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Herrn Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann zum 65. Geburtstag gewidmet
In DIN EN 1991-1-2:2010 [1] ist aktuell ein vereinfachtes Verfahren enthalten, das die Berechnung von thermischen Einwirkungen von Bauteilen bei lokalen Bränden ermöglicht. Auf der Grundlage der Arbeiten von Heskestad und Hasemi kann für lokale Brände die Berechnung der Temperaturen im Feuer-Plume und des Netto-Wärmestroms im Bereich der brandbeanspruchten Bauteile im Deckenbereich (Ceiling Jet) vorgenommen werden. Das vereinfachte Verfahren wurde durch experimentelle Untersuchungen validiert und hat sich in der Anwendung bewährt. Im Zuge der Novellierung von EN 1991-1-2 Anhang C soll das vorgenannte Verfahren um neue analytische Bemessungsansätze erweitert werden. Der Vorschlag sieht vor, Netto-Wärmeströme von brandbeanspruchten (vertikalen) Bauteilen, die in Bezug auf die Flammenachse des lokalen Brands versetzt angeordnet sind, zu berechnen. Im Rahmen eines DIBt-Forschungsvorhabens [2] wurde die Plausibilität und Anwendbarkeit des erweiterten Bemessungsverfahrens geprüft. In diesem Beitrag werden die wesentlichen Vereinfachungen und die Anwendung des erweiterten Bemessungsverfahrens für Stahlstützen unter lokaler Brandbeanspruchung gezeigt. Ferner wird eine Validierung anhand von Vergleichsrechnungen zwischen den Ergebnissen des Bemessungsverfahrens, Simulationsergebnissen mit dem CFD-Modell Fire Dynamics Simulator sowie anhand von Messdaten realer Pool- und Holzkrippenbrände vorgenommen.

Simplified design methods for steel columns under localised fire
DIN EN 1991-1-2:2010 [1] currently contains a simplified design method that allows the calculation of thermal effects under localised fires. Based on the work of Heskestad and Hasemi, the temperatures in the fire plume and the net heat flux in the ceiling area (Ceiling Jet) of structural elements under localised fires can be calculated. The design method have been validated by experimental investigations and have proven themselves in application. In the Draft of EN 1991-1-2 Annex C, the mentioned design method are to be extended by new analytical design approach. The new design approach calculates the net heat flux of structural elements (vertical) which are offset to the flame axis of the localised fire. Within the scope of a DIBt research project [2] the plausibility and applicability of the new design approach was tested. In this article the simplifications and the application of the new design approach for steel columns under localised fire are shown. Furthermore, a validation is carried out on the basis of comparative calculations between the results of the new design approach, simulation results with the Fire Dynamics Simulator as well as measurement data of real pool and wood crib fires.

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Fachseminar “Innovative Stahllösungen für die Verkehrsinfrastruktur der Zukunft”
Mitarbeiter FINDEN und BINDEN
Praxis-Seminar “Zukunft Bauen in Europa”
FeuerTrutz Workshop 2018
Vortragsreihe baupraxis
Praxis-Seminar Flammrichten
Korrosionsschutz im Stahlbau
Workshop FEM-Simulation im Stahlverbundbau
Wirklichkeitsnahe und vollständige Bemessung von Ankerplatten einschließlich der Befestigungsmittel
Bau 2019
3rd Annual conference on Steel and Structural Engineering
steeltraining
SEMC 2019
17th International Probabilistic Workshop
The international Colloquium on Stability and Ductility of Steel Structures SDSS2019
Green Engineering for Infrastructure and Safety against Hazards
7th International Conference of Euro Asia Civil Engineering Forum

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Der bauliche Brandschutz und die Heißbemessung von Stahl- und Verbundbauteilen besitzt in der Schweiz eine Tradition, die bis in die 50er-Jahre des letzten Jahrhunderts zurückreicht. Im Aufsatz wird ein Überblick über aktuelle Regelungen bezüglich des erforderlichen Feuerwiderstands, den Umgang mit passiven Brandschutzmaßnahmen sowie neuere Entwicklungen bei der Heißbemessung von Stahl- und Verbundkonstruktionen gegeben.

Structural fire protection of steel and composite construction in Switzerland.
Structural fire protection and the design of steel and composite structures in case of fire has a tradition in Switzerland dating back to the 50s of the last century. The article gives an overview of current regulations regarding the required fire resistance, the handling of passive fire protection measures as well as recent developments in fire design of steel and composite structures.

Herrn Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann zum 65. Geburtstag gewidmet
Der Einsatz von Ingenieurmethoden zur Tragwerksbemessung im Brandfall ermöglicht es, ungeschützte Stahl- und Verbundtragwerke in offenen Parkgaragen auch dann zu realisieren, wenn baurechtliche Anforderungen an den Feuerwiderstand gestellt werden. Besonders wirtschaftliche Konstruktionen sind möglich, wenn reale Tragstrukturen unter der Einwirkung realer Brandszenarien nachgewiesen werden. Dazu wird die Temperaturverteilung infolge eines lokalen Brandszenarios in einem Brandsimulationsmodell ermittelt und als Eingangswert an die FE-Software zur thermischen und mechanischen Berechnung der Bauteile übergeben. Hierzu wurde eine Schnittstelle zwischen den Programmen FDS und SAFIR entwickelt.
In diesem Beitrag werden die Grundlagen der Kopplung von FDS und SAFIR erläutert und mit den etablierten Ingenieurmethoden zur Bemessung einer Stahlverbundkonstruktion an einem Beispiel gegenübergestellt. Anhand des mittels verschiedenen methodischen Ansätzen ermittelten Erwärmungs- und Tragverhaltens wird gezeigt, dass die entwickelte Kopplung der Brandsimulations- und FE-Software eine wesentlich wirtschaftlichere Bemessung für offene Parkgaragen ermöglicht, da die Widerstände realitätsnah berücksichtigt werden.

Fire engineering methods for unprotected constructions of car parks
The application of engineering methods for the structural design of open car parks in case of fire enables the usage of unprotected steel or composite constructions, even if building regulations require a certain fire resistance. The construction is especially economical, if the design includes the real structure and natural fire scenarios. Therefore, the temperature distribution due to a local fire scenario is calculated using a field model and is used as a basis for the subsequent thermal and mechanical analysis of the structural elements. An interface between the programs FDS and SAFIR was developed therefore.
This paper presents the basics of the interface between FDS and SAFIR and compares this new method to common engineering methods within a working example. Comparing the thermal and mechanical behaviour of the structural elements determined using the different methods, it is revealed, that using the interface aims in more economic design as the resistance is considered in a realistic manner.

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Im Norden von Cham (CH) entsteht bis 2020 das Kompetenzzentrum für Spitzenathletik und Forschung OYM. Das achtgeschossige Gebäude mit einem rechteckigen Grundriss von 100 m × 50 m und einer Höhe von 24 m über Terrain wird vielfältige eishockeyspezifische und disziplinenübergreifende Sport-Infrastrukturen beherbergen. Der Herausforderung, den breiten Nutzungsmix in dem kompakten Baukörper zu vereinen, begegnete die Tragwerksplanung mit einer Kombination verschiedener Tragsysteme in den einzelnen Gebäudeteilen. Aus wirtschaftlichen und terminlichen Randbedingungen resultierte ein hoher Anteil an Vorfabrikation. Für die weitgespannten Tragwerke der “gestapelten” Eis-, Athletik- und Dreifachsporthalle kommen Stahlrahmentragwerke mit Verbundecken zum Einsatz. Den Kopfbau kennzeichnet ein Skelettbau mit Elementdecken, Verbundträgern und Betonstützen, während die Tiefgarage sowie die aussteifenden Kerne und das Haupttreppenhaus als Stahlbetonkonstruktionen ausgeführt wurden. Diverse Sonderlösungen wie ein Stahlfachwerk als lokale Abfangkonstruktion des Unterkunftstrakts, der Einsatz von Slim-Floor-Trägern über dem Eingangsbereich und Zugstangen zur Aufhängung des Running Tracks ergänzen das komplexe Tragwerk. Die Brandsicherheit der Stahlbauteile wird mittels Kammerbeton, Brandschutzbekleidungen und -beschichtungen gewährleistet.

Long-span, stacked, and hybrid - the load-carrying structure of the OYM.
The centre of excellence for elite athletics and research is currently under construction in northern Cham (CH) and will be completed by 2020. This eight-storey building with a rectangular footprint measuring 100 m × 50 m and a height of 24 m above ground level will house a variety of sports facilities, both specific to ice hockey and cross-discipline. To meet the challenge of combining this mixture of uses in a compact structure, the structural design boasts a combination of structural systems in the individual parts of the building. Economic and time constraints necessitated a high degree of prefabrication. The long-span structures of the ‘stacked’ ice rink, athletic training space, and triple gymnasium are steel framework structures with steel-concrete composite floors. The main building is a frame construction with prefabricated floors, steel-concrete composite beams, and reinforced concrete columns, while the underground car park, the stiff cores and the main staircase were executed as reinforced concrete constructions. Various unusual solutions, such as a steel truss serving as localized bracing for the accommodation wing, slim floor beams above the entrance area, and steel ties for suspending the sprint track, complete this complex structure. Concrete encasement and fire-resistant cladding and coatings ensure the fire safety of the structural steel elements.

Herrn Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann zum 65. Geburtstag gewidmet
Durch Forschungsergebnisse der Technischen Universität München [1-5] konnte gezeigt werden, dass eine Feuerverzinkung im Brandfall einen positiven Einfluss auf das Erwärmungsverhalten von Stahlbauteilen der Kategorien A und B hat. Grund für die langsamere Erwärmung ist ein kleinerer, variabler Emissionsgrad von feuerverzinkten Oberflächen im Vergleich zu unverzinkten Stahlbauteilen. Im Auftrag des Gemeinschaftsausschusses Verzinken e. V. wurden nun Bemessungshilfen erarbeitet, die eine praxisgerechte einfache Anwendung der Forschungsergebnisse erlauben.

R30 with hot-dip galvanized steel and composite constructions - design aids
Research results of the Technical University of Munich [1-5] showed that a hot-dip galvanizationhas a positive influence on the heating behaviour of steel components of categories A and B in case of fire. The reason for the slower heating is a smaller, variable emissivity of hot-dip galvanized surfaces compared to non-galvanized steel components. On behalf of the Gemeinschaftsausschuss Verzinken e. V., design aids have been developed to allow a practical and easy application of the research results.

Herrn Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann zum 65. Geburtstag gewidmet
Grout-Verbindungen als Rohr-in-Rohr-Steckverbindungen mit zementgebundenem Füllmaterial werden seit über 40 Jahren in stählernen Offshore-Plattformen der Öl- und Gasindustrie eingesetzt. Seit mehr als 20 Jahren findet dieser Verbindungstyp auch Anwendung in der Offshore-Windenergie. Da hinsichtlich der eingesetzten Füllmaterialien, der Verbindungsgeometrien und Belastungsszenarien signifikante Unterschiede zwischen Tragstrukturen für Ölplattformen und Windenergieanlagen bestehen, wurde auf dem Gebiet der Grout-Verbindungen am Institut für Stahlbau, Leibniz Universität Hannover intensive Forschung betrieben. Der vorliegende Beitrag berichtet über ausgewählte Erfahrungen und Erkenntnisse zum Trag- und Ermüdungsverhalten von Grout-Verbindungen in Offshore-Windenergieanlagen im Kontext zur historischen Entwicklung der Grout-Verbindungen.

Grouted connections in offshore steel structures - research and development at the Institute for Steel Construction, Leibniz University Hannover
For more than 40 years, grouted connections, such as tube-to-tube-connections with cementitious filling material, are used in offshore steel structures like platforms for oil and gas. Since the early days of the offshore wind energy industry, this type of connection has also been used in substructures for offshore wind turbines and platforms. Compared to grouted connections for offshore oil and gas, other filling materials and geometries are used in support structures for offshore wind turbines. Furthermore, load scenarios for offshore wind turbines are completely different. Thus, the Institute for Steel Construction, Leibniz University Hannover is performing research in the fields of grouted connections since 2004. Also in the historical context, this paper reports on selected experiences and results on the load bearing and fatigue behaviour of grouted connections in substructures for the offshore wind industry.

Der Aussichtsturm “Poissy Galore” befindet sich in einem 113 ha großen öffentlichen Park entlang der Seine, in Carrières-Sous-Poissy, Frankreich. Das Programm umfasst ein Besucherzentrum, ein Museum, ein Restaurant und einen Aussichtsturm (Bild 1). Die Bauten im Park sollen den Besuchern die Möglichkeit bieten, die Landschaft zu betrachten und neue Naturerlebnisse zu begünstigen. Der Aussichtsturm - eine 15 m hohe weiße Stahlkonstruktion - besteht aus vier aufeinandergestapelten hausförmigen Körpern. Je nach Blickwinkel ergibt sich die Illusion, dass einzelne Kuben zu Boden gleiten. Die offene Treppe führt durch die einzelnen “Häuser” auf die oberste Ebene, die einen weitläufigen 360°-Blick auf den Park und die Seine ermöglicht. Die Körper sind als Stahlrahmenbau angedacht und wurden biegesteif zusammengeschweißt. Stellenweise wurde eine Verkeilung zwischen den gestapelten Körpern installiert, um eine horizontale Plattform zu bilden. Durch das Einfügen von Bindegliedern hebt sich das oberste Haus noch etwas mehr ab und scheint damit in der Landschaft zu schweben. Die Fassaden bestehen aus Holzlamellen, deren Anordnung und Abstände eine Transluzenz bewirken und so die Tragwirkung deutlich ablesbar machen.

The “Poissy Galore” observation tower in the Parc du Peuple de l'Herbe.
The “Poissy Galore” observation tower is located in a 113 ha public park along the Seine in Carrières-Sous-Poissy, France. The attractions include a visitor centre, a museum, a restaurant and an observation tower (Fig. 1). The constructions in the park are intended to give visitors the opportunity to observe the landscape and to experience nature at its best. The observation tower - a 15 m high white steel construction - consists of four stacked, house-shaped bodies. Depending on the viewing angle, the illusion arises that individual cubes glide to the floor. The open staircase leads through the individual “houses” to the top level, which provides a 360-degree view of the park and the Seine. The bodies are conceived as a steel frame construction and were welded together in a bending-resistant manner. In places, a wedge was installed between the stacked bodies to form a horizontal platform. By inserting connecting links, the top house stands out a little more and seems to float in the landscape. The facades consist of wooden slats, whose arrangement and spacing create translucency and thus make the load-bearing effect clearly visible.

Auf dem Areal des Reparaturcenters der SBB in Zürich-Altstetten entstand 2016-2017 eine neue Lagerhalle für Radsätze. Die eingeschossige Halle liegt in einem historischen Industrieareal und soll neben ihrer Funktionalität auch dem standortspezifischen Kontext Rechnung tragen. Die Halle weist Grundrissabmessungen von 24,1 m × 53,5 m auf. Eine kleine, an die Haupthalle angeschlossene Nebenhalle ist ebenfalls Teil des Neubauprojekts. Die Dachbinder der Haupthalle überspannen die gesamte Hallenbreite und werden an deren Längsfassade von Abfangfachwerken gestützt. Diese Strebenfachwerke spannen rd. 26,5 m weit und ruhen auf sechs bis zu 9 m hohen Ortbetonstützen. Ausgesteift wird die Halle primär über die Rahmenwirkung der in Einzelfundamenten eingespannten Ortbetonstützen. Die Fassade der unbeheizten und teilweise offenen Halle wird durch eine Schürze aus Lochblechen gebildet. Das Stahl- und Betontragwerk der Halle ist integraler Bestandteil der sichtbaren Fassade, eine künstlerisch gestaltete Dachlandschaft bildet einen einzigartigen Abschluss zu dessen Umgebung.

New warehouse in in the context of a listed industrial area - new building of train wheelset warehouse for SBB repair center in Zurich-Altstetten.
A new warehouse for wheelsets was built in 2016-2017 on the site of the SBB repair centre in Zurich-Altstetten. The single-storey structure is located within a historic industrial area and, in addition to its functionality, is also intended to accommodate the site-specific context. The hall has floor plan dimensions of 24.1 m × 53.5 m. A small adjacent hall that is connected to the main hall is also part of the new construction project. The main trusses span the entire width of the hall and are supported on their longitudinal facade by interceptor trusses. These strut trusses span around 26.5 m and rest on six in-situ concrete columns of heights up to 9 m. The horizontal bracing of the hall is primarily achieved by the frame effect of the cast-in-situ concrete columns, which are clamped in single footings. The facade of the unheated and partly open hall is formed by an apron made of perforated sheets. The steel and concrete structure of the hall is an integral part of the visible facade, an artistically designed roof landscape forms a unique finish to its surroundings.