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Der vorliegende Artikel liefert zutreffende zyklische Lastverformungs- und Rißfortschrittsbeziehungen für Trägerverbundfugen mit Kopfbolzendübel Durchmesser 22 mm, anhand derer man in der Lage ist, den Schädigungs- und Lastverformungszustand in einem Verbundträger unter zyklischer Belastung zu bestimmen. Die Modelle wurden auf Grundlage einer hohen Anzahl von weggeregelten Push-Out-Versuchen abgeleitet und an einigen zyklischen Trägerversuchen verifiziert. Mit den gefundenen Zusammenhängen ist es möglich, sehr genaue Lebensdauerprognosen für Kopfbolzendübel in Trägerverbundfugen abzugeben. Weiter wird ein einfaches Bemessungskonzept für die Kopfbolzenermüdung vorgeschlagen.

Im Jahre 2002 wurde die Messehalle 27 in Hannover fertiggestellt. Aufgrund der relativ großen Abmessungen der Halle (ca. 201,9 m x 181,9 m) waren umfangreiche Voruntersuchungen zur Ermittlung des Tragwerkssystems unter Berücksichtigung der architektonischen Vorgaben erforderlich. Ziel war u.a. die Minimierung der Verschiebungen des Gesamtsystems im Hinblick auf die Fassadenanbindung. Im Beitrag wird die vielfältige Problematik bei der Konstruktion (Realisierung von Dehnungsfugen), Berechnung und Montage der Halle 27 näher erläutert und ein Vergleich zu den Messehallen 9 und 13 in Hannover getroffen.

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Mikroskopische Imperfektionen im Werkstoff führen dazu, dass die Werte mechanischer Eigenschaften von Bauteilen gewissen Auftretenswahrscheinlichkeiten unterliegen. Mit zunehmendem Volumen erhöht sich die Anzahl der mikroskopischen Defekte, was sich direkt in einer veränderten makroskopischen Festigkeit niederschlägt. Dieses Phänomen ist unter der Bezeichnung statistischer Maßstabseffekt bekannt. Eine solche Maßstabsabhängigkeit kann durch ein stochastisches Werkstoffmodell gut erfasst werden. In diesem Beitrag wurde das Bündel-Kettenglied-Modell, das auf einem stochastischen Werkstoffmodell nach Weibull- und Lognormalverteilung basiert, entwickelt und eine Möglichkeit zur Bestimmung des statistischen Maßstabseffekts durch numerische Verfahren angegeben. Um den statistischen Maßstabseffekt im Stahlbau zu demonstrieren, werden die Biegeversuche mit unterschiedlichen Probengrößen durchgeführt. Dieser Beitrag beschreibt - als erster von zwei Teilen - Forschungsergebnisse über den statistischen Maßstabseffekt und die entsprechende Zuverlässigkeit im Stahlbau.

Statistical size effect and corresponding influence for reliability in steel structures - part 1: model and experiment
In steel structures, the elastic and plastic design is widely used. At the same time, it is certain that the yield strength of steel is variable because of uncertainties and spatial variability in nature. If the volume of structural component increases, the number of microscopic defects correspondingly increases, so that the macroscopic material strength also changes. This phenomenon is called statistical size effect. A new stochastic material model, which is based on Weibull and lognormal distribution, is proposed and a possibility for determining the statistical size effect by numerical methods is developed. To demonstrate the statistical size effect in steel structures, bending tests are carried out with different specimen sizes. This paper presents - as the first of two parts - research results about the statistical size effect and the corresponding reliability in steel structures.

Das Interesse an freien Formen in der Architektur und im Industriedesign nimmt immer stärker zu. Für komplex geformte Strukturen sind faserbasierte Werkstoffe nahezu prädestiniert und bieten gegenüber klassischen Materialien im Bauwesen etliche Vorteile. Dennoch finden diese Materialien nur in seltenen Fällen Einzug in das Bauwesen. Die Abbildung von Geometrie und Materialität stellt dabei eine erhebliche Komplexität dar. Aus diesem Grund wurden von den Autoren neue bionische und multidisziplinäre Ansätze verfolgt, die es erlauben, das Potenzial des Materials für hocheffiziente Strukturen auszuschöpfen. Hierzu wurden ein angepasstes Verfahren zur Fertigung und neue Simulationswerkzeuge zur Planung für Architekten und Ingenieure entwickelt. Die entwickelten Methoden dienten als Grundlage eines im Sommer 2012 umgesetzten Versuchsbaus auf dem Campus der Universität Stuttgart und konnten dadurch erprobt und verifiziert werden. Die Strukturlogik des semitransparenten Pavillons wurde durch die räumliche Anordnung von Carbon- und Glasfasern definiert. Er hatte bei einer Spannweite von 8 m nur eine durchschnittliche Bauteildicke von 4, 6 mm und wog trotz seiner beachtlichen Größe weniger als 320 kg.

Bio-inspired fibre composite structures - principles for fabrication and design
The request of free-form surface generation strategies in architecture and industrial design is ever more increasing. For complex-shaped structures, fibre-based materials are often an obvious choice as they offer numerous advantages compared to traditional building materials and techniques. However, the usage of these materials in the construction field is still limited. Moreover, the design and simulation of fibre-based materials is still a very challenging topic. For these reasons the authors developed an innovative, bionic-inspired and multidisciplinary approach which allows the exploitation of the material potential to create highly efficient structures. Following this purpose, an integrated methodology for the simulation and manufacturing process was conceived for the architects and engineers. The developed methods were the basis for a prototype realized on the campus of the University of Stuttgart in the summer 2012, allowing the testing and proof of the proposed approach. The semi-transparent pavilion spanned 8 m for a thickness of only 4.6 mm and weighed, despite its considerable size, less than 320 kg.

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Zur Überprüfung der Auswirkungen aus der Einführung der neuen Regelwerke auf Basis der neuen europäischen Regelungen im Grund- und Straßentunnelbau in Deutschland wurden Vergleichsberechnungen nach dem neuen Teilsicherheitskonzept und nach dem bisherigem Globalsicherheitskonzept durchgeführt. Der Bericht erläutert an vier praxisnahen Beispielen - einer Bohrpfahlwand, einem Trogbauwerk, einem Tunnel in offener Bauweise und einem Tunnel in geschlossener Bauweise - die anzusetzenden Einwirkungen, die Wahl der Teilsicherheiten, den Berechnungsgang und die Ergebnisse. Die Auswirkungen des Teilsicherheitskonzepts hinsichtlich Sicherheit und Wirtschaftlichkeit werden durch Vergleich mit den Ergebnissen nach dem Globalsicherheitskonzept dargelegt. Die Untersuchungen haben gezeigt, daß die ZTV-ING und die zugehörigen fachspezifischen Vorschriften, insbesondere DIN 1054 und die DIN-Fachberichte 101 und 102, zusammen eine hinreichende und zweckmäßige Grundlage für die Anwendung des Teilsicherheitskonzepts im Grund- und Straßentunnelbau darstellen.

Zur Abschätzung der Versagenswahrscheinlichkeit von statisch unbestimmten Fachwerken mit vielen Stäben unter Verwendung der Monte-Carlo-Simulation wird ein systematisches Verfahren vorgestellt und die Anwendbarkeit an numerischen Beispielen gezeigt.

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Eine der größten Herausforderungen beim Bau von Stonecutters Bridge war die Herstellung der Beton-Seitenfelder mit einem geometrisch anspruchsvollen Überbau in Form eines Gitterrosts in 70 m Höhe. Dieser kann sein Eigengewicht nur mit Hilfe der Schrägkabel tragen und wurde daher auf einem Lehrgerüst hergestellt, das bis zum Einbau der Kabel aktiviert bleibt. Eine sorgfältige und auf die Herstellung des Überbaus abgestimmte Planung des Lehrgerüsts war nötig. Dieser Beitrag beschreibt, wie der Bau des Betontragwerks geplant und umgesetzt wurde. Die Modellierung aller wesentlichen Herstellungsschritte für Tragfähigkeitsnachweise sowie zur Kontrolle der Geometrie wird ebenso erläutert wie die Planung der Baubehelfe. Die Bearbeitung erfolgte in hohem Maße interaktiv mit der Baufirma, was zu einer erfolgreichen Umsetzung des Projekts beigetragen hat.

Dem langjährigen Montageleiter der Hein, Lehmann AG Herrn Dipl.-Ing. Paul Stern gewidmet.
Stand im Teil 3 dieser Aufsatzserie die Ausdifferenzierung des Freivorbaus als Hauptmontageverfahren im Zentrum, so wird im Folgenden der Pfadwechsel von der Material- zur Arbeitszeitökonomie im bundesdeutschen Stahlbrückenbau der 1960er-Jahre in seiner Auswirkung auf die Montage exemplarisch dargestellt.

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Im Zusammenhang mit einem schweren Baustellenunfall, bei dem die Schadensursache auf einen mit exzentrisch gestoßenen Knotenblechen angeschlossenen Fachwerkstab zurückgeführt wurde, sind im Nachgang hierzu Fragen hinsichtlich einer ausreichenden Stabilitätsbemessung mit Erfassung der wesentlichen Einflüsse aus den Anschlussbereichen aufgetreten. Dazu zählen Auswirkungen infolge Steifigkeitsabfall und Blechexzentrizitäten, Imperfektionsannahmen sowie der Ansatz der maßgebenden Biegeknickfigur. Der nachfolgende Beitrag beschäftigt sich mit grundsätzlichen Überlegungen und gibt Hinweise und Anregungen für die praktische Bemessung (Teil 1 s. H. 8/2012).

Trussed compression members with excentric junction plates.
After a serious accident at a construction site, which cause was attributed to a trussed compression member jointed with excentric junction plates, questions occurred, concerning a sufficient design for stability considering effects related to the joint. Those effects include consequences due to a loss of stiffness and excentricity of junction plates, estimated imperfections and the decisive buckling mode. The following article deals with basic thoughts about the topic and gives advices and suggestions for a practical design.

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