Journal articles
Author(s) | Title | Journal | Issue | Page | Category |
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Abrahamczyk, Lars; Penava, Davorin; Marku i , Snjezana; Stanko, Davor; Hasan, Peshawa Luqman; Haweyou, Melad; Schwarz, Jochen | Die Magnitude 6, 4 - Erdbeben in Albanien und Kroatien - Ingenieuranalyse der Erdbebenschäden und Erfahrungswerte für die Baunormung | Mauerwerk | 3/2022 | 109-121 | Berichte |
AbstractIn 2019 und 2020 wurde die Balkanregion von zwei Erdbeben der Stärke MW = 6,4 heimgesucht. Am 26. November 2019 erschütterte ein Erdbeben den Nordwesten Albaniens. Es war das stärkste Erdbeben seit mehr als 40 Jahren. Städte wie Thumanë, Tirana und Durrës erlitten Schäden, wobei Durrës mit mehreren eingestürzten Gebäuden am stärksten betroffen war. Die Region Sisak-Moslavina in Kroatien, etwa 50 km südlich von Zagreb, wurde am 29. Dezember 2020 erschüttert. Auch hier war es das stärkste Erdbeben seit dem Pokupsko-Erdbeben vom 8. Oktober 1909 und das größte Erdbeben in der Region seit 140 Jahren. Es verursachte umfangreiche Schäden in den Städten Petrinja, Glina und Sisak sowie in zahlreichen benachbarten Kleinstädten und kleinen Siedlungen der Region. Die Schüttereffekte und Gebäudeschäden beider Erdbeben konnten im Rahmen von Feldeinsätzen untersucht und dokumentiert werden. In Durrës (Albanien) verursachte das Erdbeben erhebliche Schäden an Stahlbetonskelettbauten mit Ausfachungswänden. Schäden infolge des Erdbebens in Kroatien konzentrieren sich hingegen auf ältere und moderne Gebäude aus unbewehrtem Mauerwerk. Der Beitrag gibt einen Überblick über die erdbebeninduzierten Schäden in verschiedenen Gebäudetypen und deren Variationen. Die Ursachen der Schäden sowie die Konsequenzen für die schnelle Reaktion auf ein Erdbeben werden in engem Zusammenhang mit der Normung in moderat erdbebengefährdeten Gebieten in Europa diskutiert. x | |||||
Pichlhöfer, Alexander; Fischer, Henriette; Wimmer, Werner; Korjenic, Azra | Kletterpflanzen und erdberührtes Ziegelmauerwerk: Untersuchung des Feuchteeintrags durch Bewässerung | Mauerwerk | 3/2022 | 122-130 | Berichte |
AbstractAufbauend auf den Ergebnissen aus dem Projekt “Feuchteeinträge in die Außenwandkonstruktion von Untergeschossen aufgrund von Kletterpflanzen wurden im Folgeprojekt detaillierte Untersuchungen zur Feuchtigkeit in Ziegelmauerwerk im Zusammenhang mit Kletterpflanzen durchgeführt. Vier Prüfstande, welche eine erdberührte Kellerwand aus Ziegel simulieren sollten, wurden konstruiert. Um Auswirkungen der Begrünung zu erfassen, wurde die Feuchtigkeit im Erdreich (Substrat) und im Ziegelmauerwerk kontinuierlich gemessen. Um Unterschiede zwischen verschiedenen Pflanzen untersuchen zu können, wurden drei der Prüfstände mit verschiedenen Kletterpflanzen bepflanzt und der vierte Prüfstand als Referenz ohne Bepflanzung verwendet. Bei der Auswertung wurde die Feuchtigkeit im Substrat und des Ziegelmauerwerks verglichen. Die Kletterpflanzen haben grundsätzlich für eine geringere Feuchtigkeit in Substrat und Mauerwerk gesorgt, gleichzeitig konnte kein direkter Zusammenhang zwischen den gemessenen Parametern festgestellt werden. Bei im Vergleich höherer Feuchtigkeit im Substrat liegt nicht zwangsläufig höhere Feuchtigkeit im Mauerwerk vor. Die vorgefundene Feuchtigkeit im Mauerwerk wurde anschließend in Anlehnung an ÖNORM B 3355 bewertet. Zusätzlich wurde für das verwendete Substrat und die verwendeten Ziegel die Saugspannungskurve mithilfe von Drucktopf-Extraktoren bestimmt und ausgewertet. x | |||||
MAUERWERK aktuell 3/2022 | Mauerwerk | 3/2022 | 131-135 | Mauerwerk aktuell | |
AbstractVeranstaltungen: x | |||||
Titelbild: Stahlbau 3/2022 | Stahlbau | 3/2022 | Titelbild | ||
Abstract
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Inhalt: Stahlbau 3/2022 | Stahlbau | 3/2022 | Inhalt | ||
Kühn, Bertram | Der Stahlbau ist flexibel wie immer | Stahlbau | 3/2022 | 161 | Editorials |
Krieglstein, Tim; Lener, Gerhard; Naujoks, Bernd; Kühn, Bertram | Stabilisierung von Z-Kantprofilen unter abhebenden Lasten | Stahlbau | 3/2022 | 162-171 | Aufsätze |
AbstractSandwichelemente sind in der Lage, ihre Unterkonstruktion gegen Versagen infolge Stabilitätsverlusts zu stützen. Besonders für die im Metallleichtbau eingesetzten dünnwandigen Z-Kantprofile als Dachpfette lassen sich praxisübliche Spannweiten häufig nur durch Berücksichtigung genannter Stabilisierung realisieren. Die Stabilisierung kann in der Mechanik als eine Kombination aus Schubfeld und Drehbettung beschrieben werden. Für die Lastkombination aus Eigengewicht und Windsog liegt jedoch i. d. R. das Schubfeld am unter Zugspannungen stehenden Gurt an, womit dem System lediglich marginale Stabilisierungseffekte zugeführt werden können. Zudem darf gem. deutschem NA zu DIN EN 1993-1-3 (NCI zu 10.1.5.2(2)) für zuvor genannte Lastkombination keine Stabilisierung infolge einer Drehbettung in Ansatz gebracht werden. Jüngste Untersuchungen zeigten zum einen, dass die in der Literatur angegebene Reduzierung der Drehbettung unter abhebenden Lasten zutrifft, bieten zum anderen jedoch abweichend von den in Fachkreisen kursierenden Ingenieurannahmen zwischen 100 % und 50 % Reduktion eine konkrete Quantifizierungsmöglichkeit. Somit wird eine qualifizierte Einschätzung der ansetzbaren Drehbettung unter abhebenden Lasten, begründet auf Bauteilversuchen sowie Berechnungen mithilfe der Methode der finiten Elemente, anhand eines mechanischen Modells ermöglicht. Die wissenschaftlichen Hintergründe hierzu sowie das mechanische Modell sind im nachfolgenden Aufsatz beschrieben. x | |||||
Sanio, David; Klinge, Jan; Schartner, Maria; Reeh, Florian; Schmitz, Andreas | Monitoring der Theodor-Heuss-Brücke - Teil 1 - Veranlassung, Monitoringkonzept und Erkenntnisse zum Tragverhalten | Stahlbau | 3/2022 | 172-183 | Aufsätze |
AbstractDie Theodor-Heuss-Brücke in Düsseldorf ist die älteste Schrägseilbrücke Deutschlands und die weltweit erste mit harfenförmig angeordneten Seilen. Seit ihrer Fertigstellung 1957 ist die Verkehrsbelastung stetig gestiegen. Wie bei vielen anderen älteren Brücken mit orthotropen Fahrbahnplatten führte dies mit der Zeit zu Schäden - u. a. in Form von Rissen. Eine Nachrechnung des Bauwerks zeigt deutliche Defizite - insbesondere hinsichtlich der Ermüdung in der orthotropen Fahrbahnplatte. Daher wurde 2019 ein Monitoringsystem aus über 80 Sensoren am Bauwerk installiert und über ein Jahr betrieben. Der Beitrag zeigt die Entwicklung des Monitoringkonzepts, seine Umsetzung und Auswertung. Aus den Messdaten werden Erkenntnisse zum Tragverhalten abgeleitet. So zeigt sich ein signifikanter Zusammenhang zwischen den ermüdungswirksamen Beanspruchungen und der Temperatur. Einerseits wirkt die steife Asphaltschicht beim Lastabtrag mit, andererseits bewirkt sie eine größere Lastverteilung. Auch zeigt das Monitoring, dass der Einfluss von Radlasten dominiert und eine Ablastung über das zulässige Fahrzeuggesamtgewicht nur geringen Nutzen hat. Vielmehr sind die Radlasten zu begrenzen, um die Bauteile der Fahrbahnplatte zu entlasten. x | |||||
Hulm, Felix; Kreutz, Johannes; Maier, Nadine; Mensinger, Martin; Ndogmo, Joseph | Dimensionierungshilfen für ausgesteifte und unausgesteifte Beulfelder nach DIN EN 1993-1-5 - Teil 2: Mindeststeifigkeiten von Längssteifen für ausgesteifte Beulfelder | Stahlbau | 3/2022 | 184-192 | Aufsätze |
AbstractIm Teil 1 dieses Aufsatzes wurden Diagramme für die Dimensionierung bzw. den Nachweis von unversteiften Beulfeldern vorgestellt. Im vorliegenden Teil 2 werden längs ausgesteifte Beulfelder betrachtet. Insbesondere für ausgesteifte Beulfelder gestalten sich die in DIN EN 1993-1-5 enthaltenen Nachweisformate Methode der wirksamen Breiten und Methode der reduzierten Spannungen als sehr komplex. Aus diesem Grund wurden Diagramme zur Vordimensionierung von Längssteifen entwickelt, die es dem Ingenieur erlauben, mit möglichst wenig manuellem Rechenaufwand zutreffende Abmessungen zu ermitteln. Die Bemessungsdiagramme von Längssteifen verfolgen das Konzept von Mindeststeifigkeiten, welche mithilfe eines Verformungskriteriums aus der linearen Beulanalyse mit verschiedenen Geometrie- und Lastrandbedingungen abgeleitet werden. x | |||||
Timmers, Ralph; Lang, Robert | Zur Traglastberechnung geschraubter Kopfplattenverbindungen bei Hohlprofilen mittels DLO | Stahlbau | 3/2022 | 193-205 | Aufsätze |
AbstractDie Berechnung geschraubter Kopfplattenverbindungen ist in der EN 1993-1-8 über das sog. T-Stummel-Modell geregelt. Abhängig von den sich einstellenden Verformungen kann es zu sog. Abstützkräften kommen, welche die Schrauben zusätzlich beanspruchen. Diese Effekte werden über das T-Stummel-Modell grundsätzlich abgebildet, allerdings nur für eine begrenzte Anzahl praxisrelevanter Fälle. Eine allgemeingültige Lösung dieses Problems stellt die Discontinuity-Layout-Optimization- (DLO-) Methode dar. Hierbei handelt es sich um eine numerische Methode zur direkten Bestimmung der Traglast, basierend auf dem kinematischen Satz und unter Verwendung linearer Optimierungsalgorithmen. In vorangegangenen Arbeiten wurde die Methodik bereits an typischen nicht ausgesteiften und ausgesteiften Kopfplattenverbindungen mit I-Profilen verifiziert. Ziel der vorliegenden Untersuchungen ist es nun, den Anwendungsbereich der DLO auf zugbeanspruchte Hohlprofile mit Kopfplattenanschlüssen und allseitig angeordneten Schrauben zu erweitern. Diese Anschlüsse können über die EN 1993-1-8 nicht vollständig abgebildet werden, da allfällige globale Fließlinienmuster durch die Norm nicht abgedeckt sind. Daher wurden die berechneten Traglasten durch Versuche verifiziert. Es konnte gezeigt werden, dass die DLO ein geeignetes Mittel zur Berechnung solcher Verbindungen ist und dass die Anwendung, im Vergleich zur FEM, deutlich einfacher und zudem normenkonform ist. x | |||||
Hoier, Andreas | Band im Grünen - die Radwegbrücke Rosenau in Fulda | Stahlbau | 3/2022 | 206-210 | Berichte |
AbstractDer Neubau einer Radwegbrücke im Auenpark der Stadt Fulda ist das Herzstück eines neuen Geh- und Radwegkonzepts. Die Brücke schafft eine direkte Anbindung der umliegenden Stadtteile an die Innenstadt Fulda und bündelt die hessischen Fernradwege R1, R2 und R3. Eine in der direkten Nachbarschaft gelegene, vor 25 Jahren errichtete Holzbrücke kann nun zu einer reinen Gehwegbrücke umfunktioniert werden. Dies ermöglicht eine bessere Trennung der Verkehrsströme und erhöht die Verkehrssicherheit. Der Entwurf sah ein weit spannendes, elegant zurückgenommenes Band vor, das sich mit leichten Bögen in die Auenlandschaft eingliedert. Durch die doppelsymmetrische Linienführung der neuen Brücke, die geschwungenen Bögen der Zuwegung und die leicht verdrehte Ausrichtung relativ zu einer benachbarten Straßenbrücke entsteht eine harmonische Wegeführung, die sich fließend in die umgebende Auenlandschaft eingliedert. Entwurfsziele waren eine kurze und direkte Anbindung an das bestehende Radwegenetz, ein geringer Flächenverbrauch mit min. Eingriff in die Natur sowie die Errichtung eines ökologisch und ökonomisch nachhaltigen Bauwerks zur Stärkung umweltfreundlicher Mobilität. x | |||||
Kern, Andreas; Kirschbaum, Markus; Kucharczyk, Pawel; Langenberg, Peter; Schnitter, Frederik | Bewertung des Sprödbruchwiderstands höchstfester Stähle im Mobilkranbau | Stahlbau | 3/2022 | 211-220 | Aufsätze |
AbstractDie Festlegung von Zähigkeitsanforderungen für tragende Stahlstrukturen für Mobilkrane basiert bis heute größtenteils auf Erfahrungswerten oder deren Herleitung ist nicht transparent und nachvollziehbar. Mit bruchmechanischen Methoden konnten erstmals die Anforderungen an die Werkstoffzähigkeit für ein sprödbruchsicheres Betreiben differenziert bewertet und nachvollziehbar quantifiziert werden. Die vorgestellte Methodik lässt für verschiedene Bauteile, Beanspruchungsbedingungen und Vorgaben für Schweißnahtunregelmäßigkeiten die zu erwartende Lebensdauer sowie die erforderliche Werkstoffzähigkeit abschätzen. x | |||||
Stahlbau aktuell 3/2022 | Stahlbau | 3/2022 | 222-226 | Stahlbau aktuell | |
AbstractWeihnachtsaufgabe: x | |||||
Kongresse - Symposien - Seminare - Messen | Stahlbau | 3/2022 | 226 | Veranstaltungskalender | |
Content: Steel Construction 3/2022 | Steel Construction | 3/2022 | Contents | ||
Cover Picture: Steel Construction 3/2022 | Steel Construction | 3/2022 | Cover Pictures | ||
AbstractIn April 2020, the world's first submerged full size slip joint was installed in the Borssele V offshore wind farm. An extensive qualification programme in terms of numerical modelling and testing (see photo) was set up prior to installing the slip joint. The Borssele V offshore wind farm offered a unique opportunity to demonstrate to the industry that the slip joint connection is fully feasible, certified and ready for practical implementation (s. paper Suur, S; Hengeveld, F., p. 152 ff.) x | |||||
Pinger, Thomas; Müller, Thomas; Kaucke, Christoph; Straetmans, Boris; Wessel, Waldemar | Hot-dip galvanizing of high-strength hot-finished hollow sections | Steel Construction | 3/2022 | 133-139 | Articles |
AbstractThe galvanizability of high-strength, hot-finished hollow sections was investigated as part of a test programme. Here, square sections made of steel grades ranging from 355 to 620 MPa were galvanized using two processes: a classic, quasi-rare zinc melt and a zinc-5 % aluminium alloy. To determine the influence of galvanizing on the material properties, samples were taken from the galvanized specimens, tensile tests and Charpy-V-tests were performed on them, and the results were compared with those in the ungalvanized initial state. Furthermore, we investigated the optical and microstructural characteristics of the zinc coatings, as well as possible cracking due to liquid metal embrittlement (LME). The results show that the two galvanizing processes used in the test programme produce no negative effect, but rather tend to have a positive effect on the mechanical properties of the steels tested. In all cases, stable zinc coatings are formed that exhibit the expected characteristics. Cracking as a result of LME could not be detected. x | |||||
Xin, Haohui; Li, Jie; Veljkovic, Milan; Liu, Yuqing; Sun, Qing | Evaluating the strength of grade 10.9 bolts subject to multiaxial loading using the micromechanical failure index: MCEPS | Steel Construction | 3/2022 | 140-151 | Articles |
AbstractBolted joints in steel structures are generally subject to combined actions. The research on ultimate capacity of bolted joints under combined tension and shear actions, twin shear actions, and combined tension-twin shear actions is relatively limited. The aim of this paper is to calibrate the fracture locus of grade 10.9 bolts using the mesoscale critical equivalent plastic strain (MCEPS). We use ductile fracture simulation to numerically evaluate the ultimate resistance of bolts subject to multiaxial loading and compare the results with the current design standards. The results show that predictions for grade 10.9 bolts subject to multiaxial loading in Chinese code GB 50017 and American code AISC-360 are not on the safe side, while predictions in European code EN1993-1-8:2005 are slightly on the conservative side. We propose two modification factors to improve prediction of bolt strength subject to multiaxial loading; namely the multiaxial loading factor for shear resistance &xgr;v and the multiaxial loading factor for tensile resistance &xgr;t. x | |||||
Suur, Sander; Hengeveld, Ferdy | Borssele V slip joint connection: design, certification and installation of the world's first full-size submerged slip joint | Steel Construction | 3/2022 | 152-159 | Articles |
AbstractIn April 2020 the world's first full-size submerged slip joint connection was installed at the Borssele Site V offshore wind farm. This event marked the launch of a new, alternative transition piece/monopile (TP/MP) connection for the offshore wind market. An extensive qualification programme in terms of numerical modelling and testing was set up prior to installing the slip joint. This process was witnessed, reviewed and accepted by DNVGL. It led to a certified slip joint design for Borssele V, with a 9.5 MW wind turbine generator (WTG) on top of the foundation as well as an A-level component certificate for the slip joint in general. The installation of the slip joint for Borssele V was the first use of this connection in a commercial full-size wind turbine. x | |||||
Low-damage steel structures for enhanced life-cycle seismic performance | Steel Construction | 3/2022 | 159 | Editor's Recommendations | |
Mohan, Meera; Wilkinson, Tim | Damage criterion approach to high-strength steel RHS truss joints | Steel Construction | 3/2022 | 160-171 | Articles |
AbstractThis paper describes finite element simulations of the structural deformation and material fracture behaviour of high-strength steel RHS K gap truss joints. The fundamental scope was to examine whether the joint strength predictions based on the behaviour of lower strength and more ductile steel with a yield stress of 355 MPa or less would hold good for higher strength 450 MPa steel with a lower ductility. The FEA reliability analysis indicates that for failure modes associated with local buckling, yielding and deformation (chord side wall failure, chord face plastification and brace failures due to reduced effective width), the existing approach could, with modifications, be extended to cover higher strength tubes, but for failure modes associated with fracture or ductility or modes liable to brittle failure (tearing in the tension brace and chord punching shear), a strength reduction modifying factor was required. The finite element simulations incorporated a damage mechanics approach to calibrate experimental results in both the fracture and deformation modes of failure. The paper proposes a new formulation for strength and incorporates reduced ductility in high-grade steel with a modifier function that is not based on yield stress, instead recognizes the reduced ultimate strains, damage parameter for fracture and ultimate stress of the material. x | |||||
Shams-Hakimi, Poja; Al-Karawi, Hassan; Al-Emrani, Mohammad | High-cycle variable amplitude fatigue experiments and design framework for bridge welds with high-frequency mechanical impact treatment | Steel Construction | 3/2022 | 172-187 | Articles |
AbstractFatigue enhancement by way of high-frequency mechanical impact (HFMI) treatment can enable effective design and construction of steel bridges. However, bridges may experience high and varying mean stresses, the effects of which are not covered today by any design recommendation or in the literature on HFMI-treated joints. In this study, fatigue experiments were conducted with realistic in-service bridge loading, which revealed the same high fatigue performance as for constant amplitude loading. The effect of mean stress in spectrum loading was quantified and a method to account for it in an equivalent manner is proposed. A design framework has been developed for design and engineering purposes. x | |||||
3D printed columns with exceptional geometry | Steel Construction | 3/2022 | 187 | Editor's Recommendations | |
Apellániz, Diego; Vierlinger, Robert | Enhancing structural design with a parametric FEM toolbox | Steel Construction | 3/2022 | 188-195 | Reports |
AbstractThe Parametric FEM Toolbox is a plug-in for the visual programming environment Grasshopper which implements the RF-COM API of the Dlubal RFEM finite element software to establish a connection between these two platforms. Both the transfer of data from Grasshopper into RFEM and back from RFEM into Grasshopper are supported. Thus, new possibilities are enabled beyond the options of the conventional graphical user interface (GUI) of RFEM: the use of the Rhino 3D modelling tools to create NURBS curves and surfaces; the possibility of the parametric modification of an existing FE model or part of it; the export and processing of FE model data, which sometimes is not even available through the program GUI, e.g. 3D shapes of beam elements; etc. With these functionalities, the object-oriented structure and compact GUI, this tool can easily be adapted to numerous workflows and optimization processes. This paper explores which possibilities exist for implementing a commercial FEM software in a parametric design platform. Existing approaches are reviewed, the development of the Parametric FEM Toolbox is described and some of the possible workflows with this new tool are explored through a collection of real-world case studies. x | |||||
Laser beam and laser-GMAW-hybrid welded joints made of high-strength fine-grained structural steels | Steel Construction | 3/2022 | 195 | Editor's Recommendations | |