Weiterentwicklung der Kerbfallklassen nach EC3 für nichtgeschweißte Konstruktionsdetails

Stahlbautypisches Konstruktionsdetail mit charakteristischem Ermüdungsversagen infolge von Spannungsüberhöhung durch Kerbwirkung (Quellen: s. u.)

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird der Einfluss der Werkstofffestigkeit auf die Ermüdungsfestigkeit untersucht, um die Nachweisführung mittels Nennspannungskonzepts nach EC3 zu erweitern.

Im Allgemeinen ist der Nachweis der Ermüdungsfestigkeit immer dort notwendig, wo Bauteile oder ganze Konstruktionen im Laufe ihrer Lebensdauer zyklische Lasteinwirkungen erfahren. Der Nachweis der Ermüdungsfestigkeit im Bereich des Stahlbaus erfolgt nach dem ∆σ-Konzept und 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 alle Einflussgrößen aus Bauteilgestalt und Mittelspannungsniveau sowie ausführungsseitige 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 nach DIN EN 1993-1-9 vor, die sicher, aber z. T. konservativ angewendet werden müssen. Eigene aktuelle Forschungsergebnisse zeigen entsprechendes Potential nach dem ∆σ-Konzept nach Eurocode 3 auf. Im Zuge des geplanten Forschungsvorhabens sollen eine Reihe von nichtgeschweißten Konstruktionsdetails untersucht werden, was dazu dienen soll, eine entsprechende Weiterentwicklung des Nachweises der Ermüdungsfestigkeit nach dem Eurocode 3 zu erarbeiten. Die Modifizierung betrifft sowohl die Wöhlerliniensteigung, als auch die Berücksichtigung der Festigkeit der Blechwerkstoffe für nichtgeschweißte Bauteile und Anschlüsse mit mechanischen Verbindungsmitteln nach Tab. 8.1 der DIN EN 1993-1-9. Dies soll jedoch unter dem Aspekt der Fertigungs- und Montagepraxis im Stahlbau erfolgen.

Quellen der Titelbilder:

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