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Ulrike Kuhlmann. Stahlbau-Kalender 2022
Inhaltsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Orientierungspunkte
Seitenliste
2022. STAHLBAU KALENDER. Türme und Maste Brandschutz
Vorwort
Autor:innenverzeichnis
1. Stahlbaunormen. DIN EN 1993-1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau
Anmerkung zum Abdruck von DIN EN 1993-1-1
DIN EN 1993-1-1 Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau
Nationales Vorwort
Hintergrund des Eurocode-Programms
Status und Gültigkeitsbereich der Eurocodes
Nationale Fassungen der Eurocodes
Verbindung zwischen den Eurocodes und den harmonisierten Technischen Spezifikationen für Bauprodukte (EN und ETAZ)
Besondere Hinweise zu EN 1993-1
Nationaler Anhang zu EN 1993-1-1
Nationale Festlegungen sind bei folgenden Regelungen vorgesehen:
1 Allgemeines. 1.1 Anwendungsbereich. 1.1.1 Anwendungsbereich von Eurocode 3
NCIDIN EN 1993-1-1/NA
1.1.2 Anwendungsbereich von Eurocode 3 Teil 1-1
1.2 Normative Verweisungen
1.2.1 Allgemeine normative Verweisungen
1.2.2 Normative Verweisungen zu schweißgeeigneten Baustählen
1.3 Annahmen
1.4 Unterscheidung nach Grundsätzen und Anwendungsregeln
1.5 Begriffe
1.5.1 Tragwerk
1.5.2 Teiltragwerke
1.5.3 Art des Tragwerks
1.5.4 Tragwerksberechnung
1.5.5 Systemlänge
1.5.6 Knicklänge
1.5.7 mittragende Breite
1.5.8 Kapazitätsbemessung
1.5.9 Bauteil mit konstantem Querschnitt
1.6 Formelzeichen
Abschnitt 1
Abschnitt 2
Abschnitt 3
Abschnitt 5
Abschnitt 6
Anhang A
Anhang B
Anhang AB
Anhang BB
1.7 Definition der Bauteilachsen
2 Grundlagen für die Tragwerksplanung. 2.1 Anforderungen. 2.1.1 Grundlegende Anforderungen
2.1.2 Behandlung der Zuverlässigkeit
2.1.3 Nutzungsdauer, Dauerhaftigkeit und Robustheit. 2.1.3.1 Allgemeines
2.1.3.2 Nutzungsdauer bei Hochbauten
2.1.3.3 Dauerhaftigkeit von Hochbauten
2.2 Grundsätzliches zur Bemessung mit Grenzzuständen
2.3 Basisvariable. 2.3.1 Einwirkungen und Umgebungseinflüsse
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
2.3.2 Werkstoff- und Produkteigenschaften
2.4 Nachweisverfahren mit Teilsicherheitsbeiwerten. 2.4.1 Bemessungswerte von Werkstoffeigenschaften
2.4.2 Bemessungswerte der geometrischen Größen
2.4.3 Bemessungswerte der Beanspruchbarkeit
2.4.4 Nachweis der Lagesicherheit (EQU)
2.5 Bemessung mit Hilfe von Versuchen
3 Werkstoffe. 3.1 Allgemeines
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
3.2 Baustahl. 3.2.1 Werkstoffeigenschaften
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
3.2.2 Anforderungen an die Duktilität
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
3.2.3 Bruchzähigkeit
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
3.2.4 Eigenschaften in Dickenrichtung
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
3.2.5 Toleranzen
3.2.6 Bemessungswerte der Materialkonstanten
3.3 Verbindungsmittel. 3.3.1 Schrauben, Bolzen, Nieten
3.3.2 Schweißwerkstoffe
3.4 Andere vorgefertigte Produkte im Hochbau
4 Dauerhaftigkeit
5 Tragwerksberechnung. 5.1 Statische Systeme. 5.1.1 Grundlegende Annahmen
NCI DIN EN 1993-1-1/NA
5.1.2 Berechnungsmodelle für Anschlüsse
5.1.3 Bauwerks-Boden-Interaktion
5.2 Untersuchung von Gesamttragwerken. 5.2.1 Einflüsse der Tragwerksverformung
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
Zu 5.2.1(3)
Zu 5.2.1(3) Anmerkung und NDP zu 5.2.1(3) Anmerkung
Zu 5.2.1(4)B
5.2.2 Stabilität von Tragwerken
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
5.3 Imperfektionen. 5.3.1 Grundlagen
5.3.2 Imperfektionen für die Tragwerksberechnung
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
5.3.3 Imperfektionen zur Berechnung aussteifender Systeme
5.3.4 Bauteilimperfektionen
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
5.4 Berechnungsmethoden. 5.4.1 Allgemeines
5.4.2 Elastische Tragwerksberechnung
5.4.3 Plastische Tragwerksberechnung
5.5 Klassifizierung von Querschnitten. 5.5.1 Grundlagen
5.5.2 Klassifizierung
5.6 Anforderungen an Querschnittsformen und Aussteifungen am Ort der Fließgelenkbildung
6 Grenzzustände der Tragfähigkeit. 6.1 Allgemeines
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
6.2 Beanspruchbarkeit von Querschnitten. 6.2.1 Allgemeines
6.2.2 Querschnittswerte. 6.2.2.1 Bruttoquerschnitte
6.2.2.2 Nettofläche
6.2.2.3 Mittragende Breite
6.2.2.4 Wirksame Querschnittswerte bei Querschnitten mit Klasse-3-Stegen und Klasse-1- oder Klasse-2-Gurten bei Momentenbeanspruchung My
6.2.2.5 Wirksame Querschnittswerte für Querschnitte der Klasse 4
6.2.3 Zugbeanspruchung
6.2.4 Druckbeanspruchung
6.2.5 Biegebeanspruchung
6.2.6 Querkraftbeanspruchung
6.2.7 Torsionsbeanspruchung
6.2.8 Beanspruchung aus Biegung und Querkraft
6.2.9 Beanspruchung aus Biegung und Normalkraft. 6.2.9.1 Querschnitte der Klasse 1 und 2
6.2.9.2 Querschnitte der Klasse 3
6.2.9.3 Querschnitte der Klasse 4
6.2.10 Beanspruchung aus Biegung, Querkraft und Normalkraft
NCI DIN EN 1993-1-1/NA
6.3 Stabilitätsnachweise für Bauteile. 6.3.1 Gleichförmige Bauteile mit planmäßig zentrischem Druck. 6.3.1.1 Biegeknicken
NCI DIN EN 1993-1-1/NA
6.3.1.2 Knicklinien
6.3.1.3 Schlankheitsgrad für Biegeknicken
6.3.1.4 Schlankheitsgrad für Drillknicken oder Biegedrillknicken
6.3.2 Gleichförmige Bauteile mit Biegung um die Hauptachse. 6.3.2.1 Biegedrillknicken
6.3.2.2 Knicklinien für das Biegedrillknicken – Allgemeiner Fall
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
6.3.2.3 Biegedrillknicklinien gewalzter Querschnitte oder gleichartiger geschweißter Querschnitte
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
NCI DIN EN 1993-1-1/NA
6.3.2.4 Vereinfachtes Bemessungsverfahren für Träger mit Biegedrillknickbehinderungen im Hochbau
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
6.3.3 Auf Biegung und Druck beanspruchte gleichförmige Bauteile
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
6.3.4 Allgemeines Verfahren für Knick- und Biegedrillknicknachweise für Bauteile
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
6.3.5 Biegedrillknicken von Bauteilen mit Fließgelenken. 6.3.5.1 Allgemeines
6.3.5.2 Stützungen an Fließgelenken mit Rotationsanforderungen
6.3.5.3 Stabilitätsnachweis für Tragwerksabschnitte zwischen seitlichen Stützungen
6.4 Mehrteilige Bauteile. 6.4.1 Allgemeines
6.4.2 Gitterstützen. 6.4.2.1 Tragfähigkeit von Elementen von Gitterstützen
6.4.2.2 Konstruktive Durchbildung
6.4.3 Stützen mit Bindeblechen (Rahmenstützen) 6.4.3.1 Tragfähigkeit von Komponenten von Stützen mit Bindeblechen
6.4.3.2 Konstruktive Durchbildung
6.4.4 Mehrteilige Bauteile mit geringer Spreizung
7 Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit. 7.1 Allgemeines
7.2 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit für den Hochbau. 7.2.1 Vertikale Durchbiegung
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
7.2.2 Horizontale Verformungen
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
7.2.3 Dynamische Einflüsse
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
Anhang A (informativ) Verfahren 1: Interaktionsbeiwerte kij für die Interaktionsformel in 6.3.3(4)
Anhang B (informativ)
Verfahren 2: Interaktionsbeiwerte kij für die Interaktionsformel in 6.3.3(4)
Anhang AB (informativ) Zusätzliche Bemessungsregeln. AB.1 Statische Berechnung unter Berücksichtigung von Werkstoff-Nichtlinearitäten
AB.2 Vereinfachte Belastungsanordnung für durchlaufende Decken
Anhang BB (informativ) Knicken von Bauteilen in Tragwerken des Hochbaus. BB.1 Biegeknicken von Bauteilen von Fachwerken oder Verbänden. BB.1.1 Allgemeines
BB.1.2 Gitterstäbe aus Winkelprofilen
BB.1.3 Bauteile mit Hohlprofilen
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
BB.2 Kontinuierliche seitliche Abstützungen. BB.2.1 Kontinuierliche seitliche Stützung
BB.2.2 Kontinuierliche Drehbehinderung
NCI DIN EN 1993-1-1/NA
BB.3 Größtabstände bei Abstützmaßnahmen für Bauteile mit Fließgelenken gegen Knicken aus der Ebene. BB.3.1 Gleichförmige Bauteile aus Walzprofilen oder vergleichbaren geschweißten I-Profilen. BB.3.1.1 Größtabstände zwischen seitlichen Stützungen
BB.3.1.2 Größtabstand zwischen Verdrehbehinderungen
BB.3.2 Voutenförmige Bauteile, die aus Walzprofilen oder vergleichbaren, geschweißten I-Profilen bestehen. BB.3.2.1 Größtabstand zwischen seitlichen Stützungen
BB.3.2.2 Größtabstand zwischen Verdrehbehinderungen
BB.3.3 Modifikationsfaktor für den Momentenverlauf. BB.3.3.1 Linearer Momentenverlauf
BB.3.3.2 Nichtlinearer Momentenverlauf
BB.3.3.3 Voutenfaktor
Anhang C (normativ) Auswahl der Ausführungsklasse. C.1 Allgemeines. C.1.1 Grundanforderungen
C.1.2 Ausführungsklasse
C.2 Auswahlverfahren. C.2.1 Maßgebende Faktoren
C.2.2 Auswahl
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
NDP DIN EN 1993-1-1/NA
NCI
Literatur zu den Kommentaren
2. Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB), Normen und Bescheide im Stahlbau
1 Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB)
Vorbemerkungen. 1 Bauordnungsrechtliche Vorgaben
2 Struktur und Gliederung der MVV TB
A Technische Baubestimmungen, die bei der Erfüllung der Grundanforderungen an Bauwerke zu beachten sind. A 1 Mechanische Festigkeit und Standsicherheit. A 1.1 Allgemeines
A 1.2 Technische Anforderungen hinsichtlich Planung, Bemessung und Ausführung an bestimmte bauliche Anlagen und ihre Teile gem. § 85a Abs. 2 MBO1)
Anlage A 1.2.1/1
Anlage A 1.2.1/2
Anlage A 1.2.1/3
Anlage A 1.2.1/4
Anlage A 1.2.1/5
Anlage A 1.2.1/6
Anlage A 1.2.1/7
Anlage A 1.2.1/8
Anlage A 1.2.3/2
Anlage A 1.2.3/3
Anlage A 1.2.4/1
Anlage A 1.2.4/2
Anlage A 1.2.4/3
Anlage A 1.2.4/4
Anlage A 1.2.4/5 Zu DIN EN 1090-2
Anlage A 1.2.4/6
Anlage A 1.2.4/8
Anlage A 1.2.8/1
Anlage A 1.2.8/2
Anlage A 1.2.8/3
Anlage A 1.2.8/4
Anlage A 1.2.8/6
Anlage A 1.2.8/7
Anlage A 1.2.9/1
A 2 Brandschutz. A 2.1 Allgemeine Anforderungen an bauliche Anlagen aus Gründen des Brandschutzes
A 2.1.1 Anforderungen an die Zugänglichkeit baulicher Anlagen
A 2.1.2 Anforderungen an das Brandverhalten von Teilen baulicher Anlagen. A 2.1.2.1 Allgemeines
A 2.1.2.2 Nichtbrennbar
A 2.1.2.3 Schwerentflammbar
A 2.1.2.4 Normalentflammbar
A 2.1.3 Anforderungen an die Feuerwiderstandsfähigkeit von Teilen baulicher Anlagen. A 2.1.3.1 Allgemeines
A 2.1.3.2 Anforderungen an die Standsicherheit im Brandfall. A 2.1.3.2.1 Allgemeines
A 2.1.3.2.2 Feuerbeständig
A 2.1.3.2.3 Hochfeuerhemmend
A 2.1.3.2.4 Feuerhemmend
A 2.1.3.2.5 Feuerwiderstandsfähigkeit von 120 Minuten
A 2.1.3.2.6 Feuerwiderstandsfähigkeit von 90 Minuten für Bauteile nach A 2.1.3.1 Buchstabe d
A 2.1.3.2.7 Feuerwiderstandsfähigkeit von 60 Minuten für Bauteile nach A 2.1.3.1 Buchstabe d
A 2.1.3.3 Anforderungen an den Raumabschluss im Brandfall. A 2.1.3.3.1 Allgemeines
A 2.1.3.3.2 Feuerbeständig
A 2.1.3.3.3 Hochfeuerhemmend
A 2.1.3.3.4 Feuerhemmend
A 2.1.3.3.5 Feuerwiderstandsfähigkeit von 120 Minuten
A 2.1.3.3.6 Feuerwiderstandsfähigkeit von 90 Minuten für Bauteile nach A 2.1.3.1 Buchstabe d
A 2.1.3.3.7 Feuerwiderstandsfähigkeit von 60 Minuten für Bauteile nach A 2.1.3.1 Buchstabe d
A 2.1.4 Tragende und aussteifende Bauteile
A 2.1.5 Außenwände
A 2.1.6 Trennwände
A 2.1.7 Brandwände und Wände, die anstelle von Brandwänden zulässig sind
A 2.1.8 Decken
A 2.1.9 Dächer
A 2.1.10 Treppen
A 2.1.11 Notwendige Treppenräume
A 2.1.12 Notwendige Flure und offene Gänge
A 2.1.13 Fahrschachtwände und Fahrschachttüren für Aufzüge
A 2.1.14 Installationsschächte und Kanäle, Systemböden und elektrische Betriebsräume
A 2.1.15 Anlagen und Bauprodukte der Technischen Gebäudeausrüstung. A 2.1.15.1 Allgemeines
A 2.1.15.2 Blitzschutzanlagen
A 2.1.15.3 Brandfallsteuerung von Aufzügen
A 2.1.15.4 Wärmeabzugsgeräte
A 2.1.16 Bauliche Anlagen zur Lagerung von Sekundärstoffen aus Kunststoff
A 2.1.17 Garagen
A 2.1.18 Anforderungen an Sonderbauten
A 2.1.21 Anforderungen an sicherheitstechnische Einrichtungen und Anlagen
A 2.2 Technische Anforderungen hinsichtlich Planung, Bemessung und Ausführung und Technische Anforderungen an Bauteile gemäß § 85a Abs. 2 MBO1)
Anlage A 2.2.1.1/1
Anlage A 2.2.1.3/1
A 3 Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz. A 3.1 Allgemeines
A 3.2 Technische Anforderungen hinsichtlich Planung, Bemessung und Ausführung an bestimmte bauliche Anlagen und ihre Teile gem. § 85a Abs. 2 MBO1)
A 4 Sicherheit und Barrierefreiheit bei der Nutzung. A 4.1 Allgemeines
A 4.2 Technische Anforderungen hinsichtlich Planung, Bemessung und Ausführung an bestimmte bauliche Anlagen und ihre Teile gem. § 85a Abs. 2 MBO1)
Anlage A 4.2/1
Anlage A 4.2/2
Anlage A 4.2/3
A 5 Schallschutz. A 5.1 Allgemeines
A 5.2 Technische Anforderungen hinsichtlich Planung, Bemessung und Ausführung an bestimmte bauliche Anlagen und ihre Teile gem. § 85a Abs. 2 MBO1)
Anlage A 5.2/1
Anlage A 5.2/2
Anlage A 5.2/3
Anlage A 5.2/4
A 6 Wärmeschutz. A 6.1 Allgemeines
A 6.2 Technische Anforderungen hinsichtlich Planung, Bemessung und Ausführung an bestimmte bauliche Anlagen und ihre Teile gem. § 85a Abs. 2 MBO5)
Anlage A 6.2/1
Anlage A 6.2/2
Anlage A 6.2/3
Anlage A 6.2/4
Anlage A 6.2/5
B Technische Baubestimmungen für Bauteile und Sonderkonstruktionen, die zusätzlich zu den in Abschnitt A aufgeführten Technischen Baubestimmungen zu beachten sind. B 1 Allgemeines
B 2 Technische Regelungen für Sonderkonstruktionen und Bauteile gem. § 85a Abs. 2 MBO1)
Anlage B 2.1/1
Anlage B 2.1/2
Anlage B 2.2.1/1
Anlage B 2.2.1/2
Anlage B 2.2.1/3
Anlage B 2.2.1/4
Anlage B 2.2.1/5
C Technische Baubestimmungen für Bauprodukte, die nicht die CE-Kennzeichnung tragen, und für Bauarten
C 1 Allgemeines
C 2 Voraussetzungen zur Abgabe der Übereinstimmungserklärung für Bauprodukte nach § 22 MBO1)
Anlage C 2.4.1
Anlage C 2.4.2
Anlage C 2.4.3
Anlage C 2.4.4
Anlage C 2.4.5
Anlage C 2.4.10
Anlage C 2.4.11
Anlage C 2.4.13
Anlage C 2.4.14
Anlage C 2.4.15
Anlage C 2.15.1
Anlage C 2.15.3
Anlage C 2.15.17
Anlage C 2.15.18
Anlage C 2.16.1
Anlage C 2.16.2
Anlage C 2.16.4
Anlage C 2.16.6
Anlage C 2.16.8
Anlage C 2.16.9
Anlage C 2.16.10
Anlage C 2.16.11
C 3 Bauprodukte, die nur eines allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnisses nach § 19 Absatz 1 Satz 2 MBO1) bedürfen
Anlage C 3.2
D Bauprodukte, die keines Verwendbarkeitsnachweises bedürfen. D 1 Allgemeines
D 2 Liste nach § 85a Abs. 4 MBO1) D 2.1 Beispiele für Produkte, für die es allgemein anerkannte Regeln der Technik gibt
D 2.2 Produkte, für die es keine allgemein anerkannten Regeln der Technik gibt
D 2.2.2 Bauprodukte für den Ausbau
D 2.2.6 Andere Bauprodukte
D 3 Technische Dokumentation nach § 85a Abs. 2 Nr. 6 MBO1)
2 Normen und Richtlinien für den Stahlbau
3 Bescheide des Deutschen Instituts für Bautechnik DIBt (Stand: November 2021) 3.1 Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen/allgemeine Bauartgenehmigungen. 3.1.1 Verzeichnis Sachgebiet Verbundbau
3.1.2 Verzeichnis Sachgebiet Metallbau – Werkstoffe
3.1.3 Verzeichnis Sachgebiet Metallbau und Metallbauarten
3.1.4 Verzeichnis Sachgebiet Gerüste
3.2 Europäische Technische Bewertungen
3. Neue Entwicklungen in prEN 1993-1-2:2020
1 Einleitung. 1.1 Zur brandschutztechnischen Bemessung von Stahlkonstruktionen
1.2 Entstehung der neuen Normengeneration
1.3 Überblick über die Änderungen
Verbesserung der Anwenderfreundlichkeit und Harmonisierung
Einbeziehung neuer Erkenntnisse
Erweiterung und Innovation
2 Werkstoffeigenschaften. 2.1 Neuer Normentext. 5.3 Mechanische Werkstoffeigenschaften. 5.3.1 Kohlenstoffstahl. 5.3.1.1 Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften
2.2 Hintergrund der Änderung. 2.2.1 Allgemeines
2.2.2 Erweiterung der Anwendungsgrenzen
3 Emissivität feuerverzinkter Stahlbauteile. 3.1 Neuer Normentext. 5.2 Thermische Werkstoffeigenschaften. 5.2.1 Kohlenstoffstahl. 5.2.1.1 Emissivität
3.2 Hintergrund der Überarbeitung. 3.2.1 Allgemeines
3.2.2 Emissivität
3.2.3 Feuerverzinkung
3.2.4 Emissivität feuerverzinkter Stahlkonstruktionen
3.2.5 Versuche an der TUM. 3.2.5.1 Kleinbrandversuche
3.2.5.2 Großbrandversuche
3.2.6 Zweistufiges Emissionsgrad-Konzept
3.2.7 Nachweisführung feuerverzinkter Stahlbauteile im Brandfall
4 Vereinfachte Bemessungsverfahren. 4.1 Neuer Normentext. 7 Vereinfachte Bemessungsverfahren. 7.1 Allgemeines
7.2 Querschnittsklassifizierung
7.3 Wirksame Querschnittswerte für Querschnitte der Klasse 4
7.4 Tragfähigkeit. 7.4.1 Zugglieder
7.4.2 Druckbeanspruchte Bauteile
7.4.3 Träger mit Querschnitten der Klassen 1 und 2
7.4.4 Träger mit Querschnitten der Klasse 3
7.4.5 Träger mit Querschnitten der Klasse 4
7.4.6 Auf Biegung und Druck beanspruchte Bauteile mit Querschnitten der Klassen 1, 2 oder 3
7.4.7 Auf Druck und Biegung beanspruchte Querschnitte der Klasse 4
4.2 Allgemeines zur vereinfachten Brandbemessung von stabilitätsgefährdeten Bauteilen
4.3 Vereinfachte Bemessung von Klasse-4-Querschnitten. 4.3.1 Allgemeines
4.3.2 Wirksame Querschnittswerte
4.3.3 Imperfektionsbeiwert für Stützen und Träger mit Querschnitten der Klasse 4
4.3.4 Kombinierte Druck- und Biegebeanspruchung bei Bauteilen mit Querschnitten der Klasse 4
4.4 Aktuelle Forschungen. 4.4.1 Stahlbauteile unter Druck und Biegung. 4.4.1.1 Grundlage der Untersuchungen
4.4.1.2 Anpassung der Abminderungsfaktoren für Biegeknicken und Biegedrillknicken. Biegeknicken
Biegedrillknicken
4.4.1.3 Anpassung der Interaktionsfaktoren
4.4.1.4 Statistische Auswertung
4.4.1.5 Fazit
4.4.2 Biegedrillknicken als Knicken des Druckgurts. 4.4.2.1 Einleitung
4.4.2.2 Methodik
4.4.2.3 Überarbeitung des Verfahrens
Beanspruchbarkeit gegen Biegedrillknicken für normale Temperaturen:
Beanspruchbarkeit gegen Biegedrillknicken im Brandfall:
4.4.2.4 Statistische Auswertung
4.4.2.5 Fazit
5 Erweiterte Bemessungsverfahren. 5.1 Neuer Normentext. 8 Erweiterte Bemessungsverfahren. 8.1 Allgemeines
8.2 Thermische Analyse
8.3 Mechanische Analyse
8.4 Überprüfung erweiterter Bemessungsverfahren
5.2 Brandbemessung mit erweiterten Bemessungsverfahren
6 Anhang C Nichtrostender Stahl. 6.1 Neuer Normentext. Anhang C (normativ) Nichtrostender Stahl. C.1 Allgemeines
C.2 Thermische Werkstoffeigenschaften. C.2.1 Emissivität
C.2.2 Wärmeleitfähigkeit
C.2.3 Spezifische Wärmekapazität
C.3 Mechanische Werkstoffeigenschaften. C.3.1 Spannungs-Dehnungs-Beziehung
C.3.2 Thermische Dehnung
C.3.3 Rohdichte
C.4 Vereinfachte Bemessungsverfahren. C.4.1 Allgemeines
C.4.2 Querschnittsklassifizierung. C.4.2.1 Klassifizierung druckbeanspruchter Querschnittsteile
C.4.2.2 Wirksame Breiten bei schlanken Querschnitten
C.4.3 Widerstand. C.4.3.1 Zugglieder
C.4.3.2 Druckbeanspruchte Bauteile
C.4.3.3 Träger
C.4.3.4 Auf Biegung und Druck beanspruchte Bauteile
6.2 Allgemeines
6.3 Thermische Werkstoffeigenschaften
6.3.1 Wärmeleitfähigkeit von nichtrostendem Stahl
6.3.2 Spezifische Wärmekapazität von nichtrostendem Stahl
6.4 Mechanische Werkstoffeigenschaften. 6.4.1 Spannungs-Dehnungs-Beziehung von nichtrostendem Stahl bei erhöhten Temperaturen
6.4.2 Thermische Dehnung von nichtrostendem Stahl
6.5 Vereinfachtes Bemessungsverfahren. 6.5.1 Allgemeines
6.5.2 Querschnittsklassifizierung
6.5.3 Beanspruchbarkeit von Bauteilen aus nichtrostendem Stahl nach vereinfachtem Bemessungsverfahren für den Brandfall. 6.5.3.1 Biegeknicken
6.5.3.2 Biegedrillknicken
6.5.3.3 Kombinierte Druck- und Biegebeanspruchung
7 Anhang D Verbindungen. 7.1 Neuer Normentext. D.3 Temperaturen von Verbindungen im Brandfall. D.3.1 Allgemeines
D.4 Geschweißte Hohlprofilverbindungen. D.4.1 Allgemeines
D.4.2 Geschweißte Hohlprofilverbindungen mit axialem Druck in den Streben
D.4.3 Geschweißte Hohlprofilverbindungen mit Biegemoment in den Streben
7.2 Allgemeines
7.3 Temperaturen von Verbindungen im Brandfall
7.4 Geschweißte Hohlprofile
8 Anhang E Träger mit großen Stegöffnungen. 8.1 Neuer Normentext. Anhang E (normativ) Träger mit großen Stegöffnungen. E.1 Allgemeines
E.2 Thermisches Verhalten
E.3 Mechanisches Verhalten
8.2 Träger mit großen Stegöffnungen. 8.2.1 Allgemeines
8.2.2 Definitionen nach prEN 1993-1-13
8.3 Thermisches Verhalten
8.4 Mechanisches Verhalten
9 Zusammenfassung und Ausblick
10 Literatur
4. Brandschutztechnische Bemessung von Verbundtragwerken aus Stahl und Beton
1 Einleitung
2 Brandschutztechnische Anforderungen. 2.1 Allgemeines
2.2 Regelbau
2.3 Sonderbau
3 Einwirkungen. 3.1 Allgemeines
3.2 Thermische Einwirkungen. 3.2.1 Wärmetransportmechanismen
3.2.2 Nominelle Temperaturzeitkurven
3.2.3 Naturbrandszenarien
3.3 Mechanische Einwirkungen
4 Materialeigenschaften unter erhöhten Temperaturen. 4.1 Allgemeines
4.2 Thermische Materialkennwerte. 4.2.1 Wärmeleitfähigkeit
4.2.2 Wärmekapazität
4.2.3 Thermische Dehnung
4.2.4 Thermische Materialeigenschaften von Brandschutzmaterialien
4.3 Mechanische Materialkennwerte. 4.3.1 Allgemeines
4.3.2 Bau- und Betonstahl
4.3.3 Beton
4.4 Aufbereitung in der Numerik
5 Bemessung nach DIN EN 1994-1-2. 5.1 Allgemeines
5.2 Bemessungstabellen
5.3 Vereinfachte Bemessungsverfahren. 5.3.1 Allgemeines
5.3.2 Verbunddecken
5.3.3 Verbundträger
5.3.4 Verbundstützen
6 Computergestützte Bemessung von Verbundtragwerken. 6.1 Allgemeines
6.2 Bemessungstools für die Anwendung vereinfachter Bemessungsverfahren
6.3 Allgemeine Berechnungsverfahren
6.4 Software-Validierung nach DIN EN 1991-1-2∕ NA, Anhang CC. 6.4.1 Allgemeines
6.4.2 SAFIR
6.4.3 Zusammenfassung
7 Zusammenfassung und Ausblick
8 Literatur. 8.1 Normen und Richtlinien
8.2 Veröffentlichungen
8.3 Software
9 Beispielrechnung 1: Bemessung einer Verbunddecke nach DIN EN 1994-1-2. 9.1 Aufgabenstellung
9.2 Einwirkungen im Brandfall
9.3 Überprüfung der Anwendungsgrenzen
9.4 Kriterium des Raumabschlusses „E“
9.5 Wärmedämmkriterium „I“
9.6 Tragfähigkeitskriterium „R“ – Momententragfähigkeit. 9.6.1 Allgemeines
9.6.2 Temperaturen im Querschnitt. Temperatur im Stahlprofilblech
Temperaturen in den Bewehrungsstäben
9.6.3 Ermittlung der plastische Momententragfähigkeit Mfi,Rd+
9.7 Tragfähigkeitskriterium „R“ – Längsschubtragfähigkeit
9.8 Ergebnis
10 Beispielrechnung 2: Bemessung eines Verbundträgers nach DIN EN 1994-1-2. 10.1 Aufgabenstellung
10.2 Nachweis nach EC4-1-2 – Bemessungstabellen
10.3 Nachweis mittels vereinfachter Bemessungsverfahren. 10.3.1 Allgemeines
10.3.2 Bestimmung von Mpl,Rd+ für den Brandfall
Reduzierung der Betondeckendicke
Reduzierung der Oberflanschbreite
Reduzierung der Tragfähigkeit im Unterflansch
Reduzierung der Tragfähigkeit im Steg
Reduzierung der Tragfähigkeit der Bewehrungsstäbe
Zusammenfassung der Abminderungsfaktoren
Ermittlung der positiven Momententragfähigkeit
Nachweis
10.3.3 Nachweis der Querkrafttragfähigkeit
11 Beispielrechnung 3: Bemessung einer betongefüllten Stahlhohlprofilstütze nach DIN EN 1994-1-2, Anhang F* [9]
11.1 Aufgabenstellung
11.2 Überprüfung der Anwendungsgrenzen
11.3 Ermittlung der äquivalenten Temperaturen der Querschnittsteile
11.4 Axiale Bemessungslast bei erhöhten Temperaturen. 11.4.1 Ermittlung des Bemessungswertes des plastischen Widerstands
11.4.2 Ermittlung der effektiven Biegesteifigkeit im Brandfall
11.5 Ermittlung des Bemessungswertes der Knicklast im Brandfall
11.6 Nachweis
12 Beispielrechnung 4: Bemessung eines Flachdeckenträgers nach DIN EN 1994-1-2, Anhang H* [9]
12.1 Aufgabenstellung
12.2 Überprüfung der Anwendungsgrenzen
12.3 Ermittlung der äquivalenten Temperaturen der Querschnittsteile
12.4 Plastische Momententragfähigkeit im Feld
12.5 Nachweis
5. Einwirkungen im Brandfall nach Eurocode 1
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung
2 Einwirkungen im Lastfall Brand. 2.1 Allgemeine Grundlagen
2.2 Thermische Einwirkungen durch Wärmeübergang
2.3 Mechanische Einwirkungen
3 Bemessungsbrände. 3.1 Allgemeines
3.2 Nominelle Temperaturzeitkurven
3.3 Naturbrandmodelle
4 Leistungsorientierte Festlegung der Brandeinwirkungen. 4.1 Vorbemerkung
4.2 Vereinfachtes Naturbrandmodell für vollentwickelte Raumbrände
4.3 Brandeinwirkungen auf außenliegende Bauteile
4.4 Bestimmung der Brandeinwirkungen lokaler Brände. 4.4.1 Allgemeines
4.4.2 Berechnung der Brandeinwirkungen für Bauteile außerhalb des Brandherds
Prinzip der virtuellen Flamme
Konfigurationsfaktor
4.5 Erweiterte Brandmodelle
4.6 Anwendung von Naturbrandmodellen. 4.6.1 Allgemeines
4.6.2 Bestimmung der Wärmefreisetzungsrate
4.6.3 Ermittlung der Bemessungswerte
5 Anwendungsbeispiele. 5.1 Beispiel 1: Vollentwickelter Raumbrand
5.2 Beispiel 2: Lokaler Brand mit Stütze außerhalb des Plumes
6 Literatur
6. Reaktive Brandschutzsysteme
1 Einleitung
2 Technologische Grundlagen. 2.1 Grundlagen und Wirkungsweise
2.2 Typen und Chemie
2.3 Applikation
3 Einflussgrößen auf die Leistungsfähigkeit
3.1 Bauteilgeometrie
3.2 Mechanische Beanspruchung
3.3 Mehrdimensionale Beanspruchung
3.4 Einbaulage
3.5 Trockenschichtdicke
3.6 Einwirkende Temperatur-Zeit-Kurve
4 Regelungen. 4.1 Nationale und europäische Zulassungen
4.2 Anwendung auf Grundlage bauaufsichtlicher Regelungen und Zulassungen
4.2.1 Biegebeanspruchte Bauteile mit offenem oder geschlossenem Profil
4.2.2 Druckbeanspruchte Bauteile mit offenem oder geschlossenem Profil
4.2.3 Zugbeanspruchte Bauteile mit offenem oder rechteckigem geschlossenem Profil
4.2.4 Zugbeanspruchte Bauteile mit Vollprofil oder kreisrundem geschlossenem Profil
4.2.5 Bauteile mit kombinierter mechanischer Beanspruchung
5 Novellierungen im Normenwerk. 5.1 Allgemeines zur Normenreihe EN 13381 und zur Gremienzuständigkeit
5.2 Träger und Stützen aus Stahl – EN 13381-8
5.3 Zugglieder aus Stahlvollprofilen – EN 13381-10 und neuer Normenteil zu EN 13381
5.4 Bauteile aus Aluminium
5.5 Produktnorm
6 Dauerhaftigkeit. 6.1 Exposition und Schädigungsmechanismen
6.2 Nachweise der Dauerhaftigkeit. 6.2.1 Allgemeines
6.2.2 Europäisches Verfahren nach EAD
6.2.3 Verfahren nach nationalen Zulassungsgrundsätzen des DIBt
6.2.4 Vergleich und Bewertung
6.3 Sanierung und Ausbesserung
6.4 Zustandsermittlung und Ertüchtigungsmaßnahmen
7 Aus der Forschung. 7.1 Allgemeines
7.2 Abgeschlossene Forschung. 7.2.1 Verwendung auf Zugstabsystemen und Anschlusskonstruktionen
7.2.2 Einfluss unterschiedlicher Temperatur-Zeit-Kurven
7.2.3 Einfluss der Oberflächenkrümmung
7.2.4 Alterungs- und Witterungsbeständigkeit
7.3 Laufende Forschung. 7.3.1 Prüfnorm für Stahlzugglieder
7.3.2 Dauerhaftigkeit und Feuerwiderstand
7.3.3 In-situ-Prüfverfahren
7.4 Ausblick
Danksagung
Abkürzungen und Bezeichnungen
8 Literatur
7. Praxisbeispiele zu erfolgreichen Brandschutzlösungen
1 Überblick
2 Theater Wiesendamm in Hamburg – Brandschutznachweis für eine 100-jährige Stahlkonstruktion. 2.1 Projektbeschreibung
2.2 Beschreibung der besonderen brandschutztechnischen Fragestellung
2.3 Brandszenarien. 2.3.1 Brandszenario der Stützengruppe G2 – Foyer
2.3.2 Brandszenario der Stützengruppe G3 – notwendiger Flur
2.4 Thermische Einwirkungen im Brandfall. 2.4.1 Stützengruppe G2 – Foyer
2.4.2 Stützengruppe G3 – notwendiger Flur
2.5 Nachweis des Feuerwiderstands. 2.5.1 Allgemeines
2.5.2 Versuchsdurchführung
2.5.3 Versuchsauswertung (erhöhte Temperaturen)
2.6 Ausführung (Stahlbau)
2.7 Zusammenfassung
3 Neubau eines Parkhauses in Stahl- und Stahlverbundbauweise. 3.1 Projektbeschreibung
3.2 Beschreibung der besonderen brandschutztechnischen Fragestellung
3.3 Brandszenarien
3.4 Thermische Einwirkungen im Brandfall
3.5 Nachweis des Feuerwiderstands
3.6 Ausführung
3.7 Zusammenfassung
4 Brandschutznachweis für Raumzellengebäude in Stahlkonstruktion. 4.1 Projektbeschreibung
4.2 Beschreibung der besonderen brandschutztechnischen Fragestellung. 4.2.1 Allgemeines
4.2.2 Nutzung/Nutzerzahl
4.2.3 Bauordnungsrechtliche Einordnung
4.2.4 Schutzziel
4.2.5 Angewandte Berechnungsverfahren und Simulationen
4.2.6 Schutzzielorientierter Nachweis für Tragwerk und Raumabschluss
4.2.7 Konstruktionsmerkmale
4.3 Baurechtlicher Abgleich / Erleichterungen
4.4 Nachweis des Feuerwiderstands. 4.4.1 Allgemeines
4.4.2 Thermische Bauteilanalyse
4.4.3 Mechanische Bauteilanalyse
4.5 Raumabschluss
4.6 Zusammenfassung
5 Literatur
8. Bewertung und Instandsetzung von Altstahlkonstruktionen
1 Allgemeines
2 Verfahren zur Stahlherstellung und Entwicklung der Normung. 2.1 Roheisenerzeugung und Verwendung von Koks
2.2 Industrielle Stahlerzeugung mit dem Puddelverfahren
2.3 Flussstahlerzeugung nach dem Bessemer-Verfahren
2.4 Flussstahlerzeugung nach dem Thomas-Verfahren
2.5 Siemens-Martin-Verfahren
2.6 Linz-Donawitz-Verfahren
2.7 Verfahrensanteile der Stahlproduktion. 2.7.1 Weltstahlproduktion
2.7.2 Deutschland vor dem 2. Weltkrieg
2.7.3 Das geteilte Deutschland nach dem 2. Weltkrieg
2.8 Entwicklung der Normung für Baustähle in Deutschland
3 Werkstoffeigenschaften alter Baustähle. 3.1 Metallurgische Besonderheiten aus dem Herstellungsverfahren
3.2 Chemische Zusammensetzung
3.3 Mechanisch-technologische Kennwerte
4 Verbindungstechnik. 4.1 Nietverbindungen. 4.1.1 Allgemeines
4.1.2 Normen und Stahlsorten für Niete
4.1.3 Abmessungen genormter Niete
4.1.4 Nachweis von Nietverbindungen
4.1.5 Herstellen der Nietverbindungen
4.1.6 Arbeits- und Verfahrensprüfungen an ein- und mehrschnittigen Verbindungen
4.1.7 Inspektion und Abnahme von Nietverbindungen
4.1.8 Alternativen zur Niettechnik
4.2 Schweißen alter Baustähle. 4.2.1 Schweißbarkeit
4.2.2 Schweißeignung
4.2.3 Schweißen von Kehlnähten
4.2.4 Schweißen von Stumpfnähten
4.2.5 Empfohlene Werkstoffanalysen zur Bewertung der Schweißeignung
4.2.6 Empfehlungen zur Vorbereitung und Ausführung der Schweißarbeiten
4.2.7 Anwendungsbeispiele
5 Bewertung der Sprödbruchneigung genieteter Stahlkonstruktionen aus Flussstahl. 5.1 Einführung
5.2 Sprödbruchsicherheit von Bauteilen. 5.2.1 Wahl der Stahlgütegruppe nach der DASt-Richtlinie 009 von 1973
5.2.2 Sprödbruchsicherheit nach EN 1993-1-10
5.2.3 Bewertung der Sprödbruchneigung von Bauteilen in Stahlgitter-Freileitungsmasten
5.3 Bruchmechanische Sicherheitsanalyse. 5.3.1 Grundlagen bruchmechanischer Nachweiskonzepte
5.3.2 Spannungsintensitätsfaktoren für Lochstäbe
5.3.3 Plastische Grenzlasten von Bauteilen mit Querschnittsschwächungen durch Risse
5.3.4 Annahme eines rissartigen Fehlers in alten Stahlkonstruktionen
5.4 Bruchzähigkeit alter Baustähle
5.4.1 Bruchmechanische Zähigkeit – Referenztemperatur nach dem Master-Curve-Konzept
5.4.2 Vergleich mit Werkstoffdaten früherer Untersuchungen
5.4.3 Zusammenhang zwischen Werkstoffzähigkeit und Stahlgüte
5.4.4 Korrelationen der Werkstoffzähigkeit
5.5 Anwendungsbeispiele. 5.5.1 Allgemeines
5.5.2 Anschlüsse in einem Stahlgittermast
5.5.3 Geschweißter Anschluss des Zuggurts eines Fachwerkträgers
6 Ermüdungsfestigkeit und Restlebensdauer genieteter Bauteile. 6.1 Allgemeines und Inhalt des Abschnitts
6.2 Gleitwiderstand genieteter Verbindungen
6.3 Ermüdungsfestigkeit genieteter Bauteile. 6.3.1 Einflussfaktoren
Höhe des Lochleibungsdrucks
Höhe des Spannungsverhältnisses κ = σmin/σmax
Lage des betroffenen Bauteils im Querschnitt
Das vorhandene Material und das Herstellungsjahr
Die mögliche Vorschädigung der Versuchskörper
6.3.2 Versuchsergebnisse und statistische Auswertung
Gesamtheit der ausgewählten und ausgewerteten Versuche
Kategorie 1
Kategorie 2
Kategorie 3
Kategorie 4
6.3.3 Statistische Auswertung
6.3.4 Kerbfallkatalog
6.4 Vorgehensweise bei der Ermittlung der Restlebensdauer auf Basis des Kerbfallkatalogs
6.4.1 Grundlegendes
6.4.2 Schadensäquivalentes Schadensspiel ΔσE – Anwendungsfall Eisenbahnbrücken
6.4.3 Nachweisformat und Berechnungsschritte
Schritt 1
Schritt 2
Schritt 3
Schritt 4
Schritt 5
Schritt 6
Schritt 7
7 Ermittlung von Inspektionsintervallen auf Basis von Risswachstumsberechnungen. 7.1 Einführung
7.2 Risswachstum unter zyklischen Beanspruchungen
7.3 Bruchmechanische Materialparameter von Altstahl
7.3.1 Literaturwerte
7.3.2 Neuere, experimentell bestimmte Rissfortschrittskennwerte für Flussstahl
7.3.2.1 Korrelation und Verteilung der Paris-Parameter
7.3.2.2 Abhängigkeit bruchmechanischer Materialkennwerte vom Verhältnis R = Kmin / Kmax
7.4 Zyklische Beanspruchung von Eisenbahnbrücken
7.5 Risswachstum in Nietverbindungen
7.5.1 Einflussfaktor Verkehrslast
7.5.2 Einfluss der bruchmechanischen Materialparameter
7.5.3 Einflussfaktor Konstruktionsdetail
7.6 Anwendung
7.6.1 Anwendungsbeispiel
7.6.2 Betriebszeitintervallnachweis nach DB-Richtlinie 805.202
8 Literatur
9. Nachweis von Einzel- und mehrteiligen Stäben aus gewalzten gleichschenkligen Winkelprofilen
1 Einleitung
2 Formelzeichen – Querschnittseigenschaften
3 Klassifizierung von Querschnitten. 3.1 Bemessungsvorschlag
3.2 Herleitung und Validierung der c/t-Grenzwerte für die Querschnittsklassen. 3.2.1 Allgemeines
3.2.2 Klassifizierung unter Drucknormalkraft
3.2.3 Klassifizierung unter Biegung Mu um die starke Achse
3.2.4 Klassifizierung auf Biegung Mv um die schwache Achse
3.2.4.1 Schenkelspitze unter Druck
3.2.4.2 Schenkelspitze unter Zug
4 Beanspruchbarkeit der Querschnitte. 4.1 Allgemeines
4.2 Druckbeanspruchung. 4.2.1 Bemessungsvorschlag für die Druckbeanspruchbarkeit
4.2.2 Herleitung und Validierung des Bemessungsvorschlags
4.3 Biegung um die starke Achse. 4.3.1 Beanspruchbarkeit auf Biegung um die starke Achse
4.3.2 Herleitung und Validierung des Bemessungsvorschlags
4.4 Biegung um die schwache Achse. 4.4.1 Beanspruchbarkeit auf Biegung um die schwache Achse
4.4.2 Herleitung und Validierung des Bemessungsvorschlags
5 Stabilitätsnachweis für Stäbe aus Einzelwinkelprofilen. 5.1 Allgemeines
5.2 Planmäßig zentrischer Druck. 5.2.1 Beanspruchbarkeit gegenüber Biegeknicken
5.2.2 Herleitung und Validierung des Bemessungsvorschlags. 5.2.2.1 Experimentelle Validierung – Labortests der Tsinghua University [16]
5.2.2.2 Experimentelle Validierung – Labortests der Université de Liège [17]
5.2.2.3 Numerische Validierung
5.3 Biegedrillknicken unter Momentenbelastung. 5.3.1 Beanspruchbarkeit gegenüber Biegedrillknicken
5.3.2 Herleitung und Validierung des Bemessungsvorschlags
5.4 Auf Biegung und Druck beanspruchte Stäbe. 5.4.1 Allgemeines
5.4.2 Nachweisbeziehungen
5.4.3 Herleitung und Validierung des Bemessungsvorschlags. 5.4.3.1 Experimentelle Validierung – Labortests der NTUA [15]
5.4.3.2 Experimentelle Validierung – Labortests der TU Braunschweig [12]
5.4.3.3 Experimentelle Validierung – Labortests der TU Graz [14]
5.4.3.4 Numerische Validierung
6 Stabilitätsnachweis von mehrteiligen Stäben mit geringer Spreizung. 6.1 Allgemeines
6.2 Biegeknicken von mehrteiligen Stäben mit geringer Spreizung. 6.2.1 Ermittlung der Beanspruchbarkeit für Rücken an Rücken gestellte Doppelwinkel
6.2.2 Ermittlung der Beanspruchbarkeit bei übereck gestellten Doppelwinkeln
6.2.3 Beanspruchbarkeit der Verbindungen
6.3 Validierung des Bemessungsvorschlags. 6.3.1 Numerisches Modell
6.3.2 Rücken an Rücken gestellte Doppelwinkel
6.3.3 Übereck gestellte Doppelwinkel
7 Anwendungsbeispiele des Turmbaus – Nachweise für Einzelstäbe
7.1 Vorgang nach prEN 1993-3 [4] und andere Normen
7.2 Vorgehen nach prEN 1993-3, Anhang F [4]
7.3 Anwendungsbeispiel 1. 7.3.1 Allgemeine Angaben
7.3.2 Nachweis nach EN 1993-3-1 [3] 7.3.2.1 Allgemeines. Querschnittsklassen
Beanspruchbarkeit auf Druck
Knicklängen
Beiwert k für den effektiven Schlankheitsgrad
7.3.2.2 Nachweis des Diagonalstabs. Knicklängen
Ideale Verzweigungslasten
Schlankheitsgrad
Beiwert k (Tabelle 8)
Effektiver Schlankheitsgrad
Beanspruchbarkeit auf Druck
Knicknachweis
7.3.2.3 Nachweis des Stiels. Knicklängen
Ideale Verzweigungslasten
Schlankheitsgrad
Beiwert k (Tabelle 9)
Effektiver Schlankheitsgrad
Beanspruchbarkeit auf Druck
Knicknachweis
7.3.3 Nachweis nach prEN 1993-3, Anhang F [4] 7.3.3.1 Nachweis des Diagonalstabs L90 × 90 × 9. Querschnittsklasse
Biegemomente aus Exzentrizität
Knicklängen
Ideale Verzweigungslasten
Schlankheitsgrad
Beanspruchbarkeit auf Druck
Beanspruchbarkeit auf Biegung um die schwache Achse Mv
Interaktionsfaktoren C, kij und ξ nach Tabelle 5
Nachweise
7.3.3.2 Nachweis des Stiels L160 × 160 × 15. Querschnittsklasse
Biegemomente aus Exzentrizität
Knicklängen
Schlankheitsgrad
Beanspruchbarkeit auf Druck
Beanspruchbarkeit auf Mv
Interaktionsfaktoren C, kij und ξ nach Tabelle 5 (Tabelle F.2 in [4])
Nachweise
7.3.3.3 Nachweis des Segments
Vereinfachtes Modell
Erweitertes Modell
7.4 Anwendungsbeispiel 2. 7.4.1 Allgemeine Angaben
7.4.2 Nachweis nach EN 1993-3-1 [3] Knicklängen
7.4.2.1 Nachweis des Diagonalstabs. Knicklängen
Ideale Verzweigungslasten
Schlankheit
Schlankheitsgrad
Beiwert k (Tabelle 8)
Effektiver Schlankheitsgrad
Beanspruchbarkeit auf Druck
Knicknachweis
7.4.2.2 Nachweis des Stiels. Knicklängen
Ideale Verzweigungslasten
Schlankheitsgrad
Beiwert k (Tabelle 9)
Schlankheit
Effektiver Schlankheitsgrad
Beanspruchbarkeit auf Druck
Knicknachweis
7.4.3 Nachweis nach prEN 1993-3, Anhang F [4] 7.4.3.1 Nachweis des Diagonalstabs
Nachweise
7.4.3.2 Nachweis des Stiels. Knicklängen
Nachweise
7.5 Anwendungsbeispiel 3. 7.5.1 Allgemeine Angaben
7.5.2 Nachweis nach EN 1993-3-1 [3] 7.5.2.1 Nachweis des Diagonalstabs
Beiwert k (Tabelle 8)
Effektiver Schlankheitsgrad
Beanspruchbarkeit auf Druck
Knicknachweis
7.5.2.2 Nachweis des Stiels
7.5.3 Nachweis nach prEN 1993-3, Anhang F [4] 7.5.3.1 Nachweis des Diagonalstabs
Nachweise
7.5.3.2 Nachweis des Stiels
7.6 Zusammenfassung der Anwendungsbeispiele
8 Anwendungsbeispiele des Turmbaus – Nachweise für mehrteilige Stäbe mit geringer Spreizung. 8.1 Allgemeine Angaben
8.2 Nachweis der Diagonalen
Berechnung der Beanspruchbarkeit nach prEN 1993-3 Anhang F
Berechnung der Beanspruchbarkeit nach einer alternativen Methode
Zusammenfassung der Ergebnisse
9 Literatur
10. Aktuelle Modelle und Methoden zur Windlastermittlung
1 Einleitung
2 Windmodelle und lokale Windfelder. 2.1 Modellierungsgrößen der atmosphärischen Grenzschichtströmung. 2.1.1 Basiswindgeschwindigkeit
2.1.2 Wind- und Turbulenzprofile sowie Spitzendruck
2.1.3 Modellfortschreibung im Entwurf der zur Verabschiedung anstehenden Vornorm prEN 1991-1-4:2020
2.2 Windfeldverhältnisse am Bauwerksstandort. 2.2.1 Regionale charakteristische Windgeschwindigkeiten
2.2.2 Einfluss von Bodenrauigkeit und Topografie auf die standortspezifischen Windprofile am Beispiel eines exponierten Bauwerks in stark strukturiertem Gelände
2.2.2.1 Charakteristische Windgeschwindigkeiten am Bauwerksstandort
2.2.2.2 Standortspezifischer Einfluss der Bodenrauigkeit auf die Böenwindgeschwindigkeiten
2.2.2.3 Untersuchungen zur Orografie
2.3 Bemessungswindstärke für die Bauphase
3 Turbulenzinduzierte Schwingungen und aeroelastische Instabilitäten von Bauwerken. 3.1 Anregungstypen
3.2 Bauwerksschwingungen durch die Windböigkeit
3.3 Aeroelastische Instabilitäten. 3.3.1 Aerodynamische Dämpfung
3.3.2 Galloping
3.3.3 Interaktion Galloping und wirbelerregte Schwingung. 3.3.3.1 Phänomene
3.3.3.2 Wake-Oscillator-Modell
3.3.4 Regen-Wind-induzierte Schwingungen
3.3.5 Divergenz
3.3.6 Flattern
4 Wirbelerregte Schwingungen bei Türmen und Masten. 4.1 Prozess der Wirbelablösung
4.2 Berechnung der wirbelerregten Querschwingungsamplitude
4.2.1 Verfahren 1 – Resonanzverfahren
4.2.2 Verfahren 2 – Spektralmethode
4.2.3 Ausblick: Modellierung der Wirbelerregung im Eurocode der zweiten Generation
4.2.4 Grundlegende Parameter
4.2.5 Beanspruchungen durch wirbelerregte Querschwingungen
4.2.6 Ermittlung der Spannungsschwingspiele N
4.3 Beispiele und Bewertung
4.4 Anwendung für Türme in Gruppenanordnung
5 Minderung der Schwingungen von Brückenüberbauten im Bauzustand. 5.1 Stahlverbundbrücken im Taktschiebeverfahren
5.2 Hochmoselbrücke bei Ürzig
5.3 Aftetalbrücke bei Bad Wünnenberg
5.4 Modifikation des Vorbauschnabels zur Unterdrückung der Anregung
6 Anwendungen von numerischen Simulationen in der Baupraxis. 6.1 Grundlagen zur numerischen Modellierung und Simulation der Windströmung
6.2 Fehler und Unsicherheiten der eingesetzten Modelle
6.3 Aktuelle Situation der CFD im Windingenieurwesen
6.4 Überlegungen zur Qualitätssicherung von CFD Berechnungen
6.5 CFD-Anwendung Beispiel I: Westturm Schloss Friedenstein
6.5.1 Details der numerischen Simulation
6.5.2 Validierung der Oberflächendruckbeiwerte
6.6 CFD-Anwendung Beispiel II: Brücke Rheinquerung
Details der numerischen Simulation
Validierung der Kraftbeiwerte und Momentenbeiwert
6.7 Fazit und Ausblick
7 Danksagungen
8 Literatur. 8.1 Referenzen
Weiterführende Literatur
11. Türme und Maste
1 Einleitung
2 Begriffe, Einsatzgebiete, Relevanz und Regelungsbereiche. 2.1 Allgemeines
2.2 Regelwerke
2.3 Verkehrsinfrastruktur
2.4 Industrieller Bedarf
2.5 Kommunikationsinfrastruktur
2.6 Energieversorgung. 2.6.1 Freileitungen. 2.6.1.1 Allgemeines
2.6.1.2 Bestandteile einer Freileitung
2.6.2 Windenergieanlagen
3 Konstruktionsformen. 3.1 Gittertürme und -maste. 3.1.1 Allgemeines
3.1.2 Türme für Windenergieanlagen
3.1.3 Maste für Freileitungen. 3.1.3.1 Bauarten von Freileitungsmasten
3.1.3.2 Stromtrassen
3.1.3.3 Mastbilder
3.1.3.4 Tragwerke von Freileitungsmasten. Bautechnische Entwicklung
Konstruktion eines Freileitungsmastes mit Donaumastbild
Stahlquerschnitte
Verbindungstechniken
Gründung
Korrosionsschutz
Montage
Bauwerksprüfungen
3.1.3.5 Freileitungen
3.1.3.6 Verbindungselemente von Freileitungen und Freileitungsmasten. Isolatoren
Armaturen
3.2 Rohrtürme und -maste. 3.2.1 Allgemeines
3.2.2 Verbindungen der Sektionen
3.2.3 Türme für Windenergieanlagen
3.2.4 Maste für Freileitungen. 3.2.4.1 Freileitungsmaste für die Energiewende
3.2.4.2 Neue Rohrmaste für Freileitungen
Detailausbildung der neuen Rohrmaste
Neue Rohr-in-Rohr-Pressverbindung von Rohrmasten
3.2.4.3 Raumoptimierte Freileitungsmaste
3.3 Abgespannte Maste
4 Lasteinwirkungen aus Wind und Eis, Betriebslasten und windbedingte Schwingungseffekte. 4.1 Klimatische Einwirkungsgrößen am Bauwerksstandort. 4.1.1 Basiswindgeschwindigkeit aus meteorologischen Daten. 4.1.1.1 Allgemeines
4.1.1.2 Extreme Windgeschwindigkeit
4.1.1.3 Einfluss der Umgebungsrauigkeit
4.1.2 Modellierung der Vereisung. 4.1.2.1 Vereisungsszenarien
4.1.2.2 Klimatische Randbedingungen für Vereisung
4.1.2.3 Bewertung auf Basis der Schneelastnorm
4.1.2.4 Bewertung auf Basis meteorologischer Daten
4.2 Aerodynamische Beiwerte
4.2.1 Kraftbeiwerte für Gittermaste. 4.2.1.1 Stand der Normung
4.2.1.2 Windkanaluntersuchungen an unterschiedlichen Gittermasten
4.2.2 Kraftbeiwerte für Rohrtürme
4.2.3 Kraftbeiwerte für Anbauten an Maste
4.3 Böenerregte Schwingungen
4.4 Wirbelerregte Querschwingungen. 4.4.1 Beschreibung des Phänomens
4.4.2 Aktuelle Diskussion zu den Verfahren zur Berechnung der Querschwingamplitude
4.5 Ermüdungsnachweise für windinduzierte Schwingungen. 4.5.1 Böenerregte Schwingungen
4.5.2 Wirbelerregte Schwingungen
4.6 Maßnahmen zur Reduktion von winderregten Schwingungen
4.7 Lasteinwirkungen aus Betrieb. 4.7.1 Betriebszustände von Windkraftanlagen
4.7.2 Seilzug bei Freileitungsmasten
4.8 Einwirkungen und Einwirkungskombinationen nach DIN EN 50341 VDE 0210. 4.8.1 Allgemeines
4.8.2 Einwirkungen
Windlasten
Eislasten
Kombination von Wind- und Eislasten
Weitere Einwirkungen
4.8.3 Lastfälle nach DIN EN 50341-2-4 VDE 0210-2-4
5 Sicherheitskonzept und vollständig probabilistische Sicherheitsmarge. 5.1 Vergleich der Teilsicherheitsbeiwerte in unterschiedlichen Normenwerken
5.2 Vollständig probabilistische Bemessung. 5.2.1 Allgemeines
5.2.2 Geforderte Zuverlässigkeit
5.2.3 Beispiel
Untersuchung nach der Zuverlässigkeitstheorie
5.3 Typische Grenzzustände von Gittermaststrukturen
5.4 Modellierung der Einwirkungsseite
5.5 Modellierung der Widerstandsseite
6 Ausblick auf die kommende Normengeneration
7 Zusammenfassung
8 Literatur
Stichwortverzeichnis. A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Z
WILEY ENDBENUTZER-LIZENZVEREINBARUNG
