P 1163 – Wirtschaftliche Auslegung von ermüdungsbeanspruchten, geschweißten Rundhohlprofilknoten unter Berücksichtigung der erforderlichen Schweißnahtqualität

30,00 zzgl. MwSt

ISBN: 978-3-96780-020-3 Artikelnummer: 12bc8c5b0241 Kategorien: ,

Beschreibung

P 1163 – Wirtschaftliche Auslegung von ermüdungsbeanspruchten, geschweißten Rundhohlprofilknoten unter Berücksichtigung der erforderlichen Schweißnahtqualität

Ermüdungsbeanspruchte, geschweißte Hohlprofilkonstruktionen weisen großes wirtschaftliches Potenzial im Bauwesen, Maschinen- und Anlagenbau auf. Besonders häufig treten geschweißte Hohlprofilverbindungen als ebene K-Knoten oder räumliche K- bzw. KK-Knoten auf, die deshalb Gegenstand dieses Forschungsvorhabens sind. In jüngster Zeit wurden vermehrt dickwandige Konstruktionen ausgeführt, für deren Bemessung es jedoch noch keine bauaufsichtlich eingeführten Regeln gibt. Vor allem für die Nachweise im Grenzzustand der Ermüdung, die nicht selten auf der Basis des  Strukturspannungskonzeptes geführt werden müssen, existieren bisher keine Regeln.
Das Vorhaben hatte deshalb das Ziel, ausgehend von den Ergebnissen des Vorgängerprojektes P815 einen normungsgerechten Vorschlag für eine entsprechende DASt–Richtlinie zu entwickeln. Dazu wurde auf der Grundlage bisheriger und der im Rahmen dieses Vorhabens durchgeführten Versuche durch statistische Auswertungen und systematische numerische Untersuchungen der Ermüdungsnachweis unter Berücksichtigung des Maßstabseffektes auch für dickwandige Hohlprofile entwickelt und der zugehörige Anwendungsbereich definiert.
Zwei wichtige zusätzliche Aspekte der durchgeführten Untersuchungen waren die Erweiterung der Anwendung auf großformatige Hohlprofile d0 > 500 mm und die Entwicklung von praxisnahen Empfehlungen zur Ausführung und Qualitätssicherung der Schweißnahtgeometrie. Versuche an großformatigen Hohlprofilen (?660 × 60 mm Gurte) konnten den bisherigen Anwendungsbereich auf besonders im Brückenbau und in der Offshore-Industrie gewünschte Formate erweitern. Anhand von 27 bauteilähnlichen Ermüdungsversuchen an einzelnen K-Knoten mit gezielter Wurzelspaltgröße und Nahtform konnten die Einflüsse von Schweißnahtunregelmäßigkeiten und Schweißnahtausbildung quantifiziert werden. Mit Hilfe des Vorschlags einer DASt–Richtlinie kann in naher Zukunft den ausführenden Firmen für eine wirtschaftliche Gestaltung der Schweißnähte eine Absicherung gegeben werden. Schweißnahtunregelmäßigkeiten, die einen bestimmten Wert nicht übersteigen und die bisher ansonsten aufwendig zu reparieren gewesen sind, können somit im Inneren der Hohlprofilknoten verbleiben.
Begleitet wurden diese Untersuchungen durch gezielte Ultraschallprüfungen mit der PhasedArray Technik, bei der auch eine Prüfmethodik für die komplexe Schweißnahtgeometrie erarbeitet und validiert wurde. Für KMU des Stahlbaus im Brücken-, Kran- und Hochbau bzw. für OffshoreProjekte oder Windkraftanlagen wird so eine Möglichkeit, besonders wirtschaftlich zu fertigen, gegeben, während Ingenieurbüros durch eine normungsgerechte Lösung nicht mehr auf aufwändige Sonderlösungen mit Rippenaussteifungen u.ä. angewiesen sind.

Veröffentlichung:
2019

Autoren:
Prof. Dr.-Ing. U. Kuhlmann, S. Bove, M. Sc, Prof. Dr.-Ing. A. Dürr, Dr. rer. nat. R. Steinhausen, Dr. rer. nat. Ch. Pientschke, Dr. rer. nat. M. Kiel