Zum Titelbild:
Architektur und Nachhaltigkeit gehen Hand in Hand. Architekten und Ingenieure suchen immer wieder nach neuen Lösungen, um ihren Anspruch an eine nachhaltige Architektur kosteneffizient und ästhetisch zu verwirklichen. Weltweit wird zu diesem Zweck nun schon seit über 35 Jahren eine hochwertige transparente Folienlösung, das Texlon® ETFE System von Vector Foiltec, verwendet. Das mehrfach zertifizierte Foliensystem leistet durch seine Langlebigkeit und sein erstaunlich leichtes Gewicht einen signifikanten Beitrag zur Nachhaltigkeit in Gebäuden. Es ermöglicht gänzlich neue Möglichkeiten der Gestaltung bei gleichzeitiger Reduktion der grauen Energie. In einer Vergleichsstudie zwischen Glas- und ETFE- Folienlösungen werden diese Vorteile durch eine Lebenszyklusanalyse verdeutlicht. (Foto: Vector Foiltec)

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Mit DIN EN 17117-1 liegt seit etwa einem Jahr erstmals eine europäische Norm zur Durchführung und Auswertung von biaxialen Zugversuchen an beschichteten Textilien vor, wie sie im Membranbau Anwendung finden. Der vorliegende Beitrag bietet eine Vorstellung, Analyse und Bewertung der neuen Regelungen. Besondere Neuerungen gegenüber der bisherigen Versuchspraxis wie Regelungen zur Probekörpergeometrie, zum Lastprotokoll und der Belastungsgeschwindigkeit werden erläutert und bewertet. Der Beitrag zeigt den Unterschied zwischen elastischen Bemessungs- und Vergleichskonstanten und zeigt beispielhaft deren Anwendung und Interpretation.

Biaxial load bearing behaviour of woven fabric membranes under multiple loads
With DIN EN 17117-1, a European standard for the performance and evaluation of biaxial tensile tests on coated textiles, as used in membrane construction, has been available for about a year now. This article offers a presentation, analysis and valuation of the new regulations. Particular innovations compared to the previous test practice, such as regulations on test specimen geometry, load protocol and loading speed are explained and evaluated. The article shows the difference between elastic design constants and elastic comparison constants and gives examples of their application and interpretation.

Der vorliegende Artikel gibt einen Überblick über einige laufende und abgeschlossene Forschungsprojekte auf dem Gebiet des Membranbaus an der Hochschule für Technik (HFT) Stuttgart. Eine zentrale Herausforderung im Membranbau ist die Beeinflussung des radiativen Wärmeeintrags bzw. des Wärmeverlustes durch die Gebäudehülle zur energieeffizienten Gewährleistung einer komfortablen Raumtemperierung für die Nutzer ohne nennenswerte Beeinträchtigung der Tageslichtqualität. An der HFT wurde diese Fragestellung mit unterschiedlichen Ansätzen im Rahmen mehrerer Forschungsprojekte messtechnisch und numerisch behandelt. Im Projekt SoFt wurde die Vereinbarkeit von Dämmwirkung und Lichtdurchlässigkeit untersucht und mit der Dachkonstruktion einer Sporthalle realisiert. Im Rahmen des Projekts FMESG wurde eine statische, winkelselektive Verschattungseinheit nach dem Vorbild eines Sheddachs entworfen, numerisch untersucht und bis zum Prototypenstadium entwickelt. Der Einfluss von Oberflächenbeschichtung niedriger Emissivität auf die Wärmeströme durch ETFE-Gebäudehüllenelemente wurde im Projekt Follow-e2 adressiert und mit den Mitteln der dynamischen Gebäudesimulation numerisch untersucht. Das Potenzial zur Reduzierung des Energiebedarfs von Gebäuden durch dynamische Verschattung mittels elektrochromer Elemente wurde im Projekt FLEX-G mit den Mitteln numerischer Gebäudesimulation und heuristischer Optimierungsverfahren untersucht.

Research activities with regard to membrane construction at HFT Stuttgart
In the presented article we give an overview to some of the recent and ongoing research projects at Hochschule für Technik Stuttgart (HFT) in the context of membrane buildings. One of the major challenges in the context of membrane building is the regulation of the radiative heat flux entering the building as well as thermal losses across the building envelope while still providing comfortable room temperature and daylight use for the inhabitants. The accomplishment of this task, investigated by means of measurements and numerical simulation was the scope of several research projects at HFT Stuttgart. Within the research project “SoFt” the compatibility of insulation and translucency was investigated and realized within the roof construction of a sports center in Germany. One of the objects of the research project “FMESG” was the realization and numerical simulation of an angle-selective static solution for partial shading, analogous to a miniature saw tooth roof configuration, up to the point of a working prototype. The project “Follow-e2” tackled the influence of low emissivity surface coatings on the energy balance of membrane constructions by means of numerical simulation. Within the project “FLEX-G” the potential for reduction of energy demand by dynamic shading with electrochromic elements was investigated by means of dynamic building simulation and heuristic optimization.

Der Entwurf von Membrantragwerken umfasst drei miteinander stark verknüpfte und zum Teil sehr interaktive Disziplinen: Formfindung, Strukturanalyse und Zuschnitt. Um diese verschiedenen Aufgaben und die jeweils dafür spezialisierten Analysetypen miteinander in Einklang zu bringen und somit eine tragfähige Membran zu entwerfen, bedarf es leistungsfähiger numerischer Simulationsumgebungen. Mit der CAD-integrierten Analyse wurde die Möglichkeit geschaffen, diese hochgradig nichtlinearen Analysen direkt in der CAD-Umgebung durchzuführen. Dadurch verbessert sich zum einen die geometrische Qualität des Analysemodells, das durch glatte NURBS-Kurven und Flächen beschrieben wird. Zum anderen lassen sich auch die Abhängigkeiten der einzelnen Berechnungsschritte ideal abbilden, da Pre- und Post-Processing in einer einheitlichen Umgebung stattfinden und mit demselben Modell beschrieben werden. Beispielsweise kann eine formgefundene Fläche direkt für weitere Analysen verwendet werden. Die Grundlage hierfür bildet die Isogeometrische B-Rep-Analyse (IBRA), die in diesem Beitrag kurz erläutert wird. Bei der isogeometrischen Methode werden NURBS sowohl für die Geometriebeschreibung als auch zur Definition der Ansatzfunktionen im Sinne der Finite-Elemente-Methode genutzt. Zudem kann ein parametrisches Modell mit geometrischen und mechanischen Eigenschaften erstellt werden, welches Formfindung, Strukturanalyse und Zuschnitt auf der Basis des gleichen numerischen Modells erlaubt. Somit können am Modell beinahe unendlich viele Konfigurationen mit geringstem Aufwand untersucht werden. Dieser Beitrag liefert einen Überblick über die aktuellen Methoden und Vorteile des CAD-integrierten Entwurfskreislaufs für Membrantragwerke und erläutert die zugrunde liegenden mechanischen Aspekte. Hierfür wird das frei verfügbare Plugin Kiwi!3D für Rhino und Grasshopper in der Anwendung auf die textilen Bauten des Tanzbrunnens in Köln gezeigt.

The CAD-integrated parametric design process of membrane structures
The design of membrane structures entails three strongly linked and often very interactive disciplines: formfinding, structural analysis and cutting pattern generation. Powerful numerical tools and environments are needed for the design of a viable membrane structure while consistently performing the necessary analyses. CAD-integrated analysis allows for the performance of these highly non-linear analyses within the CAD environment. This leads to an optimal geometry description for the analysis model, since it is modeled with smooth NURBS curves and surfaces. Furthermore, the links between analysis steps can be modeled ideally within the CAD framework that contains both pre- and postprocessing. A formfound geometry can e. g. directly be used for consecutive analyses. The basis for this is Isogeometric B-Rep Analysis (IBRA), which will be explained briefly in this paper. In the isogeometric method, NURBS are used for the basis functions of Finite Element Method as well as the geometry description. The parametrization of geometric and mechanical properties enables the fully integrated performance of formfinding, structural analysis and patterning based on a common numerical model. The consideration of nearly infinite configurations of one model is thus provided with a minimum of effort. This article presents an overview of current methods and advantages of the parametric CAD-integrated design cycle. The plugin Kiwi!3D for Rhino and Grasshopper is used for the demonstration and the mechanical basis of all design steps will be laid out. The textile roofs of the Cologne Tanzbrunnen serve as exemplary structures.

Folien des Fluorpolymers Ethylen/Tetrafluorethylen, kurz ETFE, weisen ein nichtlinear viskoelastisches Werkstoffverhalten auf. Zur Beschreibung dieses Verhaltens wird im vorliegenden Beitrag ein rheologisches Modell vorgestellt. Das zugrunde gelegte Burgers-Modell wurde zur Berücksichtigung des Niveaus der Beanspruchung und der Temperatur um neue Modellparameter erweitert. Der Vergleich der experimentell ermittelten und der prognostizierten Dehnungs-Zeitverläufe zeigt die Qualität des Modells für die Beschreibung von isothermen Dauerlastversuchen auf. Alle Parameter des Modells können aus isothermen Kurzzeit- und Dauerlastversuchen direkt an ETFE-Folien bestimmt werden, wodurch die Anwendbarkeit des Modells in der Praxis gegeben ist. Des Weiteren können durch das vorgestellte Modell unter Anwendung eines modifizierten Superpositionsprinzips auch lang andauernde, nicht konstante Beanspruchungsverläufe unter gleichbleibender Temperatur beschrieben werden. Die Modellierung von in isothermen Lastwiederholungsversuchen gemessenen Dehnungen gelingt sowohl qualitativ als auch für die praktische Anwendung ausreichend quantitativ. Die Fragestellung des Einflusses des anisothermen, natürlichen Klimas auf das zeitabhängige Werkstoffverhalten wurde in mehrjährigen Dauerlastversuchen untersucht. Die aus diesen Versuchen abgeleitete äquivalente Temperatur bietet einen Ansatzpunkt für die in der Bemessungsaufgabe zu berücksichtigenden Bauteiltemperaturen.

Ethylene tetrafluoroethylene films under continuous loads - a model for the characterisation of the retardation behaviour under consideration of stress level and temperature
Ethylene tetrafluoroethylene (ETFE) films exhibit a non-linear viscoelastic material behaviour. For the description of such behaviour, this article proposes a rheological model. The proposed model is based on Burgers' model which, for the purpose of this study, was enhanced by new model parameters in order to take into account the stress level and the temperature. Comparison of the experimental and the projected strain-time-curves proves the model's applicability for describing isothermal continuous load tests. All of the model's parameters can be determined directly on ETFE films via isothermal short-time tensile and continuous load testing, thus making the model practically applicable. Moreover, using a modified superposition principle, the proposed model serves to describe continuous, non-constant stress curves under constant temperatures. Modelling of strains determined in isothermal load repetition tests is successful qualitatively and, for practical use, sufficient in terms of quantity. The influence of non-isothermal natural climatic conditions on time-dependent material behaviour was investigated in multiannual continuous load tests. The equivalent temperature derived from these tests can be used as a basis for the determination of component temperatures in static analysis.

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Im Jahre 1969 brachte Apollo 11 die ersten Menschen auf den Mond. Anlässlich des 50-jährigen Jubiläums wurde eine Roadshow konzipiert, die durch mehrere Städte der Vereinigten Staaten von Amerika reisen sollte. Hierfür wurde ein großes mobiles Theaterzelt mit 1 600 Sitzplätzen entwickelt. Als fliegender Bau besteht dieses Zelt aus Einzelelementen, die auf schnellen Aufbau und leichten Transport optimiert sind. Eine bogengestützte Hauptmembrane, eine elastisch gelagerte Projektionskuppel und eine große ETFE-Fassade bilden die verschiedenen Hüllen und nehmen dem Projekt den Zeltcharakter. Anpassbare Fußelemente, verankert mit langen Erdnägeln, dienen als flexible Gründung für die verschiedenen Aufstellorte. Im Sommer 2019 stand das temporäre Theater für “Apollo 11 - the immersive live show” in Pasadena, Kalifornien.

Lunar Dome - tent for the Apollo 11 roadshow
In the year 1969 Apollo 11 brought the first humans to the moon. On the occasion of the 50th anniversary a brig roadshow was designed which should travel through several cities of the United States of America. A huge theatre tent with 1 600 seats was developed. As temporary building the tent consists of single elements which are optimized for a fast assembly and an easy transportation. An arch-supported main membrane, an elastically supported projection dome and a huge ETFE façade form the different envelopes and reduce the tent character of the project. Adaptable base elements, anchored with long pegs, are used as flexible foundation for the different locations. In summer 2019 the temporary theatre for “Apollo 11 - the immersive live show” was in Pasadena.

Wandelbare Leichtbaukonstruktionen mit Membranen erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Durch eine adaptive Gebäudehülle steigt die Funktionalität des Gebäudes und innerhalb von Minuten kann z. B. ein Sportstadion in eine Mehrzweckarena umgewandelt werden. Im Mai 2019 wurde das Al-Janoub-Stadion in Katar eröffnet. Mit seinem 10 800 m2 großen wandelbaren Membrandach ist es ein Meilenstein in der modernen Stadionarchitektur. Dabei wurde das innovative Konzept des wandelbaren Innendachs optimal in das Erscheinungsbild der Gesamtarchitektur integriert. Innerhalb von 30 Minuten ist das wandelbare Membrandach verfahrbar, sodass der gesamte Stadioninnenraum verschattet ist. Die Möglichkeit der Verschattung ist in einem Gebiet mit starker Sonneneinstrahlung essenziell. Ein wandelbares Membrandach hilft dabei, selbst unter extremen Bedingungen die Temperaturen zu reduzieren und den Nutzerkomfort zu gewährleisten.

Games in shade - the retractable roof for the Al Janoub Stadium in Qatar
Retractable lightweight structures using textile membranes are used more and more often. The functionality of a building is significantly increased by the implementation of an adaptive building envelope. A stadium for example can be transformed into a multifunctional arena within minutes. The Al Janoub Stadium in Qatar has been inaugurated in May 2019. With its 10 800 m2 large retractable membrane roof it forms a milestone of modern stadium architecture. The innovative concept of the retractable roof has been developed to perfectly fit to the overall architectural appearance. Within 30 min the retractable roof can be closed to provide full shade for the playing field and the stands. The possibility of providing shade is essential in areas with strong solar radiation to reduce the temperature and to provide a certain user comfort.

In Biogasanlagen werden organische Stoffe unter Anwendung von Gärprozessen natürlichen Ursprungs abgebaut. Dabei entsteht als wesentliches Gärprodukt das Biogas, das aus Methan, Kohlendioxid und Spurengasen besteht. Für die energetische Nutzung des Biogases ist ein Ausgleich der unterschiedlichen zeitlichen Verläufe von Gaserzeugung und Gasverwertung erforderlich. Zu diesem Zweck werden nahezu drucklose, volumetrische Gasspeicher aus technischen Membranen verwendet. Als Membranmaterial kommen technische Textilien auf Polyesterbasis sowie Folienwerkstoffe aus PE, PP oder EPDM zur Anwendung. Die heute vorherrschenden Bauarten sind aus Konzepten entwickelt worden, die auf empirischer Grundlage in der Landwirtschaft entwickelt wurden. Daraus sind funktionale und formale Unvollkommenheiten tradiert worden, die unter heutigen Anforderungen nicht mehr akzeptabel sind. Der Bericht zeigt exemplarisch konzeptbedingte Schwächen auf und liefert damit Hinweise auf den anstehenden Entwicklungsbedarf unter Anwendung aktueller Regelwerke und funktionaler Anforderungen.

Technical membranes in application on biogas-plants as light structure and for gas-storage
Biogas-plants are used for anaerobic digestion of organic material. The main product of the digestion-process is the biogas, which consists of methane, carbon dioxide and a few trace gases. It is necessary to compensate the different trends of gas-production and gas using to exploit the energy content of the biogas. For that technical membranes are used as gas-storage-tanks with variable content at almost normal pressure. The membranes may made of technical textiles of polyester or foils of PE, PP or EPDM. The main today types of gas-storage-tanks dated from concepts, which are developed in the agricultural sector in the 1980s. That causes traded functional and formal imperfection of the storage-systems, which is no longer acceptable under today's requirements. This report demonstrates exemplary the failings of the old concepts and points to upcoming needs of changes considering actual regulations and functional requirements.

Aktuelles:
Auslobung des 17. Ingenieurbaupreises wird auf Frühjahr 2021 verschoben
Die Stahlbau verbessert Impact-Faktor deutlich auf 0, 78
Baukulturbericht 2020/21 “Öffentliche Räume” vorgestellt
Auf Transparenz bauen - Institut Bauen und Umwelt wird 40
Ohne Architektur keine Baukultur, ohne Ingenieurwesen keine Zivilisation

Persönliches:
Bauingenieurin Lamia Messari-Becker in den Club of Rome berufen

Firmen und Verbände:
Klimaschutz und urbanes Bauen mit Stahl - ArcelorMittal zeigt Konzepte
SEH Engineering eröffnet neues Bürogebäude “Space Lab” in Hannover

Einen Besuch wert:
Bushof “Wolke” Aarau

IFBS news:
Der IFBS ist Mitglied bei der DGNB

ÖSTV news:
Ankündigung Österreichischer Stahlbaupreis 2021

SZS steel news:
Zukunftsgedanken: metal.suisse Präsidentin Diana Gutjahr zum Weg zurück in die Normalität nach der Corona-Krise

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Zum Titelbild:
Cruise Center Baakenhöft: Deutschlands erstes Projekt mit R30-Brandschutz durch Feuerverzinken: Mit dem neuen Cruise Center Baakenhöft in der Hamburger HafenCity wurde Deutschlands erstes Gebäude mit R30-Brandschutz durch Feuerverzinken fertiggestellt. Der als eingeschossige Halle in feuerverzinkter Stahlskelettbauweise ausgeführte Bau verfügt über eine Grundfläche von ca. 1 050 m2. Die verbesserte Feuerwiderstandsfähigkeit von feuerverzinktem Stahl basiert auf der Verringerung der Emissivität. Während die Emissivität von unbehandeltem (“schwarzem”) Stahl mit einem konstanten Wert von 0,7 in den Regelwerken angegeben wird, haben stückverzinkte Stähle der Kategorien A und B nach DIN EN ISO 14713-2 bis zu einer Bauteiltemperatur von 500 °C nur eine Emissivität von 0,35 und erwärmen sich deshalb langsamer.
Bauherr: HafenCity Hamburg GmbH
Kaltbemessung: Kossin + Vismann Bauingenieure
Heißbemessung: hhpberlin - Ingenieure für Brandschutz GmbH
(Foto: André Lenthe)

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Der Wunsch nach einem vermehrten Einsatz von hochfesten, besonders dünnwandigen und/oder speziell geformten Hohlprofilen führte in den letzten Jahren zur Überprüfung und Revision bestehender, traditioneller Bemessungsregeln, u. a. für den Querschnitts- und Bauteilnachweis. Für die - nun deutlich häufiger auftretenden - schlanken Querschnitte der Klassen 3 und 4 stellen die als konservativ erkannten Bemessungsregeln teilweise ein Hindernis für die weitere Verbreitung der neuen Bauweisen dar. Das EU-RFCS-geförderte Projekt HOLLOSSTAB (2016-2019) setzte sich das Ziel, durch den spezifischen Einsatz der Kombination von einfachen numerischen Berechnungsroutinen mit experimentell validierten, analytischen Bemessungsformeln eine deutliche Verbesserung der Bemessungsverfahren zu erzielen. Das Ergebnis dieser Arbeiten ist die Generalised Slenderness-based Resistance Method für die Bemessung von Hohlprofilen unter allgemeiner Druck- und Biegebeanspruchung; sie wird in diesem Übersichtsaufsatz zum Projekt vorgestellt und diskutiert.

New design method for hollow section strength and buckling resistances - the generalised slenderness-based resistance method
The desire for an increase of the use of high-strength, very slender and/or specially formed steel hollow sections has led to the need for a review and revision of common, traditional design rules for these types of members, among them the rules for the cross-sectional and buckling resistances. Due to the more frequent use of slender (classes 3 and 4) cross-sections, the excess conservatism known to exist for this range of sections currently represents an obstacle for the wider use of more innovative structural typologies involving hollow sections. The EU-RFSC project HOLLOSSTAB (2016-2019) set out to develop new design rules with significantly improved results, thereby using a combination of bespoke numerical calculation tools and experimentally validated analytical formulae. The resulting design method, the generalised slenderness-based resistance method for the design of hollow sections under general compression and bending loading, is the subject of this review paper.

In contrast to the Swiss load model used for new bridge structures (SIA 261), which has roots in a Europe-wide weigh-in-motion (WIM) study and considers the full design life of new structures, the model for existing structures (SIA 269) from 2005 is derived from load effects produced by traffic measured by country-specific WIM observations and considers a reduced return period. With growing concerns regarding the scarcity of resources, efforts should be made to ensure safety by increasing the knowledge of loads and load-carrying mechanisms, rather than through overdesign. This paper presents the methodology employed to use WIM data for generating maximum expected load effects on bridges and thus give engineers a tool with which bridge load effects can be accurately derived from real traffic. A re-evaluation using the methodology outlined here began this year. It is planned to use the results of this for the next revision of the Swiss National Annexes to the Eurocodes and SIA 269.

Ein systematischer Ansatz zur Abschätzung der Auswirkungen der Verkehrslast auf Brücken unter Verwendung von Weigh-in-Motion-Daten
Im Gegensatz zum Lastmodell für neue Bauwerke (SIA 261), das auf einer europaweiten WIM-Studie beruht und die volle Bemessungslebensdauer neuer Bauwerke berücksichtigt, wird das Modell für bestehende Bauwerke (SIA 269) aus dem Jahr 2005 aus Lasteffekten des Verkehrs abgeleitet, die durch länderspezifische WIM-Beobachtungen gemessen wurden, und berücksichtigt eine verkürzte Wiederkehrperiode.
Angesichts der wachsenden Besorgnis über die Ressourcenknappheit sollten Anstrengungen unternommen werden, um die Sicherheit durch eine Erweiterung der Kenntnisse über Lasten und Tragfähigkeitsmechanismen und nicht durch eine Überkonstruktion zu gewährleisten. In diesem Aufsatz wird die Methodik vorgestellt, die zur Verwendung von WIM-Daten zur Erzeugung der maximal zu erwartenden Lasteffekte auf Brücken verwendet wird, um den Ingenieuren ein Werkzeug an die Hand zu geben, mit dem die Lasteffekte auf Brücken genau aus dem realen Verkehr abgeleitet werden können. Eine Neubewertung unter Verwendung der skizzierten Methodik begann dieses Jahr, deren Ergebnisse für die nächste Revision der Schweizerischen Nationalanhänge zu den Eurocodes und zur SIA 269 verwendet werden sollen.

Die Verbundbauweise ermöglicht sichere, wirtschaftliche und ökologische Tragwerke. Der Einsatz von Verbundträgern im Verkehrslastverbund erlaubt besonders schnellen Baufortschritt. Für solche Anwendungen kommen im Hochbau meist Verbundträger im Teilverbund zur Anwendung. Im Teilverbund begrenzt die Verbundfuge den Biegewiderstand des Verbundträgers. Nebst den Festigkeitsanforderungen an die Verbundfuge begrenzt auch der Mindestverdübelungsgrad die dabei mögliche Einsparung an Verbundmitteln. Die bisherige Regelung in Eurocode 4 zur Ermittlung des Mindestverdübelungsgrads wird in der Fachliteratur als sicher, aber in vielen Fällen stark unwirtschaftlich beurteilt. In diesem Aufsatz wird die verformungsbasierte Endschlupfmethode als ergänzendes Verfahren zur sicheren und wirtschaftlichen Ermittlung des Mindestverdübelungsgrads vorgestellt. Die Endschlupfmethode stellt ein auf zuverlässigen physikalischen Modellen basierendes Verfahren dar, welches den Einsatz eines weiten Spektrums von Verbundmitteln im für das jeweilige System optimalen Bereich ermöglicht. Für Forschungs- und Entwicklungsschritte, welche eine weiter optimierte Anwendung der Endschlupfmethode ermöglichen, werden zudem Vorschläge formuliert.

On the minimum degree of partial shear connection of composite beams
Composite construction allows for safe, economic and ecological structures. Using composite beams with unpropped construction facilitates a quick construction process. For such applications, composite beams in partial shear connection are common. In partial shear connection the shear connectors limit the bending resistance of the composite beam. Along with strength criteria the minimum degree of partial shear connection limits the potential reduction of shear connectors. The present regulations in Eurocode 4 are reported as safe, yet strongly uneconomical in many cases. This article introduces the deformation-based end slip method as a complementary technique for the safe and economic determination of the minimum degree of partial shear connection. The end slip method is based on reliable physical models and allows the application of a broad range of shear connectors, each in its optimum range. Further, suggestions for further research and development in order to optimise the potential of the end slip method are formulated.

Der folgende Beitrag befasst sich mit der Tragwerkskonzeption sowie mit der Ausführung des Stahldachs der BCF-Arena im schweizerischen Fribourg. Das Tragwerk überspannt eine Gesamtfläche von etwa 8 500 m2 und wird aus einem Netz sich kreuzender, unterspannter Stahlträger mit veränderlicher Höhe gebildet. Diese verlaufen tangential um den ovalen Zentralring. Ihre geometrische Anordnung folgt dem Prinzip der Spannungstrajektorien. Zur Optimierung der Spanngliedgeometrie kam ein Formfindungsprozess unter Ansatz der dynamischen Relaxation zum Einsatz. Aufgrund der vielen verschiedenen Einflussparameter und in Anbetracht der komplexen Geometrie wurde das Dachtragwerk komplett parametrisch modelliert. Dies ermöglichte die schnelle Studie verschiedener Varianten sowie einen äußerst effizienten Austausch zwischen Geometrie- und Rechenmodellen bis hin zur Fabrikation der Einzelkomponenten. Mithilfe dieses Werkzeugs war es möglich, den sehr ambitiösen Terminplan einzuhalten.

The steel roof of the BCF-Arena in Fribourg, Switzerland
The following article is dealing with the structural concept and the execution of a steel roof spanning a total area of about 8 500 m2. The structural part is made up of a network of intersecting, underspanned steel beams with variable height, running tangentially around the oval shaped central ring. Their geometrical layout follows the principle of the stress trajectories. In order to optimise tendon geometry, a form-finding process based on dynamic relaxation was applied. In consideration of the multiple influencing parameters and in the view of the complex geometry, the bearing structure was completely modelled by means of parametrical tools. This enabled a quick study of variants and a very efficient exchange between geometry and computational models. With the help of this tool we were able to meet the very ambitious time schedule.

Der knapp 120 Jahre alte Saaneviadukt der Eisenbahnstrecke Bern-Neuenburg, ein schweizerisches Baudenkmal von nationaler Bedeutung, wird erneuert und auf Doppelspur ausgebaut. Mit dem Ausbau auf Doppelspur werden, nebst der Instandsetzung der Natursteinviadukte, die Schottertröge auf den Viadukten erneuert und das historische und filigrane Eisenfachwerk der 64 m langen Hauptöffnung über die Saane ersetzt. Wie das historische Vorbild überbrückt die neue Saanequerung die Hauptöffnung zwischen den Flusspfeilern der Natursteinviadukte mit einem Stahlfachwerk, welches neu interpretiert und in Stahl-Betonverbundbauweise erstellt wird. Für den Ersatz der Saanequerung sowie die Erneuerung und den Ausbau auf Doppelspur des gesamten Viadukts darf der Bahnbetrieb während einer fünfwöchigen Totalsperre unterbrochen werden. Deshalb wird die neue Saanequerung vor der Totalsperre in provisorischer Lage auf einem Lehrgerüst erstellt und während der Totalsperre quer eingeschoben.

The new bridge over the Saane: modern steel girder for the historic railway viaduct
The almost 120-year-old Saanen viaduct on the Berne-Neuchâtel railway line, a Swiss monument of national importance, is being renovated and extended to double track. The extension to double track will involve the repair of the masonry, the renewal of the deck plates on the viaducts and the replacement of the historic thin iron girder of the 64 m long main opening over the Saane. Like the historical bridge, the main opening between the river piers of the masonry viaducts is crossed with a steel girder with modern design and built in steel-concrete composite construction. For the replacement of the bridge over the Saane and the renewal and extension to double track of the entire viaduct, railway traffic may be totally interrupted during five weeks. For this reason, the new bridge over the Saane will be entirely constructed beside the railway viaduct before the total closure and will be transversely moved during the total closure.

Auf dem ehemaligen Fabrikareal der Stamm Bau AG, dem Schorenareal in Arlesheim, entwickelt und realisiert die uptown Basel AG in unmittelbarer Nähe zum Wirtschaftszentrum Basel einen modernen Campus. Das Ziel ist, auf dem neuen Campus einen führenden Standort der Schweiz für die Industrie 4.0 zu etablieren. Der erste Bau von mehreren Gebäuden steht aktuell kurz vor Fertigstellung der Rohbauarbeiten. Das zukunftsfähige Gebäude soll für Mieter mit automatisierten Arbeits- und Produktionsprozessen zur Verfügung stehen und dafür möglichst flexibel und modular ausbaubar sein. Das Erdgeschoss ist weitgehend stützenfrei - die darüberliegenden drei Geschosse werden mithilfe von Fachwerkträgern abgefangen. Die über alle Seiten überstehenden Teile der zwei oberen Geschosse werden über außen liegende Fachwerke getragen. Ohne den Einsatz von Stahl als maßgeblichen Gestaltungsfaktor des Tragwerks wäre dies alles nicht in der vorliegenden Form möglich.

The first building of the new campus in Arlesheim - a competence centre for industry 4.0
On the former site of Stamm Bau AG, the Schorenareal in Arlesheim, uptown Basel AG is developing and realising a modern campus in the immediate vicinity of the economic centre Basel. The aim is to establish a leading swiss location for industry 4.0 on the new campus. The first construction of several buildings is currently nearing completion. The sustainable building is to be available for tenants with automated work and production processes and should be as flexible and modular as possible. The ground floor is almost column-free - the three floors above are supported by truss girders. The parts of the two upper floors that overhang on all sides are supported by external trusses. Without the use of steel as the decisive structural design factor, none of this would be possible in its present form.

Die Personenüberführung Rotkreuz Ost verbindet die Bahnsteige des Bahnhofs Rotkreuz mit den angrenzenden Quartieren und wurde im September 2019 nach neun Monaten Bauzeit eröffnet. Das ausgeführte Stahlbrückenprojekt ging in einem Wettbewerb mit Präqualifikation als Sieger hervor. Die knapp 100 m lange Fußgängerpasserelle mit vier Liften und Treppenabgängen überbrückt das Gleisfeld als Zweifeldträger. Das Tragwerk besteht aus einem Hohlkasten mit auskragender Fahrbahn und ist mittels dreier Stützen im Baugrund eingespannt.
Gestalterisch wurde ein schlichtes, modernes Erscheinungsbild angestrebt. Der Stahlhohlkasten auf der Rückseite der Brücke erzeugt eine geschlossene Fläche, während der gegenüberliegende Rand mit einem transparenten Metallgeflecht abgeschlossen ist. Das gestalterische Konzept mit einer geschlossenen Seite und transparenter Gegenseite ist auf den Treppenabgängen am Brückenrand nahtlos fortgeführt und erzeugt so ein einheitliches Gesamtbild.

Rotkreuz pedestrian bridge
The presented pedestrian bridge in Rotkreuz, Switzerland, connects the station platforms with the neighboring districts and opened in September 2019, after nine months of construction. The steel bridge project was selected as the winning submission in a competition with prequalification entrance requirements. The almost 100 m long steel construction with four elevators and four stairways crosses the railway tracks as a two-span girder. The structure consists of a hollow box girder with a cantilevered rib slab and rests on three robust columns that are rigidly fixed in the foundation.
The design concept focused on a simple, modern appearance. The steel box girder at the rear of the bridge creates a closed surface, while the opposing side ends in a transparent metal mesh. The design concept with a closed side and transparent opposite side is continued on the stairways at the end of the bridge, thus creating a convincing, uniform overall appearance.

Wir gratulieren von ganzem Herzen Stefan Polónyi zu seinem 90. Geburtstag und würdigen einen außergewöhnlichen Menschen.

Im Gespräch:
Im Gespräch mit Lamia Messari-Becker zu Umwelt- und Klimaschutz

Stahlbau in der DDR:
100. Geburtstag von Prof. Werner Gilde

Aktuelles:
Deutsche Bundesstiftung Umwelt und Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Planen und Bauen kooperieren bei Schutz von Umwelt und Kulturgütern
Bundesverband Deutscher Stahlhandel - Research: Guter Start in ein Jahr voller Ungewissheit
Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlsorten in Deutschland

Persönliches:
Stefan Polónyi und der Stahlbau
Lucio Blandini folgt auf Werner Sobek als Leiter des ILEK

Wettbewerbe:
Balthasar-Neumann-Preis 2021 ausgelobt

Tagungen & Veranstaltungen:
2. Symposium Ingenieurbaukunst - Design for Construction am 24. November in Berlin
Neue Abstracts für Eurosteel 2021 bis 31. Oktober 2020 möglich

Einen Besuch wert:
Zentrum Paul Klee Bern

Rezension

ÖSTV News:
Save the Date: 33. Österreichischer Stahlbautag im Mai 2021 in Graz

SZS steelnews:
Corona electronica