Über die Querkrafttragfähigkeit des Betongurts von Verbundträgern im Bereich von großen Stegöffnungen

Im folgenden Teil 2 wird ein Nachweiskonzept für den Betongurt im Öffnungsbereich vorgestellt. Es basiert auf den im Teil 1 erläuterten Ergebnissen der umfangreichen rechnerischen und experimentellen Untersuchungen. Das Nachweiskonzept sieht entsprechend den verschiedenen im Versuch beobachteten Versagensarten drei Querkraftnachweise für den Betongurt vor, wobei die Querkrafttragfähigkeiten in Anlehnung an die bekannten in DIN 1045‐1 angegebenen Formeln nachgewiesen werden. Damit kann auch die festgestellte lokale Wirkung der Kopfbolzendübel als Querkraftbewehrung berücksichtigt werden. Die Ermittlung der einwirkenden Querkräfte des Betongurts erfolgt anhand der Steifigkeiten des oberen und unteren Teilträgers und der Steifigkeit des Betongurts. On the Shear‐Bearing Capacity of the Concrete Slab of Composite Beams in the Region of Large Web Openings – Part 2: Design Concept In part 2 of the report, a concept for the design of the concrete slab in the region of web openings is presented. It is based on the results of the extensive experimental und numerical investigations which are described in. Resulting from the different occurring failure modes of the concrete slab, three critical shear‐bearing capacities have to be considered. These shear‐bearing capacities are calculated according to the formulas of DIN 1045‐1. In this way, the effect of the headed studs acting as local shear reinforcement can be included. The shear forces of the concrete slab are calculated depending on the stiffness of the top and bottom chord, as well as by the stiffness of the concrete slab.     

Zur erforderlichen Größe von Zinkdurchlauföffnungen feuerverzinkter Hohlprofilkonstruktionen

Ein Element zur Vermeidung von Verzug und Rissbildung beim Feuerverzinken ist die Wahl einer möglichst großen Eintauchgeschwindigkeit. Deswegen wurde hierfür ein Mindestwert von v_E ≥ 0,8 m/min in der neuen DASt‐Ri 022 vorgeschrieben. Insbesondere bei Hohlprofilkonstruktionen hängt die Einhaltung dieses Mindestwertes stark von Größe und Anzahl der Zinkdurchlauföffnungen ab; und es hat sich herausgestellt, dass die bisherigen Regelungen zur Größe und Anordnung dieser Öffnungen nicht ausreichen. Hier setzt das Ziel der vorgestellten Untersuchungen an, nämlich Regeln für Art und Größe von Zinkdurchlauföffnungen zu entwickeln, die eine ausreichend große Eintauchgeschwindigkeit zur Vermeidung exzessiver Spannungs‐Dehnungszustände als Mitverursacher von Verzug und Rissbildung gewährleisten. Die Herleitungen bauen auf den Gesetzen der Hydraulik auf und werden mit Versuchen erprobt. Ergebnis ist ein einfacher und nachvollziehbarer Algorithmus zur Bestimmung von Größe und Verteilung von Zinkdurchlauföffnungen in Hohlprofilkonstruktionen, die auf die Vermeidung von Verzug und Rissbildung wie auch auf einen schnelleren Verzinkungsvorgang ausgerichtet sind. Daraus wird ein Bemessungsvorschlag in Form einer einfachen Tabelle abgeleitet. Required Size of ventilation openings of hot‐dip galvanized hollow sections. In order to avoid distortion and cracking during hotdip galvanizing a relatively high immersion speed should be chosen. For instance, in the new German standard to avoid cracking during hot‐dip galvanizing DASt‐Ri 022 a dipping speed of v_E ≥ 0,8 m/min has been proposed. Especially for elements with hollow sections the dipping speed is strongly dependant on the size of the ventilation openings. However, it was found that the current rules on size and distribution of these openings are not sufficient. Therefore, the aim of the research described hereafter was to find out rules for size and distribution of ventilation openings that enable a safe galvanizing by providing enough freedom for a quick immersion. Basis of the derivations are the rules of hydraulics that furthermore are verified by experiments of the immersion of hollow sections. The results yield into a simple and reasonable algorithm to determine size and distribution of ventilation openings of hollow sections, contributing to a distortion‐ and crack‐free structure. Finally a proposal in form of design a sheet is made available.     

Über die Querkrafttragfähigkeit des Betongurts von Verbundträgern im Bereich von großen Stegöffnungen

Wird bei Stahlverbundträgern der Steg des Stahlträgers durch große Öffnungen geschwächt, übernimmt in diesem Bereich der Betongurt einen Großteil der Querkraft. Die Analyse des sich dabei einstellenden Lastabtragungsmechanismus und die Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit des Betongurts waren die Hauptthemen eines am Fachgebiet Massivbau und Baukonstruktion der Technischen Universität Kaiserslautern durchgeführten Forschungsprojektes, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wurde. Im folgenden Teil 1 des Aufsatzes werden die umfangreichen experimentellen und rechnerischen Untersuchungen und deren Ergebnisse dargestellt, wobei der Lastabtragungsmechanismus und die Versagensformen im Öffnungsbereich im Vordergrund stehen. Im Teil 2, der im nachfolgen Aprilheft erscheint, wird das darauf basierende Nachweiskonzept für den Betongurt vorgestellt. On the Shear‐Bearing Capacity of the Concrete Slab of Composite Beams in the Region of Large Web Openings – Part 1: Experimental und Numerical Investigations If the web of a composite beam is weakened by a large opening, the concrete slab carries most of the shear force in this region. The analysis of the load bearing mechanism and the determination of the shear‐bearing capacity were the main topics of a research project which was carried out at the Technical University of Kaiserslautern and was supported by the German Research Foundation (DFG). In the following part 1 of the report, the extensive experimental und numerical investigations as well as their results are presented. Special attention is paid to the load carrying mechanism and the failure modes. In part 2, which will follow in the April issue, the according concept for the design of the concrete slab is presented.     

Einfluss imperfekter Ringflanschverbindungen auf die Ermüdungsfestigkeit von kreiszylindrischen Stützen

Bei Seilbahnen, Windenergieanlagen, Kaminen etc. werden oft turmartige Stahlkonstruktionen aus kreiszylindrischen oder konischen Rohrabschnitten verwendet, welche mittels L‐förmiger Flanschverbindungen verschraubt sind. Auf Grund von Imperfektionen zufolge Schweißverzug und hohen dynamischen Beanspruchungen werden häufig die Grenzen der Beanspruchbarkeit der Flanschverbindungen erreicht. In vielen Fällen ist nicht der Nachweis der Traglast (ULS) von Bedeutung, vielmehr ist der Grenzzustand der Ermüdung (FLS) maßgebend für die Dimensionierung. Der vorliegende Beitrag beinhaltet die Untersuchung imperfekter Ringflanschverbindungen von kreisförmigen Seilbahnstützen auf Ermüdung. An einem Bauteilversuch im Maßstab 1 : 1 wurde die Ermüdungsfestigkeit der gesamten Flanschverbindung (Schrauben, Schweißnaht, Rohrmantel) untersucht. Parallel durchgeführte FE‐Berechnungen dienen als Vergleich zu den Laborergebnissen. Zum Abschluss wird eine Möglichkeit der Berücksichtigung der Flanschimperfektionen für die praktische Bemessung aufgezeigt. Effects of imperfect ring flange connections on the fatigue resistance of cylindrical columns. For cableway installations, wind turbines, chimneys etc. often tower‐like steel constructions from cylindrical or conical tubing sections are used, which are bolted by means of L‐shaped flange connections. Due to imperfections from welding distortion and high dynamic loads the resistance of the flange connections will be frequently achieved. In many cases the ultimate load (ULS) proof becomes less important and the fatigue assessment (FLS) is determining the dimensions. This contribution contains investigations of imperfect flange connections of circular cable car towers on fatigue. A large scale test was performed to prove the fatigue strength of the entire flange connection (bolts, welding seam, tube section). Parallel accomplished FE‐computations serve as comparison to the laboratory test results. As conclusion a possible procedure to consider flange imperfections for the practical dimensioning is pointed out.