Kurzfassung
Vor dem Hintergrund der unbefriedigende Situation hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit von ermüdungsbeanspruchten Stahlkonstruktionen und der reellen Chancen einer effizienteren Auslegung, ist das übergeordnete Ziel des Forschungsprojekts die systematische Neubewertung wesentlicher Einflussgrößen der Ermüdungsfestigkeit nach EC3-1-9 bezogen auf Konstruktionsdetails des Stahl- und Verbundbrücken-, Kran- und Kranbahnbaus sowie des Mast- und Schornsteinbaus. Dazu soll die vorhandene DASt-Versuchsdatenbank erweitert und um bisher ausstehende Versuche an wesentlichen Details erweitert werden. Ferner müssen zusätzliche Versuche zu bisher nicht bewertbaren Einflussgrößen durchgeführt werden. Dies betrifft insbesondere experimentelle Untersuchungen zum Größeneinfluss sowie des Fertigungs- und Toleranzeinflusses auf die Ermüdungsfestigkeit von geschweißten Anschlüssen.
Erweiterung der vorhandenen DASt-Versuchsdatenbank:
Der erste Schritt zur Erreichung des zuvor erläuterten Hauptziels des vorliegenden Antrags ist die Weiterentwicklung der DASt-Versuchsdatenbank. Es sollen zum einen zusätzliche Versuchsdatenbanken wie die Versuchsdatenbank der Deutschen Bahn erschlossen und in die eigene Datenbank ergänzt werden. Zum anderen sind die Ergebnisse der zusätzlichen eigenen Versuche der Projektpartner und weiterer aktueller Versuchsdaten aus der Literatur, soweit verfügbar, zu ergänzen.
Optimierung und Vereinfachung der Kerbfallklassen:
Für wichtigen Basiskerbfälle wie die Stumpfnaht oder die aufgeschweißte Längssteife ist der tatsächliche Größeneinfluss zu spezifizieren, um dadurch Kerbfallklassen zu optimieren und in ihrer Definition zu vereinfachen. Zu prüfen ist, wie sich diese Überlegungen dann auch auf weitere vergleichbare Kerbfälle übertragen lassen.
Verknüpfung von Kerbfallklassen mit Grenzwerten von Fertigungstoleranzen:
Zur wirtschaftlicheren Ermüdungsauslegung soll für ausgewählte Kerbfälle wie Kreuzstöße oder querausgesteifte Träger der Einfluss von Schweißnahtunregelmäßigkeiten quantifiziert wer-den, so dass in Abhängigkeit von üblichen oder neu zu definierenden Bewertungsklassen eine Zuordnung zu verschiedenen Kerbfallklassen erfolgt. Zielsetzung ist die Angabe von zulässigen Grenzwerten von Ungänzen zur Einhaltung der Mindestanforderungen der Kerbfallklassen.
Verbesserte Kerbfallklassen durch Berücksichtigung hoher Fertigungsqualität:
Darüber hinaus soll eine Berücksichtigung hoher Fertigungsqualität durch die Möglichkeit der Einordnung in verbesserte Kerbfallklassen in Abhängigkeit des Fertigungseinflusses bzw. der Schweißnahtqualität erfolgen. Ziel ist die geeignete normative Umsetzung für die Praxis, bei der ausgehend von den neuen Regelungen in der Bemessungsnorm EC 3-1-9 auch Vorschläge für eine entsprechende Anpassung der Ausführungsregeln in DIN EN 1090-2 gemacht werden. Denn wesentliche Fortschritte in Bezug auf eine ressourcen- und kosteneffiziente Bemessung und Ausführung können sich nur dann ergeben, wenn „Bemessung und Ausführung Hand-in-Hand“ geregelt und organisiert werden.
Beteiligte Forschungsstellen
RWTH Aachen, Institut für Stahlbau und Lehrstuhl für Stahlbau und Leichtmetallbau,
Prof. Dr.-Ing. Markus Feldmann, Helene Bartsch, M.Sc.
Karlsruher Institut für Technologie, Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine,
Prof. Dr.-Ing. Thomas Ummenhofer, Benjamin Seyfried, M.Sc.
Universität Stuttgart, Institut für Konstruktion und Entwurf,
Prof. Dr.-Ing. Ulrike Kuhlmann, Gloria M.K. Hofmann, M.Sc.
Projektförderung
Anwikar Consultans
Bde GmbH – Beratung
DB Netz AG – Beratung
Dillinger Hüttenwerk – Spende des Materials
Donges SteelTec GmbH
Ingenieurbüro Dr. Schleicher – Beratung
Klähne Beratende Ingenieure
Max Bögl Bauservice
Meyer + Schubart Partnerschaft beratender Ingenieure – Beratung
OWT GmbH (Offshore Wind Technologie)
Schachtbau Nordhausen Stahlbau GmbH – Beratung
Siemens Gamesa Renewable energy – Beratung
Projektlaufzeit
01.10.2020 – 30.09.2023