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Die nicht ausdrücklich definierte Schnittstelle zwischen Kran (Maschinenbau) und Kranbahnträger (Bauwesen) führte in der Vergangenheit immer wieder zu Missverständnissen in der Praxis in Hinblick auf die Bemessung geklemmter Kranschienen mit Fußflansch (Form A). Von den Kranherstellern wird lediglich die Kontaktpressung zwischen dem Laufrad des Krans und der Schienenoberfläche nach EN 13001-3-3 nachgewiesen. Die Bemessung der Kranschiene selbst wird nicht durch die Vorschriften des Kranbaus geregelt. Auf der anderen Seite ist eine Bemessung geklemmter Kranschienen, die neben zweiachsiger Biegung auch Torsion infolge exzentrischer Lasteinleitung erfahren, bislang aufgrund fehlender Bemessungsregeln nicht ohne Weiteres nach EN 1993-6 möglich. Dieser Beitrag stellt den derzeitigen Stand der für den Normentwurf prEN 1993-6 entwickelten Bemessungsregeln vor und präsentiert Vergleiche mit realitätsnahen numerischen Untersuchungen. Darüber hinaus wird ein verbessertes Berechnungsmodell für die Längsspannungen aus zentrischer Radlast vorgestellt, das im Vergleich zum Normentwurf das tatsächliche Tragverhalten deutlich besser abbildet. Außerdem wird ein Bemessungsvorschlag für einen Ermüdungsnachweis formuliert.
Anwenderfreundlichere Regelungen zu den Einwirkungen aus Kranbetrieb im Norm-Entwurf prEN 1991-3
(2023)
Die Ergebnisse aus drei Traglastversuchen und einer umfangreichen numerischen Parameterstudie (FE-Berechnungen) zum Tragverhalten von Wellstegträgern mit quadratischen Stegöffnungen werden vorgestellt. Es werden versteifte Stegöffnungen mit einem umlaufenden Versteifungskranz betrachtet. In der Parameterstudie werden die Einflüsse der Stegöffnungsgeometrie, der Trägergeometrie und der Position der Stegöffnung auf die Querkrafttragfähigkeit der Wellstegträger untersucht.
The lateral-torsional buckling resistance of welded steel girders is affected by their residual stresses and geo-metric imperfections. Generally, both influences are mainly controlled by the manufacturing process, in partic-ular the welding of the girder. This paper presents experimental investigations on four laterally unbraced welded steel girders with thin-walled I-sections, whose flange-to-web junctions are welded from one or two sides to evaluate the fabrication influence. The investigations include lateral-torsional buckling tests under combined bending and torsion loading caused by three-point bending due to an eccentric vertical single force. The geometric imperfections of the welded test girders are determined by 3D laser scanning. The test results show that the influence of the geometric imperfections and the residual stresses on the lateral-torsional buck-ling resistance is limited for the tested girders.
Fatigue S-N curves of bolts and bolted connections for application in civil engineering structures
(2021)
Bolts and bolted connections are frequently used in civil engineering steel structures. This paper presents a meta study where a few thousand fatigue tests on these elements are evaluated. The evaluation reveals that current specifications in design standards need updating to account for the relevant stress parameter and production methods. This substantially reduces the scatter of the fatigue resistance. The shape and position of the fatigue resistance (S-N) curves also require updating. The results of this study have been implemented in the new revision of European standard EN 1993-1-9. This paper provides the background for the modifications.
The supporting structure ofan overhead traveling crane is subject to cyclic loading. The crane runway beams are parts ofthis structure traveled over by the crane during each cranepassage. Therefore, their fatigue resistance has to be verified according to structural Eurocode 3 in more than 30 countries that are members of European Committee for Standardization (CEN) and potentially more than 50 countriesaround the world. For the verification, the expected fatigue loading during the design service life has to be estimated. A new proposal is presented how to predict the fatigue loading of the crane runway beams based on the type of crane operation.
Innovative Klebstoffe ermöglichen das zuverlässige und dauerhafte Fügen von natürlichen Baustoffen wie Holz und Holzwerkstoffen mit leistungsfähigen kohlefaserverstärkten Kunststoffen (CFK) zu neuartigen Verbundwerkstoffen. Dadurch eröffnen sich neue Einsatzmöglichkeiten für eine nachhaltige Holzbauweise, die in den letzten Jahren mit Blick auf die Nachhaltigkeitsziele Deutschlands vor allem im Wohnungs- und Geschossbau verstärkt vorangetrieben wird.
Corrugated web beams are welded I‐sections with thin‐walled sinusoidal corrugated webs and flanges made of wide flat steel that have been developed as an alternative to steel girders with flat webs. In comparison with hot‐rolled or welded I‐beams with flat webs, corrugated web beams are connected with considerable material savings and fully automated production. Assuming the same load‐bearing capacity, corrugated web beams are lighter than those with a flat web, since the corrugated web beams can often be loaded up to their plastic resistance without reinforcement of the web. The research on the load‐bearing behavior of corrugated web beams without web openings is relatively mature. However, the resistance of corrugated web beams with reinforced web openings, as they are often used in buildings for installations, has not well experimentally been investigated, yet. This paper deals with the shear resistance of corrugated web beams with reinforced square web openings. Three specimens of different geometry with two square web openings were tested. The experiments are compared with a Finite Element Analysis by Abaqus® and with an analytical model allowing simplified calculation. Both models can relatively accurately calculate the shear resistance. The experimental and numerical results show that the increase of the shear resistance of perforated corrugated web beams depends on the wall‐thickness and the steel grade of the web opening reinforcement.
Wenn an Stahlbrückenkonstruktionen Ermüdungsrisse festgestellt werden, treten
diese in der Regel an kerbscharfen Konstruktionsdetails auf. Die Instandsetzung der
betroffenen Brückenkonstruktion erfordert in den meisten Fällen umfangreiche Sa
nierungsmaßnahmen, die oft mit einer Brückensperrung und erheblichen Beein
trächtigungen der Verkehrsinfrastruktur einhergehen. Im Rahmen eines ZIM
Forschungsvorhabens [3] wird derzeit ein innovatives Reparaturverbundsystem aus
kohlenfaserverstärktem Kunststoff (CFK) entwickelt, das mithilfe von Klebetechnik
appliziert wird und das angerissene Bauteil lokal verstärkt. Das primäre Ziel dieser
verstärkenden Maßnahme besteht darin, mittels individuell gefertigter CFK-Schalen,
welche durch die Verwendung eines zweikomponentigen Klebstoffs am Hänger be
festigt werden, den Riss zu überbrücken. Auf diese Weise soll der Rissfortschritt
signifikant reduziert oder gestoppt werden. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über
die ersten Ergebnisse aus diesem Forschungsvorhaben.
Im Rahmen des Beitrags wird das Tragverhalten von Trapezstegträgern mit quadra
tischen Öffnungen und Öffnungskränzen (umlaufende Versteifung) als Verstär
kungsmaßnahme untersucht. Die Ergebnisse aus zwei Traglastversuchen und einer
umfangreichen numerischen Parameterstudie (FE-Berechnungen) zum Tragverhal
ten von Trapezstegträgern mit versteiften quadratischen Stegöffnungen werden vor
gestellt. In der Parameterstudie werden die Einflüsse der Kranzdicke und der geo
metrischen Imperfektionen auf die Querkrafttragfähigkeit der Trapezstegträger un
tersucht. Schlussendlich wird ein praxisnaher Bemessungsvorschlag zur Ermittlung
der Querkrafttragfähigkeit von Trapezstegträgern mit versteiften Stegöffnungen vor
gestellt.
Corrugated web beams are an alternative to steel girders with flat webs. They consist of a welded Isection with a thin-walled trapezoidally corrugated web and flanges made of wide flat steel. In comparison with hot-rolled or welded I-beams with flat webs, corrugated web beams offer significant material savings and are produced fully automated. Assuming the same load-bearing capacity, corrugated web beams are lighter than those with a flat web, since the corrugated web beams can often be loaded up to their plastic resistance without reinforcement of the web. Research on the loadbearing behaviour of corrugated web beams without web openings is well-established. However, the resistance of corrugated web beams with reinforced web openings, which are necessary for installations in buildings, has not been well investigated experimentally yet. This paper examines the shear force resistance of trapezoidally corrugated web beams with reinforced square web openings. Two beam-like specimens with the same geometry but differently reinforced web openings were tested. The experimental results are compared with a Finite Element Analysis using Abaqus® and with an analytical model that allows a simplified calculation. The comparison identifies how the wall thickness of the web opening reinforcement affects the shear force resistance of perforated corrugated web beams.