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Dass Stahl und Metall nicht nur funktional sind, zeigt HAHNER Technik auf beeindruckende Art und Weise. Das Stahlbauunternehmen aus Petersberg-Böckels bei Fulda hat sich auf die Themen Kunst und Design spezialisiert. “Wir fangen da an, wo andere aufhören”, ist der Leitsatz des Geschäftsführers Bernhard Hahner. Naheliegend, dass bei HAHNER Technik das ein oder andere Leuchtturmprojekt zu finden ist. So auch das Mitoseum im Saurierpark in Bautzen. Hierfür hat HAHNER Technik die Stahlkonstruktion nach den Entwürfen von Rimpf Architektur Hamburg gebaut. Aufgrund der parametrisierten Konstruktion gleicht kein Teil dem anderen. Hinzukommen einzigartige Lichteffekte durch eine Folienmembran. Details, die HAHNER Technik so lange optimiert, bis sie perfekt sind. (Foto: HAHNER) Interview mit Bernhard Hahner

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Im südlichen Bereich vom Flughafen Frankfurt entsteht mit dem Neubau von Terminal 3 eines der größten Infrastrukturprojekte Europas. Nach seiner Fertigstellung können bis zu 19 Mio. Reisende von drei neuen Flugsteigen an Deutschlands größtem Flughafen an- und abreisen, durch den Marktplatz schlendern oder in den zahlreichen Lounges entspannen. Da zum Montagezeitpunkt der Check-in-Halle der umliegende Rohbau so weit fortgeschritten war, dass die Zugänglichkeit und somit eine Montage mit Schwerlastkranen nicht mehr möglich war, gab es nur mehr eine Lösung zur Realisierung des Dachtragwerks: Die Dachfläche mit gesamt 26.000 m2 wurde in fünf einzelne Segmente aufgeteilt, auf einer Plattform in 28 m Höhe zusammengebaut und von einer Seite aus nacheinander über die Halle mit einer Länge von 200 m gezogen. Wie bringt man ein 2,5 Fußballfelder großes Dachelement auf bzw. über das Terminalhauptgebäude? Dieser bauliche Anspruch stellte alle Beteiligten vor große Herausforderungen. Die Montagehilfskonstruktion musste auf die bereits errichteten vier Geschosse des Massivbaus abgestimmt werden, sodass diese nicht überlastet und beschädigt würden. Auch durften in den Untergeschossen keine zusätzlichen, störenden Unterstellungen gebaut werden, da hier bereits Ausbauarbeiten vorgesehen waren. Wie berechnet man eine Verschubkonstruktion dieser Dimension, welche Eventualitäten müssen berücksichtigt werden und wie lässt sich eine Dachfläche mit 4500 m2 und 1550 t verschieben bzw. verziehen? Schwerpunkte der Tragwerksplanung und der Montage werden in diesem Beitrag beschrieben.

Die Luegbrücke ist mit einer Gesamtlänge von 1804 m die längste Brücke der Brennerautobahn A13. Sie wurde in den Jahren 1966-1968 erbaut und weist vier Tragwerkshauptfugen zwischen fünf konstruktiven Rahmentragwerken auf. Die Bauteile an den Fugen sind in einem schlechten Erhaltungszustand und nicht mehr sanierbar. Um die Verkehrssicherheit bis zur Inbetriebnahme des Ersatzneubaus sicherstellen zu können, wurden Absicherungskonstruktionen unter allen Tragwerksteilen realisiert, die an den vier Fugen liegen. Diese werden Bestandssicherung Luegbrücke genannt. Sie bestehen im Wesentlichen aus Stahlstützen und daraufliegenden Fachwerken, die unter den Bestand gebaut werden. Aufgrund der Steilheit und Unzugänglichkeit des Geländes wurden die Arbeiten soweit wie möglich von oben durchgeführt. Die 8,5 m hohen und 35 m langen Fachwerke wurden stehend mittels Sondertransport auf der Autobahn antransportiert und anschließend mittels Tandemhub auf den bereits vorbereiteten Stahlstützen und Querverschubbahnen abgelegt. Anschließend wurden die Fachwerke unter die Hauptträger der Bestandsbrücke gezogen und ausgesteift. Bei einem eventuellen Versagen der Spannbeton-Bestandsbrücke legen sich das gesamte Eigengewicht und die gesamte Nutzlast auf die Bestandssicherungskonstruktion. Da der Spalt max. 20 mm beträgt, besteht zu keinem Zeitpunkt ein Absturzrisiko. Nach entsprechenden Anpassungsarbeiten kann die Luegbrücke voraussichtlich wieder eingeschränkt genutzt werden.

Securing of the Lueg bridge building stock - safety net below outdated bridge structure
The Lueg bridge shows a total length of 1804 m and is the Brenner motorway's longest bridge. It was built from 1966 to 1968 and there are four joints between five frame structures. The concrete cantilevers in these joints are in bad state of preservation and beyond repair. In order to ensure traffic safety until the opening of a replacement bridge, a securing structure was realized under all parts of the bridge adjacent to the four joints. This securing structure is named Bestandssicherung Luegbrücke. It consists mainly of steel columns and trusses resting on top of them. These elements are built below the existing bridge. Due to the gradient and the accessibility of the terrain the works were done from above whenever possible. The trusses of 8.5 m height and 35 m length were transported vertically by special transports on the Brenner motorway and subsequently placed onto the already prepared steel columns and transverse skidways by tandem lift. Subsequently the trusses were pulled under the main girders of the bridge stock and stiffened by bracings. In case of a hypothetical failure of the existing prestressed concrete structure the total self-weight and live load is carried by the securing structure. As the maximum gap measures 20 mm, there is no risk of collapse at any time. After appropriate adjustment works it is expected that the Lueg bridge can be used in restricted service.

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Aufgrund unserer begrenzten Ressourcen stellt zukünftig die Verbesserung und Weiterentwicklung unseres Bestands eine der wesentlichen Aufgaben im Bauwesen dar. Der geringstmögliche Ressourceneinsatz gepaart mit dem geringstmöglichen CO2e-Verbrauch einer Konstruktion in der Herstellungsphase ist vom Planer durch die optimierte Wahl von Material, Struktur als auch der Herstellungsart zu finden. Der metallische Werkstoff Stahl weist durch seine implizierte Leistungsfähigkeit und durch seine Kreislauffähigkeit viele Vorteile gegenüber den mineralischen und biotischen Werkstoffen auf, wobei eine nachhaltige Baustoffwahl immer einen Optimierungsprozess unter Berücksichtigung sämtlicher Randbedingungen darstellt. Nach einer allgemeinen Ausführung zu Energie-, Ressourceneffizienz als auch Kreislauffähigkeit der Baustoffe Stahl, Holz und Stahlbeton beschreibt dieser Beitrag den Entwurfsprozess sowie die Montage von zwei Videowallwänden in das Bestandsdach des Stadions Salzburg. Dazu wird auf die Randbedingungen der Bestandsdachsituation, die Konstruktion der Videowall als auch auf den Montageprozess vor Ort eingegangen. Um solche Aufgaben innerhalb eines sehr kurzen Zeitfensters und unter minimalem Ressourcenverbrauch erfolgreich abzuwickeln, sind sowohl ein ausreichender Kenntnisstand über das Bestandsobjekt als auch die enge kooperative Zusammenarbeit von Planung und Bau wesentliche Voraussetzungen. Das Bestandsdach sorgt in erster Linie für Inspiration und Anreiz zur Weiterentwicklung und erfordert entsprechendes Wissen, Erfahrung und Kreativität der Beteiligten. Der Herstellprozess sollte dabei nicht das Agieren einzelner Akteure sein, sondern bestenfalls eine Gemeinschaftsaufgabe von Planung und Bau mit einer möglichst fairen Verteilung der Chancen und Risiken. Denn nur wenn ein gemeinschaftliches Vorgehen - lean-basierend - im Fokus steht, lassen sich vermehrt ressourcenschonende und CO2e-reduzierte Bauwerke verwirklichen und damit nachhaltige Bausubstanz ganz im Sinne eines ökologischen Rationalismus schaffen.

The optimized use of steel in existing structures - using the video wall at the Salzburg stadium as an example
Due to our limited resources, the improvement and further development of our buildings will be one of the main tasks in the construction industry in the future. The lowest possible use of resources paired with the lowest possible CO2e consumption of a construction in the production phase is the planner through the optimized choice of material, structure as well as to find the type of production. The metallic material steel has many advantages over mineral and biotic materials due to its implicit performance and its recyclability, whereby a sustainable building material well-being always represents an optimization process taking into account all boundary conditions. After an introductory description of energy and resource efficiency as well as the recyclability of the building materials: steel, wood and reinforced concrete, this article describes the design process and the installation of two video walls in the existing roof of the Salzburg stadium. For this purpose, the boundary conditions of the existing roof situation, the construction of the video wall with regard to the choice of material and structure as well as the on-site assembly process are discussed. In order to complete such tasks within a very short time window and with minimal consumption of resources, both sufficient knowledge of the existing property and close cooperation between planning and construction are essential prerequisites for the success of the project. The existing roof primarily provides inspiration and incentive for further development and requires appropriate knowledge, experience and creativity among those involved. The manufacturing process should not be the action of individual players, but at best a joint task of planning and construction with the fairest possible distribution of opportunities and risks. Because only if the focus is on a collaborative, lean-based approach can more resource-saving and CO2e reduced buildings be realized and thus create sustainable buildings in the spirit of ecological rationalism.

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An einer im Jahr 1960 erbauten und in Betrieb genommenen stählernen Eisenbahnbrücke zeigten sich an einigen Quersteifenanschlussdetails zum Hauptträgeruntergurt Ermüdungsrisse im Stegblech. Dies, obwohl das Anschlussdetail den damaligen Empfehlungen der nationalen Norm zum Ermüdungsnachweis entsprechend ausgeführt wurde. Im Beitrag werden die umfangreichen Dehnungsmessungen unter Bahnbetrieb dargestellt, die eine eindeutige Analyse des lokalen Spannungsfelds am kritischen Detailpunkt erlauben, mit einer möglichen Zuordnung zum Phänomen des distortion-induced fatigue cracking, jedoch mit unerwartet hohen resonanzartigen Biegebeanspruchungen im Stegblech. Mittels bruchmechanischer Analyse und Einbindung der Messwerte für die globalen und lokalen Spannungsfelder aus Bahnbetrieb sowie der bruchmechanischen Kennwerte aus entnommenen Materialproben erfolgte eine Beurteilung der noch verbleibenden Restlebensdauer. Dabei zeigten sich positive Ergebnisse, die auch in Zukunft einen uneingeschränkten Bahnbetrieb erlauben. Es zeigte sich jedoch auch, dass die komplexe Mixed-Mode-Beanspruchung am Riss erfasst werden muss und eine alleinige Erfassung des sog. Mode I, der alleinigen Querzugbeanspruchung an der Rissspitze, mitunter unsichere Ergebnisse liefern würde.

Unexpected fatigue cracks at main girders of a railway bridge - strain measurements under service and analyses based on fracture mechanics
At a steel railway bridge, erected and taken into service in 1960, fatigue cracks were detected at some transverse stiffener to web connections at the lower flange of the main girder. These findings were surprising, because this specific connection detail was suggested in previous national design standards for fatigue. The paper presents the comprehensive strain measurements under service to show the local stress field at the critical detail within the web plate of the main girder, indicating the well-known phenomenon of distortion-induced fatigue, but with unexpectedly high resonance-like bending stresses in the web. Based on fracture mechanics analyses, with implementation of the measured strain/stress data due to local and global effects at the transverse stiffener connection, as well as the measured material properties (fracture toughness and crack growth parameters) the remaining fatigue life was analysed. The positive results allow an unrestricted train operation in the future. It also turned out, that the mixed-mode effects must be taken into account and considering only mode I at the crack tip may lead to unsafe results.

In diesem Beitrag werden die Möglichkeiten des robotischen 3D-Drucks mit Stahl (WAAM - Wire and Arc Additive Manufacturing) in der Bauindustrie untersucht. Ziel des Projektteams ist es, ein stabiles und wirtschaftliches Herstellungsverfahren für individuelle Stahlbauelemente zu entwickeln. So wird der Einfluss verschiedener Prozessparameter wie Drahtvorschubgeschwindigkeit und Fahrgeschwindigkeit auf die Nahtform und die Aufbaurate sowie auf die Materialeigenschaften erläutert und für jedes verwendete Material ein Parameterfenster mit stabilen, überprüften Parametersets definiert. Dabei werden drei verschiedene Schweißzusatzwerkstoffe (G 2Si1, G 3Si1, G 4Si1) hinsichtlich ihrer Festigkeit und Steifigkeit geprüft, wobei ein besonderes Augenmerk auf den Fügebereich zwischen Substrat und geschweißter Struktur gelegt wird. Zu diesem Zweck wurden Prüfverfahren zur Prüfung additiv gefertigter Bauteile, insbesondere für die Schubbelastung, neu entwickelt. Als Proof of Concept wird eine exemplarische Anwendung gezeigt und die Tragfähigkeit dieses Anschlusses in unterschiedlichen Konfigurationen untersucht.

3DWelding - additive fabrication of structural steel elements
This paper investigates the possibilities of robotic 3D printing with steel (WAAM - Wire and Arc Additive Manufacturing) in the construction industry. The aim of the project team is to develop a stable and economical manufacturing process for customized steel elements. Thus, the influence of different process parameters such as wire feed rate and travel speed on the weld shape and build-up rate as well as on the material properties will be explained and a parameter window with stable, verified parameter sets will be defined for each material used. Three different filler metals (G 2Si1, G 3Si1, G 4Si1) are tested in terms of their strength and stiffness, with particular attention paid to the joining area between substrate and welded structure. For this purpose, test methods for testing additively manufactured components, especially for shear capacity, have been newly developed. As a proof of concept, an exemplary application is shown and the load-bearing capacity of this connection is investigated in different configurations.

Aktuelles:
Erzeugerpreisindex Stahl (2015 = 100)
Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlschrottsorten in Deutschland

Tagungen & Veranstaltungen:
Dresdner Stahlbaufachtagung 2023

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Die Bürosoftware für Planungsbüros - intuitiv, mobil und klar - PROJEKT PRO stellt auf der BAU 2023 eine neue Produktgeneration für Controlling und Management im Planungsbüro vor, die so intuitiv, mobil und klar ist wie nie zuvor. Die neue Generation PROJEKT PRO bringt damit noch mehr Übersicht und Effizienz in die Arbeitsabläufe von Planungsbüros: vom Kontaktmanagement über die einfache Erstellung von Protokollen und effizientem Mängelmanagement bis zur Erfassung von Arbeitszeiten und wirtschaftlichem Controlling ist die Software in einem flexiblen Lizenzmodell im Abonnement nutzbar. Auf der BAU 2023 können sich Architekten und Ingenieure individuell zu den Möglichkeiten und Vorteilen der neuen Generation PROJEKT PRO beraten lassen. Wenn Sie sich jetzt einen Termin reservieren, sendet PROJEKT PRO Ihnen Ihr kostenloses Messeticket: www.projektpro.com/bau-2023.
(Foto: PROJEKT PRO)

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BIMcontracts befasst sich mit der Erarbeitung einer innovativen Lösung zur Automatisierung des Zahlungs- und Vertragsmanagements im Bauwesen. Dabei geht es darum, die vertragliche Abwicklung von Bauleistungen in der Zukunft schneller, transparenter und vertrauenswürdiger zu gestalten. Dieses Ziel kann durch die Kombination von Blockchain-basierten Smart Contracts mit digitalen Bauwerksmodellen erreicht werden, wodurch sichere automatisierte Vertragsstrukturen und Abrechnungsprozesse etabliert werden können. Als Vertragsgrundlage dient das digitale Bauwerksmodell mit der verknüpften Leistungsbeschreibung. Um den Zahlungsverkehr zu automatisieren, wird auf dieser Basis ein Abrechnungsplan abgestimmt, in dem die Abrechnungseinheiten und die zugeordneten Zahlungen definiert sind. Der digitale Vertragsbestandteil umfasst insbesondere Abwicklungsmodalitäten, die als Wenn-dann-Beziehungen in einem Smart Contract ausgedrückt und automatisiert weiterverarbeitet werden.

BIMcontracts - secure digital transactions in the construction industry
BIMcontracts focuses on an innovative solution to automate payment and contract management in the construction industry. The aim is to make the contractual processing of construction works faster, more transparent and more trustworthy in the future. This goal can be achieved by combining blockchain-based smart contracts with digital building models, thereby establishing secure automated contract structures and billing processes. The digital building model with the linked bill of quantities serves as the basis for the contract. To automate payment transactions, a billing plan is agreed-upon on this basis, in which the billing units and the assigned payments are defined. The digital contract component includes, in particular, billing arrangements that can be expressed as if-then relationships in a smart contract and processed further in an automated manner.