@book{NitschkePagelKlassenPasternaketal., author = {Nitschke-Pagel, Thomas and Klassen, Jakob and Pasternak, Hartmut and Launert, Benjamin and Krausche, Thomas}, title = {P 858 - Schweißen dicker Bleche unter Baustellenbedingungen - Beurteilung des Einflusses auf das Tragverhalten von Montagest{\"o}ßen}, publisher = {Verlag und Vertriebsgesellschaft mbH}, address = {D{\"u}sseldorf}, isbn = {978-3-942541-69-5}, abstract = {Beim Aufbau großer Stahlstrukturen im Br{\"u}cken- oder Stahlhochbau wird heute vermehrt auf modulare Fabrikfertigung gesetzt. Ein F{\"u}gen dieser Module auf der Baustelle zu einer Gesamtstruktur ist aber weiterhin notwendig. Als F{\"u}geverfahren wird hier h{\"a}ufig das MAG-Mehrlagenschweißen eingesetzt. Gerade an dicken Blechen stellen Baustellenschweißungen nicht nur besondere Anforderungen an den ausf{\"u}hrenden Betrieb, die Bauleitung und Bau{\"u}berwachung, sondern auch an den Konstrukteur. Wichtig f{\"u}r den Konstrukteur ist die Kenntnis der sich durch Schweißungen einstellenden Schrumpfung der Bauteile, der auftretenden Verz{\"u}ge und Eigenspannungen. Gerade bei Baustellenschweißungen m{\"u}ssen diese Aspekte in der Konstruktionsphase der Einzelkomponenten mit ber{\"u}cksichtigt werden, um die erforderlichen Toleranzen bei der Montage einzuhalten. Eine genaue Kenntnis der durch Schweißungen verursachten Ph{\"a}nomene ist in den Konstruktions- und Montagebetrieben oft nur aus mehrj{\"a}hrigen Erfahrungen vorhanden. Ein grundlegendes, vollst{\"a}ndiges Bild der Abl{\"a}ufe beim Schweißen auf der Baustelle, das es erm{\"o}glicht, dieses Wissen auf neue Konstruktionen zu {\"u}bertragen, fehlt bisher. Insbesondere f{\"u}r die immer {\"o}fter im Br{\"u}cken- und Stahlhochbau eingesetzten h{\"o}herfesten Feinkornbaust{\"a}hle (z.B. S460) ist die Kenntnis des Verhaltens bei Baustellenschweißungen notwendig. Hier setzt der Forschungsantrag an. Mit Hilfe der Schweißsimulation k{\"o}nnen die Auswirkungen von Schweißn{\"a}hten, wie die Entstehung von Verz{\"u}gen und Eigenspannungen am Bauteil, global dargestellt werden. Eine anschließende Struktursimulationen (Festigkeits- und Steifigkeitsberechnungen) mit aus der Schweißsimulation integrierten Ergebnissen bildet die Basis f{\"u}r erg{\"a}nzende Untersuchungen. Montagest{\"o}ße sind außerdem durch Verschmutzung und Witterung negativ beeinflusst. Die Montage kann beispielsweise bei niedrigen Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts durchgef{\"u}hrt werden m{\"u}ssen. Diese Situation wurde in einer Klimakammer simuliert und die Auswirkungen der Umgebungstemperatur bei der Montage auf das Tragverhalten der Verbindung untersucht. F{\"u}r die im Rahmen des Vorhabens untersuchten F{\"a}lle ist kein Einfluss variierender Umgebungstemperaturen bis -10 °C auf die resultierenden Schweißeigenspannungen festzustellen. Der Vergleich von Verzug und Eigenspannung gegen{\"u}ber normativ vorgegeben Toleranzwerten sowie vereinfachten Ingenieurmodellen f{\"u}r die Approximation des Eigenspannungsverlaufs zeigt große Defizite. Bei realit{\"a}tsnaher Implementierung der Eigenspannungen in die Traglastberechnung k{\"o}nnen z.T. große Reserven im Rahmen der nichtlinearen Traglastberechnung ausgenutzt werden.}, language = {de} } @misc{PasternakKrauscheLaunert, author = {Pasternak, Hartmut and Krausche, Thomas and Launert, Benjamin}, title = {Schweißen von Tr{\"a}gern mit dicken Blechen, Teil 2: Schweißen unter Baustellenbedingungen - Montagestoß und Variation der Umgebungstemperatur}, series = {Bauingenieur}, volume = {89}, journal = {Bauingenieur}, number = {12}, issn = {0005-6650}, pages = {537 -- 547}, language = {de} } @misc{PasternakKrauscheLaunert, author = {Pasternak, Hartmut and Krausche, Thomas and Launert, Benjamin}, title = {Schweißen von Tr{\"a}gern mit dicken Blechen, Teil 1: Tr{\"a}gerfertigung unter Werksbedingungen - Planung, Herstellung und Simulation}, series = {Bauingenieur}, volume = {89}, journal = {Bauingenieur}, number = {10}, issn = {1436-4867}, pages = {395 -- 404}, language = {de} } @misc{PasternakKrauscheNiemann, author = {Pasternak, Hartmut and Krausche, Thomas and Niemann, M.}, title = {Umbau eines Schulgeb{\"a}udes der Heinrich-Nordhoff-Gesamtschule in Wolfsburg}, series = {Bauingenieur}, volume = {89}, journal = {Bauingenieur}, number = {4}, issn = {1436-4867}, pages = {182 -- 185}, language = {de} } @inproceedings{KrauscheLaunert, author = {Krausche, Thomas and Launert, Benjamin}, title = {Schweißen dicker Bleche unter Baustellenbedingungen}, series = {BTU Stahlbau-Symposium 2014, Cottbus, 2014}, booktitle = {BTU Stahlbau-Symposium 2014, Cottbus, 2014}, publisher = {BTU}, address = {Cottbus [u.a.]}, pages = {17 -- 24}, language = {de} } @misc{PasternakLaunertKrausche, author = {Pasternak, Hartmut and Launert, Benjamin and Krausche, Thomas}, title = {Welding of girders with thick plates — Fabrication, measurement and simulation}, series = {Journal of Constructional Steel Research}, volume = {Vol. 115}, journal = {Journal of Constructional Steel Research}, issn = {0143-974X}, doi = {10.1016/j.jcsr.2015.08.037}, pages = {407 -- 416}, abstract = {This article presents experimental and numerical results of the fabrication of welded plate girders under workshop conditions. Main concerns are the prediction of imperfections with the aid of simulation tools and/or simplified engineering models. Their impact on the component design is evaluated in a case study. Special focus is put on the effect of residual welding stress. For this, different simplified distributions are compared with results from welding simulation. The findings confirm the thesis that present recommendations on the implementation of weld-induced imperfections must be rated conservative. This suggests that it is necessary to establish new models. Guidance on future problems in this context will be given.}, language = {en} } @misc{FuegKrauscheWebneretal., author = {F{\"u}g, Dieter and Krausche, Thomas and Webner, Michael and Klenner, Frank}, title = {Besonderheiten der Berechnung und konstruktiven Gestaltung von Kleinwindenergieanlagen nach DIN EN 61400-2:2006}, series = {Bauingenieur}, journal = {Bauingenieur}, number = {8}, issn = {1436-4867}, pages = {342 -- 353}, abstract = {Der steigende Energiebedarf erfordert unter Beachtung des Vorrangs erneuerbarer Energiequellen wie Wind, Wasser und Sonne die Nutzung von Konstruktionsl{\"o}sungen, die die daraus resultierende Aufgabe der Energiegewinnung wirtschaftlich umzusetzen. Im vorliegenden Beitrag wird eine L{\"o}sung beschrieben, die helfen soll, die Windenergie zur Stromerzeugung in schlecht zug{\"a}nglichen Gebieten, an Standorten mit großer Entfernung zu anderen Anlagen der Stromgewinnung oder in Gegenden f{\"u}r kleine Wohn- oder Industriebauten, wo die Wirtschaftlichkeit nachgewiesen werden kann, zu nutzen. Auch die Stromerzeugung f{\"u}r Baustellenbetrieb ist denkbar. Hierf{\"u}r k{\"o}nnen Kleinwindenergieanlagen (KWEA) eine Alternative zur Stromerzeugung sein. Der vorliegende Beitrag beinhaltet Vorschl{\"a}ge zur konstruktiven Gestaltung, Besonderheiten der Berechnung und ein Beispiel f{\"u}r die Ausf{\"u}hrung der Tragstruktur von KWEA. Grundlage f{\"u}r die Berechnung und Ausf{\"u}hrung ist die DIN EN 61400-2:2006, deren Besonderheiten mit diesem Beitrag demonstriert werden.}, language = {de} } @misc{PasternakKrausche, author = {Pasternak, Hartmut and Krausche, Thomas}, title = {The Porsche Pavilion in the Autostadt Wolfsburg, Germany}, series = {Procedia Engineering}, journal = {Procedia Engineering}, number = {57}, issn = {1877-7058}, doi = {10.1016/j.proeng.2013.04.010}, pages = {63 -- 69}, language = {en} } @inproceedings{PasternakKrausche, author = {Pasternak, Hartmut and Krausche, Thomas}, title = {Design, constructions and assembly of two membrane-cladded double-curved cable net roofs}, series = {6th Structural Engineers World Congress (SEWC 2017), Cancun/Mexico}, booktitle = {6th Structural Engineers World Congress (SEWC 2017), Cancun/Mexico}, publisher = {Universidad Nacional Aut{\´o}noma de M{\´e}xico - UNAM}, pages = {8}, abstract = {For stadium roofs light weight constructions, that are tensioned between a cantilevering steel compression ring, are commonly build around the globe, mostly for social events like sport games and concerts. They allow having no columns in the viewing area and also spanning the whole arena. With the additional use of membranes as the roof shell, the inside of the building will get naturally lighted. With the knowledge of the occurring loads, an economic structure can be found to optimize the edge structure. Frequently the form finding process will use the death loads as decisive action because for only one load case a moment free form can be determined. Other load cases will cause bending in the girder. The process also allows having only supports at the low points and a cantilever arises. These types of roofs will be compared with two exemplary canopies in Germany. The main focus will be on the assembly of the edge girder, which will evoke challenges for planning as well as the actual manufacturing process. The steel edge girder is double curved and has a spatially shape. The welded box exists of 4 to 5 curving plates that have thicknesses from 15mm to 55mm and will vary in their height. Due to welding residual stresses occur during the assembly in the factory as well as on the construction side. For the design of the girders, the residual stresses need to be determined. The identified results of the residual stresses will vary through the plate thickness and will differ for residual longitudinal and residual transverse stresses. The longitudinal residual stresses, as the relevant residual stresses for axial forces, will be farther scrutinized. Due to its complex geometry the challenges of the simulation will be presented for the manufacturing process and the construction site assembly. For the farther investigation the calculated stresses will be taken for a load capacity calculation of a section of the edge girder. Due to the forming geometry and the welding process, both effects need to be considered. This calculation will also show that the edge girder needs to be stiffened in the inside with bulkhead plate's und longitudinal stiffeners. Both authors are involved in the verification of the objects (Customer Centre in the Autostadt Wolfsburg-CC, Schierke-Arena -FA in the Harz Mountains) mentioned below.}, language = {en} } @inproceedings{KrauscheLaunertPasternak, author = {Krausche, Thomas and Launert, Benjamin and Pasternak, Hartmut}, title = {Welding effects in unregularly steel box girders}, series = {6th Structural Engineers World Congress (SEWC 2017), Cancun/Mexico}, booktitle = {6th Structural Engineers World Congress (SEWC 2017), Cancun/Mexico}, publisher = {Universidad Nacional Aut{\´o}noma de M{\´e}xico - UNAM}, pages = {6}, abstract = {Several approaches on geometrical and structural imperfections are given in the literature for I sections and rectangular box girders. Those approximations of the residuals stress state can be implemented into the structural analysis using multi-purpose FEM program packages. The knowledge of the stress state of free forming cross sections has still to be determined. To fulfil a safe design, the assumptions mostly will be very conservative due to the lack of the assumed stress state. This will result directly to increased thicknesses or additional stiffening of the plates. Not only the material cost will rise, but also the fabrication costs like welding will be affected. This paper aims to provide an overview on the possibilities in the numerical prediction of weld residual stresses and weld induced deformations for cross sections with unique shapes. With the obtained values the tendencies of the residual stress state and deformations will be used to optimize the design. A representative example on a section used in a steel compression ring of a realized roof is described and analyzed using a simplification of a numerical welding simulation. The reduced simulation of the originally transient weld procedure was held to a practically reasonable level and can be reproduced for similar problems. The calculations used the Abaqus Welding Interface (AWI) to automate working steps in conjunction with the definition of weld passes and their sequencing. The field of the method that is discussed also a need of further investigations to prove its applicability. Some experimental back up is requires to verify the result quality. Nonetheless, this method could already help to show up tendencies or to identify potential critical spots in the design.}, language = {en} }