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Als Bestandteil eines Neubaus in Berlin wurde mit einem Privat- und einem Hausmeisterhaus ein elliptisches Palmenhaus mit Grundrißabmessungen von etwa 16,0 x 10,0 m errichtet. Dank der von den Fachplanern durchdachten Konstruktion und sorgfältig gestalteten Details weist das 9,5 bis 11,5 m hohe Bauwerk ein hohes Maß an Transparenz aus. Die Isolierverglasung des betretbaren Daches und der Fassade wird von einer filigranen Stahlkonstruktion getragen, deren Verformungen wegen des rahmenartigen Verhaltens des Tragwerks in vertretbaren Grenzen bleiben. Zur Aussteifung wird lediglich der Stahlbau von Dachkonstruktion und Fassade herangezogen. Durch eine gutachterliche Stellungnahme erfolgte die Festlegung der Windlast. Zur Genehmigung wurden von einer anerkannten Prüfstelle Bauteilversuche und eine Überwachung durchgeführt. Nach konsequentem Einsatz in der Planung von CAD verliefen Herstellung mittels CNC-gesteuerter Geräte und Montage ohne nennenswerte Probleme.

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Architekten und Planer arbeiten zunehmend mit dem Gestaltungselement einer Stahlfassade, um die Vorteile dieses Werkstoffes und der Konstruktionsprinzipien für filigrane, weitgespannte Räume wie Atrien und Eingangsbereiche voll auszuschöpfen. Hinzu kommen dabei auch Mehrfachanforderungen aus dem Design, dem Brandschutz und auch dem Sicherheitsbedürfnis. Die Autoren stellen ein Fassadensystem vor, was vor allem in seiner Kombination von der Mono- über die Isolierverglasung zu Mehrfachanforderungen wie Brandschutz, bis hin zur Sicherheitstechnik, inklusive Beschuß- und Sprenghemmung besticht. Minimale und möglichst gleiche Ansichten und Ansichtsbreiten waren das Ziel der Entwickler dieses Systems, die vor allem gestalterische, nicht die funktionalen Elemente einer solchen Fassade in den Vordergrund gestellt haben. Einige Details bezüglich der Spezialanforderungen werden genauso erläutert wie Fakten der spezifischen Prüfungen und Auswertung solcher Versuche. Es wind ein Überblick über die Vielfältigkeit der Möglichkeiten gegeben, die mittels Stahlfassaden allgemein und in diesem System im besonderen möglich sind. Speziell auf dem Gebiet des Brandschutzes sind die maximalen Scheibengrößen, die Überkopfverglasung in F 90 sowie bezüglich der Beschuß- und Sprenghemmung der derzeitig mögliche Stand der Technik dargestellt.

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Die unerwartet schweren Schäden der Erdbeben von Northridge 1994 und Kobe 1995 an entsprechend bemessenen Stahlkonstruktionen haben in Erinnerung gerufen, daß mit einem signifikanten Einfluß der Beanspruchungsgeschwindigkeit auf das mechanische Materialverhalten von unlegiertem Baustahl gerechnet werden muß. Mangels entsprechender Grundlagen für erdbebentypische Beanspruchungen wurde im Rahmen eines DFG-Forschungsvorhabens die Geschwindigkeitssensitivität des mechanischen Verhaltens von handelsüblichem Baustahl S 355 umfangreich experimentell untersucht. Wesentliche Ergebnisse werden vorgestellt. Chargenunabhängig besteht bei unlegierten Baustählen sowohl bei einmaliger als auch bei wiederholter Beanspruchung bis in den inelastischen Bereich in diesem eine signifikante Abhängigkeit des Spannungs-Verzerrungs-Verhaltens von der Beanspruchungsgeschwindigkeit. Zugleich kann das Auftreten von Relaxations- und Kriechphänomenen bei Raumtemperatur auf den Einfluß der Beanspruchungsgeschwindigkeit zurückgeführt werden. Für den Einsatz im Rahmen von FEM-Berechnungen wird auf der Grundlage einer langjährig durch die DFG geförderten Forschungstätigkeit (SFB 319) ein Modell zur konsistenten Beschreibung des komplexen Materialverhaltens unlegierter Baustähle vorgestellt. Vergleichsrechnungen einiger experimenteller Untersuchungen mit dem exemplarisch in ANSYS® implementierten Materialmodell veranschaulichen die Beschreibungsmöglichkeiten der vorgeschlagenen Modellformulierung.

Plastische Tragreserven werden im Stahlbau häufig planmäßig in Anspruch genommen und zumindest auf der Bewertungsseite (Verfahren Elastisch - Plastisch der DIN 18800) oder zusätzlich auch auf der Ermittlungsseite der Beanspruchungen (Verfahren Plastisch - Plastisch) quantitativ berücksichtigt. In diesen Nachweisverfahren lauern jedoch einige Gefahren, die nicht immer leicht zu erkennen sind. Einige davon werden in diesem Beitrag angesprochen.

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Für die Berechnung eines Stabes mit allgemeinem 3-Blech-Querschnitt (Steg vertikal, Gurte horizontal) unter Normalkraft, doppelter Biegung und Wölbkrafttorsion werden fertige Formeln angegeben. Als Bezugsachsen werden die vertikale Stegachse und die horizontale Achse in Stegmitte verwendet. Damit entfällt die Bestimmung von Schwerpunkt und Lage der Hauptachsen. Kenntnisse über die Theorie der Wölbkrafttorsion sind nicht erforderlich. Wölbwiderstand und Lage des Schubmittelpunktes werden im Verlauf der Rechnung erhalten. Die dargestellte Theorie wird sowohl für die Biegung als auch die Torsion mit Hilfe der (lagerungsunabhängigen) Übertragungsbeziehungen formuliert. Die Bestimmung der erforderlichen Anfangswerte wird für drei Stablagerungsfälle explizit angegeben. Es können alle interessierenden Schnittgrößen, Verschiebungsgrößen und Spannungen berechnet werden. Drei Zahlenbeispiele erläutern das Vorgehen.

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