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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Mix, MatthiasSicherheitsaspekte beim Stabilitätsnachweis von HochspannungsstahlgittermastenStahlbau1/201754-64Fachthemen

Kurzfassung

Hochspannungsstahlgittermaste sind Stahlbauwerke aus überwiegend schlanken Winkelprofilen. Die Schlankheitsgrade für Biegeknicken bewegen sich im Intervall von ≈ 40 für Eckstiele bis ≈ 160 für Diagonalstäbe. Der Nachweis erfolgt in Europa entsprechend VDE 0210-1 nach Theorie erster Ordnung. In Abhängigkeit des bezogenen Schlankheitsgrades erfolgt eine Abminderung der Streckgrenze. Zusätzlich wird ein Teilsicherheitsbeiwert angesetzt. In Deutschland wird entsprechend VDE 0210-2-4 die Knickspannungslinie c verwendet. Die europäischen Knickspannungslinien sind durch reale und numerische Experimente bestimmt worden. Der Abminderungsfaktor auf die Streckgrenze wird für alle Schlankheitsgrade durch eine empirische Gleichung beschrieben. Das Produkt aus Abminderungsfaktor, Streckgrenze und Brutto- bzw. Effektivquerschnittfläche ergibt die rechnerische, charakteristische Traglast. Diese ist aus Sicherheitsgründen für alle Schlankheitsgrade so niedrig gewählt, dass sie von mindestens 97,7 % der Versuche überschritten wird. Der Erwartungswert der Traglast liegt somit über der charakteristischen Traglast - sie streut jedoch. Die Versuche zeigen unterschiedliche Variationskoeffizienten von 0,09 im Bereich kleiner Schlankheitsgrade, die für große Schlankheitsgrade auf Werte um 0,05 sinken. Der Erwartungswert der Traglast liegt im Bereich kleiner Schlankheitsgrade weiter oberhalb der empirischen Gleichung als im Bereich großer Schlankheitsgrade. Dies führt für Stäbe mit unterschiedlichem Schlankheitsgrad, die bei semiprobabilistischem Nachweis zu 100 % ausgenutzt sind, zu unterschiedlichen Zuverlässigkeitsindizes.

Safety aspects in the proof of stability of high voltage steel lattice towers.
High voltage steel lattice towers are steel constructions that mainly consist of slender steel angles. The slenderness ratios for buckling are within the interval of ≈ 40 for corner bars to ≈ 160 for diagonal brace bars. In Europe the proof uses the linear static analysis according to VDE 0210-1. Depending on the relative slenderness ratio the yield strength is reduced. A partial safety factor is, moreover, set. In Germany the buckling stress curve c is used according to VDE 0210-2-4. The European buckling stress curves are determined by real and numeric experiments. The reducing factor on the yield strength is described by an empiric formula for all slenderness ratios. The product calculated from reducing factor, yield strength and cross section or effective cross section is the characteristic load capacity. For safety reasons the characteristic load capacity is low determined. For all slenderness ratios at least 97.7 % of all experiments should have higher load capacities than the characteristic load capacity. Therefore the mean value of the load capacity is higher than the characteristic value. But the load capacity is scattering. The experiments show different coefficients of variance from 0.09 for low slenderness ratios to 0.05 for high slenderness ratios. Therefore the mean value of the load capacity exceeds the characteristic value more for low slenderness ratios and less for high slenderness ratios. This leads to different safety indices for bars with different slenderness ratios if all of them have the same-semi probabilistic capacity utilisation of 100 %.

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Brunn, Benjamin; Nitschke, Andreas; Bederke, ChristianDie Containerverbindung für die neue indische Antarktis-Forschungsstation - Ein neuer Verbindungstyp für komplexe ContainergebäudeStahlbau1/201765-72Fachthemen

Kurzfassung

Bharati, die neue indische Antarktis-Forschungsstation, besteht aus einer selbsttragenden Konstruktion aus maßgeschneiderten ISO-Schiffscontainern. Bis zu acht ISO-Containereckbeschläge per Knoten wurden räumlich miteinander verbunden, wodurch ein mehrgeschossiges Gebäude entstand, dessen Gebäudeaussteifung ausschließlich durch die Container gegeben ist. Die dafür erforderlichen Containerverbindungen sind der Schlüssel zu einem effizienten Tragwerk und bestehen aus einfachen Teilen: Schrauben, Schubblocks, Verankerungsblocks, Stapelkonen und Gewindestangen. Das Zusammenspiel dieser Einzelteile ermöglicht Kraftübertragung in alle Richtung, indem sie in die Öffnungen der ISO Containereckbeschläge eingebaut werden. Die Teile lassen sich einfach von Hand mit einem Schraubenschlüssel einbauen. Die effektive Verwendung von Containern führte nicht nur zu geringerem Baumaterialverbrauch, sondern auch zu einem geringeren Ausstoß von Kohlendioxid während des Transports in die Antarktis. Darüber hinaus reduziert die neue Containerverbindung durch die gute Ausnutzung des Raumes innerhalb der Fassadenhülle sogar die Betriebskosten auf Lebenszeit des Gebäudes.

Container connection for the New Indian Antarctic Research Station - A new type of connection for complex container buildings.
Bharati, the New Indian Antarctic Research Station, consists of a self-supporting structure of customized ISO shipping containers. Up to eight ISO corner fittings per node are three-dimensionally interconnected forming a multi-storey building, so that the structural bracing is entirely given by the containers. The therefore necessary container connections are the key to an efficient structure. It consists of simple parts: bolts, shear blocks, anchor blocks, stackers and thread bars. In combination these elements guarantee force transmission in all directions by mounting them into the openings of the ISO corner fittings. All parts can easily be installed by hand using a wrench. The efficient use of containers did not only reduce the building material, but also the carbon dioxide emission on all transport activities. Furthermore, the new container connection and the therewith good utilization of available space within the façade shell reduces operation costs during the entire life time of the building.

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Möller, EberhardÜber große Dächer - "Die fünfte Ansicht"Stahlbau1/201773-77Fachthemen

Kurzfassung

Das Oskar von Miller Forum in München zeigte von Ende Oktober bis Ende November 2016 in Kooperation mit dem M:AI Museum für Architektur und Ingenieurkunst NRW eine Ausstellung über Gewölbe, Schalen, Kuppeln und Dächer - und über ihre Ingenieure! Viel zu kurz blitzte für ein breites Publikum im Foyer des Forums der Bayerischen Bauwirtschaft auf, was vielleicht zum Grundwissen kultivierter Ingenieure zählt: In Texten, Plänen, Fotos, Modellen und Videos präsentierten die Kuratoren mehr als 30 ikonographische Dachtragwerke aus zwei Jahrtausenden - Meilensteine der Ingenieurbaukunst vom Pantheon in Rom bis zum Metropol Parasol in Sevilla, von den Münchner Olympiadächern bis zur Berliner Reichstagskuppel, vom Londoner Kristallpalast über Sydneys Opernhaus bis zum New Bangkok International Airport.

About large roofs - “The Fifth View”.
The Oskar von Miller Forum in Munich in cooperation with M: AI Museum für Architektur und Ingenieurkunst NRW presented an exhibition from end of October to end of November 2016 on vaults, shells, domes and roofs - and about their engineers! In the foyer of the forum of the Bavarian construction industry a wide public could see, what should be basic knowledge of cultivated engineers: in texts, plans, photos, models and videos, the curators presented more than 30 iconographic roof structures from two millennia - milestones of civil engineering culture: form Pantheon in Rome to Metropol Parasol in Seville, from the Munich Olympic Roofs to the Berlin Reichstag dome, from Crystal Palace in London to Sydney's Opera House and New Bangkok International Airport.

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Morgen, Karl; Lüdders, JanDie Butterfly Bridge in KopenhagenStahlbau1/201778-83Fachthemen

Kurzfassung

Zur Anbindung des Innenstadtbereichs von Kopenhagen an das Quartier Christianshavn und an die neue Oper sollte ein Brückenzug für Radfahrer und Fußgänger von der Innenstadt bis zur Oper realisiert werden. Aus einem internationalen Wettbewerb ging der Siegerentwurf für eine zweiflügelige Klappbrücke über den Christianshavn- und Trangraven-Kanal hervor. Wenn beide Flügel aufgeklappt sind, ähnelt das Bauwerk einem überdimensionalen Schmetterling. Aus diesem Grunde nennen es die Kopenhagener Butterfly Bridge. Die Brücke sollte möglichst filigran sein, sich in kurzer Zeit öffnen lassen und sich gut in die historische Umgebung einfügen.

Butterfly Bridge in Copenhagen.
A bridge for cyclists and pedestrians from downtown to the opera had to be realized allowing a connection of Copenhagens' city center area, the quarter Christianshavn and the new opera. A two-wings bascule bridge across Christianshavn respectively Trangraven Canal has been the winner's draft of an international competition. If both wings are opened the construction looks like an oversized butterfly. For this reason the habitants of Copenhagen call it Butterfly Bridge. Targeted was sophisticated design, permitting a quick opening as well as a good integration into the historical surroundings.

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Forschungsprojekt zur Erfassung der Sammelraten von Bauprodukten aus MetallStahlbau1/201783Aktuell

Kurzfassung

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Zeman, PeterIndustrie und Stahlbau 4.0 - ein paar Gedanken!Stahlbau1/201784-86Berichte

Kurzfassung

Industrie 4.0 ist in aller Munde. Das Thema wird von der EU gefördert, von Universitäten und Beratern aufgegriffen, es wird definiert und interpretiert. Im Wesentlichen versteht man darunter die Verbindung der industriellen Produktion mit den nun verfügbaren Kommunikations- und Informationstechnologien. Noch kürzer: Die Verbindung von NC-Maschinen mit dem Internet. Und nochmals kürzer: Höherer Automatisierungsgrad.

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Bärtschi, RolandStahlbau - Quo vadis?Stahlbau1/201787-89Berichte

Kurzfassung

Stahlbau ist eine unverzichtbare Bauweise. In den letzten Jahren haben sich die wirtschaftlichen Herausforderungen der Stahlbau-Branche jedoch stark verschärft. Globalisierung und Digitalisierung sind Segen und Fluch zugleich. Noch viel stärker sind die Herausforderungen durch die normative Benachteiligung der Stahlbauweise bei den Planungs- und Vertragsnormen und durch die oft ungenügenden Kompetenzen der Planenden im Umgang mit Stahlbau. Demgegenüber ist der Stahlbau als bereits historisch industrialisierte Bauweise im Vorteil gegenüber anderen Bauweisen bei der Digitalisierung und Industrialisierung der Bauprozesse.
Der vorliegende Artikel stellt einige der größten Herausforderungen und Chancen der Stahlbaubranche in einem Überblick zusammen.

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Nüsse, GregorBauen im Bestand - Potentiale der Stahl(leicht)bauweiseStahlbau1/201789Aus der Forschung

Kurzfassung

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Stritzke, JürgenTasche, M.: Analyse von Entwicklungssträngen im Konstruktiven Ingenieurbau anhand bestehender Brücken und Stabtragwerke im Hochbau in Sachsen, Sachsen-Anhalt und ThüringenStahlbau1/201790-91Rezensionen

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Schmitz, ChristophBrücken und Tunnel der Bundesfernstraßen 2016 - DokumentationStahlbau1/201790Rezensionen

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Svensson, HolgerNebel, B.: Christian Gottfried Bandhauer und der Einsturz der Nienburger Saalebrücke am 6. Dezember 1825Stahlbau1/201792-93Rezensionen

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Möller, EberhardHassler, U. (Hrsg.): Lehrbuchdiskurs über das BauenStahlbau1/201793Rezensionen

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Uhlemann, JörgAuftakt zur neuen Stahlbau-RichtlinieStahlbau1/201793-94Aktuell

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Nüsse, GregorEntwicklung der Grundlagen für eine architektonisch qualitätvolle Systembauweise für Fassaden aus Sandwichelementen mit neuartiger Befestigungstechnik im GeschossbauStahlbau1/201795Aus der Forschung

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Neuer Vorstand der Bayerischen Ingenieurekammer-Bau gewähltStahlbau1/201795-96Firmen und Verbände

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Termine: Stahlbau 1/2017Stahlbau1/201796Termine

Kurzfassung

Korrosionsschutz und Tragfähigkeit bestehender Stahlwasserbauverschlüsse
39. Stahlbauseminar
VDI-Arbeitskreis Technikgeschichte

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Content: Steel Construction 1/2017Steel Construction1/2017Contents

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Annual table of contents 2016Steel Construction1/2017Annual table of contents

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Rutner, Marcus P.Editorial: Steel Construction 1/2017Steel Construction1/20171Editorials

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Yanagisawa, Norifumi; Imagawa, Yusuke; Ohyama, Osamu; Rutner, Marcus; Kurita, AkimitsuFire safety of bridges - methodology supporting design and forensic evaluationSteel Construction1/20172-9Articles

Kurzfassung

Dedicated to Prof. Dr. Eng. Akimitsu Kurita on his 70th birthday, in honour of his scientific achievements, guidance and the education of his students.
Fire safety in bridge design is not as developed as fire safety in building design, even though a bridge failure can cause significant economic damage impacting on an area. This paper addresses an unanswered question with regard to fire safety, i.e. the capability to identify the governing failure mode of a bridge subjected to severe fire loading and ranking the regions of greatest fire exposure risk. Hence, this proposed methodology is also expected to support forensic work identifying the failure mode where a bridge has failed due to a severe fire, as will be shown using the 9-Mile Road Overpass collapse as an example. In an effort to mitigate fire damage, the fire protection panel (FFP) is introduced, which is part of a sacrificial structure shielding the bridge superstructure from exposure to fire from underneath.

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Lindner, J.; Kuhlmann, U.; Just, A.: Verification of flexural buckling according to Eurocode 3 part 1-1 using bow imperfections.Steel Construction1/20179Erratum

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Hanswille, Gerhard; Bergmann, Reinhard; Bergmann, MarcoDesign of composite columns with cross-sections not covered by Eurocode 4Steel Construction1/201710-16Articles

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Dedicated to Prof. Dr. Akimitsu Kurita on his 70th birthday
The use of composite columns with special types of sections e.g. concrete filled tubes with massive inner cores became very popular in the last years. These sections are not in the scope of the simplified design method of Eurocode 4. The paper deals with a design proposal for columns with those sections based on the general design method and it shows how this method can also be used extending the scope of the simplified design method in Eurocode 4.

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Mensinger, Martin; Huang, LiDedicated to Prof. Dr. Akimitsu Kurita on his 70th birthday Optimized preliminary structural design of steel composite buildings using the Sustainable Office Designer - Comparing optimizations to satisfy different objectivesSteel Construction1/201717-22Articles

Kurzfassung

Preliminary structural design is used for estimating and comparing design alternatives. It is mainly a manual procedure based on experience and documented in the form of design tables or charts. In an effort to automate this procedure for steel composite office buildings, the Sustainable Office Designer (SOD) has been developed as a SketchUp plug-in. It can generate optimized preliminary structural designs for given rectangular boundary shapes and employs a rapid approximate calculation instead of an expensive structural analysis. Steel columns are used and verified according to DIN EN 1993-1-1, while beams are designed as composite members and verified to DIN EN 1994-1-1. Pre-calculated design tables are used for slab systems. Optimization results are obtained and compared for different objectives, e.g. life cycle assessments (LCA) and costs.

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Pak, Daniel; Bigelow, Hetty; Feldmann, MarkusDesign of composite bridges with integral abutmentsSteel Construction1/201723-30Articles

Kurzfassung

Dedicated to Prof. Dr. Akimitsu Kurita on his 70th birthday
Bridges are of vital importance to Europe's infrastructure and composite bridges have already become a popular solution in many countries, representing a well-established alternative to concrete bridges. Their competitiveness depends on several factors such as site conditions, local costs of materials and labour and the contractor's experience. One outstanding advantage of composite bridges compared with concrete bridges is that the steel girders can carry the weight of the formwork and the fresh concrete during casting. Another major advantage is savings in construction time, which reduces disturbance to traffic and, consequently, saves money for the contractor, but even more so for road users - a fact that has been neglected for a long time. Recently, this factor has increasingly attracted attention as the latest studies show the need to take into account not only simple production costs, but also construction time and maintenance costs when deciding on a specific bridge type. All these needs are met by integral abutment bridges as well. In addition, this bridge type has the potential to outclass traditional bridges with transition joints as it not only reduces production and maintenance costs, but saves on economic and socio-economic costs as well.

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Golchinfar, Behnoush; Donskoy, Dimitri; Pavlov, Julius; Rutner, MarcusRemote monitoring of structural health in compositesSteel Construction1/201731-36Articles

Kurzfassung

Dedicated to Prof. Dr. Eng. Akimitsu Kurita on his 70th birthday, in honour of his scientific achievements, guidance and the education of his students.
This paper explores a new interdisciplinary method for internal damage detection and tracking in composite materials using thermo-chemical sensing. A micro-sized network of strings is interwoven into the composites. Each string consists of a pair of tubes containing one of two different non-polar reactants. A local defect within the composites causes straining and cracking of the tube shell, resulting in direct contact between the two non-polar reactants. The latter undergo a chemical reaction resulting in a polar product. When exposed to a microwave energy source, a polar product heats up dramatically within seconds in comparison to the surrounding composite material or the non-polar reactants. This localized thermal signature can be rendered visible by an infrared camera.
This study summarizes the findings of an in-depth computational and experimental study of this sensing technology which is expected to be applicable across industries using composites, among them aerospace, automotive, offshore and bridge engineering. Potential applications in steel offshore or steel bridge engineering involve using composite sensing patches to cover fatigue fracture-critical components. Defects initiating on the steel substrate surface are expected to be sensed on demand with this proposed sensing technology.

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