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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Schaumann, Peter; Lochte-Holtgreven, StephanSchädigungsmodell für hybride Verbindungen in Offshore-WindenergieanlagenStahlbau4/2011226-232Fachthemen

Kurzfassung

Grout-Verbindungen als hybride Rohr-in-Rohr-Steckverbindungen mit hochfester zementgebundener Füllschicht sind während der Betriebsphase von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) dynamischen Lasten aus Wind- und Wellen- sowie Betriebslasten der Anlage ausgesetzt. Zusätzlich müssen diese nicht redundanten Verbindungen Extremlasten widerstehen. Die in den letzten Jahren festgestellten Vertikalverschiebungen im Bereich der Verbindung bei Monopiles unterstreichen eine erforderliche konstruktive Optimierung. Dies kann beispielsweise durch in Umfangsrichtung angeordnete Auftragsnähte erfolgen. Die damit hervorgerufenen Druckstreben ermöglichen einerseits eine signifikante Axialtragfähigkeitssteigerung, andererseits führen die geometrischen Kerben zu Spannungskonzentrationen in den Stahlrohren und der Füllschicht. Der Nachweis ausreichender Ermüdungsfestigkeit kann dabei nach bekannten Konzepten erfolgen. Werden einaxiale Wöhlerlinien von Beton angesetzt, ist der Nachweis der Groutschicht gegen Materialermüdung rechnerisch nur schwer zu erbringen. Unter Berücksichtigung der tatsächlich vorliegenden mehraxialen Spannungszustände im Grout und mehraxialer Wöhlerlinien für das Verbundmaterial kann trotz vorliegender Spannungskonzentration der Nachweis ausreichender Ermüdungsfestigkeit der Verbindung durchgeführt werden.

Damage approach for hybrid connections in offshore wind turbines.
During the service life of an offshore wind turbine, the connection between monopile and tower, the so-called grouted joint, is exposed to high dynamic loadings from wind and wave actions. Additionally the connection, which is filled with a high performance grout, has to withstand extreme load situations. Within the last years vertical settlements between the connected steel pipes have been detected. This non-redundant failure mode underlines the necessity for an optimization of the axial load bearing capacity. One possible solution is the application of shear keys, which are weld beads installed in circumferential direction of the connection on the surfaces of pile and sleeve. This additional mechanical interlock leads to compression struts and an increased axial strength. Unfortunately these geometric notches lead to local stress concentration and reduce the fatigue resistance of steel and grout. The fatigue design for the steel members can be performed acc. to well known local approaches. For plain grouted joints usually uniaxial S-N-curves for the grout layer are considered, which is not appropriate in cases of shear keys. Taking the multiaxial stress space around the weld beads and suitable S-N-curves into account, the fatigue design of the connection can be conducted.

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Schaumann, Peter; Meyer, Patrick; Mensinger, Martin; Koh, Suet KwanZum Schubtragverhalten von Verbunddübelleisten bei erhöhten TemperaturenStahlbau9/2019851-858Aufsätze

Kurzfassung

Prof. Dr.-Ing. Mario Fontana zur Vollendung des 65. Lebensjahres gewidmet.
Verbunddübelleisten werden häufig bei Verbundträgern zur Übertragung der Schubkräfte verwendet. Die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten bei Raumtemperatur wurde bereits umfangreich untersucht. Der Einfluss erhöhter Temperaturen, wie sie im Brandfall auftreten, auf die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten wurde bisher noch nicht quantifiziert. Zur Bewertung des Temperatureinflusses auf die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten wurden in einem nationalen AiF-Forschungsprojekt Push-out-Versuche durchgeführt.
In diesem Beitrag werden die experimentellen Untersuchungen zur Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten in Klothoidenform bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen dargestellt. Ziel der experimentellen Untersuchungen ist es, den Temperatureinfluss auf die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten zu bewerten. Mithilfe der experimentellen Untersuchungen und der Analyse der lokalen Tragmechanismen kann die Dübelkennlinie der Verbunddübelleisten analysiert werden.

Shear capacity of composite dowels at elevated temperatures
Composite dowels are commonly used to ensure longitudinal shear in composite beams. While the shear capacity of composite dowels has been thoroughly investigated at room temperature, the influence of elevated temperatures in the fire situation on the shear capacity of composite dowel has not been quantified. To close this gap of knowledge, within a national research project a series of push-out tests have been performed to determine the shear capacity of composite dowels at elevated temperatures.
This paper presents experimental investigations on the shear capacity of composite dowels in clothoidal shape at room and elevated temperatures. The objective is to evaluate the influence of elevated temperatures on the shear capacity of composite dowels. The test results and the analysis of the local bearing mechanisms allow to justify the shear force-displacement relation of the composite dowels.

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Schaumann, Peter; Meyer, Patrick; Mensinger, Martin; Koh, Suet KwanAnalyse des Tragverhaltens eines Deckensystems infolge eines Naturbrandszenarios für den DeckenhohlraumBautechnik1/201968-76Aufsätze

Kurzfassung

Die brandschutztechnischen Regelungen fordern zusätzlich zum üblichen Feuerwiderstand an ein Deckensystem in Verbundbauweise für die stählerne Tragkonstruktion der Fußbodentragschicht im Deckenhohlraum die Feuerwiderstandsklasse R30. Um diese Feuerwiderstandsklasse zu erreichen, sind bisher Brandschutzmaßnahmen für die Stahlquerschnitte erforderlich. Solche Brandschutzmaßnahmen erschweren die Wettbewerbsfähigkeit von Deckensystemen in Verbundbauweise. Fraglich ist, ob die vorhandenen Brandlasten im Deckenhohlraum und die Ventilationsverhältnisse überhaupt ein Brandszenario ermöglichen, das mit der Temperaturentwicklung der Einheits-Temperaturzeitkurve vergleichbar ist. Diese Frage war ein zentrales Thema des Forschungsprojekts P1139. Im Ergebnis wurde ein Naturbrandszenario für den Hohlraum von Deckensystemen entwickelt, welches auf realen Brandlasten und Ventilationsbedingungen basiert. Unter Verwendung dieses Naturbrandszenarios wurden zwei Großbrandversuche mit einem innovativen vorgespannten Verbunddeckensystem durchgeführt, um den Einfluss auf das Tragverhalten bei einer Brandbeanspruchung im Hohlraum des Deckensystems beurteilen zu können.
In diesem Beitrag werden die experimentellen und numerischen Untersuchungen zum Erwärmungs- und Tragverhalten des Deckensystems infolge des Naturbrandszenarios für den Hohlraum beschrieben. Zusätzlich zu den experimentellen Untersuchungen wird ein numerisches 3-D-Modell in Abaqus erstellt, das mit den Versuchsdaten validiert wird und mit dessen Hilfe die Systemtragwirkung des Deckensystems vertiefend untersucht wird.

Evaluation of the load-bearing behaviour of a slab system in case of a natural fire scenario for the hollow space
In Germany, in addition to the common fire resistance of slab systems the national regulations require a 30-min standard fire resistance of the load-bearing steel construction of the flooring system of a slab system. To achieve this fire resistance with a composite slab system a fire protection of the load-bearing steel construction is necessary. Due to the fire protection the competiveness of the composite slab systems is affected in comparison to other slab systems. However, it is uncertain if the fire loads and ventilation conditions within the hollow space are sufficient to reach comparable temperatures to the ISO standard fire curve. Therefore, in the research project (P1139) a natural fire scenario was invented for the hollow space of slab systems based on real fire loads and ventilation conditions. On the basis of this natural fire scenario two large scale fire tests with an innovative prestressed composite slab system were performed to evaluate the influence on the load-bearing behaviour.
In this paper, experimental and numerical investigations regarding the heating and load-bearing behaviour of a slab system in case of this natural fire scenario are presented. A three-dimensional Abaqus model, which is validated against the test data, will be used for an enhanced understanding of the load-bearing behaviour.

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Schaumann, Peter; Raba, Alexander; Bechtel, AnneZum Ermüdungsverhalten von Grout-Verbindungen bei unterschiedlichen UmgebungsbedingungenStahlbau12/2016822-827Fachthemen

Kurzfassung

Herrn Univ. Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hanswille zur Vollendung seines 65. Lebensjahres gewidmet
Grout-Verbindungen sind ein häufig eingesetztes Konstruktionsdetail in Offshore-Windenergieanlagen und -Plattformen. Sie stellen eine lastabtragende Verbindung zwischen gerammten Pfählen und Tragstruktur her. Bei aufgelösten Unterstrukturen befindet sich diese Verbindung üblicherweise unter Wasser. Ein möglicher Wassereinfluss auf das Ermüdungsverhalten des Konstruktionsdetails wurde in früheren Versuchen und den daraus abgeleiteten Bemessungsverfahren nicht berücksichtigt. Die in dieser Veröffentlichung beschriebenen versuchsgestützten Untersuchungen zeigen an klein- und großskaligen Versuchskörpern eine deutliche Reduktion der Lebensdauer bei Ermüdungsbeanspruchung unter Wasser gegenüber trockenen Umgebungsbedingungen. Neben einer Beeinflussung der Lebensdauer verändert das umgebende Wasser auftretende Schadensmechanismen in der Verbindung.

On the fatigue behaviour of grouted connections at varied ambient conditions.
Grouted connections are a frequently used structural detail of offshore wind turbines and platforms for the load transferring connection between piles and support structure. At latticed substructures this connection is commonly located at mudline. However, a potential influence of the surrounding water on the connection's fatigue behaviour was neglected in earlier tests and consequential design methods. Herein described experimental investigations at small and large-scale fatigue tests in submerged conditions, showed a significant reduction of endurable load cycles. In addition, the water impact caused varied damage mechanism in the connection.

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Schaumann, Peter; Schürmann, Karsten; Dänekas, Christian; Rethmeier, Michael; Pittner, Andreas; Schippereit, ChristianAutomatisierte Fertigung von Hohlprofilknoten für Jacket-Gründungsstrukturen - Darstellung der schweißtechnischen Prozesskette sowie Berücksichtigung der Prozessparameter beim ErmüdungsnachweisStahlbau9/2018897-909Fachthemen

Kurzfassung

Die Entwicklung in der Offshore-Windenergie hin zu größeren, leistungsstärkeren Anlagentypen sowie die zeitgleich zunehmenden Wassertiefen der projektierten Windparks stellt u. a. Designer und Fertiger der Gründungsstrukturen der Windenergieanlagen vor wachsende Herausforderungen. Neben dem Gründungskonzept mittels XL-Monopiles rückt auch die Jacketgründung wegen der Kombination aus dem vergleichsweise geringen Materialverbrauch bei gleichzeitig hoher Steifigkeit in den Fokus. Der Fertigungsaufwand der Jackets ist verglichen mit Monopiles groß, kann jedoch durch die Kombination aus Standardrohren mit automatisiert gefertigten Jacketknoten reduziert werden. Vor diesem Hintergrund befasst sich dieser Beitrag mit der Prozesskette der automatisierten Fertigung von Hohlprofilknoten inklusive der Digitalisierung relevanter Fertigungsparameter sowie der optischen Erfassung der Schweißnahtgeometrie durch einen Linienlaser. Des Weiteren wird eine Methodik zur Analyse der gescannten Schweißnahtgeometrie anhand von drei Referenzstellen eines X-Knotens vorgestellt, mit der sowohl die Kerbradien als auch die Nahtanstiegswinkel bestimmt werden können. Abschließend werden die Geometrieparameter beim Ermüdungsnachweis nach dem Kerbspannungskonzept berücksichtigt und ihr Einfluss durch einen Vergleich mit dem Strukturspannungskonzept auf Basis äquivalenter Spannungskonzentrationsfaktoren quantifiziert.

Automated manufacturing of tubular joints for jacket support structures - Description of the welding process chain as well as integration of the process parameters within the fatigue design.
The development within the offshore wind energy sector towards more powerful turbines combined with increasing water depth for new wind parks is challenging both, the designer as well as the manufacturer of support structures. Besides XL-monopiles the jacket support structure is a reasonable alternative due to the high rigidity combined with low material consumption. However, the effort for manufacturing of the hollow section joints reduces the economic potential of jacket structures significantly. Therefore, a changeover from an individual towards a serial production based on automated manufactured tubular joints combined with standardized pipes has to be achieved. Hence, this paper addresses the welding process chain of automated manufactured tubular joints including digitization of the relevant manufacturing parameters such as laser scanning of the weld seam geometry. Additionally a methodology for the computation of the notch radius as well as the weld seam angle is presented based on the scanned profiles of three analysis points of an automated manufactured tubular X-joint. Subsequently, these parameters are considered within the notch stress approach based fatigue design and their impact is quantified by a comparison with the structural stress approach using equivalent stress concentration factors.

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Schaumann, Peter; Sothmann, Jörg; Mensinger, Martin; Stadler, MartinMembranwirkung von Verbunddecken bei Brand - Numerische UntersuchungenStahlbau12/2011911-915Fachthemen

Kurzfassung

Im Brandfall zeigen Verbundträger-Decken-Systeme ein gutmütiges Tragverhalten. Durch große Verformungen können Membrankräfte aktiviert und so Tragreserven genutzt werden. Nach derzeit in Deutschland geltenden Vorschriften kann dieses Tragverhalten im brandschutztechnischen Nachweis jedoch nicht ohne Weiteres berücksichtigt werden. Es ist Stand der Technik, dass das Gesamttragwerk gedanklich in einzelne Bauteile zerlegt wird und diese einzeln brandschutztechnisch nachgewiesen werden. Im System werden einige Nebenträger im Brandfall jedoch nicht zum Lastabtrag benötigt. Sie könnten dementsprechend gegen eine Brandeinwirkung ungeschützt ausgeführt werden. In Großbritannien und der Schweiz wird die Membranwirkung von Verbunddecken im Brandfall mit dem Verfahren nach Bailey ([1] bis [5]) bereits genutzt. Um das Verfahren auch in Deutschland anwenden zu können, bedarf es noch einiger eingehender Untersuchungen. Im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsvorhabens des Lehrstuhls für Metallbau der Technischen Universität München und des Instituts für Stahlbau der Leibniz Universität Hannover werden diesbezüglich Untersuchungen durchgeführt. Das Projekt wird vom DASt und der AiF gefördert. In [6] wurde der Stand der Technik und die Idee der Membranwirkung allgemein bereits vorgestellt. In [7] sind die Versuchsaufbauten und Ergebnisse näher beschrieben worden. Dieser Beitrag konzentriert sich auf die numerischen Untersuchungen im Rahmen des Forschungsprojektes.

Membrane action of composite slabs in fire - Numerical investigation.
In case of fire composite beam slab systems show a very good behaviour. Due to large deformations membrane forces are activated inside the slab and thus, load bearing capacity reserves can be used. German building regulations divide the supporting structure in fictive structural members. Each member must fulfil the requirements even though it is not necessary for the load transfer in the system. Secondary beams are not necessary at elevated temperatures and can be left unprotected. In Great Britain and Switzerland membrane action is already used to design slab systems in fire ([1] to [5]). To enable such design rules in Germany further investigations are required. For this reason a research project was initiated by the authors. The project is supported by the DASt and AiF. In [6] the state of research and the idea of membrane action are already described. The experimental set-up and results are shown in [7]. In this paper the numerical investigations of the project are presented.

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Schaumann, Peter; Tabeling, FlorianZum Einfluss angrenzender Trapezprofile auf das Brandverhalten von I-Profilen mit Dämmschichtbildnern - Teil 1: Experimentelle UntersuchungenStahlbau10/2015794-801Fachthemen

Kurzfassung

Die thermische Schutzwirkung dämmschichtbildender Brandschutzsysteme beruht auf der Entwicklung einer wärmedämmenden Schaumschicht, die die Erwärmung von Stahlbauteilen im Brandfall zeitlich verzögert. In der Praxis kommen diese Brandschutzsysteme häufig auf I-Profilen zum Einsatz, die direkt an die Gebäudehülle angrenzen. Der Gebäudeabschluss wird dabei durch raumabschließende Bauteile wie z. B. Trapezprofile sichergestellt. Der an das raumabschließende Bauteil angrenzende Flansch des I-Profils wird dabei ganz oder teilweise abgedeckt. Im Brandfall ist das dämmschichtbildende Brandschutzsystem folglich an dieser Stelle in seiner Aufschäumung gehindert und kann seine thermische Schutzwirkung nicht vollständig ausbilden.
In diesem Beitrag werden neben Kleinversuchen zur gezielten Analyse des Aufschäumverhaltens von Dämmschichtbildnern auch Brandversuche an beschichteten I-Profilen mit und ohne angrenzendes Trapezprofil vorgestellt, um das Hochtemperaturverhalten von Brandschutzsystemen in dieser besonderen Konfiguration im Detail zu bewerten. In diesem Teil des Beitrages wird zunächst ein Überblick über die experimentellen Untersuchungen, die im Rahmen eines DASt-Forschungsprojektes (IGF 17200 N) durchgeführt wurden, dargestellt. In dem später folgenden, zweiten Teil werden auf dieser Grundlage numerische Untersuchungen vorgestellt, die es ermöglichen, das Hochtemperaturverhalten dämmschichtbildender Brandschutzsysteme unter Berücksichtigung des Aufschäumvorgangs zu simulieren und die Erwärmung beschichteter I-Profile zu prognostizieren.

Influence of adjacent trapezoidal steel sheets on the fire behaviour of I-section profiles with intumescent coatings.
The thermal protection effect of intumescent coatings is based on the development of a thermal insulation foam layer which delays the heating of the steel elements in case of fire. In practical usage intumescent coatings are often applied on I-section profiles located close to the exterior wall or roof, which is realised by space-enclosing elements e.g. trapezoidal steel sheets. Consequently, the flange of the I-section profile adjacent to the space-enclosing element is completely or partially covered. As a result the foaming process of the intumescent coating is restrained in fire situation and the protection system is not able to provide its full thermal protection effect.
Besides small scale tests aiming on the analysis of the foaming process of intumescent coatings, fire tests on coated I-section profiles with and without adjacent trapezoidal steel sheet are presented in this paper in order to evaluate the heating behavior of intumescent coatings in this special configuration. In this first part of the paper an overview of the experimental investigations which were carried out in the DASt research project (IGF 17200 N) is presented first. In the second part numerical investigations, which enable the simulation of the high temperature behaviour of intumescent coatings taking into account the foaming process and the prediction of the heating of coated I-section profiles will be presented.

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Schaumann, Peter; Tabeling, Florian; Weisheim, WaldemarAnwendung von reaktiven Brandschutzsystemen im StahlbauBautechnik6/2017368-374Berichte

Kurzfassung

Im Bestreben nach schlanken und architektonisch ansprechenden Konstruktionen finden reaktive Brandschutzsysteme eine stetig zunehmende Anwendung im Stahlbau. Durch ihre geringen Beschichtungsdicken ermöglichen die Brandschutzsysteme das Aufrechterhalten des filigranen Erscheinungsbilds der Stahlkonstruktionen bei gleichzeitiger Einhaltung der Brandschutzanforderungen. Während noch vor einigen Jahren die Anwendung der Brandschutzsysteme ausschließlich auf Druckstäbe und biegebeanspruchte Bauteile beschränkt war, haben aktuelle Forschungsarbeiten national zu einer Erweiterung des Anwendungsbereichs geführt. Da die Verwendbarkeit der reaktiven Brandschutzsysteme derzeit in Deutschland durch nationale und europäische Zulassungen geregelt ist, stehen den Herstellern unterschiedliche Optionen zur Verfügung, ihre Produkte dem Markt zugänglich zu machen. Im vorliegenden Artikel werden die Unterschiede der beiden Zulassungsmöglichkeiten aufgezeigt und eine Übersicht über die Nachweismöglichkeiten für mit reaktiven Brandschutzsystemen beschichteten Stahlbauteilen im Brandfall gegeben, die im Eurocode 3 Teil 1-2 geregelt sind.

Application of intumescent coatings in steel construction
Whenever filigree steel constructions are requested in combination with fire resistance requirements, intumescent coatings are often used. The application of intumescent coatings combines both the maintenance of the filigree appearance of the steel construction and the required fire resistance. A few years ago the application of intumescent coatings was restricted to beams and columns. Now, based on latest research the application of intumescent coatings has been extended. In Germany, the application of intumescent coatings is based on national and European approvals. Therefore, both options can be used by the manufacturers to introduce their products to the market. In this paper the differences concerning the national and European approval procedures are presented. Furthermore, an overview of the verifications methods of Eurocode 3 part 1-2 for the load-bearing capacity of coated steel members in case of fire is given.

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Schaumann, Peter; Tabeling, Florian; Weisheim, WaldemarErwärmungsverhalten dämmschichtbildender Brandschutzsysteme im Stahlbau - Numerische Simulationen unter Berücksichtigung des AufschäumvorgangsStahlbau9/2014646-651Fachthemen

Kurzfassung

Dämmschichtbildende Brandschutzsysteme ermöglichen es, die Attraktivität filigraner Stahltragwerke bei gleichzeitiger Gewährleistung der Feuerwiderstandsfähigkeit aufrecht zu erhalten. Das Hochtemperaturverhalten dieser Brandschutzsysteme ist bis heute jedoch nicht im Detail bekannt. Im vorliegenden Artikel werden daher numerische Simulationen unter expliziter Berücksichtigung des Aufschäumvorgangs dämmschichtbildender Brandschutzsysteme vorgestellt, um das Erwärmungsverhalten im Detail aufzuzeigen und somit einen Beitrag zum vertieften Verständnis hinsichtlich der thermischen Schutzwirkung dieser Brandschutzsysteme zu leisten. Dabei werden beschichtete Stahlplatten bei einer Ofentemperatur gemäß der Einheits-Temperaturzeitkurve untersucht. Eine Validierung des entwickelten numerischen Modells erfolgt anhand eigener Versuchsergebnisse. Somit wird erstmals die Möglichkeit eröffnet, das Hochtemperaturverhalten beschichteter Stahlbauteile realitätsnah zu simulieren und die Temperaturentwicklung im Stahl zu prognostizieren. Dies schafft insbesondere bei individuellen Fragestellungen im Brandschutzingenieurwesen hinsichtlich der Temperaturentwicklung in beschichteten Stahlbauteilen innovative Bewertungsmöglichkeiten.

Heating behaviour of intumescent coatings in steel constructions - Advanced numerical simulations taking the foaming process into account.
Intumescent coatings enable to sustain the attractiveness of filigree steel constructions and to ensure fire resistance at the same time. Since the high temperature behaviour of these fire protection systems is not known in detail yet, advanced numerical simulations by taking the foaming process of intumescent coatings into account are introduced in the present article. Hence, the heating behaviour is pointed out in detail to get a deeper understanding concerning the fire protection behaviour of intumescent coatings. For that reason, coated steel plates exposed to standard fire (ISO-834) are investigated. A validation of the developed numerical model is performed by comparing the calculated temperatures with own test results. For the first time, the opportunity is enabled to simulate and predict the high temperature behaviour of coated steel elements close to reality. This offers innovative possibilities to evaluate the steel temperature of construction elements individually in fire protection engineering.

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Schaumann, Peter; Weisheim, WaldemarAktuelle Forschung und Verwendbarkeit von reaktiven Brandschutzsystemen im StahlbauStahlbau1/201911-21Aufsätze

Kurzfassung

Reaktive Brandschutzsysteme finden im architektonischen Stahlbau eine stetig zunehmende Anwendung. Im Bestreben nach schlanken und architektonisch ansprechenden Konstruktionen weisen reaktive Brandschutzsysteme gegenüber anderen Brandschutzprodukten deutliche Vorteile auf. Durch ihre geringen Trockenschichtdicken erhalten die Brandschutzsysteme auf der einen Seite das filigrane Erscheinungsbild einer Stahlkonstruktion aufrecht. Auf der anderen Seite stellen sie gleichzeitig den geforderten Brandschutz sicher. Während noch vor einigen Jahren die Anwendung der Brandschutzsysteme ausschließlich auf druck- und biegebeanspruchten Bauteilen erfolgte, haben nationale Forschungsarbeiten zu einer Erweiterung des Anwendungsbereichs auch für Zugglieder geführt. Da die Verwendbarkeit der reaktiven Brandschutzsysteme derzeit in Deutschland durch nationale Zulassungen und europäische Bewertungen geregelt ist, stehen den Herstellern unterschiedliche Optionen für das Inverkehrbringen ihrer Produkte auf dem deutschen und europäischen Markt zur Verfügung. Im vorliegenden Artikel werden die Unterschiede der beiden Möglichkeiten des Inverkehrbringens der Produkte aufgezeigt und eine Übersicht über Forschungsarbeiten gegeben, die aktuell am Institut für Stahlbau der Leibniz Universität Hannover zur Leistungsfähigkeit von reaktiven Brandschutzsystemen bei Naturbränden durchgeführt werden. Die Forschungsergebnisse sind Teil des IGF-Forschungsvorhabens 19176 N der Forschungsvereinigung Deutscher Ausschuss für Stahlbau e.V. (DASt).

Latest research and usability of intumescent coatings in steel construction
Whenever filigree or architectural steel constructions are requested in combination with fire resistance requirements, intumescent coatings are often used. Intumescent coatings offer clear advantages compared to other fire protection materials. The application of intumescent coatings combines both the maintenance of the filigree appearance of the steel construction and the required fire resistance. A few years ago the application of intumescent coatings was restricted to beams and columns. Now, based on latest research the application of intumescent coatings has been extended to tension members. In Germany, the usability of intumescent coatings is based on national approvals and European assessments. Therefore, both options can be used by the manufacturers to introduce their products to the market. In this paper the differences between the national approval and European assessment procedures are presented. Furthermore, an overview of the latest research results on the thermal performance of intumescent coatings in natural fires is given. The presented research results are part of the national research project IGF 19176 N from the Deutscher Ausschuss für Stahlbau e.V. (DASt).

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Schaumberger, Thomas; Hofmann, ArneDas Somnium - Eine Aussichtsplattform auf dem JKU-Campus in LinzStahlbau4/2021284-289Berichte

Kurzfassung

Das Somnium des TNF-Turms ist Teil eines 2016 ausgelobten Wettbewerbs, den das Büro Riepl Riepl Architekten für sich entscheiden konnte. Ziel des Wettbewerbs war die Erweiterung und Sanierung sowie der Neubau verschiedener Gebäude des Campus der Johannes Kepler Universität (JKU), um eine Attraktivierung und Modernisierung des gesamten Universitätsgeländes zu erzielen. Neben der Errichtung eines Willkommenszentrums und Veranstaltungsgebäudes (Kepler Hall) und der Um- und Neugestaltung der Bibliothek durch eine Aufstockung in ein Learning Center waren auch die Sanierung des TNF-Turms (Technisch-Naturwissenschaftliche Fakultät) sowie die Errichtung eines begehbaren und für viele nutzbaren Dachgartens, dem sog. Somnium, Bestandteil des Projekts. Der TNF-Turm ist das mit 49 m höchste Gebäude am Campus der JKU und bietet den besten Ausblick über das Universitätsgelände und auf das umliegende Stadtgebiet. Das Somnium selbst ist eine Erweiterung des bestehenden Gebäudes in Gestalt einer Aussichtsterrasse auf dem Dach des Turms, die durch ein Rankgerüst räumlich gefasst wird. Die schlanke Stahlkonstruktion und ihre Errichtung, der interdisziplinäre Planungsprozess sowie der Umgang mit dem Bestand sollen hier näher beschrieben werden (Bild 1).

The Somnium
The Somnium of the TNF Tower is part of a competition held in 2016, which Riepl Riepl Architekten won. The competition's goal was to build, expand and renovate various buildings on the Johannes Kepler University (JKU) campus to make the entire university campus more attractive and modern. The winning design included the construction of the welcome centre and event building (Kepler Hall) and the library's conversion and redesign that added a “Learning Center”. The project also included the TNF Tower's renovation and the construction of The Somnium, an accessible roof garden. At 49 m, the TNF Tower is the tallest building on the JKU campus and offers the university campus's best view and the surrounding urban area. The Somnium itself is an extension of the existing building in the form of a viewing terrace on the tower's roof, which is enveloped by a special framework. The slender steel structure and its erection, the interdisciplinary planning process, and the existing building's treatment will be described in more detail here.

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Scheck, Jochen; Tas¸kan, Emre; Fischer, Heinz-Martin; Fichtel, ChristophSchallschutz von entkoppelten Massivtreppen - Teil 1: Prüfverfahren im LaborBauphysik5/2013328-337Fachthemen

Kurzfassung

Zur Verbesserung der Trittschalldämmung von Massivtreppen werden diese mit elastischen Auflagern vom Gebäude entkoppelt. In den meisten europäischen Ländern (z. B. in Deutschland) ist eine Entkopplung erforderlich, um den Anforderungen an die Trittschalldämmung gerecht zu werden. Bislang gibt es jedoch kein genormtes Prüfverfahren zur schalltechnischen Kennzeichnung der Entkopplungselemente, ein zuverlässiges Prognoseverfahren ist weder in der nationalen noch in der internationalen Normung verfügbar. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurden die maßgeblichen Einflüsse auf die Trittschallübertragung von entkoppelten Massivtreppen im Prüfstand untersucht. Basierend darauf wird ein Labor-Prüfverfahren vorgeschlagen, welches Daten liefert, die eine Beurteilung und einen Vergleich der akustischen Qualität von Produkten sowie eine Prognose der Schallübertragung nach EN 12354-2 ermöglichen. In diesem Artikel werden Untersuchungen im Prüfstand vorgestellt. Die Übertragbarkeit auf Bausituationen, insbesondere die Prognose, ist Gegenstand eines folgenden Artikels.

Impact sound insulation of decoupled heavy stairs - Part 1: Test procedures and prediction.
To improve the impact sound insulation heavy stairs are decoupled from the building using resilient supports. In many countries in Europe (e.g. in Germany) this is actually required to meet legal requirements. However, at present there are no standard procedures available neither for measurement in the laboratory nor for the prediction of the impact sound transmission in buildings. Investigations on representative constructions were carried out in a staircase test facility in order to identify and quantify the parameters that are relevant for the sound transmission of decoupled heavyweight stairs. Based on the results a standard test method is proposed that gives data that can be used to rate and compare the acoustic quality of products and to predict the sound transmission in buildings using EN 12354-2. In this article investigations in the laboratory are presented. A second article addresses the transferability of laboratory results to building situations, in particular the prediction.

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Scheel, H.Spanndrahtbruchortung mit der magnetischen StreufeldmethodeBeton- und Stahlbetonbau8/2006614-621Fachthemen

Kurzfassung

Mit der magnetischen Streufeldmethode kann die Gefährdung der Tragfähigkeit von Spannbetonbauteilen mit direktem und mit nachträglichem Verbund durch die Ortung von Spanndrahtbrüchen erkannt werden. Die zerstörungsfreie Methode erkennt Brüche einzelner Spanndrähte selbst in einem Bündel ansonsten intakter Drähte. Die magnetische Flußdichte wird dazu an der Betonoberfläche entlang dem Spanngliedverlauf gemessen, nachdem das Spannglied magnetisiert worden ist. Bruchstellen erzeugen charakteristische magnetische Streufelder.
Die Parameter, die das Bruchsignal bestimmen, wurden im Labor quantitativ untersucht und bestätigten sich in der praktischen Anwendung des Verfahrens. Die Kenntnis der Parameter erlaubt die Einschätzung des Schädigungsgrads eines Spannglieds im Sinne einer Abnahme des wirksamen Querschnitts bzw. der Anzahl gebrochener Drähte.
Das Verfahren der Spanndrahtbruchortung mittels magnetischer Streufelder wurde in der Praxis erfolgreich auf Betonbauteile mit direktem und mit nachträglichem Verbund sowie auf Spannbetonbauteile mit Spanngliedern ohne Verbund angewandt.

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Scheele, G.Der Einsatz von Tellerpressen bei Montagen im Stahlbau und Anlagenbau.Stahlbau10/1976311-316Fachthemen

Kurzfassung

Keine Kurzfassung verfügbar.

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Scheele, G.Der Einsatz von Tellerpressen bei Montagen im Stahlbau und Anlagenbau.Stahlbau8/1976225-230Fachthemen

Kurzfassung

Keine Kurzfassung verfügbar.

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Scheer, C.Der Ziegelmontagebau.Bautechnik4/1975116-120

Kurzfassung

Über den Stand der Technik im Montagebauverfahren mit vorgefertigten, grossformatigen Wand- und Deckentafeln aus Ziegeln.

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Scheer, C.; Knauf, T.; Meyer-Ottens, C.Rechnerische Brandschutzbemessung unbekleideter Holzbauteile.Bautechnik4/1992179-189Fachthemen

Kurzfassung

Die geltenden Brandschutzbestimmungen für Holzbauteile nach DIN 4102 "Brandschutz im Hochbau" (Ausgabe März 1981) sind auf der Grundlage der DIN 1052 "Holzbauwerke" (Ausgabe Oktober 1969) entstanden. Mit Erscheinen der "neuen" DIN 1052 (Ausgabe April 1988) sind bezüglich der statischen Bemessung von Holzbauteilen Änderungen eingetreten, die auch Auswirkungen auf die Brandschutzbemessung haben. Insbesondere aufgrund der Änderungen der Knickzahlen w, der Einführung des Kippnachweises für biegebeanspruchte Bauteile sowie der Bemessung nach der Spannungstheorie II. Ordnung sind die zur Zeit geltenden Brandschutzbestimmungen nicht in jedem Fall anwendbar, bzw ausreichend. Dies führte zu der notwendigen Überarbeitung des Abschnittes Holzbau in der DIN 4102 T4, deren Entwurf im Dezember 1991 verabschiedet wurde. Auf der Grundlage der im folgenden Aufsatz vorgestellten rechnerischen Brandschutzbemessung, in der mit dem Restquerschnitt (d.h. der ursprüngliche Querschnitt abzüglich der Abbrandflächen) in Abhängigkeit von der Feuerwiderstandsdauer und den im Brandfall abgeminderten Festigkeiten ein Tragsicherheitsnachweis geführt wird, wurden für die neue DIN 4102 T4 Bemessungstabellen für den Brandschutz erarbeitet. Diese Tabellen ermöglichen eine Brandschutzbemessung bei kombinierter Beanspruchung.

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Scheer, C.; Knauf, Th.Brandschutzbemessung zimmermannsmäßiger Holzverbindungen - Versätze.Bautechnik4/1995222-230Fachthemen

Kurzfassung

Aufgezeigt werden Probleme und Lösungsmöglichkeiten für die vielfältigen Ausführungsmöglichkeiten von Versätzen (insbesondere der ungeschützte und geschützte Stirnversatz, Fersenversatz, Brustversatz und doppelte Versatz). Stirnversatz und Brustversatz können für den Brandfall ungeschützt ausgeführt werden, durch Anordnung von Decklaschen wird die Feuerwiderstandsdauer verbessert. Bei einem ungeschützten Fersenversatz wird durch den Abbrand die Tragfähigkeit soweit reduziert, daß praktikable Lösungen in brandschutztechnischer Hinsicht ohne einen wirksamen Schutz durch eine obere Decklasche bzw. mit einem Deckteil kaum erreicht werden können. Die empfohlene Anordnung von seitlichen Decklaschen bei den verschiedenen Versatzarten zeigt Möglichkeiten einer brandschutztechnischen Verbesserung des Anschlusses auf, sie sollten aber nur in Sonderfällen angewendet werden.

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Scheer, C.; Knauf, Th.Brandschutz unbekleideter Holzbauteile.Bautechnik4/1994190-195Fachthemen

Kurzfassung

Mit der Einführung der vollständig überarbeiteten DIN 4102 Teil 4 "Brandschutz im Hochbau" im März 1994 können zug-, druck- und biegebeanspruchte Holzbauteile mit Hilfe tabellierter Mindestbreiten eindeutiger und in den meisten Fällen wirtschaftlicher als nach der "alten" DIN 4102 T 4 brandschutztechnisch bemessen werden. Eine wirtschaftliche Bemessung liegt vor, wenn die Ausgangsbreiten genau den in den Tabellen angegebenen Mindestbreiten der DIN 4102 entsprechen und sich je nach Beanspruchungsart ein flächenoptimierter Querschnitt ergibt. Um dieses Ziel möglichst einfach zu erreichen, werden im Ausfatz Diagramme zur Ermittlung der Mindestbreiten in Abhängigkeit vom Ausnutzungsgrad für verschiedene Seitenverhältnisse veröffentlicht.

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Scheer, C.; Laschinski, Ch.; Szu, Sh.-F.Kippaussteifung von Brückenträgern aus Holz.Bautechnik4/1994220-230Fachthemen

Kurzfassung

Dieser Aufsatz ist eine Ergebniszusammenstellung des Forschungsberichts "Kippverhalten und Kippaussteifung von Holzträgern unter schwerpunktmäßiger Berücksichtigung von Trägern aus nachgiebig miteinander verbundenen Querschnittsteilen". Das Forschungsvorhaben wurde von der Entwicklungsgemeinschaft Holzbau (EGH) in der Deutschen Gesellschaft für Holzforschung (DGfH) und vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) gefördert.

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Scheer, C.; Raabe, B.Verbesserung des Schallschutzes vorhandener Fensterkonstruktionen.Bautechnik7/1979241-244Fachthemen

Kurzfassung

Bericht über nachträgliche Massnahmen zur Verbesserung des Schallschutzes von bestehenden Fenstern durch den zusätzlichen Einbau eines Fensters auf der Innenseite.

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Scheer, C.; Wagner, C.Röntgenuntersuchungen an Nägeln, Klammern und Stabdübeln in Holz und Holzwerkstoffen.Bautechnik3/198088-93

Kurzfassung

Die Verformung und Nachgiebigkeit von Verbindungsmitteln im Holzbau. Es werden Versuche beschrieben, die mit Röntgenaufnahmen vom Bereich der zulässigen Lasten bis zum Versagen dokumentiert wurden.

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Scheer, J.Wolfgang Maier 65 JahreStahlbau10/2006865-866Persönliches

Kurzfassung

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Scheer, J.Herbert Schmidt 70 JahreStahlbau9/2006773-774Persönliches

Kurzfassung

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Scheer, J.Buckling - an instability phenomenon to reckon with (Ã…kesson, B.)Stahlbau4/2006337-338Rezensionen

Kurzfassung

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