Keine Kurzfassung verfügbar.

4.1 Bauprodukte aus unlegierten Baustählen
4.2 Bauprodukte aus geschmiedetem Stahl
4.3 Bauprodukte aus Gusswerkstoffen
4.4 Bauprodukte aus Vergütungsstahl
4.5 Bauprodukte aus nichtrostendem Stahl
4.6 Bauprodukte aus schweißgeeignetem Feinkornbaustahl
4.7 Bauprodukte aus Aluminium
4.8 Verbindungsmittel (Niete, Schrauben, Bolzen, Muttern und Scheiben), Schweißzusätze, Schweißhilfsstoffe
4.9 Korrosionsschutzstoffe und korrosionsgeschützte Bauprodukte (ohne mechanische Verbindungsmittel)
4.10 Vorgefertigte Bauteile aus Metall

4.1 Bauprodukte aus unlegierten Baustählen
4.2 Bauprodukte aus geschmiedetem Stahl
4.3 Bauprodukte aus Gusswerkstoffen
4.4 Bauprodukte aus Vergütungsstahl
4.5 Bauprodukte aus nichtrostendem Stahl
4.6 Bauprodukte aus schweißgeeignetem Feinkornbaustahl
4.7 Bauprodukte aus Aluminium
4.8 Verbindungsmittel (Niete, Schrauben, Bolzen, Muttern und Scheiben), Schweißzusätze, Schweißhilfsstoffe
4.9 Korrosionsschutzstoffe und korrosionsgeschützte Bauprodukte (ohne mechanische Verbindungsmittel)
4.10 Vorgefertigte Bauteile aus Metall

4.1 Bauprodukte aus unlegierten Baustählen
4.2 Bauprodukte aus geschmiedetem Stahl
4.3 Bauprodukte aus Gusswerkstoffen
4.4 Bauprodukte aus Vergütungsstahl
4.5 Bauprodukte aus nichtrostendem Stahl
4.6 Bauprodukte aus schweißgeeignetem Feinkornbaustahl
4.7 Bauprodukte aus Aluminium
4.8 Verbindungsmittel (Niete, Schrauben, Bolzen, Muttern und Scheiben), Schweißzusätze, Schweißhilfsstoffe
4.9 Korrosionsschutzstoffe und korrosionsgeschützte Bauprodukte (ohne mechanische Verbindungsmittel)
4.10 Vorgefertigte Bauteile aus Metall

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Bauprojekte weisen aufgrund ihrer Komplexität, ihres zeitlichen Umfangs und ihres finanziellen Volumens ein erhebliches Risikopotenzial auf. Mit den bisherigen Methoden kann nur ein monetärer Gesamtbetrag für das Risiko eines Bauprojektes ermittelt werden. Der Auftraggeber muss aber auch die zeitliche Einordnung der Risiken berücksichtigen, um den Zeitpunkt zusätzlicher Mittelabflüsse aufgrund des Eintretens der Risiken bestimmen zu können. Auf diese Weise kann der Auftraggeber seine Finanzierungsplanung optimieren. In diesem Beitrag wird am Beispiel der Kosten für die Bauausführung gezeigt, wie die unterschiedlichen Eintrittszeitpunkte der Risiken berücksichtigt werden können, um einen zeitabhängigen Verlauf der Risikokosten und der damit verbunden Mittelabflüsse zu ermitteln.

4-step-risk-simulation for the calculation of the cash outflow of the client with consideration to the scheduled construction process
Due to the complexity, the long duration and the needed scale of budget construction projects are high-risk-projects. The common methods can estimate a monetary value for the total risk of a construction project. Nevertheless, for the client it is important to know the date of additional cost for occurred risks to optimize his financial plan. This paper will show how the possible date of risks can be used to estimate a chronological sequence of the cash outflow.

4.1 Bauprodukte aus unlegierten Baustählen
4.2 Bauprodukte aus geschmiedetem Stahl
4.3 Bauprodukte aus Gusswerkstoffen
4.4 Bauprodukte aus Vergütungsstahl
4.5 Bauprodukte aus nichtrostendem Stahl
4.6 Bauprodukte aus schweißgeeignetem Feinkornbaustahl
4.7 Bauprodukte aus Aluminium
4.8 Verbindungsmittel (Niete, Schrauben, Bolzen, Muttern und Scheiben), Schweißzusätze, Schweißhilfsstoffe
4.9 Korrosionsschutzstoffe und korrosionsgeschützte Bauprodukte (ohne mechanische Verbindungsmittel)
4.10 Vorgefertigte Bauteile aus Metall

4.1 Bauprodukte aus unlegierten Baustählen
4.2 Bauprodukte aus geschmiedetem Stahl
4.3 Bauprodukte aus Gusswerkstoffen
4.4 Bauprodukte aus Vergütungsstahl
4.5 Bauprodukte aus nichtrostendem Stahl
4.6 Bauprodukte aus schweißgeeignetem Feinkornbaustahl
4.7 Bauprodukte aus Aluminium
4.8 Verbindungsmittel (Niete, Schrauben, Bolzen, Muttern und Scheiben), Schweißzusätze, Schweißhilfsstoffe
4.9 Korrosionsschutzstoffe und korrosionsgeschützte Bauprodukte (ohne mechanische Verbindungsmittel)
4.10 Vorgefertigte Bauteile aus Metall

4.1 Bauprodukte aus unlegierten Baustählen
4.2 Bauprodukte aus geschmiedetem Stahl
4.3 Bauprodukte aus Gusswerkstoffen
4.4 Bauprodukte aus Vergütungsstahl
4.5 Bauprodukte aus nichtrostendem Stahl
4.6 Bauprodukte aus schweißgeeignetem Feinkornbaustahl
4.7 Bauprodukte aus Aluminium
4.8 Verbindungsmittel (Niete, Schrauben, Bolzen, Muttern und Scheiben), Schweißzusätze, Schweißhilfsstoffe
4.9 Korrosionsschutzstoffe und korrosionsgeschützte Bauprodukte (ohne mechanische Verbindungsmittel)
4.10 Vorgefertigte Bauteile aus Metall

4.1 Bauprodukte aus unlegierten Baustählen
4.2 Bauprodukte aus geschmiedetem Stahl
4.3 Bauprodukte aus Gusswerkstoffen
4.4 Bauprodukte aus Vergütungsstahl
4.5 Bauprodukte aus nichtrostendem Stahl
4.6 Bauprodukte aus schweißgeeignetem Feinkornbaustahl
4.7 Bauprodukte aus Aluminium
4.8 Verbindungsmittel (Niete, Schrauben, Bolzen, Muttern und Scheiben), Schweißzusätze, Schweißhilfsstoffe
4.9 Korrosionsschutzstoffe und korrosionsgeschützte Bauprodukte (ohne mechanische Verbindungsmittel)
4.10 Vorgefertigte Bauteile aus Metall

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In diesem Beitrag werden die Möglichkeiten des robotischen 3D-Drucks mit Stahl (WAAM - Wire and Arc Additive Manufacturing) in der Bauindustrie untersucht. Ziel des Projektteams ist es, ein stabiles und wirtschaftliches Herstellungsverfahren für individuelle Stahlbauelemente zu entwickeln. So wird der Einfluss verschiedener Prozessparameter wie Drahtvorschubgeschwindigkeit und Fahrgeschwindigkeit auf die Nahtform und die Aufbaurate sowie auf die Materialeigenschaften erläutert und für jedes verwendete Material ein Parameterfenster mit stabilen, überprüften Parametersets definiert. Dabei werden drei verschiedene Schweißzusatzwerkstoffe (G 2Si1, G 3Si1, G 4Si1) hinsichtlich ihrer Festigkeit und Steifigkeit geprüft, wobei ein besonderes Augenmerk auf den Fügebereich zwischen Substrat und geschweißter Struktur gelegt wird. Zu diesem Zweck wurden Prüfverfahren zur Prüfung additiv gefertigter Bauteile, insbesondere für die Schubbelastung, neu entwickelt. Als Proof of Concept wird eine exemplarische Anwendung gezeigt und die Tragfähigkeit dieses Anschlusses in unterschiedlichen Konfigurationen untersucht.

3DWelding - additive fabrication of structural steel elements
This paper investigates the possibilities of robotic 3D printing with steel (WAAM - Wire and Arc Additive Manufacturing) in the construction industry. The aim of the project team is to develop a stable and economical manufacturing process for customized steel elements. Thus, the influence of different process parameters such as wire feed rate and travel speed on the weld shape and build-up rate as well as on the material properties will be explained and a parameter window with stable, verified parameter sets will be defined for each material used. Three different filler metals (G 2Si1, G 3Si1, G 4Si1) are tested in terms of their strength and stiffness, with particular attention paid to the joining area between substrate and welded structure. For this purpose, test methods for testing additively manufactured components, especially for shear capacity, have been newly developed. As a proof of concept, an exemplary application is shown and the load-bearing capacity of this connection is investigated in different configurations.

Durch den Einsatz innovativer Materialien ist ein Trend hin zu immer leichteren und schlankeren Konstruktionen zu beobachten. Insbesondere bei Schrägseil- und Hängebrücken, jedoch auch bei Balkenbrücken wurden verstärkt Schwingungsanfälligkeiten beobachtet. Als Ursache für die Anregung von Schwingungen treten außer personen- bzw. verkehrsinduzierten Schwingungen vorwiegend windinduzierte Schwingungen auf. Außer lokalen Schwingungen von Seilen ist das Schwingungsverhalten des Überbaus von besonderem Interesse. Im Rahmen dieses Aufsatzes wird ein Überblick über die zur Zeit in der Praxis verwendeten Untersuchungsansätze gegeben. Dazu werden Lastmodelle auf Basis einer zweidimensionalen Betrachtung der Querschnittsumströmung und deren numerische Umsetzung in 3D-Tragwerkssimulationen präsentiert. Die versuchstechnische Ermittlung der stationären und instationären Querschnittsparameter wird kurz vorgestellt. Anhand von vier ausgewählten Beispielen wird die praktische Anwendung innerhalb der Entwurfs- und Ausführungsplanung exemplarisch erläutert.

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Die Baubranche gilt im Vergleich zu anderen Industriebereichen als besonders komplex. Jedes Bauprojekt ist ein Unikat. Die hohe Anzahl an Austauschformaten, inkompatiblen Softwares, verschlüsselten und zerstreuten Informationen sind Teil des Alltags der Baubeteiligten. Ein Schritt zur Verbesserung der Kommunikation ist die 3D-Planung. Jedoch wird diese Arbeitsweise bei vielen Baubeteiligten heutzutage mit einem kritischen Auge gesehen. Was ist aber genau die 3D-objektorientierte Planung? Wie funktioniert der Planungsprozess mit 3D-Objekten? Ist es möglich, damit die Kommunikation in Bauprojekten zu verbessern? Was ist BIM?

The complex and dynamic nature of shield-driven tunnel excavation, staged construction, segmental lining installation process, and tail-void grouting necessitate using detailed numerical modeling for predicting ground behavior and response of segmental lining. In this article, results of three-dimensional advanced finite element modeling are presented for one of the major ongoing construction projects in the North America. Different segment joint models, i.e., rigid joints, perfect hinge joints, Janssen joints, and rigid joints with reduced lining thickness, are used in the analysis. Critical responses such as ground deformation, settlement trough, crown deformation, and the internal forces in the linings considering different segment joint modeling are discussed.

Für die Ermittlung des Kräftegleichgewichts bei Membranstrukturen können nur innere elastische Zugnormalspannungen und Schubspannungen herangezogen werden, die tangential zur Membranfläche gerichtet sind. Für Belastungen, die aus der Membranebene heraus auftreten, weisen Membrane mit geringer Krümmung eine entsprechend geringe Steifigkeit auf. Unter Verwendung des Prinzips der virtuellen Verschiebungen wird eine konsistente Finite-Elemente-Diskretisierung vorgestellt, welche eine näherungsweise Ermittlung des Membranverformungs- und des Membranspannungszustandes ermöglicht. Das Berechnungsverfahren wird für den verwendeten Elementtyp analysiert und auf eine Hyparmembran unter Verkehrslast sowie auf eine Spinnakermembran unter horizontaler Belastung angewendet.

3D Membrane Theory.
For the force equilibrium of membrane structures only inner tensile normal stresses and shear stresses tangential to the membrane surface can be considered. For load that acts in out-of-membrane-plane direction membranes with small curvature appropriately show only small stiffness. By application of the principle of virtual displacement a consistent finite element discretization is presented that allows an approximate determination of membrane displacement and membrane stress state. The presented computational approach is analyzed for the applied element type and is applied to a hypar membrane exposed to work load as well as to a spinnaker membrane exposed to horizontal load.

Das terrestrische 3D-Laserscanning hat sich in den letzten Jahren als Messverfahren zur geometrischen Erfassung von Gebäuden sowie zur Ableitung von Bestandsplänen etabliert. Im Bereich der Architektur und der Denkmalpflege eröffnet die schnelle und ganzheitliche Vermessung von Objektoberflächen neue Dimensionen. Der Beitrag zeigt das Potenzial dieser Technologie für den Einsatz im Bereich “Building Information Modeling” (BIM). Es wird dabei auf die Abläufe bei der örtlichen Vermessung, die Überführung der Laserdaten in ein BIM-gerechtes 3D-Modell sowie die Arbeit mit Modellen bei Planung und Gebäudebewirtschaftung eingegangen.
Im Vergleich zu angloamerikanischen und skandinavischen Ländern steht die Nutzung von BIM in Deutschland noch ganz am Anfang. Die Gründe dafür werden ebenso vorgestellt wie ein auf den deutschen Markt angepasster “Workflow” zum Einsatz des 3D-Laserscannings. Bei BIM steht die objektorientierte Modellierung eindeutig im Vordergrund. Wo bisher einfache geometrische Formen, wie zum Beispiel Ebenen oder Zylinder, genutzt wurden, um Objekte in ihrer geometrischen Form zu beschreiben, werden bei BIM virtuell komplette Bauwerkselemente nachgebaut. Jedes Objekt erhält zusätzlich Intelligenz in Form von Parametern wie Materialien, Wandaufbau oder Verkleidung. Auf Basis dieser Informationen können sehr einfach Bauteillisten erstellt oder Flächen und Volumina berechnet und für die Gebäudebewirtschaftung genutzt werden. Die Vorteile eines dreidimensionalen BIM-Modells gegenüber 2D-Planunterlagen oder bisherigen einfachen 3D-Modellen stehen im Mittelpunkt des Beitrages.

Use of 3D Laser Scanning for Capture of Buildings - Building Information Modeling (BIM)
During the past few years, terrestrial 3D laser scanning has gained general acceptance as a measuring procedure for geometric capture of buildings and deriving as-built plans. In the field of architecture and heritage protection, the quick and integral survey of object surfaces opens up new dimensions. The paper shows the potential of this technology for use in the field of “Building Information Modeling” (BIM). Besides the operations involved in local surveying, the transfer of laser data to a BIM-suited 3D model, as well as work on models in planning and facility management are treated.
Compared to Anglo-American and Scandinavian countries, the application of BIM in Germany is still in its infancy. The reasons for this are presented along with a “Workflow” for application of 3D laser scanning adapted to the German market. In connection with BIM, object-oriented modeling clearly has priority. Where formerly simple geometric shapes, like planes or cylinders were used to describe objects in their geometric shape, complete elements of the structure are virtually rebuilt in case of BIM. Every object is additionally provided with intelligence in the form of parameters, like materials, wall structure or paneling. On the basis of this information, it is quite easy to prepare component lists or to calculate areas and volumes and to use them for facility management. The advantages of a three-dimensional BIM model as against 2D planning documents or the former simple 3D models are the focus of the paper.

Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) ist ein Schweißverfahren, mit dem dreidimensionale Strukturen aus Stahl hergestellt werden können. Wie andere additive Fertigungstechnologien ermöglicht es die Herstellung geometrisch komplexer Strukturen, die mit herkömmlichen Methoden nicht oder nur sehr aufwendig realisierbar sind. In diesem Beitrag wird ein Arbeitsablauf vom Entwurf bis zur Fertigung für den Einsatz von WAAM im Rahmen der Herstellung von Stützen mit außergewöhnlicher Geometrie vorgestellt. Hierbei wird die Erforschung von Materialverhalten und Prozessparametern mit dem Ziel kombiniert, ein digitales Werkzeug für den Entwurf und die Fertigung von Bauteilen mittels WAAM bereitzustellen. Um die gewünschten Geometrien zu erreichen, werden die erforderlichen Schweißparameter erfasst und in einem rudimentären Digitalen Zwilling gespeichert. Ergänzt wird dies durch mehrere Prozesskontrollen, die während des Druckprozesses durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass das Objekt wie geplant erzeugt wird. Schließlich werden die Strukturen hergestellt und einer kritischen Bewertung unterzogen, um das Potenzial für zukünftige Anwendungen zu ermitteln. Die Herausforderung, geometrische Komplexität mit der Fertigung in großem Maßstab zu verbinden, stellt einen nächsten Schritt in der Integration von WAAM in den Stahlbau dar.

3D printed columns with exceptional geometry
Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) is a welding process used to build up three-dimensional structures in steel. Like other Additive Manufacturing technologies, it allows for geometrically-exceptional structures to be fabricated which are otherwise unfeasible or very expensive to manufacture using traditional methods. This paper presents an integrated design approach to the use of WAAM in the context of large-scaled applications, focusing on columns with exceptional geometric complexity. It combines material behaviour and process parameter research, with the aim of providing a digital tool to design and print structures using WAAM. To achieve the desired geometries, necessary welding parameters are stored and applied to a rudimentary digital twin model. This is complimented by multiple process-control checks, which are implemented during the printing process to ensure that an object is generated as planned. Finally, the structures are manufactured and are subjected to a critical evaluation in order to identify the possible future potential. The challenge of combining geometric complexity with manufacturing for large scale represents a next step in the integration of WAAM in steel constructions.