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Bauindustrie zieht positive Jahresbilanz 2018Bautechnik4/2019359Firmen und Verbände

Abstract

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Gro√üe, Christian U.; Arndt, Ralf W.; M√§hner, Dietmar; Niederleithinger, Ernst; Taffe, AlexanderZerst√∂rungsfreie Pr√ľfung im Bauwesen: Memorandum zur Lehre an deutschsprachigen HochschulenBautechnik4/2019360-368Berichte

Abstract

Dieses erste Memorandum zur Lehre und Forschung an deutschsprachigen Hochschulen auf dem Gebiet der zerstörungsfreien Prüfung im Bauwesen gibt einen Überblick hinsichtlich der akademischen Ausbildung und zeigt mögliche Schwerpunkte vor allem in der Lehre auf. Diese Schwerpunkte berücksichtigen auch aktuelle Entwicklungen und Themen auf dem Gebiet der Forschung. Es werden Anregungen zur Entwicklung bzw. Weiterentwicklung der Lehr-Curricula im Hinblick auf eine umfassende und solide fachliche Ausbildung der Studierenden des Bauwesens und angrenzender Fachrichtungen gegeben. Inhaltlich und formal lehnt sich der Beitrag an dem Memorandum der Hochschullehrer im Fachgebiet “Werkstoffe im Bauwesen” (BREIT et al., 2012) an und beruht auf einer Initiative des Unterausschusses Ausbildung - Arbeitsgruppe Ausbildung in der Hochschule - des Fachausschusses ZfP im Bauwesen der Deutschen Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP). Die Hauptredaktion wurde übernommen von Prof. CHRISTIAN U. GROßE (TU München) und Prof. RALF W. ARNDT (FH Erfurt).

Non-destructive testing in civil engineering: memorandum on teaching at German-speaking universities
This paper summarizes actual developments and draft fundamental teaching topics in the field of non-destructive testing in civil engineering concerning the academic education in German-speaking universities.
This first memorandum on teaching and research in the field of non-destructive testing in civil engineering (NDTCE) at German-speaking universities provides an overview of the academic education and highlights possible focuses, especially in regards to teaching but also take into account noteworthy developments and topics in research in the field of NDTCE. Suggestions are given for the development and advancement of the teaching curricula in regards to a comprehensive and sound professional education of students in civil engineering and adjacent disciplines. In terms of content and form, this contribution is based on the memorandum of university teachers in the sister field of “Building Materials”. Resulting parallels are therefore not by chance but rather intended. The memorandum is based on an initiative of the Subcommittee on Education - Workgroup Education in Universities - of the technical committee NDT in Civil Engineering of the German Society for Nondestructive Testing (DGZfP). The main editorial office was taken over by Prof. CHRISTIAN U. GROßE (TU Munich) and Prof. RALF W. ARNDT (FH Erfurt).

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Bautechnik aktuell 4/2019Bautechnik4/2019369-373Bautechnik aktuell

Abstract


NACHRICHTEN:
ULRICH FINSTERWALDER INGENIEURBAUPREIS 2019

VERANSTALTUNGEN: DRESDNER SYMPOSIEN IM DOPPELPACK

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik4/2019374Veranstaltungskalender

Abstract

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Titelbild: Beton- und Stahlbetonbau 4/2019Beton- und Stahlbetonbau4/2019Titelbild

Abstract


Zum Titelbild:
Der 1882 in Betrieb genommene Bahnhof Berliner Ostkreuz wurde seit 2006 bei laufendem Betrieb umgebaut. Im April 2016 begann der Wiederaufbau der historischen Fußgängerbrücke. Die Stahlträgerkonstruktion der Abgänge und des Überbaus wurde mit knapp 200 Liapor-Leichtbeton-Elementen mit den Druckfestigkeitsklassen LC8/9 und LC12/13 ausgefacht. Die Elemente haben eine Stärke von 12 cm und die Gesamtfläche beträgt 840 m2. Die nach den Originalplänen wieder aufgebaute Fußgängerbrücke am Berliner Bahnhof Ostkreuz ist seit Anfang 2019 wieder komplett nutzbar. Als originalgetreues Bauwerk in moderner Ausführung wurde ein Stück Architekturgeschichte aus der Zeit der Weimarer Republik wiederbelebt. (Foto: Liapor)

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 4/2019Beton- und Stahlbetonbau4/2019Inhalt

Abstract

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Hegger, JosefModulare Br√ľcken sind die Zukunft!Beton- und Stahlbetonbau4/2019201Editorials

Abstract

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Henze, Lukas; Harter, Maike; Rombach, G√ľnter AxelQuerkrafttragf√§higkeit von Stahlbetonplatten ohne Querkraftbewehrung unter konzentrierten Einzellasten - Teil 2: Vorschlag f√ľr ein neues BemessungskonzeptBeton- und Stahlbetonbau4/2019202-216Fachthemen

Abstract

Die Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetonplatten ohne Schubbewehrung ist trotz der intensiven nationalen und internationalen Forschungsaktivität bislang nicht zufriedenstellend geklärt. Probleme bereiten insbesondere ältere Fahrbahnplatten von Betonbrücken, welche oftmals rechnerische Tragdefizite in Querrichtung aufweisen. Eine Ertüchtigung ist kaum möglich. In diesem Beitrag wird auf der Grundlage von Versuchen und statistischen Untersuchungen ein praxisnahes Bemessungsmodell vorgestellt, welches ca. 50 % größere Tragfähigkeiten liefert als die Modelle der derzeitigen Regelungen.

Shear capacity of reinforced concrete slabs without transverse reinforcement under concentrated loads. Part 2: Proposal for a new design model
Despite intense national and international research activities, the shear capacity of reinforced concrete slabs without shear reinforcement has not yet been satisfactorily clarified. Numerous older deck slabs of concrete bridges show a lack of shear resistance in the transverse direction. Retrofitting is hardly possible. In this paper, a design model is presented on the basis of tests and statistical investigations, which results in approx. 50 % greater shear capacities than according to current regulations.

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Tue, Nguyen Viet; Ehmann, Rainer; Betschoga, Christoph; Tung, Nguyen DucEinfluss geringer Querkraftbewehrung auf die Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetonbalken unterschiedlicher M/V-KombinationenBeton- und Stahlbetonbau4/2019217-230Fachthemen

Abstract

Es wurden Schubversuche mit Querkraftbewehrungsgraden zwischen dem 0,6- und 1,6-Fachen der Mindestquerkraftbewehrung &rgr;w, min nach EC2 durchgeführt. Insgesamt wurden vier Einfeldbalken unter Einzellast und drei Einfeldträger sowie vier Kragarme unter Gleichstreckenlast getestet. Die Versuchsergebnisse zeigen einen erheblichen Einfluss des statischen Systems und der Belastungsart auf die Traglast und das Rissbild der untersuchten Balken. Während ein Bewehrungsgrad unterhalb der Mindestquerkraftbewehrung kaum Einfluss auf die Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetonbalken unter Einzellast hat, führt bereits eine sehr geringe Querkraftbewehrung (≈ 0,6 &rgr;w, min) zu einer erheblichen Steigerung der Querkrafttragfähigkeit bei Balken unter Gleichstreckenlast. Neuartige Messmethoden wie z. B. photogrammetrische Verformungsmessung erweisen sich als geeignetes Werkzeug zur Ermittlung der Änderung des Kraftflusses im Bauteil in Abhängigkeit vom Belastungslevel.

Effect of low amounts of shear reinforcement on the shear resistance of reinforced concrete beams with different M/V-combinations
In this experimental program, shear tests were conducted on beams with shear reinforcement ratio in the range of 0.6-1.6 times the minimum shear reinforcement (&rgr;w, min) according to EC2. The program consisted of four simply supported beams subjected to point loads, three simply supported beams and four cantilevers subjected to uniform loads. The test results showed a considerable influence of the static system and loading condition on the crack pattern and load bearing capacity of the tested beams. While a reinforcement ratio lower than &rgr;w, min had almost no influence on the shear resistance of beams with point loads, a low ration of shear reinforcement corresponding to 0.6&rgr;w, min could significantly enhance the shear resistance of beams with uniform loads. With an application of innovative measuring methods, changes in the flow of forces in beams at diverse loading levels could be analyzed.

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PCI-Brosch√ľre f√ľr die BetonreparaturBeton- und Stahlbetonbau4/2019230Nachrichten

Abstract

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Kueres, Dominik; Schmidt, Philipp; Hegger, JosefDurchstanztragverhalten von Einzelfundamenten mit variierenden DurchstanzbewehrungsgradenBeton- und Stahlbetonbau4/2019231-241Fachthemen

Abstract

Mit der bauaufsichtlichen Einführung des Eurocode 2 in Deutschland wurde die Durchstanzbemessung von Fundamenten und Bodenplatten neu geregelt. Für die Bemessung der Durchstanzbewehrung wird im Eurocode 2 unabhängig vom Bauteil ein 33°-Fachwerk mit konstantem Betontraganteil vorgeschlagen. Aufgrund von Sicherheitsbedenken wurde im Deutschen Anhang zum Eurocode 2 (EC2+NA(D)) davon abweichend ein Aufhängefachwerk ohne Betontraganteil für die Bemessung der Durchstanzbewehrung in Fundamenten und Bodenplatten eingeführt. Während zur Bewertung der Bemessungsgleichungen für die Ermittlung der Durchstanztragfähigkeit von Fundamenten ohne Durchstanzbewehrung bzw. der maximalen Durchstanztragfähigkeit verschiedene Versuchsergebnisse vorliegen, fehlen bislang systematische Versuchsreihen an Fundamenten mit einem Durchstanzversagen innerhalb des durchstanzbewehrten Bereichs (Bemessung der Durchstanzbewehrung).
Zur systematischen Untersuchung des Durchstanztragverhaltens von Fundamenten mit Bügeln als Durchstanzbewehrung wurden insgesamt drei Versuchsserien (elf Versuche) mit variierendem Durchstanzbewehrungsgrad durchgeführt. Dabei erfolgte die Variation der Durchstanzbewehrungsmenge über den Bügeldurchmesser. Weitere untersuchte Einflussparameter waren die Schubschlankheit und die statische Nutzhöhe. Im vorliegenden Beitrag werden die durchgeführten Versuche vorgestellt und die Versuchsergebnisse diskutiert. Durch den Vergleich der experimentell ermittelten Bruchlasten mit den rechnerischen Durchstanztragfähigkeiten nach Eurocode 2 und EC2+NA(D) können die bestehenden normativen Regeln bewertet werden. Darüber hinaus werden die Bemessungsregeln nach Model Code 2010 in die Bewertung mit einbezogen.

Punching strength of footings with varying shear reinforcement ratios
With the introduction of Eurocode 2 in Germany, the punching shear design provisions of footings and ground slabs were revised. According to Eurocode 2, the design of the shear reinforcement is performed by means of a design model considering a strut inclination of 33° and a constant contribution of concrete. Due to safety related concerns, in German Annex to Eurocode 2 (EC2+NA(D)), a different concept was introduced. In this context, the design of the shear reinforcement in footings and ground slabs is conducted without consideration of a concrete contribution. Various test series on reinforced concrete footings without shear reinforcement and with high amounts of shear reinforcement are available and can be used for the evaluation of the current provisions. Nevertheless, the evaluation of the code equations for the design of the shear reinforcement (failure inside the shear-reinforced zone) is still not possible since systematic test series on footings with a varying amount of shear reinforcement have not yet been conducted.
To investigate the punching shear behavior of reinforced concrete footings with stirrups as shear reinforcement, three systematic test series (eleven specimens) with varying shear reinforcement ratios were performed. In the tests, the shear reinforcement ratio was varied by changing the stirrup diameter only. Further investigated influences were the shear span-depth ratio and the effective depth. In this paper, the results of the tests are discussed and compared to the predictions according to Eurocode 2 and EC2+NA(D). Moreover, the punching design provisions according to Model Code 2010 are evaluated.

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Heeke, Guido; Heinrich, Jens; Maurer, ReinhardNeue Erkenntnisse zur Erm√ľdungsfestigkeit von Spannbeton unter sehr hohen Lastwechselzahlen - Prognose der LebensdauerBeton- und Stahlbetonbau4/2019242-254Fachthemen

Abstract

Für den Nachweis gegen Ermüdung von älteren bestehenden Spannbetonbrücken oder Neubauten werden Bemessungswöhlerlinien für Spannstahl im einbetonierten Zustand benötigt. Die bisherigen Versuche mit gekrümmten Spanngliedern im nachträglichen Verbund decken die Wöhlerlinie hauptsächlich im Zeitfestigkeitsbereich ab. Nur sehr wenige Versuche weisen Lastspielzahlen über 10 Mio. auf, wobei eine echte Dauerfestigkeit nicht erkennbar ist. Daher ist der Verlauf der Wöhlerlinie im Dauerfestigkeitsbereich im Wesentlichen hypothetisch festgelegt worden. Im Rahmen eines Teilprojekts im SFB 823 “Statistik nichtlinearer dynamischer Prozesse” wird an der TU Dortmund die Ermüdungsfestigkeit einbetonierter Spannstähle erstmals im Bereich bis etwa 108 Lastzyklen experimentell untersucht. Des Weiteren wurden auf Grundlage einer sehr umfangreichen Datenbasis verschiedener gemessener physikalischer Größen mit mathematisch statistischen Methoden Prognoseverfahren zur Abschätzung der Lebensdauer von Versuchsträgern entwickelt. Diese ermöglichen bei vorgegebener Aussagewahrscheinlichkeit die Abschätzung eines Prognoseintervalls mit Mittelwert- und Quantilkurven für die Lebensdauer auf Grundlage des Schädigungsverlaufs.

New findings on fatigue strength of prestressed concrete under very high load cycles
For the fatigue verification of older existing prestressed concrete bridges or new structures, S-N-curves for prestressing steel embedded in concrete are required. Previous tests with curved prestressing tendons embedded in concrete cover the current S-N-curves mainly in the range of fatigue strength for finite life. Only very few tests achieved a number of load cycle of more than 10 million, whereby a real endurance strength is not detected. For this reason, the course of the S-N-curves in the area of endurance strength was essentially determined hypothetically. In the course of the research project SFB 823 “Statistics of Nonlinear Dynamic Processes”, the fatigue strength of embedded prestressing steels in the range of up to about 108 load cycles is experimentally investigated at the TU Dortmund for the first time. Furthermore, on the basis of a very extensive database of various measured physical values, prognosis using mathematical statistical methods for estimating the service life of test girder were developed. They allow the estimation of a prognosis interval with mean and quantile regression curves for the service life on the basis of the damage course with a distinct probability.

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Oettel, Vincent; Matz, Henrik; Empelmann, MartinBestimmung der zentrischen Nachrisszugfestigkeit von UHPFRC mithilfe gekerbter 3-Punkt-BiegezugversucheBeton- und Stahlbetonbau4/2019255-264Fachthemen

Abstract

Sowohl die zentrische Matrixzugfestigkeit als auch die zentrischen Nachrisszugfestigkeiten von faserbewehrten Betonen werden in der Regel indirekt über Biegezugversuche ermittelt. Dazu muss eine in Versuchen ermittelte Kraft-Verformungs-Kurve in eine Zugspannungs-Dehnungs-Beziehung überführt werden. Für ultrahochfesten Faserbeton (UHPFRC) gibt es in Deutschland zurzeit mangels gültiger Normen und Richtlinien kein geregeltes derartiges Umrechnungsverfahren. Zur Untersuchung des Zugspannungs-Dehnungs-Verhaltens von UHPFRC wurden am iBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig gekerbte 3-Punkt-Biegezugversuche nach DIN EN 14651 durchgeführt. Unter Berücksichtigung der Versuchsergebnisse und in Anlehnung an den Model Code 2010, der normal- und hochfesten Faserbeton regelt, wurde ein Umrechnungsverfahren für UHPFRC entwickelt. Zur Validierung des Verfahrens wurde die Finite-Elemente-Methode (FEM) hinzugezogen.

Tensile Stress-Strain Relationship for UHPFRC based on notched 3-point-bending tests
Both the tensile strength and the residual tensile strengths of fibre reinforced concrete are generally determined indirectly by flexural tests. For this purpose, a force-deformation curve has to be converted into a tensile stress-strain curve. For ultra-high performance fibre reinforced concrete (UHPFRC) there is currently no regulated conversion procedure due to the lack of valid standards and guidelines in Germany. To analyse the tensile stress-strain behaviour of UHPFRC, notched 3-point-bending tests according DIN EN 14651 were carried out at iBMB, Division of Concrete Construction of the TU Braunschweig. A conversion procedure for UHPFRC based on the Model Code 2010, which regulates normal- and high-strength fibre reinforced concrete, was developed taking into account the test results. The finite element method (FEM) was applied for validation.

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Orlinski, Adam; Heimrath, Moritz; Hofbeck, Alexander; Fahlbusch, MarkESO Supernova, Besucherzentrum und Planetarium - Doppelsternsystem in GebäudeformBeton- und Stahlbetonbau4/2019265-272Berichte

Abstract

Die Europäische Südsternwarte (ESO) hat von der Klaus Tschira Stiftung ein neues Planetarium und Besucherzentrum für ihren Hauptsitz in Garching bei München erhalten. Das neue Zentrum möchte die Öffentlichkeit für die Astronomie faszinieren. Angelehnt an ein Doppelsternsystem, bei dem ein Stern Masse auf den anderen überträgt, was schließlich zur Explosion des schweren Sterns als Supernova führt, entstand der Entwurf aus zwei kreisenden Körpern, die gemeinsam zu einem Gebäude mit anspruchsvoller Geometrie verschmelzen. Die ESO Supernova umfasst vier Geschosse, davon ein Untergeschoss. Die tragenden Bauteile sind in Stahlbeton ausgeführt. Das Gebäude besteht aus zwei Kernen, welche sich aus je einer Innen- und Außenschale, die durch ein Rampensystem miteinander verbunden sind, zusammensetzen. Zwischen den beiden Kernen spannen die brückenartigen Geschossdecken.
Aufgrund der hohen geometrischen Komplexität des Projekts brachte der Entwurf für das neue ESO Besucherzentrum eine Vielzahl an Herausforderungen an Planung und Realisierung mit sich. Die dynamischen Formen des schräg geneigten und gekrümmten Rohbaus bedurften eines dynamischen, flexiblen Werkzeugs und eines adaptiven Planungsprozesses, der weit über eine kartesische Beschreibung eines Systems hinausging. So wurde der komplette Rohbau innerhalb des Planungsprozesses anhand eines 3D-Modells entwickelt und kommuniziert. Auch die Information zur Schalplanung war vollständig im 3D-Modell enthalten. Zur Übertragung der Information in das Berechnungsprogramm der Statik wurde eine Systematik entwickelt, um diese Information aus dem 3D-Rohbaumodell in 2D-Schalplan-Zeichnungen automatisiert zu übersetzen.

ESO Supernova, visitor center and planetarium - A built binary star
The new planetarium and visitor centre funded by the Klaus Tschira Foundation is located at the European Southern Observatory (ESO) headquarters in Garching near Munich. The aim of the new visitor centre is for astronomy to capitivate the public imagination. The design of the new building, two orbiting bodies that merge to form a building with a challenging geometry, is based by a double-star system with one star transferring mass to its companion, finally leading to the heavier component exploding as a supernova.
The ESO Supernova consists of four floors including a basement. The load-bearing components are in reinforced concrete. The building consists of two cores, which themselves are composed of an inner and outer shell, connected by a ramp system. Between the two cores span the bridge-like ceilings.
Due to the special geometry, the design for the new ESO Visitor Centre had a number of planning and implementation challenges. The dynamic forms of the inclined and curved shell required a dynamic, flexible tool and an adaptive planning process that went far beyond a cartesian description of a system. The entire carcass has been developed and communicated via a 3D model during the planning process. The information for the concept design drawings was also included in the 3D model. A classification has been established to translate the information from the 3D model automatically into the 2D concept design drawings.

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 4/2019Beton- und Stahlbetonbau4/2019273-283Beton- und Stahlbetonbau aktuell

Abstract


Nachrichten:
Ulrich Finsterwalder Ingenieurbaupreis 2019
Deutscher Bautechnik-Tag 2019 im Rückblick - auf Wiedersehen in Hamburg 2021!
Ehrungen des Deutschen Beton- und Bautechnik-Vereins E.V. auf dem Deutschen Bautechnik-Tag 2019 in Stuttgart
Technische Textilien: In Aachen entwickeln Bauwirtschaft und Wissenschaft gemeinsam Innovationen
Gütesichernde Maßnahmen für die langfristige Werthaltigkeit der Bausubstanz
Kreative Achterbahnbauer an Bayerns Schulen

Zuschriften: Zuschrift

Buchbesprechung: Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur: Brücken und Tunnel der Bundesfernstraßen 2018 - Dokumentation

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBeton- und Stahlbetonbau4/2019284Veranstaltungskalender

Abstract

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Titelbild: Stahlbau 4/2019Stahlbau4/2019Titelbild

Abstract


Zum Titelbild
Zur ALHO Gruppe mit Sitz in Friesenhagen gehören das Modulbauunternehmen ALHO Systembau GmbH, die auf Vermietung und Verkauf von temporären Raumsystemen fokussierte FAGSI GmbH sowie die ProContain GmbH, Fachhandelsspezialistin für die Herstellung flexibler Containersysteme. Im sachsen-anhaltinischen Coswig realisierte Architekt Frank Holschbach (LHVH Architekten Partnerschaft, Köln) für FAGSI einen dreigeschossigen Verwaltungsneubau in der bewährten modularen Qualitätsbauweise des Mutterkonzerns ALHO. Zumindest teilweise ist das Gebäude als Hybridkonstruktion mit Sichtbetonbauteilen ausgeführt: 31 präzise im ALHO Werk vorgefertigte Raummodule wurden auf ein betoniertes Untergeschoss aufgesetzt, innerhalb zwei Wochen vor Ort montiert und in den anschließenden drei Monaten mit der Fassade verkleidet und bezugsfertig ausgebaut. (Foto: ALHO Holding GmbH)

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Inhalt: Stahlbau 4/2019Stahlbau4/2019Inhalt

Abstract

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Kraus, MatthiasFrank Werner 70! - im Bauhaus-JubiläumsjahrStahlbau4/2019313Editorials

Abstract

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Morgenthal, Guido; Wang, Wei; Kraus, MatthiasNumerische Untersuchungen einer energiedissipierenden Schutzvorrichtung gegen SchiffsanprallStahlbau4/2019314-323Aufsätze

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Werner zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Ein Schiffsanprall stellt eine außergewöhnliche Beanspruchungssituation dar, die die Sicherheit von Brückenbauwerken im Bereich von Wasserstraßen gefährdet. Zur Vermeidung des unmittelbaren Anpralls gegen Brückenpfeiler kommen unterschiedliche Schutzvorrichtungen zum Einsatz. Derartige Schutzsysteme dissipieren einen Großteil der Anprallenergie durch die Entwicklung plastischer Deformationen, sodass die vom Pfeiler bzw. Schiff zu absorbierende Energie auf ein Minimum reduziert wird. In diesem Beitrag werden numerische Untersuchungen und das strukturelle Verhalten einer neuartigen kollisionssichernden Konstruktion vorgestellt, bei der sich beim Anprall plastische Mechanismen in klar definierten Bauteilbereichen entwickeln und übrige Konstruktionselemente im elastischen Zustand verbleiben. Da die Konstruktion nach einem Anprallereignis dadurch in weiten Bereichen nicht geschädigt ist, können sich Wiederherstellungsmaßnahmen auf lokal begrenzte Bereiche beschränken. Die konstruktive Durchbildung von Konstruktionsdetails steht bei den Untersuchungen nicht im Mittelpunkt und soll in weitergehenden Studien entwickelt werden.

Numerical evaluation of novel crashworthy device for pier protection from barge impact
Barge impact is a potential hazard threatening the safety of bridge structures located in navigation waterways. To avoid direct contact between a barge and a bridge pier in an impact event, different types of protective structures have been developed and used in many bridges. Such protective systems shall generally dissipate a large portion of energy during impact through plastic structural deformations, thus reducing the amount of energy absorbed by the barge or the bridge pier remarkably. This paper aims to numerically evaluate the mechanical behaviour of a novel crashworthy device with focus on developing effective strategies to limit plastic mechanisms within certain structural components whilst ensuring that others remain totally elastic during impact. This would greatly facilitate the restoration process of such devices after barge impact by replacing only those structural components where plastic deformations have occurred. Structural detailing of connections is not focused on and to be analyzed in later investigations.

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Renner, Anja; Lange, JörgZum Tragverhalten und zur Bemessung von Schrauben unter kombinierter Zug-Abscher-BelastungStahlbau4/2019324-337Aufsätze

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Werner zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Das Tragverhalten von stahlbautypischen Schrauben, die einer Interaktionsbelastung, also einer kombinierten Belastung aus Zug- und Abscherkraft, ausgesetzt sind, wurde am Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik der TU Darmstadt grundlegend untersucht. Auslöser war, dass die Neuauswertung der bestehenden Versuchsreihen zu diesem Thema für die Erstellung des Eurocodes 3 gezeigt hatte, dass die bis zu diesem Datum als valid angesehene quadratische Interaktionsbedingung zum Nachweis kombiniert belasteter Schrauben nicht auf der sicheren Seite liegt. Dies führte zur Änderung der Nachweisformel im Eurocode 3.
Eine genauere Betrachtung der Datenlage zeigt, dass die Anzahl der bisher durchgeführten Versuche überraschend gering ist. Durch das Fehlen wichtiger Bezugswerte wie der Festigkeiten der getesteten Schrauben sind die Daten auch nur bedingt auswertbar. Eine grundlegende Betrachtung, wie sich kombiniert belastete Schrauben verhalten, fehlte gänzlich.
Aus diesem Grund wurden im Rahmen eines Forschungsvorhabens die bestehenden Studien neu und zusammenfassend ausgewertet, neue Versuche durchgeführt, diese mithilfe der Methode der finiten Elemente nachgebildet und das Tragverhalten so erstmals grundlegend analysiert. Anhand von Parameterstudien konnte die Übertragbarkeit der Ergebnisse überprüft werden. Im vorliegenden Beitrag werden die Erkenntnisse zusammengefasst und die Möglichkeiten für eine zukünftige Handhabung des Interaktionsnachweises für Schrauben diskutiert.

Load bearing behaviour and design of bolts under combined tension and shear
The load bearing behaviour of bolts that are exposed to a combined tension and shear load were fundamentally assessed in a research project at the Institute of Steel Construction and Materials Mechanics at the Technical University of Darmstadt. Trigger for this approach was, that the evaluation of the existing test results on the topic for the evolution of the Eurocode 3 Standards had shown, that the hitherto established quadratic interaction rule for the design of combined loaded bolts is not on the safe side. This finding led to a change in the design rule in Eurocode 3.
A more detailed investigation of the existing data shows that the number of the hitherto conducted tests on the subject is surprisingly small, while the results are of limited suitability for an evaluation due to missing base values such as accurate material properties. A fundamental investigation on how combined loaded bolts behave is completely missing.
Thus, the existing studies were newly evaluated in summary, new test series were conducted, these were reproduced using Finite Element modelling and therewith the behaviour was fundamentally observed and analysed. Using parameter studies, the transferability of the results was ensured. In the text in hand the findings are summarized and the possibilities of a future handling of the design of bolts are discussed.

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Kuhlmann, Ulrike; Spiegler, Jennifer; Schmidt-Rasche, ChristinaNeue Entwicklungen f√ľr die Bemessung von Schwei√üverbindungen h√∂herfester St√§hleStahlbau4/2019331-337Aufs√§tze

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Werner zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Für die Bemessung von Schweißverbindungen höherfester Stähle konnte im Zuge verschiedener Forschungsvorhaben ein an höherfeste Stähle angepasstes Bemessungsmodell für Kehlnähte gleicher Grundwerkstoffe entwickelt werden [1]. Für Mischverbindungen, wenn also höherfeste Stähle wie S690 an normalfeste Stähle z. B. S355 angeschlossen werden, konnte anhand eines weiteren Forschungsvorhabens [2] die Anwendbarkeit dieses Bemessungsmodells für Kehlnähte zwischen normal- und höherfesten Baustählen bestätigt werden. Die Ergebnisse wurden bereits zur Verbesserung der normativen Tragfähigkeit von Kehlnahtverbindungen höherfester Stähle als Normenvorschlag aufbereitet und in den neuen europäischen Normentwurf prEN 1993-1-8 [3] aufgenommen. Ziel ist es, für Stumpfnähte ebenfalls ein verbessertes, realitätsnahes Bemessungsmodell speziell für höherfeste Stähle zu entwickeln. Bisher ist der rechnerische Nachweis im angeschlossenen Bauteil zu führen. Für Verbindungen höherfester Stähle wurde jedoch auch ein Versagen im Bereich der Wärmeeinflusszone selbst bei Overmatching-Verbindungen beobachtet.

Development of a modified design resistance function for welded connections of high strength steel
In various research projects, a design resistance function modified for high strength steel could be developed for fillet welds with same base metal by Rasche [1]. In the frame of another research project [2] the applicability of this modified design resistance function could be confirmed for mixed connections with fillet welds with base metal of normal and high strength steels. The results of these research on a design model for the determination of the load carrying capacity of welded connections made of high strength steel has been presented as an amendment to the European code committee SC3 and is meanwhile accepted for incorporation in the future version of prEN 1993-1-8 [3]. For butt welds of high strength steel it could be observed that the failure may occur in the weld or in the heat affected zone though the verification is usually done at the member section. Therefore, an adapted design model for butt welds with high strength steel is also planned to be developed.

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Gei√üler, Karsten; Steffens, Nico; Stein, RonaldGrundlagen der sicherheits√§quivalenten Bewertung von Br√ľcken mit BauwerksmonitoringStahlbau4/2019338-353Aufs√§tze

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Werner zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Der Zustand und das Alter vieler Brücken in Deutschland einerseits und die zunehmend steigenden Verkehrslasten andererseits erfordern erweiterte Methoden zur Bewertung der Bauwerke, da nicht alle Brücken zeitnah verstärkt oder erneuert werden können. Zur möglichst realitätsnahen Einschätzung des Tragwerks im Grenzzustand der Tragfähigkeit sowie auch hinsichtlich der Ermüdungssicherheit kann deshalb ein unterstützendes Bauwerksmonitoring sehr wichtig sein.
Der Begriff Bauwerksmonitoring beinhaltet ausgehend von einer klaren Zielstellung und dem entsprechenden Messkonzept die Dauermessungen zum Bauteil- bzw. Tragwerksverhalten über einen festgelegten Zeitraum und die anschließende Datenauswertung. Bei der Erarbeitung der Zielstellung einschließlich des Messkonzepts sowie der Datenauswertung durch zielorientierte Datenreduktionsmethoden ist der mit dem Tragwerk vertraute Ingenieur unabdingbar.
Für die Bauwerksbewertung ist es wesentlich, wie die messtechnisch ermittelten Ergebnisse in den Kontext des Sicherheitskonzepts zur Nachrechnung einzuordnen sind. In dem Beitrag werden die Grundlagen dieser messwertgestützten Bewertung und deren anwendungsorientierte Umsetzung durch gegebenenfalls modifizierte (objektbezogene) Lastmodelle und zugehörige Sicherheitselemente vorgestellt.

Basics of the safety-equivalent assessment of bridges with structural health monitoring
The condition and age of many bridges in Germany on one hand and the increasing traffic loads on the other require additional methods of bridge assessment, because it's not possible to strength or rebuild the bridges in the near future. In order to achieve a realistic estimation of a structure with regard to the ultimate limit state and the fatigue limit state a supporting bridge monitoring system can be very important.
Structural Health Monitoring of bridges requires a clear target, a measurement set-up that is tailored to the target as well as the continuous measurement of structural behavior and suitable data analysis strategies. The structural engineer, with the knowledge about the structure, is indispensable and heavy challenged by determining of the target, the corresponding measurement concept and the analysis of the measurement data using data reduction techniques. It's essential for the assessment how the measurement based results have to be related to the safety concept of existing structures. In this article the basics of a measurement based assessment and the implementation by modified (object-related) load models and corresponding safety elements are introduced.

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Kindmann, Rolf; Kraus, MatthiasFE-Berechnungen mit Flie√üzonen f√ľr Tragf√§higkeitsnachweise nach DIN EN 1993-1-1 - Vereinfachte Berechnungsmethode f√ľr stabilit√§tsgef√§hrdete BauteileStahlbau4/2019354-362Aufs√§tze

Abstract

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Werner zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Tragfähigkeitsnachweise für stabilitätsgefährdete Stäbe werden nach DIN EN 1993-1-1 [1] in der Regel mit Abminderungsfaktoren oder geometrischen Ersatzimperfektionen geführt. Prinzipiell ist dies auch mit FE-Berechnungen nach der Fließzonentheorie möglich, jedoch bisher aus verschiedenen Gründen nicht üblich. Im Folgenden werden Nachweise mit FE-Berechnungen nach der Fließzonentheorie behandelt, da die Tragfähigkeit auf dieser Grundlage genauer und in vielen Fällen auch schneller ermittelt werden kann als mit den o. g. Methoden. Der entscheidende Vorteil liegt auch in der realitätsnahen Beschreibung des tatsächlichen Tragverhaltens, das Erkenntnisse zur Ursache für das Erreichen von Grenztragfähigkeiten liefert und damit das Verständnis zum Tragverhalten stabilitätsgefährdeter Bauteile entscheidend fördert. Da in der Baupraxis häufig Nachweise zum Biegeknicken und Biegedrillknicken von Bauteilen mit doppeltsymmetrischen I-Querschnitten aus Baustahl S 235 und S 355 geführt werden müssen, wird im Folgenden eine auf diese Anwendungsfälle zugeschnittene Lösung vorgestellt. Ziel des vorliegenden Aufsatzes ist es, Nachweise mit FE-Berechnungen nach der Fließzonentheorie mittelfristig als Standardverfahren zu etablieren.

FE computations regarding plastic zones for verifications of load capacity according to DIN EN 1993-1-1 - simplified calculation methods for members susceptible to stability
Verifications according to DIN EN 1993-1-1 for members susceptible to stability are usually performed using reduction factors or equivalent geometric imperfections. In general, verifications are also possible using FE computations regarding plastic zones, however, due to different reasons not common. In this article, procedures on the basis of finite element methods and plastic zones theory are treated, since member capacities can be determined more precise and often quicker in comparison to the procedures mentioned above. In addition, essential advantage constitutes in a description of the load bearing behavior close to reality promoting the understanding for the cause of a limit state. The stability modes of flexural and lateral torsional buckling regarding doubly symmetric I-profiles of S 235 and S 355 are of major interest for application in engineering practice. For that reason, a customized procedure for these cases is presented in this article in order to promote FE calculations according to the plastic zones theory as standard method in medium term.

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Duna, László; Kövesdi, Balázs; Joó, Attila László; Seres, Noémi; Budaházy, Viktor; Kachichian, MansourCooperation between Weimar and Budapest on computational modelling of steel and composite structuresStahlbau4/2019363-369Aufsätze

Abstract

Dedicated to Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Werner on his 70th birthday
The paper overviews the long-term cooperation between the Bauhaus University, Weimar and the Budapest University of Technology and Economics on computational modelling of structures. The cooperation consists of diverse elements of research activities, experimental and numerical model-based development of design methods for innovative structural details of industrial halls, bilateral education of students at different levels (BSc, MSc and PhD), cooperative supervision of PhD researches and review of PhD theses. The fruitful cooperation is closely linked to the friendly relationship between Prof. Frank Werner and Prof. László Dunai, who jointly organized and managed the main part of the common research and educational activities. The common research results significantly extended the state-of-the-art knowledge of the design of light-gauge roof systems for industrial halls, of the design of shear connectors in cold-formed composite slabs and of the modelling of cyclic plasticity. Hungarian students had the opportunity to study at the Bauhaus University, Weimar during Summer Schools organized by Prof. Werner. He also hosted two Hungarian PhD Students in Weimar, and a German PhD student had a research stay in Budapest under the guidance of Prof. Dunai. The current paper gives a summary of the most important activities and results of this two-decade long cooperation, which are all linked to the computational modelling of steel and composite structures. The paper also congratulates Prof. Frank Werner on his 70th birthday.

Zusammenarbeit zwischen Weimar und Budapest bei der rechnergestützten Modellierung von Stahl- und Verbundkonstruktionen
Der Beitrag gibt einen Überblick über die langjährige Zusammenarbeit zwischen der Bauhaus-Universität Weimar und der Budapester Universität für Technik und Wirtschaft bei der rechnergestützten Modellierung von Tragwerken. Die Zusammenarbeit umfasst verschiedene Elemente der Forschungsaktivitäten, die Entwicklung experimenteller und numerischer modellbasierter Bemessungsmethoden für innovative Tragwerkdetails von Industriehallen, die bilaterale Ausbildung von Studierenden auf verschiedenen Ebenen (BSc, MSc und PhD) sowie die gemeinsame Betreuung von Doktoranden und Gutachten zu Dissertationen. Die fruchtbare Zusammenarbeit ist das Resultat der freundschaftlichen Beziehung von Prof. Frank Werner und Prof. László Dunai, die den überwiegenden Teil der gemeinsamen Forschungs- und Lehrtätigkeit organisiert und geleitet haben. Die gemeinsam erarbeiteten Forschungsergebnisse haben den Wissensstand über die Bemessung von Dachtragwerken mit dünnwandigen Profilen für Industriehallen, über die Auslegung von Schubverbindern kaltgeformten Verbundblechen und über die Modellierung zyklischer Plastizität erweitert. Studenten aus Ungarn hatten die Gelegenheit, im Rahmen von durch Prof. Werner organisierten Summer Schools an der Bauhaus-Universität Weimar zu studieren. Darüber hinaus betreute er zwei ungarische Doktoranden in Weimar, und ein deutscher Doktorand verbrachte einen Forschungsaufenthalt in Budapest unter der Leitung von Prof. Dunai. Der vorliegende Beitrag bietet zu Ehren des 70. Geburtstags von Prof. Frank Werner einen Überblick über die wichtigsten Aktivitäten und Ergebnisse dieser zwei Jahrzehnte währenden Zusammenarbeit. Sie alle befassen sich mit der rechnerischen Modellierung von Stahl- und Verbundkonstruktionen.

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