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Der Beitrag beschreibt die Planung und Ausführung der Hüllkonstruktionen (Fassaden und Dächer) für das Theater und die Konzerthalle des Arts Centre in Singapore, das den Namen "Esplanade" trägt. Ausgehend von der Geometrie der Freiformflächen werden der computergestützte Planungsprozeß und die Realisierung mit Hilfe eines Bausystems beschrieben. Durch Anwendung komplexer geometrischer Regeln konnte die Vielfalt der Konstruktionselemente (Stäbe und Knoten, Glasscheiben und Schattenelemente) reduziert und die Logistik von Planung, Fertigung, Versand und Montage beherrschbar gemacht werden.

Zur Überdachung eines Rundmischbettes für ein Zementwerk wurde eine Stahlskelettkonstruktion mit angehängter Membranhaut ausgeführt. Der Beitrag erläutert die Besonderheiten bei den Lastannahmen, der statischen Berechung und der konstruktiven Ausbildung dieser außergewöhnlichen Konstruktion.

Es wird die Stahlkonstruktion der kuppelförmigen Überdachung einer Rockhalle beschrieben, die über einer bestehenden Stahlbetonschale errichtet wurde. Dabei handelt es sich um eine extrem flache geschweißte Konstruktion aus radial und tangential angeordneten Walzprofilen bzw. geschweißten Trägern. Die Stahlkonstruktion hat die Aufgabe, die innen- und außenliegende Beplankung sowie eine abgehängte stählerne Rostkonstruktion zu tragen, an der Beleuchtungskörper und Lautsprecher montiert werden können. Die großen Druckkräfte in der Kuppel erfordern eine Berechnung nach Theorie II. Ordnung unter Berücksichtigung von Systemimperfektionen. Für die schalltechnische Dimensionierung der Deckenkonstruktion (Innenpegel bis 120 dBA müssen bis auf 45 dBA gedämpft werden!) waren die ersten drei Eigenfrequenzen zu berechnen.

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Dieser Beitrag zeigt am Beispiel der Herz-Jesu-Kirche in München auf, wie sich durch eine gelungene Synthese aus Glas und Stahl die von der Architektur gestellte anspruchsvolle Aufgabe einer gläsernen Fassade nahezu ohne sichtbare Stahlbauteile erfolgreich verwirklichen läßt. Kernstück der Glasfassade sind dabei horizontale und vertikale Glasschwerter, die tragende Funktionen aufweisen und zum Zweck der Lastweiterleitung mit U-förmigen Edelstahlprofilen verklebt sind. Da die hier realisierte tragende Verklebung von Glas und Stahl mit einem Silikonklebstoff innovativen Charakter aufweist, steht der Nachweis der Tragfähigkeit dieser Verklebung im Mittelpunkt aufwendiger experimenteller und theoretischer Untersuchungen. Für die gewählte Konfiguration der Verklebung hat die Anwendung eines allgemeinen Finite-Elemente-Verfahrens einen tieferen Einblick in die Beanspruchung der Silikonverklebung erlaubt, was die Interpretation der experimentellen Ergebnisse erleichtert und entsprechende Schlußfolgerungen für das Bauvorhaben stützt.

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In jüngster Zeit werden vermehrt Hohlprofilkonstruktionen auch im Brückenbau eingesetzt. Die Ausführung und Bemessung solcher Konstruktionen ist eng mit der Frage der Ausbildung der Knoten verbunden. Die zwei unterschiedlichen Möglichkeiten Stahlgußknoten oder Schweißknoten werden hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile z. T. kontrovers diskutiert. In diesem Beitrag wird versucht, die Anwendung von Hohlprofilkonstruktionen im Brückenbau und insbesondere die Ausbildung der Knoten als Stahlgußknoten oder Schweißknoten bezüglich der Teilaspekte Tragfähigkeit, Ermüdung, Fertigung und Wirtschaftlichkeit zu bewerten und zu vergleichen, um so Entscheidungshinweise für die Praxis und der zukünftigen Entwicklungen der Hohlprofilknoten im Brückenbau zu geben. Am Beispiel der sich derzeit im Bau befindlichen Talbrücke Korntal-Münchingen wird gezeigt, daß im konkreten Fall anstelle der zum Einsatz kommenden Stahlgußknoten auch Schweißknoten möglich gewesen wären. Unter Anwendung des Strukturspannungskonzepts konnte diese Frage vor allem hinsichtlich der Ermüdungssicherheit der Schweißknotenverbindungen geklärt werden.

Die Beanspruchungen von Tragwerken und Tragwerksteilen werden häufig an idealisierten Modellen ermittelt. In der Realität weisen Tragwerke hingegen meist Imperfektionen auf. Derartige Imperfektionen können gegebenenfalls erhebliche Auswirkungen auf die Beanspruchungen und damit auf die Tragfähigkeit besitzen. Im folgenden Beitrag wird eine experimentelle und numerische Untersuchung vorgestellt, deren Ziel die realitätsnahe Erfassung von Schraubenkräften in perfekten und imperfekten Ringflanschverbindungen ist. Derartige Flanschverbindungen werden häufig in Windkraftanlagen eingesetzt. Die Schrauben sind somit der Gefahr der Ermüdung durch Wechselbeanspruchung ausgesetzt. Es wird gezeigt, wie die experimentellen Daten in ein Finite-Elemente-Modell umgesetzt werden können. Darauf folgt eine nichtlineare statische Berechnung zur Ermittlung der Beanspruchungsverteilung im Flansch und in den Schrauben. Erste Ergebnisse zum Einfluß der Imperfektionen auf die Lebensdauer werden vorgestellt.

Messungen der Dehnung können mit konventionellen Dehnmeßstreifen (DMS) durchgeführt werden. Wenn sich das Tragverhalten dem Versagenszustand nähert, haben DMS den Nachteil, vorzeitig auszufallen (insbesondere im überkritischen bzw. Fließ- und Verfestigungsbereich). Das Thermovisionsverfahren dient zur Dehnungsanalyse beanspruchter Stahlbauteile bis in den Versagenszustand hinein. Zunächst werden für monoton und zyklisch beanspruchte Basisproben mit unterschiedlichen strukturellen und geometrischen Imperfektionen (z. B. Schweißnaht bzw. Kerbe) Wegänderungen und Temperatur bis zum Versagenszustand aufgenommen. Begleitend werden FE-Simulationen durchgeführt und die zu den gemessenen Temperaturen korrespondierenden Dehnungen ermittelt. Dadurch kann das thermoplastische Verhalten des untersuchten Materials (S235) bestimmt werden. Als weitere Anwendung des Thermovisionsverfahrens erfolgte die Untersuchung des Tragverhaltens an komplexen Bauteilen: Rosettenverbindungen, Hohlkastenträger mit schlanken Stegen, Kopfplattenverbindungen, Wellstegträger mit Konsolen.

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