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Tuesday, September 20, 2016, Weißer Saal 10:00 AM Stahlbau - DIN EN 1090 |
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Nachweis statisch und zyklisch beanspruchter Schweißdetails nach Normenreihe EN 1993 (EC3) |
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Knuth-Michael Henkel / Universität Rostock, Lehrstuhl Fügetechnik, Deutschland Ralf Glienke* / Fraunhofer AGP, Deutschland Gerlinde Winkel/ SLV MV, Deutschland Andreas Gericke/ Fraunhofer AGP, Deutschland |
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Nach Ablauf der Koexistenzphase zwischen nationaler Norm DIN 18800-7 und europäischer DIN EN 1090-2 bezüglich der Ausführung von Stahlbauten gilt zur Bemessung insbesondere der Schweißverbindungen ausschließlich die Normenreihe EN 1993 (Eurocode 3). Danach sind in den entsprechenden Teilnormen die Bemessung von Schweißverbindungen im Metallleichtbau nach DIN EN 1993-1 3 nebst nationalem Anhang (vormals DASt-Richtlinie 0016) und im Stahlbau nach DIN EN 1993-1 8 für die vorwiegend ruhende Beanspruchung geregelt. Die Verwendung von höherfesten Stahlsorten (bis S700) und die damit verbundenen Annahmen für die Festigkeit des Schweißgutes sind in DIN EN 1993-1 12 vereinbart. Nicht vorwiegend ruhend beanspruchte Schweißstrukturen werden auf der Basis des Strukturspannungskonzeptes und des Nennspannungskonzeptes ausgelegt, wobei letzteres von weitaus größerer Bedeutung für die Bemessung ist. Die praktische Erfahrung zeigt, dass die Basis der anzuwendenden harmonisierten Normenreihe für die Auslegung und Bemessung von Stahlbauten oftmals ungenügend bekannt ist. Im Rahmen des geplanten Beitrages sollen dem praktischen Ingenieur die Hintergründe zu den Bemessungsmodellen dargelegt werden, um eine sichere Anwendung auszubauen. Dies wird anhand von Traglastversuchen für grundlegende Schweißdetails (Kehl- und Stumpfnaht) diskutiert. Insbesondere die Anwendung des Kerbfallkatalogs der DIN EN 1993-1 führt zum Teil zu einer Unterschätzung des Traglastverhaltens bei zyklischer Beanspruchung. Die überprüften Schweißverbindungen wurden mittels gängiger Schmelzschweißverfahren (MSG- und Unterpulverschweißen) im Rahmen von Industrieprojekten gefügt, das Ausmaß globaler Imperfektionen detailliert ermittelt und im Kontext der DIN EN ISO 5817 der Einfluss auf die ermittelten Schwingfestigkeiten bzw. Kerbfallklassen zugeordnet. Durch lichtmikroskopische Untersuchungen wurden die Versagensorte und mechanismen innerhalb der Schweißverbindungen dokumentiert. Bei den untersuchten Werkstoffen handelt es sich um überwiegend im Stahlbau verwendete Stähle mit Streckgrenzen unter 460 MPa im normalisierten Zustand. Die Prüfungen wurden nach aktueller IIW-Richtlinie sowie nach ISO/TR 14345:2012 durchgeführt. Der Beitrag soll helfen, aktuelle Anforderungen für vorwiegend schwingend beanspruchte Konstruktionen durch effiziente Bauteilauslegung bei unbeeinflusster Bauteilsicherheit und im Rahmen der geplanten Lebensdauer wirtschaftlich umzusetzen. |