Im Jahr 2019 musste die Eisenbahnbrücke bei Langenargen nach 120 Jahren Nutzung einem Neubau weichen. Diese Brücke über die Argen war im Wesentlichen im bauzeitlichen Zustand erhalten und bildete mit der benachbarten Straßenbrücke, der Kabelhängebrücke von 1898, ein unvergleichliches Ensemble. Die Konstruktionsweise der Langenargener Eisenbahnbrücke war für die Transsibirische Eisenbahn entwickelt worden.

Railway bridge Langenargen at Lake Constance 1899-2019
2019 the railway brigde nearby Langenargen at Lake Constance was demolished after 120 years of use, although ist was an appreciated industrial heritage. This bridge and the nearby situated road bridge from 1898 were a unique ensemble. The construction of the railway bridge once was developed for the Transsibirian Railroad.

STAHLBAU QUIZ:
Rückblick auf 2020 mit dem Stahlbau Quiz

Aktuelles:
Bauen für alle - gemeinsam handeln für Klimaschutz und Ressourceneffizienz
Jahrbuch Ingenieurbaukunst 2021 erschienen
Bundesverband Deutscher Stahlhandel - Research: Beständiges Auf und Ab
Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlschrottsorten in Deutschland

Wettbewerbe:
Wird nachhaltige Architektur von Architekt*innen gemacht?

Tagungen & Veranstaltungen:
Structural member stability in the second generation of Eurocode 3
Symposium IngD4C #2 fordert gemeinsames Handeln für Klimaschutz und Ressourceneffizienz

Rezension:
Kommentar VOB/C ATV DIN 18335 Stahlbauarbeiten und ATV DIN 18360 Metallbauarbeiten in 2. Auflage erschienen
The future is everything: Stressing Wachsmann - Strukturen für eine Zukunft

Einen Besuch wert:
Kraftwerk Lausward, Block Fortuna

ÖSTV news:
Arno Sorger ist neuer Präsident des ÖSTV

Reviewer

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Zum Titelbild:
Nachhaltigkeit ist für ALHO mehr als ein Modewort. Sie bei Gebäuden an der Energieeffizienz im Betrieb festzumachen, reicht nicht. Die Grundlage für die Nachhaltigkeit eines Gebäudes wird bereits in der Planungsphase gelegt. Die integrale Planung im Stahlmodulbau bei ALHO ermöglicht bedarfsgerechte Gebäudekonzepte, die attraktive Architektur mit Ökologie und Ökonomie in Einklang bringen. Und das ALHO-Bausystem wurde mit dem DGNB-Vor-Zertifikat in Gold ausgezeichnet. Wie - weit mehr als im herkömmlichen Planungsprozess - Bauwerk und Gebäudetechnik bei der integralen Planung des Herstellers präzise aufeinander abgestimmt werden. (Foto: ALHO)

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Es wird ein Einblick in die Vorgehensweise zur Fertigung von Knotenstrukturen im Stahlbau mittels Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM) und der numerischen und experimentellen Untersuchung der Knotenstrukturen gegeben. Ausgehend von der geometrischen Komplexität sich schneidender Profilstäbe aus Stahl werden wesentliche Punkte bei der simulationsgestützten Ermittlung von Knotenstrukturen beschrieben. In Abhängigkeit von den Lastfällen können unterschiedliche Strukturen in der Topologieoptimierung gefunden werden. Für die Herstellung der Knotenstruktur durch das Wire and Arc Additive Manufacturing müssen die numerisch gefundene Geometrie angepasst sowie Varianten der Bahnplanung entwickelt und bewertet werden. Dabei wird auch der Einfluss von Prozessparametern auf Verzug, Endkonturnähe und mechanische Eigenschaften der Bauteile untersucht. Für die Prognose von Spannungs- und Verformungszuständen des Knotens wird eine vereinfachte thermische und mechanische Analyse des Herstellungsprozesses durchgeführt. Weiter wird ein Verfahren für eine In-situ-Bauteilprüfung vorgestellt, welche Prozessunregelmäßigkeiten anhand von Sensordaten erkennt und deren Einflüsse auf die mechanischen Eigenschaften des Bauteils bewertet, wodurch frühzeitig im Prozess Maßnahmen zur Fehlerkorrektur getroffen oder Kosten durch Ausschuss reduziert werden können.

Production of 3D printed steel nodes structures
An insight into the procedure for manufacturing node structures in steel construction using Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM) and the numerical and experimental investigation of the node structures is given. Based on the geometric complexity of intersecting steel profile bars, essential points in the simulation-based determination of node structures are described. Depending on the load cases, different structures can be found via topology optimization. For the production of the node structure by wire and arc additive manufacturing, the numerically found geometry must be adapted and path planning variants have to be developed and evaluated. The influence of process parameters on warpage, near net shape and mechanical properties of the components is also examined. A simplified thermal and mechanical analysis of the manufacturing process is carried out for the prognosis of the stress and deformation states of the node. Furthermore, a method for in-process quality assurance is presented, which recognizes process irregularities on the basis of sensor data and evaluates their influence on the mechanical properties of the component, whereby measures for error correction can be taken early in the process and costs through rejects can be reduced.

Ernst & Sohn Nachwuchspreis bester Vortrag Münchener Stahlbautage 2019
Das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen (LPBF) ist ein additiver Fertigungsprozess, mit dem steifigkeitsoptimierte Bauteile gewichtsreduziert gefertigt werden können. Die mechanischen Eigenschaften sind vergleichbar mit denen von gegossenen Bauteilen, im Idealfall sogar mit geschmiedeten. In der Luft- und Raumfahrtbranche sowie im Automotive-Bereich und Medizinsektor wird die additive Fertigung bereits eingesetzt. Für sicherheitsrelevante Bauteile wird jedoch die additive Fertigung bisher nur selten verwendet. Dies ist auf die unzuverlässige Reproduzierbarkeit der mechanischen Eigenschaften zurückzuführen. Großer Forschungsbedarf besteht bspw. bei der Verknüpfung von LPBF-Produktionsparametern mit zuverlässigen Produktionsparametern. In diesem Bericht wird der Zusammenhang zwischen Abkühlraten im LPBF-Prozess und den resultierenden mechanischen Eigenschaften von 316L (1.4404) untersucht. Zu diesem Zweck wurden unterschiedliche Probengeometrien additiv gefertigt und die jeweiligen Abkühlraten in situ mittels Thermografie erfasst. Anschließend wurden Zugversuche und metallografische Untersuchungen durchgeführt. Je nach Geometrie der Zugproben konnten verschiedene Abkühlraten nachgewiesen werden, die schlussendlich zu unterschiedlichen Zugfestigkeiten führten.

Effect of cooling rate on the mechanical properties of 316L tensile specimen, manufactured by Laser Powder Bed Fusion
Laser-Powder Bed Fusion (LPBF) is an additive manufacturing process, which allows weight savings of components through structural optimization without loss of stiffness. The mechanical properties are comparable with casted and - under ideal conditions - even with forged components. In the aerospace industry, as well as in the automotive and medical sector, LPBF is already applied. However, LPBF has only been used for components which are not safety-related. This is mainly due to the unreliable reproducibility of the mechanical properties of this process. Research has to be executed to find correlations between LPBF-parameters and reliable product properties. This report investigates the relationship between cooling rates in the LPBF process and the resulting mechanical properties of 316L (1.4404). For this purpose, different sample geometries were manufactured. The respective cooling rates were measured by in-situ-thermography. After that, tensile tests and metallurgical investigations were performed. Depending on the geometry, different cooling rates were observed, which finally led to different tensile strength results.

Die vollautomatische Fertigung ist in der Stahlbauindustrie angekommen. Zwar gibt es erst sehr wenige Firmen, die Stahlbauteile komplett von Robotern zusammenbauen lassen, aber der Mangel an Facharbeitern verbunden mit einem kontinuierlichen Fortschritt in der Maschinentechnik führt zu einem kontinuierlichen Zuwachs in diesem Bereich. So kann z. B. ein Roboter eine Fußplatte oder eine Steife an eine Stütze halten, während der zweite die Schweißnähte fertigt. Schweißroboter können darüber hinaus mithilfe des 3D-Druckverfahrens WAAM (Wire and Arc Additive Manufacturing) Details (Steifen), Knotenpunkte, Bauteile (insbesondere mit außergewöhnlichen Geometrien) und ganze Bauwerke herstellen. Der Schweißdraht wird hierbei als Druckwerkstoff eingesetzt, sodass es sich im Prinzip um eine Auftragsschweißung handelt. Hierdurch kann nicht nur die Logistik im Fertigungsbetrieb vereinfacht werden, da Steifen oder andere Anschlusselemente nicht mehr vorab zugeschnitten und an den Zusammenbauplatz geliefert werden müssen. Es können sich auch neue, dem Kraftfluss entsprechende Geometrien ergeben. Dadurch wird ein ganz anderes Konstruieren als bisher ermöglicht. Der vorliegende Beitrag zeigt, neben einem kurzen Überblick über das WAAM, einige Fertigungsbeispiele aus Forschungsprojekten des Fachgebiets Stahlbau der TU Darmstadt, sich aus der Optimierung ergebende neue Lösungen für alte Probleme und die erste Brücke, die komplett an ihrem Einsatzort gedruckt wurde.

3D printing with steel - additive manufacturing of details, connections and members
Fully automated production has arrived in the fabrication of structural steel. Although there are only very few companies that have steel components completely assembled by robots, the lack of skilled workers combined with continuous progress in the technology has led to a steady growth in this area. For example, one robot holds a base-plate or a stiffener to a column while the second one welds the seams. Welding robots can also use WAAM (Wire and Arc Additive Manufacturing) to produce details (stiffeners), connections, components (especially with unusual geometries) and entire structures. The wire electrode serves as printing material. This not only simplifies the logistics in the fabrication, since stiffeners or other connecting elements no longer have to be cut to size in advance and delivered to the assembly site. It also results in new shapes that require a new design process, in accordance with the flow of forces and in an optimised manner. This paper shows, besides a short overview of WAAM, some built examples from research projects of the department of steel construction of TU Darmstadt, new solutions for old problems resulting from the optimization, and the first bridge which was completely printed on site.

Die Feuerverzinkung von Stahlbauteilen ist zur Gewährleistung eines dauerhaften Korrosionsschutzes seit Jahrzehnten bekannt und etabliert. Auch für warmgewalzte Rohre und Hohlprofile ist dieses Verfahren von Vorteil, da durch das Eintauchen in die Zinkschmelze sowohl die äußere wie auch die innere Oberfläche des Bauteils mit einer Zinkschicht vollständig überzogen und geschützt wird. Die im Zuge des Verzinkungsprozesses auftretenden Ein- und Wechselwirkungen sind im Hinblick auf die Stahlkonstruktion und den verbauten Stahl selbst, bisher üblicherweise normalfeste Stähle, gut bekannt. Mit dem zunehmenden Aufkommen und Einsatz von höher- und hochfesten Stählen stellt sich die Frage, ob die vorliegenden Erkenntnisse im Hinblick auf die Einflüsse der Verzinkung auch auf diese Stähle übertragen werden können und die Verzinkbarkeit bestätigt werden kann. Im Zuge einer ausführlichen Versuchskampagne wurde hierzu an sechs Stahlwerkstoffen die Auswirkung der Feuerverzinkung auf die mechanischen Werkstoffeigenschaften und die Ausbildung der Zinkschicht untersucht. Die erzielten Ergebnisse werden im vorliegenden Beitrag vorgestellt.

Galvanizing of high-strength MSH sections
Batch hot-dip galvanizing of steel components has been known and established for decades to ensure permanent corrosion protection. This process is also advantageous for hot-rolled tubes and hollow sections, as by immersion in the molten zinc, both the outer and the inner surface of the component is completely coated with a zinc layer and thus protected. The impact and interactions occurring during the galvanizing process are well known with regard, to the steel structure and the steel itself, which up to now has usually been normal strength steel. With the increasing spread of high-strength steels, the question arises, whether the available findings with regard to the influence of the galvanizing process can be transferred and confirmed to these steels. In the course of an extensive test campaign, the effect of hot-dip galvanizing on the mechanical material properties and the formation of the zinc layer was examined on six steel materials. The results obtained are presented in this paper.

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Die Betriebsbeanspruchung von Schrauben in Ringflanschverbindungen zur Verbindung von Tragstruktursektionen von Windenergieanlagen wird maßgeblich durch die vorhandene Pressung in der Flanschkontaktfuge beeinflusst, welche durch die eingebrachte Schraubenvorspannkraft erzielt wird. Unter den vorliegenden Belastungen im laufenden Betrieb der Anlage besteht die Möglichkeit, dass durch Plastifizierung im Flansch oder in der Schraube Vorspannkraft verloren geht. In diesem Beitrag wird anhand eines praxisnahen Beispiels gezeigt, ob und - wenn ja - in welcher Größenordnung Vorspannkraftverluste zu erwarten sind und durch welche Einflussfaktoren diese maßgeblich bestimmt werden. Hierzu werden verschiedene Last- und Vorspannkraftniveaus sowie unterschiedliche Imperfektionen in Form von Parallelklaffungen untersucht. Auf Basis der durchgeführten numerischen Untersuchungen kann festgehalten werden, dass Vorspannkraftverluste nur in geringer Höhe auftreten und eine hohe Vorspannkraft sich stets positiv auswirkt, auch wenn sich dadurch erste Plastifizierungseffekte schon auf einem niedrigeren Lastniveau einstellen.

Numerical simulation of preload losses of bolts in ring flange connections
The fatigue performance of bolts in ring flange connections of wind turbine support structures is significantly influenced by the preload level of the bolts. Under operational loading there is a possibility that pre-tension force is lost due to plastification in the flange or in the bolt. This paper uses a practical example to show the magnitude of such losses and the factors that can significantly influence them. Different load levels, preload forces and different imperfections (parallel gaps) are examined. As a result of the investigations, it can be stated that the preload loss only occurs with a low magnitude and that a high preload always has a positive effect, even if this causes the first plastification at a lower load level.

Seit mehr als zehn Jahren ist der Aufschweißbiegeversuch (AUBI) für eine Reihe von Fällen, insbesondere für Feinkornbaustähle, nicht mehr verpflichtend. Die hierzu durchgeführten Untersuchungen hatten allerdings nur eine empirisch begründete Korrelation mit der Kerbschlagarbeit hervorgebracht. So fehlt nach wie vor eine Klärung der werkstoffmechanischen Zusammenhänge, denen nachzugehen es die Aufgabe der hier vorgestellten Untersuchungen war. Hierzu wurde auf hybride Modelle der Schädigungsmechanik zurückgegriffen, die die numerische Simulation des AUBI unter Berücksichtigung von sowohl Spaltbruch als auch Gleitbruch und damit auch des Übergangsbereichs erlauben. Damit kann der AUBI wesentlich genauer analysiert werden. Man ist so in der Lage, eine werkstofftechnische Korrelation zur Kerbschlagarbeit zu begründen, was die Vorhersage des AUBI-Versuchs erlaubt. Ein wichtiges Ergebnis ist, dass die resultierenden Anforderungen an die Hochlagenzähigkeit auch bei konstant gehaltenen AUBI-Biegewinkeln für verschiedene Stahlsorten deutlich unterschiedlich sind. Solche Anforderungen an die Hochlagenzähigkeit werden zur Entfaltung der Grenztraglasten im ULS erforderlich, insbesondere dort, wo mit Anrissen zu rechnen ist, z. B. im Brückenbau.

Equivalent upper shelf toughness requirements for weld bead bend test (AUBI) substitution
For about more than ten years, in Germany, the weld bead bending test, the so called “Aufschweißbiegeversuch” (AUBI), has been abolished for a series of cases, especially for fine grain structural steels. However, the corresponding investigations had revealed only an empirical correlation with charpy energy on upper shelf. The material and mechanical interactions so far, had not been clarified. So it was the task to bring light into the complexity of upper shelf toughness and AUBI using hybrid damage models and taking into account of both brittle cleavage and tough ductile failure. This allows the simulation of lower and upper shelf behaviour including the transition range. As a result, now the AUBI can be analyzed far better as we are able to establish a material-mechanically justified correlation with the charpy energy. Interestingly, it revealed that the resulting upper shelf toughness requirements for constant bending angles are different for different steel grades. Such requirements for upper shelf toughness are necessary for the development of the ultimate loads in the ULS, especially for bridges or other structures, where cracks are to be expected.

Aktuelles:
Dr.-Ing. Heinrich Bökamp ist neuer Präsident der Bundesingenieurkammer
Ingenieurbaukunst - Engineering Made in Germany erschienen
Bundesverband Deutscher Stahlhandel - Research: Ausgeprägte Sommerpause
Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlschrottsorten in Deutschland
STAHLBAU QUIZ
Das Stahlbau Quiz geht in die zweite Runde

Tagungen & Veranstaltungen:
Neue Online-Live-Seminar-Serie mit Prof. Franti&scaron,ek Wald erfolgreich gestartet
STCO Online-Live-Seminar #2 mit Prof. Knobloch, Prof. Kuhlmann und Prof. Taras: Structural member stability in the second generation of Eurocode 3
Fortbildungsseminar zum Buch: FEM im Stahlbau

Einen Besuch wert:
KPMG Luxemburg

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Zum Titelbild:
Ausschnitt eines Sandwichelements mit Wellpappe als Kernmaterial. Musterelement hergestellt für das Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik der TU Darmstadt (Foto: Aaron von der Heyden; s. Beitrag S. 895).

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Die Verwendung höherfester Materialien in der Produktion von Stahlprofilen bietet die Möglichkeit höherer Tragfähigkeiten bei gleichbleibendem Querschnitt. Alternativ können durch die verbesserten Festigkeitseigenschaften die Bauteildicken reduziert werden. Hinsichtlich der Nutzung von Stahltrapezprofilen ermöglicht dieser Fortschritt die Realisierung herkömmlicher Spannweiten mit Profiltafeln geringerer Blechdicken und erlaubt somit einen reduzierten Materialeinsatz. Frei spannende Profiltafeln sind grundsätzlich nicht begehbar. Ausnahmen hierfür liegen jedoch zum einen während der Montage und zum anderen im Falle von Wartungs- und Reinigungsarbeiten vor. Bis zu welcher Stützweite die Profiltafeln zu diesem Zweck ohne lastverteilende Maßnahmen begangen werden dürfen, legt die sog. Grenzstützweite der Begehbarkeit fest. Diese stellt im deutschsprachigen Raum einen wesentlichen Aspekt bei der Auslegung von Dachaufbauten aus Stahltrapezprofilen dar. Die Grenzstützweiten der Begehbarkeit neuartiger Stahltrapezprofile aus höherfesten Stählen mit geringen Blechdicken wurden im Rahmen von Untersuchungen an der RWTH Aachen behandelt. Ausgewählte Ergebnisse sollen im vorliegenden Beitrag vorgestellt werden.

Determination of the span limit for walkability of trapezoidal steel profiles
The use of higher-strength materials in the production of steel profiles offers the possibility of higher load-bearing capacities with the same cross-section. Alternatively, component thicknesses can be reduced due to improved strength properties. With regard to the use of trapezoidal steel profiles, this progress enables the realisation of conventional span widths with profiled sheets with thin sheet thicknesses and thus allows a reduced use of materials. In general, free-spanning profiles are not accessible. However, exceptions to this rule exist for assembly, maintenance and cleaning. The maximum span up to which a profile sheet may be walked upon for these purposes without load-distributing measures is defined by the span limit of walkability. In German-speaking countries, this constitutes an essential aspect in the design of roof structures made of trapezoidal steel profiles. The span limit of walkability of new types of trapezoidal steel profiles made of higher-strength steels with thin sheet thicknesses were investigated within the scope of studies at RWTH Aachen University. Selected results will be presented in this article.

Im Rahmen eines Forschungsprojekts des Fachgebiets Stahlbau der TU Darmstadt wurde die Eignung von Wellpappe als Kernmaterial für Sandwichelemente zur Verkleidung von Dach- und Wandflächen untersucht. Wellpappe ist im Gegensatz zu üblichen Kernmaterialien recycelbar und besteht aus nachwachsenden Rohstoffen. Das Tragverhalten hängt hauptsächlich von den verwendeten Papieren und der Ausrichtung des anisotropen Materials im Sandwichelement ab. Die schwächste Ausrichtung weist ähnliche Steifigkeiten und Festigkeiten wie die herkömmlichen Materialien auf. Diese können jedoch von anderen Kernausrichtungen vielfach übertroffen werden. Untersuchungen der wichtigsten bauphysikalischen Parameter der Sandwichbauweise haben gezeigt, dass das Brandverhalten geringfügig besser ist als das üblicher PU-Sandwichelemente. Die Wärmeleitfähigkeit in der schwächsten Kernausrichtung ist mit der von Mineralwolle vergleichbar, die stärkeren Kernausrichtungen zeigen höhere Wärmeleitfähigkeiten.

Sandwich panels with a core of corrugated cardboard
The goal of a research project of the Institute for Steel Construction and Materials Mechanics was to determine the utilization of corrugated cardboard as a core material for sandwich panels for roof and wall cladding. In contrast to common core materials, corrugated cardboard is recyclable and consists of renewable raw materials. The bearing behaviour depends mainly on the paper types and on the orientation of the anisotropic material inside the panel. The weakest orientation has similar stiffness and strength as common core materials. However, these can be exceeded many times by other core orientations. Investigations of the most important building physical parameters have shown that the fire behaviour is slightly better than that of most PU-sandwich panels. The thermal conductivity in the weakest core orientation is comparable to that of mineral wool, the stronger core orientations show higher thermal conductivity.

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Der Korrosionsschutz tragender dünnwandiger Bauelemente im Metallleichtbau ist durch eine Vielzahl internationaler, europäischer und auch deutscher Normen geregelt. Dieser Beitrag soll hierzu einen Überblick geben und die Regelungsbereiche der einzelnen Normen zueinander abgrenzen und deren Inhalte erläutern. Durch das Normenwerk werden jedoch nicht alle Aspekte des Korrosionsschutzes abgedeckt. Dem Planer fehlen wichtige Angaben, die er für das konstruktionsgerechte Planen der erforderlichen Korrosionsschutzmaßnahmen bauteilbezogen benötigt. Zum Teil waren diese Hilfestellungen in alten, mittlerweile zurückgezogenen deutschen Normen enthalten, sie wurden aber nicht in adäquater Weise in das neue Normenwerk überführt. Diese Lücke füllen die neuen IFBS-Fachregeln für den Korrosionsschutz im Metallleichtbau, die hier vorgestellt werden.

Corrosion protection of lightweight metal construction - new technical rules of IFBS
The corrosion protection of load-bearing thin-walled components in lightweight metal construction is regulated by a large number of international, European and also German standards. This article is intended to provide an overview of these standards and to delineate the regulatory areas of the individual standards and explain their contents. However, not all aspects of corrosion protection are covered by the body of standards. The planner lacks important information which he needs for the design-compatible planning of the necessary corrosion protection measures in relation to components. Some of this assistance was contained in old German standards which have since been withdrawn but was not adequately transferred to the new body of standards. This gap is filled by the new IFBS technical rules for corrosion protection in lightweight metal construction, which are presented here.

Unterkonstruktionen von vorgehängten Fassaden durchdringen die Wärmedämmung und bilden somit eine Wärmebrücke, die durch höhere Dämmdicken oder die Materialauswahl kompensiert werden kann. Diese Umplanung erfolgt häufig zu einem späten Zeitpunkt im Projekt und ist mit erheblichen Mehrkosten verbunden. Sofern es die Bautoleranzen zulassen, kann der Wechsel von einer klassischen zweiteiligen Unterkonstruktion bestehend aus Halter und Tragschiene zu einer einteiligen Unterkonstruktion als Z-Profil sinnvoll sein und zu einem schnelleren, und damit kostengünstigeren, Einbau führen. Einteilige Unterkonstruktionen aus Metall weisen als linienförmige Bauteile zunächst eine größere Wärmebrückenwirkung auf als die zweiteilige Ausführung mit Haltern und Tragschiene, können jedoch durch das Einbringen von Schlitzen wärmetechnisch so ertüchtigt werden, dass baurechtliche Vorgaben des Wärmeschutzes ohne die Erhöhung von Dämmdicken erreicht werden können. Die Z-Profile werden unmittelbar an dem tragenden Verankerungsgrund befestigt und bilden direkt das Tragprofil für die Fassadenelemente. Statische Untersuchungen an durch die Schlitze geschwächten Z-Profilen zeigen, dass eine ausreichende Tragfähigkeit gegeben ist.

Thermally improved steel substructures for metal facades
Substructures of facades penetrate the thermal insulation and thus form a thermal bridge, which can be compensated by higher insulation thicknesses or by material selection. This redesign is often done at a late stage and is associated with considerable additional costs. If the construction tolerances allow, the change from a classic two-part substructure consisting of a bracket and mounting rail to a one-part substructure as a Z-profile can be useful and lead to a quicker, and thus more cost-effective, installation. As linear components, one-piece substructures initially exhibit a greater thermal bridge effect than the two-part design with brackets and mounting rail, but can be upgraded by the insertion of slots in such a way that the building law requirements for thermal protection can be achieved without increasing the insulation thickness. The Z-profiles are attached straight to the load-bearing anchoring base and directly form the support profile for the facade elements. Static investigations of the Z-profiles weakened by the slots show that a sufficient load-bearing capacity can be achieved.

Es werden erstmalig geklebte ungealterte und gealterte Fügeverbindungen für Halter zur nachträglichen Montage von Anbauteilen an bereits beschichteten Stählen untersucht. Die untersuchten Fügeverbindungen auf Polyurethan-, Polysiloxan- und Epoxidoberflächen weisen auch nach beschleunigter Alterung (Salzsprühnebel, zyklische Temperaturwechsel, hohe relative Luftfeuchte) eine hohe mechanische Beständigkeit auf. Die für eine Lastannahme von 50 kg vorgegebenen Zug- und Zugscherfestigkeiten werden in allen Fällen mit einem Faktor > 10 erreicht. Alle Versagensspannungen liegen unterhalb der Haftzugfestigkeit der Beschichtungssysteme zum Stahlsubstrat. Der Torsionswiderstand der Klebeverbindung überschreitet das geforderte Anzugsmoment des Gewindebolzens. Es wird eine zyklische Belastungsgrenze von > 9 · 106 Lastwechseln ermittelt. Der Einfluss der zyklischen Alterung auf das Kriechverhalten ist insignifikant. Die Fügeverbindungen erfüllen die Anforderungen an einen Sicherheitsfaktor für die Auslegung für maritime Anwendungen.

Subsequent mounting of brackets onto coated steel substrates with adhesives
The performance of adhesively mounted brackets onto completely coated steel substrates is investigated. The investigated joint connections on polyurethane, polysiloxane and epoxy coatings exhibit a high mechanical stability even after accelerated ageing (salt spray exposure, cyclic temperature variations, high relative humidity). Tensile strength and shear strength criteria for a designed loading capacity of 50 kg are achieved with a factor of > 10. All failure strength values are lower than the adhesion strength of the coatings to the steel. The torsional rigidity of the adhesive joint exceeds the required clamping torque of the bolt. A cyclical lifetime of > 9 · 106 load cycles is estimated. Effects of cyclic ageing on the creep performance of the adhesive joint are found to be insignificant. The joint connections meet the requirements for a safety factor for the design for marine applications.

Ring flange connections for tubular towers, like those for wind turbines or chimneys, are subjected to significant fatigue loading. Next to the bolts, the weld connecting the flange to the tower shell also needs to be checked against fatigue failure. The flange causes local bending moments in the shell, which increase the meridional stress, i. e. stress concentrations occur. In this paper, the influence of geometrical imperfections on such stress concentrations is quantified and the influence of flange geometry on resulting stress is investigated. Recommendations are given for flange dimensions and the design procedure.

Einfluss von Flanschabmessungen und geometrischen Imperfektionen auf Spannungskonzentrationen an Schweißnähten von Ringflanschverbindungen
Ringflanschverbindungen für Rohrtürme, wie solche für Windenergieanlagen oder Schornsteine, sind einer erheblichen Ermüdungsbelastung ausgesetzt. Neben den Schrauben muss auch die Schweißnaht, die den Flansch mit der Turmschale verbindet, gegen Ermüdungsversagen abgesichert werden. Aufgrund des Flansches treten lokale Biegemomente in der Schale auf, die die nominelle Meridianspannung erhöhen, d. h., es treten Spannungskonzentrationen auf. In diesem Beitrag werden der Einfluss geometrischer Imperfektionen sowie der Einfluss der Flanschgeometrie quantifiziert. Es werden Empfehlungen für Flanschabmessungen und die Bemessung gegeben.