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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Regierung von Niederbayern genehmigt Bau von Lärmschutzwänden entlang B 15 im Markt ErgoldingBeton- und Stahlbetonbau12/2020961Nachrichten

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Schumann, Alexander; May, Maximilian; Schladitz, Frank; Scheerer, Silke; Curbach, ManfredCarbonstäbe im Bauwesen - Teil 2: Verbundverhalten - Verbundversuche an unterschiedlichen CarbonstäbenBeton- und Stahlbetonbau12/2020962-971Aufsätze

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Carbonbeton findet immer größere Akzeptanz im Bauwesen. Für Carbonbewehrungsmatten gibt es bereits umfangreiche Forschungsergebnisse zum Zug- als auch zum Verbundtragverhalten. Bei Carbonstäben und hier insbesondere zu deren Verbundtragverhalten im Beton besteht hingegen noch erheblicher Forschungsbedarf. Deshalb wurden in experimentellen Auszugversuchen acht unterschiedliche Carbonstäbe mit verschiedenen Oberflächenprofilierungen und Ausgangsmaterialien im hochfesten Beton getestet. Die Verbundergebnisse wurden dem Verbundverhalten eines konventionellen Stahlstabs gegenübergestellt. Anhand der Tests und der vorliegenden Materialien wurde eine Vorzugsstabvariante, eine Oberflächenprofilierung infolge von Fräsung, empfohlen. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass einige Carbonstabvarianten maximale Verbundspannungen übertragen können, die mit denen aus dem Stahlbeton vergleichbar sind. Deren vertiefte Betrachtung wird Bestandteil einer weiteren Veröffentlichung sein [1].

Rebars made of carbon fibres for the use in civil engineering: part 2: bond behaviour - bond tests with different carbon rebars
Carbon reinforced concrete is becoming more and more accepted in the building industry. The use of mat carbon reinforcement is well researched in regard of the tensile and the bond behaviour. But there is still a considerable need for research in the case of carbon fibre rods and here in particular on the bond behaviour of the rods in concrete. For this reason, 8 various carbon rods with different surface profiles were evaluated in bond tests. The results were compared with the bond behavior of a conventional steel rod. Based on the results, a preferred rod variant was recommended, An in-depth examination of these will be part of a further publication.

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Zdanowicz, Katarzyna; Schmidt, Boso; Hansen, Michael; Marx, SteffenBiege- und Verbundverhalten von chemisch vorgespannten textilbewehrten BetonelementenBeton- und Stahlbetonbau12/2020972-979Aufsätze

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Die chemische Vorspannung ist ein alternatives Verfahren zur Spannungseinleitung in Beton, das ohne mechanische Spannvorrichtungen auskommt. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse von experimentellen Untersuchungen zum Trag- und Verformungsverhalten von dünnen textilbewehrten Quellbetonelementen vorgestellt. Hierzu wurden Verformungsmessungen zum freien und behinderten Quellen an Probekörpern unterschiedlicher Quellbetonmischungen sowie experimentelle Untersuchungen zum Biege- und Verbundverhalten von dünnen, mit Carbontextilgittern bewehrten Probekörpern durchgeführt. Die Versuchsergebnisse bestätigen, dass die Verwendung von Quellzusatzmitteln das Verhalten des Textilbetons beeinflusst. Die Beanspruchung bei Erstrissbildung sowie die Durchbiegung bei Erstrissbildung können mit zunehmendem Anteil von Quellzusatzmitteln erhöht werden. Zudem erreichen die Probekörper aus Quellbeton höhere maximale Verbundspannungen als entsprechende Probekörper ohne Quellzusatzmittel.

Flexural and bond behaviour of chemically prestressed concrete elements with textile reinforcement
Chemical prestressing is a method of introducing stresses into concrete with the use of expansive admixtures instead of mechanical devices. The paper presents an approach to chemical prestressing of thin textile reinforced concrete elements. Measurements of free and restraint expansion are described, as well as experimental investigations regarding flexural and bond behaviour of thin specimens with carbon textile grids. Results of four-point bending tests on slab members and of bond tests are presented. It was confirmed that the use of expansive concrete influences the behaviour of textile reinforced concrete specimens. The cracking load can be increased with increasing amount of expansive admixture, as well as the deflection at first cracking. Similarly, higher maximal bond stresses are achieved for specimens made of expansive concrete that of control mixture. The results are evaluated and an overview is provided.

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Oppeneder, Johannes; Dittmar, Frank; Tue, Nguyen VietAnalyse von Beton-Stahlrohrsteckverbindungen für Maste - Großversuche und FEM-SimulationenBeton- und Stahlbetonbau12/2020980-993Aufsätze

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Die Beton-Stahlrohrsteckverbindung wird in dieser Arbeit für die Anwendung bei hybriden Mastkonstruktionen aus der Stahlrohrsteckverbindung weiterentwickelt. Die maßgebende Biegebeanspruchung der Maste wird dabei vom Stahlrohr mit Schubrippen über die Mörtelfuge in das darunterliegende Schleuderbetonrohr eingeleitet. Der Kraftfluss in der Verbindung ändert sich fortlaufend mit der Lastzunahme und wird entscheidend vom Verformungsverhalten der Rohre beeinflusst. Das Trag- und Verformungsverhalten der neuen Verbindung wird in diesem Beitrag anhand zweier durchgeführter Großversuche und begleitender FEM-Simulationen untersucht. Des Weiteren wird anhand zweier variierter Parameter, der Position der Schubrippen sowie einer Steckverbindung ohne Schubrippen der Einfluss auf das Trag- und Verformungsverhalten ermittelt und diskutiert.

Investigation of the load-bearing behaviour of connections of the hybrid mast construction - Large-scale tests and FEM-simulations
The grouted concrete-steel slip joint is developed in this paper for the application in hybrid mast constructions from the grouted steel slip joint. The decisive bending stress of the masts is transferred from the steel pipe with shear keys via the grout joint into the spun concrete pole below. The force flow in the connection changes continuously with the increase in load and is decisively influenced by the deformation behaviour of the poles. The load-bearing and deformation behaviour of the new joint is investigated in this paper by means of two large-scale tests and accompanying FEM simulations. Furthermore, the influence on the load-bearing and deformation behaviour is determined and discussed on the basis of two varied parameters, the position of the shear keys and a grouted slip joint without shear keys.

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Bilfinger macht Münchner Flughafen startklar für die ZukunftBeton- und Stahlbetonbau12/2020993Nachrichten

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Plückelmann, Sven; Breitenbücher, RolfVerformungsverhalten von Betonen mit ausgeprägtem plastischen StauchvermögenBeton- und Stahlbetonbau12/2020994-1005Aufsätze

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Für besondere Anwendungsfälle, wie beispielsweise Stauchschichten im Tunnelbau, liegen bereits erste Ansätze für Mörtel und Betone vor, die durch ein ausgeprägtes plastisches Stauchvermögen charakterisiert sind. Der vorliegende Beitrag beschreibt Versuche zum Stauchverhalten unter Querdehnungsbehinderung von stark porosierten Betonen mit geringer Druckfestigkeit (< 5 N/mm2). In die Versuche wurden Betone mit verschiedenen kompressiblen Additiven (Blähglas/EPS) und unterschiedlichen Wasserzementwerten einbezogen. Des Weiteren wurde das Verformungsverhalten sowohl unter Teilflächen- als auch Vollflächenbelastung untersucht, um unterschiedliche anwendungsbezogene Randbedingungen abzudecken. Auf Grundlage der ermittelten Spannungs-Verformungskurven sowie Gefügeuntersuchungen von Proben vor und nach den Stauchversuchen konnten wesentliche Erkenntnisse zum Stauchverhalten der Betone gewonnen sowie material- und versuchstechnische Einflussfaktoren identifiziert werden.

Deformation behavior of concretes with high plastic compressibility
For special applications, for example compressible layers in tunnel constructions, there are already initial approaches for mortars and concretes, which are characterized by a high plastic compressibility. This paper describes experiments on the compressive behavior of highly porous concretes with low compressive strength (< 5 N/mm2) under transverse strain constraint. Concretes with different compressible additives (expanded glass / EPS) and various water-cement ratios were considered in the tests. Furthermore, the deformation behavior under both partial- and full-area loading was investigated in order to cover different application-related boundary conditions. On the basis of the determined stress-deformation curves as well as investigations on the structure of specimens before and after the compression tests essential findings on the compressive behavior of the concretes could be gained and material- and test-related parameters could be identified.

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Vasilic, KsenijaAdditive Fertigung im Betonbau: aktueller StandBeton- und Stahlbetonbau12/20201006-1012Berichte

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Die Umsetzung innovativer Konzepte, wie digitale Betonherstellung und Prozessautomatisierung, könnte zu einer Steigerung der Produktivität und zu einer Verringerung des Materialbedarfs im Betonsektor führen. Die wissenschaftliche Fachwelt hat dieses Potenzial erkannt, sodass das globale Interesse und die Anzahl der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zu diesem Thema exponentiell zunehmen. Aktuell werden bereits weltweit hochwertige digitale Fertigungskonzepte entwickelt und erfolgreich zum Drucken einiger Pilotprojekte eingesetzt. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die bekanntesten additiven Fertigungsverfahren im Betonbau und wesentliche Fallstudien. Darüber hinaus werden die offenen technischen und technologischen Fragen diskutiert. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung praktischer Lösungen und deren Umsetzung im Betonsektor.

Additive manufacturing with concrete: the way toward practical implementation
Implementation of digital technologies such as additive concrete manufacturing and process automation has a potential to change standard concrete processing. The innovative manufacturing technologies could be a solution to the existing productivity and environmental issues that the concrete sector is facing. The research community recognized this potential, so the global interest and the number of R&D activities on this topic are rising exponentially. The sophisticated digital solutions are being developed and validated in pilot projects worldwide. This article will give an overview of the existing additive manufacturing technologies with concrete and show some noticeable case studies. We will discuss open technical and technological questions, with focus on the way towards devel-opment of practical solutions and their implementation in the concrete sector.

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 12/2020Beton- und Stahlbetonbau12/20201013-1016Beton- und Stahlbetonbau aktuell

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Aktuelles:
Dr.-Ing. Heinrich Bökamp ist neuer Präsident der Bundesingenieurkammer
Ingenieurbaukunst - Engineering Made in Germany erschienen

Nachrichten: Symposium liefert Fakten zur Betoninstandhaltung
2. Burgdorfer Brückenbautag

Dank

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBeton- und Stahlbetonbau12/20201017-1018Veranstaltungskalender

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Titelbild: Stahlbau 12/2020Stahlbau12/2020Titelbild

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Zum Titelbild:
Nachhaltigkeit ist für ALHO mehr als ein Modewort. Sie bei Gebäuden an der Energieeffizienz im Betrieb festzumachen, reicht nicht. Die Grundlage für die Nachhaltigkeit eines Gebäudes wird bereits in der Planungsphase gelegt. Die integrale Planung im Stahlmodulbau bei ALHO ermöglicht bedarfsgerechte Gebäudekonzepte, die attraktive Architektur mit Ökologie und Ökonomie in Einklang bringen. Und das ALHO-Bausystem wurde mit dem DGNB-Vor-Zertifikat in Gold ausgezeichnet. Wie - weit mehr als im herkömmlichen Planungsprozess - Bauwerk und Gebäudetechnik bei der integralen Planung des Herstellers präzise aufeinander abgestimmt werden. (Foto: ALHO)

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Inhalt: Stahlbau 12/2020Stahlbau12/2020Inhalt

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Lange, JörgChancen des 3D-Drucks im StahlbauStahlbau12/2020955Editorials

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Bergmann, Jean Pierre; Lange, Jörg; Hildebrand, Jörg; Eiber, Mathias; Erven, Maren; Gaßmann, Christof; Chiang, Chen-Hao; Lenz, Claus; Röder, Thorsten; Bashariar, WaisHerstellung von 3D-gedruckten Stahlknoten - Vom Entwurf bis zur Herstellung von StrukturenStahlbau12/2020956-969Aufsätze

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Es wird ein Einblick in die Vorgehensweise zur Fertigung von Knotenstrukturen im Stahlbau mittels Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM) und der numerischen und experimentellen Untersuchung der Knotenstrukturen gegeben. Ausgehend von der geometrischen Komplexität sich schneidender Profilstäbe aus Stahl werden wesentliche Punkte bei der simulationsgestützten Ermittlung von Knotenstrukturen beschrieben. In Abhängigkeit von den Lastfällen können unterschiedliche Strukturen in der Topologieoptimierung gefunden werden. Für die Herstellung der Knotenstruktur durch das Wire and Arc Additive Manufacturing müssen die numerisch gefundene Geometrie angepasst sowie Varianten der Bahnplanung entwickelt und bewertet werden. Dabei wird auch der Einfluss von Prozessparametern auf Verzug, Endkonturnähe und mechanische Eigenschaften der Bauteile untersucht. Für die Prognose von Spannungs- und Verformungszuständen des Knotens wird eine vereinfachte thermische und mechanische Analyse des Herstellungsprozesses durchgeführt. Weiter wird ein Verfahren für eine In-situ-Bauteilprüfung vorgestellt, welche Prozessunregelmäßigkeiten anhand von Sensordaten erkennt und deren Einflüsse auf die mechanischen Eigenschaften des Bauteils bewertet, wodurch frühzeitig im Prozess Maßnahmen zur Fehlerkorrektur getroffen oder Kosten durch Ausschuss reduziert werden können.

Production of 3D printed steel nodes structures
An insight into the procedure for manufacturing node structures in steel construction using Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM) and the numerical and experimental investigation of the node structures is given. Based on the geometric complexity of intersecting steel profile bars, essential points in the simulation-based determination of node structures are described. Depending on the load cases, different structures can be found via topology optimization. For the production of the node structure by wire and arc additive manufacturing, the numerically found geometry must be adapted and path planning variants have to be developed and evaluated. The influence of process parameters on warpage, near net shape and mechanical properties of the components is also examined. A simplified thermal and mechanical analysis of the manufacturing process is carried out for the prognosis of the stress and deformation states of the node. Furthermore, a method for in-process quality assurance is presented, which recognizes process irregularities on the basis of sensor data and evaluates their influence on the mechanical properties of the component, whereby measures for error correction can be taken early in the process and costs through rejects can be reduced.

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Diller, Johannes; Auer, Ulrich; Radlbeck, Christina; Mensinger, Martin; Krafft, FrankEinfluss der Abkühlrate auf die mechanischen Eigenschaften von additiv gefertigten Zugproben aus 316LStahlbau12/2020970-980Aufsätze

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Ernst & Sohn Nachwuchspreis bester Vortrag Münchener Stahlbautage 2019
Das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen (LPBF) ist ein additiver Fertigungsprozess, mit dem steifigkeitsoptimierte Bauteile gewichtsreduziert gefertigt werden können. Die mechanischen Eigenschaften sind vergleichbar mit denen von gegossenen Bauteilen, im Idealfall sogar mit geschmiedeten. In der Luft- und Raumfahrtbranche sowie im Automotive-Bereich und Medizinsektor wird die additive Fertigung bereits eingesetzt. Für sicherheitsrelevante Bauteile wird jedoch die additive Fertigung bisher nur selten verwendet. Dies ist auf die unzuverlässige Reproduzierbarkeit der mechanischen Eigenschaften zurückzuführen. Großer Forschungsbedarf besteht bspw. bei der Verknüpfung von LPBF-Produktionsparametern mit zuverlässigen Produktionsparametern. In diesem Bericht wird der Zusammenhang zwischen Abkühlraten im LPBF-Prozess und den resultierenden mechanischen Eigenschaften von 316L (1.4404) untersucht. Zu diesem Zweck wurden unterschiedliche Probengeometrien additiv gefertigt und die jeweiligen Abkühlraten in situ mittels Thermografie erfasst. Anschließend wurden Zugversuche und metallografische Untersuchungen durchgeführt. Je nach Geometrie der Zugproben konnten verschiedene Abkühlraten nachgewiesen werden, die schlussendlich zu unterschiedlichen Zugfestigkeiten führten.

Effect of cooling rate on the mechanical properties of 316L tensile specimen, manufactured by Laser Powder Bed Fusion
Laser-Powder Bed Fusion (LPBF) is an additive manufacturing process, which allows weight savings of components through structural optimization without loss of stiffness. The mechanical properties are comparable with casted and - under ideal conditions - even with forged components. In the aerospace industry, as well as in the automotive and medical sector, LPBF is already applied. However, LPBF has only been used for components which are not safety-related. This is mainly due to the unreliable reproducibility of the mechanical properties of this process. Research has to be executed to find correlations between LPBF-parameters and reliable product properties. This report investigates the relationship between cooling rates in the LPBF process and the resulting mechanical properties of 316L (1.4404). For this purpose, different sample geometries were manufactured. The respective cooling rates were measured by in-situ-thermography. After that, tensile tests and metallurgical investigations were performed. Depending on the geometry, different cooling rates were observed, which finally led to different tensile strength results.

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Lange, Jörg; Feucht, Thilo; Erven, Maren; Waldschmitt, Benedikt; Oechsner, Matthias; Klein, Marcus; Schudlich, Anna-Katharina3D-Druck im Stahlbau - additive Fertigung von Details, Verbindungen und BauteilenStahlbau12/2020981-991Aufsätze

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Die vollautomatische Fertigung ist in der Stahlbauindustrie angekommen. Zwar gibt es erst sehr wenige Firmen, die Stahlbauteile komplett von Robotern zusammenbauen lassen, aber der Mangel an Facharbeitern verbunden mit einem kontinuierlichen Fortschritt in der Maschinentechnik führt zu einem kontinuierlichen Zuwachs in diesem Bereich. So kann z. B. ein Roboter eine Fußplatte oder eine Steife an eine Stütze halten, während der zweite die Schweißnähte fertigt. Schweißroboter können darüber hinaus mithilfe des 3D-Druckverfahrens WAAM (Wire and Arc Additive Manufacturing) Details (Steifen), Knotenpunkte, Bauteile (insbesondere mit außergewöhnlichen Geometrien) und ganze Bauwerke herstellen. Der Schweißdraht wird hierbei als Druckwerkstoff eingesetzt, sodass es sich im Prinzip um eine Auftragsschweißung handelt. Hierdurch kann nicht nur die Logistik im Fertigungsbetrieb vereinfacht werden, da Steifen oder andere Anschlusselemente nicht mehr vorab zugeschnitten und an den Zusammenbauplatz geliefert werden müssen. Es können sich auch neue, dem Kraftfluss entsprechende Geometrien ergeben. Dadurch wird ein ganz anderes Konstruieren als bisher ermöglicht. Der vorliegende Beitrag zeigt, neben einem kurzen Überblick über das WAAM, einige Fertigungsbeispiele aus Forschungsprojekten des Fachgebiets Stahlbau der TU Darmstadt, sich aus der Optimierung ergebende neue Lösungen für alte Probleme und die erste Brücke, die komplett an ihrem Einsatzort gedruckt wurde.

3D printing with steel - additive manufacturing of details, connections and members
Fully automated production has arrived in the fabrication of structural steel. Although there are only very few companies that have steel components completely assembled by robots, the lack of skilled workers combined with continuous progress in the technology has led to a steady growth in this area. For example, one robot holds a base-plate or a stiffener to a column while the second one welds the seams. Welding robots can also use WAAM (Wire and Arc Additive Manufacturing) to produce details (stiffeners), connections, components (especially with unusual geometries) and entire structures. The wire electrode serves as printing material. This not only simplifies the logistics in the fabrication, since stiffeners or other connecting elements no longer have to be cut to size in advance and delivered to the assembly site. It also results in new shapes that require a new design process, in accordance with the flow of forces and in an optimised manner. This paper shows, besides a short overview of WAAM, some built examples from research projects of the department of steel construction of TU Darmstadt, new solutions for old problems resulting from the optimization, and the first bridge which was completely printed on site.

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Pinger, Thomas; Müller, Thomas; Kaucke, Christoph; Straetmans, Boris; Wessel, WaldemarVerzinkbarkeit höher- und hochfester MSH-ProfileStahlbau12/2020992-1002Aufsätze

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Die Feuerverzinkung von Stahlbauteilen ist zur Gewährleistung eines dauerhaften Korrosionsschutzes seit Jahrzehnten bekannt und etabliert. Auch für warmgewalzte Rohre und Hohlprofile ist dieses Verfahren von Vorteil, da durch das Eintauchen in die Zinkschmelze sowohl die äußere wie auch die innere Oberfläche des Bauteils mit einer Zinkschicht vollständig überzogen und geschützt wird. Die im Zuge des Verzinkungsprozesses auftretenden Ein- und Wechselwirkungen sind im Hinblick auf die Stahlkonstruktion und den verbauten Stahl selbst, bisher üblicherweise normalfeste Stähle, gut bekannt. Mit dem zunehmenden Aufkommen und Einsatz von höher- und hochfesten Stählen stellt sich die Frage, ob die vorliegenden Erkenntnisse im Hinblick auf die Einflüsse der Verzinkung auch auf diese Stähle übertragen werden können und die Verzinkbarkeit bestätigt werden kann. Im Zuge einer ausführlichen Versuchskampagne wurde hierzu an sechs Stahlwerkstoffen die Auswirkung der Feuerverzinkung auf die mechanischen Werkstoffeigenschaften und die Ausbildung der Zinkschicht untersucht. Die erzielten Ergebnisse werden im vorliegenden Beitrag vorgestellt.

Galvanizing of high-strength MSH sections
Batch hot-dip galvanizing of steel components has been known and established for decades to ensure permanent corrosion protection. This process is also advantageous for hot-rolled tubes and hollow sections, as by immersion in the molten zinc, both the outer and the inner surface of the component is completely coated with a zinc layer and thus protected. The impact and interactions occurring during the galvanizing process are well known with regard, to the steel structure and the steel itself, which up to now has usually been normal strength steel. With the increasing spread of high-strength steels, the question arises, whether the available findings with regard to the influence of the galvanizing process can be transferred and confirmed to these steels. In the course of an extensive test campaign, the effect of hot-dip galvanizing on the mechanical material properties and the formation of the zinc layer was examined on six steel materials. The results obtained are presented in this paper.

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Analysis of fatigue test data to reassess EN 1993-1-9 detail categoriesStahlbau12/20201002Empfehlungen der Redaktion

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Wegener, Filip; Seidel, Marc; Glienke, Ralf; Marten, Frithjof; Schwarz, MathiasNumerische Simulation von Vorspannkraftverlusten in RingflanschverbindungenStahlbau12/20201003-1015Aufsätze

Kurzfassung

Die Betriebsbeanspruchung von Schrauben in Ringflanschverbindungen zur Verbindung von Tragstruktursektionen von Windenergieanlagen wird maßgeblich durch die vorhandene Pressung in der Flanschkontaktfuge beeinflusst, welche durch die eingebrachte Schraubenvorspannkraft erzielt wird. Unter den vorliegenden Belastungen im laufenden Betrieb der Anlage besteht die Möglichkeit, dass durch Plastifizierung im Flansch oder in der Schraube Vorspannkraft verloren geht. In diesem Beitrag wird anhand eines praxisnahen Beispiels gezeigt, ob und - wenn ja - in welcher Größenordnung Vorspannkraftverluste zu erwarten sind und durch welche Einflussfaktoren diese maßgeblich bestimmt werden. Hierzu werden verschiedene Last- und Vorspannkraftniveaus sowie unterschiedliche Imperfektionen in Form von Parallelklaffungen untersucht. Auf Basis der durchgeführten numerischen Untersuchungen kann festgehalten werden, dass Vorspannkraftverluste nur in geringer Höhe auftreten und eine hohe Vorspannkraft sich stets positiv auswirkt, auch wenn sich dadurch erste Plastifizierungseffekte schon auf einem niedrigeren Lastniveau einstellen.

Numerical simulation of preload losses of bolts in ring flange connections
The fatigue performance of bolts in ring flange connections of wind turbine support structures is significantly influenced by the preload level of the bolts. Under operational loading there is a possibility that pre-tension force is lost due to plastification in the flange or in the bolt. This paper uses a practical example to show the magnitude of such losses and the factors that can significantly influence them. Different load levels, preload forces and different imperfections (parallel gaps) are examined. As a result of the investigations, it can be stated that the preload loss only occurs with a low magnitude and that a high preload always has a positive effect, even if this causes the first plastification at a lower load level.

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Feldmann, Markus; Citarelli, Sandro; Münstermann, Sebastian; Könemann, MarkusAUBI-äquivalente Anforderungen an die Zähigkeitshochlage aus Versuchen und SchädigungssimulationenStahlbau12/20201016-1026Aufsätze

Kurzfassung

Seit mehr als zehn Jahren ist der Aufschweißbiegeversuch (AUBI) für eine Reihe von Fällen, insbesondere für Feinkornbaustähle, nicht mehr verpflichtend. Die hierzu durchgeführten Untersuchungen hatten allerdings nur eine empirisch begründete Korrelation mit der Kerbschlagarbeit hervorgebracht. So fehlt nach wie vor eine Klärung der werkstoffmechanischen Zusammenhänge, denen nachzugehen es die Aufgabe der hier vorgestellten Untersuchungen war. Hierzu wurde auf hybride Modelle der Schädigungsmechanik zurückgegriffen, die die numerische Simulation des AUBI unter Berücksichtigung von sowohl Spaltbruch als auch Gleitbruch und damit auch des Übergangsbereichs erlauben. Damit kann der AUBI wesentlich genauer analysiert werden. Man ist so in der Lage, eine werkstofftechnische Korrelation zur Kerbschlagarbeit zu begründen, was die Vorhersage des AUBI-Versuchs erlaubt. Ein wichtiges Ergebnis ist, dass die resultierenden Anforderungen an die Hochlagenzähigkeit auch bei konstant gehaltenen AUBI-Biegewinkeln für verschiedene Stahlsorten deutlich unterschiedlich sind. Solche Anforderungen an die Hochlagenzähigkeit werden zur Entfaltung der Grenztraglasten im ULS erforderlich, insbesondere dort, wo mit Anrissen zu rechnen ist, z. B. im Brückenbau.

Equivalent upper shelf toughness requirements for weld bead bend test (AUBI) substitution
For about more than ten years, in Germany, the weld bead bending test, the so called “Aufschweißbiegeversuch” (AUBI), has been abolished for a series of cases, especially for fine grain structural steels. However, the corresponding investigations had revealed only an empirical correlation with charpy energy on upper shelf. The material and mechanical interactions so far, had not been clarified. So it was the task to bring light into the complexity of upper shelf toughness and AUBI using hybrid damage models and taking into account of both brittle cleavage and tough ductile failure. This allows the simulation of lower and upper shelf behaviour including the transition range. As a result, now the AUBI can be analyzed far better as we are able to establish a material-mechanically justified correlation with the charpy energy. Interestingly, it revealed that the resulting upper shelf toughness requirements for constant bending angles are different for different steel grades. Such requirements for upper shelf toughness are necessary for the development of the ultimate loads in the ULS, especially for bridges or other structures, where cracks are to be expected.

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Stahlbau aktuell 12/2020Stahlbau12/20201027-1031Stahlbau aktuell

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Aktuelles:
Dr.-Ing. Heinrich Bökamp ist neuer Präsident der Bundesingenieurkammer
Ingenieurbaukunst - Engineering Made in Germany erschienen
Bundesverband Deutscher Stahlhandel - Research: Ausgeprägte Sommerpause
Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlschrottsorten in Deutschland
STAHLBAU QUIZ
Das Stahlbau Quiz geht in die zweite Runde

Tagungen & Veranstaltungen:
Neue Online-Live-Seminar-Serie mit Prof. Franti&scaron,ek Wald erfolgreich gestartet
STCO Online-Live-Seminar #2 mit Prof. Knobloch, Prof. Kuhlmann und Prof. Taras: Structural member stability in the second generation of Eurocode 3
Fortbildungsseminar zum Buch: FEM im Stahlbau

Einen Besuch wert:
KPMG Luxemburg

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenStahlbau12/20201032Veranstaltungskalender

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Ernst & Sohn (Hrsg.)UBB 12/2020 - GesamtausgabeUnternehmerBrief Bauwirtschaft12/20201-36Gesamtausgabe

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Titelbild: Bautechnik 11/2020Bautechnik11/2020Titelbild

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Zum Titelbild:
Das erstes modulare Wohngebäude der Leverkusener Wohnungsgesellschaft WGL ist seit einem Jahr in Betrieb. Es wurde im Mai 2019 in der Zschopaustraße im Stadtteil Rheindorf von ALHO realisiert. In direkter Nachbarschaft ist in der Unstrutsraße inzwischen auch der 2. Bauabschnitt des Projekts fertiggestellt worden. Nach Übernahme der Planung und gewonnener Ausschreibung oblag ALHO als Generalübernehmer auch die Realisierung sowie das Engineering der bauseits erstellten massiven Teilunterkellerungen. Aufgrund der im ersten Bauabschnitt gesammelten Erfahrungen, konnte in der Konzeption des 2. Bauabschnitts auf einen Wohnungs-Modulbaukasten zurückgegriffen werden, welcher die Bauzeit einer nichtmodularen Bauweise halbierte. (Foto: ALHO)

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Inhalt: Bautechnik 11/2020Bautechnik11/2020Inhalt

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: BIM - Building Information Modeling 2020Bautechnik11/20201-148Sonderheft

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