit Ein- und Zwei-Schraubenanschlüssen getestet. Die Schrauben waren dabei entweder vorgespannt oder nur handfest angezogen. Es wurden folgende drei Lagerungsbedingungen der beidseitigen Anschlussbleche untersucht: (i) eingespannte Lagerung, (ii) Scharnierlagerung, bei der die Rotation um die zum angeschlossenen Winkelschenkel parallele Achse frei möglich ist, und (iii) gelenkige Lagerung. Zusätzlich zu den Ergebnissen der Traglastversuche werden begleitende Imperfektionsmessungen und Materialtests gezeigt. Abschließend werden die Ergebnisse der Versuche mit den numerischen Berechnungen und mit den Empfehlungen einschlägiger Normen verglichen.

Laboratory tests on bolted steel angles in compression with varying end support conditions
The paper presents the detailed test setup and results of a test series on bolted single steel angles in compression with varying end support conditions and slenderness ratios. For all tests FEM-calculations were done, which are also presented. In total 27 specimens with one-bolt and two-bolt connections with and without preload are tested. Three different boundary conditions on both ends are investigated: (i) a clamped support, (ii) a knife edge support that allows only for rotations about the axis parallel to the connected leg and (iii) a fully hinged support. In addition to the results of the member tests, imperfection measurements and results of material tests are presented in order to carry out the FEM-calculations and to allow for comparison with current design standards.

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Effect of the torsional stiffness of closed-section stiffeners on plate buckling in Eurocode 3, Part 1-5Stahlbau5/2019459Empfehlungen der Redaktion

Abstract

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Timmers, Ralph; Schwienbacher, Manuel; Lener, GerhardUntersuchungen zur Interpretation des Beulnachweises nach der Methode der reduzierten SpannungenStahlbau5/2019460-469Aufsätze

Abstract

Die Nachweise gegen Plattenbeulen ausgesteifter Blechfelder sind in der Norm EN 1993-1-5 geregelt. In der aktuellen Fassung ist die Vorgehensweise nach der Methode der reduzierten Spannungen (Abschnitt 10) jedoch relativ kurz gehalten und lässt durchaus einigen Interpretationsspielraum in der Nachweisführung zu, speziell wenn es um die Berücksichtigung des Einzelfeldbeulens geht. In der Literatur werden zumeist getrennte Nachweise der Einzelfelder und des ausgesteiften Gesamtfelds geführt. Ausgehend von den aktuellen Formulierungen der EN 1993-1-5 stellte sich im Zuge der anstehenden Überarbeitung der Norm die Frage, ob auch ein einzelner Gesamtnachweis des ausgesteiften Blechfelds ausreichend bzw. wirtschaftlicher ist. In den vorliegenden Untersuchungen wurden daher diese beiden Methoden zur Nachweisführung im Zuge einer Parameterstudie aufgearbeitet und mit den Traglasten aus numerischen Simulationen verglichen. Hierzu wurden vorab Vergleichsbetrachtungen zur numerischen Modellbildung durchgeführt.

Investigations on the interpretation of the buckling check using the reduced stresses method
EN 1993-1-5 rules the buckling checks of stiffened plated elements. In the current version, however, the explanations of the procedure according to the reduced stresses method (Section 10) is relatively brief and allows some room for interpretation, especially when it comes to the consideration of the sub panels. In literature, separate checks of the sub panels and the stiffened global buckling field are usually carried out. Based on the current formulations of the EN 1993-1-5, the question arose, whether a single overall proof of the stiffened plate is also sufficient. The present investigations deals with these two methods. A parameter study was carried out and the results were compared with the limit loads from numerical simulations. For this purpose, comparative calculations were carried out first on different numerical models.

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Mechanical and thermal performance of new liner tray solutionsStahlbau5/2019469Empfehlungen der Redaktion

Abstract

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Glatz, Bernhard; Fink, JosefEinfluss der Zugmodelle auf die dynamische Antwort von 75 Stahl-, Verbund- und StahlbetonbrückenStahlbau5/2019470-477Aufsätze

Abstract

In vielen Fällen sind für den Nachweis von Eisenbahnbrücken unter Hochgeschwindigkeitsverkehr dynamische Berechnungen erforderlich, um den Effekt der Resonanz bei bestimmten Geschwindigkeiten ausreichend genau abschätzen zu können. Sowohl die Tragwerke als auch die Fahrzeuge können dabei in unterschiedlichen Detaillierungsgraden modelliert werden, wodurch die Ergebnisqualität direkt beeinflusst wird. Durch den Vergleich mit Messergebnissen zeigt sich, dass die tatsächliche Tragwerksantwort durch einfache Rechenmodelle tendenziell überschätzt wird. In diesem Artikel werden drei Methoden vorgestellt, wie die rechnerische Tragwerksantwort durch die realitätsnähere Modellbildung reduziert werden kann. Anhand von Vergleichsrechnungen an 75 Einfeldträgerbrücken des österreichischen Eisenbahnnetzes für den Railjet werden die Einflüsse von gemessenen Dämpfungswerten, der Lastverteilung durch den Gleiskörper und einer Mehrkörpersimulation des überfahrenden Zuges beurteilt. In Abhängigkeit von den Tragwerkseigenschaften zeigt sich die zu erwartende Reduktion der Vertikalbeschleunigungen für jede der drei Methoden.

Influence of the calculation models on the dynamic response of 75 steel, composite and concrete bridges
For the verification of railway bridges under high speed traffic, dynamic calculations have to be performed in many cases to evaluate the effect of resonance for certain velocities. The quality of the results depends on the level of detail of both, the bridge model and the vehicle model. Measurements on existing bridges showed, that dynamic calculations using simplified models tend to over-estimate the response of the bridge structures. This article introduces three methods to reduce the computed bridge response by using more realistic calculation models. The influence of measured damping ratios, load distribution and a multi body model of the Railjet train is evaluated for 75 existing simply supported bridge structures of the Austrian railway network. Depending on the bridge parameters, the possible reduction of vertical accelerations for each method is evaluated.

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Calibration of European web-crippling equations for cold-formed C- and Z-sectionsStahlbau5/2019477Empfehlungen der Redaktion

Abstract

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Aigner, Francesco; Fink, Josef; Schachinger, MarkusErmittlung von Kerbfunktionen für ein Trogbrücken-Detail nach dem Konzept der effektiven KerbspannungenStahlbau5/2019478-487Aufsätze

Abstract

Zu den häufigsten Aufgabenstellungen im Bereich des Eisenbahnbrückenbaus gehört der Ersatz von Brücken im Bereich kleiner und mittlerer Stützweiten, in welchen der größte Anteil der Eisenbahnbrücken fällt. Die zu ersetzenden alten Tragwerke waren in der Regel mit offener Fahrbahn ausgeführt worden, die neuen Tragwerke sollten jedoch eine geschlossene Fahrbahn mit einem Schotterbett aufweisen, dessen Dicke im Anwendungsbereich der ÖBB im Regelfall 55 cm beträgt. Aus diesem Grund und weil die Gradiente meist kaum angehoben werden kann, muss die Bauhöhe der Tragwerke in der Regel radikal beschränkt werden. Für eingleisige Brücken im Stützweitenbereich von 10-25 m und mit extrem geringer Bauhöhe kommen Trogbrücken in Betracht, bei welchen das Fahrbahndeck durch ein 120 mm dickes Stahlgrobblech gebildet wird. Die vorliegende Arbeit widmet sich dem Ermüdungsnachweis der geschweißten Verbindung zwischen der Fahrbahnplatte und den Stegen des Trogquerschnitts.

Finding of notch functions for a weld detail of a trough-bridge using notch stresses
Among the most frequent tasks in the construction of railway bridges, there is the replacement of structures comprising short and medium span ranges. The old objects to be replaced had been constructed with open tracks. The new bridges operating in the network of Austrian Federal Railways, however, should feature a ballasted superstructure with a standard depth of 55 cm. For these reasons, and because in most cases the top of rail cannot be raised but to very small amounts, the heights of construction need to be limited to minimum values. Trough bridges with a 120 mm thick steel plate as bridge deck can be used for single-track bridges in a span range between 10 and 25 m and with extremely small heights of construction. This paper deals with the principals of the fatigue verification of the welded connection between the deck plate and the webs.

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Seidl, Günter; Mariacher, Wolfgang; Schmidt, Jürgen; Daßler, MathiasBrücke über die Salzach bei KaprunStahlbau5/2019488-498Aufsätze

Abstract

Im Zuge der Hochwasserschutzmaßnahmen entlang der Salzach wird zur Überführung der Straße von Zell am See nach Kaprun in Österreich eine neue Brücke mit größerer Stützweite notwendig. Der Ersatzneubau der Brücke über die Salzach bei Mayereinöd ist ein Trogbauwerk in Verbundbauweise, dessen Form funktional entworfen wurde. In Querrichtung werden vorgefertigte &pgr;-Platten mit externer Bewehrung gewählt, um eine große Schlankheit und eine schnelle Bauzeit zu ermöglichen. Die externe Bewehrung wird feuerverzinkt ausgeführt.

Bridge over the river Salzach nearby Kaprun
A new flood prevention project necessitates a bridge construction with a long span over the river Salzach in the course of the road link between Zell am See and Kaprun in Austria. The reconstruction of the bridge over the river Salzach nearby Mayereinöd is a trough structure in steel-concrete composite construction implementing a functionally designed shape. The structural elements in transversal direction are prefabricated double T-slabs with external reinforcement to ensure a considerable slenderness coupled with a minimized construction time. The external reinforcement is coated by hot dip galvanizing.

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Transfer of shear stresses at steel-concrete interface - Experimental tests and literature reviewStahlbau5/2019498Empfehlungen der Redaktion

Abstract

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Zwielehner, Thomas; Spreitzer, PeterWarum BIM (noch) nicht die erwartete Produktivitätssteigerung bringtStahlbau5/2019499-505Berichte

Abstract

In letzter Zeit werden Bauprojekte vermehrt mit Methoden des BIM (building information modeling) abgewickelt. Das Marketing der Softwarehersteller einerseits sowie die Initiativen zahlreicher Länder und sonstiger öffentlicher Institutionen andererseits führen dazu, dass bei neuen Projekten fast standardmäßig die Frage im Raum steht, ob diese mittels BIM abgewickelt werden sollen. Mancherorts wird BIM bei öffentlichen Aufträgen schon vorgeschrieben oder eine solche Verpflichtung steht unmittelbar bevor. Viele Pilotprojekte wurden bereits abgeschlossen, und auf die anfängliche Euphorie folgte die Ernüchterung. Oftmals brachte BIM nicht die gewünschten - fast schon versprochenen - Einsparungen oder Verbesserungen. Dieser Bericht zeigt, welche falschen Hoffnungen bei der Einführung von BIM eine Rolle spielen und warum diese nicht erfüllt werden können. BIM als Methode mit transparenten Prozessen, einer offenen Kommunikation und einer neuen Fehlerkultur steht im Gegensatz zur derzeitigen Arbeitsweise in der Baubranche. Es wird dargelegt, wie BIM auf technologischer Ebene grundsätzliche soziale und kulturelle Probleme in Bauprojekten lösen sollte und welche Grundvoraussetzungen für ein Gelingen zu schaffen sind.

High hopes - why BIM does not pay off (yet)
Recently, BIM (Building Information Modeling) had been implemented in a rising number of projects. Marketing by software vendors and administrations initiatives, respectively, lead to the consideration of using BIM in almost every new project. In some countries BIM is already mandatory for public construction project, in many others this will be the case soon. First trial projects have been finished, and enthusiasm has given way to a more sober assessment. Great improvements could not be achieved as expected or even promised. This report shows how false hopes had played an important part during the implementation of BIM, and why these expectations could not be met. BIM with its transparent processes, its need for open communication and a new culture of failures stands in opposition to the governing situation within the construction industry. A description is given to the extent how BIM as a technology should have solved problems that are of a social or even cultural nature, and describes requirements for a successful implementation.

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Stahlbau aktuell 5/2019Stahlbau5/2019506-519Stahlbau aktuell

Abstract


Aktuell:
Neubau Paracelsusbad Salzburg

Persönliches: Günter Seidl zum Professor für Stahl- und Stahlverbundbau an die FH Potsdam berufen
Dr. Matthias Jacob neuer DBV-Vorsitzender
Rüsch-Forschungspreis an Dr. Claßen: Verbundträgern mit großen Stegöffnungen

Firmen und Verbände: ÖSTV-Brandschutz-Richtlinie überarbeitet
ÖSTV-StahlbauDialog “Mechanisches Verbinden” war ein Erfolg
Neue Broschüre “Inklusive Brandschutz - Feuerverzinken verlängert die Feuerwiderstandsdauer von Stahl”
TU Graz lehrt und prüft mit dem Stahlbausatz des ÖSTV

Wettbewerbe: Wettbewerbsstart: Deutscher Nachhaltigkeitspreis Architektur
Ulrich Finsterwalder Ingenieurbaupreis 2019

Tagungen & Veranstaltungen: Fachseminar: Innovative Stahllösungen für die Verkehrs-Infrastruktur der Zukunft

Dissertationen: Investigation of the Load-Bearing Behaviour of CoSFB-Dowels
Zum Trag- und Verformungsverhalten von Verbundträgern und Verbunddübelleisten mit großen Stegöffnungen

Composite Bridges: Innovative ways of achieving composite action

Rezensionen: Brücken und Tunnel der Bundesfernstraßen 2018 - Dokumentation

Einen Besuch wert: Einen Besuch wert: Hauptbahnhof Salzburg

Bauforumstahl news: 4. Gemeinschaftstagung Digitales Planen und Bauen

SZS steel news: Überarbeitete und erweiterte Neuauflage: C5/18 Konstruktionstabellen

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenStahlbau5/2019519-520Veranstaltungskalender

Abstract

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Titelbild: Stahlbau 4/2019Stahlbau4/2019Titelbild

Abstract


Zum Titelbild
Zur ALHO Gruppe mit Sitz in Friesenhagen gehören das Modulbauunternehmen ALHO Systembau GmbH, die auf Vermietung und Verkauf von temporären Raumsystemen fokussierte FAGSI GmbH sowie die ProContain GmbH, Fachhandelsspezialistin für die Herstellung flexibler Containersysteme. Im sachsen-anhaltinischen Coswig realisierte Architekt Frank Holschbach (LHVH Architekten Partnerschaft, Köln) für FAGSI einen dreigeschossigen Verwaltungsneubau in der bewährten modularen Qualitätsbauweise des Mutterkonzerns ALHO. Zumindest teilweise ist das Gebäude als Hybridkonstruktion mit Sichtbetonbauteilen ausgeführt: 31 präzise im ALHO Werk vorgefertigte Raummodule wurden auf ein betoniertes Untergeschoss aufgesetzt, innerhalb zwei Wochen vor Ort montiert und in den anschließenden drei Monaten mit der Fassade verkleidet und bezugsfertig ausgebaut. (Foto: ALHO Holding GmbH)

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Inhalt: Stahlbau 4/2019Stahlbau4/2019Inhalt

Abstract

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Kraus, MatthiasFrank Werner 70! - im Bauhaus-JubiläumsjahrStahlbau4/2019313Editorials

Abstract

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Morgenthal, Guido; Wang, Wei; Kraus, MatthiasNumerische Untersuchungen einer energiedissipierenden Schutzvorrichtung gegen SchiffsanprallStahlbau4/2019314-323Aufsätze

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Werner zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Ein Schiffsanprall stellt eine außergewöhnliche Beanspruchungssituation dar, die die Sicherheit von Brückenbauwerken im Bereich von Wasserstraßen gefährdet. Zur Vermeidung des unmittelbaren Anpralls gegen Brückenpfeiler kommen unterschiedliche Schutzvorrichtungen zum Einsatz. Derartige Schutzsysteme dissipieren einen Großteil der Anprallenergie durch die Entwicklung plastischer Deformationen, sodass die vom Pfeiler bzw. Schiff zu absorbierende Energie auf ein Minimum reduziert wird. In diesem Beitrag werden numerische Untersuchungen und das strukturelle Verhalten einer neuartigen kollisionssichernden Konstruktion vorgestellt, bei der sich beim Anprall plastische Mechanismen in klar definierten Bauteilbereichen entwickeln und übrige Konstruktionselemente im elastischen Zustand verbleiben. Da die Konstruktion nach einem Anprallereignis dadurch in weiten Bereichen nicht geschädigt ist, können sich Wiederherstellungsmaßnahmen auf lokal begrenzte Bereiche beschränken. Die konstruktive Durchbildung von Konstruktionsdetails steht bei den Untersuchungen nicht im Mittelpunkt und soll in weitergehenden Studien entwickelt werden.

Numerical evaluation of novel crashworthy device for pier protection from barge impact
Barge impact is a potential hazard threatening the safety of bridge structures located in navigation waterways. To avoid direct contact between a barge and a bridge pier in an impact event, different types of protective structures have been developed and used in many bridges. Such protective systems shall generally dissipate a large portion of energy during impact through plastic structural deformations, thus reducing the amount of energy absorbed by the barge or the bridge pier remarkably. This paper aims to numerically evaluate the mechanical behaviour of a novel crashworthy device with focus on developing effective strategies to limit plastic mechanisms within certain structural components whilst ensuring that others remain totally elastic during impact. This would greatly facilitate the restoration process of such devices after barge impact by replacing only those structural components where plastic deformations have occurred. Structural detailing of connections is not focused on and to be analyzed in later investigations.

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Renner, Anja; Lange, JörgZum Tragverhalten und zur Bemessung von Schrauben unter kombinierter Zug-Abscher-BelastungStahlbau4/2019324-337Aufsätze

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Werner zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Das Tragverhalten von stahlbautypischen Schrauben, die einer Interaktionsbelastung, also einer kombinierten Belastung aus Zug- und Abscherkraft, ausgesetzt sind, wurde am Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik der TU Darmstadt grundlegend untersucht. Auslöser war, dass die Neuauswertung der bestehenden Versuchsreihen zu diesem Thema für die Erstellung des Eurocodes 3 gezeigt hatte, dass die bis zu diesem Datum als valid angesehene quadratische Interaktionsbedingung zum Nachweis kombiniert belasteter Schrauben nicht auf der sicheren Seite liegt. Dies führte zur Änderung der Nachweisformel im Eurocode 3.
Eine genauere Betrachtung der Datenlage zeigt, dass die Anzahl der bisher durchgeführten Versuche überraschend gering ist. Durch das Fehlen wichtiger Bezugswerte wie der Festigkeiten der getesteten Schrauben sind die Daten auch nur bedingt auswertbar. Eine grundlegende Betrachtung, wie sich kombiniert belastete Schrauben verhalten, fehlte gänzlich.
Aus diesem Grund wurden im Rahmen eines Forschungsvorhabens die bestehenden Studien neu und zusammenfassend ausgewertet, neue Versuche durchgeführt, diese mithilfe der Methode der finiten Elemente nachgebildet und das Tragverhalten so erstmals grundlegend analysiert. Anhand von Parameterstudien konnte die Übertragbarkeit der Ergebnisse überprüft werden. Im vorliegenden Beitrag werden die Erkenntnisse zusammengefasst und die Möglichkeiten für eine zukünftige Handhabung des Interaktionsnachweises für Schrauben diskutiert.

Load bearing behaviour and design of bolts under combined tension and shear
The load bearing behaviour of bolts that are exposed to a combined tension and shear load were fundamentally assessed in a research project at the Institute of Steel Construction and Materials Mechanics at the Technical University of Darmstadt. Trigger for this approach was, that the evaluation of the existing test results on the topic for the evolution of the Eurocode 3 Standards had shown, that the hitherto established quadratic interaction rule for the design of combined loaded bolts is not on the safe side. This finding led to a change in the design rule in Eurocode 3.
A more detailed investigation of the existing data shows that the number of the hitherto conducted tests on the subject is surprisingly small, while the results are of limited suitability for an evaluation due to missing base values such as accurate material properties. A fundamental investigation on how combined loaded bolts behave is completely missing.
Thus, the existing studies were newly evaluated in summary, new test series were conducted, these were reproduced using Finite Element modelling and therewith the behaviour was fundamentally observed and analysed. Using parameter studies, the transferability of the results was ensured. In the text in hand the findings are summarized and the possibilities of a future handling of the design of bolts are discussed.

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Kuhlmann, Ulrike; Spiegler, Jennifer; Schmidt-Rasche, ChristinaNeue Entwicklungen für die Bemessung von Schweißverbindungen höherfester StähleStahlbau4/2019331-337Aufsätze

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Werner zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Für die Bemessung von Schweißverbindungen höherfester Stähle konnte im Zuge verschiedener Forschungsvorhaben ein an höherfeste Stähle angepasstes Bemessungsmodell für Kehlnähte gleicher Grundwerkstoffe entwickelt werden [1]. Für Mischverbindungen, wenn also höherfeste Stähle wie S690 an normalfeste Stähle z. B. S355 angeschlossen werden, konnte anhand eines weiteren Forschungsvorhabens [2] die Anwendbarkeit dieses Bemessungsmodells für Kehlnähte zwischen normal- und höherfesten Baustählen bestätigt werden. Die Ergebnisse wurden bereits zur Verbesserung der normativen Tragfähigkeit von Kehlnahtverbindungen höherfester Stähle als Normenvorschlag aufbereitet und in den neuen europäischen Normentwurf prEN 1993-1-8 [3] aufgenommen. Ziel ist es, für Stumpfnähte ebenfalls ein verbessertes, realitätsnahes Bemessungsmodell speziell für höherfeste Stähle zu entwickeln. Bisher ist der rechnerische Nachweis im angeschlossenen Bauteil zu führen. Für Verbindungen höherfester Stähle wurde jedoch auch ein Versagen im Bereich der Wärmeeinflusszone selbst bei Overmatching-Verbindungen beobachtet.

Development of a modified design resistance function for welded connections of high strength steel
In various research projects, a design resistance function modified for high strength steel could be developed for fillet welds with same base metal by Rasche [1]. In the frame of another research project [2] the applicability of this modified design resistance function could be confirmed for mixed connections with fillet welds with base metal of normal and high strength steels. The results of these research on a design model for the determination of the load carrying capacity of welded connections made of high strength steel has been presented as an amendment to the European code committee SC3 and is meanwhile accepted for incorporation in the future version of prEN 1993-1-8 [3]. For butt welds of high strength steel it could be observed that the failure may occur in the weld or in the heat affected zone though the verification is usually done at the member section. Therefore, an adapted design model for butt welds with high strength steel is also planned to be developed.

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Geißler, Karsten; Steffens, Nico; Stein, RonaldGrundlagen der sicherheitsäquivalenten Bewertung von Brücken mit BauwerksmonitoringStahlbau4/2019338-353Aufsätze

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Werner zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Der Zustand und das Alter vieler Brücken in Deutschland einerseits und die zunehmend steigenden Verkehrslasten andererseits erfordern erweiterte Methoden zur Bewertung der Bauwerke, da nicht alle Brücken zeitnah verstärkt oder erneuert werden können. Zur möglichst realitätsnahen Einschätzung des Tragwerks im Grenzzustand der Tragfähigkeit sowie auch hinsichtlich der Ermüdungssicherheit kann deshalb ein unterstützendes Bauwerksmonitoring sehr wichtig sein.
Der Begriff Bauwerksmonitoring beinhaltet ausgehend von einer klaren Zielstellung und dem entsprechenden Messkonzept die Dauermessungen zum Bauteil- bzw. Tragwerksverhalten über einen festgelegten Zeitraum und die anschließende Datenauswertung. Bei der Erarbeitung der Zielstellung einschließlich des Messkonzepts sowie der Datenauswertung durch zielorientierte Datenreduktionsmethoden ist der mit dem Tragwerk vertraute Ingenieur unabdingbar.
Für die Bauwerksbewertung ist es wesentlich, wie die messtechnisch ermittelten Ergebnisse in den Kontext des Sicherheitskonzepts zur Nachrechnung einzuordnen sind. In dem Beitrag werden die Grundlagen dieser messwertgestützten Bewertung und deren anwendungsorientierte Umsetzung durch gegebenenfalls modifizierte (objektbezogene) Lastmodelle und zugehörige Sicherheitselemente vorgestellt.

Basics of the safety-equivalent assessment of bridges with structural health monitoring
The condition and age of many bridges in Germany on one hand and the increasing traffic loads on the other require additional methods of bridge assessment, because it's not possible to strength or rebuild the bridges in the near future. In order to achieve a realistic estimation of a structure with regard to the ultimate limit state and the fatigue limit state a supporting bridge monitoring system can be very important.
Structural Health Monitoring of bridges requires a clear target, a measurement set-up that is tailored to the target as well as the continuous measurement of structural behavior and suitable data analysis strategies. The structural engineer, with the knowledge about the structure, is indispensable and heavy challenged by determining of the target, the corresponding measurement concept and the analysis of the measurement data using data reduction techniques. It's essential for the assessment how the measurement based results have to be related to the safety concept of existing structures. In this article the basics of a measurement based assessment and the implementation by modified (object-related) load models and corresponding safety elements are introduced.

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Kindmann, Rolf; Kraus, MatthiasFE-Berechnungen mit Fließzonen für Tragfähigkeitsnachweise nach DIN EN 1993-1-1 - Vereinfachte Berechnungsmethode für stabilitätsgefährdete BauteileStahlbau4/2019354-362Aufsätze

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Werner zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Tragfähigkeitsnachweise für stabilitätsgefährdete Stäbe werden nach DIN EN 1993-1-1 [1] in der Regel mit Abminderungsfaktoren oder geometrischen Ersatzimperfektionen geführt. Prinzipiell ist dies auch mit FE-Berechnungen nach der Fließzonentheorie möglich, jedoch bisher aus verschiedenen Gründen nicht üblich. Im Folgenden werden Nachweise mit FE-Berechnungen nach der Fließzonentheorie behandelt, da die Tragfähigkeit auf dieser Grundlage genauer und in vielen Fällen auch schneller ermittelt werden kann als mit den o. g. Methoden. Der entscheidende Vorteil liegt auch in der realitätsnahen Beschreibung des tatsächlichen Tragverhaltens, das Erkenntnisse zur Ursache für das Erreichen von Grenztragfähigkeiten liefert und damit das Verständnis zum Tragverhalten stabilitätsgefährdeter Bauteile entscheidend fördert. Da in der Baupraxis häufig Nachweise zum Biegeknicken und Biegedrillknicken von Bauteilen mit doppeltsymmetrischen I-Querschnitten aus Baustahl S 235 und S 355 geführt werden müssen, wird im Folgenden eine auf diese Anwendungsfälle zugeschnittene Lösung vorgestellt. Ziel des vorliegenden Aufsatzes ist es, Nachweise mit FE-Berechnungen nach der Fließzonentheorie mittelfristig als Standardverfahren zu etablieren.

FE computations regarding plastic zones for verifications of load capacity according to DIN EN 1993-1-1 - simplified calculation methods for members susceptible to stability
Verifications according to DIN EN 1993-1-1 for members susceptible to stability are usually performed using reduction factors or equivalent geometric imperfections. In general, verifications are also possible using FE computations regarding plastic zones, however, due to different reasons not common. In this article, procedures on the basis of finite element methods and plastic zones theory are treated, since member capacities can be determined more precise and often quicker in comparison to the procedures mentioned above. In addition, essential advantage constitutes in a description of the load bearing behavior close to reality promoting the understanding for the cause of a limit state. The stability modes of flexural and lateral torsional buckling regarding doubly symmetric I-profiles of S 235 and S 355 are of major interest for application in engineering practice. For that reason, a customized procedure for these cases is presented in this article in order to promote FE calculations according to the plastic zones theory as standard method in medium term.

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Duna, László; Kövesdi, Balázs; Joó, Attila László; Seres, Noémi; Budaházy, Viktor; Kachichian, MansourCooperation between Weimar and Budapest on computational modelling of steel and composite structuresStahlbau4/2019363-369Aufsätze

Abstract

Dedicated to Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Werner on his 70th birthday
The paper overviews the long-term cooperation between the Bauhaus University, Weimar and the Budapest University of Technology and Economics on computational modelling of structures. The cooperation consists of diverse elements of research activities, experimental and numerical model-based development of design methods for innovative structural details of industrial halls, bilateral education of students at different levels (BSc, MSc and PhD), cooperative supervision of PhD researches and review of PhD theses. The fruitful cooperation is closely linked to the friendly relationship between Prof. Frank Werner and Prof. László Dunai, who jointly organized and managed the main part of the common research and educational activities. The common research results significantly extended the state-of-the-art knowledge of the design of light-gauge roof systems for industrial halls, of the design of shear connectors in cold-formed composite slabs and of the modelling of cyclic plasticity. Hungarian students had the opportunity to study at the Bauhaus University, Weimar during Summer Schools organized by Prof. Werner. He also hosted two Hungarian PhD Students in Weimar, and a German PhD student had a research stay in Budapest under the guidance of Prof. Dunai. The current paper gives a summary of the most important activities and results of this two-decade long cooperation, which are all linked to the computational modelling of steel and composite structures. The paper also congratulates Prof. Frank Werner on his 70th birthday.

Zusammenarbeit zwischen Weimar und Budapest bei der rechnergestützten Modellierung von Stahl- und Verbundkonstruktionen
Der Beitrag gibt einen Überblick über die langjährige Zusammenarbeit zwischen der Bauhaus-Universität Weimar und der Budapester Universität für Technik und Wirtschaft bei der rechnergestützten Modellierung von Tragwerken. Die Zusammenarbeit umfasst verschiedene Elemente der Forschungsaktivitäten, die Entwicklung experimenteller und numerischer modellbasierter Bemessungsmethoden für innovative Tragwerkdetails von Industriehallen, die bilaterale Ausbildung von Studierenden auf verschiedenen Ebenen (BSc, MSc und PhD) sowie die gemeinsame Betreuung von Doktoranden und Gutachten zu Dissertationen. Die fruchtbare Zusammenarbeit ist das Resultat der freundschaftlichen Beziehung von Prof. Frank Werner und Prof. László Dunai, die den überwiegenden Teil der gemeinsamen Forschungs- und Lehrtätigkeit organisiert und geleitet haben. Die gemeinsam erarbeiteten Forschungsergebnisse haben den Wissensstand über die Bemessung von Dachtragwerken mit dünnwandigen Profilen für Industriehallen, über die Auslegung von Schubverbindern kaltgeformten Verbundblechen und über die Modellierung zyklischer Plastizität erweitert. Studenten aus Ungarn hatten die Gelegenheit, im Rahmen von durch Prof. Werner organisierten Summer Schools an der Bauhaus-Universität Weimar zu studieren. Darüber hinaus betreute er zwei ungarische Doktoranden in Weimar, und ein deutscher Doktorand verbrachte einen Forschungsaufenthalt in Budapest unter der Leitung von Prof. Dunai. Der vorliegende Beitrag bietet zu Ehren des 70. Geburtstags von Prof. Frank Werner einen Überblick über die wichtigsten Aktivitäten und Ergebnisse dieser zwei Jahrzehnte währenden Zusammenarbeit. Sie alle befassen sich mit der rechnerischen Modellierung von Stahl- und Verbundkonstruktionen.

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Hildebrand, Jörg; Bergmann, Jean PierreDehnungsbasierter Ansatz für die schnelle Verzugsermittlung generativ hergestellter StrukturenStahlbau4/2019370-377Aufsätze

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Werner zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Die generative Fertigung von metallischen Strukturen hat sich in den letzten Jahren stark entwickelt und wird zukünftig ein wichtiges Arbeitsfeld in der Forschung darstellen. Bei den unterschiedlichen Verfahren in der generativen Fertigung ist das Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) für großvolumige metallische Bauteile geeignet. Eine Vielzahl von Komponenten wurde mit diesem Verfahren erfolgreich hergestellt. Eine Herausforderung bei der Herstellung der Strukturen ist die Beherrschung des Verzugs. Eine Temperaturdifferenz zwischen Struktur und aktueller Schweißlage ist in Abhängigkeit vom aufgeschmolzenen Material vorhanden und ein Verzug der Struktur ist möglich. Es wird eine Vorgehensweise in der numerischen Simulation für eine schnelle Ermittlung des Verzugs auf Grundlage eines dehnungsbasierten Ansatzes vorgestellt.

Strain-based approach for the fast determination of distortion for AM-structures
The additive manufacturing of metallic structures has developed strongly in recent years and will be an important field of research in the future. With the different processes in additive manufacturing, Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) is suitable for large-volume metallic components. A variety of components has been successfully manufactured with this process. A challenge in the production of the structures is the control of the distortion. A temperature difference between existing structure and current welding pass is present depending on the molten material and a distortion of the structure is possible. A procedure in numerical simulation for a fast determination of the distortion with a strain-based approach will be presented.

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Hunger, Hans-ReinhardNeue Turmhaube für die Johanneskirche zu HanauStahlbau4/2019378-382Berichte

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Werner zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Am Ende des Zweiten Weltkrieges wurde die Johanneskirche zu Hanau stark beschädigt. Der Wiederaufbau 1956/57 erfolgte ohne die ursprüngliche dreistufige Turmhaube. Dieser unbefriedigende Zustand führte dazu, dass sich engagierte Bürger der Stadt das Ziel gestellt hatten, die alte Silhouette der Kirche wiederherzustellen. Der Beitrag beschreibt die Planung und den Aufbau einer Stahlkonstruktion in Form der alten Haube.

New tower dome for the Church at Hanau
At the end of World War II, the Johanneskirche in Hanau was badly damaged. The reconstruction in 1956/57 took place without the original three-tier tower dome. This unsatisfactory state of affairs meant that committed citizens of the city had set themselves the goal of restoring the old silhouette of the church. The article describes the planning and construction of a steel structure in the form of the old hood.

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