Die Berechnung von hochdynamisch beanspruchten Bauteilen stellt hohe Anforderungen an die verwendeten Methoden und Stoffgesetze. Neben dem nichtlinearen Verhalten des Betons durch das Risswachstum ist die bei hohen Belastungsgeschwindigkeiten erhöhte Festigkeit zu berücksichtigen. Zusätzlich ist das Verhalten der Mikroporen unter einer hydrostatischen Beanspruchung einzubeziehen. Die Art der Entlastung von stark hydrostatisch beanspruchtem Beton entscheidet über die Höhe der Energiedissipation.
In dieser Arbeit wird das elementfreie Galerkin-Verfahren verwendet, um in Kombination mit einem kohäsiven Rissansatz die Rissentwicklung im Beton darzustellen. Das Verhalten der Mikroporen wird über eine Volumenfunktion implementiert, deren Entlastungsfunktion ebenfalls vorgestellt wird. Das Simulationsmodell wird an verschiedenen statischen und dynamischen Versuchen validiert. Die Berechnung eines mit einer Kontaktdetonation beaufschlagten Betonkörpers zeigt ein Rissbild, das das experimentell bestimmte gut abbildet.

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Gewächshäuser sind Sonderkonstruktionen des Stahlleichtbaus. Sie sind in Deutschland seit 1958 in einer eigenen Gewächshausfachnorm geregelt, deren Vornormversion, die DINV 11535-1: 1998-02, noch heute bauaufsichtlich eingeführt ist. Diese Vornorm bezieht sich jedoch noch auf die alte Normenreihe DIN 1055, was eine Reihe von Fragen und Problemen aufwarf. Im März 2014 sind zwei neue DIN-Spezifikationen erschienen, die DIN SPEC 18071 für Produktionsgewächshäuser und die DIN SPEC 18072 für Verkaufsgewächshäuser, die sich beide auf das aktuelle Eurocode-Bemessungskonzept stützen und die für den modernen Gewächshausbau erforderlichen Spezifizierungen und Erweiterungen enthalten. Über die neuen Regelungen, die Erkenntnisse aus Fachgesprächen, der Fachliteratur und internationalen Normungsvorhaben berücksichtigen, wird in diesem Beitrag berichtet.

Greenhouses - The new DIN SPEC regulations in Germany.
Horticultural greenhouses are especially purpose-built lightweight steel structures. In Germany, there has been a Horticultural Greenhouse Preliminary Standard since 1958, the DINV 11535-1:1982-02, which is still applicable and approved by the building authorities. However, this standard still refers to the older DIN 1055 series of standards, which has resulted in a series of queries and problems. In March 2014, two new DIN Specifications were released, the DIN SPEC 18071 for Production Greenhouses and the DIN SPEC 18072 for Sales Greenhouses, which are both based on the latest Eurocode design concept and which contain the specifications and upgrades required for modern greenhouse design and construction. This article presents the new regulations, which reflect the findings and conclusions from technical discussions, technical literature and international standard projects.

Gleitfeste Verbindungen im Stahlbau ermöglichen schlupf- und verformungsarme geschraubte Anschlüsse, die vorwiegend in Konstruktionen zum Einsatz kommen, in denen ungewollte Verformungen innerhalb der Verbindungen die Gebrauchseigenschaften der Tragwerke einschränken würden. Typische Einsatzgebiete stellen beispielsweise Funkmasten und ermüdungsbeanspruchte Brücken oder Türme von Windenergieanlagen dar. Wesentliche Kenngrößen derartiger Verbindungen sind die Haftreibungszahl und die Höhe der Vorspannung in den Schrauben. Die neue Herstellungsnorm für Stahlbauten, die DIN EN 1090-2, bietet im Gegensatz zur DIN 18800-7 die Möglichkeit der Berücksichtigung verschiedener Arten von Oberflächen und Oberflächenvorbereitungen über unterschiedliche Gleitflächenklassen und stellt mit dem Anhang G ein detailliertes Prüfverfahren zur Ermittlung der Haftreibungszahl unter Berücksichtigung der Kriechgleitneigung zur Verfügung. Die Unterschiede in der Prüfmethodik im Vergleich zur TL/TP-KOR-Stahlbauten liegen im Detail und können zu ungünstigeren Haftreibungszahlen führen.

Slip-resistant connections according to Eurocode 3 and DIN EN 1090-2.
Slip-resistant connections in steel structures permit bolted connections with low slip and deformation, which are mainly used in structures, in which deformations of the connections would limit the serviceability of the structures. Typical applications can be found in radio masts, bridges and towers of wind turbines, which are loaded by fatigue. Essential characteristics of these connections are the slip factor and the preload in the bolts. The new execution standard for steel structures, DIN EN 1090-2, provides in contrast to DIN 18800-7 the possibility of considering different surface treatments by various classes and with Annex G, it provides a detailed test method to determine the slip factor taking into account possible creep effects. The differences in the testing methodology in comparison to the TL/TP-KOR-Stahlbauten are in the details and can lead to unfavourable slip factors.

Die Re-Investitionen in den Ingenieurbaubestand der Bundesrepublik Deutschland können durch eine Verlängerung der Nutzungsdauer der Bauwerke erheblich gesenkt werden. Der vorliegende Beitrag berichtet über Arbeiten, die im Rahmen des Sonderforschungsbereiches SFB 477 “Sicherstellung der Nutzungsfähigkeit von Bauwerken mit Hilfe innovativer Bauwerksüberwachung“ an der TU-Braunschweig entstanden sind. Es wird auf das Hauptthema der Lebensdauerbestimmung alter stählerner Bauwerke durch Monitoring eingegangen, dem sich ein Überblick von verschiedenen Methoden zur Bestimmung des inhärenten Schadens im Tragwerk anschließt. Die zuverlässige Bestimmung von Schwachpunkten im Bauwerk wird erläutert und die richtige Wahl der Monitoringstrategie für das betrachtete Tragwerk angesprochen. Im Anschluss wird ein Verfahren zur Lebensdauervorhersage von ermüdungsbeanspruchten Bauwerken durch Monitoring und begleitende Versuche vorgestellt. Ein Abschnitt über die Risserkennung am Bauwerk mit Hilfe von Piezo-Rastern schließt den Artikel ab.

Life cycle prediction of steel structures.
The reinvestments into the civil engineering buildings in Germany can be substantially lowered by an extension of their service life. This paper gives an overview of methods which were developed by the Collaborative-Research-Center SFB 477 “Life cycle assessment of structures via innovative monitoring” at the Technischen Universität Braunschweig. The main topic is the lifetime assessment of old steel buildings by monitoring, followed by an overview of different methods to determine the inherent damage in the structure. The reliable determination of weak points in the building is described and the correct choice of the monitoring strategy for a weak detail is explained. A procedure is presented to determine the life expectancy of fatigue-stressed buildings by monitoring and further attempts. The article is closed by a section over the flaw detection at buildings by using piezo arrays.

In Wien wurde von September 2008 bis Juli 2009 die Stahltragkonstruktion eines Hochhauses errichtet. Über einem 30 m hohen und 27 m breiten Luftraum war schwebend ein 13-geschossiger Turm zu errichten. Als Haupttragsystem wurden in die Wände integrierte Stahlfachwerke gewählt. Die Verbindung der Stahlkonstruktion mit den Betontragkonstruktionen und deren unterschiedliche Steifigkeiten stellten hohe Ansprüche an das Planungsteam des Bauherren UNIQA, bestehend aus Werner Consult Ziviltechniker GesmbH und dem Zivilingenieurbüro Roller. Detailplanung, Fertigung und Montage der Konstruktion erfolgten durch die ARGE Stahlbau PS1, bestehend aus Zeman und Strabag. Der Auftrag konnte unter anderem aufgrund eines innovativen Montagekonzeptes gewonnen werden. Die untersten Geschosse wurden mit ihren Decken auf Erdgeschossniveau zusammengebaut und die rund 1600 t schwere Konstruktion auf 30 m Höhe gehoben. Der Rohbau konnte nur auf Grundlage einer sehr intensiven Zusammenarbeit zwischen den ARGE-Partnern aus dem Stahl- und Stahlbetonbau termingerecht und im Kostenrahmen abgeschlossen werden.

UNIQA PS1 a high rise building made from steel.
From September 2008 to July 2009 the steel construction of a high rise building was erected in Vienna. A 13-storey tower floats above an air-space with 30 m height and 27 m width. The main carrying structure consists of a latticed framework which is integrated into the walls. The connection between the steel construction and the concrete structure was an ambitions task for the structural team of the client UNIQA, consisting of Werner Consult Ziviltechniker GesmbH and Zivilingenieurbüro Roller. Detail engineering, fabrication and erection was executed by ARGE Stahlbau PS1 consisting of Zeman and Strabag. The order was won amongst other reasons because of an innovative erection procedure. The two lowest floors were pre erected on the ground floor and the approximately 1600 tons lifted into the final position on 30 m afterwards. It was only possible to complete this task on time and in budget due to the intensive cooperation between the partners from the steelworks and the concrete works.

Verbundkonstruktionen, insbesondere Stahlfachwerkskonstruktionen, werden in Deutschland auch im Brückenbau in immer größer werdender Anzahl ausgeführt (1). Die hier vorgestellte Brücke besteht aus einem Stahlfachwerk aus geschweißten Hohlprofilen sowie einer mit dem Obergurt in Verbund stehenden Fahrbahnplatte. Da der Verkehr während der Bauzeit weitgehend ohne Einschränkungen aufrecht erhalten werden mußte, wurde die Brücke neben einer bereits bestehenden Brücke hergestellt. Auf die Besonderheiten, insbesondere die statische Berechnung, wird im folgenden näher eingegangen.

In diesem Beitrag wird die Verwendungsmöglichkeit axial beanspruchter Verbindungsmittel in Fachwerkträgern aus Buchenfurnierschichtholz mithilfe experimenteller Untersuchungen genauer betrachtet. Die zur Bemessung benötigten Festigkeits- und Steifigkeitskennwerte und die notwendigen konstruktiven Randbedingungen (Mindestabstände, Einbindelänge) werden ermittelt, diskutiert und mit dem derzeitigen Stand der Technik verglichen. Zur Verifizierung der ermittelten Parameter sowie des Tragverhaltens der untersuchten Verbindungsmittel in Gesamttragsystemen werden im Anschluss Versuche an Fachwerkträgern (Spannweite 10 m, statische Höhe 1,25 m) mit unterschiedlichen Knotenpunktausbildungen vorgestellt. Besonderes Augenmerk wird, neben der Tragfähigkeit, auf die Steifigkeit der geprüften Träger gelegt und somit die Leistungsfähigkeit der vorgestellten Verbindungsmittel herausgearbeitet.

Trusses made of beech-LVL
The suitability of axially loaded fasteners in trusses made of beech-LVL is studied by experimental investigations. The strength and stiffness properties and the structural boundary conditions (minimum distances, penetration length) are determined, discussed and compared with the state of the art. To verify the parameters as well as the load-bearing behavior of the investigated fasteners, results of full-scale tests with trusses (span 10 m, static height 1.25 m) with different node configurations are presented. In addition to the load-bearing capacity, the stiffness of the tested trusses is under special attention to clarify the performance of the presented connections.

Die Weiterentwicklung des europäischen Eisenbahnnetzes ist unter anderem durch den vermehrten Einsatz von Hochgeschwindigkeitszügen und eine signifikante Anhebung der Betriebsgeschwindigkeiten gekennzeichnet. Um die Auswirkungen von Zugbeanspruchungen auf Eisenbahnbrücken im Rahmen einer dynamischen Bemessung hinreichend genau vorhersagen zu können, ist die Kenntnis der wesentlichen dynamischen Systemeigenschaften erforderlich. Nur so können bemessungsrelevante Resonanzeffekte, die bei hohen Geschwindigkeiten grundsätzlich nicht auszuschließen sind, rechnerisch auf zuverlässige Weise erfasst werden. Messungen insbesondere an WIB-Überbauten zeigen jedoch, dass eine realistische rechnerische Abschätzung von Brückeneigenfrequenzen schwierig ist. Tatsächliche und rechnerische Werte weichen in vielen Fällen erheblich voneinander ab. Als ursächlich wird hierfür unter anderem eine unzureichende Berücksichtigung baulicher Randbedingungen angesehen, die teilweise erheblichen Einfluss auf die Steifigkeits- und Dämpfungseigenschaften der Brücke haben. Der erste Teil des Beitrags führte in die Problematik ein und präsentierte Ergebnisse aus Messuntersuchungen an WIB-Brücken. Im vorliegenden zweiten Teil des Beitrags wird nun auf Grundlage numerischer Studien gezeigt, wie sich bauliche Randbedingungen auf das dynamische Verhalten von WIB-Überbauten auswirken. Abschließend werden die Untersuchungsergebnisse dazu genutzt, Vorschläge für eine genauere dynamische Bemessung abzuleiten.

On the influence of constructional elements on the dynamic behaviour of filler beam railway bridges.
Enhancements of the European railway system are amongst other things mainly characterized by increased usage of high speed trains and significantly raised operating speeds. To predict effects of train loading on railway bridges for a dynamic design adequately, knowledge of the system’s significant dynamic characteristics is required. Only this ensures that resonance effects, which generally cannot be screened out for high speeds, can be covered analytically by reliable values. Measurements especially carried out on filler beam bridges have shown though that a realistic estimation of eigenfrequencies of bridges is difficult. Actual values and measured ones differ significantly in many cases. In particular non-consideration of structural constraints is seen as reason for this, given that they have an immense effect on a bridge’s stiffness and damping characteristics. The first part of the contribution gave a brief survey on the dynamics of high-speed railway bridges. Furthermore results from measurements on filler beam railway decks were presented. In this second part of the contribution the influence of particular constructional elements on the dynamic behaviour of filler beam bridges is investigated, supported by numerical studies. Finally the main outcomes are discussed and proposals for an improved dynamic bridge design are made.

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