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Fr√∂hlich, Thilo; Birtel, Veit; Lotze, DieterZyklische Pr√ľfung von Befestigungen in Beton mittels Schwingungsanregung - Alternative Pr√ľfmethode f√ľr quasi-statische, seismische und erm√ľdungsrelevante EinwirkungenBeton- und Stahlbetonbau8/2019595-602Berichte

Abstract

Im Beton- und Stahlbetonbau kommen Befestigungsmittel für die Verbindung von verschiedenen Bauteilen zum Einsatz. Um die Tragsicherheit solcher Befestigungen zu gewährleisten, werden im Rahmen der Produktqualifizierung experimentelle Eignungsprüfungen durchgeführt. Hier stellen zyklische Versuche eine besondere Herausforderung für die Prüftechnik dar, wobei die Aufbringung der Beanspruchung in der Regel mit servohydraulischen Prüfzylindern erfolgt. In diesem Beitrag wird eine alternative Prüfmethode vorgestellt, die auf dem Prinzip der Schwingungsanregung von Systemen mithilfe elektrodynamischer Shaker oder Unwuchterreger beruht. Damit lassen sich Belastungssituationen wie wiederholte Belastungen auf den Anker oder zyklische Rissöffnungen im Beton erzeugen, die bei der Anwendung von Befestigungen unter statischer bzw. quasi-statischer Einwirkung, aber auch bei Erdbeben- und Ermüdungsbeanspruchung auftreten können. Im Gegensatz zu den gegenwärtigen Zulassungsprüfungen erlaubt die dargestellte Methode, vollständige Verbindungsdetails unter realitätsnahen Randbedingungen zu testen. Dadurch ist es u. a. möglich, die Interaktion zwischen Befestigung und der angeschlossenen Konstruktion zu untersuchen.

Cyclic testing of fastenings in concrete by means of vibration excitation
In concrete and reinforced concrete constructions, fasteners are used to connect various components. In order to ensure the structural safety of such fastenings, experimental suitability tests are performed within the product qualification. In this context, cyclic tests represent a particular challenge for the testing technology, whereby the application of the load is usually carried out with servo-hydraulic test cylinders. This paper presents an alternative testing method based on the principle of vibration excitation of systems by means of electrodynamic shakers or unbalance exciters. Therewith, load situations such as repeated loads on the anchor or crack cycling in the concrete can be generated for fasteners which are used under static or quasi-static actions, but also in case of seismic and fatigue loading. In contrast to current qualification tests, the method presented herein allows to test complete connection details under realistic boundary conditions. Thus it is possible, among other things, to investigate the interaction between the fastening and the connected construction.

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 8/2019Beton- und Stahlbetonbau8/2019603-606Beton- und Stahlbetonbau aktuell

Abstract


Persönliches:
Zum 70. Geburtstag von Prof. Peter Marti

Nachrichten: Anne Katrin Bohle neue Vorsitzende des Stiftungsrats Bundesstiftung Baukultur
Deutsche Bauchemie künftig auch in Berlin präsent
Ein Betonboot geht zu Wasser
Ente gut, alles gut! HTWK-Betonkanuten verteidigen Herren-Titel

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBeton- und Stahlbetonbau8/2019607-608Veranstaltungskalender

Abstract

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Inhalt: Stahlbau 8/2019Stahlbau8/2019Inhalt

Abstract

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Titelbild: Stahlbau 8/2019Stahlbau8/2019Titelbild

Abstract


Zum Titelbild:
Autowaschanlagen in Gewerbegebieten sind meist sehr praktisch gebaut. Das es anders geht, zeigt die Platzüberdachung einer Waschanlage in Kehl. Ein geschwungenes ETFE-Kissendach und aufgelöste Stützen ermöglichen eine leichte und transparente Konstruktion. (Aus dem Beitrag Wilhelm, S. 753)

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Ummenhofer, ThomasPatient oder Zukunftsinvestition?Stahlbau8/2019725Editorials

Abstract

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H√§√üler, Mai; Zabel, Volkmar; Lorenz, WernerSchwingungsbasiertes Spannungsidentifikationsverfahren f√ľr fachwerkartige Eisen- und StahlkonstruktionenStahlbau8/2019726-733Aufs√§tze

Abstract

Die Tragfähigkeitsbeurteilung einer bestehenden fachwerkartigen Eisen- und Stahlkonstruktion ist wesentlich von den vorhandenen Stabnormalkräften und den daraus resultierenden Spannungen abhängig. Liegen ausreichend Informationen zum Tragwerk und den äußeren Einwirkungen vor, können die Stabnormalkräfte im Fachwerk in Form einer statischen Berechnung ermittelt werden. Allerdings lässt sich der Spannungszustand für historische Konstruktionen aufgrund von Unschärfen bei der Überführung in ein statisches Modell meist nur ungenau bestimmen. Als Alternative zur statischen Berechnung können zerstörungsfreie messgestützte Verfahren verwendet werden. Das hierfür neu entwickelte Verfahren basiert auf Schwingungsmessungen und der Finite-Elemente-Modellkalibrierung. Die Stabkräfte der Zugglieder im Fachwerk lassen sich anhand eines analytisch basierten Algorithmus unter Verwendung eines Vergleichs zwischen numerisch berechneten und experimentell ermittelten Eigenfrequenzen und Eigenschwingformen am Gesamttragwerk sowie ausgewählten Einzelstäben bestimmen. Für die getesteten Tragsysteme zeigte sich unter verschieden hohen Beanspruchungen eine sehr gute Übereinstimmung zwischen den im Versuch aufgebrachten und den mithilfe des entwickelten Verfahrens identifizierten Stabnormalkräften. Ferner werden im Beitrag Empfehlungen zur Erstellung eines Messkonzepts sowie Entwicklung von Bemessungsstrategien für In-situ-Untersuchungen und die Zustandsbewertung bestehender Stahlfachwerke angegeben.

Vibration-based stress state identification method for iron and steel truss structures
The assessment of the load-bearing capacity of existing iron and steel truss structures is significantly dependent on the determination of the axial forces and corresponding stresses in axially loaded structural members. The axial forces in truss structures can be estimated by static calculations if accurate information about the structure and external loads are known. However, the stress condition for historical constructions can usually only be estimated inaccurately due to uncertainty in the assumptions of a static model. As an alternative to static calculations, non-destructive measurement based techniques can be used. The newly developed methodology is based on vibration measurements and the finite element model updating. The member forces of the truss members can be calculated by means of an analytically based algorithm and a comparison between the numerically computed and experimentally identified natural frequencies and mode shapes of the truss structure as well as of selected individual members. For the tested structural systems, the identified axial forces by the proposed methodology agree well with the experimentally measured axial forces at different stress states. Furthermore, practical recommendations for the preparation of a measurement concept and development of design strategies for in-situ investigations and safety assessment of existing iron and steel truss structures are given.

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Lorenz, WernerDie eisernen D√§cher und Decken der Eremitage in St. Petersburg - Konstruktion, Bemessung und Legitimation im fr√ľhen StahlbauStahlbau8/2019734-743Aufs√§tze

Abstract

Ab 1838 innerhalb gut eines Jahrzehnts errichtet, müssen die eisernen Dach- und Deckentragwerke der Eremitage-Bauten in St. Petersburg heute aufgrund ihrer Ausdehnung, ihres Variantenreichtums und der noch in großen Bereichen originalen Substanz als einzigartiges Zeugnis aus den Anfängen des Stahlbaus gelten. Sie geben Einblick in die Konstruktionspraktiken einer offenen, noch regellosen Zeit, in der man in Europa erst begann, die Möglichkeiten des Bauens mit Schmiedeeisen und Stahl systematisch zu erkunden. Im Rahmen eines von der DFG geförderten Verbundprojekts wurden sie erstmals archivarisch und in situ detailliert untersucht. Am Beispiel des Winterpalastes stellt der Beitrag nach einer kurzen Typologie der Haupttragwerke zunächst die Organisation dieser Großbaustelle vor, auf der für die Lieferung der Eisenkonstruktionen ein umfassendes Qualitätskontrollsystem entwickelt wurde. Die Untersuchung der Konstruktionsprozesse zeigt auf, dass in Entwurf, Bemessung und Legitimation der neuartigen Tragwerke Erfahrung und “stilles Wissen” ebenso einflossen wie versuchsgestützte Tragsicherheitsnachweise und erste statische Berechnungen und nicht zuletzt baubegleitende Updates aus Versagensfällen und Einstürzen.

The iron roof and ceiling structures of the Hermitage, Saint Petersburg
Erected within a decade from 1838 onwards, the iron roof and ceiling structures of the Hermitage buildings in Saint Petersburg are today a unique testimony to the beginnings of steel construction due to their size, their rich variety and the fact that they are still largely original. They provide an insight into the construction practices of an open, not yet regulated time in which Europe was only just beginning to systematically explore the possibilities of building with wrought iron and steel. As part of a joint DFG-funded project, they were examined in detail for the first time in archives and in situ. Using the Winter Palace as an example, after a brief typology of the main supporting structures the article first presents the organization of this major construction site, where a comprehensive quality control system was developed for the delivery of the iron structures. The analysis of the construction processes shows that the design, dimensioning and legitimation of the new structures were based on experience and “tacid knowledge” as well as on experimental structural safety assessments and early static calculations and, last but not least, on updates from failures and collapses during construction.

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Springer, Johannes; J√ľnger, Ulrich; Kina, SvenAbbruch der alten Rheinbr√ľcke Wiesbaden-SchiersteinStahlbau8/2019744-752Aufs√§tze

Abstract

Zum Zeitpunkt ihrer Eröffnung Anfang der Sechzigerjahre war die Schiersteiner Brücke eine der am weitesten gespannten Stahlbalkenbrücken weltweit. Der Abbruch einer solchen Großbrücke ist eine besondere Herausforderung. In diesem Beitrag werden der Abbruch der 205 m weit gespannten Strombrücke sowie der Verbundbrücken der Schiersteiner Rheinbrücke beschrieben. Neben einer Beschreibung der alten Brückenkonstruktion von 1962 wird detailliert auf die Planung des Abbruchs und die Abbruchstatik für die Strombrücken und die Verbundbrücken des Brückenzugs eingegangen und es werden grundsätzliche Punkte zum Abbruch von Stahlbrücken zusammengetragen.

Demolition of the old bridge over the Rhine in Wiesbaden-Schierstein
At the time of the opening in the beginning of the sixties the Schierstein bridge was one of the longest spanning steel beam bridges all over the world. The demolition of such a large bridge is a special challenge. This article describes the demolition of the 205 m spanned main bridge and of the composite bridges of the Schierstein bridge. Beside the specification of the old bridge structure of 1962, the article details the planning and structural calculation of the demolition of the main bridge and the composite bridges of the whole structure. Some fundamental points to the demolition of steel bridges are compiled.

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Wilhelm, ViktorDas Kehler Hängedach - Über das Entwerfen von IngenieurbauwerkenStahlbau8/2019753-761Aufsätze

Abstract

Im Gewerbegebiet der Stadt Kehl wurde neuerdings ein Hängedach auf “mechanische Bäume” aufgebracht. Von der Revitalisierung dieses Gebiets profitiert nicht nur die Stadt, sondern auch die umliegenden baulichen Strukturen. Welches Potenzial in dieser Bauaufgabe steckt, zeigt die neue Platzüberdachung an einer Waschanlage in Kehl-Sundheim.

A suspended roof
In the industrial area of the city of Kehl, a suspended roof has recently been extended to mechanical trees. The revitalization of industrial areas not only benefits the city, but also the surrounding areas. The potential for this construction project is demonstrated by the new canopy at a car wash in Kehl-Sundheim.

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Li, LongfeiBemessung von Befestigungen mit elastischen Ankerplatten unter Zug- und BiegebeanspruchungStahlbau8/2019762-773Aufsätze

Abstract

Die Bemessung von Befestigungen mit Ankerplatten unter Zug- und Biegebeanspruchung nach FprEN 1992-4 (EC2, Teil 4) [1] setzt voraus, dass die Ankerzugkräfte von der Ankerplatte auf Beton eben verteilt werden. Um diese Voraussetzung zu erfüllen, müssen die Ankerplatten ausreichend steif bzw. biegestarr sein. Die Bedingung für eine biegestarre Ankerplatte ist seit Jahrzehnten ohne zufriedenstellende Lösung untersucht und diskutiert worden. Die neuesten Untersuchungen zeigen, dass die erforderliche Dicke für die biegestarre Ankerplatte in vielen Anwendungsfällen so groß sein kann, dass sie für die Praxis kaum mehr Bedeutung hat. Dies bestätigt die Aussagen von Schneider von 1999 und 2014 [2, 3], dass die Annahme der biegestarren Ankerplatten für die Berechnung der Ankerzugkräfte bei normalen Plattendicken unbrauchbar zu sein scheint. Das heißt, es ist unverzichtbar, dass die elastischen Ankerplatten mit normalen Dicken in der Praxis verwendet werden und die Ankerplatten-Biegeverformungen in der Bemessung berücksichtigt werden müssen.
Im vorliegenden Aufsatz werden die Vorschriften nach FprEN 1992-4 [1] zur Ankerzugkraftermittlung analysiert. Die Besonderheiten für die Bemessung von Befestigungen mit elastischen Ankerplatten werden durch Rechenbeispiele mit einer herstellerunabhängigen Bemessungssoftware für Kopfbolzen und Dübel [4] erläutert und diskutiert.

Design of anchor fastenings with elastic base plates - subjected to tension and bending
For the design of anchor fastenings with base plates under the combined loadings of tension and bending, FprEN 1992-4 (EC2, part 4) [1] dictates that the anchor tension forces are distributed in a linear fashion assuming that the base plate remains flat. To fulfill this condition, the base plate must be sufficiently stiff or rigid so that relative deformation caused by bending is negligibly small. The condition for a rigid base plate has been studied and discussed for decades without a satisfactory solution. The latest investigations show that the required thickness for the rigid base plate can be so great in many application cases that it cannot be used in practice. This is confirmed by Schneider's statements of 1999 and 2014 [2, 3] that the assumption of rigid base plates seems to be useless for the calculation of anchor tension forces for plates with normal thicknesses. That means, for base plates of normal thicknesses, the bending deformations of the base plate must be considered in the design and an elastic base plate model must be used in practice.
In this paper, the regulations in FprEN 1992-4 for the calculation of anchor tension force are analyzed. The special features for the design of anchor fastenings with elastic base plates are explained and discussed by calculation examples using a third-party anchor design software for headed studs and post-installed anchors [4].

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Wimmer, Johannes; Schmidt, Tobias; Seeßelberg, ChristophVergleich und Bewertung elastisch-plastischer NachweisalternativenStahlbau8/2019775-785Aufsätze

Abstract

Um die plastischen Querschnittstragfähigkeiten von gewalzten I-Profilen und Rechteckhohlprofilen auszunutzen, beschreibt DIN EN 1993-1-1 Methoden und gibt Interaktionsformeln an, Schnittgrößen im Querschnitt nachzuweisen. Ferner beschreibt Kindmann in [1, 2] das Teilschnittgrößenverfahren, das mit seinen Weiterentwicklungen zwei weitere Nachweisalternativen liefert.
In diesem Beitrag fassen die Autoren die Grundlagen dieser Nachweisalternativen für gewalzte I-Profile und Rechteckhohlprofile zusammen. Dabei wird besonders auf die Anwendbarkeit eingegangen. Weiter werden anhand zweier Beispielprofile die absoluten Interaktionsräume je Nachweisalternative aufgespannt und gegenübergestellt. Dies erfolgt für die Schnittgrößenkombinationen N-Vz-My, N-Vy-Mz, N-My-Mz und N-Vy-Vz-My-Mz. Hierbei werden Gemeinsamkeiten und Unterschiede herausgestellt. Die Bewertung der Nachweisalternativen erfolgt hinsichtlich der Anwendbarkeit, der Sicherheit sowie der Genauigkeit. Während die Bewertung der Anwendbarkeit subjektiv ist, sind die letzteren Attribute objektiver bewertbar. Der Ausblick resümiert die Praktikabilität der diskutierten Nachweisalternativen.

Comparison and evaluation of elasto-plastic verification alternatives
DIN EN 1993-1-1 describes methods for verifying internal forces in cross-sections in order to determine the plastic cross-sectional load carrying capacity of rolled I-profiles and rectangular hollow sections. Furthermore, Kindmann describes in [1, 2] the Partial Internal Forces Method (TSV), which with further developments provides two alternatives.
In this paper, the authors summarize the basics of these methods of verification for rolled I-profiles and rectangular hollow profiles. Particular attention will be paid to applicability. Furthermore, the absolute interaction spaces for each verification alternative are generated and compared based on two example profiles. This is done for the internal forces combinations N-Vz-My, N-Vy-Mz, N-My-Mz and N-Vy-Vz-My-Mz. Similarities and differences are highlighted. The evaluation of the verification alternatives is carried out regarding applicability, safety and accuracy. While the application is subjective, previous work reveals an objective tendency of the latter attributes. The outlook sums up the practicability of the alternatives discussed.

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Bartenbach, Jochen; Schindler, Steffen; Schulze, Frank; Kulzer, WolfgangStahlbau unter Nutzung von BIM in einem heterogenen SoftwareumfeldStahlbau8/2019786-795Aufsätze

Abstract

Der (homogene) Softwareeinsatz im Stahlbau hat gegenüber anderen Disziplinen des Bauwesens eine lange Tradition. Der “BIM-Gedanke”, wenn auch nicht unter diesem Begriff, wurde bereits in den 1980er-Jahren durch die Verknüpfung der CAD-Dateien der Planung und der CNC-Maschinen der Fertigung gelebt [1]. Die Prozesse resp. der Datenaustausch waren abgestimmt und frei von Schnittstellenproblemen. Heute findet sich der Stahlbau in einem heterogenen und “BIM-geprägten” Softwareumfeld wieder und muss mit anderen Gewerken wie Architektur, Massivbau und der Technischen Gebäudeausrüstung interagieren. Die damit verbundenen Herausforderungen werden in diesem Beitrag diskutiert und an Praxisbeispielen illustriert. Dabei wird die gesamte Wertschöpfungskette des Stahlbaus von der Planung bis zur Montage sowohl in einem homogenen als auch heterogenen Softwareumfeld analysiert. Grundlage ist die BIM-Methode, welche heute digitale Plattformen bereitstellt und mit BIM-Managern sowie BIM-Koordinatoren das neue Miteinander im Bauwesen ermöglicht. Ein Vortrag mit gleichlautender Thematik wurde bereits am 2. steelday am 31. Okt. 2018 in Bern, Schweiz präsentiert [2].

Steelwork using the BIM method in a heterogeneous software environment
There is a long tradition in steelwork to stay in a homogeneous software environment. Since the 1980s steel construction initiated early adoptions of three-dimensional CAD, created sophisticated interfaces to exchange data between different specialized steelwork software products: from design software like CAD and computation programs all the line up to production with computerized numerical control (CNC) machines [1]. With the evolving adoption of BIM in an increasing number of planning disciplines, today steel construction software has to interact i. e. with architectural layout, concrete construction, technical building equipment/HVAC. The software environment transforms to a heterogeneous one, thus challenging the data interfaces between different programs. The related challenges and examples of our experience will be discussed in this article. Today the basis of a common design process in construction is the BIM-method which provides digital platforms accomplished by BIM-managers as well as BIM-coordinators. The same topic of this article was presented on the 2. steelday dated 31st of October 2018 in Bern, Switzerland [2].

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Iliopoulos, AristidisZur Verformungsberechnung von Slim-Floor-TrägernStahlbau8/2019796-807Aufsätze

Abstract

Die Verformungsberechnung einbetonierter Stahlträger (Slim Floor) stellt wegen der Rissbildung des Betons, der Nachgiebigkeit der Verdübelung und des rheologischen Verhaltens des Betons ein umstrittenes Problem dar. DIN EN 1994-1-1 enthält keinerlei Regelungen zur Gebrauchstauglichkeitsbemessung von Slim-Floor-Trägern. Im vorliegenden Beitrag wird ein praxisfreundliches Verfahren vorgeschlagen, welches für die Verformungsberechnung einbetonierter Stahlquerschnitte, durch die Rissbildungsfaktoren von DIN EN 1992-1-1 (&zgr;-Methode), geeignet ist. Empfehlungen zur Berücksichtigung der Nachgiebigkeit der Verdübelung und des Kriechens und Schwindens des Betons werden auch gegeben.

Calculation of deflections of slim floor beams
Serviceability calculations of slim floor systems is a controversial issue due to the uncertainties associated with concrete cracking, the stiffness of the shear connection and the mechanical interaction between concrete, structural and reinforcing steel. EN 1994-1-1 does not include any provisions on the design of slim floor beams. In this paper a method, compatible to the &zgr;-method of EN 1992-1-1, for the determination of deflections in slim floor beams is proposed. Recommendations for considering the flexibility of the shear connection and the influence of creep and shrinkage are also given.

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B√∂ttner, Cornelia; Hauke, BernhardDie Stahlbauten der Moderne und das W√ľstenrot-Hochhaus in Ludwigsburg - Bauhaus, Moderne und die Leistung der IngenieureStahlbau8/2019808-813Berichte

Abstract

Im Zuge der Bauhausbewegung und des Advents der Moderne entwickelt sich mit den neuen industriellen und technischen Möglichkeiten eine eigene Ästhetik. Der Stahl bleibt mit seiner Tragstruktur unsichtbar, doch wird er zum versteckten Helfer moderner Raumideen und einer Industrialisierung des Bauens. Die Weissenhofsiedlung in Stuttgart zeigt dies exemplarisch. Weiters wird mit Entwurf und Tragwerksplanung des Wüstenrot-Hochhauses in Ludwigsburg (1953) von Richard Döcker und Walter Wrycza ein Stahlskeletthochhaus in ebendieser Tradition vorgestellt.

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Stahlbau aktuell 8/2019Stahlbau8/2019814-824Stahlbau aktuell

Abstract


Im Gespräch:
Olivier Vassart

Aktuelles: Stahlbau verbessert, Steel Construction mit Traumstart: Impact-Faktor und CiteScore
Anne Katrin Bohle neue Vorsitzende des Stiftungsrats der Bundesstiftung Baukultur
BIngK fordert nach EuGH-Urteil, die Qualität beim Planen zu erhalten

Persönliches: Heiko Merle Professor für Stahlbau und Verbundbau an der Hochschule Mainz

Firmen und Verbände: DGNB-Präsidium mit zwei neuen Köpfen
SEH Engineering gründet Tochtergesellschaft SEH Reconstruction
BIM-Kompetenzzentrum des Bundes (D) vergeben - planen-bauen 4.0 federführend

Tagungen und Veranstaltungen: Hochmoselbrücke: Wir sind neue Wege gegangen
Kongress Advancements for Metal Buildings 14.-15. Oktober in Marseille
Münchener Stahlbautage 2019 mit neuem Nachwuchspreis
Praxistag Kranbahnen am 19. November im KranHaus Gummersbach
Symposium Ingenieurbaukunst - Design for Construction am 22. November in Stuttgart

Einen Besuch wert: Museum der Bayerischen Könige Hohenschwangau

bauforumstahl news: 6. Gespräch Projektabwicklung bei der Deutschen Bahn

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenStahlbau8/2019825-826Veranstaltungskalender

Abstract

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Ernst & Sohn (Hrsg.)UBB 8/2019 - GesamtausgabeUnternehmerBrief Bauwirtschaft8/20191-44Gesamtausgabe

Abstract

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Titelbild: Bautechnik 7/2019Bautechnik7/2019Titelbild

Abstract


Zum Titelbild: Vom 3D-Laserscan zum BIM-Modell - Ein Erfahrungsbericht aus dem Stahlbrückenbau
Im Zuge der Instandsetzungsplanung eines historischen Hochbahnviaduktes in Hamburg wurden vom Ingenieurbüro Grassl die derzeitigen Möglichkeiten der Digitalisierung im Bauwesen untersucht. Im Vordergrund der Untersuchung stand die Erfassung der Geometrie des bestehenden Brückenbauwerks mit einem 3D-Laserscan, die Verarbeitung der resultierenden Punktwolke zu einem virtuellen Bauwerksmodell (BIM-Modell) und schließlich die Ableitung eines statischen Modells aus dem BIM-Modell. Lesen Sie auf den Seiten 564-571 den praxisnahen Erfahrungsbericht aus dem Ingenieurbüro Grassl über ausgewählte Anwendungsfälle der BIM-Methodik. (Foto/Abb.: Grassl)

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Inhalt: Bautechnik 7/2019Bautechnik7/2019Inhalt

Abstract

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Krispel, Stefan; Peyerl, Martin; Maier, GeraldErhöhung der Sicherheit und Energieeinsparung in Tunnelbauwerken durch Optimierung der Materialauswahl von FahrbahndeckenBautechnik7/2019499-508Aufsätze

Abstract

Dauerhaftigkeit und Langlebigkeit von Fahrbahndecken aus Beton sind allgemein bekannt. Aufgrund dieser Eigenschaften ist, bei Beachtung der wesentlichen Konstruktions- und Herstellungsprinzipien, der Instandhaltungs- bzw. Instandsetzungsbedarf sehr stark reduziert. Dies führt zur Vermeidung von Verkehrsstörungen bzw. Verkehrsstaus und deren Folgekosten. Daneben existieren noch weitere positive Eigenschaften des Betons, welche sich über die gesamte Nutzungsdauer der Betondecke verstärkt auswirken, jedoch weniger bekannt sind. Dies wären u. a. der geringere Kraftstoffbedarf (und damit verbunden eine Reduktion der CO2-Belastung) von Lastkraftwagen aufgrund der nicht verformbaren Betondecke, die Aufnahme und Speicherung von CO2 im erhärteten Beton und Vorteile infolge der hellen Oberflächen des Baustoffs. Ein Forschungsprojekt der Smart Minerals GmbH beschäftigt sich mit dem Aspekt der Helligkeit des Werkstoffs Beton in Fahrbahndecken von Tunnelbauwerken. Durch die guten lichttechnischen Eigenschaften des Betons und die daraus resultierende erhöhte Helligkeit von Fahrbahn und Tunnelwand lässt sich das subjektive Sicherheitsgefühl der Verkehrsteilnehmer erhöhen und der für eine adäquate Beleuchtung notwendige Energieaufwand beträchtlich senken. Um die geforderte Leuchtdichte der Fahrbahn sicherzustellen, benötigen Betonfahrbahnen weitaus geringere Lampenleistungen. Dabei kann theoretisch die Lampenleistung gegenüber Asphaltbelägen um zwei Drittel reduziert werden.

Enhancing safety whilst saving energy in tunnels due to an optimised choice of road surface materials
The durability and longevity of concrete pavements is well known everywhere. Due to these characteristics the overhaul and maintenance requirements, provided the major construction and production principles are respected, are sharply reduced. This results in a prevention of transport disruptions respectively traffic jams and their subsequent costs. However, there are many more positive characteristics of concrete, which become more and more effective during the entire operating life of concrete surfaces, which are widely unknown. Among other things, concrete pavements can reduce the fuel consumption of lorries (resulting in a reduction of CO2 emission), due to non-deformable pavements. Furthermore hardened concrete is able to absorb and store CO2 and there are advantages caused by the bright surface of the material. The Smart Minerals GmbH examines the aspect of brightness of concrete for the road surface of tunnels in the course of a research project. Due to the good photometric characteristics of concrete and the resulting higher brightness of the pavement, the road users have a subjective higher sense of safety and the bright surface of concrete causes a reduction of energy-consumption for lighting. To ensure the required brightness of the pavement, concrete surfaces need much less powerful light sources. Therefore it is theoretically possible to reduce the power of the light source, compared to the asphalt surface, to an extent of two thirds.

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Neue DBV-Arbeitstagung "Typische Schäden im Stahlbetonbau"Bautechnik7/2019508Firmen und Verbände

Abstract

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Bigelow, Hetty; Hoffmeister, Benno; Feldmann, MarkusVereinfachte Simulation von Zug√ľberfahrten - Dynamische Bemessung von WiB-Eisenbahnverbundbr√ľcken mit √§quivalenten EinmassensystemenBautechnik7/2019509-520Aufs√§tze

Abstract

Die Bemessung balkenartiger, einfeldriger Eisenbahnbrücken in WiB-Bauweise ist maßgeblich an Fragestellungen zur zuverlässigen Abschätzung möglicher Resonanzrisiken gekoppelt. Bekanntlich verhalten sich WiB-Brücken in der Realität deutlich günstiger als anhand von Berechnungen prognostiziert. In vielen Fällen kann der vereinfachte rechnerische Resonanznachweis gemäß DIN EN 1991-2 für Überfahrtsgeschwindigkeiten vö ≤ 200 km/h nicht erbracht werden, sodass eine Vielzahl von Zugüberfahrten anhand numerischer Modelle zu simulieren ist. Bei vö > 200 km/h sind immer Simulationsrechnungen erforderlich.
Der vorliegende Beitrag zeigt, wie anhand äquivalenter Einmassensysteme Zugüberfahrten simuliert werden können. Am äquivalenten System werden zunächst vertikale Durchbiegungen und Beschleunigungen in Feldmitte des Ausgangsbalkensystems ermittelt. Aus den Ergebnissen lassen sich alle bemessungsrelevanten Zustandsgrößen ermitteln. Die signifikante Zeitersparnis im Vergleich zur Berechnung mit einem Balkensystems resultiert daraus, dass die entsprechenden Zustandsgrößen lediglich an relevanten Stellen im System ermittelt werden.
In diesem Beitrag werden ideal gelenkig gelagerte Balkensysteme und Balkensysteme mit zusätzlichen Drehfedern an den Auflagern (Abbildung der Einspannwirkung von über die Brückenenden hinauslaufenden Gleisen) in äquivalente Einmassensysteme überführt. Die am äquivalenten System ermittelten Ergebnisse werden durch Vergleichsrechnungen an Balkensystemen verifiziert.

Simplified simulation of train crossings - dynamic design of filler beam railway bridges using an equivalent SDOF system
Design of simply supported longitudinal filler beam bridges is strongly linked with questions regarding reliable estimation of a possible resonance risk. As is generally known, filler beam bridges behave much better in reality than predicted by calculation. In many cases, a simplified formula based resonance check provided by EN 1991-2 for crossing velocities vö ≤ 200 km/h cannot be fulfilled. Thus, a high number of train crossings have to be simulated with numerical models. For vö > 200 km/h, simulations always have to be performed.
This paper demonstrates, how to simulate train crossings with an equivalent single-degree-of-freedom (SDOF) system. With the equivalent system vertical deflections and accelerations are calculated in mid-span of the original beam system. From these results all parameters required for design can be derived. This significantly saves time as respective parameters are only calculated and evaluated for relevant spots in the system.
An ideally hinged beam system and a beam system with additional rotational springs, (where the springs represent the restraining effect of tracks overlapping the bridgés ends) are transformed into equivalent SDOF systems. Results obtained with an equivalent model are verified by comparison with results obtained with a beam model.

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Ney, Laurent; Burgmann, KarlFu√üg√§ngerbr√ľcke Dejima, Nagasaki, JP - Eine Gegen√ľberstellung von Ma√üst√§benBautechnik7/2019521-527Berichte

Abstract

Die neue Dejima-Fußgängerbrücke hat eine Länge von 38,50 m und eine Breite von 4,40 m. Es handelt sich um eine Stahlkonstruktion. Der Gehwegbelag besteht aus Holz. Der zurückhaltende Entwurf und der verwendete Maßstab wurden durch den historischen Kontext beeinflusst.

Footbridge Dejima, Nagasaki (JP) - a confrontation of scales
The new Dejima Footbride is a 38.50 m long steel pedestrian bridge with a timber deck. It's restrained design is influenced by its material context and the intention to build modestly in this place of historical importance.

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Purtak, FrankNachweisverfahren zum Erhalt des gemauerten Chemnitztal-Viadukts - 22. Dresdner Baustatik-Seminar - "Realität - Modellierung - Tragwerksplanung"Bautechnik7/2019528-548Berichte

Abstract

Am Beispiel der gemauerten neunfeldrigen Eisenbahn-Bogenbrücke in Chemnitz werden für den Nachweis der Standsicherheit verschiedene Verfahren gegenübergestellt. Die maßgebende Stützlinie wird mithilfe einer speziellen FE-Berechnungssoftware ermittelt, welche die Strukturnichtlinearität von gemauerten Konstruktionen berücksichtigt. Die Bemessungsfestigkeit des Mauerwerks unter ausmittiger Beanspruchung wird mit verschiedenen Verfahren ermittelt. Zur Kalibrierung des Berechnungsmodells wurden Belastungsversuche mit einem 600-t-Schwertransport durchgeführt. Der Erhalt des Chemnitztal-Viadukts soll Ziel der Untersuchung sein.

Analysing the masonry Chemnitztal-Viaduct with the aim of preservation of the railway bridge
Using the example of a nine-field railway arch bridge in Chemnitz different methods for the verification of the structural stability are compared. The determination of the relevant thrust line is determined using a special FE calculation software, which takes into account the structural non-linearity of masonry constructions. The design resistance of the masonry under eccentric stresses is determined by various methods. For the calibration of the calculation model load tests were carried out with a 600 t heavy load. The preservation of the Chemnitztal Viaduct should be the aim of the analysis.

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