Herrn Univ.‐Prof. em. Dr.‐Ing. Herbert Schmidt zur Vollendung seines 80. Lebensjahres gewidmet Vorgespannte geschraubte Verbindungen aus nichtrostendem Stahl sind derzeit normativ nicht zulässig. Dennoch besteht der Wunsch seitens der Bauausführenden, in Spezialfällen diese Art von Verbindungen tragsicherheitsrelevant oder auch nur aus Gebrauchstauglichkeitsgründen auszuführen. Gemeinhin wird den vorgespannten Verbindungen aus nichtrostendem Stahl unterstellt, dass sie sehr hohen Vorspannkraftverlusten infolge Relaxieren und Kriechen der Schrauben und Kriechen des Klemmpaktes unterliegen, weshalb die tatsächlich in der Verbindung verbleibende Vorspannkraft nicht abschätzbar sein soll. Im Rahmen des europäischen RFCS‐Forschungsvorhabens SIROCO laufen derzeit umfangreiche Untersuchungen zum Anzieh‐ und Vorspannverhalten von geschraubten Verbindungen aus nichtrostenden austenitischen und Duplex‐Stählen zum Einsatz in gleitfesten Verbindungen aus ebenfalls nichtrostenden Stählen. Erste Ergebnisse aus diesem Vorhaben zeigen, dass ein gezieltes Anziehen solcher Verbindungen durchaus möglich ist, dass die Vorspannkraftverluste infolge Relaxieren bei Weitem nicht so hoch sind wie vermutet und dass das Fressen der Verbindungen bei geeigneter Werkstoffpaarung und Wahl des Schmiermittels durchaus zu vermeiden ist. Der vorliegende Beitrag soll erste Einblicke in die vorliegenden Ergebnisse des derzeit noch laufenden Vorhabens geben.
Durch die in den letzten Jahren enorm gestiegenen Verkehrsbelastungen und damit einhergehenden gestiegenen lokalen Beanspruchungen im Deckblech kommt es bei bestehenden Stahlbrücken mit orthotropen Fahrbahnplatten vermehrt zu Ermüdungsschäden im Bereich der geschweißten Anschlüsse der Längsrippen an das Deckblech (Kategorie‐1‐Schäden). Der vorliegende Beitrag gibt einen Überklick über existierende Verstärkungsmaßnahmen, die bereits in Pilotprojekten erprobt wurden sowie aktuelle Forschungsarbeiten zur Verstärkung von orthotropen Fahrbahnplatten mit Kategorie‐1‐Schäden.
Das Verständnis des Tragverhaltens in gepaarten Gewinden von Schraubverbindungen ist besonders dann von speziellem Interesse, wenn einzelne Komponenten von Schraubverbindungen mehrfach verwendet werden sollen und/oder diese Komponenten aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Um eine prinzipielle Aussage über die Eignung zur Mehrfachverwendung von ausgewählten Verschraubungsdetails treffen zu können, werden am Institut für Metall‐ und Leichtbau der Universität Duisburg‐Essen derzeit umfangreiche experimentelle und numerische Untersuchungen zum Anziehverhalten von Schraubverbindungen durchgeführt. Zur numerischen Simulation des Anziehverhaltens von Schraubverbindungen wurde hierzu unter anderem auch ein vollständig parametrisiertes 3D‐Finite‐Elemente‐Modell entwickelt und an Versuchsergebnissen kalibriert. Hierbei wurden sowohl die am institutseigenen Anziehprüfstand ermittelten Teilreibungszahlen als auch das plastische Materialverhalten berücksichtigt. Erste numerische Berechnungen zeigen, dass sich das Anziehverhalten von hochfesten Schrauben unter Berücksichtigung des plastischen Materialverhaltens prinzipiell simulieren lässt. Für die Bewertung der Wiederverwendbarkeit lassen sich plastische Dehnungen während des Anziehvorgangs quantifizieren und bewerten. Numerical simulation of the preloading procedure of bolted assemblies considering plastic material behaviour. The load bearing behaviour of a preloaded bolted assembly is mainly influenced by the lubricated mating threads of the bolt and the nut. Especially when parts of a bolted assembly shall be reused and/or consist of different materials, an understanding of the stress distribution in the mating threads and the bolt is of great importance. Typical applications for this kind of connections are blind hole connections in transition joints and bridge bearings where high strength bolts are screwed in cut threads made of mild steel. For the numerical simulation of the preloading procedure a full parametrized 3D finite element model of a bolted assembly was built up and calibrated to experimental results achieved from tightening tests using the institutes own tightening torque testing machine. In the finite element model, the nonlinear material behaviour as well as the realistic coefficients of friction can be taken into account. To assess the reusability of different parts of the bolted assemblies, plastic deformations can be quantified and evaluated.
Warmgefertigte Hohlprofile nach DIN EN 10210 werden derzeit in Europa hauptsächlich in Wanddicken bis 20 mm in der bei den Stahlhändlern in der Regel vorrätigen Güte S355J2H eingesetzt. Eine immer wieder kehrende Frage betrifft die Einsatzfähigkeit dieser Hohlprofile bei tiefen Temperaturen bedingt durch die in der Produktnorm festgelegte Prüftemperatur der Kerbschlagzähigkeit bei —20 °C: Ist ein Stahl der Güte S355J2H auch unterhalb von —20 °C Außentemperatur einsetzbar oder sollte aus Sicherheitsüberlegungen heraus lieber eine höherwertige Stahlgüte eingesetzt werden? Der vorliegende Beitrag beschreibt das Zähigkeitsverhalten von warmgefertigten Hohlprofilen auf der Basis experimenteller Untersuchungen und erläutert den Zusammenhang zwischen der in den Produktnormen geforderten Mindestzähigkeit bei definierter Prüftemperatur und dem bruchmechanisch basierten Sprödbruchkonzept der DIN EN 1993‐1‐10 zur Stahlgütewahl.The use of hot‐finished hollow sections with wall thicknesses up to 20 mm at low temperatures. In Europe, hot‐finished hollow sections according to DIN EN 10210 are mainly used with wall thicknesses up to 20 mm and steel grade S355J2H which is normally in stock at the steel suppliers. A recurring question concerns the usability of those hollow sections at low temperatures due to the test temperature of impact toughness at —20 °C set in the product standard: Is a steel grade S355J2H applicable below —20 °C service temperature, or should, by security considerations, rather a higher‐quality steel be used? This paper describes the toughness behaviour of hot‐finished hollow sections based on experimental studies and explains the relationship between the required impact toughness in the product standards at a defined test temperature and the fracture mechanics based concept for the choice of steel material of DIN EN 1993‐1‐10.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.