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Institute
Development of Eurocode-based Design Rules for structural adhesive bonded joints in steel structures
(2013)
Influence of local plastic buckling of a joint on the carrying capacity of thin-walled trusses
(2010)
Die Stadt Wernigerode in Sachsen-Anhalt errichtete im Ortsteil Schierke eine Multifunktionsarena. Am Fuße des Brockens, dem höchsten Berg des Harzes und ganz Norddeutschlands gelegen, fügt sich die offene Überdachung in die vorhandene Topologie nahtlos ein. Das unter Denkmalschutz stehende Natureisstadion, mit seinen bestehenden Natursteinterrassen und einem Schiedsrichterturm aus Holz, wurde baulich so konzipiert, dass die Arena in den Wintermonaten als überdachte Kunsteisbahn und im Sommer als Fläche für Konzerte, Aufführungen und Sportveranstaltungen genutzt werden kann. Eine ganz besondere Herausforderung war die Herstellung und Montage des circa 190m langen geschweißten Stahlrandträgers. Der Hohlkasten besteht aus vier doppelt gekrümmten Blechen und lagert an lediglich zwei Fußpunkten auf. Der zweite Teil des Beitrags befasst sich mit Schweißeigenspannungen an einem ausgewählten Querschnitt der Überdachung.
Aktuelle Normen für den Bestandsbau mit Holz und beispielhafte Zuverlässigkeitsuntersuchungen
(2018)
Für die Bemessung lastabtragender Klebverbindungen im Fassadenbereich ist zu beachten, dass die Windbelastungen auf den Bauwerksoberflächen sowohl zeitlich als auch räumlich veränderlich sind. Während für übliche Fassadenanschlüsse eine Bemessung mit charakteristischen Extremwerten ausreichend ist, muss beim Einsatz von sowohl höhermoduligen (z.B. Acrylat) als auch niedrigmoduligen (z.B. Polyurethan) Klebstoffen, die beide ein zeit- und temperaturabhängiges Materialverhalten aufweisen, eine vollständige Beschreibung dieser zeitbezogenen Lasteinwirkungen erfolgen. Nur dadurch wird letztlich die erforderliche betriebsfeste Auslegung eines geklebten Fassadenanschlusses ermöglicht. Im vorliegenden Beitrag wird die Ermittlung von zeitbezogenen Lasteinwirkungen und die Berechnung der daraus resultierenden Beanspruchungs-Zeit-Funktionen infolge einer natürlichen Windeinwirkungen auf Basis von Windkanalversuchen und Windstatistik thematisiert. Anhand geeigneter Zählverfahren und unter Berücksichtigung von klebstoffspezifischen Materialeigenschaften wird exemplarisch aufgezeigt, inwiefern unterschiedliche Fassadenpositionen und Windeigenschaften für die Auslegung von geklebten Fassadenanschlüssen von Bedeutung sind.
Die aktuellen Bemessungsnormen des Eurocodes beinhalten keine gesonderten Regelungen für bestehende Bauwerke. Dennoch sind diese aus verschiedenen Gründen spezifisch zu bemessen. Dazu gehören sowohl öko-nomische Gründe, als auch Anforderungen an die Erhaltung von historischen Konstruktionen. Dieser Beitrag fasst Grundlagen zur Zuverlässigkeitstheorie und zur Ermittlung von Teilsicherheitsbeiwerten zusammen, stellt den aktuellen Stand der Technik zu Normen und Standards der zuverlässigkeitstheoretischen Bemessung und zur Behandlung von Bestandsbauten in der Bemessung dar und zeigt mit vereinfachten Rechnungen das Opti-mierungspotential der Teilsicherheitsbeiwerte für historische Holzkonstruktionen auf.
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.
Application of toughened epoxy-adhesives for strengthening of fatigue-damaged steel structures
(2021)
Reinforcement of Fatigue Damaged Steel Structures Using CFRP Lamellas - Part 3: Numerical Simulation
(2020)
Residual stresses have major influence on the stability of steel members. It is well-known that, due to the differences in manufacturing procedures, the residual stresses for welded and hot – rolled members are rather different. In the same way, despite several studies on residual stresses distribution and magnitude for hot-rolled members were already done, for prismatic and tapered welded I section steel members the investigation is still very scarce. In the current work, an experimental programme on the buckling resistance of tapered members, with different tapering ratios and section heights, was conducted and residual stress measurements were carried out using the sectioning method. Numerical simulations of the heat input during welding were also performed in order to predict the residual stress fields. A statistical analysis of the residual stresses distribution for welded I section members was performed, using the experimental and numerical results, as well as literature data. Systematized information on residual stresses distribution and magnitude was generated and some guidelines for the statistical characterization of residual stresses in welded members were proposed.
This paper presents the analysis of the statistical size effect in steel structural elements using the stochastic finite element (FE) method. The three-dimensional random field theory is applied to simulate the uncertainty of a nonlinear material. The proposed approach, which combines the discrete random field describing the randomness of the material properties via Monte Carlo simulations, is used for computing the bearing capacity variability of the steel structures. In addition, the mapping interpolation method makes it possible to separate the random field mesh and FE model mesh. The three-dimensional random field for the material properties is established according to the yield strength with a lognormal distribution based on reasonable assumptions, and the corresponding random field parameters are studied. Finally, the results of experimental investigation and simulations are compared based on the tensile and bending tests, and they indicate that the statistical size effect cannot be overlooked in S235JR steel structural elements and that the use of stochastic FE in the analysis of the statistical size effect has tremendous potential.