Moderne Deckensysteme müssen neben den statisch-konstruktiven Anforderungen einer Vielzahl weiterer Entwurfsaspekte genügen, um am Markt bestehen zu können. Nachfolgend werden nach einer Einführung die verschiedenen marktgängigen Deckensysteme beschrieben. Im Weiteren werden neuere Entwicklungen von Deckensystemen insbesondere hinsichtlich der Multifunktionalität und der Nachhaltigkeit aufgezeigt.

Steel floor structural systems.
In addition to static and structural requirements, modern floor systems must meet a variety of other design issues, in order to survive on the market. After an introduction, various commercially available floor systems are described. In addition, recent developments of floor systems are presented, particularly concerning multi-functionality and sustainability issues.

Für den Nachweis der Tragfähigkeit von unausgesteiften Walzprofilen bei Einzellasteinleitung existierte kein Verfahren, das im Vergleich zu durchgeführten Versuchen zu einer befriedigenden Versagensprognose führt. Mit dem beschriebenen neuen Bemessungsverfahren wird diese Situation verbessert. Mit Hilfe des im Eurocode 3 angegebenen Verfahrens zur Kalibration von Modellen an Versuchsergebnissen wird der erforderliche Sicherheitsfaktor bestimmt.

Die Regelungen und Nachweiskonzepte in den Stahlbaunormen DIN 18800 und Eurocode 3 zur Stab- und Gesamtstabilität von Bauteilen unter Normalspannungen sind weitestgehend durch Untersuchungen an I- und Kastenprofilen hergeleitet und verifiziert worden. Eine Übertragung und Überprüfung für davon abweichende Profilformen, im Speziellen für die hier behandelten C-Profile, existiert nicht.
Es wird ein geschlossenes, durchgängiges Bemessungskonzept vorgestellt, das es erlaubt, das Tragverhalten von Bauteilen mit C-förmigem Querschnitt ohne längsaussteifende Querschnittselemente unter Druck- und/oder Biegebeanspruchung wirklichkeitsnah zu beschreiben und rechnerisch zu erfassen. Dabei wird den möglichen Stabilitätsproblemen - das heißt lokalem Plattenbeulen, globaler Stabstabilität und dem Zusammenspiel beider einzelnen Stabilitätsprobleme - besondere Aufmerksamkeit geschenkt.
Ultimate loads of steel channel sections in compression and bending.
Especially for members susceptible to global buckling or coupled instabilities the design rules in the relevant codes DIN 18800 and Eurocode 3 have been developed for and verified by research on I-shaped or hollow sections. For deviant shapes, particularly the regarded channel sections, a transfer or verification of these design concepts does not exist.
A comprehensive design method is presented, allowing to describe the load-carrying behavior of channel-shaped members without longitudinal stiffeners in compression and/or bending realistically. Special attention has been paid to the regards of stability problems, i.e. local and global buckling as well as a combination of both, the so-called coupled instability.

Bei baulichen Maßnahmen nimmt die Bedeutung des Gebäudebestandes gegenüber dem Neubau ständig zu. Zur intelligenten Bewirtschaftung des Bestandes wird eine Vielzahl von Kenntnissen über die Bestandsstruktur, die Möglichkeiten der Weiternutzung und die Recyclingprozesse benötigt. Hieraus folgen verschiedene Fragestellungen und Forschungsansätze, die nachfolgend vorgestellt werden.

Sustainable use of steel in existing buildings.
Existing buildings continuously gain importance compared to new buildings. An intelligent management of the building stock requires wide knowledge of the stock structure, the possibilities of further use and the recycling process. This leads to various questions and research approaches which are presented below.

Für den Nachweis beulgefährdeter Stäbe gibt die EN 1993-1-3 zur Zeit drei verschiedene Verfahren zur Ermittlung der Beultragfähigkeit von Stahlquerschnitten mit dreiseitig gelagerten Platten an. Alle Verfahren basieren auf der Grundlage der Methode der wirksamen Breiten: 1. das Verfahren im Haupttext, Kapitel 5.5.2. Dieses Verfahren entspricht weitgehend dem Verfahren der EN1993-1-1. 2. das Verfahren nach Annex C (Höglund) 3. das Verfahren nach Annex D (Brune) Es werden die verschiedenen Verfahren für baupraktische Stahlquerschnitte, die dreiseitig gelagerte Platten enthalten, bezüglich der Ermittlung der Beultragfähigkeit gegenübergestellt und im Vergleich mit Versuchsdaten bewertet. Es wird ein Vorschlag zur Verbesserung des Annex C erarbeitet, welcher im Ergebnis mit dem Annex D übereinstimmt. Für die Überarbeitung der EN mit dem Ziel eines einheitlichen Verfahrens folgt damit: Zur Bestimmung der Beultragfähigkeit von dreiseitig gelagerten Platten können sowohl der Annex D als auch der in diesem Bericht vorgestellte, modifizierte Annex C verwendet werden.

Die Hafenwirtschaft steht in einem weltweiten Wettbewerb. Immer größere Schiffe müssen in immer kürzeren Zeiten weltweit abgefertigt werden. Fachingenieure planen die Hafenanlagen und alle zugehörigen Infra- und Suprastruktureinrichtungen und bieten Beratungsleistungen für die Umstrukturierung vorhandener Anlagen zur Anpassung an sich ändernde Anforderungen an. Beispielhaft wird ein Einblick in aktuelle internationale Projekte gegeben. Der erste Beitrag befasst sich mit der Entwicklung eines Masterplanes für den rumänischen Schwarzmeerhafen Constanta, der größte Seehafen Rumäniens und ein bedeutendes Drehkreuz für den Warenumschlag zwischen dem Schwarzmeer-Raum, der Europäischen Union und Zentralasien. Die Modernisierung des Hafens Freetown, der als größter Naturhafen Afrikas eine wichtige wirtschaftliche Rolle einnimmt, steht im Fokus des zweiten Beitrages und es wird über neue Anlagen und Reparaturflächen für die größte Schiffswerft in Indien berichtet.

International projects of water engineering: Development of harbours and transport ways
The port industry is subject to global competition. All over the world, increasingly large ships have to be served in ever shorter time frames. Specialist engineers are not only planning port facilities and their related infrastructure and suprastructure, but are also offering consulting services for the restructuring of existing facilities in order to have them adapted to changing requirements. An insight into our current international projects is being provided. The first contribution deals with the development of a master plan for the port of Constanta on the Black Sea, Romania's largest sea port and an important hub for cargo handling between the Black Sea area, the European Union and Central Asia. The focus of the second contribution is on the modernisation of the port of Freetown which, as the largest natural port in Africa, plays an essential economic role. Furthermore, new facilities and repair surfaces for the largest shipyard in India are being presented.

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Als Ergänzung des unter [1] beschriebenen Rechenverfahrens wird in dem nachfolgenden Aufsatz die Erweiterung des Verfahrens auf nichtkonservative Systeme sowie räumliche Stabwerke aufgezeigt. Während man bei ebenen Stabwerken die Beiwerte der Verformungsmatrix in einem globalen Koordinatensystem ermittelt, sind, bei der Anwendung der Analogie "Eigenwertberechnung für n-läufige Biegedrehmassenschwinger an Stelle der Eigenwertermittlung im Knickfall", die Beiwerte der Verformungsmatrix in den jeweils lokalen Stabelement-Koordinatensystemen zu bestimmen. Die weitere Berechnung erfolgt wie in [1] beschrieben. In Tabelle 1 sind insbesondere die Knicklastbeiwerte für verschiedene Parabelbögenverhältnisse f/L in Abhängigkeit von der Biege/Torsionssteifigkeit angegeben.

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Für den Fall eines vorgekrümmten Stabes, der durch eine mit der Geschwindigkeit v* in axialer Richtung auf den Stab auftreffenden Masse m beansprucht wird, wird unter der Voraussetzung eines masselosen Stabes mittels einer energetischen Betrachtung eine einfache Näherungslösung zur Abschätzung der maximalen Spannungen im Stab angegeben. Wegen der Vernachlässigung der Stabmasse ist die Qualität dieser Näherungslösung allerdings stark abhängig von der Dauer des Stoßes. Zur Abschätzung der Qualität des Näherungsverfahrens wird ein genaueres Berechnungsverfahren (d. h. mit Berücksichtigung der Stabmasse) angegeben und für zwei extreme Beispiele ein Vergleich der Nähreungslösung mit der genaueren Berechnung durchgeführt.

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Durch die Verwendung hochfester Feinkornbaustähle können bei geeigneten Randbedingungen erhebliche finanzielle Vorteile und umweltschonende Effekte erzielt werden. Derzeit stehen Feinkornbaustähle mit Streckgrenzen bis etwa 1300 MPa zur Verfügung, die im Stahlbau mit den bewährten Vorgehen bei Bemessung und Verarbeitung, beim Betrieb und Rückbau sowie beim Recycling wirtschaftlich eingesetzt werden können. Sie eröffnen neue Möglichkeiten zur Herstellung hoch beanspruchbarer Strukturen mit relativ geringem Gewicht. Tragwerke aus Stahl mit Streckgrenzen bis 700 MPa können auf der Grundlage des Eurocode 3 (EN 1993-1 und EN 1090) definierten Stand der Technik genutzt werden. Im vorliegenden Beitrag werden neben typischen Anwendungsbeispielen Hinweise zur Anwendung der hochfesten Feinkornbaustähle und Nachhaltigkeitsaspekte aufgezeigt.

The application of fine-grained structural steels in civil engineering.
Substantially financial benefits and environmentally friendly effects can be achieved when using high-strength fine-grained structural steels in an appropriate constructive design. In steel construction, fine-grained structural steels with yield strength up to 1300 MPa are presently available, that can be used with the traditional methods of steel construction for assessment, processing, operation, deconstruction and disposal. They open up new possibilities to manufacture extremely stress-resistant structures with a comparatively low weight. Steel structures with yield strength up to 700 MPa can be used on the basis of the current state of the art as described in the national technical approvals of Eurocode 3 (EN 1993-1 and EN 1090) through building control authorities. In addition to some typical examples of application, considerations for the application of extremely stress-resistant fine-grained structural steels and aspects of sustainability will be shown.

Der Begriff Nachhaltigkeit stößt in Deutschland seit etwa zehn Jahren auf großes Interesse und auch für Brückenbauwerke werden insbesondere in Deutschland derzeit verschiedene Bewertungsansätze für die Lebenszyklusanalyse entwickelt. Gleichzeitig gewinnt der Begriff Resilienz vor allem international immer mehr an Bedeutung. Resilienz beschreibt dabei direkte und indirekte, soziale Auswirkungen beim Auftreten von Extremereignissen (Erdbeben, Hochwasser, Starkwind, Unfälle etc.) im Lebenszyklus von Infrastrukturbauwerken. Sowohl das Konzept der nachhaltigen Entwicklung als auch das der Resilienz werden bisher von verschiedenen Forschungsdisziplinen weiterentwickelt, und oftmals schenken sich die Disziplinen keine gegenseitige Beachtung. Bei der Analyse beider Konzepte zeigt sich allerdings, dass viele Gemeinsamkeiten vorhanden sind, wie die Integration von sozialen und ökonomischen Aspekten, die Ausrichtung auf den gesamten Lebenszyklus sowie die Entscheidungsunterstützung im Rahmen der Planungsphase von Brückenbauwerken. Der vorliegende Beitrag führt in die beiden Bewertungskonzepte der Resilienz und der nachhaltigen Entwicklung ein, zeigt den aktuellen Stand der Forschung auf und stellt Gemeinsamkeiten sowie Unterschiede dar. Anhand einer Beispielrechnung wird abschließend verdeutlicht, wie eine integrative Bewertung gelingen kann und welche Kriterien dabei Anwendung finden sollten.

Sustainability and resilience - Future criteria for the integral assessment of bridges.
The term sustainability is very topical for 10 years in Germany and also for bridges several German assessment approaches are developed for the life-cycle analysis of bridges. Simultaneously the term resilience gains in importance, especially internationally. Resilience covers direct and indirect social impacts in the case of the occurrence of an extreme event (earthquakes, flooding, storms etc.) during the life-cycle of infrastructures. Until now, both concepts have been developed by different research disciplines and often the disciplines do not recognize each other. The analysis of both concepts shows many common issues, e. g. integration of social and economic aspects, inclusion of the complete life-cycle and decision support during the design stage of bridges. The paper introduces both concepts resilience and sustainable development, shows the state of the art and presents common grounds and differences. By means of a numerical example the basis of an integral assessment is illustrated and the criteria to be applied are emphasized.

Fachwerkkonstruktionen aus direkt verschweißten Hohlprofilen unter vorwiegend ruhender Beanspruchung werden in vielen Bereichen des Stahlhochbaus und der Infrastruktur, wie bei Fußgängerbrücken, sowie im Anlagen- oder Mobilkranbau eingesetzt. Die Verwendung hochfester Stähle ermöglicht bei hohen Tragfähigkeitsanforderungen und großen Spannweiten eine materialsparende Bauweise. Zur Ausnutzung dieses Potenzials sind Bemessungsregeln erforderlich, die die spezifischen Eigenschaften dieser Stähle zutreffend erfassen. Die derzeit gültigen Bemessungsregeln für Hohlprofilanschlüsse wurden anhand von Versuchen mit normalfesten Stählen auf semiempirische Weise hergeleitet. Im Rahmen dieser Versuche zeigte sich, dass durch Plastizieren lokale Spannungsspitzen abgebaut und sekundäre Biegemomente umgelagert werden. Im Unterschied zu normalfesten Stählen weisen hochfeste Stähle ein geringeres plastisches Umlagerungsvermögen auf. Dem wird in den Bemessungsregeln derzeit durch pauschale, abgeschätzte Abminderungsfaktoren Rechnung getragen, die für hochfeste Hohlprofile bislang nicht ausreichend experimentell validiert wurden. Durch die Projekte zu den “Hochfesten Hohlprofilknoten” im FOSTA Forschungsverbund HOCHFEST sollen differenzierte und abgesicherte Bemessungsregeln hergeleitet werden, die einen wirtschaftlichen und ressourcenschonenden Einsatz hochfester Stähle in Hohlprofilkonstruktionen ermöglichen.

Static load capacity of welded, high-strength hollow section joints - presentation of the FOSTA research association HOCHFEST: projects “High-strength hollow section joints”
Truss structures made of directly welded hollow sections under predominantly static loading are used in many areas of structural steel engineering and infrastructure, such as pedestrian bridges, as well as in plant- or mobile crane constructions. The use of high-strength steels can lead to economical lightweight structures with high load-bearing capacities and wide spans. In order to use this potential of hollow section joints, normative rules are required that enable economic design. The current design rules were validated semi-empirically by tests on joints of normal strength steels. These tests on normal-strength hollow section joints showed that through plasticising local stress peaks are compensated and secondary bending moments are redistributed. Compared to normal strength steels, high-strength steels have a reduced plastic redistribution capacity. This behaviour is considered in the design rules by reduction factors, which are conservatively defined because of lack of test results and have not yet been sufficiently experimentally validated for high-strength hollow sections. The projects on “High-strength hollow sections joints” in the FOSTA research association HOCHFEST are intended to derive differentiated and validated design rules that meet the safety requirements and enable the economical and resource-saving use of high-strength steels in hollow section structures.

The effectiveness of high frequency mechanical impact treatment for increasing the fatigue strength of welded structures has been investigated in several research projects over recent years. Based on extensive fatigue test data, design recommendations have been developed by different institutions. Most recommendations provide fatigue strength improvement factors that consider beneficial effects due to the application of post weld treatment methods. Current design recommendations use fatigue test data derived from small-scale specimens, but only very few studies have focused on welded joints with a plate thickness > 15 mm. This paper reviews existing design recommendations and provides a database for welded joints with a plate thickness exceeding those already covered. Butt-welded joints, longitudinal attachments and transverse attachments are covered in particular. Based on the data evaluated, improvement factors are given for a stress ratio of R = 0.1 for axial loading.

Mit der Umstellung auf die Bemessung von Metalltragwerken nach dem Eurocode wird auch deren Herstellung in der EN 1090 geregelt. Im Vergleich zur DIN 18800 Teil 7 entsteht dem Hersteller ein erhöhter Aufwand an zerstörungsfreien Prüfungen (ZfP). Da im Rahmen der DIN 18800 nur in verhältnismäßig geringem Umfang zerstörungsfreie Prüfungen gefordert werden, bestehen jetzt Unsicherheiten bezüglich der Anforderungen der EN 1090 sowie bei der Auswahl geeigneter Prüfmethoden.
Die Anforderungen der EN 1090 werden nachfolgend ausführlich erläutert.

EN 1090 - non-destructive testing taking into account the technological capabilities and process limits.
With conversion to the design of metal structures according to the Eurocode also their production is regulated according to EN 1090. Compared to DIN 18800 part 7, the producer is confronted with an increased expenditure of non-destructive tests (NDT). Since non-destructive tests are only required to a very limited extent within the scope of DIN 18800, uncertainties now exist with regard to the requirements of EN 1090 as well as to the selection of suitable testing methods. The requirements of EN 1090 are discussed in detail as follows.