Tragverhalten an Gurtdickensprüngen und zugehöriger Bemessungsbehelf

Bearbeitungszeitraum:

Tätigkeit:

• Ermüdungsversuche an Biegeträgern mit Gurtdickensprung
• Umfangreiche numerische Parameterstudie
• Bemessungsbehelf zur statischen und dynamischen Auslegung (Implementierung in NAD – ÖNORM B 1993-1-1; B 1993-1-8; B 1993-1-9)

Inhalt:

Einleitend wurde das Tragverhalten an den Gurtdickensprüngen eines typischen geschweißten Biegeträgers experimentell untersucht und mit theoretisch/analytischen und numerischen Ansätzen verglichen. Im Gegensatz zur balkentheoretischen Lösung ergeben sich hierbei komplexe mehrachsige Spannungszustände sowohl im Gurt- als auch im Stegblech, die -falls sie unberücksichtigt bleiben- zu einer deutlichen Überbeanspruchung in diesem Bereich führen können. Dies äußert sich besonders bei der Ermüdungsfestigkeit des Details, welche im Dauerschwingversuch untersucht wurde; die Rissinitiierung und -ausbreitung wurde dabei ebenfalls mit DMS sehr genau beobachtet. Darüberhinaus ergeben sich deutliche Zusatzbeanspruchungen in den Halskehlnähten beim Gurtdickensprung. Die Ergebnisse zeigten, dass die übliche Bemessung mit dem Nennspannungskonzept zu einer Überschätzung der Lebensdauer um mehr als das Doppelte führen kann. Ergänzend wurde der Träger auch in einem Traglastversuch untersucht, um die experimentelle Beultragfähigkeit des dünneren Gurtbleches im Bereich des exzentrischen Dickensprunges zu ermitteln.

Ergebnis:

• Ergänzende umfangreiche numerische Parameterstudien führten mittlerweile zu einem Bemessungsbehelf für die Ingenieurpraxis. Dabei wird einerseits der Ermüdungsnachweis am Gurtdickensprung abgedeckt und andererseits der Grenzzustand der Tragfähigkeit, der vor allem die lokalen Zusatzbeanspruchungen in den Halskehlnähten am Steganschluss betrifft.
• Die Ergebnisse wurden auch so aufbereitet, dass sie in die nationale Normung eingebunden werden können