Tragfähigkeit geschweißter Platten aus höherfesten Stählen S460 und S690 mit Steifen
Motivation und Problemstellung
Das Beulverhalten schlanker Platten wird durch geometrische und materielle Imperfektionen stark beeinflusst, wobei zukünftig mit einem verstärkten Einsatz der höherfesten Stähle S460 bzw. S690 zu rechnen ist. Durch die erhöhten Festigkeiten gegenüber den üblichen Baustählen lassen sich hohe Plattenschlankheiten erzielen, die zwar mit entsprechenden überkritischen Tragreserven verbunden sein können, die sich jedoch empfindlich bzgl. der Imperfektionen verhalten. Die Plattenimperfektionen werden stark durch Schweißprozesse beeinflusst, wie dem Aufschweißen von Steifen, wobei dies in den aktuellen normativen Bemessungsansätzen (reduzierten Spannungen, wirksame Querschnitte) nur unzureichend Berücksichtigung findet. Neben den üblichen Berechnungsverfahren eröffnet der Eurocode informativ auch die Möglichkeit von Nachweisen auf Grundlage der Finite-Elemente-Methode. Obwohl derartige Berechnungen zukünftig stark an Bedeutung gewinnen werden, ist eine sichere Bemessung aufgrund fehlender Imperfektionsangaben zum jetzigen Zeitpunkt nahezu ausgeschlossen.
Zielstellung des Vorhabens
Unter Berücksichtigung von höherfesten Stählen soll das Forschungsvorhaben dazu beitragen, sicherheitsrelevante Fragestellungen im Zusammenhang mit dem Einfluss von Schweißarbeiten auf die Tragfähigkeit von Platten zu klären. Zum einen sollen einfache, baupraktisch anwendbare Nachweiskonzepte für eine bessere Erfassung von geometrischen und werkstofflichen Imperfektionen bereitgestellt werden. Zum anderen sollen Ansätze zur Abbildung der Imperfektionen für numerische Berechnungen auf Grundlage der FE-Methode formuliert werden, die eine sichere Anwendung derartige Bemessungsverfahren ermöglichen. Darüber hinaus kann das Vorhaben dazu beitragen, das zum jetzigen Zeitpunkt nur eingeschränkt anwendbare Verfahren der wirksamen Querschnitte, das üblicherweise zu Tragfähigkeitssteigerungen führt, zukünftig einem breiteren Anwendungsbereich zugänglich zu machen.
Projektpartner:
- Bauhaus-Universität Weimar, Professur Stahl- und Hybridbau
- TU Ilmenau, Fachgebiet Fertigungstechnik (Link)
Projektart:
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK). Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA), AIF-IGF-Vorhaben
Antragsteller: Prof. Kraus, Prof. Bergmann, Dr. Hildebrand
Förderdauer:
2022 - 2024