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MAUERWERK aktuell 2/2021Mauerwerk2/202190-97Mauerwerk aktuell

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Nachrichten:
Lieber Herr Professor Jäger
“Wir müssen weg von der Verschwendung und hin zu zirkulärer Verwendung!”
Vereinfachter Nachweis auch für größere Geschosshöhen
Gebäudeenergiegesetz (GEG): Kalksandsteinindustrie veröffentlicht neue Fachbroschüre

Wettbewerbe: Deutscher Ziegelpreis 2021: Würdigung der Preisträger

Veranstaltungen: Dresdner Märzsymposien im Rückblick

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Titelbild: Stahlbau 2/2021Stahlbau2/2021Titelbild

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Zum Titelbild:
Neue Neckarbrücke in Bad Cannstatt erhält innovativen Korrosionsschutz: Nachhaltig, leistungsfähig und innovativ, so lässt sich das neue SikaCor EG System Plus von Sika beschreiben. Moderne Verkehrsbauwerke überzeugen neben fortschrittlicher Ingenieurtechnik und Ästhetik auch durch wirtschaftliche und nachhaltige Konzepte in der Ausführung. Das innovative SikaCor EG System Plus zeichnet sich gegenüber dem bekannten SikaCor EG System durch höhere Ergiebigkeit, schnellere Trocknung und 20 % weniger Lösemittel aus. Mit dieser neuen Entwicklung des führenden Bauchemie-Spezialisten ist die Neckarbrücke in Bad Cannstatt nun für mehr als 25 Jahre mit einem zuverlässigen Schutz gegen Korrosion ausgestattet. Damit sind die heutigen, modernsten Anforderungen an eine langlebige und nachhaltige Verkehrsinfrastruktur vollständig erfüllt. (Foto: Sika).

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Inhalt: Stahlbau 2/2021Stahlbau2/2021Inhalt

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Mensinger, MartinReisen zu überhöhten Preisen auf abgefahrenen Gleisen?Stahlbau2/202175Editorials

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Kühn, Bertram; Hoyer, NatalieIdentifikation alter Stahlsorten: Überarbeitung der Werkstoffabschnitte in der Richtlinie 805 der Deutschen Bahn AGStahlbau2/202176-83Aufsätze

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Der Schwerpunkt im Bausektor hat sich in den letzten Jahren zunehmend auf den Bereich des Bauens im Bestand konzentriert. Während für die Planung und Konstruktion neuer Bauwerke die erforderlichen Eigenschaften von Baustählen den gültigen Lieferbedingungen entnommen werden können, dienen zur Orientierung bei der Bewertung alter Baukonstruktionen vornehmlich vorhandene Bauwerksunterlagen. Für zahlreiche Brückenbauwerke, die um das Jahr 1900 herum errichtet wurden, liegen jedoch z. T. keine oder unvollständige Bestandsunterlagen vor, weswegen die zum Bau verwendete Stahlsorte oftmals unbekannt ist. Erschwerend kommt hinzu, dass im Laufe der Zeit verschiedene Änderungen an Tragwerken vorgenommen wurden, welche z. T. nicht in den Bestandsunterlagen dokumentiert sind. Im Bahnsektor finden sich deshalb in der Modulfamilie 805 neben wichtigen Hinweisen zur “Tragsicherheit bestehender Eisenbahnbrücken” auch Angaben zur Materialidentifikation. Kürzlich wurde von der DB Netz AG eine grundhafte Überarbeitung der Richtlinie beschlossen. Ein Teil dieser Überarbeitung befasst sich mit dem Fall, dass auch ohne Bestandsunterlagen eine Zuordnung des vorliegenden Materials vorgenommen werden kann. Hierzu wurden die in der Richtlinie gegebenen Materialkennwerte von Altstahl validiert und angepasst sowie ein Vorschlag erarbeitet, unter welchen Bedingungen und Vorgaben wie genau solche Untersuchungen durchgeführt werden sollen. Der vorliegende Aufsatz beschreibt die wesentlichen Neuerungen.

Identification of old steel: Refinements of the section dealing with material characteristics according to the guideline 805 of the German railway
In recent years, in building sector the focus is increasingly more on the assessment and retrofitting of existing structures. While required properties of available steel grades for new structures can be taken from technically delivery standards, the evaluation of old structures is primarily based on its documentation. Since partly no or only incomplete records about numerous bridge structures built around 1900 exist, the steel grade used for construction often is unknown. To make matters worse, various changes were made over the years, which sometimes were not documented. Therefore, for railway bridges the guideline 805 “Assessment of existing railway bridges” includes information for material identification. Recently DB Netz AG decided to fundamentally revise the mentioned regulation. In order to be able to classify the material even without sufficient documentation, both the material data and the material properties of old steel were validated and adjusted. Furthermore, some new hints were included in which situation, using which specific methods and process a further investigation of the material is recommended. The following article deals with the main refinements.

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Steffen, SaschaHistorie der Ril 805 "Tragsicherheit bestehender Eisenbahnbrücken"Stahlbau2/202184-92Aufsätze

Kurzfassung

Im Eisenbahnnetz der DB Netz AG befinden sich über 25 000 Eisenbahnbrücken, die sich wiederum aus ca. 83 000 Überbauten zusammensetzen. 5,5 % dieser Bauwerke sind nach dem Jahr 2003 gebaut worden. Um ältere Konstruktionen, die tw. bereits über 100 Jahre durch die Eisenbahn genutzt werden, nach heutigen Maßstäben beurteilen zu können, steht mit der Richtlinie 805 “Tragsicherheit bestehender Eisenbahnbrücken” (Ril 805) ein entsprechendes Hilfsmittel zur Verfügung. Im nachfolgenden Aufsatz wird chronologisch auf die Entwicklung des Eisenbahnnetzes eingegangen. Mit Fokus auf die bestehenden Eisenbahnbrücken aus Stahl wird dargestellt, wie auf die sich ergebenden Änderungen reagiert wurde, die schließlich zur heutigen Ril 805 geführt haben. Abschließend wird noch auf die aktuellen bzw. zukünftigen Aufgaben in diesem Zusammenhang eingegangen.

History of the Ril 805 “Structural safety of existing railway bridges”
Over 25 000 railway bridges belong to the railway network of DB Netz AG, which are divided in nearly 83 000 substructures. 5.5 % of these structures were built after 2003. To be able to assess older constructions, that in some cases have been in use for rail traffic for over 100 years, according to today's standards, guideline 805 “Structural safety of existing railway bridges” (Ril 805) gives corresponding aid.
The following text describes chronologically the development of the railway network. With focus on existing steel railway bridges, it shows how the resulting changes were addressed and ultimately result into today's Ril 805. Finally, the current and future tasks in this context will be discussed.

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Mensinger, Martin; Rengstl, Mathias; Heiderich, Sabine; Reissmüller, David; Siebert, DorinaÜberarbeitung des Betriebszeitintervallnachweises der Ril 805Stahlbau2/202193-104Aufsätze

Kurzfassung

Der Betriebszeitintervallnachweis der Ril 805 auf Basis bruchmechanischer Konzepte dient der Ermittlung sicherer Betriebszeitintervalle für bestehende genietete Eisenbahnbrücken. Derzeit wird dieser überarbeitet und an den aktuellen Stand der Normung in den Eurocodes angepasst. Für eine praxistaugliche Anwendung werden Tonnagefaktoren bereitgestellt, welche sowohl die Einflüsse aus Rissmodell, Material und Belastung als auch die Ausnutzung im Spannungsnachweis berücksichtigen. In diesem Aufsatz werden die Grundlagen des bruchmechanischen Konzepts und das Vorgehen bei der Bestimmung des Tonnagefaktors erläutert. Dabei wird auch auf die zugrunde gelegten Materialparameter, Belastungs-Zeitfolgen und Rissfortschrittsberechnungen eingegangen und der Einfluss div. Parameter untersucht. Nach der Vorstellung des resultierenden Nachweiskonzepts (zur Festlegung sicherer Betriebszeitintervalle) wird die Anwendung abschließend anhand eines Beispiels demonstriert.

Adaptation of the operating time interval verification of Ril 805
The operating time interval verification of the Ril 805 based on fracture mechanics concepts is used to determine safe operating time intervals for existing riveted railway bridge structures. Currently it is under revision and adapted to the current state of the load models defined by the Eurocode. For a practical application tonnage factors are provided, which consider the influences of crack model, material, load and utilization in the stress analysis. In this article the basics of the fracture mechanical concept and the procedure for the determination of the tonnage factor are explained. The underlying material parameters, load-time sequences and crack propagation calculations are also discussed and the influence of various parameters is examined. After the presentation of the resulting verification concept (for the determination of safe operating time intervals) the application is finally demonstrated with the help of an example.

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New approach for the design shear resistance of headed studs in profiled steel sheeting with ribs transverse to supporting beamStahlbau2/2021105Empfehlungen der Redaktion

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Ungermann, Dieter; Hatke, Peter; Knyazeva, Marina; Walther, Frank; Lebelt, Peter; Gehrke, JörgInnovationen zum optimalen Einsatz des wetterfesten Baustahls im Stahl- und VerbundbrückenbauStahlbau2/2021106-115Aufsätze

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Im Rahmen des gleichnamigen Forschungsprojekts “Innovationen zum optimalen Einsatz des wetterfesten Baustahls im Stahl- und Verbundbrückenbau” wurden wesentliche Aspekte zur besseren Anwendung des wetterfesten Baustahls im Stahl- und Verbundbrückenbau untersucht. Neben aktuellen Analysen zur Bildung der korrosionshemmenden Deckschicht in der heutigen Atmosphäre erfolgte die Qualifizierung zweier geometrieunabhängiger und zerstörungsfreier Messtechniken zur Rissdetektion unterhalb der kompakten Deckschicht und deren Verifizierung an realen Brückenbauwerken. Außerdem wurden Untersuchungen zur Optimierung der Haftreibungszahlen gleitfest vorgespannter Verbindungen von wetterfestem Baustahl durchgeführt. Grundsätzlich bietet der Einsatz von wetterfestem Baustahl durch die natürliche Bildung seiner fest haftenden und korrosionshemmenden Deckschicht sowohl wirtschaftliche als auch ökologische Vorteile im Vergleich zu organisch beschichtetem Baustahl, insbesondere bezogen auf die heutigen Nutzungsdauern im Brückenbau. In diesem Aufsatz sind die wesentlichen Forschungsergebnisse zusammengefasst, um den nachhaltigen Einsatz und die Vorzüge von wetterfestem Baustahl im Stahl- und Verbundbrückenbau unter den Einsatzbedingungen der aktuellen natürlichen Atmosphäre zu belegen.

Innovations for the optimal use of weathering steel in steel and composite bridge construction
The research project “Innovations for the optimal use of weathering steel in steel and composite bridge construction” investigated essential aspects for the optimal use of weathering steel in steel and composite bridge construction. In addition to current investigations on the formation of the corrosion-inhibiting surface layer in the current atmosphere, the qualification of two geometry-independent and non-destructive measuring techniques for crack detection underneath the compact surface layer and their verification on real bridge structures was carried out. Furthermore, tests for the optimization of the slip factor of slip-resistant prestressed connections of weathering steel were carried out. Basically, the use of weathering steel offers both economic and ecological advantages compared to organically coated structural steel by the formation of its firmly adhering and corrosion-inhibiting surface layer, especially with regard to the present service life in bridge construction. This article summarises the main research findings to demonstrate the sustainable use and advantages of weathering steel in steel and composite bridge construction under the conditions of use in the current natural atmosphere.

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Lechner, Thomas; Schmitt, Victor; Fischer, Oliver; Kempf, JohannesModulbauweisen im Verbundbrückenbau - Rückblick und aktuelle Tendenzen beim Bau von Brücken mit kleinen und mittleren SpannweitenStahlbau2/2021116-127Aufsätze

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Die modulare Konstruktion von Brückenbauwerken stellt in vielen Ländern mittlerweile den anerkannten Stand der Technik dar und wird dort stetig eingesetzt und weiterentwickelt. Insbesondere im europäischen Ausland, in den USA und im asiatischen Raum wird bereits eine Vielzahl der neuen Brücken in Segmentbauweise aus Stahlbeton- oder Spannbetonfertigteilen errichtet. Auch modulare Bauweisen in Stahlverbund kommen zum Einsatz. Die Vorteile von Modulbauweisen im Brückenbau liegen neben der qualitativ hochwertigen Fertigung der Einzelteile im Werk insbesondere in der deutlich verkürzten Bauzeit. Vor allem mit Blick auf das hoch ausgelastete Straßennetz werden auch in Deutschland (insbesondere für Ersatzneubauten) Entwürfe benötigt, die in kurzer Bauzeit bei minimaler Beeinträchtigung der Umwelt und des Verkehrs realisiert werden können. Im vorliegenden Beitrag werden verschiedene Modulbauweisen für den Verbundbrückenbau vorgestellt. Es wird zunächst ein kurzer Rückblick gegeben, bevor auf aktuelle Tendenzen und neue Entwicklungen eingegangen wird.

Modular construction methods in composite bridge construction - review and current developments for bridges with small and medium spans
The modular construction of bridge structures is now the recognized state of the art in many countries and is used there on a regular basis. Especially in other European countries and the USA, a large number of new bridges are already being built in segmented construction from reinforced or pre-stressed concrete elements. Modular steel-composite construction methods are also used. The advantages of modular bridge construction are the high-quality production of the individual components in the factory and, in particular, the significantly reduced construction time. Especially in view of the highly utilized road network, designs are also needed in Germany that can be realized in a short construction time with minimal impact on the environment and traffic. In this paper different modular designs for composite bridge construction will be presented. First a short review is given before current trends and new developments are discussed.

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Genoa San Giorgio Bridge - The realization of an iconic artifactStahlbau2/2021127Empfehlungen der Redaktion

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Kühne, Jens; Gündel, Max; Ebert, Carsten; Colomer, CarlesDie Digitalisierung der Zustandsüberwachung von Windenergieanlagen und Brücken im VergleichStahlbau2/2021128-137Aufsätze

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Bisher hat die Digitalisierung im Bauwesen überwiegend im Hinblick auf die Planungsprozesse stattgefunden. In den übrigen Phasen des Lebenszyklus eines Bauwerks wie Erstellung, Betrieb und Rückbau ist die Digitalisierung hingegen nur punktuell oder noch gar nicht erfolgt. Dabei sind gerade für die Betriebsphase digitale Technologien wie Drohnenbefliegungen mit verschiedenen optischen Sensoren und Monitoringsysteme verfügbar, mit denen ein effizienteres Wartungs- und Instandhaltungsmanagement erreicht werden kann. Im Bauwesen werden diese Möglichkeiten bisher nur wenig genutzt. Ganz anders sieht es in der Windbranche aus: Hier ist der Einsatz intelligenter Überwachungssysteme fester Bestandteil der Erhaltungsstrategien und Drohnenbefliegungen werden verstärkt in Inspektionskonzepte einbezogen. In diesem Beitrag werden diese digitalen Technologien an sechs Aspekten bez. ihrer Einsatzmöglichkeiten für Windenergieanlagen und Brücken diskutiert sowie Chancen und Risiken beim Technologietransfer aufgezeigt.

A comparison of digitalisation of structural monitoring of wind turbines and bridges
Until now, digitalisation in civil engineering has been mainly occurred with regard to the planning processes. In the other life cycle phases of structures, such as construction, operation and dismantling digitalisation has taken place only sporadically, or not at all. However, especially for the operation phase digital technologies such as drone flights with several optical sensors and monitoring systems are available, which improve the efficiency of the maintenance management. These capabilities are only applied rarely in civil engineering. The situation is quite different in the wind industry: Here, intelligent monitoring systems are inherent part of maintenance strategies and drone flights are increasingly becoming a substantial part of inspection concepts. In this paper, six aspects of digital technologies are discussed in terms of possible applications for wind turbines and bridges. In addition, opportunities and risks for the technology transfer are illustrated.

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A wavelet-based approach for describing the mechanical behaviour of cellular beamsStahlbau2/2021137Empfehlungen der Redaktion

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Pelke, Eberhard; Kurrer, Karl-EugenHerstellung und Montage der Stahlgroßbrücken von 1850 bis 1900 - Entwicklung der Brückenmontage (Teil 1) - Montage im StahlbrückenbauStahlbau2/2021138-143Berichte

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Dem langjährigen Montageleiter der Hein, Lehmann AG Herrn Dipl.-Ing. Paul Stern gewidmet
Die Grundprinzipien der Montage von Brücken mit und ohne Rüstung sind zwischen 1850 und 1870 rasch gefunden. Die ursprünglichen Regiebetriebe Deutschlands wachsen in wenigen Jahrzehnten zu industriellen Brückenbauanstalten heran. Dank des Aufbaus einer arbeitsteiligen Produktionskette von Materialanlieferung - Konstruktion - Herstellung - Versand - Montage werden sie um die Jahrhundertwende zum wesentlichen Innovationstreiber des deutschen Großbrückenbaus. Um 1900 finden die Montageverfahren in der großen Industrie des Stahlbrückenbaus ihre klassische Ausprägung.

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Update on the revision of Eurocode 3 - Evolution by improvement and harmonizationStahlbau2/2021143Empfehlungen der Redaktion

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Stahlbau aktuell 2/2021Stahlbau2/2021145-152Stahlbau aktuell

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Stahlbau Quiz:
Stahlbau Quiz 2020 - Wer weiß es noch?

Aktuelles:
Deutsche Bahn hat DBS 918005 aktualisiert
Ausgepackt! Die Neue Nationalgalerie erstrahlt in altem Glanz

Wettbewerbe:
Oodi Central Library in Helsinki gewinnt Detail Preis 2020
Videos zum Deutschen Ingenieurbaupreis 2020 verfügbar

Tagungen & Veranstaltungen:
International Colloquium on Stability and Ductility of Steel Structures 2022 in Aveiro, Portugal
Structural member stability in the second generation of Eurocode 3
STCO Online-Live-Seminar #2 mit Prof. Knobloch, Prof. Kuhlmann, Prof. Taras

Rezension:
Brücken und Tunnel der Bundesfernstraßen 2020
Seeßelbergs Klassiker “Kranbahnen” in 6. Auflage erschienen

Einen Besuch wert:
Landmarke Lausitzer Seenland

IFBS news:
IFBS-Factsheet zur Kennzeichnung im Metallleichtbau aktualisiert
Neues IFBS-Factsheet zur EU-Bauproduktenverordnung

ÖSTV News:
Neue ÖSTV-Richtline Befestigungstechnik - Dübeltechnik

SZS steel news:
Schweizer steelday+ am 7. Oktober 2021 im Stadion Wankdorf Bern

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenStahlbau2/2021153Veranstaltungskalender

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Cover Picture: Steel Construction 2/2021Steel Construction2/2021Cover Pictures

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Approach to the alpha ventus offshore wind farm. The support structures are exposed to extreme fatigue loads. © Leibniz University Hannover, Institute for Steel Construction (s. article p. 74 ff.).

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Content: Steel Construction 2/2021Steel Construction2/2021Contents

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Noorlander, Nico; Maatje, Frank; Veljkovic, MilanDutch Open Student STEEL (DOSS) Award 2021Steel Construction2/202172-73Editorials

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Schaumann, Peter; Böhm, Manuela; Schürmann, KarstenImprovements in the fatigue design of support structures for offshore wind turbines - Extended keynote paper of Eurosteel 2021Steel Construction2/202174-82Articles

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This article provides an overview of the various support structures for offshore wind turbines and addresses the challenges that arise for the different design variants. First of all, the existing types of support structures are explained and their benefits and shortcomings discussed. Following that, the focus is on material fatigue and its analysis, which is of great importance due to the cyclic loading on the structures. A central topic of this article is the experimental evaluation of fatigue strength using large-scale test setups and state-of-the-art measurement methods. Critical and complex design details such as welds for extremely thick plates, tubular joints, grouted connections, large HV bolts and ring flanges are investigated to improve methods of analysis. Further, the new series of German standards (DIN 18088) for support structures for wind energy turbines and platforms is addressed. Finally, these topics are summarized and the importance of offshore wind energy for the transition to cleaner energy is emphasized.

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Palotás, Bálint; Takács, Patrik; Fink, JosefSimulation of a SCSC plate with a spring framework model including the effects of inelastic slipSteel Construction2/202183-94Articles

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The research into an innovative steel-concrete-steel composite (SCSC) plate presented here is being carried out in the Steel Structures Research Unit of the Institute of Structural Engineering at TU Wien. The aim of the research is to use the SCSC plate for single-track, short-span railway bridges in Austria. The SCSC plate is designed to be a loadbearing structure in the transverse direction, transferring the loads to the main steel girders of the bridge cross-section. An engineering model will be presented in this paper to reproduce the results of the ABAQUS finite element analysis software [1]. Using this simple framework model, which includes springs, it is possible to consider cyclic loading and inelastic slip, too. This results in an increase in the global vertical displacements and a change to the internal forces, which are discussed in the paper.

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Modular construction methods in composite bridge construction - review and current developments for bridges with small and medium spansSteel Construction2/202194Editor's Recommendations

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Al-Karawi, Hassan; Al-Emrani, MohammadThe efficiency of HFMI treatment and TIG remelting for extending the fatigue life of existing welded structuresSteel Construction2/202195-106Articles

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Different post-weld treatment methods have been developed to enhance the fatigue strength of welded steel structures and extend the service lives of their components. High-frequency mechanical impact (HFMI) treatment and tungsten inert gas (TIG) remelting are two methods that have attracted considerable interest in recent decades. This paper presents the results of a study of fatigue life extension for pre-fatigued welded steel details which can be achieved using HFMI treatment and TIG remelting. More than 250 fatigue test results were collected - including different details such as butt welds, longitudinal attachments, transverse attachments and cover plate attachments. HFMI treatment was found to extend the life considerably when the specimens treated were free from cracks or when existing cracks were < 2.25 mm deep. TIG remelting could extend fatigue lives even with cracks > 4 mm deep. In comparison to TIG remelting, HFMI treatment results in a longer fatigue life extension for pre-fatigued details, provided existing cracks are < 2.25 mm deep. Regarding TIG remelting, the depth of possible remaining cracks was found to be a substantial parameter when assessing the degree of life extension.

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Dominguez, Damaso; Prinz, Gary S.Cyclic behaviour of laterally skewed special moment frame connections having composite concrete slabsSteel Construction2/2021107-116Articles

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This study presents a numerical investigation into the cyclic performance of skewed special moment frame (SMF) connections that include composite concrete slabs. The study uses advanced finite element simulations to investigate the behaviour of shallow (W14×), medium (W24×) and deep (W33×) steel column sections with three levels of beam skew (10, 20 and 30 degrees) for both bare-steel and composite (steel-concrete) construction. To account for complex torsional boundary conditions that may affect the skewed connection response, prequalification-type analyses were conducted considering the middle storey of a three-storey, two-way moment frame configuration. In the analyses, all skewed configurations achieved at least 0.04 rad of connection rotation during the cyclic loading protocol prior to a 20 % reduction in moment capacity. When a composite concrete slab was added, column twisting and column flange yielding increased at large skew angles (30 degrees) during positive moment cycles.

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