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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 LockerbödenGeomechanics and Tunnelling3/2010268-282Topics

Abstract

A 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.
Der vorliegende Beitrag präsentiert ein auf der Methode der Finiten Elemente basierendes Simulationsmodell zur Analyse schildgestützter Tunnelvortriebsprozesse. Die prozessorientierte Abbildung des Tunnelvortriebs ermöglicht Prognosen der Auswirkungen unterschiedlicher Vortriebsparameter, wie Stütz- und Verpressdrücke oder der Vortriebsgeschwindgkeit, auf die Bodenverformungen und -beanspruchungen, die Grundwasserverhältnisse oder die Belastungen von Schildmaschine und Tübbingausbau. Dies erfordert neben der wirklichkeitsnahen numerischen Abbildung des sequentiellen Vortriebsprozesses, der Prozesskomponenten und des umgebenden Baugrunds adäquate numerische Modelle zur Beschreibung der vielfältigen Boden- Prozess-Interaktionen infolge der Ortsbruststützung, des Kontakts zwischen Schildmantel und Baugrund, der Schildschwanzverpressung, der Maschinensteuerung und des Ausbaus. Diese prozessabhängigen Wechselwirkungen prägen das strukturmechanische Verhalten vor, über und hinter der Tunnelvortriebsmaschine in erheblichem Umfang. Ausgewählte Beispielrechnungen demonstrieren die Möglichkeiten des vorgestellten Simulationsmodells für die Analyse von Interaktionsmechanismen im maschinellen Tunnelvortrieb.

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Nagel, F.; Stascheit, J.; Meschke, G.A Numerical Simulation Model for Shield Tunnelling with Compressed Air SupportGeomechanik und Tunnelbau3/2008222-228Fachthemen

Abstract

This 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.

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Nagel, Sven; Müller, Anthea; Walter, David; Hildenbrand, Geza; Haas, FabianHerausforderung Sri Lanka - Angehende Ingenieure bauen Hängebrücke im DschungelBautechnik6/2014393-397Berichte

Abstract

Studenten 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.

Challenge Sri Lanka - prospective engineers build suspension bridge in the jungle
Students from Karlsruhe University initiate, plan and develop engineering projects worldwide with sole responsibility. In summer 2013 they built a suspension bridge in a small village in the Sri Lankan jungle. This report is going to show and emphasize the challenges which come along with conducting such a project. Next to the project itself the funding needs to be discussed clearly as well as the fact that the whole team needs to be confronted with possible cultural differences and characteristics. Considering the construction of the suspension bridge it needs to be kept in mind that the material needs to be extremely solid due to the Sri Lankan humid climate. The construction of the bridge is supposed to be planned as simple as possible. University students and villagers who are not familiar with working on a construction site are going to build the bridge. In addition for logistical reasons it is not possible to bring and move big construction machines into the Sri Lankan jungle. Therefore it is necessary to throw acquired knowledge overboard and to come up with own creative concepts and ideas. The suspension bridge had been built and finished within four months. Because of communication problems, tropical storms as well as difficulties in accurate project planning and purchasing no day on the construction site was like the other. Looking back a reliable team, staying power and a close cooperation with the villagers is indispensable for completing such a tremendous project successfully.

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Nagel, Sven; Ummenhofer, ThomasVereinfachte Bemessung von ermüdungsbeanspruchten StahlgussbauteilenStahlbau1/202249-61Aufsätze

Abstract

Der 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.

Simplified design of cast steel components under fatigue loads
Theoretically, cast steel is ideally suited for use in structures subject to fatigue loads due to its high mechanical strength and virtually free shaping possibilities. However, the component resistance is determined by manufacturing-related imperfections. Due to a lack of knowledge and the absence of easily applicable design approaches, the use of cast steel components is usually rejected or countered by the highest demands on manufacturing quality. This blanket choice is usually uneconomical and not necessary from a technical point of view, since even major casting defects do not necessarily reduce the performance of a component. In this paper, an easy-to-use design approach is presented, which allows the determination of manufacturing quality based on local stresses. The link between fatigue strength and allowable defect sizes is established by newly defined resistance categories. The component design is carried out by limiting maximum stress ranges, is based on established verification concepts, and is thus directly adapted to practical construction applications. Influences such as medium-voltage dependence, shape tolerances, brittle fractures, stress gradients and interaction of neighbouring flaws are considered by reduction factors or additional conditions.

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Nagel, Sven; Zieger, Toni; Luhmann, Birger; Knödel, Peter; Ritter, Joachim; Ummenhofer, ThomasErschütterungsemissionen von WindenergieanlagenStahlbau6/2019559-573Aufsätze

Abstract

Durch 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.

Soil vibrations induced by wind turbines
The towers of wind turbines (WT) are constantly excited due to the rotation of the rotor, hub, gear and generator. The resulting vibrations, generated at the upper end of the tower, are modified by the dynamic properties of the tower structure and induced into the ground. Broadband seismometers record these vibrations not only in the close environment of the WT but also up to several kilometers away from the turbine. In addition, residents and wind power opponents fear a potential of negative health effects caused by these vibration phenomena. In the context of this paper, seismic vibrations are measured at the foundation of an exemplary 2 MW WT. These seismic signals are compared to numerical simulations. Based on this, the technical background of the source mechanism is explained. So far, the measured ground vibrations usually have been attributed exclusively to the excitation frequencies of the WT. However, the investigations presented in this article show that the structural properties of the tower structure influence the type and intensity of the vibrations introduced into the ground and dominate the emitted ground motion amplitudes. Finally, it is shown that the use of absorbers can cause a significant reduction of the vibrations.

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Nagel, Werner; Bosbach, Marc OliverEin Fundament für Hamburgs SterneBautechnik1/201853-61Berichte

Abstract

Das 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.

A foundation for the stars of Hamburg
The Planetarium Hamburg was re-opened in the spring of 2017 after a building period of c. 18 months. Comprehensive reconstruction and extension works were carried out in this time with the objective of modernisation including creation of new spaces and usage possibilities. This was a challenge in particular for reasons of conservation, because the planetarium is housed in a historic former water tower in Hamburg's Stadtpark. Components of the planning task included among other things demolition and reconstruction works, retaining works for load-bearing elements subject to conservation protection and with very high fitness-for-purpose requirements, and construction of an annex while preserving the visual appearance of the water tower. These concerned equally the building planners, structural engineers and construction firms involved. The results are impressive and have been received positively from all sides, not only from the building owners and those involved in the planning, but also from the public.

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Nagelstutz, F.; Stölting, H.Zur Konstruktion und Berechnung der dünnwandigen Zylinderschale des Absorbers einer Rauchgasentschwefelungsanlage.Stahlbau11/1988325-331Fachthemen

Abstract

Bei 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.

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Nagl, Georg; Hübl, JohannesDebris-flow impact and interaction with protection structures - Monitoring barrier at the Gadria torrent, Southern Tyrol / Einwirkung von Murgängen auf Schutzbauwerke - Das Messbauwerk am Gadriabach, SüdtirolGeomechanics and Tunnelling1/202052-56Topics

Abstract

The 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.
Die Interaktion zwischen einem Schutzbauwerk und einem einwirkenden Prozess (z. B. Murgang) ist bisher nur in wenigen Publikationen beschrieben. Insbesondere die dabei auftretenden Kräfte und Spannungen wurden unter realen Bedingungen nur in wenigen Fällen gemessen. Deshalb war es notwendig; eine Konstruktion zu entwerfen, die sowohl die Prozessparameter als auch die auftretenden Kräfte und deren Abtragung messen kann. So ein Bauwerk wurde 2016 am Gadria-Bach (Südtirol) errichtet. Bislang konnten Messdaten von fünf Murgängen aufgezeichnet und ausgewertet werden. Bei Fließhöhen von bis zu 2 m, Dichten bis zu 2.200 kg/m3 sowie Geschwindigkeiten zwischen 1 und 6 m/s konnten die gemessenen Anprallkräfte mit den bestehenden Lastansätzen verglichen werden. Die Erkenntnisse bilden die Grundlage zur Verbesserung der Ansätze zur Bemessung von Schutzbauwerken.

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Nagy, Péter; Adam, DietmarArbeitsintegrierte Verdichtungskontrolle während der Rütteldruckverdichtunggeotechnik3/2019124-133Fachthemen

Abstract

Die 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.
Im vorliegenden Beitrag wird die Möglichkeit zur arbeitsintegrierten Verdichtungskontrolle auf Basis des Bewegungsverhaltens des Tiefenrüttlers aufgezeigt und diskutiert. Die dynamische Wechselwirkung zwischen einem Tiefenrüttler und dem zu verdichtenden Boden wurde in großmaßstäblichen experimentellen Untersuchungen auf einem Versuchsfeld bei weitestgehend bekannten Untergrundverhältnissen messtechnisch erfasst und dokumentiert. Die theoretische Untersuchung des Rüttler-Boden-Interaktionssystems ermöglichte eine Quantifizierung des Verdichtungserfolgs in Form eines unmittelbar aus der Rüttlerbewegung ableitbaren Indikators. Dieser lässt eine tiefenabhängige Verdichtungskontrolle entlang der Verdichtungsstrecke zu und erteilt Informationen über die Homogenität des erzeugten Bodenkörpers im Versuchsboden, wodurch eine raumfüllende Kontrolle der Verdichtungsarbeiten gewährleistet werden kann.

Work-integrated quality control during deep vibro compaction.
Deep vibro compaction (vibroflotation) is a ground improvement method, which is used worldwide for compaction of granular soil. An appropriate compaction procedure results in a homogenous soil body and in reduced settlements. Despite the long tradition of this technique, the specification of process parameters and the control and quality assurance of the compaction works are still based on the experience of the contractors.
This paper discusses a proposal for a work-integrated compaction control, based on the motion behaviour of the compaction device. The dynamic interaction between the deep vibrator and the compacted soil was observed and recorded in large-scale experiments, with well-known ground conditions. A complementary theoretical investigation of the soil-vibrator interaction system allowed the quantification of the compaction success by a parameter, which was derived directly from the monitored vibrator movement. This parameter allowed a work-integrated compaction control covering the depth of the compacted soil. Moreover, the homogeneity of the compacted soil body could be controlled. Thus, a three-dimensional quality control of the compaction works was made possible.

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Nagy, Zsolt; Gîlia, Lucian; Ballok, RobertRomanian application of cold-formed steel beams with screwed corrugated websSteel Construction2/2013139-143Articles

Abstract

Cold-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
A finite element analysis was carried out in Abaqus using available, accurate, test-based calibrated FE models [1]. The same settings, mesh size, contacts, connectors and material definitions were used. Material stress-strain curves obtained from coupon tests and a theoretical curve were determined; both types were used in the FE analysis for the definition of the material. A monotonic test will be performed on the proposed structural configuration. The paper concludes with advice on how to set up theoretical stress-strain curves for design assisted by FEA of such kinds of girder. A case study presents one particular proposed structure, analysed by the authors and built for a warehouse application.

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Nahler, F.Ausführungsformen oberirdischer zylindrischer Tankbauwerke und deren konstruktive Gestaltung.Stahlbau8/1974235-241Fachthemen

Abstract

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Najdin, N.; Jevtovic, Lj.Eisenbahnschrägseilbrücke über die Save in Belgrad.Stahlbau4/197897-106Fachthemen

Abstract

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Naji, ArashModelling the catenary effect in the progressive collapse analysis of concrete structuresStructural Concrete2/2016145-151Technical Papers

Abstract

Progressive 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.
In this paper, the effect of catenary action on the resistance of concrete frame structures to progressive collapse is modelled using limit analysis. Non-linear optimization is performed for this. It is observed that although frame action is known to be the main mechanism resisting progressive collapse, at the end of this action, after rupture of bottom bars, catenary effects may bring about a noticeable increase in the resistance of the structure. The results show good agreement with the experimental results of other researchers.

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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).Stahlbau5/1995129-137Fachthemen

Abstract

Es 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.

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Nakai, H.; Kurita, A.Stahlbrückenbau in JapanStahlbau5/2003287-288Editorial

Abstract

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Nara, S.; Fukumoto, Y.Ultimate Strength of Steel Plates under In-Plane Bending and Compression (Beultraglasten von Platten unter linearer veränderlicher Normalspannung).Stahlbau6/1988179-185Fachthemen

Abstract

Es 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.

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Naraniecki, Hubert; Hartung, Robert; Marx, Steffen; Klemt-Albert, KatharinaZustandsprognose von Ingenieurbauwerken auf Basis von digitalen Zwillingen und BestandsdatenBautechnik3/2022173-181Aufsätze

Abstract

Der 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.

Condition state prediction of engineering structures based on digital twins and inspection data
The condition state of engineering structures is significantly important for the maintenance and safe operation of the transport infrastructure. Knowledge of the current condition state of a structure is therefore crucial to economic maintenance management. In addition to the current condition state, economic maintenance strategies are based on knowledge of the future development of a structure's condition. The future condition development of a structure can be estimated by an intelligent data linkage of bridge data and thus maintenance measures can be derived in advance. The paper presents an approach to derive data driven predictions of the condition states of railway bridges based on Building Information Modeling (BIM) and digital building models, linked with inspection data and Structural Health Monitoring (SHM). For this purpose, Machine Learning (ML) methods are applied to the aggregated data of the bridge structures of the DB Netz AG and evaluated in an asset related manner. The objective and data driven prediction provides a further basis for reliable decisions in maintenance management.

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Naruse, T.Neuere Stahlbrücken in Japan.Stahlbau7/1976211-214Fachthemen

Abstract

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Naruse, T.Einige Überlegungen zu Stahlbrücken mit Hutquerschnitt am Beispiel der Golden-Horn-Brücke in Istanbul.Stahlbau3/197665-73Fachthemen

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Naruse, T.; Hirashima, Y.Entwicklung eines passiven dynamischen Schwingungsdämpfers.Stahlbau7/1987193-196Fachthemen

Abstract

Infolge 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.

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Nasdala, L.; Hohn, B.; Schröder, K.-U.FE-Untersuchungen zur Interaktion von Biegedrillknicken und plastischem Querschnittsversagen bei DurchlaufträgernStahlbau5/2005319-330Fachthemen

Abstract

Durchlaufträger 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.

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Nasri,VeryaDesign and construction of the Second Avenue subway project in New York / Entwurf und Bau der Second Avenue Subway in New YorkGeomechanics and Tunnelling5/2013528-541Topics

Abstract

The 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.

Der Bau der Second Avenue Subway ist ein wichtiges Erweiterungsprojekt der New York City Subway und wird eine Linie für die östliche Seite Manhattans bereitstellen. Das Projekt ist ungefähr 13,7 km lang und beinhaltet 16 Haltestellen. Die geschätzten Kosten liegen bei etwa 17 Mrd. US-Dollar. Nach aktuellem Entwurf der Gesamtstrecke der Erweiterung sind zehn Haltestellen in offener Bauweise und sechs bergmännisch ausgebrochene Kavernen herzustellen. Der Ausbruchdurchmesser der maschinell aufgefahrenen Tunnel beträgt 6,6 m und die Spannweiten der Kavernen zwischen 12 m und 21 m. Da die Geologie Manhattans sich entlang der Trasse ändert, durchquert die Subway sowohl Hartgestein als auch weichen Untergrund. Außerdem gibt es zahlreiche Fels/Boden-Übergangsstellen entlang der Trassierung. Dieser Beitrag stellt Einzelheiten der Planung, des Entwurfs und des Baus der ersten Phase der Second Avenue Subway in der sehr dichten städtischen Umgebung Manhattans dar.

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Nather, F.Joachim Lindner - 70 JahreStahlbau4/2008315-316Persönliches

Abstract

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Nather, F.Christian Petersen 75 JahreStahlbau12/20061042Persönliches

Abstract

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Nather, F.Stahlbau - Rückblick und AusblickStahlbau10/2002768-771Berichte

Abstract

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