Bei hochbeanspruchten Stahlkonstruktionen wie Windenergieanlagen oder Brücken ist der Einsatz höchstfester Baustähle interessant, allerdings wird bei diesen Bauwerken meist der Ermüdungsnachweis maßgebend. Die in den zu verwendenden Regelwerken angegebenen Kerbfälle sind unabhängig von der Werkstofffestigkeit, sodass der Einsatz hoch‐ oder höchstfester Stähle bei einer Dominanz des Betriebsfestigkeitsnachweises keine Vorteile bei diesen Konstruktionen bietet. Durch den Einsatz einer Schweißnahtnachbehandlung mit höherfrequenten Hämmerverfahren (HFH) kann die Ermüdungsfestigkeit geschweißter Verbindungen jedoch entscheidend erhöht werden. Dabei zeigen alle bisherigen Untersuchungen eine zunehmende Effektivität der HFH‐Verfahren mit steigender Werkstofffestigkeit. Die neue DASt‐Richtlinie 026 regelt die Ermüdungsbemessung von Kerbdetails aus den Stahlsorten S235–S700 für die Anwendung von HFH‐Verfahren. Die Erweiterung auf höchstfeste Stähle bis S960 steht noch aus. Ebenso ist der Umgang mit geometrischen Imperfektionen außerhalb der Grenzwerte der Schweißnahtbewertungsgruppe B gemäß ISO 5817 bislang nicht geregelt. Im laufenden AiF‐FOSTA‐Forschungsprojekt 21410 BG (P 1505) sollen die Grundlagen für eine Erweiterung der DASt‐Richtlinie 026 auf höchstfeste Stähle bis S960 gelegt und der Einfluss von erhöhten Fertigungsimperfektionen auf die Ermüdungsfestigkeit HFH‐behandelter Schweißnähte gezielt untersucht werden. Im Folgenden wird das Vorhaben vorgestellt und erste Projektergebnisse gezeigt.
To achieve sustainable long-living infrastructures such as steel and composite bridges, the improvement of the fatigue behavior is crucial. By using high frequency mechanical impact (HFMI) treatment of critical welds, the fatigue service life of welded structures can significantly be extended due to the introduction of compressive residual stresses. Particularly with the use of high-strength steels in combination with HFMI-treatment has become economic in terms of fatigue design, thus, leading to reduced use of material resources. Even for welding in existing structures, positive results have already been achieved with post-weld treatment. For this innovative method, the amount of lifetime benefit and the conditions for successful application in the view of quality assurance have sometimes become object of critical questions. In various research projects, these questions could successfully be answered. By means of numerical and experimental investigations, design approaches have been developed and evaluated for the application of those treatments in constructional bridge design. The paper summarizes the results of two research projects on the subject of HFMI-treatment with the focus on the use for steel and composite bridges. An insight on the improved fatigue design, the practical use, the benefits for the constructions and possible application fields is given.
Im Stahl‐ und Verbundbrückenbau steht der Anschluss von außen‐ oder innenliegenden Diagonalen mittels eingestecktem Knotenblech wegen der Ermüdungsbeanspruchbarkeit in der Diskussion. Derzeit kommen verschiedene Ausführungsvarianten zum Einsatz, die grundlegend unterschiedliche Kerben aufweisen und nicht durch DIN EN 1993‐1‐9 bzw. DIN EN 1993‐2 oder Nationalen Anhang geregelt sind. Ziel des DASt‐AiF‐Forschungsvorhabens 20452 „Praxisgerechte Gestaltung von Diagonalrohr‐Anschlüssen im Stahl‐ und Verbundbrückenbau“ war die Entwicklung allgemeingültiger Regelungen, um einen wirtschaftlicheren und abgesicherten Ansatz für die Bemessung und Ausführung von Stahl‐ und Verbundbrücken zu ermöglichen. Dazu wurden innerhalb des Vorhabens experimentelle Untersuchungen an drei unterschiedlichen Ausführungsvarianten von Diagonalrohr‐Anschlüssen mittels eingestecktem Knotenblech durchgeführt, um die charakteristische Ermüdungsfestigkeit zu ermitteln, die als Grundlage für den Normvorschlag in prEN 1993‐1‐9 dient. Weitere geometrische Parameter wurden in numerischen Untersuchungen herausgearbeitet und fließen u. a. in die Ausführungs‐ und Bemessungsempfehlungen des Bundes (RE‐ING bzw. BEM‐ING) ein.
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