Adaptronik beschreibt den Technologiebereich zur Schaffung einer neuen Klasse von sogenannten Intelligenten Strukturen. Dieses Konzept geht von der Entwicklung adaptiver Systeme aus, die sich über autonome, d. h. selbstregelnde Mechanismen an unterschiedliche Betriebsbedingungen anpassen. Voraussetzung dafür ist die systemoptimale Verknüpfung von Sensoren und Aktuatoren auf der Basis von neuen Funktionswerkstoffen wie z. B. piezokeramischen Fasern und Folien mit adaptiven Reglern. So können diese neuartigen Struktursysteme auf äußere Veränderungen selbstoptimierend reagieren, bevor beispielsweise störende Verformungen auftreten. Dadurch wird es u. a. möglich, unmittelbar am Entstehungsort der Störung Schwingungen und damit verbundene Schallprobleme zu unterbinden. Herkömmliche Ansätze zur Verbesserung des akustischen Verhaltens von Leichtbaustrukturen basieren darauf, primäre Schallquellen durch destruktive Interferenz mittels elektronisch gesteuerter Sekundärquellen (Lautsprecher) abzuschwächen. Hier soll die vibrierende Leichtbaustruktur aktiv mittels angesteuerter piezokeramischer Aktuatoren beeinflußt werden, um das schallintensiv abstrahlende Strukturverhalten positiv zu verändern. Dazu kommt als experimentelles Verfahren die räumliche Schallfeldtransformation (Spatial Transformation of Sound Fields, STSF) zum Tragen.

In Germany manufacturing and distribution of bricks care for direct employment of about 10,000 persons. Procurement of preliminary work and the utilisation of the payed salaries, social security contributions, taxes, and profits secure more than further 25,000 jobs. It can be assumed that a substitution of masonry by other building materials is not possible in the near term, since the masonry has increased its market share in the past few years even slightly. Thereby the masonry participates in the added value based on the shell construction of buildings in the amount of 32.4 billion Euro, and in the employment of 480,000 working people. The expansion of these buildings leads to further added value in the amount of 39 billion Euro and further employment of 691, 000 employees.
In the year 2016 in total, the construction of buildings with masonry has led to an overall economic added value amounting to more than 70 billion Euro and to an employment of about 1.17 million persons. Masonry products form the basis of this added value and employment, without which the construction of the buildings would not be possible.

Both conventional and mechanized tunnelling have a fantastic tradition. The technical progress of the industry moved in step with social developments, characterized by crises and leaps in innovation. In the field of mechanized tunnelling, the driving force for some years now has been the desire to excavate heterogeneous construction sites with changes in tunnelling modes without the need for costly conversions underground. In addition, two innovation surges are currently discernible. On the one hand, the demands on innovation and technology management again follow a societal challenge, namely the goal of climate neutrality. On the other hand, digital processes and tools are changing all areas of our lives at an enormous speed, which means that the construction industry will also undergo a transformation in the coming years. Automation, robotics, the Internet of Things, machine learning, or artificial intelligence are all gradually encroaching on current processes and methods.
Tunnelling jobsites in general, and largescale construction projects in particular, are inherently complex in their operation and are subject to major challenges. Current and future developments will add another necessity, namely the integration of digital applications into an overall system consisting of people and machines while enabling high-performance construction processes. This calls for intelligent systems.
Der Tunnelbau hat eine fantastische Tradition, sowohl der konventionelle als auch der maschinelle. Die branchentechnischen Fortschritte verliefen im Gleichschritt mit den gesellschaftlichen Entwicklungen, gekennzeichnet durch Krisen und Innovationsschübe. Im Bereich des maschinellen Tunnelbaus liegt der Antrieb seit einigen Jahren im Bestreben, heterogene Baugründe mit Wechsel der Vortriebsmodi ohne aufwändige Umbauten unter Tage auffahren zu können. Zusätzlich sind derzeit zwei Innovationstrends erkennbar. Zum einen folgt die Anforderung an das Innovations- und Technologiemanagement erneut einer gesellschaftlichen Herausforderung, nämlich dem Ziel der Klimaneutralität. Zum anderen verändern digitale Prozesse und Tools mit enormer Geschwindigkeit alle Bereiche unseres Lebens, wodurch die Bauwirtschaft in den kommenden Jahren ebenso eine Veränderung erfahren wird. Automatisierung, Robotik, Internet of Things, Machine Learning oder künstliche Intelligenz greifen sukzessive in die derzeitigen Prozesse und Methoden ein.
Tunnelbaustellen generell und insbesondere Großbaustellen sind per se komplex in der Abwicklung und großen Herausforderungen ausgesetzt. Durch die derzeitigen und künftigen Entwicklungen wird eine weitere Notwendigkeit hinzukommen, nämlich die Integration von digitalen Anwendungen in ein Gesamtsystem bestehend aus Menschen und Maschine bei gleichzeitiger Ermöglichung performanter Bauprozesse. Hierfür bedarf es intelligenter Systeme.

Mit dem 3-D-Drucken (Additive Fertigung) steht eine digital gesteuerte Fertigungstechnologie bereit, die das Potenzial hat, spezifisch für das Bauwesen entwickelt, zu einer Schlüsseltechnologie für die Digitalisierung der Bauwirtschaft zu werden. Bei der Additiven Fertigung erfolgt der Bauteilaufbau allein durch einen digital gesteuerten, schichtenweisen Werkstoffauftrag, ohne Formenbau oder Umformprozesse. Dies stellt einen Paradigmenwechsel zu den noch überwiegend handwerklichen, formgebenden Bauprozessen dar. Um das Potenzial dieser Technologie voll auszuschöpfen, müssen Strukturdesign, Materialverhalten und Fertigungsprozess integrativ aufeinander abgestimmt werden. Dies ermöglicht Bauwerke von hoher Gestaltungsfreiheit und einen ressourceneffizienten Einsatz von Werkstoffen. Am Institut für Tragwerksentwurf (ITE) und am Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz (iBMB) der TU Braunschweig wird seit mehreren Jahren an Verfahren für den 3-D-Druck von großformatigen Betonbauteilen geforscht. In einem interdisziplinären Verbundvorhaben wurde das sog. Shotcrete-3-D-Printing-Verfahren (SC3DP) entwickelt. Bei der SC3DP-Technologie handelt es sich um ein automatisiertes robotisches, additives Fertigungsverfahren, das Betonbauteile unter kontrollierter Zugabe von Druckluft Schicht für Schicht aufbaut. In dem vorliegenden Bericht werden erste 3-D-gedruckte und bewehrte Betonbauteile vorgestellt, die das Potenzial der SC3DP-Technologie aufzeigen.

Additive manufacturing in construction: first 3-D-printed reinforced concrete components using Shotcrete 3-D Printing (SC3DP) technology
3-D printing (additive manufacturing) is a digitally controlled manufacturing technology, that has the potential to be specifically developed for the construction industry and to become a key technology for the digitalization in building industry. In additive manufacturing (AM), the component construction is done solely by a digitally controlled layer-by-layer material application, without mold construction or forming processes. This represents a paradigm shift to the still predominantly manual shaping construction processes. In order to fully exploit the potential of AM structural design, material behavior and manufacturing processes must be integratively aligned. This enables buildings with a high degree of design freedom and resource-efficient use of materials. At the Institute of Structural Design (ITE) and at the Institute of Building Materials, Concrete Construction and Fire Safety (iBMB) at the Technische Universität Braunschweig, research has been carried out for several years into processes for the 3-D printing of large-format concrete components. The so-called Shotcrete 3-D Printing (SC3DP) technology was developed in an interdisciplinary research project. The SC3DP technology is an automated robotic, additive manufacturing process that builds up concrete components layer by layer with the controlled addition of compressed air. This report presents the first 3-D-printed and reinforced concrete components that demonstrate the potential of SC3DP.

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Die Umsetzung innovativer Konzepte, wie digitale Betonherstellung und Prozessautomatisierung, könnte zu einer Steigerung der Produktivität und zu einer Verringerung des Materialbedarfs im Betonsektor führen. Die wissenschaftliche Fachwelt hat dieses Potenzial erkannt, sodass das globale Interesse und die Anzahl der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zu diesem Thema exponentiell zunehmen. Aktuell werden bereits weltweit hochwertige digitale Fertigungskonzepte entwickelt und erfolgreich zum Drucken einiger Pilotprojekte eingesetzt. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die bekanntesten additiven Fertigungsverfahren im Betonbau und wesentliche Fallstudien. Darüber hinaus werden die offenen technischen und technologischen Fragen diskutiert. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung praktischer Lösungen und deren Umsetzung im Betonsektor.

Additive manufacturing with concrete: the way toward practical implementation
Implementation of digital technologies such as additive concrete manufacturing and process automation has a potential to change standard concrete processing. The innovative manufacturing technologies could be a solution to the existing productivity and environmental issues that the concrete sector is facing. The research community recognized this potential, so the global interest and the number of R&D activities on this topic are rising exponentially. The sophisticated digital solutions are being developed and validated in pilot projects worldwide. This article will give an overview of the existing additive manufacturing technologies with concrete and show some noticeable case studies. We will discuss open technical and technological questions, with focus on the way towards devel-opment of practical solutions and their implementation in the concrete sector.

Nominated for Eurosteel 2021 Best Paper Award
Additive manufacturing (AM) is playing an increasing role in the production of complex steel structures. Robot- or machine-guided gas-shielded metal arc welding (GMAW), known as wire and arc additive manufacturing (WAAM), is suitable for this purpose. A small footbridge was designed in shell form at TU Darmstadt. It was completely additively manufactured over a stream on site using a welding robot. The work called for cantilevered manufacturing without support structures, which poses special challenges in manufacturing. This paper describes selected aspects of this project: the preliminary strength studies, the manufacturing strategy to ensure homogeneous manufacturing and the findings from on-site manufacturing. In addition, investigations were carried out which led to a notable increase in the deposition rate with the right choice of gas and wire.

While classic joining techniques in steel construction have undergone advancements, fundamental problems still remain. The utilisation of structural bonding can remedy the situation, but despite having many advantages, has not been able to establish itself in civil engineering and specifically steel construction. The reason for this are doubts by engineers, architects and contractors regarding the verifiability, durability and load bearing capacity of bonded steel constructions. In order to facilitate the use of the innovative joining technique in construction, it is necessary to process bonded joints close to standardisation.

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Bei im Korrosionsschutz üblichen mit aminischen Härtern vernetzten aromatischen Epoxidharzbeschichtungen können sich infolge Bewitterung Oberflächenschichten mit veränderter chemischer Struktur bilden. Diese können Ursache für unzureichende Haftung nachfolgender Beschichtungen sein. Die Beeinträchtigung der Verbundeigenschaften hängt mit den Bewitterungsparametern zusammen. Prüfverfahren unter Einbeziehung von Freibewitterung weisen deshalb oft eine mangelhafte Reproduzierbarkeit auf. Wichtige Faktoren sind Auslagerungszeitpunkt und Dauer der Bewitterung.
Im vorliegenden Beitrag werden Untersuchungen zum Haftverbund zwischen unterschiedlichen Epoxidharzbeschichtungen mit 2K-Polyurethandeckbeschichtungen beschrieben und auf die besondere Problematik dieser Haftverbundprüfung eingegangen.

Investigation of the adhesion behaviour between exposed 2K-EP coatings and following 2K-PUR coatings - influence of weathering.
During weathering of coatings of aromatic epoxy resins, for corrosion protection usually crosslinked by amine based hardeners, the chemical structure of surface layers might be changed. Therefore the following coating layers can suffer from bad adhesion. The impairment of adhesion between intermediate coat and top coat depends on weathering parameters. So the testing methods, including outdoor exposure, show often insufficient reproducibility. Important parameters are the starting time and duration of weathering.
In this paper investigations of the adhesion between several coatings of epoxy resins and top coats, consisting of 2K-polyurethane are described. Here the special topic is the testing of adhesion between intermediate coat and top coat.

Gerichtsprozesse dauern ewig und verbrennen eine Menge Geld. Die Bauwirtschaft ebenso wie Auftraggeber sind insoweit stetig auf der Suche nach Alternativen, wie Problemfälle am Bau ohne Gericht gelöst werden können. Ein Begriff, der immer wieder in diesem Zusammenhang mit außergerichtlichen Streitbeilegungsverfahren auftritt, ist die “Adjudikation”. Die im August 2017 am Karlsruher Institut für Technologie im Auftrag des Hauptverbandes der Deutschen Bauindustrie e.V. erstellte Studie “Möglichkeiten und Grenzen der Adjudikation als Verfahren der außergerichtlichen Streitlösung im Bauwesen" [1] liefert eine gut recherchierte Darstellung der aktuellen Situation, mehr als zwanzig Jahre nach der gesetzlichen Einführung der Adjudikation in Großbritannien über den HGCRA (1996). Sie zeigt sowohl die Möglichkeiten als aber auch die Grenzen dieser außergerichtlichen Streitbeilegungsform in der deutschen Baupraxis auf.

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This paper introduces a simplified method for calculating the dynamic response of railway bridges under train service loads. Response spectrum analysis, which has proved itself in structural dynamics, has been adopted for the given problem. If essential parameters such as the natural frequency, mass, span and damping of a bridge are known, the maximum response quantities can be looked up in a diagram. Preparation of the response spectra diagrams is computationally intensive but they do provide an easy and quick way of obtaining accurate results. This method is exemplified for single-span bridges and the load models defined in the Eurocode. However, it is possible to expand the theory to more complex bridge systems and other load models without difficulty. With the aid of this method, the maximum dynamic response of a bridge under moving loads can be calculated in an efficient and convenient way with the accuracy required by the current design codes.

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The investigation measures carried out for the construction of the Gotthard Base Tunnel provide a demonstrative example for dealing with geological risk through appropriate investigation at each state of the project. Due to the length and deep overburden, it was impossible to completely investigate the entire length of the tunnel in advance. The concept in the southern sections intended the performance of probing ahead of the machine only in particularly critical locations, with the tunnelling and lining concept for the individual sections being designed to cope with possible hazard scenarios for the section and the provision of more intensive probing ahead of the continued drive in order to specify the necessary constructional measures. In addition, massive formation water ingress was to be expected in certain sections, which could reach a high quantity and high pressures (up to 200 bars).
The advance probing concept included in the contract for the almost 30 km long southern TBM drives of the Gotthard Base Tunnel with hammer drilling, seismic investigation and core drilling is described and the experience gained during the progress of the tunnel and the necessary adaptations are summarised. Suggestions are then derived for future projects.
Die durchgeführten Erkundungsmaßnahmen beim Bau des Gotthard-Basistunnels stellen ein anschauliches Beispiel für den Umgang mit dem Baugrundrisiko mittels phasengerechter Baugrunderkundung dar. Aufgrund der Länge und der großen Überlagerung war eine vorgängige vollumfängliche Erkundung über die gesamte Tunnellänge nicht möglich. Das Konzept in den südlichen Abschnitten sah vor, nur für die besonders kritischen Bereiche vorgängige Erkundungsmaßnahmen durchzuführen, die Vortriebs- und Ausbaukonzepte in den einzelnen Abschnitten auf die möglichen Gefährdungsbilder dieser Abschnitte auszulegen und die Vorauserkundungsmaßnahmen aus den laufenden Vortrieben zu intensivieren, um die erforderlichen baulichen Maßnahmen im Vortrieb festzulegen. Zudem musste in bestimmten Abschnitten mit massiven Bergwasserzutritten gerechnet werden, die einen hohe Schüttmenge und hohe Wasserdrücke (bis zu 200 bar) erreichen können.
Das in den knapp 30 km langen südlichen TBM-Vortrieben des Gotthard-Basistunnels gemäß Werkvertrag vorgesehene Vorauserkundungskonzept mit Schlagbohrungen, Seismik und Kernbohrungen wird aufgezeigt, und die Erfahrungen und erforderlichen Anpassungen während der Vortriebsarbeiten werden dargestellt. Schlussendlich werden die Erkenntnisse aus den Vortriebsarbeiten zusammenfassend dargestellt und daraus Vorschläge für andere Projekte aufgezeigt.

Im SFB Advanced Computational Design werden Entwurfswerkzeuge und -prozesse durch multi- und interdisziplinäre Grundlagenforschung entwickelt. Das Ziel ist, durch eine neue Generation von Computational-Design-Methoden höhere Entwurfsqualität und effizientere Prozesse in Architektur und Bauwesen zu ermöglichen. Die Forschung wird in drei Bereichen durchgeführt: Entwurfsmethodik (A1), visuelle und haptische Entwurfsinteraktion (A2) und Formfindung (A3). Der Bereich A1 umfasst die konzeptionelle Grundlage für neuartige digitale Entwurfsmethoden basierend auf Lernmethoden. Zudem werden die in den Bereichen A2 und A3 entwickelten Computational-Design-Werkzeuge und -Methoden in einer Plattform verknüpft. Der Bereich A2 eröffnet Designern neuartige Feedback-Kanäle in digitalen Werkzeugen durch Lichtsimulation und haptisches Feedback. Im Bereich A3 werden die Randbedingungen im Formfindungsprozess hinsichtlich Geometrie, Material, Mechanik und Statik untersucht. Die Schwerpunkte liegen in der Unterteilung von komplexen Flächen in Paneele, der Analyse von formaktiven Strukturen sowie der Modellierung und experimentellen Analyse von neuartigen Kompositmaterialien. Die Exploration von Entwürfen in Interaktion mit intelligenten Materialmodellen und Algorithmen zur Bewertung der Tragstruktur dient einerseits der Entwicklung eines methodischen Ansatzes für die Entdeckung von neuen Möglichkeiten in der Formfindung und ermöglicht andererseits die experimentelle Validierung.

Advanced Computational Design
The SFB Advanced Computational Design addresses the research question of how to advance design tools and processes through multi- and interdisciplinary basic research. We will develop advanced computational design tools in order to improve design quality and efficiency of processes in architecture and construction. The proposed research is structured in three areas: design methodology (A1), visual and haptic design interaction (A2) and form finding (A3). A1 focuses on the conceptual basis for new digital methods of design based on machine learning. A1 also acts as a platform for integrating and evaluating the computational tools and methods developed in A2 and A3. A2 investigates real-time global-illumination and optimization algorithms for lighting design, as well as a new method for large-scale haptic interactions in virtual reality. In A3, form finding will be explored regarding geometric, mechanical and material constraints, in particular: paneling of complex shapes by patches of certain surface classes while optimizing the number of molds; algorithms for finding new transformable quad-surfaces; mechanical models for an efficient simulation of bio-composite material systems. Furthermore, new ways of form finding will be explored through physical experiments, which will allow for reconsidering model assumptions and constraints, validating the developed algorithmic approaches, and finding new ones.

The design of three mined stations in Toronto as part of the Eglinton Crosstown Light Rail Project involved several intersections of large tunnels situated in the heterogenous, water-bearing glacial till deposits. The most challenging openings, 220 m2 each, were formed in the two sides of the 18 m high cross-cut tunnels to allow the excavation of the 18 m wide platform caverns. A key objective for the design was the optimization of the tunnel shapes and the advanced simulation of the fibre reinforced shotcrete properties, to allow these openings in the initial tunnel linings to be achieved without conventional bar reinforcement or thickenings, thus simplifying and accelerating the construction, whilst reducing health and safety risks.
Advanced numerical analyses were utilized to simulate the staged excavation and support steps introducing advanced material models that accounted for the non-linear behaviour of both soil and structural elements. The end product was an optimized design of the tunnel linings with synthetic fibre reinforced shotcrete without conventional reinforcement that was successfully implemented in the construction.

An extensive fault zone within the Hallandsås Project Sweden, a railway tunnel project in southwest of Sweden, is subject of an advanced ground freezing operation in order to facilitate TBM excavation through this section. The rock mass within the fault zone consists of a completely decomposed gneiss and amphibolite in combination with 10 to 12 bar ground water pressure. Ground freezing was carried out in 16 horizontally drilled freeze holes with a length of 100 m. Within the 10.6 m diameter final tunnel section a small 5 m diameter pilot tunnel was excavated through the frozen area. The design and execution of the freezing and excavation operations have followed the observational method. This included prediction, monitoring and follow up of all parameters associated with design of frozen ground, such as strength and creep properties, as well as design aspects on the final segmental lining installed by the TBM. By thorough project management and active design it is possible to control the involved processes and achieve a transparent methodology in predicting and executing tunnelling using the freezing method.

The article presents experiences gained during construction of the approximately 3 km long urban Lainzer Tunnel (LT31), driven with side-wall galleries under shallow overburden. The structure's safety is assessed mainly on the basis of 3D deformation analyses, comparison of predicted and observed system behaviour, evaluation of shotcrete stress, and online monitoring of surface settlements. Displacements of the tunnel face, correlating with pre-face surface settlements, are monitored by an innovative, fully automatic face monitoring system (OBM). A correlation between volume loss (surface) and volume increase (face) could be established. A test field comparing fibreglass anchors (GRP) with IBO face bolts revealed - contrary to expectations - no appreciable reduction of surface settlement due to GRP anchors. However, temporary inverts constructed in the side wall galleries in combination with IBO face bolts support turned out to be effective in reducing horizontal convergence and resulting settlements of the ground surface in a sensitive residential area.

Dedicated to Prof. Dr.-Ing. Jörg Lange on the occasion of his 60th birthday
Large-size HV-bolt sets in ring-flange connections are crucial structural members of wind turbine support structures, which are subjected to strong static as well as cyclic loads with considerable numbers of load cycles. Additionally to direct experimental investigations on the structural components themselves, analytical and numerical assessment methods of the bolts performance inside ring-flanges are valuable engineering tools to gain knowledge about the structural behaviour and to support the development of appropriate design solutions. In this paper, probabilistic fatigue assessment, using Monte Carlo Simulation technique, is utilized to compute the failure probability and to investigate the influence of the scattering parameters on the fatigue performance of HV-bolt sets in ring-flange connections. Subsequently, an analytical fatigue calculation approach for large-size bolts, based on the local strain-life concept, is introduced. Results from two different methods for determination of required base material properties are compared. The calculations are validated on fatigue tests on HV-bolt sets and results are discussed with regard to the evaluation of local loading conditions, damage assessment parameters and sensitivity to base material input.

Fortschrittliche Bewertungsmethoden für hochfeste Schrauben in Ringflanschverbindungen.
HV-Schraubengarnituren mit sehr großen Durchmessern in Ringflanschen von Windenergieanlagen sind hohen statischen und zyklischen Lasten mit sehr hohen Lastwechselzahlen ausgesetzt. Ihre Trag- und Ermüdungsfestigkeit sind entscheidend für die strukturelle Integrität der Tragstrukturen. Neben experimentellen Untersuchungen der HV-Garnituren bieten analytische und numerische Bewertungsmethoden die Möglichkeit das strukturelle Verhalten im Detail zu bewerten und die Entwicklung von geeigneten Bemessungsverfahren und Designlösungen zu unterstützen. In diesem Beitrag wird, basierend auf der Monte-Carlo-Simulation, eine probabilistische Bewertung der Ermüdungsfestigkeit von HV-Schraubengarnituren in Ringflanschen durchgeführt. Dabei wird die Versagenswahrscheinlichkeit berechnet und der Einfluss der streuenden Parameter auf die Zuverlässigkeit untersucht. Anschließend wird ein analytisches Verfahren zu Berechnung der Ermüdung von Schrauben mit großen Abmessungen basierend auf dem Kerbdehnungskonzept vorgestellt. Die Ergebnisse von zwei unterschiedlichen Methoden zur Bestimmung der zyklischen Grundwerkstoffeigenschaften werden verglichen. Die Berechnungen werden anhand von Ermüdungsversuchen an HV-Schraubengarnituren validiert und hinsichtlich der Bewertung des lokalen Beanspruchungszustands, des Schädigung-Parameters und der Sensitivität gegenüber Werkstoffeingangsparametern diskutiert und erläutert.

Growing problems in terms of damage to bridges correlated with - in some cases huge - long-term impacts on road traffic have shown how essential it is to ensure the durability of the infrastructure and thus the mobility of people as well as the exchange of goods. Corrosion damage can be sustainably avoided in future by employing alternative protection systems for steel and composite bridges. Both hot-dip galvanizing with a coating thickness of at least 200 &mgr;m and weathering steel offer crucial advantages over traditional coating systems when considering the whole life cycle of a bridge: They require no maintenance, and so traffic disruption can be avoided. When using these systems in combination with hot-rolled sections, there are further significant advantages as they render composite bridges more economical and durable, particularly when it comes to short and medium spans. Standard higher strengths with steel grade S460 allow for more economical cross-sections, with weight- and cost-savings of often 20-30 % compared with welded built-up sections in grade S355. Sophisticated designs employing rolled sections can achieve not only small and medium spans, but also longer ones, e.g. arch bridges with spans > 100 m. This article describes new trends in Europe using hot-rolled sections in steel and composite bridges.

This paper discusses an innovative approach to the design of planar steel frames composed of prismatic and/or non-prismatic members. The method evaluates the member stability limit states using an inelastic eigenvalue buckling analysis configured with column, beam and beam-column inelastic stiffness reduction factors derived from the ANSI/AISC 360-16 Specification. The resulting procedure provides a relatively rigorous evaluation of all member strength limits accounting for moment and axial force variations along the member lengths, non-prismatic geometry effects, general out-of-plane bracing conditions and beneficial end restraint from less-critical adjacent, unbraced segments and/or from end conditions. The approach uses a geometric non-linear pre-buckling analysis based on the AISC direct analysis method to estimate the in-plane internal forces. Given these forces, an eigenvalue buckling solution is conducted to evaluate the overall member stability. Other limit states are addressed through cross-section strength checks using the internal forces determined from the geometric non-linear load-displacement analysis. Calculations using this approach are compared with results from recent experimental tests.

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Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur gekoppelten aero-hygrothermischen Bauteilsimulation für Strukturen mit Hohlräumen. Den Schwerpunkt bildet dabei die Entwicklung eines CaFD-Modells (Cavity Fluid Dynamics) und Computercodes, welche auf der Lösung der Navier-Stokes-Gleichungen für laminare Strömungen inkompressibler reibungsbehafteter Fluide basieren. Mit der Definition einer Softwareschnittstelle gelingt es, den zunächst eigenständig ausführbaren Strömungslöser CaFD-Tool in Form einer dynamischen Bibliothek in den Quellcode der am Institut für Bauklimatik der Technischen Universität Dresden entwickelten Software DELPHIN 4 einzubinden. Mit der Formulierung eines vereinfachten Mehr-Zonen-Modells ist es möglich, die bei einem durchströmten Hohlraum oder Spalt auftretende Überlagerung von natürlicher und erzwungener Konvektion zu simulieren. Außerdem können die Feuchtefelder, verursacht durch Kondensationserscheinungen der eindringenden feucht-warmen Raumluft im Hohlraum und im angrenzenden Baustoff quantifiziert werden. Neben der exakten energetischen Beurteilung der Bauteile lassen sich Möglichkeiten zur Vermeidung von Feuchteschäden aufzeigen.