Herrn Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann zum 65. Geburtstag gewidmet
Die Unterstützungskonstruktion eines Brückenkrans unterliegt einer zyklischen Beanspruchung. Zu dieser Konstruktion zählen insbesondere die Kranbahnträger, die vom Kran bei jeder Kranfahrt überrollt werden. Daher ist ihre Ermüdungssicherheit nach der Bemessungsnorm DIN EN 1993-1-9 nachzuweisen. Für diesen Nachweis müssen die kritischen Konstruktionsdetails des Kranbahnträgers entsprechenden Kerbfällen zugeordnet werden. Allerdings enthält die Bemessungsnorm nur wenige kranbahnspezifische Kerbfälle, die die lokale Belastung des Kranbahnträgers durch die Laufräder des Krans berücksichtigen. Auf der Grundlage von experimentellen Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten von radbelasteten Flansch-Steg-Verbindungen wird für ein weiteres kranbahnspezifisches Konstruktionsdetail, den Quersteifenanschluss im Radlasteinleitungsbereich leichter Kranbahnträger, eine Bemessungsempfehlung entwickelt.

Fatigue of transverse stiffeners in light crane runway beams
The supporting structure of an overhead travelling crane is subject to cyclic loading. The crane runway beams are parts of this structure travelled over by the crane during each crane passage. Therefore, their fatigue strength has to be verified according to the design standard DIN EN 1993-1-9. For verification, the critical constructional details of the crane runway beam have to be assigned to a detail category. Indeed, the design standard contains only a few crane-runway specific constructional details accounting for the local stressing through the crane wheels. Based on experimental investigations on the fatigue behaviour of wheel loaded flange-to-web connections, a recommendation for a further crane-runway specific constructional detail, the transverse stiffeners within the wheel load region of light crane runway beams, is developed.

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Eine wesentliche Voraussetzung für die Anwendung der geltenden Bemessungsvorschriften für Befestigungsmittel, die in Beton verankert werden, ist die Annahme einer biegesteifen Ankerplatte, wenn die Beanspruchung der Befestigungsmittel nach der Elastizitätstheorie bestimmt wird. Jedoch gibt es hierzu keine klaren Regelungen, ab wann eine Ankerplatte als ausreichend biegesteif anzusehen ist. Die notwendige Überprüfung dieser Annahme am Ende einer Bemessung erfolgt demzufolge in aller Regel nicht bzw. durch sehr aufwendige Berechnungen von Hand. In diesem Artikel wird die Thematik umfassend beleuchtet. Es werden die aktuellen Bemessungsvorschriften für Befestigungsmittel in Kombination mit flexiblen, d. h. nicht unendlich biegesteifen Ankerplatten näher betrachtet. Darüber hinaus werden Konsequenzen aufgezeigt, die bei einer als vermeintlich biegesteif angenommenen Ankerplatte entstehen können. Schließlich werden Lösungswege aufgezeigt, wie der komplette Fußpunkt einschließlich Profil, Schweißnähte, Steifen, Ankerplatte, Dübel und Beton gesamthaft modelliert werden kann. In der Folge kann der Fußpunkt vollständig bemessen und über unterschiedliche Parameter optimiert werden. Die Autoren bedienen sich dabei der komponentenbasierten FE-Methode. Wichtig ist, dass alle getroffenen Annahmen für die Bemessung der einzelnen Komponenten der vollständigen Verbindung sich nicht widersprechen dürfen. Hierzu war zum Teil weitere Forschungs- und Entwicklungsarbeit erforderlich.

Design of fixtures and its anchorages based on realistic assumptions.
The usage of design rules for anchorages to concrete is based on the assumption of a rigid baseplate if the anchor loads induced by loads acting on the fixture are calculated by elastic theory. However, it is the opinion of the authors that no clear definition concerning this assumption is stated. Consequently, a final check of this basic requirement is needed but mostly not conducted at the end of a design process. In our article, this topic and its consequences are discussed comprehensively, taking account of existing and upcoming design regulations. In addition, the consequences of an as rigid assumed baseplate are pointed out. It's shown how to design a complete column base point with “one step” and one software taking account of the profile attached, welding seem, stiffeners, baseplate and its anchorages in concrete as well as the concrete itself. In addition, information is provided under which conditions a baseplate can be assumed as sufficient rigid. This approach can be achieved by using the component based FE model, included in the latest design software.

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Herrn Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann zum 65. Geburtstag gewidmet
Dichtgeschweißte Stahlhohlkästen sind eine effiziente und erprobte Bauweise im Stahl- und Stahlverbundbrückenbau. Die Prüfung und Inspektion innen liegender Schweißnähte ist jedoch nur bedingt oder gar nicht möglich, sodass eine robuste Ausführung innen liegender Schweißnähte geboten ist. Nun haben Messungen bestätigt, dass es in dichtgeschweißten Stahlhohlkästen zu nennenswerten Veränderungen des Innendrucks in Abhängigkeit von der Temperatur kommt. Die daraus resultierenden Druckunterschiede zwischen Innen- und Umgebungsluftdruck stellen eine nicht zu vernachlässigende - bisher aber nicht berücksichtigte - zusätzliche Belastung der Halsnähte dar. Es wird ein ingenieurpraktischer Ansatz zur Dimensionierung ebendieser Halsnähte dichtgeschweißter Hohlkästen unter sowohl Schubbelastung aus der Haupttragwerkswirkung als auch Biegebelastung aus temperaturinduziertem Innendruck hergeleitet. Verschiedene Einflussgrößen werden untersucht und die Ergebnisse werden in vereinfachten Berechnungsansätzen zusammengefasst, deren Anwendung kurz dargestellt wird.

Contribution to the design approach of welds in air-tight box girders under temperature induced internal pressure
Air-tight steel box girders have been frequently and successfully used in bridge building during the last years. Only inspection and maintenance of welds and parts inside the box girder proves difficult. This makes a robust design of welds inside necessary. Measurements confirmed that temperature differences lead to substantial changes in inside pressure within an air-tight steel box girder. These pressure differences result in additional, non-negligible - nevertheless so far neglected - increases in loading of welds connecting flanges and webs of box girders. In this contribution we derive a simple design approach for welds in air-tight box girders under shear loading from the main structure as well as bending resulting from temperature induced internal pressure loading. We study the influence of different parameters on the required throat thickness of the welds. Finally, we demonstrate the application of the derived formulation.

Im Vergleich zu früheren Normen gelten in DIN EN 1993 für hochbeanspruchte Kranbahnträger wesentlich schärfere Kerbfallklassifizierungen, insbesondere im Bereich der Radlasteinleitung. Dies hat überaus starke wirtschaftliche Auswirkungen. So können die Änderungen nun bis zu einer Verdoppelung der Querschnittsdicken führen, z. B. Stegblechdicken von bis zu 80 mm oder darüber hinaus, deren K-Nahtanschlüsse an den Flansch fertigungs- und überwachungstechnisch sehr aufwendig werden. Aufgrund der Massenzunahme ist häufig auch eine Verstärkung der Unterkonstruktion notwendig.
Angeregt durch die Hüttenindustrie wurde daher angestrebt, Ergänzungen und Modifikationen der zugehörigen Kerbfälle im Eurocode 3 zu gestalten. Grundlage der Untersuchungen sind zahlreiche Kranbahnträger deutscher Stahlwerke, deren K-Nähte am Steg-Flanschanschluss nach jahrzehntelangem Betrieb intensiv schadensinspiziert wurden. Bei ausreichender Rückverfolgbarkeit der Lastgeschichte können die Träger als “Versuche im Bauwerk” interpretiert und ausgewertet werden.
Die Untersuchungen, die von numerischen Simulationen begleitet wurden, zeigen, dass auch weit jenseits der Ausnutzbarkeit des Details “Radlasteinleitung” nach Eurocode 3 keine Ermüdungsschäden auftreten. Dies bestätigt die alten Regeln nach DIN 4132. Die Ergebnisse schließen somit eine Versuchslücke, die in früheren Normen durch Erfahrungswerte und Interpretation von Einzelergebnissen überbrückt wurde und rechtfertigen eine Änderung der Regeln in EC 3-1-9 Tabelle 8.10.

Fatigue failure of runway beams due to wheel loads in heavy smeltery cranes.
The replacement of German codes DIN 18800 and DIN 4132 by introduction of the Eurocodes due to the European harmonization in the technical approved area for steel construction led to a significantly more conservative classification regarding fatigue failure category details, especially for flange to web connections of runway beams in heavy smeltery cranes compared to former design experiences. Actually these changes would lead to a doubling of the cross-sectional thicknesses, which e. g. also can result in web plates with extreme thicknesses of 80 mm. Execution as well as monitoring of such flange to web connections using full penetration tee-butt welds are quite critical and could no longer be realized economically.
Encouraged by the operators of such constructions and crane installations from the metallurgical industry, the aim was therefore to devise an amendment to the correspondent actual fatigue classification in the Eurocode. The basis for these efforts are crane runway girders designed according to the “old standard” and their damage behaviour for the notch detail “concentrated wheel load” at the upper neck seam. Some of these carriers have been in use for decades and usually show no damage for this connection - if the design is suitable according to previous standards.
The investigations were accompanied by numerical simulations. The results are closing the experimental gap that has been existing and that so far has been bridged by experience and interpretation of single test results, justifying a modification of the rules in EC 3-1-9 table 8.10.

Das Mannesmann-Hochhaus wurde 1955-1958 am Düsseldorfer Rheinufer für den Industriekonzern als Verwaltungsgebäude neben dem bestehenden Stammhaus gebaut. Dass die Stadtsilhouette prägende Gebäude im Stile der Nachkriegsmoderne ist eines der ersten modernen Hochhäuser Deutschlands. Neben dem Architekten Paul Schneider-Esleben ist es insbesondere das Verdienst des Tragwerksplaners Georg Lewenton, dass dieses schlanke und transparente Gebäude so möglich wurde. Beraten und unterstützt haben auch Fritz Leonhardt (TH Stuttgart) bei den Knaggen-Anschlüssen an die Stützen aus Mannesmannrohren oder Theodor Kristen (TH Braunschweig) bei den Versuchen mit dünnen Brandschutzputzen. Das Mannesmann-Hochhaus ist ein schönes Beispiel, dass sichtbare architektonische Leistungen auch immer die weniger sichtbaren Beiträge der planenden und forschenden Ingenieure und einer innovativen Industrie bedürfen.

Vor dem Hintergrund der angestrebten Energiewende gewinnt die kontinuierliche Gewinnung, Verteilung und Speicherung der natürlich gegebenen, erneuerbaren Energieträger stark an Bedeutung. Die Nutzbarmachung der Sonnenenergie steht hierbei im Fokus und kann treibender Faktor der Energiewende werden. Gebäudeflächen wie Fassaden, die bisher nur in geringem Maße genutzt wurden, sind künftig für die Stromerzeugung heranzuziehen. Zu diesem Zweck sind Systeme zu entwickeln, die hohen architektonischen Ansprüchen genügen, sich ohne großen planerischen und baulichen Mehraufwand umsetzen lassen und eine hohe Energieeffizienz aufweisen.
Im Rahmen eines FuE-Projekts, in einer Kooperation aus dem Lehr- und Forschungsgebiet Nachhaltigkeit im Metallleichtbau der RWTH Aachen University, der Hans Laukien GmbH aus Kiel und der Heliatek GmbH aus Dresden, wird eine neuartige Fassadenlösung in einer Kombination aus organischer Photovoltaik und einem vorgehängten hinterlüfteten Fassadensystem entwickelt. Die sehr leichten, dünnen und flexiblen Solarfolien eignen sich besonders gut für den Einsatz in Metallleichtbaukonstruktionen, da nur geringe zusätzliche Lasten über die Fassade abgetragen werden müssen. Das neue Fassadensystem ist damit sowohl für den Neubau als auch für die Überkleidung von Bestandsfassaden geeignet. Ziel des FuE-Projekts ist es, einen marktfähigen Prototypen der Metallfassade mit integrierter organischer Photovoltaik zu entwickeln und zu vermessen.

Sustainable light metal construction with flexible organic solar films.
The continuous extraction, distribution and storage of naturally occurring renewable energy sources is becoming increasingly important in order to achieve the desired energy turnaround. The focus here is on harnessing solar energy and this can become the driving factor behind the energy system transformation. In future, areas that have been used to a limited extent to date, such as facades, can be used for electricity generation. For this purpose, systems have to be developed that meet high architectural requirements, can be implemented without major additional planning and construction work and have a high level of energy efficiency.
As part of an R&D project, in a cooperation between the Chair for Sustainable Metal Building Envelopes at RWTH Aachen University, Hans Laukien GmbH from Kiel and Heliatek GmbH from Dresden, a novel facade solution is being developed in a combination of organic photovoltaics and a rear-ventilated curtain facade system. The very light, thin and flexible solar foils are particularly suitable for use in lightweight metal constructions, as only a small amount of additional loads have to be transferred over the facade. The new facade system is therefore suitable both for new buildings and for cladding existing facades. The aim of the R&D project is to develop and measure a marketable prototype of the metal facade with integrated organic photovoltaics.

Im Gespräch:
Im Gespräch mit Sir Philippe Samyn

Weihnachtsaufgabe: Helmut Rubin stiftet Preis für Zusatzaufgabe

Aktuelles: Stahlbau Sonderheft Kranbahnen

Persönliches: Helmut Rubin 80 Jahre
Auszeichnung für Dr.-Ing. Karl Morgen

Wettbewerbe: European Steel Design Awards 2019 in Brüssel vergeben
Tagungen und Veranstaltungen: Neues Bauen mit Stahl - Internationaler Architektur-Kongress erstmals in Düsseldorf

Einen Besuch wert: Ölhafenbrücke Raunheim

Bauforumstahl news: Glanzvoller Auftakt für die Neugestaltung der Preise des Deutschen Stahlbaues
Preis des Deutschen Stahlbaues 2020 ausgelobt
Ingenieurpreis des Deutschen Stahlbaues 2020 ausgelobt
Förderpreis des Deutschen Stahlbaues 2020 ausgelobt
bauforumstahl unterstützt Klimaziele beim Bauen
Neues aus der Normung
VOB 2019 veröffentlicht

Mit der Europacity wird im Herzen Berlins auf dem Gelände eines ehemaligen Bahnhofs ein neuer Stadtteil erschlossen. Gegenüber des Berliner Hauptbahnhofs entstehen Flächen für Wohnungen, Büro, Kunst und Einzelhandel. Für den Stromnetzbetreiber 50Hertz Transmission GmbH ist in der Europacity gegenüber des Total-Towers die neue Firmenzentrale, das sogenannte Netzquartier, errichtet worden. Das Bürogebäude für ca. 650 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter ist das Deutschlandhauptquartier des Konzerns und integriert die TCC-Ersatzleitwarte. Das Gesamtvorhaben wurde von DGNB und LEED als führende Nachhaltigkeitszertifizierungssysteme jeweils in Gold ausgezeichnet. Zudem erhielt das 50Hertz Netzquartier als erstes Gebäude weltweit die Auszeichnung DGNB Diamant. Im vorliegenden Beitrag wird auf die Besonderheiten eingegangen, die sich in Bezug auf die Berechnungen und Nachweise aus dem außergewöhnlichen Tragwerk ergeben. Weiterhin werden die besonderen Einflüsse aus dem lokalen Umfeld sowie die wesentlichen Aspekte der Herstellungstechnologie aufgezeichnet.

The Netzquartier building: the new headquarters of electricity network operator 50Hertz Transmission GmbH in Berlin - the building impresses with its design, construction and sustainability.
In the heart of Berlin, on the site of a former railway station, the Europacity development is transforming this part of the city. Opposite Berlin's central train station, prime space is being created for apartments, offices, art and retail. Here, facing the Total Tower, is located the new headquarters of the electricity network operator 50Hertz Transmission GmbH - the company's so-called “Netzquartier”. The office building for about 650 employees is the company's German base and integrates its back-up transmission control centre (TCC). The overall project was awarded Gold certifications by both DGNB and LEED, the leading sustainability certification systems. Furthermore, the building became the first in the world to be awarded the “DGNB Diamond” certificate. This paper shall describe the special aspects of this extraordinary building's structural design. The particular impacts of the local environment on the design, and key aspects of the construction technology shall also be outlined.

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Ulrich Finsterwalder Ingenieurbaupreis 2019 - Shortlist der nominierten Projekte
DASt-Forschungspreis 2018 an Dr. Mai Häßler verliehen
Preisverleihung - Ulrich Finsterwalder Ingenieurbaupreis 2019

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Das war der steelday 2018!
Prix Acier 2018

Ernst & Sohn auf dem Swiss steelday in Bern
Jahrbuch Ingenieurbaukunst 2019 an Staatssekretär Adler übergeben

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Workshop FEM-Simulation im Stahlverbundbau
Vortragsreihe baupraxis
Wirklichkeitsnahe und vollständige Bemessung von Ankerplatten einschließlich der Befestigungsmittel
Bau 2019
3rd Annual conference on Steel and Structural Engineering
Mitarbeiter FINDEN und BINDEN
41. Stahlbauseminar 2019
FeuerTrutz 2019
Magdeburger Brand- und Explosionsschutztage
steeltraining
Third International Fire Safety Symposium (IFireSS)
Applications of Structural Fire Engineering (ASFE)
Iberian-Latin American Congresse on Fire Safety (CILASCI)
SEMC 2019
17th International Probabilistic Workshop
The international Colloquium on Stability and Ductility of Steel Structures SDSS2019
Braunschweiger Brandschutz-Tage
Green Engineering for Infrastructure and Safety against Hazards
7th International Conference of Euro Asia Civil Engineering Forum
Structures in Fire (SiF)

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