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The paper discusses the effect of aging on steel fibre reinforced concrete (SFRC) after 10 years. The aim is to observe the change in mechanical properties, especially of the residual post-cracking tensile strength, due to long-term aging. For this purpose, a comparison between the results of four-point bending tests (4PB) at the age of 1 year and 10 years was carried out and it indicates that aging affects the serviceability post-cracking residual strength, increasing fibre interfacial bond strength. Material classification is performed according to fib Model Code 2010 for 1-year old and 10-year old specimens. The objective is to estimate possible changes in the material class through the years. Three- and four-point bending test results on 10-year old specimens are described, together with a comparison between those tests. Both tests showed very similar results; slightly higher values were obtained with the three-point bending (3PB) test. The tensile constitutive law is obtained according to fib Model Code 2010 and is compared with results of direct tensile tests on cylindrical specimens and Double Edge Wedge Splitting tests on prismatic specimens. A plane section (PS) approach adopting the tensile constitutive law is applied to predict the bending behaviour in terms of nominal stress against crack mouth opening displacement and it is compared with the bending test results.

Die Blindniettechnik gilt als ein sehr schnelles und prozesssicheres Fügeverfahren. Blindniete werden überall dort eingesetzt, wo klassische Fügeverfahren, wie bspw. das Schweißen oder Schrauben, technologisch oder konstruktiv bedingt nicht eingesetzt werden können oder unwirtschaftlich sind. Zu den klassischen Anwendungsgebieten im Stahlleichtbau gehören die Befestigungen von Dach- und Wandverkleidungen. Darüber hinaus werden weitere Anwendungsfelder wie z. B. Hochregallager und Wohncontainer von der Blindniettechnik erobert. Leider bestehen seitens der Ausführung und Bemessung von Verbindungen mit Blindnieten im Stahlleichtbau für zuvor genannte Konstruktionen einige Hürden, sodass bislang immer auf einen bauaufsichtlichen Verwendbarkeitsnachweis zurückgegriffen werden muss. Dieser kann meist nur durch zeit- und kostenintensive Einzelfalluntersuchungen erlangt werden. Darüber hinaus ist die bestehende normative Regelung durch DIN EN 1993-1-3 sowie DIN EN 1090-4 nach Meinung der Verfasser unzureichend, was einem breiteren Einsatz der Blindniettechnik momentan noch entgegensteht.
In diesem Beitrag werden die Ergebnisse aus systematischen Untersuchungen zur Abscher- und Lochleibungstragfähigkeit von Blindnieten und den damit hergestellten Verbindungen vorgestellt. Ziel der Untersuchungen war die Überprüfung und Erweiterung der im EC 3 bestehenden Bemessungs- und Ausführungsregeln für Blindnietverbindungen, um zukünftig einen rein rechnerischen Nachweis der DIN EN 1993-1-3 für querkraftbeanspruchte Blindnietverbindungen zu erlauben und somit den erforderlichen Aufwand für eine versuchsgestützte Bemessung zu reduzieren.

Design and execution of shear loaded blind rivet joints in steel lightweight constructions
Blind rivet technology as a robust, fast and reliable joining technology is used wherever common joining technologies like welding and bolted connections cannot be used because of technological and design reasons or inefficiency. The areas of application for blind rivet technology in steel lightweight constructions are roof and wall claddings as well as the construction of high-rack-buildings and residential containers, which have emerged in recent years. Due to normative restrictions concerning the execution of joints with blind rivets in steel lightweight construction and the missing of appropriate design rules according to DIN EN 1993-1-3, these constructions fall under the supervision of building authorities. Therefore exists the demand from the building authorities for an experimental proof of usability.
This paper presents results from systematic investigations of the shear and bearing resistance of blind rivets and joints produced with them. These investigations should serve as a generally valid extension of the previous design and execution rules of DIN EN 1993-1-3 in order to allow a safe design for shear loaded blind rivet joints and at the same time to reduce the time and effort for experimental investigations.

DIN EN 1090-2 und DIN EN 1993-1-8/NA legen Anziehverfahren für mutterseitig vorgespannte geschraubte Garnituren bei Einfachverwendung derselben fest. In einer Vielzahl von Anwendungsfällen werden allerdings vorgespannte geschraubte Verbindungen eingesetzt, die exemplarisch kopfseitig angezogen, als Sacklochverbindung ausgeführt oder/und mehrfach verwendet werden sollen. In diesen Fällen ist eine Verfahrensprüfung zur Bestimmung der Anziehparameter erforderlich. Der vorliegende Beitrag beschreibt die prinzipielle Vorgehensweise zur Durchführung einer solchen Verfahrensprüfung und geht insbesondere auf die Zielebene des Vorspannens, die Einschraubtiefe bei Bauteilen mit Innengewinden, die Einfach- und Mehrfachverwendung von Komponenten sowie die Grenzkriterien zur Bestimmung der Anziehparameter ein. Ferner wird das Vorgehen anhand von Praxisbeispielen erläutert.

Procedure qualification for the determination of tightening parameters for preloaded bolted connections.
DIN EN 1090-2 and DIN EN 1993-1-8/NA define tightening procedures for preloaded bolted assemblies tightened at the nut side by simple use thereof. However, in a multitude of applications, preloaded bolted connections are used, which for example are tightened on the head side, designed as tapped hole connections and/or are to be used several times. In these cases, a procedure test is necessary to determine the tightening parameters. The present paper describes the principal procedure for carrying out such a procedure test, in particular the target level of preloading, the length of thread engagement for components with internal threads, the single and multiple use of components, and the boundary criteria for determining the tightening parameters. Furthermore, the procedure is explained using practical examples.

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Ein älteres Modell zur rechnerischen Erfassung von querkraftbelasteten Pfählen ist ein auf einer elastischen Winkler-Gründung, welche aus eng aneinanderliegenden Federn besteht, gebetteter Balken. Die korrespondierende Bodensteifigkeit k wurde als konstant angenommen. Da die analytischen Ergebnisse nicht mit den Versuchsergebnissen übereinstimmten, die einen kleineren Kontaktdruck in der Nähe der Bodenoberfläche, bedingt durch plastische Verformungen ergaben, nahmen mehrere Autoren an, daß k entlang des Pfahls veränderlich ist. Ansonsten wurde das Winklersche Modell unverändert beibehalten. Wieder andere nahmen zusätzlich an, daß die Druck-Verformungs-Beziehung der Gründung nichtlinear ist. All diese Annahmen hatten sehr umfangreiche Analysen zur Folge. Die hier vorgestellte Methode folgt allerdings einem anderen Weg. Sie basiert auf einem Winkler-Modell mit konstantem k, bezieht aber eine Serienschaltung von plastischen Elementen mit elastischen Federn ein und führt somit zu einer bilinearen Kraft-Verformungs-Beziehung. Dieses Modell stellt eine vereinfachte Version der p-y-Methode dar und führt zu mathematischen Formulierungen, die exakt gelöst werden können. Zwei Problemstellungen werden mit Hilfe des Modells behandelt. Zum Abschluß wird ein Vergleich der erhaltenden analytischen Ergebnisse mit Versuchsergebnissen eines seitlich belasteten Pfahls in Originalgröße durchgeführt. Dieser Vergleich ergab eine gute Übereinstimmung. Dies läßt die Schlußfolgerung zu, daß die hier vorgestellte Methode zur ingenieurmäßigen Erfassung derartiger Probleme gut geeignet ist.

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An innenliegenden Anschlüssen für Flachstahlhänger an geschlossene Querschnitte der Bögen und Versteifungsträger von Stabbogenbrücken wird der dem Hänger zugewandte Flansch meist durch ein aufgeschweißtes Dichtblech geschlossen. Ungewollt wird durch dieses Dichtblech ein nicht vernachlässigbarer Anteil der Spannungen aus dem Flansch übertragen, was an dessen Stirnseiten zu ermüdungsrelevanten Spannungskonzentrationen am Schweißnahtübergang führt. In diesem Beitrag werden verschiedene Dichtblechformen im Hinblick auf deren Einfluss auf das Spannungsbild untersucht. Dabei werden unterschiedliche Simulationsansätze gegenübergestellt, die sich in Modellierung und Auswertung unterscheiden. Die Validierung erfolgt anhand gemessener Ergebnisse aus Ermüdungsversuchen.

Calculation and construction of hanger connections with sealing plates at tied arch bridges.
Hanger connections at tied arch bridges with closed cross sections of the main support elements are often cariied out as internally located connections with a hanger connection plate that crosses one flange of the main support element. The resulting recess then is closed by a sealing plate that has no calculated static relevance. However, this sealing plate gets a non-negligible portion of the stress that is unintentionally transmitted from the flange, which leads to stress concentrations at the weld toe of the front face of the sealing plate that are relevant for fatigue. In this paper, different shapes for the sealing plates are investigated with regard to their influence on the stress pattern. Different simulation approaches are compared that differ not only in their modeling strategy but also in their evaluation method.

Im vorliegenden Beitrag über die wasserstandsabhängige Bauzeitplanung für Uferanlagen in Gezeitengebieten und im Überschwemmungsgelände längs der Flüsse ist die Berechnung der wahrscheinlichsten zeitabhängigen Schwankungen der Wasserstände für beide Naturerscheinungen dargestellt.

Der vorliegende Beitrag thematisiert ausgewählte Ergebnisse, die innerhalb des FOSTA-Forschungsprojekts “Bauen im Bestand - Lösungen für Dach und Fassade in Stahlleichtbauweise” erarbeiten worden sind. Das Projekt hat Möglichkeiten untersucht, bestehende Dach- und Fassadensysteme in Stahlleicht- und massiver Bauweise mit Bausystemen des Stahlleichtbaus energetisch zu ertüchtigen. Als Ertüchtigungsmaßnahmen wurden dabei Stahl-Sandwichelemente und modulare Stahlleichtbaukonstruktionen, die beispielsweise aus Stahltragprofilen, Wärmedämmung und Stahlfeinblechprofilen bestehen, berücksichtigt. Neben hygrothermisch-bauphysikalischen Untersuchungen wurden auch statisch-mechanische Bewertungen der energetisch optimierten Bausysteme durchgeführt.
Innerhalb des Beitrags werden Erkenntnisse erläutert und diskutiert, die als Ergänzung zu den bereits in [1] veröffentlichten zu verstehen sind und die die Bandbreite des Forschungsprojekts repräsentieren. Neben numerischen und experimentellen Untersuchungsergebnissen aus dem Bereich Bauphysik werden auch Fragestellungen vorgestellt und Lösungen aufgezeigt, die das Tragverhalten und die baukonstruktive Ausbildung sowohl der Ertüchtigungs- als auch der ertüchtigten Bauteile betreffen. Abschließend werden die auf Ebene der Einzelbauteile erzielten Ergebnisse im Kontext des Gesamtgebäudes beleuchtet und auf diesem Niveau hinsichtlich ihrer Effektivität bewertet.

New Solutions for energetic improvement of building envelopes in lightweight steel - in addition to the publication in Stahlbau 86 (2017), issue 10.
The present paper focuses on selected results that have been developed within the research project “Building redevelopment - Solutions for roof and façade using lightweight steel construction”. The project has investigated possibilities to energetically renovate existing roof and façade systems in lightweight steel and massive construction by using lightweight steel systems. As renovation systems steel sandwich panels as well as modular lightweight steel constructions, consisting for example of steel supporting profiles, thermal insulation and steel sheet profiles, have been considered. Besides hygrothermal-building-physical studies also static-mechanical reviews for the energetically optimized building systems have been conducted.
Within the paper, findings are explained and discussed, which are meant to be as a supplement to those already published in [1] and which represent the scope of the research project. In addition to numerical and experimental calculation and test results concerning building physics, also questions are introduced and solutions are presented that relate to the structural behavior and the constructional design of the renovation as well as the renovated elements. Finally, the results obtained at the level of the individual components are examined in the context of the overall building and evaluated at this level for their effectiveness.

Ein neuartiger Ansatz, den Wärmebrückeneffekt von Kassettenwandkonstruktionen zu reduzieren, ist es, den Steg des Kassettenprofils mit Schlitzen zu versehen, um so den Wärmestrom durch den Kassettensteg zu vermindern. Diese Schlitzung führt zu einer deutlichen Reduktion des Wärmedurchgangskoeffizienten der Kassettenwandkonstruktion, hat jedoch gleichzeitig eine Verminderung der Tragfähigkeit des Kassettenprofils zur Folge.
Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich zum einen mit der wärmeschutztechnischen Optimierung der notwendigen Schlitzgeometrie, um einen Wärmedurchgangskoeffizienten von U ≤ 0,25 W/(m2 · K) zu erreichen. Zum anderen werden die charakteristischen Tragfähigkeitswerte der neuartigen Kassettenprofile durch Bauteilversuche ermittelt.

Innovative liner tray profiles for the improvement of the energy efficiency of industrial buildings
A novel approach to reduce the thermal bridge effect of liner tray wall constructions is to provide the web of the liner tray profile with slots to reduce the heat flow through the web. This slotting leads to a significant reduction in the heat transfer coefficient of the wall construction, but at the same time reduces the load-bearing capacity of the liner tray profile.
This work deals on the one hand with the thermal insulation optimisation of the necessary slot geometry in order to achieve a heat transfer coefficient of U ≤ 0,25 W/(m2 · K). On the other hand, the load-bearing capacity of the innovative liner tray profiles is determined.

The paper presents an experimental research project that focused on analysing the short-term residual mechanical properties of lightweight concrete after exposure to temperatures of up to 600 °C and the effects of the short-term residual mechanical properties on the post-fire loadbearing capacity of different concrete sections. The experimental programme was conducted on four different concrete mixes by determining the mechanical properties immediately after cooling and up to 96 h after cooling. The following properties were investigated: compressive strength, ultrasonic pulse velocity and stress-strain curves. The results show that the compressive strength undergoes an additional reduction in comparison to the initial residual strength (0 h property) of up to 20 % in the reference time period. A numerical study is presented at the end of the paper in order to quantify the effects of the short-term strength reduction on the axial loadbearing capacity of slender and stocky concrete columns.

Gewindeformschrauben werden im Bauwesen nahezu ausschließlich im Bereich des Stahlleichtbaus zur Befestigung von dünnwandigen Profilen auf Unterkonstruktionen aus Stahl oder Aluminium verwendet. Die Nenndurchmesser variieren meist zwischen 4,2 mm und 6,3 mm. Gewindeformschrauben mit Nenndurchmessern von über 10 mm sind wenig bekannt und bergen ein bislang ungenutztes Potenzial als Alternative zu metrischen Schrauben M10 bis M14. Die Gewindeformschraube hat gegenüber der metrischen Schraube den großen Vorteil, dass die Verbindung nicht beidseitig zugänglich sein muss. Dadurch werden Verbindungen möglich, die bislang meist durch ein Verschweißen der Bauteile realisiert wurden. Eine Nachweisführung auf Grundlage des Eurocode 3 1-8 existiert für Gewindeformschrauben bislang nicht. Der vorliegende Beitrag beschreibt die zu beachtenden Besonderheiten bei der Verwendung von Gewindeformschrauben als Alternative zu metrischen Schrauben. An der Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine des Karlsruher Instituts für Technologie KIT wurden zahlreiche Untersuchungen durchgeführt, um Lösungsansätze für die technischen Herausforderungen derartiger Verbindungen zu präsentieren.

Thread forming screws as an alternative to metric bolts
Thread-forming screws are used in the building industry almost exclusively in the field of lightweight steel construction for fastening thin-walled profiles to steel or aluminium substructures. The nominal diameters usually vary between 4.2 mm and 6.3 mm. Thread forming screws with nominal diameters of more than 10 mm have the potential to be used as an alternative to metric bolts M10 to M14. Compared to the metric bolt, the thread-forming screw has the great advantage that the connection does not have to be accessible from both sides. This allows connections that were previously usually achieved by welding.
A verification based on the Eurocode 3 1-8 is currently not available for such connections. This paper describes the special characteristics when using thread-forming screws as an alternative to metric bolts. At the Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine at the Karlsruhe Institute of Technology KIT numerous tests were performed to present solutions for the technical challenges of such connections.

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Netzwerkbogenbrücken erleben seit einigen Jahren eine Renaissance. Durch die Vielzahl an konstruktiven Details und Parametern, welche es insbesondere in der Planungsphase zu berücksichtigen gilt, ergibt sich ein komplexes Brückengebilde. Unbestritten ist die verbesserte Tragwirkung durch die netzwerkartige Anordnung der Hänger. Realität sind aber auch die aufgetretenen wirbelerregten Querschwingungen an ungedämpften Netzwerken. Aufgrund der erforderlichen Querschnitte, bedingt durch die hohen Eisenbahnverkehrslasten, können nur Flachstahlhänger bei der Deutschen Bahn AG zur Anwendung kommen. Die unterschiedlichen Neigungen der Hänger erforderten einen neuartigen Hängeranschluss am Bogen und Versteifungsträger, welcher speziell für diesen Konstruktionstyp entwickelt wurde und derzeitig noch nicht genormt ist. Der Einfluss und die Größe der unerwartet eingetragenen Schwingungen in Bezug auf die avisierte Lebensdauer galt es zu untersuchen. Als wirksame und notwendige Dämpfungsmaßnahme erweisen sich Querkopplungen in den Kreuzungspunkten der Hänger und teils zusätzliche Seillängsverspannungen, welche zwingend vor Inbetriebnahme einzubauen und deren Wirksamkeit nachzuweisen sind. Weitere Untersuchungen befassten sich mit der Thematik, ob es möglich ist, ein schwingungsunanfälliges Netzwerk zu kreieren. Auswertungen und Analysen der bis dato ausgeführten Eisenbahn-Netzwerkbogenbrücken neueren Typs brachten Ergebnisse, welche zusammengefasst und optimiert im Planungsleitfaden Eingang fanden. Dieser Leitfaden soll 2018 veröffentlicht werden und für zukünftige Netzwerkbogenbrücken Anwendung finden.

Phenomenon of turbulence-induced shear vibrations observed on network arch railway bridges - results of research and introduction of planning guideline.
Network arch railway bridges have been made a comeback over the past few years. Caused by the high number of constructional details and planning parameters effect that this type of construction is one of the most complex bridge structures. The staggered architecture of hangers have been achieved a better load bearing behavior. But another reality is the occurrence of turbulence-induced shear vibrations, which built up under specific wind conditions. Due to the fact of required cross-sections, particularly in case of high railway traffic loads, only flat steel bar hangers can be used. The different tilts of each hanger presupposed a newly advanced design for hanger adjacent construction with stiffening girder and arch, which is actually not standardised. In particular the influence and size as well as the structural durability on basis of unexcepted registered vibrations were to examine in relation to the notified life cycle. As effective and necessary damping measure cross connections in crossing points of hangers and sometimes additional guying wires have to be build and their effectiveness has to be proved before commissioning. Further investigations were made to check the possibility to create a network, which is unsusceptible for vibrations by wind loads. The results of evaluations of all status quo built network arch railway bridges will be written in an optimized way in a planning guide. This guideline will be introduced in 2018 and valid for all future network arch railway bridges.

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