Zusammenfassung
Die Anforderung immer schlankerer und filigranerer Konstruktionen mit hohen Beanspruchungen führen konsequenterweise zum Einsatz von höherfesten Stählen. Maßgebend für den Einsatz höherfester Stähle sind neben Fragen der Stabilität und für Brücken u. ä. Ermüdung in erster Linie die Anschluss- und Verbindungsmöglichkeit. 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. Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden zum einen Bauteilversuche zur Charakterisierung der Tragfähigkeit und Verformung von Mischverbindungen, zum anderen umfassende Werkstoffuntersuchungen zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften durchgeführt.
Durch eine genaue Dokumentation bei der Herstellung der Schweißnähte ist die Ableitung konkreter Empfehlungen für die schweißtechnische Optimierung möglich. Basierend auf der Korrelation zwischen Bauteilversuchen und mechanischen Eigenschaften wird ein erweitertes Parameterspektrum in numerischen Untersuchungen betrachtet, bevor eine detaillierte statistische Auswertung der Ergebnisse erarbeitet wird. Ziel des Forschungsvorhabens ist 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) und somit die Verbesserung der normativen Tragfähigkeit von Kehlnahtverbindungen bei Mischverbindungen in den derzeit gängigen Stahlbaunormen. 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. Um einen Einsatz von höherfesten Stählen zu garantieren und zu forcieren, bedarf es einer Entwicklung von zeitgemäßen Bemessungs-, Konstruktions- und Verarbeitungsprinzipen für die in der Stahlbaupraxis bedeutenden Kehlnahtverbindungen von normal- und höherfesten Baustählen.
Beteiligte Forschungsstellen
Institut für Konstruktion und Entwurf, Universität Stuttgart
Leiterin der Forschungsstelle:
Prof. Dr.-Ing. U. Kuhlmann
Projektbearbeiterin: M. Sc. Jennifer Spiegler
Forschungsförderung
Dieses IGF-Vorhaben der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Für die Förderung des Foschungsvorhabens danken wir ebenfalls:
- Dillinger Hüttenwerke, Dillingen/Saar
- Voestalpine Grobbelch GmbH, Linz
- Voestalpine Böhler Welding Germany GmbH, Hamm
- ThyssenKrupp Steel Europe AG, Duisburg
- ESAB Welding & Cutting GmbH, Solingen
- Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Halle GmbH, Halle
- RSB Rudolstädter Systembau GmbH, Rudolstadt
Laufzeit des Forschungsvorhabens
2014 - 2017
Vorhergehende Forschungsvorhaben
Abschlussbericht
Einen Auszug des Abschlussberichts kann hier heruntergeladen werden.