Im Metallleichtbau wurden in den letzten Jahren dünnwandige Stahlprofiltafeln entwickelt, für die in den aktuellen Regelwerken keine Berechnungsverfahren existieren oder die Anwendungsgrenzen der bestehenden Verfahren überschritten werden. Im Rahmen des europäischen RFCS-Forschungsvorhabens GRISPE wurden umfangreiche experimentelle Untersuchungen an Verbunddeckenprofilen mit diskreter Sickung der Stege, perforierten Trapezprofilen, Fassadenprofilen mit Steckverbindungen, bombierten Profilen, Wellprofilen, Trapezprofilstößen und Kassettenprofilen mit direkt befestigter Außenschale durchgeführt. Es wurden ausgehend von bestehenden Regelwerken und Verfahren praxistaugliche Berechnungsverfahren abgeleitet. Der vorliegende Beitrag stellt auszugsweise die Ergebnisse für Kassettenprofile mit direkt befestigter Außenschale für Befestigungsmittelabstände, die normativ nicht oder nur unzureichend abgedeckt sind, sowie für statisch wirksame Überdeckungen, Trapezprofil-Überlappungsstöße und lokal verstärkte Trapezprofile dar.

New calculation methods for thin-walled steel profiled sheets - Results from the European Research Project GRISPE.
In recent years, thin-walled profiled steel sheets where developed in lightweight metal construction for which no calculation methods are available in current regulations, or application boundaries of existing methods are exceeded. Within the scope of the European RFCS Research Project GRISPE, extensive experimental investigations have been performed on composite floor profiles with discrete embossments in the webs, perforated trapezoidal profiles, façade profiles, curved profiles, corrugated profiles, trapezoidal joints and liner trays with directly fixed outer façade. Practicable calculation methods have been derived based on existing regulations and methods. This paper depicts in extracts the results for liner trays with directly fixed outer façade for fastener distances that are normatively not or insufficiently covered as well as for statically effective superimpositions, trapezoidal profile overlapping joints and locally stiffened trapezoidal profiles.

Auf dem Gebiet des Metallleichtbaus ist im Laufe der letzten Jahre eine Vielzahl von neuen innovativen Profiltypen entwickelt worden. Zudem wurde der Anwendungsbereich bestehender Profiltypen erweitert. Dies ist auf eine wachsende Nachfrage nach architektonisch ansprechenden und gleichzeitig nachhaltigen Produkten zurückzuführen. Für diese neuen speziellen Profiltypen und Anwendungsbereiche existieren nur vereinzelt und zum Teil in ihrer Anwendung sehr eingeschränkte Bemessungskonzepte. Im Rahmen eines aktuell an der Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), in Kooperation mit den Projektpartnern Syndicat National du Profilage des Produits plats en Acier (SNPPA), Bacacier Profilage SAS, Société Bretonne de Profilage SAS (Joris Ide), Ingenieurbüro für Leichtbau (IFL) und Sokol Palisson Consultants SARL, durchgeführten europäischen Forschungsprojekts werden auf Basis experimenteller und numerischer Untersuchungen die Grundlagen für die Erweiterung der bestehenden spezifischen technischen Regelwerke geschaffen. Ziel ist die Erarbeitung von Richtlinien und Empfehlungen sowie Bemessungskonzepten für spezielle dünnwandige kaltgeformte Stahlprofile. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über das Forschungsprojekt und die zu untersuchenden Profile.

Investigations on the integration of special profiled steel sheets in the Eurocodes.
In the field of lightweight metal structures, a wide range of new innovative profile types has been developed over the past years. In addition, the application field of profile types has been enlarged. This can be attributed to the growing request for architecturally appealing and simultaneously sustainable products. For these special new profile types and application fields there are only occasionally and partly very limited design concepts in their application. Within the scope of a current European research project at the Research Center for Steel, Timber and Masonry, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), performed in cooperation with the project partners Syndicat National du Profilage des Produits Plats en Acier (SNPPA), Bacacier Profilage SAS, Société Bretonne de Profilage SAS (Joris Ide), Ingenieurbüro für Leichtbau (IFL) and Sokol Palisson Consultants SARL, the fundamentals for the enlargement of existing specific technical regulations are created on the basis of experimental and numerical investigations. The objective is the elaboration of regulations and recommendations as well as design concepts for special thin-walled cold-formed steel profiles. This article gives an overview of the research project and the profiles to be examined.

Die ultraschallangeregte Infrarotthermografie stellt ein innovatives Verfahren zur Erkennung von rissartigen Fehlstellen in metallischen Bauteilen dar. Zu Schwingungen angeregte Rissufer reiben und schlagen gegeneinander. Die lokal dissipierte Energie erwärmt den Riss und macht ihn thermografisch sichtbar. Obwohl die Methode seit einigen Jahren Forschungsgegenstand im Bereich der Zerstörungsfreien Prüfung ist, wurde sie noch nicht im Bauwesen verwendet. Dieser Beitrag stellt das Prinzip des Prüfverfahrens vor und zeigt anhand ausgewählter Forschungsergebnisse die Besonderheiten und Probleme auf, die bei der Bauteilprüfung zu beachten sind. Neben den Einflüssen der Anregungsfrequenz und des Vorspannzustandes wird untersucht, inwieweit eine wiederholte Ultraschallanregung schädigend wirkt. Da die Zusammenhänge der involvierten dissipativen Effekte, welche die Risserkennung erst ermöglichen, noch nicht im Detail geklärt sind, wird ein vereinfachter Ansatz für die numerische Simulation des Prüfverfahrens vorgestellt, mit dem bisher gute Ergebnisse erzielt wurden.

Ultrasound excited thermography applied to constructional steelwork  -  An emerging crack detection methodology.
Ultrasound excited thermography is an innovative method for the detection of crack-like flaws in metal components. When crack faces rub and clap against each other due to vibrational excitation the dissipated energy leads to a local heating of the crack. This way the defect can be detected by means of an infrared camera. Despite of being a research topic in the field of nondestructive testing for several years, the technique has not been transferred to civil engineering, yet. This article presents the NDT method and discusses the essential characteristics and problems which are of concern when testing steel members. The influences of the excitation frequency and the prestressing conditions on the crack detectability as well as possible damaging effects due to repeated insonification are investigated. Since the physical effects involved in the energy dissipation at the crack region are not understood in detail, a simplified numerical simulation approach is presented that leads to good agreement of experimental and numerical results.

No short description available.

Bei hochbeanspruchten Stahlkonstruktionen wie Windenergieanlagen oder Brücken ist der Einsatz höchstfester Baustähle interessant, allerdings wird bei diesen Bauwerken meist der Ermüdungsnachweis maßgebend. Die in den zu verwendenden Regelwerken angegebenen Kerbfälle sind unabhängig von der Werkstofffestigkeit, sodass der Einsatz hoch- oder höchstfester Stähle bei einer Dominanz des Betriebsfestigkeitsnachweises keine Vorteile bei diesen Konstruktionen bietet. Durch den Einsatz einer Schweißnahtnachbehandlung mit höherfrequenten Hämmerverfahren (HFH) kann die Ermüdungsfestigkeit geschweißter Verbindungen jedoch entscheidend erhöht werden. Dabei zeigen alle bisherigen Untersuchungen eine zunehmende Effektivität der HFH-Verfahren mit steigender Werkstofffestigkeit. Die neue DASt-Richtlinie 026 regelt die Ermüdungsbemessung von Kerbdetails aus den Stahlsorten S235-S700 für die Anwendung von HFH-Verfahren. Die Erweiterung auf höchstfeste Stähle bis S960 steht noch aus. Ebenso ist der Umgang mit geometrischen Imperfektionen außerhalb der Grenzwerte der Schweißnahtbewertungsgruppe B gemäß ISO 5817 bislang nicht geregelt. Im laufenden AiF-FOSTA-Forschungsprojekt 21410 BG (P 1505) sollen die Grundlagen für eine Erweiterung der DASt-Richtlinie 026 auf höchstfeste Stähle bis S960 gelegt und der Einfluss von erhöhten Fertigungsimperfektionen auf die Ermüdungsfestigkeit HFH-behandelter Schweißnähte gezielt untersucht werden. Im Folgenden wird das Vorhaben vorgestellt und erste Projektergebnisse gezeigt.

HFMI-treatment of ultrahigh-strength steels - extension of the DASt-guideline 026
In the case of highly loaded steel structures such as wind towers or bridges, the use of newer ultra-high-strength structural steels is interesting, but the fatigue verification is usually decisive for these structures. Standards and guidelines specify detail categories for fatigue assessment that are independent of material strength, so there is no benefit regarding the use of high-strength steels in fatigue loaded structures. By using post-weld treatment by high-frequency mechanical impact treatment (HFMI), the fatigue strength of welded joints can be increased to a great extent. Previous investigations show an increasing effectiveness of HFMI-treatment with increasing material strength. The new DASt-guideline 026 gives rules for the fatigue assessment of constructional details made of steel grades reaching from S235 to S700 after the application of HFMI-treatment. An extension for steels up to a steel grade of S960 is pending and geometric imperfections exceeding weld quality level B of ISO 5817 are not covered yet. The objective of the current AiF-FOSTA project 21410 BG (P 1505) is to develop the basis for an extension of the DASt-guideline 026 for high strength steels up to a steel grade of S960 and to investigate the influence of increased imperfections on the fatigue strength of HFMI-treated welds. Therefore, experimental investigations are carried out on constructional details with and without imperfections. Moreover, the influence of various imperfections is analysed numerically. In the following, the project is presented and first project results are shown.

Frau Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ulrike Kuhlmann zur Vollendung ihres 60. Lebensjahres gewidmet
If structural regularity is not given acc. to EC8-1, a modal approach including modal superposition is required instead of the lateral force method. The number of modes to be included is - according to a ‘deemed to be satisfied rule’ - depending on the total amount of the modal masses, or the individual percentage of modal mass. A clear definition for ‘modal mass’ is not given within EC8-1. In the technical literature similar, but different quantities are denoted with similar terms. In the present study, a simple two storey sway frame example is investigated. From the results conclusions are drawn, which can help the designer to avoid the inclusion of higher modes as well as torque modes.

Modale Überlagerung nach EC8.
Nach EC8-1 ist modale Überlagerung anzuwenden, wenn die Kriterien für Regelmäßigkeit nicht eingehalten sind. Die Ersatzkraftmethode darf dann nicht mehr angewendet werden. Nach einer “gilt als erfüllt Regel” hängt die Anzahl der zu berücksichtigenden Moden von der Summe der modalen Masse und von der individuellen modalen Masse einer Mode ab. Dabei ist “modale Masse” innerhalb des EC8-1 nicht klar definiert. In der Fachliteratur werden ähnliche, aber unterschiedliche Größen mit ähnlichen Begriffen bezeichnet. Im vorliegenden Artikel wird ein einfacher, zweigeschossiger, unausgesteifter Rahmen untersucht. Die Ergebnisse erlauben Schlussfolgerungen, die dem Tragwerksplaner dabei helfen können, höhere Moden sowie Torsionsmoden außer Acht zu lassen.

Zum einen bietet das “neu” entwickelte Hohlprofil aufgrund der hohen Knotensteifigkeit vorteilhafte Trageigenschaften von Knoten mit dreieckigen Gurtquerschnitten, zum anderen eröffnet dieses Profil interessante ästhetische Aspekte auch unter ökonomischen Gesichtspunkten. Aufgrund des vielversprechenden Erfolgs des Forschungsvorhabens ist eine Vertiefung und Erweiterung der Ergebnisse für die allgemeine Anwendung von Hohlprofilknotenkonstruktionen mit THS-Querschnitten im Rahmen eines anschließenden Forschungsprojekts vorgesehen.

T-joints with chord members made of triangular hollow sections.
On one hand the newly developed hollow section provides advantageous bearing-properties of joints with triangular shaped chord sections due to high joint-rigidity, on the other hand it offers interesting aspects in an aesthetic as well as in an economic point of view. Because of the promising success of this research project a more detailed insight and an enhancement of the results for the general application of constructions made of hollow sections with triangular hollow sections is intended within the scope of a subsequent research project.

No short description available.

No short description available.

No short description available.

No short description available.

No short description available.

No short description available.

No short description available.

No short description available.

Die Bemessung von Windenergieanlagen und anderen vorwiegend nicht ruhend belasteten Stahlkonstruktionen wird maßgeblich durch die Ermüdungsfestigkeit kritischer Kerbdetails, insbesondere von Schweißnähten, bestimmt. Durch gezielte Anwendung geeigneter Schweißnahtnachbehandlungsverfahren kann die Ermüdungsfestigkeit und damit die Lebensdauer dieser Kerbdetails deutlich erhöht werden. Am Institut für Bauwerkserhaltung und Tragwerk der Technischen Universität Carolo-Wilhelmina Braunschweig werden derzeit die Verfahren shot peening und ultrasonic peening näher untersucht. Beide Nachbehandlungsmethoden scheinen durch die Kombination von geometrischen und mechanischen Effekten deutliche Erhöhungen der Ermüdungsfestigkeiten geschweißter Verbindungsdetails zu bewirken. Erste Ergebnisse aus Zugschwellversuchen bestätigen dies für geschweißte Ringflanschsegmente. Das ultrasonic peening wurde darüber hinaus auf die Möglichkeit der Ertüchtigung bestehender Bauteile untersucht. Erste Ergebnisse zeigen, daß bei Anwendung des Verfahrens an bis zum Ende der rechnerischen Lebensdauer vorgeschädigten Proben eine Anhebung der Restermüdungsfestigkeit auf das Niveau von unmittelbar nach der Fertigung behandelten Bauteilen möglich ist.

No short description available.

Bei der Bemessung von Windenergieanlagen wird der Nachweis der Ermüdungsfestigkeit kritischer Kerbdetails, insbesondere von Schweißnähten, maßgebend. Da die in den anzuwendenden Regelwerken aufgeführten Kerbklassen der Schweißnahtdetails unabhängig von der Streckgrenze des Werkstoffs gelten, ist hier der Einsatz höherfester Stähle unwirtschaftlich. Schweißnahtnachbehandlungsverfahren können die Ermüdungsfestigkeit und damit die Lebensdauer dieser Kerbdetails jedoch deutlich erhöhen. Neue Untersuchungen mit Hochfrequenzhämmerverfahren belegen, dass beim Werkstoff S 690 eine Verdopplung der Ermüdungsfestigkeit möglich ist. Am Beispiel einer Schweißverbindung einer Offshore-Windenergieanlage wird gezeigt, dass bei Anwendung der untersuchten Verfahren bei Einsatz eines S 690 Q die erforderliche Blechdicke auf 45% reduziert werden kann.

No short description available.

In Kürze wird die europäische Norm DIN EN 1090-1 “Ausführung von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerken” in Verbindung mit DIN EN 1090-2 in Deutschland und in Europa eingeführt. Die bisherigen nationalen Regelungen der DIN 18800-7 werden nach einer Übergangsfrist zurückgezogen. Bauteile für Stahltragwerke werden dann CE-kennzeichnungspflichtig. DIN EN 1090-1 “Konformitätsnachweisverfahren für tragende Stahlbauteile” enthält die Regelungen, die ein Hersteller umsetzen muss, wenn er seine Bauteile mit dem CE-Zeichen versehen will. Dazu gehören im Wesentlichen die Einrichtung einer werkseigenen Produktionskontrolle sowie eine Zertifizierung durch eine notifizierte Stelle. Die technischen Anforderungen an Stahltragwerke sind in DIN EN 1090-2 “Technische Regeln für die Ausführung von Stahltragwerken” geregelt. Stahlbauten werden in vier verschiedene Ausführungsklassen unterteilt, die von möglichen Schadensfolgen, von der Beanspruchung und von der Schwierigkeit der Fertigung abhängen. Von der Zuordnung in diese Ausführungsklassen hängen die Anforderungen an Betriebe bezüglich Personal, Einrichtungen und Abläufen ab.

he execution and CE marking of steel structures according to DIN EN 1090.
The European standard for the execution of steel structures DIN EN 1090-1 in connection with DIN EN 1090-2 will soon be introduced in Germany and Europe. The national regulations of DIN 18800-7 will be withdrawn after a co-existing period. Components for steel structures are then subject to mandatory CE marking. DIN EN 1090-1 provides the regulations, which a producer has to implement, if he wants to label his components with the CE marking. This includes an establishment of a factory production control and a certification by a notified body. The technical requirements for the execution of steel structures can be found in DIN EN 1090-2. Steel structures are divided into four different execution classes which depend on possible consequences, type of load and the difficulty of the production. The requirements concerning factories regarding personal, facility and procedure depend on the execution class.

Im Rahmen des Forschungsprojekts REFRESH wurden umfangreiche systematische Untersuchungen zur Ermüdungsfestigkeit mit höherfrequenten Hämmerverfahren nachbehandelter Schweißnähte durchgeführt. Die statistisch abgesicherten Ergebnisse belegen die hohe ermüdungsfestigkeitssteigernde Wirksamkeit der Verfahren und ermöglichten die Entwicklung eines experimentell abgesicherten Bemessungskonzeptes. Um die Anwendung überwachen zu können und die Behandlungsqualität sicherzustellen, wurde ein Qualitätssicherungssystem und ein Anforderungskatalog an das Fachpersonal erarbeitet. Die Zertifizierung der Verfahren erfolgt auf Basis eines gemeinsam von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung und der Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine der Universität Karlsruhe erarbeiteten Zertifizierungssystems.

Postweld treatment by high frequency hammer peening methods - fatigue resistance, quality control, design.
In the range of the research project REFRESH comprehensive, systematic investigations regarding the fatigue resistance of welds treated with high frequency peening methods have been conducted. The statistically confirmed results prove the high beneficial effect of the methods and allowed to develop an experimentally verified design concept. In order to control the application quality and to ensure the desired effects a quality assurance system and a catalogue of requirements for specialists has been worked out. The certification of the methods is performed on the base of a common certification system, developed by the German Federal Institute for Material Research and Testing (BAM) and the Research Centre for Steel, Timber and Masonry, University of Karlsruhe.

No short description available.

Beim Projekt Transportsiel Wallring in Hamburg sind zwei U-Bahntunnel aus den Jahren 1967 bis 1969 mit einem querenden Rohrvortrieb DN 1800 zu überfahren. Dazu gilt es, die Standsicherheit der bestehenden Tunnelschalen, die mit Tübbingen aus Gusseisen ausgebaut sind, vorab rechnerisch zu überprüfen und ein geeignetes Konzept für die messtechnische Überwachung während des Rohrvortriebs zu entwickeln. Hierfür wird ein dreidimensionales FE-Modell (Finite-Elemente-Modell) aufgebaut, mit dem die Überfahrungssituation numerisch anhand der Step-by-step-Methode analysiert wird. Ebenso muss der Last- und Verformungszustand, der aus dem Bau der Bestandstunnel resultiert, berechnet und eingeprägt werden. Es kann gezeigt werden, dass der Rohrvortrieb unterschiedliche asymmetrische Belastungen sowie asymmetrische Bettungssituationen an den Bestandstunneln erzeugt, so dass die Standsicherheit der Streckentunnel nachzuweisen ist. An einem separaten FE-Schalenmodell werden zusätzlich die Traglastreserven für die asymmetrische Belastung aus dem Rohrvortrieb für die Tunnelinnenschale ermittelt. Daraus resultierend können die Grenzverformungen abgeleitet werden, die als Warn- und Alarmwerte zur Interpretation der baubegleitenden Vermessung der Streckentunnel dienen. Die Überfahrung wurde erfolgreich ohne jegliche Überschreitung der Warn- und Alarmwerte und mit guter Übereinstimmung zwischen prognostizierten und gemessenen Konvergenzen der Tunnelinnenschale abgeschlossen.

Numerical modelling for crossing over two existing subway tunnels on the example of transport Siel Wallring - To the influence of a transverse pipe drive on the stability of old underground tunnels.
The project Transportsiel Wallring in Hamburg contains a pipe jacking stretch DN1800, which is crossing over two metro tunnels built in the years 1967 to 1969. Therefore the structural safety of the existing tunnel linings, constructed with cast iron segments, has to be calculative verified in advance and an appropriate concept has to be developed to monitor during the pipe jacking drive. Therefore the drive-over is numerically analyzed using a three-dimensional FE model, by using the step by step method. The modelling also considers and includes loads and deformations resulting from the construction phase of the metro tunnels. It can be shown, that the pipe jacking causes different asymmetrical loads and asymmetrical bedding situations of the existing tunnels, so that the structural safety of the metro tunnels has to be confirmed. A separate shell model is used to determine the reserves in structural safety of the tunnel lining for these unsymmetrical loadings during pipe jacking, as a result, the limit deformations can be derived, which are necessary to interpret surveying results in form of warning and alarm values. The pipe jacking DN1800 overneath the existing tunnels has been finished successfully without any exceeding of the warning and alarm values and also in good conformity between calculated and measured convergences of the tunnel lining.

Es wird über umfangreiche Messungen der Horizontalverformungen und der Ankerkräfte an mehrfach rückverankerten Schlitzwänden in nichtbindigem Baugrund berichtet.

No short description available.