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Nagel, F.; Stascheit, J.; Meschke, G. | Process-oriented numerical simulation of shield-supported tunnelling in soft soils / Prozessorientierte numerische Simulation schildgestützter Tunnelvortriebe in Lockerböden | Geomechanics and Tunnelling | 3/2010 | 268-282 | Topics |
AbstractA numerical simulation model for the analysis of shield-supported tunnelling processes based on the finite element method is presented. The process-oriented computational representation of the tunnel drive enables forecasts of the effects of different tunnelling process parameters, like support and grouting pressures or the advance rate, on ground deformations and stresses, groundwater conditions or the loading of the shield machine and segment lining. This requires, in addition to the realistic numerical modelling of the sequential tunnelling process, the supporting measures and the surrounding ground, to employ adequate numerical models to describe the intricate interactions between the ground and the tunnelling process resulting from the face support, the contact between shield skin and ground, the shield tail grouting, the steering of the machine and the lining. These process-oriented interactions determine the structural behaviour above and behind the machine to a considerable degree. Selected numerical applications demonstrate the capabilities of the simulation model described here for the analysis of interaction mechanisms in mechanical tunnelling. x | |||||
Nagel, F.; Stascheit, J.; Meschke, G. | A Numerical Simulation Model for Shield Tunnelling with Compressed Air Support | Geomechanik und Tunnelbau | 3/2008 | 222-228 | Fachthemen |
AbstractThis paper is concerned with a numerical simulation model (ekate) specifically designed for shield tunnelling in fully and partially saturated soils based upon the Finite Element Method (FEM). The model considers all relevant components - the soil, the lining, the tail void grouting, the hydraulic jacks and different types of face support - involved in shield tunnelling. The surrounding soft soil is formulated as a three-phase material, consisting of the soil skeleton, pore water and air. This model allows for the simulation of consolidation processes in partially saturated soils as well as of flow of compressed air often used as temporary face support during repair interventions at the cutting wheel. Despite the complexity connected with the relatively high degree of realism of the simulation model, only little effort is required from the user to establish a realistic 3D model for shield tunnelling. To this end an automatic model generator has been developed which allows for a user friendly generation of the discretized model including all components involved and to investigate variants with a minimum effort for the user. The model allows for realistic predictions of settlements and also provides information on deformations and stresses in the ground, the lining and the TBM, respectively. In addition to its use as a prognosis tool in the design process, in particular for tunnelling projects in sensitive urban areas, the model also may be used to assist the driving and steering process in mechanized tunnelling. The paper provides an overview over the main components of the model, the automatic model generator and the tri-phasic representation of the soil. A simulation of a compressed air intervention of a shield tunnel in soft soil demonstrates the applicability of the model. x | |||||
Nagel, Sven; Müller, Anthea; Walter, David; Hildenbrand, Geza; Haas, Fabian | Herausforderung Sri Lanka - Angehende Ingenieure bauen Hängebrücke im Dschungel | Bautechnik | 6/2014 | 393-397 | Berichte |
AbstractStudenten aus Karlsruhe initiieren, planen und verwirklichen eigenverantwortlich ingenieurstechnische Entwicklungsprojekte weltweit. In diesem Bericht werden die Herausforderungen eines solchen Projektes am Beispiel der im Sommer 2013 fertiggestellten Hängebrücke im Süden Sri Lankas dargestellt. Neben der Suche nach einem passenden Projekt stellen die Finanzierung sowie die Vorbereitung des Teams auf kulturelle Eigenheiten fundamentale Aufgaben dar. Bei der Planung muss eine Konstruktion entwickelt werden, die den besonderen Beanspruchungen durch den srilankischen Dschungel dauerhaft trotzt und in einer einfachen Bauweise ohne schwere Baumaschinen und ausgebildete Fachkräfte gebaut werden kann. Um dies zu erreichen ist es erforderlich, sich in mancher Hinsicht von den im Studium gelernten Standards und Techniken zu lösen und eigene Konzepte zu entwerfen. In der knapp viermonatigen Bauphase sorgen Kommunikationsprobleme, Schwierigkeiten bei der Terminplanung und Materialbeschaffung sowie Tropenstürme für einen abwechslungsreichen Alltag auf der Baustelle. Nach dem Abschluss des Projektes zeigt sich, dass vor allem ein verlässliches Team, Durchhaltevermögen und die enge Zusammenarbeit mit den Menschen vor Ort für die erfolgreiche Umsetzung unabdingbar sind. x | |||||
Nagel, Sven; Ummenhofer, Thomas | Vereinfachte Bemessung von ermüdungsbeanspruchten Stahlgussbauteilen | Stahlbau | 1/2022 | 49-61 | Aufsätze |
AbstractDer Werkstoff Stahlguss ist aufgrund seiner hohen mechanischen Beanspruchbarkeit und der nahezu freien Formgebung theoretisch ideal für den Einsatz in ermüdungsbeanspruchten Konstruktionen geeignet. Allerdings wird der Bauteilwiderstand durch herstellungsbedingte Ungänzen beeinflusst. Aufgrund bislang fehlender Kenntnisse und in Ermangelung einfach anwendbarer Bemessungsansätze wird in der Praxis der Einsatz von Stahlguss meist vermieden oder aber durch häufig vermeidbare höchste Qualitätsanforderungen unnötig verteuert. Die pauschale Wahl der höchsten Qualitätsstufe ist wegen des hohen Herstellungsaufwands unwirtschaftlich und unter technischen Gesichtspunkten nicht im gesamten Bauteil erforderlich, da selbst größere Gussfehler die statische und zyklische Leistungsfähigkeit eines Bauteils nicht zwangsläufig reduzieren. In diesem Beitrag wird ein einfach handhabbarer Bemessungsansatz vorgestellt, der eine auf lokalen Beanspruchungen basierende Festlegung der erforderlichen Herstellqualität ermöglicht. Die Verknüpfung zwischen Beanspruchbarkeit und zulässigen Fehlergrößen erfolgt mit neu definierten Widerstandskategorien. Diese neu entwickelte Bemessungsmethode basiert auf der Begrenzung der maximal aufnehmbaren Spannungsschwingbreiten, orientiert sich an etablierten Nachweiskonzepten und ist somit direkt auf eine verhältnismäßig einfache baupraktische Anwendbarkeit ausgerichtet. Einflüsse wie Mittelspannung, Formtoleranzen oder Spannungsgradienten werden berücksichtigt. x | |||||
Nagel, Sven; Zieger, Toni; Luhmann, Birger; Knödel, Peter; Ritter, Joachim; Ummenhofer, Thomas | Erschütterungsemissionen von Windenergieanlagen | Stahlbau | 6/2019 | 559-573 | Aufsätze |
AbstractDurch die Windanströmung werden auf die Rotorblätter von Windenergieanlagen (WEA) Kräfte ausgeübt, die den Rotor in Rotation versetzen. Über die Nabe und ggf. ein Getriebe wird diese Drehbewegung auf den zur Stromerzeugung notwendigen Generator übertragen. Alle rotierenden Komponenten weisen erhebliche Massen auf, sitzen am Kopf einer schlanken, elastischen Turmtragstruktur und rufen in dieser dynamische Effekte hervor. Die dynamisch angeregte Turmstruktur leitet diese durch die Kopfanregung provozierten Schwingungen modifiziert über die Gründung in den Baugrund ein. Mithilfe von Breitbandseismometern können Bodenschwinggeschwindigkeiten nicht nur im direkten Anlagenumfeld, sondern auch in größeren geometrischen Abständen aufgezeichnet werden. Windenergiegegner sehen in der Bodenanregung ein Potenzial für gesundheitsbeeinträchtigende Schwingungseffekte. Im Rahmen dieses Aufsatzes werden die am Fundament einer 2-MW-Windenergie-Beispielanlage gemessenen seismischen Anregungen mithilfe von numerischen Simulationen analysiert und deren physikalische Hintergründe erklärt. Bislang werden die gemessenen Bodenschwinggeschwindigkeiten meist ausschließlich den Anregungsfrequenzen aus dem Rotor zugeschrieben. Die hier vorgestellten Untersuchungen verdeutlichen, dass die strukturellen Eigenschaften der Turmstruktur die Art und Intensität der in den Boden eingebrachten Schwingungen erheblich beeinflussen und die in den Baugrund eingebrachte Bodenbewegungsamplitude dominieren. Abschließend wird gezeigt, dass ein gezielter Einsatz von Schwingungstilgern eine Reduktion der in den Baugrund übertragenen Schwingungsamplituden bewirken kann. x | |||||
Nagel, Werner; Bosbach, Marc Oliver | Ein Fundament für Hamburgs Sterne | Bautechnik | 1/2018 | 53-61 | Berichte |
AbstractDas Planetarium Hamburg wurde im Frühjahr 2017 nach ca. 18 Monaten Bauzeit wieder eröffnet. In diesem Zeitraum fanden umfassende Umbau- und Anbaumaßnahmen statt. Zielsetzung der Planung war eine umfassende Modernisierung inklusive Schaffung neuer Flächen und Nutzungsmöglichkeiten. Das war besonders aus Gründen des Denkmalschutzes herausfordernd, da das Planetarium in einem historischen ehemaligen Wasserturm in Hamburgs Stadtpark beheimatet ist. Abbruch- und Umbauarbeiten, Abfangungen tragender, denkmalgeschützter Bauteile mit höchsten Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit und Anbaumaßnahmen unter der Bedingung, die Optik des Wasserturms zu erhalten, waren unter anderem Bestandteil der Planungsaufgaben. Diese beschäftigten gleichermaßen Objektplaner, Tragwerksplaner und die beteiligten Baufirmen. Das Ergebnis kann sich sehen lassen und erhält nicht nur vom Bauherren und den Planungsbeteiligten, sondern auch von den Besuchern einhellig positive Resonanz. x | |||||
Nagelstutz, F.; Stölting, H. | Zur Konstruktion und Berechnung der dünnwandigen Zylinderschale des Absorbers einer Rauchgasentschwefelungsanlage. | Stahlbau | 11/1988 | 325-331 | Fachthemen |
AbstractBei den Absorbertürmen handelt es sich um extrem dünnwandige zylindrische Schalentragwerke, die sich durch das Verhältnis von Schalendicke zu Schalendurchmesser im Bereich der dünnsten Raumfahrtschalen bewegen. Bei der Konstruktion und Bemessung dünner Schalen müssen die Regeln der Schalentheorie beachtet werden. Hohe Spannungen ergeben sich durch die Einleitung von Einzellasten und das Vorhandensein von Öffnungen im Zylindermantel. Zur Aufnahme der ungleichmäßigen Setzung des Fundaments werden erstmals Elastomerlager eingesetzt. x | |||||
Nagl, Georg; Hübl, Johannes | Debris-flow impact and interaction with protection structures - Monitoring barrier at the Gadria torrent, Southern Tyrol / Einwirkung von Murgängen auf Schutzbauwerke - Das Messbauwerk am Gadriabach, Südtirol | Geomechanics and Tunnelling | 1/2020 | 52-56 | Topics |
AbstractThe interaction between a protection structure and an acting process (e.g. debris flow) has only been described in a few publications so far. In particular, the acting forces and stresses have only been measured under real conditions in a few cases. Therefore it was necessary to design a monitoring barrier that could measure both the process parameters and the forces involved and their transfer into the ground. Such a structure was built 2016 in the Gadria torrent (South Tyrol). Data has meanwhile been measured, recorded and evaluated from five debris flows. With flow heights up to 2 m, densities up to 2,200 kg/m3 and velocities between 1 and 6 m/s, the measured impact forces could be compared with the existing loading approaches. The findings serve as a basis for the improvement of approaches for the design of protection structures. x | |||||
Nagy, Péter; Adam, Dietmar | Arbeitsintegrierte Verdichtungskontrolle während der Rütteldruckverdichtung | geotechnik | 3/2019 | 124-133 | Fachthemen |
AbstractDie Rütteldruckverdichtung ist ein Bodenverbesserungsverfahren, das bei der tief reichenden Verdichtung von grobkörnigen Böden weltweit angewendet wird. Die wesentlichen Vorteile dieser Technologie bestehen in der Vorwegnahme von Setzungen durch Bodenverdichtung und der Homogenisierung des Untergrunds. Trotz langjähriger Tradition des Verfahrens basieren heutzutage die Festlegung von Prozessparametern sowie die Kontrolle und der Nachweis des Verdichtungserfolgs in erster Linie auf Erfahrungen der ausführenden Firmen. x | |||||
Nagy, Zsolt; Gîlia, Lucian; Ballok, Robert | Romanian application of cold-formed steel beams with screwed corrugated webs | Steel Construction | 2/2013 | 139-143 | Articles |
AbstractCold-formed steel members are used in a wide variety of applications, both residential and industrial, due to their high strength-to-weight ratio. This paper introduces an innovative steel structural solution used in a portal frame configuration. The frame is made from cold-formed steel beams with screwed corrugated web and SHS columns. Very good structural performance was achieved, proved by way of tests on such beams carried out previously at the Technical University of Cluj-Napoca x | |||||
Nahler, F. | Ausführungsformen oberirdischer zylindrischer Tankbauwerke und deren konstruktive Gestaltung. | Stahlbau | 8/1974 | 235-241 | Fachthemen |
Najdin, N.; Jevtovic, Lj. | Eisenbahnschrägseilbrücke über die Save in Belgrad. | Stahlbau | 4/1978 | 97-106 | Fachthemen |
Naji, Arash | Modelling the catenary effect in the progressive collapse analysis of concrete structures | Structural Concrete | 2/2016 | 145-151 | Technical Papers |
AbstractProgressive collapse is a phenomenon in which local failure of a structural component due to a gas explosion or blast may lead to failure of the entire structure or a significant part of it. RC structures can resist progressive collapse through various mechanisms such as frame action and catenary action. x | |||||
Nakai, H.; Kitada, T.; Kunihiro, M.; Kitazawa, M.; Hasino, F. | Proposition of Methods for Checking the Ultimate Strength of Arch Ribs in Steel Nielsen-Lohse Bridges (Vorschlag für Nachprüfungsmethoden für die Bruchfestigkeit von Bögen der Nielsen-Lohse-Stahlbrücken). | Stahlbau | 5/1995 | 129-137 | Fachthemen |
AbstractEs werden zwei Prüfmethoden für die Bruchfestigkeit der Bögen von Nielsen-Lohse-Stahlbrücken vorgestellt. Diese Methoden sind für die Grenzlastberechnung entwickelt worden, und zwar zum einen für die Bemessung von gewöhnlichen Nielsen-Lohse-Brücken und zum anderen für besondere Fälle der Nielsen-Lohse-Brücken. Der Unterschied zwischen den gewöhnlichen und den besonderen Nielsen-Lohse-Brücken liegt in den unterschiedlichen Berechnungsmethoden. Im ersten Fall liegt die elastische und im zweiten Fall die elastisch-plastische Berechnungsmethode unter Berücksichtigung endlicher Verformungen zugrunde. x | |||||
Nakai, H.; Kurita, A. | Stahlbrückenbau in Japan | Stahlbau | 5/2003 | 287-288 | Editorial |
Nara, S.; Fukumoto, Y. | Ultimate Strength of Steel Plates under In-Plane Bending and Compression (Beultraglasten von Platten unter linearer veränderlicher Normalspannung). | Stahlbau | 6/1988 | 179-185 | Fachthemen |
AbstractEs werden numerische Ergebnisse vorgestellt, die mit Hilfe einer elastisch-plastischen Finiten-Elementen-Methode berechnet wurden. Besonderes Augenmerk für die Auswertungen galt dem Spannungs(Dehnungs-)gradienten, der Plattenschlankheit, dem Seitenverhältnis, dem Verfestigungsbereich und den Imperfektionen. Anhand der Ergebnisse werden schließlich Näherungsformeln zur Ermittlung der Tragfähigkeit unter konstanter Druckstauchung, linearer Dehnungsverteilung wie bei einem Biegemoment und unter kombinierter Beanspruchung vorgeschlagen. x | |||||
Naraniecki, Hubert; Hartung, Robert; Marx, Steffen; Klemt-Albert, Katharina | Zustandsprognose von Ingenieurbauwerken auf Basis von digitalen Zwillingen und Bestandsdaten | Bautechnik | 3/2022 | 173-181 | Aufsätze |
AbstractDer Zustand von Ingenieurbauwerken ist von besonderer Bedeutung für den Erhalt und sicheren Betrieb der Verkehrsinfrastruktur. Für ein wirtschaftliches Instandhaltungsmanagement ist die Kenntnis zum aktuellen Zustand eines Bauwerks daher zentral. Neben dem aktuellen Zustand ergeben sich wirtschaftliche Instandhaltungsstrategien aus der Kenntnis der zukünftigen Zustandsentwicklung eines Bauwerks. Durch eine intelligente Datenverknüpfung von Bestandsdaten kann die Entwicklung eines Bauwerks abgeschätzt und so vorausschauend Instandhaltungsmaßnahmen abgeleitet werden. Der Beitrag stellt einen Ansatz vor, wie auf Basis der Methode Building Information Modeling (BIM) und digitaler Bauwerksmodelle über die Verknüpfung mit betreiberbezogenen Bestandsdaten und Structural Health Monitoring (SHM) datenbasiert Prognosen zum Bauwerkszustand von Eisenbahnbrücken abgeleitet werden können. Hierfür werden Verfahren des Machine Learnings (ML) auf die Bestandsdaten zu den Brückenbauwerken der DB Netz AG angewendet und systembezogen ausgewertet. Durch das objektive und datengetriebene Bewertungsverfahren wird eine weitere Grundlage für belastbare Entscheidungen im Instandhaltungsmanagement gelegt. x | |||||
Naruse, T. | Neuere Stahlbrücken in Japan. | Stahlbau | 7/1976 | 211-214 | Fachthemen |
Naruse, T. | Einige Überlegungen zu Stahlbrücken mit Hutquerschnitt am Beispiel der Golden-Horn-Brücke in Istanbul. | Stahlbau | 3/1976 | 65-73 | Fachthemen |
Naruse, T.; Hirashima, Y. | Entwicklung eines passiven dynamischen Schwingungsdämpfers. | Stahlbau | 7/1987 | 193-196 | Fachthemen |
AbstractInfolge neuerer Entwicklungen werden immer mehr Brücken mit großen Spannweiten gebaut, besonders Hängebrücken und Schrägseilbrücken. Üblicherweise werden dabei freistehende Pylone errichtet, bevor die Seile eingebaut werden. In diesem Zustand können die Pylone im Bereich geringer Windgeschwindigkeiten leicht in Schwingungen geraten, da ihre Steifigkeit gering und ihre Dämpfung klein ist. Es wurden daher viele Anstrungungen unternommen, um diese Schwingungen zu reduzieren. Zur Lösung dieses Problems wurde ein sehr wirksamer Schwingungsdämpfer nach einer Idee von Naruse entwickelt, der nur einen geingen Raum einnimmt. Dieser Dämfer wurde beim Bau der Iwakurojima-Brücke eingesetzt, die einen Teil des Honshu-Shikoku-Projektes darstellt. Im Beitrag wird dieser Dämpfer beschrieben und Ergebnisse von Messungen auf der Baustelle mitgeteilt. x | |||||
Nasdala, L.; Hohn, B.; Schröder, K.-U. | FE-Untersuchungen zur Interaktion von Biegedrillknicken und plastischem Querschnittsversagen bei Durchlaufträgern | Stahlbau | 5/2005 | 319-330 | Fachthemen |
AbstractDurchlaufträger können als wirtschaftlich bemessen angesehen werden, wenn Stabilitätsversagen durch Biegedrillknicken und plastisches Versagen gleichzeitig eintreten würden. Um den genauen Versagensmechanismus vorhersagen und die erforderlichen Gegenmaßnahmen ergreifen zu können, bietet es sich an, die verschiedenen Interaktionen mit Hilfe der FE-Methode (FEM) zu berechnen. Der Einsatz der FEM hat darüber hinaus den Vorteil, daß auch unsymmetrische Querschnittsprofile, Träger mit Aussteifungen oder Aussparungen sowie beliebige Bettungs- und Lagerungsbedingungen untersucht werden können. Ziel dieses Beitrages ist es aufzuzeigen, welche Aspekte bei der Generierung eines geeigneten Berechnungsmodells zu beachten sind, beginnend mit der Diskretisierung des FE-Netzes und der Wahl der Zeitschrittweite bis hin zur Einführung von Imperfektionen. Außerdem werden Hinweise zum Auswerten der FEM-Ergebnisse gegeben, beispielsweise zur Interpretation von Last-Verschiebungskurven. x | |||||
Nasri,Verya | Design and construction of the Second Avenue subway project in New York / Entwurf und Bau der Second Avenue Subway in New York | Geomechanics and Tunnelling | 5/2013 | 528-541 | Topics |
AbstractThe Second Avenue Subway Project is a major capital expansion
project of the New York City subway that will provide a dedicated
line for the east side of Manhattan. The project is approximately 13.7 km long including 16 stations, and its estimated cost is about 17 billion US-Dollar. Under the current design of the whole subway route, ten stations will be cut-and-cover and six mined caverns. The excavated diameter of the bored tunnels is 6.6 m and the caverns span ranges from 12 to 21 m. As the geology of Manhattan varies along its length, the subway will pass through both
hard rock and soft ground and there will be multiple rock/soil interfaces along the alignment. This paper presents details of planning, design and construction of the first phase of Second Avenue
Subway in the very dense urban environment of Manhattan. x | |||||
Nather, F. | Joachim Lindner - 70 Jahre | Stahlbau | 4/2008 | 315-316 | Persönliches |
Nather, F. | Christian Petersen 75 Jahre | Stahlbau | 12/2006 | 1042 | Persönliches |
Nather, F. | Stahlbau - Rückblick und Ausblick | Stahlbau | 10/2002 | 768-771 | Berichte |