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In [1] wurde über die Entwicklung eines neuartigen Konstruktionsleichtbetons auf der Basis von Silica-Aerogelen, dem sogenannten Hochleistungsaerogelbeton (High Performance Aerogel Concrete, HPAC) berichtet. Neben hervorragenden Eigenschaften bezüglich des Brand- und Schallschutzes verfügt HPAC über eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit bei relativ hoher Druckfestigkeit und ist daher für die Herstellung monolithischer Außenbauteile ohne zusätzliche Wärmedämmung geeignet. Um die Einsatzmöglichkeiten des neuen Werkstoffs in der Baupraxis zu erweitern, wurde dieser seit seiner Vorstellung im Jahr 2016 am Institut für Massivbau der Universität Duisburg-Essen kontinuierlich weiterentwickelt. Dies betrifft zum einen die Optimierung des Werkstoffs hinsichtlich seines Schwindverhaltens und zum anderen die Beschreibung des Tragverhaltens unter Druck- und Zugbeanspruchung sowie die statistische Auswertung der Druckfestigkeit. Während der erste Aspekt insbesondere für die Herstellung bewehrter HPAC-Bauteile relevant ist, bilden die Untersuchungen zum Tragverhalten und die statistische Auswertung die Grundlage für wirklichkeitsnahe Berechnungen mithilfe der Finite-Elemente-Methode und die Ermittlung charakteristischer Festigkeiten. Nachfolgend wird über die Ergebnisse dieser Untersuchungen berichtet.

Optimization of High Performance Aerogel Concrete
The development of a new type of high-performance lightweight concrete based on silica aerogels, the so-called high-performance aerogel concrete (HPAC), was reported in [1]. In addition to excellent fire and acoustic protection properties, HPAC shows a very favorable relationship between compressive strength and thermal conductivity and is therefore suitable to produce monolithic exterior walls without additional thermal insulation. In order to expand the possible applications of the new material in construction practice, it has been continuously developed at the Institute for Structural Concrete at the University of Duisburg-Essen since its presentation in 2016. This affects, on the one hand, the optimization of the material with regard to its shrinkage behavior and, on the other hand, the investigation of the load bearing behaviour and the statistical evaluation of the compressive strength. While the first aspect is particularly relevant for the production of reinforced HPAC components, the statistical investigations provide the basis for Finite Element Simulations and the determination of the characteristic strengths. The results of these investigations are reported subsequently.

Polymerbeton gleicht in seiner Zusammensetzung herkömmlichem Zementbeton. Jedoch wird der üblicherweise als Bindemittel verwendete Zementleim durch ein polymeres Reaktionsharz substituiert. Verglichen mit Zementbeton zeichnet sich Polymerbeton durch seine hohen Festigkeiten, eine gute chemische Beständigkeit sowie durch seine kurze Erhärtungszeit aus. Aufgrund seiner hervorragenden Adhäsionseigenschaften lässt sich Polymerbeton mit unterschiedlichsten Materialien verbinden, weshalb er vorrangig Anwendung in der Reparatur von Holz- und Betonbauteilen findet. In einem aktuellen Forschungsprojekt wird zudem der Einsatz von Polymerbeton in lösbaren Verzahnungsverbindungen erforscht. Seine hohen Festigkeiten machen Polymerbeton zu einem optimalen Baustoff für Lasteinleitungsbereiche, in denen hohe Druckkräfte teilflächig in ein Betonbauteil eingeleitet werden. Insbesondere die hohe Zugfestigkeit, welche die des herkömmlichen Zementbetons um das Fünffache überschreiten kann, könnte den Einsatz von zusätzlicher Bewehrung obsolet machen. Weil für das Tragverhalten von Polymerbeton unter Teilflächenbelastung bislang kaum Forschungsergebnisse vorliegen, werden in diesem Beitrag neue Druckversuche an Polymerbetonprismen vorgestellt, bei denen die Last über unterschiedlich große Stahlstempel teilflächig in den Querschnitt eingeleitet wurde. Darauf aufbauend wird ein Berechnungsansatz vorgeschlagen, der eine zuverlässige Berechnung der maximal aufnehmbaren Teilflächenspannung von Polymerbeton ermöglicht.

Partial area loading of epoxy resin based polymer fine concrete
Polymer concrete is similar to conventional cement concrete. However, the cement paste usually used as a binder is substituted by a polymer resin. Compared to cement concrete, polymer concrete is characterised by its high compressive and tensile strengths, good chemical resistance and short curing time. Due to its excellent adhesive properties, polymer concrete can be bonded to a wide variety of materials, which is why it is primarily used in the repair of timber and concrete components. In a current research project the use of polymer concrete in toothed connections is also being investigated. Its high strengths make polymer concrete a well-suited building material for load application areas in which high compressive forces are introduced into a concrete member over a small area. In particular, the high tensile strength, which can exceed that of conventional cement concrete by a factor of five, could make the use of additional reinforcement obsolete. Since there are hardly any research results on the compressive behaviour of polymer concrete under partial area loading, this article presents new compression tests on polymer concrete prisms in which the load was introduced into the cross-section over a partial area via steel punches of different sizes. Based on the results of the tests, a calculation approach is then proposed that enables the determination of the maximum bearable stresses of polymer concrete under partial area loading.

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Durch die Vorgaben des Erneuerbare-Energien-Gesetzes wird Strom aus Erneuerbaren Energien vorrangig in das elektrische Netz eingespeist. Zur Vermeidung von Überlastungen im Stromnetz muss diese Einspeisung temporär reduziert werden. Die elektrische Energie, die in diesen Zeiträumen technisch erzeugt werden kann, aber nicht wird, wird als Ausfallarbeit bezeichnet. Diese fällt zum größten Teil in der Heizperiode an und kann zur Beheizung von Gebäuden genutzt werden. Ein Ansatz für die effiziente Einbindung von Erneuerbaren Energien eröffnet die Nutzung der Gebäudetragstruktur zur Wärmespeicherung. Im Rahmen dieses Beitrags wird eine Lösung vorgestellt, mit der elektrische Energie in Wärme umgewandelt, in Betonbauteilen gespeichert und zur Beheizung von Gebäuden genutzt wird. Die Einspeicherung von Wärme erfolgt über eine neuartige, funktionalisierte Faserkunststoffbewehrung mit einem Heizdraht in Querschnittsmitte. Um das Ziel der Reduktion von Ausfallarbeit zu erreichen, wird ein Modell benötigt, welches abhängig von der Beladedauer und der -spannung die Temperatur im Bauteil vorhersagt. Das mithilfe von Messungen entwickelte Modell erlaubt dies für Beladedauern bis zu 12 h. Zudem werden die im Bauteil gespeicherte Wärme sowie die resultierende Heizleistung prognostiziert. Im untersuchten Beispiel werden Leistungen von bis zu 174 W/m2 und Temperaturänderungsraten von rd. 1 K/h erreicht.

Functionalised fibre reinforced plastic for heat storage in concrete components
Due to the requirements of the Renewable Energies Act, electricity from renewable energies is primarily fed into the electrical grid. To avoid overloads in the power grid, this feed-in must be temporarily reduced. The electrical energy that could technically be generated in these periods of time is referred to as failure work. Most of this occurs during the heating season and thus can be used to heat buildings. One approach for the efficient integration of renewable energies opens the use of the building support structure for heat storage. In the context of this item, a solution is presented with which electrical energy is converted into heat, stored in concrete components, and used to heat buildings without additional auxiliary energy. The storage of heat takes place via a novel functionalized fibre reinforced plastic reinforcement with a metallic heating wire integrated in the middle of the cross-section. To achieve the goal of reducing failure work, its temporal course must be considered together with the functionalized fibre reinforced plastic in the control of the building's heating system. This requires a model to forecast temperature and stored energy over time. In addition, the developed model predicts the hating power. In the experiments conducted up to 174 W/m2 and rates of about 1 K/h were achieved.

Am Institut für Tragwerksentwurf, ITE, wurde in grundlegenden Forschungsarbeiten die Non-Waste-Wachsschalungstechnologie entwickelt, die in der Produktion von frei geformten Betonbauteilen Schalungsabfälle minimiert. Damit soll der Bedarf der Beton-Fertigteilindustrie nach Technologien zur Reduktion der Produktionsabfälle und zum Aufbau emissionsarmer Produktionslinien erfüllt werden. Das aktuelle Eurostars-geförderte Forschungsprojekt “Robocrete” des ITE untersucht gemeinsam mit ODICO Construction Robotics, Odense, Dänemark, und BNB, Beton und Naturstein Babelsberg, Verfahren zur Herstellung von großformatigen Wachsblöcken für die industrielle Integration in Produktionslinien für Kleinserien. Ziel ist, die Forschungsergebnisse in einer digitalisierten robotischen Fertigungseinheit für Wachsschalungen für die Betonage zusammenzufassen. In vorangegangenen Forschungsprojekten war es bisher nicht möglich, riss- und spannungsfreie Wachsblockrohlinge mit einem Volumen von mehr als 1 m3 effizient herzustellen. Um dieses zu erreichen, werden derzeit optimierte Methoden zur Herstellung von Wachsblockrohlingen erforscht, die zudem in einem digitalen Fertigungsprozess formgebend bearbeitet werden. In einer Fallstudie unter Realbedingungen der Beton-Fertigteilindustrie mit der Firma Rinn wurde die Wachsschalungstechnologie für den Betonguss eines geometrisch komplexen Pollers von über 1,2 t Gewicht erfolgreich getestet.

Non-Waste-Wax Formwork for customized precast concrete construction - Practical example of the digital manufacturing process for small series of large-format bollards
At the Institute for Structural Design, ITE, fundamental research work has been carried out to develop the non-waste wax formwork technology, which minimizes formwork waste in the production of freely formed concrete components. This is intended to meet the needs of the precast concrete component industry for technologies to reduce production waste and build low-emission production lines. The current Eurostars-funded research project “Robocrete” at ITE together with ODICO Construction Roboctics, Odense, Denmark, and BNB, Beton und Naturstein Babelsberg, is investigating, among other things, processes for the production of large-format wax block blanks for industrial integration into production lines for small series. The aim is to combine the research results in a digitalized robotic production unit for wax formwork for concrete casting. In previous research, it was not possible to efficiently produce crack- and stress-free wax blocks with a volume of more than 1 m3. For this purpose, optimized methods for the production of wax block are being researched and developed further into a fully digital manufacturing process. In a case study under real conditions of the precast concrete industry with the company Rinn, the wax formwork technology for casting of a geometrically complex concrete bollard 1.2 t of weight was successfully tested.

Der Beitrag widmet sich der Anwendung der Technologie der verteilten Dehnungsmessung auf Spannbetonbauteilen. Die verteilte faseroptische Technologie, die auf Lichtrückstreuung basiert, ermöglicht Dehnungsmessungen mit hoher räumlicher Auflösung über die gesamte Länge der optischen Faser. Ein solcher Ansatz ersetzt tausende herkömmliche punktuelle Dehnmessstreifen, die in Reihe angeordnet werden, durch eine einzige optische Faser. Im Beitrag werden faseroptische Sensoren aus Verbundwerkstoffen und deren Einsatz für Dehnungsmessungen und Untersuchungen der Rissentwicklung dargestellt. Drei praktische Beispiele von vorgespannten Betonbauteilen werden beschrieben - Lkw-Waagenplatten, Spannbetonträger mit einer Länge von 24 Metern und eine Brücke mit dem höchsten Pylon in Polen. Die Bauteile wurden in verschiedenen Bauphasen analysiert, während der Herstellung und Erhärtung, der Aktivierung der Spannglieder, des Einbaus und der Probebelastung. Auch als nachträglich installiertes Messsystem kommen die Sensoren zum Einsatz. Ziel dieses Beitrags ist es, die Möglichkeiten von Messungen mit faseroptischen Sensoren aus Verbundwerkstoffen zu schildern.

Distributed strain measurements of prestressed concrete elements with fibre optic sensors
The article presents the application of the technology of distributed strain measurements to prestressed concrete members. Distributed fibre optic sensing technology is based on light backscattering and enables strain measurements with high spatial resolution over the entire length of the optical fibre. Such an approach allows the replacement of thousands of conventional spot strain gauges, arranged in series, with a single optical fibre. The article presents composite fibre optic sensors and their application for strain measurements and crack development investigations. Three practical examples of prestressed concrete elements were described, namely truck scale platforms, prestressed concrete girders with a length of 24 meters, and one of the largest bridges in Poland. The structural members were analysed at different stages of construction, during fabrication and hardening, tendon activation, installation, proof loading, and also as a post-installed measurement system. The aim of this article was to demonstrate the possibilities of measurements with composite distributed fibre optic sensors.

Nachrichten:
Tragwerksplanende unterstützen Initiative Phase Nachhaltigkeit
VDB-Fachtagung 2022 - ein voller Erfolg
Das sind die Gewinner des Wettbewerbs “Auf IT gebaut - Bauberufe mit Zukunft” 2022!
BASt-Jahresbericht 2021

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Versuchsapparaturen M16/M24 für 15°, 45°, 67, 5° und 90° (obere Reihe) sowie mögliche Bruchbilder für DIN-EN-ISO-4014/4017-Schrauben und Scherhülsen (untere Reihe). (Quelle: Universität Duisburg-Essen, Institut für Metall- und Leichtbau) (s. Beitrag: Stranghöner, N.; Abraham, C.)

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Für die Ausbildung von Leichtbaukonstruktionen werden bei Kranen, im Offshore-Bereich sowie bei Busstrukturen oder im Landmaschinenbau häufig Hohlprofile verwendet, die als geschweißte Fachwerk- oder Rahmenkonstruktionen zur Anwendung kommen und dabei hohen variablen Ermüdungsbeanspruchungen unterliegen. Als Grundlage für eine Betriebsfestigkeitsbemessung dient in der Praxis üblicherweise die lineare Schadensakkumulation nach Palmgren-Miner, die jedoch aufgrund der einfachen Handhabung auch Schwächen aufweist. So können Einflüsse aus der Lastreihenfolge, das Auftreten von Überlasten sowie der Einfluss von Schweißeigenspannungen auf die Lebensdauer nicht berücksichtigt werden. Im Rahmen des FOSTA-Forschungsvorhabens P 1195 wurden daher zum Einfluss der Reihenfolge und von Überlasten auf die Betriebsfestigkeit umfangreiche Untersuchungen zu typischen geschweißten Hohlprofilknoten aus dem Anwendungsbereich des Kranbaus und des Nutzfahrzeugbaus durchgeführt. Eine Zusammenfassung der erzielten Ergebnisse für die geschweißten Hohlprofilkonstruktionen aus dem Anwendungsbereich des Kranbaus ist im Rahmen dieses Beitrags gegeben.

Lifetime estimation of hollow sections joints under variable amplitude loading
Hollow sections are often used for light weight constructions for cranes, for offshore structures as well as for bus constructions or in agricultural machines. Normally these structures are built up as truss or frame constructions and are typically subjected to very high variable amplitude loadings. The linear damage accumulation acc. to Palmgren-Miner serves the basis for the structural durability design, which, however, also have many weaknesses due to the simple handling of this rule. For instance, influence factors like the load sequence, occurring overloads and welding residual stresses cannot be taken into account for the lifetime estimation. Within the framework of the FOSTA research project P 1195, extensive experimental tests were carried out on typical welded hollow section joints from the application area of crane constructions and bus constructions. A summary of the results obtained in the field of the application area of crane constructions is presented in this paper.

Geschraubte gleitfeste Verbindungen werden traditionell im Stahl- und Anlagenbau immer dann eingesetzt, wenn Schlupf und Verformung in den geschraubten Anschlüssen minimiert werden müssen. Die derzeitige Prüfprozedur der DIN EN 1090-2, Anhang G ist auf das grundlegende Tragverhalten unter Laborbedingungen beschränkt. Seitens der Industrie treten wiederkehrend Fragestellungen auf, inwieweit fertigungs-, montage- und betriebsbedingte Einflüsse bei der Ausführung von gleitfesten Verbindungen zu berücksichtigen sind, da diese die Wirtschaftlichkeit dieser Verbindungsform beeinträchtigen. Im Rahmen des IGF-Forschungsvorhabens Nr. 19749 BG “Einfluss von fertigungs- und montagebedingten Imperfektionen auf das Tragverhalten geschraubter gleitfester Verbindungen im Stahlbau” wurden systematische Untersuchungen an gleitfest vorgespannten Verbindungen der Kategorien B/C nach DIN EN 1993-1-8 vom Institut für Metall- und Leichtbau der Universität Duisburg-Essen (IML) in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik in Rostock (IGP) und dem Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbH (IKS) durchgeführt. Hierbei wurden zunächst Referenzversuche ohne eingebrachte Imperfektionen vorgenommen und diese anschließend den Verbindungen mit künstlich hervorgerufenen Imperfektionen gegenübergestellt. Anhand der Versuchsergebnisse konnte der Einfluss verschiedener Imperfektionen auf das Tragverhalten gleitfester Schraubverbindungen im Stahlbau erfasst werden.

Slip-resistant connections with imperfections
Slip-resistant connections are traditionally used in steel and plant structures whenever slip and deformation in the bolted connections must be minimized. The current test procedure according to EN 1090-2, Annex G is limited to the basic load-bearing behaviour under laboratory conditions. For the industry, important questions are to which extent production-, assembly- and operation-related influences have to be considered in the design of slip-resistant connections, as they affect the economic efficiency of this type of connection. In the frame of the IGF research project 19749 BG “Influence of manufacturing- and assembly-related imperfections on the bearing behaviour of bolted slip-resistant connections in steel structures” carried out by the Institute for Metal and Lightweight Structures (IML) of the University of Duisburg-Essen in cooperation with Fraunhofer Institute for Large Structures in Production Engineering (IGP), Rostock and Institute for Corrosion Protection Dresden GmbH (IKS), systematic investigations into slip-resistant connections of categories B/C according to EN 1993-1-8 were carried out. Herein, reference tests were conducted without imperfections and then compared with connections with artificial imperfections. Based on the test results, the influence of different imperfections on the load-bearing behaviour of slip-resistant connections in steel construction could be determined.

Das Zug-/Abschertragverhalten von Schrauben aus nichtrostendem Stahl wird wesentlich durch ihre spezifischen Materialeigenschaften (Nichtlinearität, Kaltverfestigung) beeinflusst. In der Bemessung wird dies allerdings derzeit nur bedingt berücksichtigt. Im Wesentlichen erfolgt die Bemessung nach DIN EN 1993-1-4 auf Basis von Regelungen der DIN EN 1993-1-8, die für Schrauben aus Kohlenstoffstahl hergeleitet wurden. Auf nationaler Ebene wurden bereits die Abschertragfähigkeiten von nichtrostenden austenitischen Schrauben basierend auf wenigen Untersuchungen abweichend bemessen. Für nichtrostende Duplex-Schrauben gab es bisher gar keine spezifischen Regelungen. Im Rahmen des IGF-Forschungsvorhabens Nr. 20651 N “Entwicklung normativer Grundlagen zum Tragverhalten von zugbeanspruchten Scher-/Lochleibungsverbindungen aus nichtrostendem austenitischen und austenitischen-ferritischen (Duplex-)Stahl M12 bis M36” wurden erstmalig systematisch experimentelle und numerische Untersuchungen sowie statistische Bewertungen nach DIN EN 1990 zur Zug-, Abscher- und kombinierten Zug-/Abschertragfähigkeit von Schrauben aus nichtrostendem Stahl durchgeführt. Die Ergebnisse sind aktuell in die Revision der EN 1993-1-4 eingeflossen. Zusätzlich wurde das Lochleibungstragverhalten von Blechen aus nichtrostendem Stahl untersucht. Letztendlich führen die neuen Regelungen zu einer wirtschaftlicheren Bemessung geschraubter Verbindungen aus nichtrostendem Stahl.

New design rules for bolted connections made of stainless steel
The tensile/shear behaviour of stainless steel bolts is significantly influenced by their specific material properties (non-linearity, strain hardening). However, this is currently only taken into account to a limited extent in the design. Essentially, the design according to EN 1993-1-4 is based on regulations of EN 1993-1-8, which were derived for bolts made of carbon steel. At national level, the shear capacities of stainless austenitic bolts have already been designed differently, based on a few investigations. For duplex stainless bolts, there have been no specific regulations at all so far. Within the framework of the IGF research project no. 20651 N “Development of a normative basis of the load bearing capacity of bolted connections loaded in shear and tension made of austenitic and austenitic-ferritic (duplex) stainless steel M12 to M36”, experimental and numerical investigations as well as statistical evaluations according to EN 1990 on the tensile, shear and combined tensile-shear load-bearing capacity of bolts made of stainless steel were carried out systematically for the first time. The results have currently been implemented into the revision of EN 1993-1-4. In addition, the bearing resistance of stainless steel plates was investigated. Ultimately, the new regulations lead to a more economical design of bolted connections made of stainless steel.

Aufgrund des defizitären Zustands der bestehenden Rheinbrücke Duisburg-Neuenkamp sowie der ständig zunehmenden Verkehrsbelastung sind die Schaffung einer leistungsfähigen Rheinquerung und der achtstreifige Ausbau der A 40 zwischen der AS Duisburg-Homberg und dem AK Duisburg zwingend erforderlich und daher als wesentlicher Bestandteil des Vorhabens 220 im Bundesverkehrswegeplan 2030 mit Planungsrecht ausgewiesen. Der vorliegende Aufsatz befasst sich mit den Besonderheiten der Planung des Ersatzneubaus der Rheinbrücke. Es wird auf die entwurfsbestimmenden Randbedingungen bis hin zur gestalterischen und statisch konstruktiven Ausbildung der Brückenbauwerke eingegangen sowie der Bauablauf vorgestellt.

Design of the new Rhine bridge Duisburg-Neuenkamp
Due to the deficient condition of the existing Rhine bridge Duisburg-Neuenkamp as well as due to the increasing traffic load, the realization of an efficient Rhine crossing and the eight-lane expansion of the highway A 40 between the Duisburg-Homberg junction and the Duisburg interchange is imperative and therefore designated as an essential part of the project 220 in the Federal Transport Infrastructure Plan 2030 with planning rights. This technical paper deals with the special features of the design of the new bridge over the Rhine. It deals also with the design-determining boundary conditions up to the design and structural design of the bridge structures and presents the construction process.

Auf dem Werksgelände der SEH Engineering GmbH in Hannover ist ein multifunktionales und hochmodernes Bürogebäude entstanden, das eindrucksvoll die nahezu unendlichen Einsatzmöglichkeiten des Werkstoffs Stahl zeigt. Die Aufgabenstellung war kurz und knackig: einen Raum schaffen für ein Klima der Offenheit, wo inspirierendes Denken, Begeisterung und Fokussierung auf die Aufgaben - frei von Mustern - gefördert wird. Ein Bauwerk mit einer klaren Formensprache, dessen Design sich deutlich vom üblichen Bürostandard abhebt. Man spürt förmlich von außen wie von innen: Hier wird gern mit dem Werkstoff Stahl gearbeitet. Durch die sichtbare Stahlstruktur im Inneren entsteht ein Loftcharakter. Der kubusartige Baukörper hat klare Gebäudekanten, die Gebäudehülle lässt sich sehr gut mit dem Werkstoff Holz kombinieren. Große, bodentiefe Verglasungen schaffen eine freundliche und offene Atmosphäre mit ausreichend Tageslicht. Jalousien, die bei Bedarf hinter der Fassade verschwinden, sorgen für einen wirksamen Blend- und Sonnenschutz. Auf nur acht Stahlrundstützen ruhend, hat das Gebäude einen schwebenden Charakter, der Raum darunter kann als Parkfläche und für andere Zwecke genutzt werden. Das Gebäude ist ca. 30 m lang, die Breite beträgt im Regelbereich ca. 9 m mit einer Höhe von 10,70 m. Das Space Cube wählt statt Einzelbüros Open-Space-Büros, in denen Fachteams zusammen Platz finden, mit offener Raumstruktur, gelockerter Arbeitsatmosphäre und ausgestattet mit modernster Technik.

The Space Cube of SEH Engineering - a special kind of modular construction
A multifunctional and ultra-modern office building has been built on the premises of SEH Engineering GmbH in Hanover, which impressively demonstrates the almost infinite possibilities of using the material steel. The challenge for the building was brief and to the point: to create a space for a climate of openness, where inspired thinking, enthusiasm and a focus on the task at hand - free of patterns - are encouraged. A building with a clear formal language, whose design clearly stands out from the usual office standard. You can literally feel it, from the outside as well as from the inside: steel is our favourite material to work with. The visible steel structure on the inside creates a loft character. The cube-like structure has clear building edges and the building envelope can also be combined very well with wood. Large, floor-to-ceiling glazing creates a friendly and open atmosphere with sufficient daylight. Venetian blinds, which disappear behind the façade when needed, provide effective glare and sun protection. Resting on just eight round steel columns, the building has a floating character, the space below can be used for parking or other purposes. The building is approx. 30 m long, the width in the standard area is approx. 9 m and its height is 10.70 m. Instead of individual offices, the Space Cube offers offices in which specialised teams can work together. Open space structure, relaxed working atmosphere and equipped with the latest technology.

Innovative Schweißverfahren, wie das Laserstrahl- und Laserstrahl-MSG-Hybridschweißen, bieten u. a. aufgrund der reduzierten Wärmeeinbringung beim thermischen Fügen von höchst- und ultrahochfesten Feinkornbaustählen Vorteile gegenüber konventionellen MSG-Verfahren. Die Werkstoffe mit nominellen Streckgrenzen bis zu 1300 MPa werden im Mobilkranbau und verwandten Industriezweigen, insbesondere im Teleskopausleger, bereits eingesetzt. Bisher werden jedoch sowohl konventionell geschweißte als auch laserstrahlgeschweißte Verbindungen in hochbeanspruchten Bereichen der Tragstrukturen gemieden. Letztere insbesondere aufgrund fehlender Erfahrunsgwerte und Bemessungsregeln. Um dem zu entgegnen, wurden in Teil 1 die Grundlagen der Fügeverfahren, Schweißversuche sowie eine Charakterisierung von Stumpfnahtschweißungen vorgestellt. Der vorliegende Beitrag (Teil 2) baut darauf auf und setzt den Fokus auf die Ermüdungsfestigkeit dieser Verbindungen aus den Grundwerkstoffen S960MC, S1100M, S1100QL und S1300QL. Die Eigenschaften unter zyklischer Beanspruchung werden anhand der Kerbdetails Stumpfstoß mit und ohne Blechdickensprung sowie aufgeschweißte Längssteife quantifiziert. Insbesondere die laserstrahlgeschweißten Verbindungen zeigen eine hohe Ermüdungsfestigkeit bei bemerkenswert geringer Streuung der Einzelversuchsergebnisse. Auf Grundlage der Schwingfestigkeitsuntersuchungen werden für das Nennspannungskonzept abgeleitete Kerbfalleinstufungen als Bemessungsempfehlungen vorgestellt.

Laser beam and laser-GMAW-hybrid welded joints made of high-strength fine-grained structural steels - part 2: fatigue strength
Innovative welding processes, such as laser beam and laser-GMAW-hybrid welding, offer advantages over conventional gas metal arc welding (abbr.: GMAW) processes due to a reduced heat input during the welding of high-strength fine-grained structural steels. The materials, with nominal yield strengths of up to 1300 MPa, are already being used in mobile crane construction and related industries, particularly in telescopic booms. So far, both conventionally welded and laser beam welded joints have been avoided in highly-stressed areas of load-bearing structures. For the latter, in particular, this is due to a lack of experience and design rules. To counter this, part 1 presented the basics of laser beam and laser hybrid welding processes, welding tests and a characterisation of butt welds (visual, dye penetration and X-ray tests as well as transverse tensile tests and hardness field measurements). This article (part 2) focuses the fatigue strength of these welded joints made of the high-strength fine-grained structural steels S960MC, S1100M, S1100QL and S1300QL. The properties under cyclic loading are quantified for the details butt joint with and without different sheet thicknesses as well as for longitudinal stiffeners. In particular, the laser beam welded joints show a high fatigue strength with a remarkably low scatter of the individual test results. Based on the fatigue test results, fatigue classifications for the nominal stress concept are derived and design recommendations are presented.

Aktuelles:
Erzeugerpreisindex Stahl (2015 = 100)
Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlschrottsorten in Deutschland
Tragwerksplanende unterstützen Initiative “Phase Nachhaltigkeit”

Tagungen & Veranstaltungen:
Symposium Ingenieurbaukunst - Bauen mit und im Bestand - im November in Köln
Münchener Stahlbautage 2022
Münchener Kranbahntag am 21. September 2022

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Mit der “Solar-Shell” haben Forschende der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig eine Fassadenkonstruktion entwickelt, die Solarenergie erzeugt und gleichzeitig mit architektonischer Eleganz überzeugt. In Bad Rappenau im Landkreis Heilbronn wurde 2021 das erste Gebäude mit einer solchen Fassade fertiggestellt. Es erzeugt rund 10.000 Kilowattstunden Energie im Jahr. Mit dieser vorbildlichen Weise, neue Technologien in die konkrete Anwendung zu bringen und damit einen Mehrwert für den Klima- und Umweltschutz zu schaffen, erzielte die Forschungsgruppe um Architektur-Professor Frank Hülsmeier den 3. Platz beim Sonderpreis Nachhaltigkeit des Innovationspreises Reallabore 2022 des Bundeswirtschaftsministeriums (s. S. 651f.). Weitere Informationen:
www.bmwk.de/Redaktion/DE/Wettbewerb/innovationspreis-reallabore.html; www.htwk-leipzig.de
Quelle: Tim Friedrich/Aluform

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Im Rahmen dieses zweiteiligen Aufsatzes wird auf die brandschutztechnische Bemessung für Brettsperrholzelemente und -konstruktionen eingegangen und deren Besonderheit im Vergleich zu Voll- und Brettschichtholz aufgezeigt. Der nachfolgende erste Teil des Beitrags umfasst die Aspekte der Baustoffklassifikation sowie des Abbrandverhaltens und der Tragfähigkeitsbeurteilung von bekleideten und unbekleideten Brettsperrholzbauteilen im Brandfall. Der zweite Teil erläutert die Nachweisansätze der raumabschließenden Funktion, stellt die Prinzipien zur brandschutztechnisch sicheren Detailausbildung dar und gibt Erläuterungen zum Einfluss von Brettsperrholz auf die Branddynamik.

Background and verification principles for the fire protection design of cross-laminated-timber constructions - part 1
The two-part paper describes the current state of the art about fire design methods for cross-laminated-timber elements and -structures and describe differences in comparison to the design with solid timber. In detail aspects like the reaction to fire classification, charring and load bearing behaviour of protected and unprotected cross laminated-timber elements in the case of fire are discussed within this first part. The second part of the paper explains the approaches for the separating function of cross laminated-timber elements, give design guidance about fire safe detailing and about the influence of visible timber members and elements regarding to the fire dynamic.

In jüngerer Vergangenheit wurde bei klassisch feuerverzinkten Stahlbauteilen eine reduzierte Emissivität unter Brandbelastung nachgewiesen, die sich im Zuge der Heißbemessung gemäß DIN EN 1993-1-2 als vorteilhaft gegenüber einem ungeschützten Bauteil erweist. Im Zuge weiterführender Untersuchungen wurde nun die Emissivität von modernen Zink-Aluminiumüberzügen, die sich durch eine in Abhängigkeit vom Aluminiumgehalt von den standardmäßigen Überzügen abweichende Schichtcharakteristik auszeichnen, anhand von Kleinteilproben bestimmt, wobei verschiedene Konfigurationen abgeprüft wurden. Im Ergebnis zeigt sich über alle Varianten, dass ZnAl-Überzüge eine gegenüber Reinzink- bzw. quasireinen Zinküberzügen nochmals verbesserte, insbesondere bei höheren Temperaturen reduzierte Emissivität aufweisen. Bei Anwendung derselben zeigt sich die positive Wirkung auf den Feuerwiderstand von mit ZnAl-Schmelzen verzinkten Stahlkomponenten in Form einer verzögerten Aufwärmung und damit einer im Zuge der Heißbemessung ermittelten höheren Tragfähigkeit unter Brandbelastung bzw. das Potenzial zur Reduzierung des Stahlprofilquerschnitts und damit zur Ressourceneinsparung in einer relevanten Größenordnung.

Emissivity of zinc-aluminum coatings under fire loading and effect on the fire resistance
In the recent past, a reduced emissivity under fire load has been proofen for classic hot-dip galvanized steel, which proves to be advantageous compared to an unprotected steel member in the fire design according to DIN EN 1993-1-2. In the course of further investigations, the emissivity of modern zinc-aluminum coatings, which are characterized by a coating characteristic that differs from the standard coatings depending on the aluminum content, was determined on the basis of small scale samples, with various configurations being tested. The results for all variants show that ZnAl coatings exhibit a further improvement in emissivity compared with pure zinc or quasi-pure zinc coatings, and in particular a reduction in emissivity at higher temperatures. The application of these coatings has a positive effect on the fire resistance of steel components galvanized with ZnAl alloys in the form of a slower heating and thus a higher load-bearing capacity under fire load determined in the course of the fire design, and the potential for reducing the steel profile cross-section and thus saving resources by a relevant order of magnitude.