Tragfähigkeit von Kehlnaht- und Stumpfnahtverbindungen höherfester Baustähle

Abstract

Höherfeste Stähle zeichnen sich vor allem durch ihre hohe Beanspruchbarkeit kombiniert mit einem ressourcenschonenden und kosteneffizienten Werkstoffverbrauch aus. Aufgrund der sich bietenden Vorteile ist der Bedarf an höherfesten Stählen zur Erstellung neuer imposanter und zugleich filigraner Bauwerke kontinuierlich gestiegen. Um den Einsatz höherfester Stähle weiter voranzutreiben und zu forcieren, bedarf es jedoch in vielen Fällen die Überprüfung bzw. Weiterentwicklung der zum Teil ausschließlich auf Basis normalfester Stähle entwickelten Bemessungskonzepte. Dadurch wird es möglich eine effiziente und wirtschaftliche Ausnutzung höherfester Stähle zu gewährleisten. Hierzu zählen unter anderem die Modelle zur Bemessung von geschweißten Verbindungen. In der Vergangenheit konnte bereits ein auf höherfeste Stähle speziell angepasstes Modell zur Bemessung von Kehlnahtverbindungen höherfester Stähle entwickelt und in den überarbeiteten Normentwurf prEN 1993-1-8 integrierten werden. Unklar war jedoch noch die Anwendbarkeit für Mischverbindungen, Verbindungen aus normal- und höherfesten Stählen. Zur Erschließung der noch offenen Fragestellung dienen die im Rahmen der vorliegenden Arbeit durchgeführten Untersuchungen und Auswertungen. Anhand der daraus hervorgehenden Versuchsergebnisse an Flanken- und Stirnkehlnähten war es möglich das Tragverhalten von Mischverbindungen nachzuvollziehen und die daraus gewonnenen Erkenntnisse zur Überprüfung bzw. Weiterentwicklung des in der Norm enthaltenen Bemessungskonzepts zu verwenden. Im Gegensatz zu Kehlnahtverbindungen liegt für durchgeschweißte Stumpfnahtverbindungen höherfester Stähle bisher kein empirisch abgesichertes Bemessungskonzept vor. Deshalb umfasste die Zielsetzung der Arbeit zusätzlich die Entwicklung eines für durchgeschweißte Stumpfnahtverbindungen höherfester Stähle konzipierten Bemessungsansatzes. Aus einer detaillierten Betrachtung der Ergebnisse von Zugversuchen an Stumpfnahtverbindungen höherfester Stähle war es möglich, ein geeignetes Bemessungskonzept zu erarbeiten und statistisch zu kalibrieren, das unter anderem als Nachweisführung gegen das in der Praxis kritisch hinterfragte Versagen in der Wärmeeinflusszone herangezogen werden kann. Damit besteht die Möglichkeit, die in der Norm prEN 1993-1-8 vorhandenen unvollständigen Regelungen durch ein klar definiertes, sicheres und vor allem wirtschaftliches Konzept zu ersetzen.