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Friday, September 17, 2021, Konferenzraum D/E 9:00 AM Stahlbau - Bemessung und Festigkeit |
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Nachweis der Ermüdungsfestigkeit mit Nennspannungen auf Basis des Eurocode 3 mit modifizierten und nach FKM-Richtlinie validierten Wöhlerlinien für ungeschweißte Bauteile und deren Verbindungen im Stahlleichtbau
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Florian Kalkowsky* / Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP, Deutschland Ralf Glienke / Hochschule Wismar Fakultät für Maschinenbau/Verfahrens- und Umwelttechnik, Deutschland Maik Dörre/ Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP, Deutschland Knuth-Michael Henkel/ Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP, Deutschland D. Schwerdt/ Hochschule Wismar, Deutschalnd |
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Im Allgemeinen ist der Nachweis der Ermüdungsfestigkeit immer dort notwendig, wo Bauteile oder ganze Konstruktionen im Laufe ihrer Lebensdauer zyklische Lasteinwirkungen erfahren. In Abhängigkeit von der Bauteilgestalt und des Gültigkeitsbereiches sind entsprechende Normen, Regelwerke oder Richtlinien aus dem Stahlbau, Kranbau und Maschinenbau anzuwenden. Der Nachweis der Ermüdungsfestigkeit auf Basis von Nennspannungen nach dem ??-Konzept stellt eine leistungsfähige Nachweismethode, insbesondere für die Bemessungspraxis in Ingenieurbüros, aber auch für die iterative Bemessung im Bereich von Tragstrukturen für WEA oder Brückenbauwerke aus Stahl, dar. Die sichere Anwendung des Nennspannungskonzeptes setzt wiederum einen abgesicherten Widerstandswert in Form einer Kerbfallklasse für ein entsprechendes Konstruktionsdetail voraus, in dem quasi alle Einflussgrößen aus Bauteilgestalt und Mittelspannungsniveau sowie ausführungsseitigen Einflussgrößen (u. a. Kantenbearbeitung, Loch- und Randabstände in geschraubten Verbindungen) enthalten sind. Dies stellt für viele geschweißte Bauteile eine zuverlässige Vorgehensweise dar. Für geschraubte Verbindungen oder gelochte Bauteile liegen ebenfalls Kerbfallklassen vor, die sicher, aber z. T. konservativ angewendet werden müssen! Die Verfasser greifen eigene aktuelle Forschungsergebnisse auf und zeigen das Potential für eine modifizierte Wöhlerlinie nach dem ??-Konzept nach Eurocode 3. Die Modifizierung betrifft sowohl die Wöhlerliniensteigung für ungeschweißte Bauteile und Anschlüsse mit mechanischen Verbindungsmitteln nach Tab. 8.1 der DIN EN 1993-1-9, welche sich anhand experimenteller Untersuchungen an Verbindungen mit Blindnieten beobachten lässt. Ferner soll die Zugfestigkeit, welche bekanntermaßen die Schwingfestigkeit ungeschweißter Bauteile wesentlich beeinflusst, berücksichtigt werden. Dies ist insbesondere für stabilitätsgefährdete, schlanke Bauteil von Interesse, für die zunehmend höherfeste Werkstoffe zum Einsatz kommen. Die Vorgehensweise soll anhand der bestehenden Konzepte aus dem Maschinenbau zur Ermittlung einer synthetischen Wöhlerlinie nach FKM-Richtlinie bzw. DNV-GL-Richtlinien plausibilisiert werden, wobei allerdings die Fertigungs- und Montagepraxis im Metall- und Stahlbau nicht unberücksichtigt bleiben soll. Insbesondere für Bauteile mit Formkerbe und Verbindungen mit Form- und Belastungskerbe zeigt sich erfreuliches Potential. |