Berichtet wird über Entwurf und Ausführung der Stahlkonstruktion der Wartungshalle 3, die mit ca. 300 x 80 m Grundfläche zu den größten in Europa zählt. Erläutert werden die Ausführung der Haupttragelemente der Halle und das statische Gesamtkonzept unter Berücksichtigung der zu untersuchenden Ausfall- und Katastrophenzustände. Breiten Raum nimmt hierbei der Torbinder mit 2 x 152,5 m Spannweite ein. Bei der Montage der Stahlkonstruktion wurden neue Wege beschritten. Insbesondere die Montage des Torträgers, die mit hydraulischen Hubaggregaten in zwei Etappen erfolgte, wird detailliert beschrieben und mit Skizzen und Fotos vom Bauzustand erläutert.

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Aus fertigungstechnischen Gründen kommen immer mehr "semi rigid connections" als Verbindungselemente zur Anwendung. Deren Verformbarkeit darf bei geometrisch nichtlinearen Berechnungen in der Regel nicht vernachlässigt werden; insbesondere dann nicht, wenn rechnerische Versagenszustände zu betrachten sind. In Stabwerksprogrammen ist das Tragverhalten von Anschlußkonstruktionen mit Hilfe von Makroelementen, z. B. Biegemomentenfedern, erfaßbar; deren Kennlinien sind die Momenten-Rotations-Kurven der Verbindungen. Bisher wurden die Momenten-Rotations-Kurven fast ausschließlich mit Hilfe von Versuchen ermittelt. In diesem Aufsatz wird der Einsatz numerischer Methoden, insbesondere der Finite-Element-Methode, für die Berechnung des Tragverhaltens geschraubter Anschlüsse, vorgesellt.

Es wird eine Methode vorgestellt, die einer dehnungsorientierten Bemessung stählerner Stabtragwerke dienen kann. Sie stützt sich auf die Methode der wirksamen Breite, die dehnungsorientiert formuliert wird. Dadurch kann das Verhalten von Tragwerksteilen sowohl im Vor- als auch im Nachtraglastbereich studiert werden. Grundlage der vorliegenden Methode ist das Tragverhalten von Plattenelementen als Querschnittsteile. Es werden dementsprechend Platten für verschiedene Beanspruchungs- und Lagerungsbedingungen und Imperfektionen untersucht. Geometrische Imperfektionen und Einspannungen können sowohl explizit als auch implizit durch geeignete Wahl von Beulkurven berücksichtigt werden. Die Materialverfestigung wird ebenso rechnerisch erfaßt. Die Rechenergebnisse werden mit Ergebnissen von experimentellen und theoretischen Untersuchungen verglichen. Das Verfahren erlaubt die einheitliche rechnerische Behandlung aller Querschnittsklassen, unabhängig von den b/t-Verhältnissen ihrer Plattenteile.

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Das Gebäude ist 240 m lang, 35 m breit und 30 m hoch, produziert wird auf zwei Ebenen. Auf dem Dach ist ein Technikgeschoß untergebracht. Für das Tragwerk im Erdgeschoß wurde eine feuerbeständige Verbundrahmenkonstruktion gewählt, bei der die Brandschutzanforderungen durch Beton in den Profilkammern erfüllt wurden. In den oberen Geschossen konnte die Stahlkonstruktion ungeschützt bleiben. Die Stützen wurden jedoch aus Gründen höherer Steifigkeit ebenfalls mit kammergefüllten Verbundstützen ausgeführt. Das ganze Gebäude wird besprinklert.

Ziel des Forschungsvorhabens war, den Einfluß des Schweißens an kaltverformten Profilen auf das Dauerschwingverhalten zu untersuchen. Als Werkstoffe wurden ein unlegierter und ein niedriglegierter höherfester Baustahl, die im Stahl- und Fahrzeugbau von Bedeutung sind, ausgewählt. Für die Kaltprofile sind die in der Praxis häufig eingesetzten Blechdicken 6 mm und 4 mm mit jeweiligen Kaltverformungsgraden in der Krümmung von 33 % und 50 % ausgewählt worden. Es sollte allein der Einfluß der möglichen Reckalterung neben der Schweißnaht differenzierend und vergleichend am Beispiel "Winkelprofil" ermittelt werden. Die Versuchsergebnisse zeigen, daß in keinem Fall Anrisse in der Alterungszone neben der Schweißnaht auftraten. Mit den Ergebnissen soll eine Basis zweckmäßiger Festlegungen für den Einsatz von geschweißten, kaltverformten Bauteilen unter "nicht vorwiegend ruhender Belastung" geschaffen werden (DIN 18809, Eurocode 3, DS 804).

Im Labor für Konstruktiven Ingenieurbau der Universität Kaiserslautern wurden zahlreiche Verbunddeckenversuche mit verschiedenen Profilblechen durchgeführt, um Bemessungswerte für deren Tragfähigkeit zu erhalten. Der Beitrag vergleicht die beiden wichtigsten Verfahren für die Bemessung von Verbunddecken, die m+k-Methode und die Teilverbundtheorie, die beide im europäischen Regelwerk für Verbundkonstruktionen Eurocode 4, enthalten sein werden. Insbesondere werden hier die Anwendung der Teilverbundtheorie beschrieben und das zugehörige Bemessungsverfahren erläutert.

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Mit dem Bau des Münchener Order-Centers wurde eindrucksvoll demonstriert, daß die Durchführung eines solchen Projektes sowohl von dem Sachverstand der Beteiligten als auch vom Willen zur Zusammenarbeit über die Entwurfsphase hinaus bis zur Werkstattfertigung und zur Ausführung wesentlich bestimmt wird. Das Verbundtragwerk zeichnet sich nicht nur durch die beachtlichen Gebäudeabmessungen von 275 m x 125 m und von ca.102 000 m2 Deckenflächen aus, sondern auch durch die Auslegung für SLW- und schweren Gabelstaplerbetrieb. Das Tragwerk wurde im wesentlichen als schraubenlose Verbundkonstruktion in der Feuerwiderstandsklasse F 90 ausgeführt.

Im Eurocode 3/Annex C wird eine auf bruchmechanischen Überlegungen beruhende Methode zur Auswahl der Stahlgüte für geschweißte Stahlbauten propagiert, die sich von der DASt-Richtlinie 009 unterscheidet. Ihr Beurteilungssystem beruht auf einer empirischen Verknüpfung von konstruktiven und werkstofflichen Daten mit Auslegungswerten, das aber durch Großprobenversuche abgesichert ist. Der Vergleich der Stahlgüten, die nach den beiden Vorschriften für die gleiche Konstruktion zu wählen sind, ergibt bei St 37-Sorten im wesentlichen realistische Empfehlungen, bei St 52-3 und höherfesten Sorten führt aber die Anwendung des EC3/Annex C zu viel zu geringen Dicken bei -30 °C oder zu zu hohen zulässigen Beanspruchungstemperaturen bei festgelegter Dicke des Werkstoffs.

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Winderregtes Flattern von Brücken mit plattenähnlichem Querschnitt erfolgt in einer gekoppelten Biege-Torsions-Form. Der rechnerische Nachweis kann u. U. an einem ebenen Ersatzsystem geführt werden. Die hierfür erforderliche Generalisierung ist allerdings unmöglich oder äußerst konservativ, falls die Eigenformen der Biege- und Torsionsschwingungen stark nichtaffin sind. Dem Flatternachweis ist dann eine räumliche Modellierung zugrundezulegen. Die klassischen Verfahren des Fugzeugbaus zur Lösung des räumlichen Problems gehen von differentiellen Bewegungsgleichungen aus. Für Anwendungen des Brückenbaus erweist sich die Methode der Finiten Elemente als vorteilhafter. Es werden zwei Balkenelemente verschiedener Komplexität definiert und die entsprechenden Element-Matrizen angegeben. Aufstellen und Lösen der dikretisierten Bewegungsgleichungen wird beschrieben. Ergebnisse einer numerischen Studie werden vorgestellt und erörtert.

Zu diesem Thema gab es im "Stahlbau", H. 11/1984, S. 333-337 einen Bericht und einen Verbesserungsvorschlag: Die "Lippe", damals "Nase" genannt, sollte als der schwächste Teil des Bauteiles angeschweißt werden. Um sich diesen Aufwand zu ersparen, hat die Firma veränderte Gußteile mit größeren "Lippen" hergestellt und durch weitere Versuche nachgewiesen, daß damit die Tragfähigkeit gesteigert wird. Die Auswertung dieser Versuche ergab, daß für M 18 und M 24 das Anschweißen nicht notwendig ist, da die Tragfähigkeit größer als die Zugkraft der Diagonalen ist. Für M 30 muß allerdings eine aus einem Diagramm ablesbare Abminderung angesetzt werden, so daß die zulässige Belastbarkeit der Diagonalen nicht voll ausnutzbar ist. Die Gründe hierzu werden dargelegt. Es werden außerdem Angaben über den Einfluß der Blechdicke auf die unmittelbare Tragfähgkeit des Anschlußbauteils gemacht, und es wird aufgezeigt, wie die gewünschte Tragfähigkeit für M 30 erreicht werden kann.

Es werden finite Stabelemente in einfachster Form zur Beschreibung von radialen einachsigen Hauptspannungszuständen in keilförmigen Scheiben benutzt. Die Lösung wird in allgemeiner Form angegeben und durch Stbkräfte dargestellt. Es werden Sonderfälle behandlet und Vergleiche mit bekannten Lösungen der Scheibentheorie durchgeführt. Als Anwendungsbeispiel für die Praxis wird eine trapezförmige Scheibe mit einem Näherungsverfahren berechnet.

Es wird über eine neuartige Konstruktion einer alten Eisenbahnbrücke berichtet. Drei parabolische isostatische Fachwerkkonstruktionen wurden durch eine kontinuierliche Stahlkonstruktion ersetzt.

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Es wird eine Spurführungsregelung vorgestellt, die den Brückenkran mit Hilfe der Fahrantriebe so lenkt, daß seine Fahrbewegung dem Schienenverlauf folgt. Die horizontalen Schräglaufkräfte und die Querschlupfarbeit zwischen Rädern und Schienen werden wirkungsvoll vermindert. Messungen an einem Versuchs-Brückenkran und mit einem theoretischen Modell durchgeführte Berechnungen werden dargestellt und diskutiert.

Die Steifigkeit dünnwandiger Rahmen und damit ihre Stabilität sind abhängig von der Ausbildung der Rahmenecken und den Auflagerbedingungen. Es wird eine Theorie für die Übertragung der Verwölbung und die teilweise Einspannung für vier Typen Rahmenecken aus I-Trägern vorgestellt. Diese Theorie beruht auf einer Kombination von Verwölbung und lokaler Formänderung des Querschnitts. Für jeden Typ der Ecken sind die Ergebnisse in Form einer Kontinuitätsbedingung und eines Steifigkeitsbeitrages dargestellt. Dieses Format ist kompatibel mit der Darstellung von Rahmen durch dünnwandige Trägerelemente nach der Elementenmethode auf der Basis der Elastizitätstheorie. Der Einfluß des Eckentyps auf die kritische Biegedrillknicklast von Rahmen wird durch numerische Beispiele veranschaulicht.

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Bedingt durch die mit dem Seildurchhang verbundene räumliche Nichtlinearität der Abspannbündel sind die Schwingungen abgespannter Maste, insbesondere bei großen Auslenkungen, ihrereseits von nichtlinearem Typ und wegen der unterschiedlichen stabil-labilen Zustände in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung chaotisch. Das System wird dadurch beständig verstimmt, was sich im Sinne einer starken Bedämpfung auswirkt.

Im Zuge der Erweiterung der Lufthansa-Werft in Hamburg wurde die Überholungshalle als Stahlkonstruktion errichtet. Als Besonderheit dieses Bauwerks gilt nicht nur das bogenförmige Haupttragglied, an dem ein Fachwerkträgerrost hängt und das dem Bauwerk einen besonderen architektonischen Reiz gibt, sondern auch das Bauverfahren: Der Bogen mit den darunterhängenden Fachwerkträgern wurde im Vorfeld der Halle zusammengebaut, über 100 m verschoben und dann 26 m hoch in seine endgültige Lage gehoben.