Im Beitrag werden Ergebnisse von Ermüdungsversuchen zum Abscheren der Paßschrauben M16×1 der Klasse 5.8 nach PN-91/M-82342 vorgestellt. Die Untersuchungen umfaßten 15 zweischnittige Versuchskörper, die in fünf Belastungsschritten einseitig zyklisch zugbelastet wurden. Die Gleichung der Regressionsgerade wurde aufgrund der Untersuchungsergebnisse mit der Methode der kleinsten Quadrate bearbeitet. Der lineare Korrelationsfaktor wurde berechnet und der Vertrauensbereich bestimmt. Aus der Gleichung der Regressionsgerade für 2·10⁶ Lastzyklen ergab sich eine dauerhafte Ermüdungsfestigkeit Z_tj von 215 MPa.

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Seit dem Brundtland Report [12] im Jahr 1985 “Unsere gemeinsame Zukunft” und dem Erdgipfel von Rio 1992 ist der Begriff “Nachhaltige Entwicklung” in unserer Gesellschaft allgegenwärtig. Nachhaltigkeit bedeutet demnach, die Bedürfnisse der heutigen Generationen zu decken, ohne die Möglichkeiten künftiger Generationen zu gefährden. Unter dem Begriff “Nachhaltiges Bauen” (engl. sustainable construction) versteht man, Bauwerke ganzheitlich zu betrachten, also unter ökologischen, ökonomischen und soziokulturellen Gesichtspunkten. Dies bedeutet einen Paradigmenwechsel für das Bauwesen.
Vom Österreichischen Stahlbauverband wurde 2003 eine Vorstudie mit dem Ziel in Auftrag gegeben, Stärken und Schwächen des Stahlbaus unter den neuen Rahmenbedingungen zu erheben und daraus Chancen und künftige Handlungsfelder für den Stahlhochbau abzuleiten. Es wurde untersucht, wo die Stahlskelettbauweise in bezug auf die ökologische Nachhaltigkeit im Vergleich zu Konkurrenzbauweisen liegt. Die ökologische Bewertung wurde mit dem Instrument der Ökobilanz gemäß ÖNORM EN ISO 14040 [25] durchgeführt. Ergebnis daraus ist eine Darstellung der Stahlskelettbauweise im Vergleich zur Holzskelett- und Stahlbetonbauweise. Aspekte der Rezyklierbarkeit oder Demontierbarkeit, also der Kreislauffähigkeit, sind mit den derzeitigen Ökobilanzen nicht abzubilden. Zudem zeigte sich, daß Vergleiche auf Produkt- oder Gebäudeebene zu verzerrten Ergebnissen führen können, da die zur Verfügung stehenden ökologischen Basisdaten unterschiedlicher Datenbanken große Schwankungsbreiten aufweisen. Im Rahmen dieser Arbeit konnten die ökologischen Kennwerte von Elektrostahl erheblich verbessert werden.

Die DASt-Richtlinie 009, äquivalent mit DIN EN 1993-1-10, liefert ein auf der Bruchmechanik basierendes Verfahren zur Stahlgütewahl für Stahlbauten zur Vermeidung von Sprödbruch bei niedrigen Temperaturen. Dieses Verfahren ist ursprünglich für die Bedingungen des Brückenbaus, d.h. für ermüdungswirksame Belastungen abgeleitet worden und gilt für alle Kerbdetails, die in DIN EN 1993-1-9 oder im DIN-Fachbericht 103 enthalten sind. Bei Anwendung solcher Kerbdetails liegt die Stahlgütewahl auch im Hochbau auf der sicheren Seite. Wirtschaftliche Hochbauverbindungen, z. B. Einschubverbindungen, beruhen auf plastischen Bemessungsmodellen und sind nicht kerbfallorientiert gestaltet. Daher fallen sie nicht in den Gültigkeitsbereich der DASt-RiL 009.
Der vorliegende Beitrag liefert einen Vorschlag für die Erweiterung der DASt-Richtlinie 009, mit der auch für Einschubverbindungen die Stahlgütewahl durchgeführt werden kann. Dabei wird ähnlich wie im Brückenbau vorgegangen, jedoch werden die Eingangsgrößen für den bruchmechanischen Nachweis (z. B. Rißgrößen) ersetzt. Die vereinfachten Tabellen sind ähnlich gestaltet wie in der DASt-RiL 009, allerdings haben neben der Blechdicke auch die geometrischen Parameter des Blechausschnitts einen Einfluß.

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Der Beitrag stellt Ergebnisse von Windkanalversuchen mit zylinderförmigen vertikalen Doppelmantelbehältern mit festem und schwimmendem Dach vor. Bei den Windkanalversuchen wurde die Druckverteilung auf die beiden Mäntel und die beiden Dächer gemessen. Analysiert wurden der Einfluß des Abstandes zwischen den Behältermänteln, der Art des Daches und der Lage des schwimmenden Daches auf die Druckbelastung und ihre Verteilung. Die Ergebnisse der Messungen wurden in Form von Druckkennzahl (C_p)-Diagrammen dargestellt.

Der Beulsicherheitsnachweis für vierseitig gelagerte, unversteifte lange Platten kann nach DIN 18800-3:1990-11, Element (204) als vereinfachter Nachweis durch Einhaltung von grenz(b/t)-Werten geführt werden. Für allein durch Randspannungen σx und τ beanspruchte Platten aus den Stahlsorten S 275, S 420 oder S 460 werden für diesen Nachweis Interaktionsdiagrammen aufbereitet.

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Auf der glasstec 2006 in Düsseldorf, der weltweit größten Messe der glaserzeugenden und glasverarbeitenden Industrie, wurde von der Firma Seele eine Ganzglastreppe mit einer freien Spannweite von sieben Metern errichtet. Die beiden tragenden Wangen bestehen aus jeweils einer mehrlagigen Floatglasscheibe ohne Stoß. Neben der großen Spannweite der Glasscheiben ist vor allem die Verwendung einer neuartigen Klebetechnik mittels hochtransparenter SGP (SentryGlas® Plus)-Folien bemerkenswert. Im Mittelpunkt dieses Aufsatzes stehen das statische Konzept der Treppe sowie die Ausführung und Bemessung der Klebeverbindungen.

Der vorliegende Beitrag behandelt den Nachweis der Tragsicherheit eines Stahlglas-Tragwerks am Beispiel einer auf der Messe glasstec2004 ausgestellten freitragenden Glastreppe. In einem ersten Beitrag in dieser Zeitschrift wurde die Treppe bereits hinsichtlich der Konstruktion ihrer wichtigsten Details vorgestellt und das zur Stahlglas-Bauweise gehörige Sicherheitskonzept in seinen Grundzügen erläutert. Hier werden die Nachweise beschrieben, die konkret für dieses Tragwerk zu erbringen sind und neben rechnerischen Nachweisen auch Bauteilversuche an einzelnen Tragwerkselementen sowie eine abschließende Probebelastung einschließen.

Forschung und Entwicklung im Konstruktiven Glasbau werden an der Technischen Universität Dresden weiterhin intensiv mit dem Ziel betrieben, lichtdurchlässige und innovative Gebäudehüllen zu schaffen. Neben dem zunehmenden Einsatz von lastabtragenden Bauteilen aus Glas wird auch verstärkt Forschungs- und Entwicklungsleistung in glasgerechte Verbindungstechniken investiert, um zukünftig den Baustoff Glas noch umfassender im Hochbau einsetzen zu können.

Bei der Bemessung von Trägern aus Verbundglas stellt sich stets die Frage, inwieweit eine Verbundwirkung der Zwischenfolie mit visko-elastischem Materialverhalten (PVB-Folie), welche die Biegedrillknickanfälligkeit erheblich reduzieren würde, in Ansatz gestellt werden kann. Die Berücksichtigung des zeit- und temperaturabhängigen Verhaltens mit ständigen und variablen Lastanteilen sowie Temperaturzyklen ist zwar wirtschaftlich wünschenswert, aber die Umsetzung wird in der Praxis als schwierig angesehen. Im folgenden werden die wichtigsten Lösungs- und Arbeitsschritte eines neu entwickelten Bemessungskonzeptes vorgestellt, mit dem das Biegedrillknickverhalten von Verbundglasträgern, ausgehend von dem experimentell ermittelten zeit- und temperaturabhängigen Steifigkeitsverhalten der am meisten verwendeten PVB-Folie und erweiterten Verwölbungsansätzen für den Verbundquerschnitt, über Versuche und Simulationen verifiziert werden kann. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Einbezugnahme des zeitabhängigen Effektes.

Verbundglasscheiben bestehen aus zwei oder mehr Glasschichten, die durch Zwischenschichten aus transparenten Folien oder Harzen miteinander verbunden werden. Erstrebenswert ist daher eine Bemessung, die ein Zusammenwirken der einzelnen Schichten erfaßt. Basierend auf der Sandwichtheorie existieren verschiedenste Bemessungsmodelle, die als wesentlichen Parameter einen Schubmodulwert der Zwischenschicht beinhalten. Da die polymeren Zwischenschichten rheologische Materialeigenschaften aufweisen, ist ihr Schubmodul von der Materialtemperatur und der Belastungszeit abhängig. Mangels Kenntnis von Belastungsverläufen und korrelierten Materialtemperaturen werden für die Lastfälle Wind und Schnee derzeit sehr konservative Annahmen getroffen, die zu unwirtschaftlichen Bemessungen führen.
Auf der Basis meteorologischer Daten des Deutschen Wetterdienstes sowie Meßreihen an Verbundglasscheiben werden dreidimensionale Belastungskollektive für Wind- und Schneelasten, bestehend aus Belastungshöhe und Belastungsdauer, sowie der gleichzeitigen Materialtemperatur bestimmt. In einem weiteren Schritt werden Bemessungsschubmodulwerte abgeleitet, die alle rheologischen Effekte implizieren.

Da ein rechnerischer Nachweis von (Glas-)Punkthaltern auf Grund der oft komplexen Geometrie meist sehr aufwendig wäre, wird der Nachweis in der Regel durch experimentelle Untersuchung geführt. Dazu gibt es bisher keine Prüfvorschrift, und man beschränkte sich in aller Regel auf den Nachweis ausreichender Tragfähigkeit. Für sichere und solide Konstruktionen muß aber auch der Zustand des Halters unter Last berücksichtigt werden. Im Entwurf der DIN 18008-Teil 3: “Punktförmig gelagerte Verglasungen” ist daher eine Prüfvorschrift vorgesehen, die neben der Untersuchung der Tragfähigkeit auch die Ermittlung von Gebrauchstauglichkeitslasten und die Angabe der Steifigkeitswerte fordert.

Dieser Beitrag beschreibt die ausgeführten experimentellen und analytischen Untersuchungen über neuartige Stahl-Beton-Verbindungen für Verbundbrücken, so genannte “Haftverbindungen“. Ihre Festigkeit beruht auf der Reibung an mehreren in geeigneter Weise angeordneten Kontaktflächen. Diese Verbindungen haben den Vorteil, daß sie einen einfachen und schnellen Einbau von vorgefertigten Platten erlauben, wobei das Betonieren auf der Baustelle auf ein Minimum begrenzt wird. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, daß diese Verbindungen einen großen Längsschubwiderstand und gegenüber der traditionellen Verbundart (Kopfbolzendübel) eine sehr hohe Steifigkeit haben. Ihre Duktilität dagegen ist deutlich geringer. Anhand der experimentellen Resultate wurde ein Rechnungsmodell für den Tragwiderstand dieser Verbindung entwickelt. Dieses Modell berücksichtigt sowohl die beobachtete behinderte Querverformung als auch das Materialverhalten der Kontaktflächen. Das Modell wurde für eine Parameterstudie verwendet, aus welcher gewisse Resultate dargestellt und diskutiert werden. Aus diesem wird eine vereinfachte Berechnungsmethode abgeleitet. Zusätzlich werden Entwurfsrichtlinien und einige Empfehlungen für die Ausführung vorgeschlagen. Das Verhalten von Stahl-Beton-Verbundträger mit Haftverbindung wird ebenfalls kurz besprochen.

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