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Das Tragverhalten von stahlbautypischen Schrauben, die einer Interaktionsbelastung, also einer kombinierten Belastung aus Zug- und Abscherkraft, ausgesetzt sind, wurde am Institut fur Stahlbau und Werkstoffmechanik der TU Darmstadt grundlegend untersucht. Ausloser war, dass die Neuauswertung der bestehenden Versuchsreihen zu diesem Thema fur die Erstellung des Eurocodes 3 gezeigt hatte, dass die bis zu diesem Datum als valid angesehene quadratische Interaktionsbedingung zum Nachweis kombiniert belasteter Schrauben nicht auf der sicheren Seite liegt. Dies fuhrte zur Anderung der Nachweisformel im Eurocode 3. Eine genauere Betrachtung der Datenlage zeigt, dass die Anzahl der bisher durchgefuhrten Versuche uberraschend gering ist. Durch das Fehlen wichtiger Bezugswerte wie den Festigkeiten der getesteten Schrauben sind die Daten auch nur bedingt auswertbar. Eine grundlegende Betrachtung, wie sich kombiniert belastete Schrauben verhalten, fehlte ganzlich. Aus diesem Grund wurden im Rahmen eines Forschungsvorhabens die bestehenden Studien neu und zusammenfassend ausgewertet, neue Versuche durchgefuhrt, diese mithilfe der Methode der finiten Elemente nachgebildet und das Tragverhalten so erstmals grundlegend analysiert. Anhand von Parameterstudien konnte die Ubertragbarkeit der Ergebnisse uberpruft werden. Im vorliegenden Artikel werden die Erkenntnisse zusammengefasst und die Moglichkeiten fur eine zukunftige Handhabung des Interaktionsnachweises fur Schrauben diskutiert.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hanswille zur Vollendung seines 65. Lebensjahres gewidmet Bei HV-Verbindungen werden die Schrauben planmasig vorgespannt. Hierbei fuhren die Effekte “Setzen” und “selbsttatiges Losdrehen” zu Vorspannkraftverlusten, die bei der Planung prinzipiell zu berucksichtigen sind. Am Institut fur Stahlbau und Werkstoffmechanik der TU Darmstadt wurden Versuche zum Setzen und selbsttatigen Losdrehen durchgefuhrt. Ziel war es, die Effekte weiter zu erforschen und Konstruktionsregeln fur die praktische Auslegung von HV-Verbindungen abzuleiten. Im vorliegenden Beitrag werden Grundlagen zum Vorspannen zusammengefasst sowie die Versuche zum Setzen und selbsttatigen Losdrehen vorgestellt und die daraus resultierenden Ergebnisse und Konstruktionsempfehlungen prasentiert. Loss of preload in connections using high-strength bolts. In high-strength structural bolting connections (system HV) the bolts are usually preloaded. Embedding and self-loosening lead to a loss of the preload that has to be considered in the structural design. At the Institut fur Stahlbau und Werkstoffmechanik (Institute for Steel Structures and Materials Mechanics) of TU Darmstadt the embedding and self-loosening was assessed experimentally. Aim of this was to gain further knowledge of these effects and to develop recommendations for the practical application of preloaded bolted connections. In this paper some basics of preloading are presented. Furthermore the test-results are presented and some design recommendations are given.

Purpose This study aims to verify whether the reduction factors for the post-fire performance of Grade 10.9 bolts stated in an earlier study at the TU Darmstadt are also valid for shear and combined tension and shear. Design/methodology/approach Tests on Grade 10.9 bolt sets under combined tension and shear were carried out. The tested bolts were heated and cooled without being stressed by an additional mechanical load before being tested. Findings The test results show that the reduction factors can also be adopted for bolts under combined tension and shear, but the tension-shear-ratio has an influence on the load bearing capacity. Originality/value The post-fire performance of high-strength bolts is of special interest when a building structure is evaluated after an event of fire. In contrast to conventional structural steel, high-strength bolts do not recover their original strength and material properties.

Fachwerkstabe, die mittels Knotenblechanschlussen an die Gurte von Fachwerken angeschlossen werden, weisen unter Umstanden eine reduzierte Druckbeanspruchbarkeit auf. Der Grund hierfur liegt haufig in der reduzierten Steifigkeit des Knotenblechs gegenuber dem Fachwerkstab. Reine festigkeitsbasierte Nachweise an den Knotenblechen reichen dann nicht aus, um auch die Forderung des Stabilitatsnachweises einzuhalten. Im vorliegenden Beitrag werden die Einflusse einzelner Parameter sowie die Erfordernisse bei der Modellbildung fur Fachwerkstabe mit Knotenblechanschlussen aufgezeigt. Weiterhin werden Konstruktionsregeln vorgestellt, die den Anwender bei der Ermittlung der erforderlichen Knotenblechsteifigkeit unterstutzen konnen. The influence of gusset plates on the bearing behaviour of truss members in compression. Web members of trusses may be connected to the top or bottom chord by gusset plates, which might lead to a reduction of their buckling resistance. This is due to the smaller stiffness of the gusset plate in comparison to the member. A design of the plate based on the strength of the material only is not sufficient in these cases since the stability must be checked too. In this paper the effects of various parameters are presented. Furthermore it is shown how web members and gusset plates should be modelled to obtain reasonable results. Design aides are given to help determining an appropriate stiffness.

Sandwichelemente werden uber Verbindungsmittel, meist selbstbohrende Schrauben, an eine Unterkonstruktion montiert. Diese raumabschliesenden Bauteile sind sowohl Beanspruchungen senkrecht zur Elementebene als auch durch Belastungen in der Ebene ausgesetzt, z. B. durch das Eigengewicht der Wandelemente. Uber die Verbindungsmittel werden Langszugkrafte und Querkrafte vom Bauteil in die Unterkonstruktion weitergeleitet. Fur die kombinierte Beanspruchung von Langs- und Querkraften liegen zurzeit noch keine experimentellen und theoretischen Untersuchungen zur Tragfahigkeit der Verbindung vor. Anhand von Versuchen und einem mechanischen Modell wird das Tragverhalten von langs- und querkraftbeanspruchten Verbindungen von Sandwichelementen im Folgenden analysiert. Fastenings of sandwich panels under combined longitudinal and shear load. Sandwich panels are mounted by fasteners, usually self-drilling screws, to a substructure. These space-enclosing components are stressed perpendicularly to the panel surface and in wall-elements by loads in their plane (by self-weight). The tensile and transverse forces are transmitted from the panel into the substructure by fasteners. Up to now the interaction of longitudinal and transverse forces in the connection has not been assessed by any experimental or theoretical study. On the basis of experiments and a mechanical model the structural behavior of fasteners of sandwich panels loaded by longitudinal and transverse forces will be analyzed in the following.

Das so genannte hangende Profil ist ein in der Praxis gangiger Anschlusstyp fur horizontale Verbande. Das besondere Merkmal dieses Anschlusses ist, dass der Trager nur uber einen Gurt an die Knotenbleche angeschlossen wird. Bisher wurden Trager mit diesen Anschlusstypen stets vereinfacht als gabelgelagerte Einfeldtrager nachgewiesen. Da die Nachgiebigkeit im Anschlussbereich dabei nicht erfasst wird, ist die Annahme der Gabellager nicht ohne weitere Untersuchungen gerechtfertigt. Basierend auf einer Reihe von Bauteilversuchen sowie der darauf folgenden umfangreichen Parameterstudie anhand nichtlinearer FE-Rechnungen wurde ein auf dem gegenwartigen Nachweisformat nach EC 3 aufgebautes Bemessungsmodell entwickelt, welches das Tragverhalten von Bauteilen mit Anschlussen dieser Art sicher, genau und wirtschaftlich erfassen kann. Dieses Bemessungsmodell wurde nach Anhang D der EN 1990 gemas dem semi-probabilistischen Konzept kalibriert, sodass das normativ geforderte Sicherheitsniveau erfullt wird. Analysis and design of members with hanging-profile connections. The so called hanging-profile is a commonly used type of joint in steel structures for horizontal bracing systems, where large compression forces are transferred. This kind of joint is characterized by the connection of a bracing beam to gusset plates only at the top flange. This type of structure is usually simplified as a single-span beam with fork bearings. Due to the overestimation of the system stiffness in the connection areas under this assumption, basic engineering with this conventional approach has been considered generally not safe. Based on an extensive parametric study using finite-element-models calibrated on a serial of 1:1 scale tests, a new design approach was developed for the lateral torsional buckling check of members with this kind of connection. To meet the standards safety level, the new design formulae were further analyzed with the semi-probabilistic method according to EN 1990 Annex D.

Die Theorie II. Ordnung und die Stabilitatstheorie zahlen aufgrund ihrer theoretischen Herkunft und ihrer komplexen Zusammenhange zu den anspruchsvollsten Themen in der Lehre des Stahlbaus. Aus diesem Grund fallt es Bauingenieurstudierenden seit jeher schwer, die Inhalte zu erlernen, zu verstehen und anwenden zu konnen. Ausgehend von dem in Lernprozessen oftmals verwendeten Normalkonzept, bestehend aus Vorlesungen, Ubungsphasen und Prufungsereignis, wird ein Lehr-Lern-Konzept entwickelt, welches mit Hilfe von Computerunterstutzungen die Lernenden aktiviert, eigenstandiges Lernen unter den Aspekten von Reflexions- und Interaktionsformen zu entwickeln. Dieses auf Basis der Lerntheorie des Konstruktivismus entwickelte Konzept wurde in den vergangenen sechs Jahren an der Technischen Universitat Darmstadt durchgefuhrt sowie intensiv untersucht und evaluiert. Die Ergebnisse zeigen einen signifikanten Wissenszuwachs bei den Studierenden zu den Inhalten der Theorie II. Ordnung und der Stabilitatstheorie sowie deren Zusammenhange. Learning with the Stahlbau-Wiki of the TU Darmstadt – A constructionistic teaching and learning system aided by computers. Due to their theoretical basics and complex relationships the second order theory and the theory of stability belong to the most ambitious subjects of the education of steel construction. Therefore most civil engineering students have severe problems to learn, to understand and to apply these topics. Based on the “Normalkonzept“ that consists of lectures, exercises and examinations a newcomputer supported teaching-learning-concept is developed. This constructivistic concept activates self-contained learning processes under the aspects of reflection and social interaktion. It was applied six times at the Technische Universitat Darmstadt. Thereby it was analysed and evaluated intensively. The results showed significant increases of knowledge to the content of the second order theory and the theory of stability by students.

Seit Mitte des vergangenen Jahrhunderts sind Schrauben im Stahlbau als Verbindungsmittel etabliert. Fur viele Anwender kam daher die Anderung der Interaktionsformel zur Bemessung von Schrauben unter kombinierter Zug-Abscher-Beanspruchung im neu eingefuhrten Eurocode 3 (DIN EN 1993-1-8) gegenuber der altbekannten DIN 18800-Formel sehr uberraschend. Die bisher vertraute quadratische Interaktion wird im Eurocode durch eine deutlich konservativere, bi-lineare Funktion ersetzt. Auf der Suche nach einer Antwort auf die Frage, welche Funktion zur Beschreibung des Tragverhaltens von Schrauben unter kombinierter Belastung richtig ist, wurde am Fachgebiet Stahlbau der TU Darmstadt eine Reihe von Versuchen durchgefuhrt. Experimental study on the combined tension and shear load bearing behavior of bolts. Since the middle of last century bolts are an established part of connections in steel structures. Therefore for many design engineers the change in the design rule for bolts under combined tension and shear load in the newly introduced Eurocode 3 (EN 1993-1-8) towards the well-known DIN 18800 design rule came rather as a surprise. The hitherto quadratic interaction function is replaced by a by far more conservative, bi-linear function. Searching for the answer to the question, which function really describes the behavior of bolts under combined load, a number of tests were conducted at the Department of Steel Structures at the TU Darmstadt.

Das Ziel der durchgefuhrten Optimierung liegt darin, die mechanischen und geometrischen Eigenschaften der Sandwichbauteile so auf einander anzupassen, dass sich eine moglichst hohe Tragfahigkeit der Elemente ergibt. Gleichzeitig werden die entstehenden Materialkosten berucksichtigt. Eine parallele Berucksichtigung der Tragfahigkeit und der Materialkosten fuhrt zu einer Mehrzieloptimierung mit zwei konkurrierenden Zielen. Zusatzlich fliesen die Gegebenheiten, die aus den Produktionsprozessen und der Anwendung der Paneele resultieren, in die Berechnungen als Randbedingungen ein. Der Aufsatz basiert auf [1], wobei es sich um eine Optimierung von Sandwichwandbauteilen mit einem PUR-Kern und Stahldeckschichten handelt. Optimization of wall sandwich panels. The aim of the conducted optimization is an adjustment of the mechanical und geometrical properties of sandwich panels in a way that a high load bearing capacity of the elements can be achieved. At the same time the emerging material costs shall be considered. A simultaneous consideration of load bearing capacity and material costs causes an optimization problem with two competitive objectives. Conditions coming from the production processes and the use of the panels are intergraded in the optimization calculations as constraints. This article is based on [1], where an optimization of wall sandwich panels with a PUR-core and steel cover sheets is done.

The design and manufacture of factory-made self-supporting sandwich panels are covered by European standard EN 14509. Two new European Recommendations extend the potential applications for the standard, providing information about the influence of openings on the loadbearing behaviour of the panels and about the possibility of supporting beams, purlins and cladding rails against stability failures. The new European Recommendations were prepared by the European Joint Committee on Sandwich Constructions.

Die mittlerweile baurechtlich eingefuhrte DIN EN 1090-2, die die Ausfuhrung von Stahltragwerken regelt, gibt fur Schnittflachen von Stahlblechen einen zulassigen hochsten Hartewert an. Solche Grenzwerte waren in den zuvor geltenden deutschen Normen nur aus der Schweisverfahrensprufung bekannt. Da die gemessene Harte den neuen Grenzwert bei Schnittkanten, die mit den gangigen Schnittverfahren hergestellt wurden, oft uberschreitet, stellt die neue Regelung die produzierenden Firmen vor grose Probleme. Insbesondere bei planmasig nicht weiterbearbeiteten Schnittkanten stellt sich die Frage, inwieweit die Aufhartungen die Oberflachenvorbereitung fur den Korrosionsschutz beeintrachtigen und sich negativ auf die Haftzugfestigkeit der Beschichtung auswirken. Um herauszufinden, welche Zusammenhange hier bestehen, wurden an verschiedenen Brennschnittkanten Versuche zur Bestimmung der Harte und der Rauigkeit durchgefuhrt und der Einfluss der Kantenharte auf die Haltbarkeit von Beschichtungen untersucht. The influence of the hardness of heat cut edges. The meanwhile introduced DIN EN 1090-2, which settles the execution of steel structures, gives a maximum permissible hardness value for cut edges of steel plates. In German standards comparable limit values where thitherto only known in conjunction with the welding procedure qualification. Due to the fact that the measured hardness on edges, which were cut with the established cutting methods, often exceeds this new maximum value, producing firms are faced with problems. Especially for edges that do not get milled the question arises, what influence the increase of hardness has on the surface preparation for anticorrosive coating and whether it has any effect on the adhesive tensile strength of the coating. To find out which correlations exist here, tests were conducted on different thermal cut edges. Hardness and roughness were measured and the influence of these values on the resistance of the coating was tested.

Fur die Brandbemessung von Stahlbauten ist eine genaue Kenntnis des mechanischen Materialverhaltens unter erhohter Temperatur erforderlich. Der Eurocode 3 Teil 1-2 [1] stellt hierzu fur die Baustahlsorten S235 bis S460 einheitliche Spannungs-Dehnungsbeziehungen bis 1200 °C zur Verfugung. Fur den hochfesten Feinkornbaustahl S460 sind diese jedoch nicht hinreichend experimentell abgesichert. Die im Brandfall auftretenden Kriechdehnungen konnen im Rahmen des Bemessungskonzeptes nach [1] grundsatzlich nicht explizit berucksichtigt werden. In diesem Artikel werden die Ergebnisse eines Forschungsprojektes zur Untersuchung des zeitabhangigen mechanischen Materialverhaltens hochfester Feinkornbaustahle S460 im Brandfall vorgestellt. Aus umfangreichen instationaren Warmkriechversuchsreihen wurden die Hochtemperatur-Werkstoffgesetze ermittelt. Ferner wurde das Kriechverhalten von S460 im Brandfall analysiert und ein empirisches Kriechgesetz formuliert, das die exakte Berucksichtigung der Kriechdehnungen in den Werkstoffgesetzen ermoglicht. Mit Hilfe metallographischer Untersuchungen konnte der Einfluss der chemischen Zusammensetzung und des Herstellprozesses auf die Hochtemperaturfestigkeit identifiziert werden. Analysis of the time-dependent mechanical behaviour of S460 in case of fire. The knowledge of the mechanical behaviour of structural steel at elevated temperatures is essential for structural fire design. In Eurocode 3 Part 1-2 [1] stress-strain relationships up to 1200 °C are provided which are uniform for steel grades from S235 to S460. However, there is no sufficient experimental data base for the high strength fine grain structural steel S460. Creep strain developing in the course of a fire can, according to the design concept of [1], not be considered explicitly. This article presents the results of a research project dealing with the time-dependent mechanical material behaviour of high strength fine grain structural steel S460 in case of fire. The stress-strain relationships at elevated temperatures were derived from the results of extensive transient test series. Subsequently the creep behaviour of S460 under fire conditions was analysed and an empirical creep law was developed which allows for the accurate consideration of creep strain in the stress-strain relationships. By means of metallographic investigations it was possible to identify the influence of the chemical composition and the production process on the high temperature resistance.

Sandwichelemente mit profilierten Deckschichten werden ublicherweise als Dacheindeckung eingesetzt. Um gebaudetechnische und architektonische Anforderungen zu erfullen, ist es notwendig Offnungen in die Dachebene einzubringen. Im vorliegenden Aufsatz werden experimentelle und numerische Untersuchungen zur Tragfahigkeit von Sandwichelementen mit profilierten Deckschichten und Offnungen vorgestellt. Aufbauend darauf werden Berechnungsansatze fur die verbleibenden Traglasten des Restquerschnittes angegeben. Load bearing capacity of sandwich panels with profiled faces and openings. Sandwich panels with profiled faces are usually used as roof covering. Due to different requirements it is necessary to cut openings into the roofing. In this paper experimental and numerical investigations of sandwich panels with profiled faces and openings are presented. As result, calculation models for the load bearing capacity of the effective cross section are given.

Fur Gebaude aus tragenden Sandwichelementen ohne Unterkonstruktion ist zunachst zu klaren, ob die Paneele geeignet sind, angreifende Horizontallasten als aussteifende Scheiben in den Baugrund abzuleiten. Dazu wurden Versuche zur Wandscheibentragfahigkeit von Sandwichelementen durchgefuhrt. Neben Einzelelementen wurden Scheiben aus zwei bzw. drei Sandwichpaneelen untersucht. Die Beanspruchbarkeiten sind insbesondere abhangig von Anzahl und Anordnung der Schrauben am Fuspunkt. Horizontallasten, in der Grosenordnung wie sie in kleinen und mittleren Gebauden auftreten [2], konnen problemlos aufgenommen werden. Racking strength and stiffness of sandwich wall panels. For small buildings consisting of supporting sandwich panels without load-bearing substructure it needs to be clarified first whether the panels are suitable to transfer horizontal loads in the plane of the wall to the foundation. For this purpose wall racking tests on sandwich elements were performed. Both single panels and two or three panel configurations were tested. Wall performance was mainly dependent on the number and the arrangement of screw fixings at the base rail of the panel. Horizontal loads, in a magnitude as they occur on small and medium-sized buildings, can be borne easily.

Although the constitutive equations at elevated temperatures given in Eurocode 3 Part 1-2 are valid for steel grades up to S460, the experimental data base concerning the mechanical behaviour of this particular high strength fine-grained structural steel is very small. Especially its short time creep behaviour at high temperatures has not yet been analysed. A current research project, predominantly consisting of transient testing of numerous commercial S460 steels, targets a more precise determination of the stresss-train relationships at high temperatures. Additionally, the time-dependent strain components are extracted from test results gained at varying heating rates, and an empirical creep law, based on the concept of temperature-compensated time, is derived. As a result, the constitutive equations can be formulated taking the heating rate into account. The differences in the high temperature load-carrying capacity of steel structures made of S460 according to the research results and under the terms of Eurocode 3 Part 1-2 are assessed.

Biegetrager aus I-Profilen werden aus verschiedenen Grunden ohne Auflagersteifen, also nur an den Gurten gelagert, ausgefuhrt. Dabei wird die Stabilitat gegen das Biegedrillknicken dieser Trager durch Profilverformung in den Auflagerbereichen vermindert, was die gangigen Nachweisformeln und Hilfsmittel in der Regel nicht berucksichtigen. In diesem Aufsatz werden die Ergebnisse einer Dissertation vorgestellt, in der durch analytische Betrachtungen ein Ersatzmodell zur Ermittlung der Verzweigungslast abgeleitet wurde. Durch experimentelle und numerische Traglastuntersuchungen wurden Traglastkurven entwickelt, so dass ein praxisnahes Nachweiskonzept fur gurtgelagerte Trager vorgestellt werden kann. A model for the determination of the ultimate load of doublesymmetric I-shaped beams on seats considering distortional effects. For several reasons, I-shaped beams are built without stiffeners at the bearings, and because of this they are seated on one flange only. The stability against lateral torsional buckling of these beams is therefore reduced by distortional effects that occur close to the bearings, but this is normally not taken into account by the common design-formulae and guidelines. This article presents the results of a doctoral thesis where an analogous model for the determination of buckling-loads has been derived. By experimental and numerical investigations buckling curves for the determination of ultimate loads have been developed, in order to provide a design concept for beams on seats.

Im Nachweisverfahren einer Scher-Lochleibungsverbindung wird unterschieden, ob der Schaft oder das Gewinde in der Scherfuge liegt. Mit der Umstellung der Schraubennorm von der DIN 6914 auf die DIN EN 14399-4 haben sich die Schraubengeometrien teilweise geandert. Dies fuhrt dazu, dass das Gewinde in vielen Fallen naher an bzw. haufiger in der Scherfuge liegt. In der aktuellen Normung wird nicht naher definiert, bei welchen Bedingungen der Schaftquerschnitt angesetzt werden darf und bis zu welcher Position der Scherfuge der ungunstigere Gewindequerschnitt angesetzt werden muss. Es wurden Versuche mit dem Ziel durchgefuhrt, das Tragverhalten von scherbelasteten Schraubengarnituren zu untersuchen, insbesondere im Ubergangsbereich zum Gewinde. Dabei wurde die Position der Scherfuge verandert. Der Einfluss der neuen Schraubengeometrien und die Ergebnisse der Abscherversuche werden nachfolgend genauer beschrieben. Shear bearing of bolted connections with the beginning of the thread near the shear plane. In bolted connections the shear load is calculated with the cross section of the bolt. It is important whether the shank or the thread is in the shear plane. In the new code for bolts DIN EN 14399-4 the dimension of the bolts are modified. Compared to the previous code, the DIN 6914, in many situations the thread is closer to the shear plane or even in the shear plane. In the current standards there is no requirement about how long the shank has to protrude into the shear plane. Tests were performed to assess the ultimate load of bolts in shear connections with different positions of the shear plane. In the paper the differences of the codes DIN 6914 and DIN EN 14399-4 are shown and the results of the tests are presented.

Der folgende Beitrag gibt einen Uberblick uber den Stahlleichtbau mit Verbundelementen. Im Vordergrund stehen hierbei Bauteile mit Blechdicken < 3 mm, die im Verbund mit OSB- oder Gipskartonplatten wirken. Durch die Verbundwirkung ergeben sich nennenswerte Verbesserungen der Tragfahigkeit und der Gebrauchstauglichkeit sowie der bauphysikalischen Eigenschaften. Weiterhin werden Sandwichelemente behandelt. Lightweight steel construction with composite elements. This paper contains an overview of lightweight steel structures acting compositely with other materials. Primarily members with wall thicknesses below 3 mm are covered. They act together with OSB- or gypsum-boards. This leads to a significant improvement of the ultimate load as well as of the serviceability and building physics aspects. Furthermore sandwich panels are discussed.

To establish a basis for calculating the load-bearing capacity of steel members made of S460 in a fire, corresponding to EN 1993-1-2, the mechanical properties of the micro-alloyed grain refined steel S460 under high temperatures have been examined. Two different types of steel have been considered: a normalized rolled S460 N and a thermo-mechanically rolled S460 M, that differ in their chemical composition and the temperature control during the hot-rolling process. On the basis of transient warm-creep tests, constitutive laws have been derived for the temperature range 20-900°C. The testresults show an increased strength of S460 M at elevated temperatures in comparison to S460 N. This is a result of the strain hardening caused by the thermo-mechanical rolling and the reduction of the creep-velocity caused by niobium- and titanium-precipitations. The data derived from the tests show that the stress-strain curves given in EN 1993-1-2 for S460 overestimate both the strength and the stiffness of the examined S460 N.

Der Tragsicherheitsnachweis fur Schrauben mit Zug- und Querbelastung erfolgt nach DIN 18800-1 (810) durch die quadratische Interaktion. Dabei stellt sich die Frage, ob bei reiner Querbeanspruchung eine Vorspannkraft als Zuganteil berucksichtigt werden muss. Um diese Frage zu klaren, wurden am Fachgebiet Stahlbau der TU Darmstadt Abscherversuche an Schrauben mit unterschiedlichen Vorspanngraden durchgefuhrt. In diesem Beitrag werden die Versuche vorgestellt und Empfehlungen zur Behandlung der Vorspannkraft ausgesprochen. Influence of the preload on the resistance of bearing-type connections. The design resistance of bolts under tension and shear is given in DIN 18800-1 (810) by a quadratic interaction. The question is, whether the tension due to a preload has to be taken into account. The workgroup steel construction of the Technische Universitat Darmstadt, Germany, has run tests to assess the influence of the preload in bearing-type connections. In this paper the tests are presented and recommendations to take the preload into account are given.

Die Aufstockung eines Burogebaudes in der Frankfurter Innenstadt zeigt die Moglichkeiten des Stahlverbundbaus. Zwei wesentliche Vorteile dieser Bauweise sind das geringe Gewicht und die Moglichkeiten zum brandsicheren Bauen. Daruber hinaus beweist dieses Bauwerk, dass auch komplexe geometrische Formen in Stahl- und Stahlverbundbauweise realisiert werden konnen. Extension of the office building Junghofstrase, Frankfurt – Visible steel for a fire safe building. The addition of two new storeys to an existing office building in the centre of Frankfurt shows the potential of composite construction. Two major advantages are the low weight and the good performance in a fire. Additionally this project shows the ability to build a complex geometry by using steel and composite structures.

Zur anteiligen Kompensation der Verformungen von Stahl- und Verbundtragern werden diese haufig uberhoht eingebaut. Wird die Uberhohung durch eine mechanische Beanspruchung (Boxen) aufgebracht, so besitzt der Stahltrager bereits im Einbauzustand plastische Dehnungen. Wie von Grages in [3] gezeigt, fuhrt dies bei der Ruckbelastung zu einer Abnahme der Steifigkeit. Dieses Phanomen ist auch als Bauschinger-Effekt [2] bekannt und kann bei praktischen Verformungsberechnungen zu einer Unterschatzung der tatsachlich auftretenden Deformationen fuhren. In dem aktuellen Aufsatz wird ein ratenunabhangiges elasto-plastisches Materialmodell mit linearer und nichtlinearer isotroper sowie nichtlinearer kinematischer Verfestigung vorgestellt, welches eine realistische Abschatzung der Verformungen erlaubt. Das gezeigte Materialmodell ist durch die geringe Anzahl an Eingangsparametern sehr einfach anwendbar. Eine gezielte Anpassung der einzelnen Parameter wird in anschaulicher Form dargestellt. Die Qualitat des Modells wird anhand der Nachrechnung von in [3] durchgefuhrten Versuchen uberpruft. An elasto-plastic material model for realistic calculation of the deformations of mechanical cambered steel- and composite girders. Steel and composite girders are often cambered before they are embedded into structures to compensate deflections. In case of a mechanical pre-deformation via a hydraulic press the steel girder contains plastic strains before assembly. As shown by Grages [3] this leads to a reduction of stiffness and strength during reverse loading. This phenomenon is also known as the Bauschinger-Effect [2] and may lead to an underestimation of the real deformation during a structural analysis. In this paper a rate-independent elastoplastic material model with linear and nonlinear isotropic as well as nonlinear kinematic hardening is introduced which allows a realistic estimation of deformations. The material model presented can be easily applied due to its low number of parameters. A straightforward algorithm to adjust the single parameters is described. The quality of the model is verified by a recalculation of experimental data from [3].

Leichte Deckenkonstruktionen aus kaltgeformten, dunnwandigen Stahlprofilen mit einem Belag aus Holzfaserplatten oder ahnlichen Werkstoffen bieten viele Vorteile gegenuber den konventionellen Bauweisen. Hierzu zahlen neben dem geringen Eigengewicht auch die einfache Ausfuhrbarkeit und der hohe Vorfertigungsgrad. Gebaude konnen wirtschaftlich bei kurzer Bauzeit und einem hohen Qualitatsstandard durch wetterunabhangige Werksfertigung erstellt werden. Das geringe Gewicht qualifiziert sie daruber hinaus fur Aufstockungen. Die Schwachstelle dieser Systeme kann jedoch in ihrem dynamischen Verhalten liegen. Ziel des nachstehend vorgestellten, derzeit laufenden Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines hinsichtlich des dynamischen Verhaltens bei Anregung durch gehende Menschen optimierten Deckensystems aus kaltgeformten, dunnwandigen Stahlprofilen und einer Trockenbaulosung fur die Deckenplatte. Erste Sondierungsversuche und numerische Untersuchungen wurden bereits durchgefuhrt. Nachstehend werden die bisher durchgefuhrten Untersuchungen vorgestellt, die Zusammenhange erlautert und erste Ergebnisse qualitativ besprochen. Analysis of the dynamic behavior of lightweight floor systems supported by cold-formed steel joists. Lightweight floor structures supported by cold-formed steel joists with gypsum or wood-based panels have a number of advantages compared to conventional construction methods. Among these advantages are the low weight and the high level of prefabrication. This construction method allows fast construction and a very high quality which is due to the weather-independent production in the factory. Adding stories to existing buildings is also an application as a result of the light weight. The weakness of this system may be its dynamic behavior. The intention of our current research is to investigate the effects of human induced vibrations on lightweight ceiling systems made of cold-formed steel joists to formulate new approaches to this problem. First steps of experimental investigations and numerical simulation were already realized. The following paper presents a documentation of the testing, exemplifies the correlation and discusses the first results.

Sandwichelemente, die als Dach- oder Fassadenelement verlegt sind, erfahren bei Sonneneinstrahlung grose Temperaturdifferenzen zwischen Ausen- und Innenoberflache. Bei statisch unbestimmter Lagerung fuhrt dies zu Zwangsschnittgrosen, die bei der Bemessung masgebend sein konnen. Zudem verliert das Kernmaterial an Festigkeit und Steifigkeit, wodurch die Knitterspannung herabgesetzt wird. Dieser Effekt wird gemas EN 14509 durch den Abminderungsfaktor k1 berucksichtigt, der bei Kenntnis der aufnehmbaren Versagensspannung (Knitterspannung) bei 20 °C eine Abschatzung der Knitterspannung bei erhohten Temperaturen ermoglichen soll. Da der Faktor k1 nur auf Basis des Querzug-Elastizitatsmoduls gewonnen wird, gibt er die tatsachliche Veranderung der Bettung nur unvollstandig wieder. Ergebnis der vorliegenden Untersuchung ist ein modifizierter Abminderungswert fur die Ermittlung der Knitterspannung unter erhohten Temperaturen. Mit ihm ist es moglich, im gunstigen Fall grosere Stutzweiten bei der Verlegung der Bauteile zu ermoglichen und was jedoch wichtiger ist, im ungunstigen Fall Schaden zu vermeiden, die eine kostenintensive Sanierung nach sich ziehen wurden. Reducing the wrinkling stress of sandwich panels with a polyurethane core under high temperatures. Sandwich panels which are used for roof covering or wall cladding may be subject to sever temperature differences between their inside and their outside on sunny days. Within a statically indetermined system this will lead to internal forces that might govern the design. In addition to this the core material's stiffness and strength will decrease under high temperatures reducing the wrinkling stress. EN 14509 gives the factor k1 to take care of this. It is based on the cross panel tensile modulus of elasticity. Therefore it contains only a small part of the parameters having influence on the wrinkling stress. A new factor will be derived that will allow a more accurate prediction of the panels behaviour under high temperature differences. This might lead to better economy and higher safety.

Geschossdecken in Stahlverbundbauweise stellen im heutigen Parkhaus-, Buro- und Industriebau eine wirtschaftliche Bauweise fur weitgespannte, schlanke Decken dar. Um eine uneingeschrankte Nutzbarkeit des Bauwerks zu gewahrleisten, werden im Nachweis der Gebrauchstauglichkeit die zu erwartenden Verformungen, Schwingungen und Rissbreiten ermittelt, die bereits in der Planung durch geeignete Masnahmen beeinflusst werden konnen. In der Realitat treten jedoch insbesondere bei den Verformungen erhebliche Abweichungen zwischen den berechneten und den am Bauwerk vorhandenen Verformungen auf. In [1] wurde das Verformungsverhalten von ausgefuhrten Verbundtragern analysiert, um Vorschlage zu entwickeln, mit denen Verformungen sicherer vorhergesagt werden konnen. Die Verformungsgeschichte von Verbundtragern wurde an vier Parkhausern in Stahl-Beton-Verbundbauweise wahrend der Bauphase ermittelt. Es zeigte sich, dass sich unter anderem bereits die Fertigung der Stahltrager im Stahlbaubetrieb auf das weitere Verformungsverhalten der Trager auswirkt. Measurement and interpretation of the deflection behaviour of composite beams. Steel concrete composite beams are an economical alternative for wide spanned slender structures in parking lots, office and industrial buildings. To ensure an unrestricted usage of the building the expected deformations, vibrations and cracks are calculated during the analysis of the serviceability stage. In reality major differences between the calculations and the real deflections of beams in particular are observed. Therefore in [1] the deflection behaviour of composite beams was analysed and recommendations were developed to improve the calculation of the deformations. The deflection history was measured continuously during construction in four parking lots built with steel concrete composite beams. One result was that the fabrication of the beams at the manufacturing plant has an influence on the subsequent deflection behaviour of the beam.

Im konstruktiven Ingenieurbau wie auch im Stahlwohnungsbau gibt es ein gesteigertes architektonisches Interesse, die tragenden Stutzen auserhalb der Gebaudehulle anzuordnen. Um die Bildung von Warmebrucken zwischen ausen liegender Stutze und innen verlaufendem Riegel zu vermeiden, kann die Stirnplattenverbindung dieser beiden Bauteile mittels einer Zwischenplatte aus glasfaserverstarktem Kunststoff thermisch getrennt werden. Auf der Basis des bisherigen Kenntnisstandes wurden Untersuchungen an geschraubten, biegesteifen und mit einer thermischen Trennschicht versehenen Stirnplattenstosen durchgefuhrt, welche eine praxisnahe Betrachtung des Trag- und Verformungsverhaltens ermoglichten. Beam-to-beam splices with thermal separation. In structural engineering and in steel housebuilding there is an increasing architectural interest in positioning walls inside the supporting columns. In order to prevent the formation of thermal bridges between beams and columns, the connection can be separated by a thermal intermediate layer made of fibre composite. Based on the secured state of knowledge a model for the evaluation of resistance and rotational stiffness of bolted beam-to-beam splices with extended end-plates and thermal separation has been developed. This model allows the user-oriented analysis of the behaviour of such joints.

Als Flachdecken bezeichnet man im Stahlhochbau ublicherweise Decken, bei denen die Funktion des Unterzugs von einem in die Bauhohe der Decke integrierten Stahlprofil ubernommen wird. Beim Einsatz von Spannbetonhohlplatten als Deckenelemente konnen hierbei die Vorteile der industriellen Vorfertigung von Stahl- und Betonbau besonders gut zur Geltung kommen. Fur die Randtrager ergibt sich dann jedoch eine starke Torsionsbelastung. Hierzu wurden drei grosmasstabliche Experimente an der TU Darmstadt durchgefuhrt. Die Versuchskorper masen 6 × 6,5 m und wurden in 36 Punkten belastet. Eine vorgeschaltete FEM-Analyse gab Aufschlus uber das zu erwartende Last-Verformungsverhalten und diente zur qualitativen Betrachtung einiger konstruktiver Details. Auf Grundlage der Versuche und der FEM-Analyse wurde ein einfaches und auf der sicheren Seite liegendes Naherungsverfahren entwickelt. Design of edge beams in slim floors. Concrete slabs incorporating steel beams are usually called slim floors. Using precast hollow core slabs (PCHS) in addition to steel beams realises the full potential of pre-fabricated, industrialized buildings. The design of edge beams in slim floors using PCHS is governed by torsion. Three large scale tests were carried out at Darmstadt University of Technology and their results will be reported. The test specimens measured 6m by 6.5 m and were loaded in 36 points. A finite element analysis has been made to assess the behaviour of the beams and to develop the basis for a simple design procedure. This procedure is compared to FEM and test results.

Es werden vier verschiedene (normativ umsetzbare) Nachweismethoden fur den Grenzzustand der Tragfahigkeit, die auf nichtlinearen Strukturanalysen basieren, vorgestellt und hinsichtlich der damit erzielbaren Systemzuverlassigkeit vergleichend beurteilt. Als Kriterium der Systemzuverlassigkeit dient die Versagenswahrscheinlichkeit Pf. Die Bewertung erfolgt sowohl vergleichend als auch absolut hinsichtlich des in den Lastnormen EC 1 bzw. DIN 1055-100 angegebenen Sicherheitsindizes β=4,7. Erganzend wird die Ausgewogenheit der einzelnen Nachweiskonzepte diskutiert. Evaluation of non-linear structural analysis for composite columns based on criterion of probability of failure. Four methods to proof the ultimate limit state of composite columns are presented. Non-linear structural analysis is used and the main focus is laid upon the structural reliability. The criterion for the structural reliability is the probability of failure Pf. The results of all four methods are compared relatively to each other and to the reliability index β=4.7 given in EC 1 and DIN 1055-100. At the end a discussion of the characteristic features of all four methods including their advantages and disadvantages is given.

Die Herstellung eines guten Verbunds zwischen Betonplatte und Stahltrager ist fur die Tragfahigkeit, Wirtschaftlichkeit und Gebrauchstauglichkeit eines Verbundtragers von grundlegender Bedeutung. Betondubel stellen hierbei eine neue Moglichkeit dar. Sie bestehen aus gelochten, auf den Stahltrager aufgeschweisten Stahlblechen. Ihr besonderer Vorteil gegenuber den bisher verwendeten Verbundmitteln liegt in dem konstruktionsbedingten guten Verhalten gegenuber wechselnden Beanspruchungen. Im vorliegenden Aufsatz wird dies mit Hilfe des Ortlichen Konzepts untersucht und bestatigt. Local-strain-approach based analysis of the crack initiation life of shear connectors using perforated steel plates. To obtain good composite action between the concrete slab and the steel girder is an essential for ultimate load, economy and serviceability of composite girders. The use of perforated steel plates which are welded to the steel and embedded in the concrete is a new method to achieve this. The advantage of these shear connectors is their very good reaction to repeated loads. This is proved with the use of the local strain approach.

Ausgeschnittene Knotenbleche haben fur die Ausfuhrung von wirtschaftlichen Fachwerkkonstruktionen eine grose Bedeutung. Sie werden haufig verwendet, um Fullstabe von Fachwerken aus I-Profilen mit den Gurten zu verbinden. Die Flansche dieser Profile werden mittels Kehlnahten mit dem Knotenblech verbunden. Eine Schweisnaht zwischen dem Steg und dem Knotenblech ist nicht erforderlich. Daraus folgt eine preiswerte Bearbeitung in der Fertigung, da aufwendige Einpasarbeiten entfallen konnen. Im folgenden wird ein Verfahren zur Bemessung von ausgeschnittenen Knotenblechen vorgestellt. Der Knotenpunkt wird dabei in seiner Gesamtheit, d. h. einschlieslich aller anschliesenden Stabe, betrachtet. Die Ergebnisse dieses Verfahrens werden mit FEM-Berechnungen und experimentellen Untersuchungen verglichen.