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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Rölle, Lars; Kuhlmann, UlrikeVereinfachtes Bemessungsverfahren geschraubter teiltragfähiger Stahl- und VerbundknotenStahlbau9/2014614-625Fachthemen

Kurzfassung

In DIN EN 1993-1-8 steht mit der Komponentenmethode ein Verfahren zur Bemessung von Anschlüssen zur Verfügung, dessen Möglichkeiten von der Praxis u. a. wegen der aufwändigen Herangehensweise zurzeit noch wenig genutzt werden. Es besteht mit der Methode die Chance, Eigenschaften der Anschlüsse wie Tragfähigkeit und Duktilität gezielt einzustellen. Allerdings fehlen zurzeit im Konzept noch bestimmte Duktilitätskriterien, auch werden hier für duktile Anschlüsse nicht alle Trageffekte berücksichtigt.
Das Entscheidende am Anschluss für die Duktilität und Tragfähigkeit ist das Zusammenspiel zwischen Stirnplatten- bzw. Stützenflanschtragfähigkeit und Schraubentragfähigkeit. Die Stirnplatte bzw. der Stützenflansch müssen dabei eine hohe Verformungskapazität bereithalten, um große Knotenrotationen zu ermöglichen und die Schrauben dürfen nicht vorzeitig versagen. Durch große Verformungen der Stirnplatte trägt diese nicht mehr nur über reine Biegetragwirkung ab, sondern zusätzlich über Membrantragwirkung. Die Tragfähigkeit der Stirnplatte ist dadurch deutlich größer als unter reiner Biegetragwirkung. Die Verformung der Stirnplatte verursacht allerdings eine zusätzliche Biege- und Querkraftbeanspruchung der Schrauben.
Das hier vorgestellte vereinfachte Bemessungsverfahren für geschraubte Stirnplattenanschlüsse ermittelt die Momententragfähigkeit des Anschlusses in Abhängigkeit von der mittels eines Knotenkorrekturfaktors modifizierten Schraubenzugtragfähigkeit und des inneren Hebelarms. Der Knotenkorrekturfaktor berücksichtigt dabei alle auf die ungestörte Schraubenzugtragfähigkeit ungünstig wirkenden Effekte am Anschluss. Des Weiteren wurde für das Verfahren ein Anwendungs- bzw. Gültigkeitsbereich erarbeitet, um die maßgebenden Komponenten am Anschluss zu steuern. Zur Sicherstellung der Duktilität des Anschlusses wurden zudem Duktilitätskriterien entwickelt. Mit Hilfe des neuen Bemessungsverfahrens können voll- und teiltragfähige Anschlüsse nun in wenigen Schritten mit ausreichender Duktilität und Tragfähigkeit dimensioniert werden.

Simplified design method for bolted partial-strength joints.
The component method in DIN EN 1993-1-8 is a tool for designing joints which is at the moment not adequately utilized in practice due among others to the complex design procedure. The method however offers the possibility to design joints for high resistance and ductility in a targeted way. But for ductile joints the method lacks more detailed ductility criteria and does not consider all carrying effects.
The decisive factor for the ductility and bearing capacity of the connection is the interaction between endplate capacity (or column flange capacity) and bolts capacity. The endplate and the column flange have to sustain a high deformation capacity to allow large joint rotations and the bolts should not fail prematurely. By large deformations the endplate does not only develop pure bending, but also membrane effects. The load capacity of the endplate is therefore higher than resulting from pure bending load effect. But the deformations of the endplate also cause additional bending and shearing of the bolts.
The simplified design method for bolted joints presented here determines the moment resistance of the joint based on the tensile capacity of the bolts modified by a connection correction factor and the inner lever arm. The connection correction factor considers all unfavorable effects on the pure tensile capacity of the bolts which might occur at the joint. Furthermore, an application range has been defined for the method to control the relevant components at the joint. To ensure sufficient ductility of the joint additional ductility criteria have been developed. The new design method can now be used to dimension full and partial-strength joints with high resistance and ductility in only a few calculation steps.

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Seminar zur Bemessung und Konstruktion von Stahlhochbauten und AluminiumkonstruktionenStahlbau9/2014625Aktuell

Kurzfassung

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Blank, Lukas; Kern, UrsNeugestaltung und Überdachung des Bahnhofplatzes in WinterthurStahlbau9/2014626-631Fachthemen

Kurzfassung

Im Zentrum der Stadt Winterthur wurde im Sommer 2013 der neu gestaltete Bahnhofplatz eröffnet. Eine flügelförmige Dachkonstruktion, exzentrisch auf einem Auflager abgestützt, überspannt die Wartestellen der örtlichen Busbetriebe und bildet das zentrale Gestaltungselement des urbanen Zentrums direkt am Eingang zur Winterthurer Altstadt. Die von den Architekten Stutz Bolt Partner entworfene Konstruktion aus Metall stellt eine außergewöhnliche Konstruktion dar, welche von den Planern und Unternehmungen ebenso außergewöhnliche Lösungen forderte. Durch intensive Zusammenarbeit aller Beteiligten und das gemeinsame Ziehen an einem Strick konnte die Überdachung in sehr hoher Präzision und kurzer Bauzeit erstellt werden.

Redesign and new roofing of the train station in Winterthur, Suisse.
In the summer of 2013 the redesigned square in front of the train station in Winterthur was reopened. An arrow-like canopy, eccentrically supported on one spatial column, spans over the bus terminals and forms the major architectural element in front of the entrance of the old town of Winterthur. The extraordinary metal construction, designed by Stutz Bolt Partner Architects, required extraordinary solutions from the designers and contractors. An intense collaboration of all parties involved and a clear collective sense of direction enabled this highly precise structure to be built in a short period of time.

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Baumann, Hans Jörg; Blümel, Steffen; Kälin, AndreasGestaltung und Berechnung von Stahlkonstruktionen für Nachlaufinstallationen von TunnelbohrmaschinenStahlbau9/2014632-637Fachthemen

Kurzfassung

Nachlaufinstallationen von Tunnelbohrmaschinen werden grundsätzlich aus Stahl hergestellt. Die Berechnung und konstruktive Gestaltung erfolgt analog den Konstruktionen des Stahlhochbaus auf der Grundlage der EN 1993 oder entsprechender nationaler Normenwerke. Bei der Planung derartiger temporärer und bewegter Bauwerke sind jedoch eine Vielzahl von spezifischen konstruktiven Anforderungen aus der Nutzung und diverse statische Anforderungen hinsichtlich der Beanspruchung sowie der Modellbildung zu berücksichtigen. In diesem Aufsatz werden einige dieser Anforderungen vorgestellt und Lösungsvarianten für die Ausbildung des Tragsystems aufgezeigt.

Design and analysis of steel structures for back-up installations of tunnel boring machines.
Back-up installations of tunnel boring machines are generally made of steel structures. The analysis and structural design is analogous to the steel building constructions and has to be done on the basis of EN 1993 or equivalent national standards. However, for such temporary and moving structures a variety of specific design requirements due to use and various static requirements concerning loads and system modelling have to be taken into account. In this paper, some of these requirements as well as solutions for the design will be presented.

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WINDFORCE 2014: Korrosionsschutz mit Zink als Schlüsseltechnologie für Offshore-WindenergieStahlbau9/2014637Aktuell

Kurzfassung

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Mensinger, Martin; Hahn, Andreas; Zhang, CanghaiNumerische Simulation von Verbundstützen im BrandfallStahlbau9/2014638-645Fachthemen

Kurzfassung

Die weltweit verbreiteten, und teilweise auf recht vereinfachten Ansätzen basierenden Bemessungsverfahren für Verbundstützen im Brandfall, geben Anlass zu einem genauen Vergleich an konkreten Beispielen. Im Folgenden wird auf die numerische Untersuchung einer Verbundstütze mit ANSYS Workbench [1] eingegangen. Die Validierung stützt sich dabei hauptsächlich auf externe Versuchsergebnisse von Romero und Espinos [12]. Abschließend werden die numerischen Ergebnisse des kalibrierten FE-Modells mit Handrechenergebnissen auf Basis allgemein gültiger Verfahren und Normen, wie z. B. die hierzulande gültige DIN EN 1994-1-2 [16], verglichen.

Numerical simulation of composite columns in case of fire.
The design procedures used worldwide for composite columns in case of fire with partially simplified approaches provide impetus to an exact comparison on tangible examples. The numerical analysis of a composite column with ANSYS Workbench [1] is described in detail in this paper. The validation mainly relies on external test results of Romero and Espinos [12]. Finally, the numerical results are compared with generally applicable procedures, such as in DIN EN 1994-1-2 [16] which is the currently valid standard in Germany.

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Schaumann, Peter; Tabeling, Florian; Weisheim, WaldemarErwärmungsverhalten dämmschichtbildender Brandschutzsysteme im Stahlbau - Numerische Simulationen unter Berücksichtigung des AufschäumvorgangsStahlbau9/2014646-651Fachthemen

Kurzfassung

Dämmschichtbildende Brandschutzsysteme ermöglichen es, die Attraktivität filigraner Stahltragwerke bei gleichzeitiger Gewährleistung der Feuerwiderstandsfähigkeit aufrecht zu erhalten. Das Hochtemperaturverhalten dieser Brandschutzsysteme ist bis heute jedoch nicht im Detail bekannt. Im vorliegenden Artikel werden daher numerische Simulationen unter expliziter Berücksichtigung des Aufschäumvorgangs dämmschichtbildender Brandschutzsysteme vorgestellt, um das Erwärmungsverhalten im Detail aufzuzeigen und somit einen Beitrag zum vertieften Verständnis hinsichtlich der thermischen Schutzwirkung dieser Brandschutzsysteme zu leisten. Dabei werden beschichtete Stahlplatten bei einer Ofentemperatur gemäß der Einheits-Temperaturzeitkurve untersucht. Eine Validierung des entwickelten numerischen Modells erfolgt anhand eigener Versuchsergebnisse. Somit wird erstmals die Möglichkeit eröffnet, das Hochtemperaturverhalten beschichteter Stahlbauteile realitätsnah zu simulieren und die Temperaturentwicklung im Stahl zu prognostizieren. Dies schafft insbesondere bei individuellen Fragestellungen im Brandschutzingenieurwesen hinsichtlich der Temperaturentwicklung in beschichteten Stahlbauteilen innovative Bewertungsmöglichkeiten.

Heating behaviour of intumescent coatings in steel constructions - Advanced numerical simulations taking the foaming process into account.
Intumescent coatings enable to sustain the attractiveness of filigree steel constructions and to ensure fire resistance at the same time. Since the high temperature behaviour of these fire protection systems is not known in detail yet, advanced numerical simulations by taking the foaming process of intumescent coatings into account are introduced in the present article. Hence, the heating behaviour is pointed out in detail to get a deeper understanding concerning the fire protection behaviour of intumescent coatings. For that reason, coated steel plates exposed to standard fire (ISO-834) are investigated. A validation of the developed numerical model is performed by comparing the calculated temperatures with own test results. For the first time, the opportunity is enabled to simulate and predict the high temperature behaviour of coated steel elements close to reality. This offers innovative possibilities to evaluate the steel temperature of construction elements individually in fire protection engineering.

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Ozaki, FuminobuA study on a theoretical relationship between strain hardening of steel and plastic region length in a steel beam subjected to fireStahlbau9/2014652-656Fachthemen

Kurzfassung

This paper presents a relationship between strain hardening of steel and plastic region length in a steel beam subjected to fire. A theoretical simple fire response analysis is proposed to investigate elasto-plastic behavior of the statically indeterminate heated beam. From observation of parametric calculations, it is clarified that large plastic region length in the beam, which is induced by the large strain hardening, is effective to avoiding strain concentration. This contributes to the robust attenuation of the thermal stress at the fire.

Theoretische Beziehung zwischen Verfestigung von Stahl und Länge der plastischen Zone von brandbeanspruchten Stahlträgern.
Die Veröffentlichung stellt die Beziehung zwischen der Verfestigung von Stahl und der Länge der plastischen Zone von Stahlträgern im Brandfall dar. Mit Hilfe eines analytischen Modells wird das elastisch-plastische Verhalten statisch unbestimmter Träger bei Erwärmung untersucht. Eine Parameterstudie zeigt, dass Dehnungskonzentrationen und hohe thermische Spannungen durch ausgedehnte plastische Zonen vermieden werden.

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Knobloch, Markus; Pauli, Jacqueline; Somaini, Diego; Frangi, AndreaCross-sectional capacity and flexural buckling resistance under fire conditions - An experimental studyStahlbau9/2014657-667Fachthemen

Kurzfassung

This paper presents an experimental study on the cross-sectional capacity and flexural buckling resistance under fire conditions. Steady state stub and slender column tests were carried out at ambient and elevated temperatures on square and rectangular hollow sections as well as H-sections. In addition, transient state slender column tests were performed on H-section test specimens. The compressive load was applied centrically or eccentrically to the test specimens. The paper presents the testing programme, the geometry of the test specimens including initial geometrical imperfection measurements, elevated temperature material properties, test setup, the execution and the results of the stub and slender column tests.

Querschnitts- und Knickwiderstand im Brandfall - Experimentelle Untersuchungen.
Der Beitrag analysiert mit Hilfe experimenteller Methoden den Querschnitts- und Knickwiderstand im Brandfall. Die stationären Versuche zum Widerstand gedrungener und schlanker Stützen unter Druck- sowie kombinierter Druck- und Biegebeanspruchung bei Normaltemperatur und erhöhten Temperaturen wurden an Hohlprofilen sowie H-Querschnitten durchgeführt. Zusätzlich wurden schlanke Stützen unter transienten Versuchsbedingungen analysiert. Der Beitrag stellt das Versuchsprogramm, die Geometrie der Versuchskörper einschließlich geometrischer Imperfektionen, die Materialeigenschaften bei erhöhten Temperaturen, die Versuchseinrichtung sowie -durchführung und die Ergebnisse der Versuche zum Querschnitts- und Knickwiderstand dar.

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Schwartz, JosephZur Kompetenz des Bauingenieurs im architektonischen GestaltungsprozessStahlbau9/2014668-670Berichte

Kurzfassung

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Stritzke, JürgenDeutscher Brückenbaupreis 2014 und 24. Dresdner Brückenbausymposium - Zwei bedeutende Ereignisse auf dem Gebiet des Brückenbaus in DeutschlandStahlbau9/2014671-681Berichte

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Holzer, Stefan M.Rezensionen: Stahlbau 9/2014Stahlbau9/2014682-683Rezensionen

Kurzfassung

L’architrave, le plancher, la plate-forme. Nouvelle histoire de la construction. Von R. Gargiani
Concrete. From archeology to invention 1700-1769. The renaissance of Pozzolana and Roman construction techniques. Von R. Gargiani

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Geißler, KarstenSteel Bridges. Conceptual and Structural Design of Steel and Steel-Concrete Composite Bridges. Von J.-P. Lebet, M. A. HirtStahlbau9/2014682Rezensionen

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Kurrer, Karl-EugenHistory of Virtual Work Laws. A History of Mechanics Prospective. Von D. CapecchiStahlbau9/2014683-684Rezensionen

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Schaumann, PeterMario Fontana 60 JahreStahlbau9/2014684-685Persönliches

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Firmen und Verbände: Stahlbau 9/2014Stahlbau9/2014685-687Firmen und Verbände

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Auszeichnung des Deutschen Stahlbaues 2014 für Univ.-Profs. em. Joachim Lindner und Herbert Schmidt
Leonhardt, Andrä und Partner feiert 75-jähriges Firmenjubiläum

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Aktuell: Stahlbau 9/2014Stahlbau9/2014687-689Aktuell

Kurzfassung

Auslobung Stahl-Innovationspreis 2015
Infobox Hochmoselbrücke
Weiterbildungsveranstaltung für Beschichtungsinspektoren
Neue Runde im Wettbewerb “Auf IT gebaut - Bauberufe mit Zukunft“

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Termine: Stahlbau 9/2014Stahlbau9/2014689-690Termine

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Inhalt: UnternehmerBrief Bauwirtschaft 9/2014UnternehmerBrief Bauwirtschaft9/2014Inhalt

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Schalk, GüntherVon Freitischlern und kreativen Genies...UnternehmerBrief Bauwirtschaft9/20141Editorials

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Kurz informiert: UnternehmerBrief Bauwirtschaft 9/2014UnternehmerBrief Bauwirtschaft9/20142Kurz informiert

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Enormer Nachholbedarf bei altersgerechten Wohnungen
Leipzig: Sonnenenergie vom Kirchendach
Umsätze und Aufträge im Plus, aber Dynamik leidet

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Fischer, HartmutÖffentlich-Private-Partnerschaften - Chance für die Bauwirtschaft?UnternehmerBrief Bauwirtschaft9/20143-9Berichte

Kurzfassung

Es ist gut zehn Jahre her, seitdem die damalige rot-grüne Bundesregierung unter Bundeskanzler Gerhard Schröder mehrere Initiativen ergriffen hat, um Öffentlich-Private-Partnerschaften (anfangs noch “PPP” genannt) als eine neue Beschaffungsvariante der öffentlichen Hand zu etablieren. Dazu gehörten unter anderem das 2003 veröffentlichte Gutachten “PPP im öffentlichen Hochbau” und das im September 2005 verabschiedete “ÖPP-Beschleunigungsgesetz”. Gegenwärtig sind in der von der Partnerschaften Deutschland AG geführten ÖPP-Projektdatenbank seit Beginn der ÖPP-Initiative 256 Projekte aufgeführt.

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Halbach-Velken, ElmarNeues von der BVMBUnternehmerBrief Bauwirtschaft9/201410-11Berichte

Kurzfassung

“Der Kunde ist König. Seine Zufriedenheit ist das oberste Gebot.” Dieses Motto gilt seit 50 Jahren bei der Bundesvereinigung Mittelständischer Bauunternehmen (BVMB). Dementsprechend arbeitet die BVMB ständig an der Verbesserung ihres Verbandsangebots, damit die Mitglieder stets beste Leistungen und größtmögliche Vorteile im Rahmen ihrer Mitgliedschaft erhalten. Das zeigen auch ganz aktuelle Beispiele.

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Steuertelex - kurz gemeldetUnternehmerBrief Bauwirtschaft9/201411-12Berichte

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Englert, FlorianAktuelles aus der RechtsprechungUnternehmerBrief Bauwirtschaft9/201412-13Berichte

Kurzfassung

Was umfasst eine Beratung durch einen Architekten?
Fleißige Richterin: daher befangen?

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