P 1062 – Tragfähigkeit von Mischverbindungen normalfester und höherfester Stähle im Stahlbau

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Die Anforderung filigraner Konstruktionen mit hohen Beanspruchungen führen konsequenterweise zum Einsatz von höherfesten Stählen. Maßgebend für den Einsatz sind neben Fragen der Stabilität und der Ermüdung in erster Linie auch die Anschlussund Verbindungsmöglichkeiten. Offen ist dabei das Vorgehen für Mischverbindungen, wenn also höherfeste Stähle S690 z. B. an normalfeste Stähle S355 angeschlossen werden. Eine Situation, die in der Praxis standardmäßig auftritt, weil die Wahl des
Stahls in der Regel an die Ausnutzung angepasst wird und es immer auch Anbauteile mit geringeren Beanspruchungen gibt.

Derzeitige Bemessungskonzepte in EN 1993-1-8 für Kehlnahtverbindungen berücksichtigen die Festigkeit des Schweißgutes nicht. Auch sind Mischverbindungen zurzeit bezüglich des Schweißnahtwerkstoffs nach dem höherfesten Stahl auszurichten, dürfen rechnerisch aber nur mit den Werten des normalfesten Grundwerkstoffs bemessen werden.

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Überprüfung der Anwendbarkeit des bereits angepassten Bemessungsmodells für Kehlnähte gleicher Grundwerkstoffe, beziehungsweise die Entwicklung eines realitätsnahen und verständlichen Bemessungsmodells zur Bestimmung der Tragfähigkeit von hybriden Schweißverbindungen mit Kehlnähten aus normal- und höherfesten Baustählen für die Anwendung im Stahlbau und verwandten Bereichen (Anlagen- und Kranbau). Somit soll eine Verbesserung der Tragfähigkeit von Kehlnahtverbindungen bei Mischverbindungen in den derzeit gängigen Stahlbaunormen erreicht werden.

Durch eine zukünftige Berücksichtigung des Schweißzusatzwerkstoffs in Kombination mit den unterschiedlichen zu verbindenden Grundwerkstoffen, soll eine geeignete Auswahl der optimalen Kombination aus Tragfähigkeit, Zähigkeit und Verformungsfähigkeit ermöglicht werden. Es werden Bauteilversuche zur Charakterisierung der Tragfähigkeit und Verformung von Mischverbindungen und umfassende Werkstoffuntersuchungen zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften durchgeführt. Basierend auf der Korrelation zwischen Bauteilversuchen und mechanischen Eigenschaften, wurde eine detaillierte statistische Auswertung der Ergebnisse durchgeführt.

Anhand der Auswertung der experimentellen Versuchsergebnissen sowie der Ergebnisse der statistischen Auswertung konnte die Anwendbarkeit des angepassten Bemessungsmodells nach Rasche [7] bestätigt werden. Die Ergebnisse wurden zu Empfehlungen verdichtet, die zum einen die konstruktive und schweißtechnische Herstellung von Mischverbindungen für die Praxis umfassen und zum anderen
Bemessungsregeln wiedergeben, die als Normenvorschlag über den deutschen Spiegelausschuss an die CEN Gremien weitergeleitet werden können. 

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P 1062 – Tragfähigkeit von Mischverbindungen normalfester und höherfester Stähle im Stahlbau