Biegedrillknicken von I‐Profilen mit und ohne Voute — Bemessungshilfen für den vereinfachten Nachweis (Teil 1)

Bei Rahmentragwerken werden in den hochbeanspruchten Ecken häufig Vouten angeordnet. Die statisch‐konstruktiven Vorteile gevouteter Stäbe können derzeit nur für wenige Sonderfälle effizient genutzt werden, da die für den Tragsicherheitsnachweis erforderlichen Angaben fehlen. Es werden Bemessungshilfen vorgestellt, mit deren Hilfe der Nachweis biegebeanspruchter Bauteile mit und ohne Vouten mittels Handrechnung geführt werden kann. Diese umfassen Hilfen zur Bestimmung des idealen Biegedrillknickmoments und Empfehlungen bezüglich der Wahl einer geeigneten Traglastabminderungskurve. Abschließend werden die vorgestellten Bemessungshilfen anhand von Versuchsergebnissen verifiziert. Lateral torsional buckling of I‐sections with and without haunches — Design aids for a simplified check (part 1). In the highly stressed corners of frame structures often haunches are realized. Currently, the structural advantages of haunched members can be utilised efficiently for only a few special cases because of the lack of necessary information for the member checks. Design aids are presented that allow to perform the lateral torsional buckling check of members with and without haunches subject to bending by a hand calculation. These include aids for the determination of the ideal critical buckling moment and recommendations regarding the choice of an appropriate buckling curve. Finally, the presented design aids are verified by experimental results.     

Einheit von Wissenschaft und Kunst im Brückenbau: Hellmut Homberg (1909–1990) – Sein Beitrag zur Theorie des Brückenbaus (Teil II)

Aus dem baustatischen Œuvre Homberg s ragt sein Beitrag zur Theorie hochgradig statisch unbestimmter Trägerroste hervor, der im Folgenden im Zusammenhang mit der Entwicklung im Brückenbau und der Baustatik von den 1930‐er bis in die 1960‐er Jahre herausgearbeitet wird. Harmony between science and art in bridge‐building: Hellmut Homberg (1909–1990) – his contribution to the theory of bridges (part II). The one theory of Hellmut Homberg that stands out from the rest of his contributions to the theory of structures is that concerning grillages with a high degree of static indeterminacy. This is described below in conjunction with the development of bridge‐building and theory of structures from the 1930s to the 1960s.     

Vergleich und Beurteilung unterschiedlicher Lastmodelle für die Ermittlung der dynamischen Antwort von Zugüberfahrten über Brücken bei Hochgeschwindigkeitsverkehr

Drei analytische Lastmodelle für die Berechnung von Zugüberfahrten über Brücken werden mathematisch formuliert: eine Folge von Einzelkräften, eine Folge von Punkmassen und eine Folge von Mehrkörpersystemen. Die Kopplung der Lastmodelle an das Brückenmodell erfolgt mechanisch exakt im Rahmen einer ebenen Betrachtung des Problems. Die Diskretisierung der Bewegungsgleichungen erfolgt mit Hilfe der Methode von Ritz und Galerkin (Modalanalyse). Am Beispiel einer leichten Balkenbrücke aus Stahl unter der Einwirkung eines Hochgeschwindigkeitszuges werden die drei Lastmodelle untereinander verglichen. An diesem Beispiel wird deutlich, dass mit Lastmodellen aus Einzelkräften oder Punktmassen die Schwingungsantwort von leichten Brücken stark überschätzt werden kann. Bereits die Verwendung von einfachen Mehrkörpersystemen mit nur wenigen Freiheitsgraden führt zu wesentlich genaueren Ergebnissen, insbesondere bei resonanzgefährdeten Brücken. Wege für eine effiziente Berechnung stehen unter Anwendung der Modalanalyse offen und werden ebenso diskutiert wie die Beurteilung der Resonanzgefahr. Comparison and assessment of various load models to calculate train crossings of bridges at high speed. Three analytical load models to calculate train crossings over bridges are mathematically formulated: a series of concentrated forces, a series of concentrated masses and a series of multi‐body systems. The coupling of the load models to the bridge model is carried out within the scope of a two‐dimensional treatment of the problem and without simplifications. The differential equations of motion are discretised using the method of Ritz and Galerkin (modal analysis). The three load models are compared with each other using the example of a lightweight beam bridge made of steel which is loaded by a high‐speed train. The example shows clearly that the dynamic response of a lightweight bridge is overestimated if the load models consist of concentrated forces or masses. Even the use of simple multi‐body systems with only few degrees of freedom lead to considerably more accurate results. This finding particularly holds true for bridges which are at risk of resonance effects. Options for an efficient calculation are available with modal analysis and are discussed. The assessment of resonance effects is also treated.     

Zur Tragfähigkeit von druck‐ und biegebeanspruchten C‐Profilen aus Stahl

Die Regelungen und Nachweiskonzepte in den Stahlbaunormen DIN 18800 und Eurocode 3 zur Stab‐ und Gesamtstabilität von Bauteilen unter Normalspannungen sind weitestgehend durch Untersuchungen an I‐ und Kastenprofilen hergeleitet und verifiziert worden. Eine Übertragung und Überprüfung für davon abweichende Profilformen, im Speziellen für die hier behandelten C‐Profile, existiert nicht. Es wird ein geschlossenes, durchgängiges Bemessungskonzept vorgestellt, das es erlaubt, das Tragverhalten von Bauteilen mit C‐förmigem Querschnitt ohne längsaussteifende Querschnittselemente unter Druck‐ und/oder Biegebeanspruchung wirklichkeitsnah zu beschreiben und rechnerisch zu erfassen. Dabei wird den möglichen Stabilitätsproblemen – das heißt lokalem Plattenbeulen, globaler Stabstabilität und dem Zusammenspiel beider einzelnen Stabilitätsprobleme – besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Ultimate loads of steel channel sections in compression and bending. Especially for members susceptible to global buckling or coupled instabilities the design rules in the relevant codes DIN 18800 and Eurocode 3 have been developed for and verified by research on I‐shaped or hollow sections. For deviant shapes, particularly the regarded channel sections, a transfer or verification of these design concepts does not exist. A comprehensive design method is presented, allowing to describe the load‐carrying behavior of channel‐shaped members without longitudinal stiffeners in compression and/or bending realistically. Special attention has been paid to the regards of stability problems, i.e. local and global buckling as well as a combination of both, the so‐called coupled instability.     

Die Erhöhung des Nutzerkomforts von Fußgängerbrücken mit Massendämpfern am Beispiel des August‐Wilhelm‐Stegs in Oranienburg

Aufgrund ihrer schlanken Bauweise gelten viele Fußgängerbrücken bei personeninduzierten Belastungen als schwingungsanfällig. Die eventuelle Ausstattung einer Brücke mit zusätzlichen Dämpfungsmaßnahmen sollte bereits in der Planungsphase berücksichtigt werden, damit bei Gewissheit, dass Maßnahmen notwendig sind, die Fertigstellung und Eröffnung der Brücke nicht verzögert wird. Im vorliegenden Beitrag wird am Beispiel des August‐Wilhelm‐Stegs in Oranienburg das Vorgehen zwischen Erkennen einer möglichen Schwingungsanfälligkeit, Prüfung der Erforderlichkeit schwingungsdämpfender Maßnahmen, Auslegung und Einbau sowie Überprüfung der Wirksamkeit erläutert. Dabei werden insbesondere die praktischen Aspekte bei der Auslegung der Massendämpfer erläutert. The increasing comfort of footbridges with mass dampers is exemplary shown with the August‐Wilhelm‐Steg in Oranienburg, Germany. Many footbridges are susceptible to pedestrian induced vibrations due to their slender design. Hence, an equipment with additional damping devices on demand should be considered already in the preliminary design phase to avoid unnecessary delays of the erection and opening, if the damping devices are required. In this article the procedure of identifying a potential vibration susceptibility, checking the necessity of damping devices, design and installation as well as checking the working efficiency of them are explained using the example of the August‐Wilhelm‐Steg in Oranienburg. Particular emphasis is laid on the practical aspects when designing tuned mass dampers.