This paper presents a summary, with background information, of the design recommendations developed recently for axially loaded X and T joints between elliptical hollow sections (EHS). These recommendations are based on experimental tests, finite element (FE) calibration and parametric studies carried out in a collaborative research programme between the universities of Singapore, Toronto and Delft.
The strength equations are presented in a similar manner to those currently adopted for circular hollow section (CHS) joints and rectangular hollow section (RHS) joints in ISO 14346 (2013). The ISO recommendations are based on, and are similar to, those of the International Institute of Welding, IIW-XV-E, which were also published by the Comité International pour le Développement et l’Etude de la Construction Tubulaire (CIDECT) in recent editions of their Design Guides.

This paper deals with the evaluation of fatigue cracks in a box type radial crane runway girder with full penetration welds between the web and flange. After 20 years of service fatigue cracks were observed which were initiated in the flange at the toe of the full penetration weld with the web. The observed cracks in the crane runway girder vary in length from a few mm to 330 mm with a summation of the lengths of all observed cracks being 750 mm, on a total length of 56000 mm, thus being only 1.3 %.
The investigation consists of the fatigue analysis described in this paper and additional experimental investigations with scale tests of approximately 1:2 on equivalent I sections with a concentrated load and with a line load to investigate whether cracks stop when they have grown through the residual tensile stress field. For this analyzed crane runway girder with multi-layered full penetration welds and with small cracks at the weld toes in the flange, based on EN 1993-6 the damage would be 1.0 for a design class 98 which is not far from the “class” 92 found by Kuhlmann et al, [1] for tests with rolling wheels, however, related to weld failures from the root of not fully penetrated fillet welds in combination with crack initiations at the weld toe.

This paper deals with revised, simplified, consistent equations for plate-to-Circular Hollow Section (CHS) joints for inclusion in codes. After a short review of the background to these resistance equations in the current consolidated version of EN 1993-1-8 and those in ISO 14346, the background to these simplified new equations is discussed. The equations for Plate-to-Circular Hollow Section T and X joints (called TP and XP joints respectively) in the current EN 1993-1-8 are based on experimental data available up to 1991. They are further related to the equations for CHS T and X joints. Most of the data used are based on the ultimate joint resistance. A similar approach is used for the TP and XP equations in ISO 14346, but these are related to the updated equations for CHS T and X joints.
Since the drafting of ISO 14346, new consistent numerical data from Voth became available where the resistance is not only based on the ultimate resistance but also takes the 3 %d0 joint deformation limit into account.
The new equations in prEN 1993-1-8 are based on the Voth data, the de Winkel data and the Voth-Packer equations, but use a simplified uniform presentation which permits one to relate joints with an I, H and RHS brace-to-CHS chord to these basic equations. Furthermore, the presented equations are based on the case of axial compression load in the plate, which is the lower bound of the compression and tension load cases.

This paper deals with a proposal to revise the effective width terms in the brace shear criterion for overlap joints in rectangular hollow sections (RHS). The background to the design equations in ISO 14346 for the failure modes, brace effective width, chord M-N interaction and brace shear are described first. That is followed by the relation between overlap joints in circular hollow sections and those in rectangular hollow sections and those with an I- or H-section chord. Finally, it is shown that the effective width terms in the brace shear criterion can - in the case of 100 % overlap joints - be better related to the thickness of the overlapped brace. In the case of smaller overlaps, &lgr;ov, limit ≤ &lgr;ov ≤ 100 %, the effective width should also be related to the thickness of the overlapping brace, where &lgr;ov, limit depends on whether the hidden seam at the toe of the overlapped brace has been welded.

Die aktuelle Fassung der DIN EN 1993-1-8 enthält ein umfangreiches Kapitel zum Thema Anschlüsse mit Hohlprofilen. Im vorliegenden Beitrag werden hierzu Korrekturvorschläge vorgestellt und sofern erforderlich ihr wissenschaftlicher Hintergrund erläutert. Die Korrekturvorschläge betreffen Fehler und Unklarheiten im Text, sinnentstellende Fehler bei Gleichungen und Anwendungsgrenzen, weiterhin Korrekturen, die wegen der Ausdehnung des Anwendungsbereichs auf Stähle S 460 erforderlich sind und solche, die auf Forschungsergebnissen der letzten 20 Jahre basieren, die Sicherheitslücken aufgezeigt haben. Insbesondere wird der lastmindernde Einfluss großer Zugnormalspannungen im Gurt auf die Knotentragfähigkeit diskutiert.

Proposed corrections to EN 1993-1-8, dealing with hollow section joints.
The latest version of Eurocode EN 1993-1-8 has an exclusive chapter dealing with hollow section joints. This article proposes corrections relating to hollow section joints and explains the relevant research background where necessary. The proposed corrections concern errors in the text, the formulation and the validity range, confusing statements and corrections necessary for the extension of steel grades up to S 460. Also, corrections based upon research results in the last 20 years are given, which have shown that the safety level is lower than expected, such as the influence of chord tensile stress on the joint capacity.

In den Berechnungsnormen werden feste Umrechnungsfaktoren zwischen der Zugfestigkeit und der Schubfestigkeit verwendet. Allgemein ist die Schubfestigkeit aber abhängig von den Zug- und Druckfestigkeiten in den beiden Anisotropie-Hauptrichtungen, bei einer Schweißnaht z. B. abhängig von den Zug- und Druckfestigkeiten parallel und rechtwinklig zur Schweißnaht. Diesen gegenüber sind die in den Berechnungsnormen angegebenen Schubfestigkeiten oftmals zu groß, wie an vier Berechnungsbeispielen mit Bezug auf DIN 15018 gezeigt wird.

Die Bauindustrie zählt zu den einflussreichsten Branchen hinsichtlich des anthropogenen Ressourcen- und Energieverbrauchs sowie des anfallenden Feststoffmülls (≥ 38 %). Die Entwicklung und Verwendung von Bauweisen und Baustoffen mit minimalem Umwelteinfluss über den gesamten Lebenszyklus ist somit von höchster Relevanz. Um den ökologischen Einfluss von Bauweisen und Baustoffen quantifizieren zu können, muss eine faktenbasierte Ökobilanzierung durchgeführt werden. Gegenwärtig ist dies meist nicht der Fall und objektive Vergleiche fehlen. Im Hochbau haben besonders Deckensysteme großen Einfluss auf die Gesamtbilanz der Tragstruktur. Deswegen widmet sich dieser Beitrag dem ökologischen Vergleich von unterschiedlichen Deckensystemen im Hochbau in Anlehnung an die EN 15804 und die EN 15978. Die Systemgrenzen sind mit den Lebenszyklusphasen Cradle-to-Gate und Cradle-to-Grave festgelegt worden. Insgesamt werden neun unterschiedliche Deckenarten aus Holz, Stahl, Beton wie auch deren Kombinationen im Rahmen unterschiedlicher statischer Systeme betrachtet. Alle Systeme wurden nach gängiger Ingenieurpraxis für die gegebenen Randbedingungen nach den aktuell gültigen Normen (ÖNORM, Eurocode) möglichst effizient dimensioniert. Die Ergebnisse zeigen, dass mit allen betrachteten Materialien ökologisch konkurrenzfähige Systeme umgesetzt werden können. Zentral sind jeweils ein Einsatz der Materialien entsprechend deren Eigenschaften und die Optimierung der Struktur sowie des Tragsystems.

Environmental Performance of Ceiling Systems in Building Construction - Currently used Systems and Future Optimisation Potenzial
The building industry counts to the most influencing sectors regarding raw material demand, energy use and solid waste generation (≥ 38 %). The development and use of construction methods and building materials with minimal environmental impact over the entire life cycle has therefore utmost relevance.
In order to quantify the environmental impact of construction methods and materials, a fact-based life cycle assessment must be carried out. Currently, these kinds of assessments are not state of practice with a lack of objective comparisons missing on the market. When looking at building construction, ceiling systems in particular have a great influence on the environmental footprint of the entire building. Therefore, this paper is dedicated to the environmental comparison of different ceiling systems in building construction based on EN 15804 and EN 15978. The system boundaries were defined with the life cycle phases of cradle-to-gate and cradle-to-grave. A total of nine different ceiling types within different structural systems were considered and evaluated. All systems were dimensioned as efficiently as possible according to common engineering practice for the given boundary conditions with the currently valid standards (ÖNORM, Eurocode). The results show that environmental competitive systems can be implemented using all considered materials. The key is to take the materials properties into account while simultaneously optimising the structure and load-bearing systems.

Das geschweißte Tankbodeneck eines vertikalen Lagertanks ist eine der gefährdetsten Stellen des Tanks. Füllen und Entleeren oder Erdbeben führen durch das Abheben des Tankbodenecks zu hohen plastischen Dehnungen im Schweißnahtbereich des Tankbodenecks. Einbrandkerben am Übergang von der Kehlnaht zum Grundmaterial verursachen Risse im Kerbgrund, die wachstumsfähig sind und die Undichtheit des Tanks zur Folge haben. Ein geo-metrisch und materiell nichtlineares Finite-Elemente-Modell für zwei typische Tankgeometrien (hoher und breiter Tank) wird vorgestellt und mit der Ermittlung der Risstriebkraft (J-Integral) für Risse im Grund von gegebenen Kerben kombiniert. Bei monotoner Belastung werden die berechneten J-Integrale mit experimentell ermittelten J-Integral-Rissverlängerungswerten verglichen und kritische Kerb- und Risstiefen festgestellt. Bei zyklischer Belastung wird ein Low-Cycle-Fatigue-Konzept für einen wachstumsfähigen Riss im Kerbgrund vorgestellt. Zusätzlich wird ein Schädigungsindikator aktiviert. Die Ergebnisse werden zu einer Aussage über die mögliche Undichtheit infolge intensiver plastischer Verformung in Verbindung mit Risswachstum zusammengefasst.

Beim Füllen und Entleeren eines Silos kann es durch die Staubentwicklung des Lagergutes und das Vorhandensein einer Zündquelle zu einer Staubexplosion kommen, welche durch ihre Heftigkeit ein großes Risiko für die Anlage darstellt. Der Beitrag beschäftigt sich mit der druckstoßfesten Ausführung von Silos, welche dem zu erwartenden Explosionsdruck mit bleibenden Verformungen widerstehen. Das Grenztragverhalten der einzelnen Schalenanteile des Silos, wie Zylinder, Kegel, Torus und Kugelkalotte, wird mit Hilfe der Plastizitätstheorie und des Kriteriums nach Considère bestimmt. Das Tragverhalten der Schalenübergänge wird mittels einer nichtlinearen Berechnung mit dem Finite-Element-Programm ABAQUS untersucht. Weiterhin werden die plastischen Grenzdrücke auf Grund von fehlerbehafteten Schweißnähten (Kerben und Risse) an den Schalenverbindungen mittels der Schädigungs- und Bruchmechanik bestimmt, wobei die Materialkennwerte aus den durchgeführten Versuchen verwendet wurden.

CAD-Schnittstellen gewinnen zunehmend an Bedeutung in der Gebäude- und Tragwerksplanung. Es wird eine Steigerung der Effektivität und Qualität erwartet, wenn über Schnittstellen Informationen zwischen CAD-Systemen ausgetauscht werden können. Die hohen Erwartungen müssen jedoch auf ein realistisches Maß reduziert werden. Der Datenaustausch ist mit dem Verlust wichtiger Informationen verbunden, da gegenwärtig nicht alle Eigenschaften und Funktionen des Planungsobjektes übertragen werden können. Der Bericht zeigt an dem praktischen Beispiel der CAD/FEM-Kopplung, daß in bestimmten Fällen trotzdem sehr gute Lösungen erreicht werden können.

Die erste drehbare, schwimmfähige Bogenbrücke wurde im März 2001 in der Nähe des Hafens von Osaka fertiggestellt. Die Brücke verbindet die zwei künstlichen Inseln Yumeshima und Maishima, die auch der Namensgeber der Brücke sind (Bild 1). Die Brücke mit sechs Fahrbahnen hat eine Gesamtlänge von 410 m. Das statische System ist eine räumliche Bogenbrücke. Die Brücke wird vertikal von zwei stählernen Pontons gestützt. Die horizontale Übertragung von Kräften aus Wind, Wellen und Gezeiten wird von Dalben und Gummipuffern übernommen. Nachdem die Übergangsbereiche zwischen Vorlandbrücke und Haupttragwerk abgesenkt worden sind, kann die Brücke um einen Drehpunkt, der am Ende der Brücke liegt, geschwenkt werden. In diesem Beitrag werden die wesentlichen Schritte der Konstruktion der Yumemai-Brücke vorgestellt.

Über die Bemesung von Mauerwerkswänden für Erddruck und Windlast

Für die Anwendung im Mauerwerksbau wird ein Verfahren gezeigt, nach dem bei Ausschluss von Zugspannungen für T-förmige Querschnitte die unter Druckspannungen stehenden Teilflächen und die Grösse der Randspannungen bestimmt werden können.

Es wird ein Bemessungsverfahren abgeleitet, das die Berechnung von ausmittig belasteten Streifenfundamenten erlaubt, wenn diese biegesteif an die Sohlplatte angeschlossen sind.

Mit der Veröffentlichung der Eurocode-Brandschutzteile als Vornormen und der zugehörigen nationalen Anwendungsregelungen (NAD) als DIN-Fachberichte stehen erstmals auch rechnerische Nachweisverfahren für den konstruktiven baulichen Brandschutz zur Verfügung. Diese brandschutztechnische Bemessung von Bauteilen und Tragwerken lehnt sich eng an die Bemessung für Gebrauchslastfälle bei Normaltemperatur ("Kaltbemessung") nach den baustoffbezogenen Eurocodes an und kann künftig als Alternative zur klassischen Brandschutznorm DIN 4102 Teil 4 angewendet werden. In diesem Beitrag wird ein Überblick über die Nachweisverfahren der Eurocode-Brandschutzteile und die Regelungen der NADs gegeben sowie die Anwendung dieser Brandschutznachweise beschrieben.

Keine Kurzfassung verfügbar.

Brandschutzverglasungen sind technisch anspruchsvolle feuerwiderstandsfähige Bauteile des baulichen Brandschutzes, wobei zwischen solchen der Feuerwiderstandsklassen F (F-Verglasungen) und G (G-Verglasungen) unterschieden wird. Brandschutzverglasungen waren entsprechend ihrer Feuerwiderstandsdauer den Raumabschlußund verhindern die Ausbreitung von Feuer und Rauch. Bei F-Verglasungen wird darüber hinaus auch der Durchtritt der von einem Feuer ausgehenden Wärmestrahlung verhindert, bei G-Verglasungen lediglich behindert. Der Brauchbarkeitsnachweis von Brandschutzverglasungen und die Einreihung in eine Feuerwiderstandsklasse erfolgt durch allgemeine bauaufsichtliche Zulassungn des DIBt. Eine Reihe von Bauarten erfüllen neben der Brandschutzfunktion auch Anforderungen hinsichtlich Sonnenschutz, Schallschutz, Wärmeschutz und Sicherheit.

Wirtschaftlichkeitsanalyse für die Bestimmung des optimalen Standorts von Fertigteilwerken.

Über die Havel verläuft in Rathenow eine neue 350 m lange Brücke für Fußgänger und Radfahrer. Die S-förmige Weinberg-Brücke war das zentrale Highlight der Bundesgartenschau 2015 in der Havelregion. Die Gartenschau fand im Land Brandenburg in den Städten Brandenburg/Havel, Premnitz, Rathenow und Rhinow/Stölln sowie in Havelberg in Sachsen-Anhalt statt.
Die Brücke besteht aus zwei Bogenbrücken, der eine führt über die Havel und der andere über das Gewässer Hellers Loch, mit jeweils nach außen geneigten Bögen sowie einem einseitig aufgehängten Deck, das sich zur Bogenmitte hin aufweitet und einen Verweilbereich mit Bänken schafft. Die einseitige Seilaufhängung ermöglicht ungehinderte Blicke über die Gewässer und Baumkronen in die Umgebung.
Durch die neue Brücke ist eine dauerhafte Verbindung zwischen der Kulisse Schwedendamm und dem Weinberg geschaffen worden. Sie ist der wichtigste Baustein für die touristische Entwicklung der Stadt Rathenow und des Optikparks.

Construction of the Weinberg-Bridge in Rathenow for the Federal Garden Show 2015 in Germany.
In Rathenow, a new 350 m long bicycling and footbridge spans the river Havel. The ogee Weinberg-Bridge was the main highlight of the Federal Garden Show 2015 in the Havelland. The horticultural show was located in the cities of Brandenburg/Havel, Premnitz, Rathenow and Rhinow/Stölln of the region of Brandenburg as well as in the city of Havelberg in Saxony-Anhalt.
Over the two waters (Havel and Hellers Loch), the construction consists of two arch bridges with slanted archs, an unilaterally jointed bridge deck, which enlarges until the middle of the arch and offers benches for a stay on the bridge. The unilateral connection of the ropes enables unimpeded views over the waters and the trees in the surrounding area of the bridge.
The permanent connection between the scenery of the Schwedendamm and the Weinberg is the most important part of the touristic development process of the city and the Optikpark.

Es wird ein Vertragsmodell für konventionelle Tunnelvortriebe vorgestellt, das es erlaubt, neben den seither praktizierten Einheitspreisverträgen, auch unter Einbeziehung möglicher Baugrundrisiken innerhhalb eines festgelegten Spektrums einen Pauschalvertrag zu vereinbaren, ohne das vertragliche Risiko einseitig zu verlagern. Darüber hinaus werden neben den Grundsatzfragen einer rechtskonformen Vertragsgestaltung auch die speziellen Probleme des Baugrundrisikos bei Tunnelbauwerken sowie die Grundelemente des bisherigen Einheitspreisvertrags aufgezeigt.

Es werden Erfahrungen beschrieben, welche die Planung und Realisierung der zahlreichen, auf dem Markt befindlichen Verfahren zur Trockenlegung feuchten Mauerwerks in der Baupraxis gewonnen wurden. Diese Erfahrungen beziehen sich in erster Linie auf die Sanierung historischer Bausubstanz mit Naturstein- oder Vollziegelmauerwerk. Die bauphysikalischen Grundprinzipien von der dominierenden Rolle guter Belüftung und richtiger Drainage finden sich in der Praxis bestätigt. Unter den Horizontalabdichtungen sind Mauersäge und Blecheintreiben einsetzbare Verfahren. Bohrlochinjektionen stellen verbessernde, aber selten vollständige Maßnahmen dar. Elektrokinetische Verfahren sind im Grundsatz wirksam, über ihre endgültige baupraktische Bewährung wird nach Vorliegen noch weiterer Erfahrungen zu entscheiden sein. Mauerwerkstrockenlegung ist von der speziellen und komplexen Aufgabenstellung her ein selbständiger Planungsbereich des Bauphysikers.

Der vorliegende Beitrag behandelt Einzelaspekte des automatischen Datenaustauschs zwischen statischer Berechnung, Bemessung und Konstruktion im Stahlbau. Vor dem Hintergrund integrierter Entwurfsautomatisierung wird die Schnittstellenkonvention Statik/Konstruktion des Deutschen Stahlbauverbandes DSTV erläutert und ihre Einbindung in relationalen, datenbankgestützten Informationsaustausch gezeigt.

Der vorliegende Beitrag behandelt Einzelaspekte integrierter Entwurfsautomatisierung in der Tragwerksplanung. Hervorgehoben werden dabei die adäquate Modularisierung des Entwurfsablaufs, dessen Steuerung über grafische Benutzeroberflächen und dessen Verteilung und Koordinierung mittels lokaler Dateisysteme und globaler Datenbankmodelle. An ausgewählten Beispielen des Stahlbaus und Stahlbetonbaus werden die Möglichkeiten des datenbankgestützten Informationsaustauschs zwischen CAE und CAD illustriert.

Fritz Leonhardt ist einer der bedeutendsten Bauingenieure des 20. Jahrhunderts. In der Öffentlichkeit gilt er vor allem als “Vater” des Stuttgarter Fernsehturms, Bauingenieure kennen ihn als Brückenbauer, dessen Veröffentlichungen zum Spannbetonbau als Standardwerke gelten. Dieser Aufsatz soll die weniger bekannte Seite Leonhardt s als Stahlbauer beleuchten. Vor allem sein Frühwerk, mit dem er sich einen Namen macht, ist dem Stahlbau gewidmet. Doch auch nach dem Krieg leistet Leonhardt einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung von Leichtkonstruktionen, die prägend für die Architektur der Bonner Republik werden. Aus historischer Sicht sind die persönlichen Netzwerke, die er sich zu Beginn seiner Laufbahn aufbaut, von besonderer Bedeutung. Kontakte zu Architekten wie Paul Bonatz, Gerd Lohmer und Friedrich Tamms sowie zu Ingenieuren wie Otto Graf werden ausschlaggebend für seinen schnellen Aufstieg in der Nachkriegszeit.

The unknown angle of Fritz Leonhardt - His contribution to steel construction
Fritz Leonhardt (1909-1999) is one of the best known civil engineers of the 20th century. Publicly best known is his television tower in Stuttgart, civil engineers perceive him as a constructor of bridges, whose publications on pre-stressed concrete set a standard. With this paper we focus on the less known role of Leonhardt as a steel constructor. His early works are mainly dedicated to this branch. With these constructions his fame within the civil engineering community startes. Additionally, after World War II Leonhardt had been one of the outstanding engineers developing light weight structures that had a great influence on the architecture of the Federal Republic of Germany. From a historical point of view, the personal networks created by Leonhardt are of special interest: his contacts to architects like Paul Bonatz, Gerd Lohmer, and engineers like Otto Graf in Stuttgart were formative for his rapid advancement in post-war Germany.

Keine Kurzfassung verfügbar.