Schulneubau in Ostfildern im neuen Stadtviertel “Scharnhauser Park”: Fassade aus grob verfugtem Ziegelmauerwerk. Der sandfarbene Mörtel wurde bewußt “laienhaft verstrichen”, wodurch eine ungleichmäßig-rauhe Oberfläche entstand. (Foto: Roland Halbe/BV Ziegelindustrie)

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Krananlagen sind ein unverzichtbarer Bestandteil nahezu jeder Industrie- und Gewerbehalle. Der Bedarf an neuen Kranbahnen, aber auch der Bestand an alten, teilweise sanierungsbedürftigen Kranbahnen jenseits der ursprünglich geplanten Nutzungsdauer ist entsprechend groß. Mit dem Sonderheft Kranbahnen der Fachzeitschrift „Stahlbau” sprechen wir Tragwerksplaner, Prüfingenieure, Richtmeister, Bauleiter sowie Bauverantwortliche in Industriebetrieben mit Krananlagen an und tragen aktuelles Wissen und Informationen für den Praktiker zusammen.

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Belastungsversuche an Bauwerken zur Bestimmung ihrer Resttragfähigkeit sind etabliert und werden schon seit längerer Zeit erfolgreich eingesetzt. Zerstörungsfreie Prüfverfahren bieten die Möglichkeit, den Bauwerkszustand zu beschreiben und mit diesen Erkenntnissen den Tragfähigkeitsnachweis zu führen sowie Resttragfähigkeiten zu bestimmen. Ziel des hier vorgestellten Forschungsvorhabens ist es, das diesbezügliche Potenzial der zerstörungsfreien Bauteilprüfung zu ermitteln.

Contribution of non-destructive techniques to the evaluation of steel.
For some time already established load tests are applied to analyze the remaining load bearing capacity of existing buildings. Nondestructive techniques offer the possibility to describe the stress of the structure. By using this information the remaining capacity can be checked. The objective of the R&D project presented here is to identify the potential of the nondestructive material characterization for that purpose.

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Dieser Aufsatz beschreibt - als erster einer Serie von drei Teilen - im Wesentlichen die Details der so genannten “Allgemeinen Methode” von DIN EN 1993-1-1/Abschnitt 6.3.4. Diese softwarebasierte Methode für beliebige 2D- und 3D-Stahlstrukturen benutzt ein integriertes Nachweiskonzept der Stabilitätsanalyse und -nachweise. Sie wird mit der klassischen Ersatzstabmethode für Stabilitätsnachweise einfacher Stabmodelle verglichen, bei der im Allgemeinen unterschiedliche Berechnungsmodelle (wie auch gegebenenfalls entsprechende Software) zur Schnittgrößenberechnung in der Ebene und den Stabilitätsnachweisen verwendet werden. Für die numerische Analyse - das ist ein entscheidender Kernpunkt der Methode - wird die auf der Basis von EC 3 entwickelte Software ConSteel eingesetzt, die ein leistungsfähiges 3D finites Balken-Stützenelement mit zwei Knoten und jeweils sieben Verformungsfreiheitsgraden verwendet, dessen Qualität mit relevanten Benchmark-Tests nachgewiesen wird. Nach der soeben erst publizierten Methodik der Klassifikation von Software zur Anwendung der Theorie 2. Ordnung ist ConSteel in die höchste Kategorie 5 (TH. II.O.-3WS) einzuordnen. Die “Allgemeine Methode” führt zu einer robusten und vor allem verständlichen computerunterstützten Nachweismethodik gegen globales Stabilitätsversagen.

DIN EN 1993-1-1 based integrated stability analysis of 2D/3D steel structures (Part 1).
This paper - as the first one of a series of three parts - presents the details and use of the “General method” of DIN EN 1993-1-1/clause 6.3.4. This method is a model based design procedure for steel structures using integrated stability analysis and standard check. The method is compared to the classical method where different calculation models as well as suitable software are used for the stress analysis and for the stability analysis and check. Also the alternative method of 3D calculations with the theory 2nd order using equivalent initial deformations, which are derived from the eigenform analysis, is presented.
For the numerical analysis (as it is the crucial point of the method) the 14 DOF beam-column finite element of ConSteel is described and its quality is shown by relevant benchmarks. According to the recently published methodology for the classification of 2nd order theory software ConSteel belongs to the highest category 5 (TH.II.O.-3WS). Finally it is shown that the “General method” leads to an easy to use, robust and understandable computer aided design methodology against loss of global stability.

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