Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
Weitere Informationen rund um das Thema Bauforschung finden Sie in unserem
Portal Bauforschung

Ermüdungssicherheit imperfekter vorgespannter Ringflanschstöße in windbeanspruchten turmartigen Stahlbauten
Bauforschung, Band T 2978Herbert Schmidt, Alexander Jakubowski
Univ. Essen, Fachgebiet Stahlbau
2002, 170 S., Abb., Tab., Lit.
Fraunhofer IRB Verlag
PDF-Datei als Download
Kurzbericht [PDF]
Short Version [PDF]
Version abrégée [PDF]
Inhalt
Die Montagestöße turmartiger, kreiszylindrischer oder konischer Stahlbauten (Windenergietürme, Maste, Schornsteine) werden häufig als planmäßig vorgespannte geschraubte L-Ringflanschverbindungen ausgebildet. Der Bericht untersucht den Einfluss von Flanschklaffungen auf das innere Kräftespiel in L-Flansch-Stößen unter Rohrbiegung und analysiert die daraus resultierende Ermüdungsbeanspruchung der Schrauben. Das hierfür aufzubauende FE-Modell wurde experimentell validiert, indem großmaßstäbliche Rohrbiegeversuche an Ringflanschstößen durchgeführt wurden. Beschrieben werden die insgesamt vier Experimente, welche an einem perfekten Prüfflanschstoß, einem planmäßig imperfekten Stoß mit flanschseitiger Winkelklaffung, einem planmäßig imperfekten Stoß mit rohrseitiger Winkelklaffung sowie an einem planmäßig imperfekten Stoß mit Parallelklaffung durchgeführt wurden. Erläutert werden der Aufbau des FE-Modells mit Hilfe des Programmsystems ANSYS, dessen Validierung anhand der Versuchsergebnisse sowie eine numerische Parameterstudie, die an Ringflanschen mit zwei ausgewählten baupraktischen Ringflanschgeometrien durchgeführt wurde. Die Imperfektionsparameter wurden variiert und die damit berechneten Schraubenbeanspruchungsfunktionen miteinander verglichen. Der Forschungsbericht zieht aus den Untersuchungsergebnissen Schlussfolgerungen für die Bemessungspraxis und gibt Ausführungsempfehlungen.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 3
1.1 Problemstellung 3
1.2 Zielsetzung und Überblick 6
2 Wissensstand 7
3 Planung und Aufbau der Rohrbiegeversuche 11
3.1 Versuchsprogramm 11
3.1.1 Zugrundegelegte Flanschverbindungen 11
3.1.2 Parameter Flanschimperfektion 12
3.2 Versuchsaufbau 13
3.2.1 Belastungsvorrichtung13
3.2.2 Herstellung der Prüfkörper und der Auf nahmestücke14
3.3 Messeinrichtungen 15
3.3.1 Messeinrichtungen am Gesamtsystem 15
3.3.2 Messeinrichtungen im engeren Prüfflanschbereich 15
4 Durchführung der Rohrbiegeversuche 17
4.1 Begleitende Materialprüfung 17
4.1.1 Rohr- und Flanschmaterial 17
4.1.2 Schrauben 18
4.2 Vermessung der Prüfkörper 19
4.2.1 Imperfektionen - Vorgehensweise 19
4.2.2 Imperfektionen - Ergebnisse 21
4.3 Aufbringen der Vorspannung 23
4.4 Ablauf der Belastungsversuche 24
5 Ergebnisse der Rohrbiegeversuche 26
5.1 Darstellung der Versuchsergebnisse 26
5.1.1 Prüfschrauben: Axial- und Biegebeanspruchung 26
5.1.2 Prüfschrauben: Torsionsbeanspruchung 28
5.1.3 Prüfrohre: Membran- und Biegebeanspruchung 29
5.2 Messungenauigkeiten und Messfehler 29
5.3 Ergebnisse der Vorspannphase 30
5.3.1 Ergebnisse Prüfschrauben: Axial- und Biegebeanspruchung 30
5.3.2 Ergebnisse Prüfschrauben: Torsionsbeanspruchung 34
5.3.3 Ergebnisse Prüfrohre: Membran- und Biegebeanspruchung 34
5.3.4 Flanschklaffungen 36
5.4 Ergebnisse der Schwellbelastungsphase 37
5.4.1 Ergebnisse Prüfschrauben: Axial- und Biegebeanspruchung unter Rohrbiegezug 37
5.4.2 Ergebnisse Prüfschrauben: Axial- und Biegebeanspruchung unter Rohrbiegedruck 40
5.4.3 Ergebnisse Prüfschrauben: Veränderungen der Axial- und Biegebeanspruchungen infolge wiederholter Belastung 41
5.4.4 Ergebnisse Prüfschrauben: Torsionsbeanspruchung 45
5.4.5 Ergebnisse Prüfrohre: Membran- und Biegebeanspruchung 46
5.4.6 Flanschklaffungen 48
5.5 Ergebnisse der Traglastversuche 48
6 Vergleichsberechnungen zu den Rohrbiegeversuchen 50
6.1 Aufbau des FE-Modells 50
6.1.1 Elementtypen 50
6.1.2 Feinmodellierung und Elementvernetzung 51
6.1.3 Werkstoffeigenschaften 52
6.1.4 Symmetriebedingungen 53
6.1.5 Modellierung der geometrischen Flanschimperfektionen 55
6.1.6 Aufbringen der Vorspannung 55
6.2 Validierung des FE-Modells anhand der experimentellen Ergebnisse 56
6.2.1 Vorspannphase 56
6.2.2 Schwellbelastungsphase 57
6.3 Weitere FE-Vergleichsberechnungen 59
6.3.1 Schraubenschnittgrößen unter stetig ansteigender Rohrbiegebelastung 59
6.3.2 Vorspannverluste bei wiederholter Belastung 61
7 Numerische Parameterstudie 62
7.1 Reduktion des FE-Modells 62
7.2 Baupraktische Flanschstöße: Geometrie und Werkstoff 65
7.3 Vergleich der Schraubenbeanspruchungsfunktionen 66
7.4 Vergleich der Ermüdungs-Schädigungssummen 69
7.4.1 Vorgehensweise 69
7.4.2 Ergebnisse Flanschstoß A 72
7.4.3 Ergebnisse Flanschstoß B 73
8 Schlussfolgerungen für die Bemessungspraxis 76
8.1 Unmittelbare Erkenntnisse aus den Untersuchungen 76
8.2 Überlegungen zum Ermüdungssicherheitsnachweis der Schrauben 77
8.3 Überlegungen zu Herstelltoleranzen für den Flanschstoß 79
8.4 Überlegungen zur Sanierung imperfekter Flanschstöße 81
9 Zusammenfassung und Ausblick 83
Stahlkonstruktion, Turmbauwerk, Windturm, Mast, Kreiszylinder, Konus, Windbeanspruchung, Montagestoß, Ringflansch, Verschraubung, Vorspannung, Imperfektion, Ermüdungssicherheit, Experiment, Biegeversuch, Untersuchungsergebnis, Modellierung, Finite-Elemente-Methode, Bemessungshinweis, Ausführungsempfehlung,
Finite-Elemente-Methoden im Stahlbau
Bauingenieur-Praxis
2., Aufl.
2020, XIV, 504 S., 333 SW-Abb., 65 Tabellen. 244 mm, Softcover
Ernst & Sohn
DIN-Taschenbuch, Band 69/2
Bemessung und Konstruktion. Grundlagen Teil 2
13., Aufl.
2016, 498 S., 210 mm, Softcover
Beuth
Eurocode 3 - Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten. Bd.2. Eurocode 3 - Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten
Kommentar Bauwesen
Anschlüsse. DIN EN 1993-1-8 mit Nationalem Anhang. Kommentar und Beispiele. Mit E-Book
2015, 464 S., 198 SW-Abb. 297 mm, Softcover
Ernst & Sohn
Normen-Handbuch Eurocodes
Vom DIN autorisierte konsolidierte Fassung
2012, 464 S., 297 mm, Softcover
Beuth
Beispiele zur Bemessung von Stahltragwerken nach DIN EN 1993 Eurocode 3
2011, X, 351 S., 183 SW-Abb., 66 Tabellen. 297 mm, Hardcover
Ernst & Sohn
Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
Weitere Informationen rund um das Thema Bauforschung finden Sie in unserem
Portal Bauforschung
Stabilisierung biegedrillknickgefährdeter Träger durch die Schubsteifigkeit zweiseitig gelagerter Trapezbleche
Bauforschung, Band T 3114
2006, 31 S., 25 Abb., 8 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag
Tragwerksbemessung für den Brandfall bei Verbundtragwerken
Schlussbericht
Bauforschung, Band T 3089
2005, 63 S., m. 33 Abb. 30 cm,
Fraunhofer IRB Verlag
Ermüdungssicherheit imperfekter vorgespannter Ringflanschstöße in windbeanspruchten turmartigen Stahlbauten
Bauforschung, Band T 2978
2002, 170 S., Abb., Tab., Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag
Grenz-(b/t)-Verhältnisse in Abhängigkeit der Belastung unter besonderer Berücksichtigung von Imperfektionen. Schlussbericht
Bauforschung, Band T 2952
2000, 68 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag
Interaktionsgleichungen für das Biegeknicken bei Druck und zweiachsiger Biegung. Schlussbericht
Bauforschung, Band T 2895
1999, 90 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag
Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.
Crack and deformation behavior of composite beams using partial-depth precast concrete units
Civil engineering design, 2020
Unterweger, Harald; Kugler, Paul
Anwendung des Struktur- und Kerbspannungskonzepts in der Praxis - Hinweise und Erfahrungen für Quersteifenanschlussdetails
Stahlbau, 2020
Mager, Matthias; Geißler, Karsten
Zum Riss- und Verformungsverhalten von Stahlverbundträgern mit Teilfertigteilen
Stahlbau, 2020
Kalkowsky, Florian; Glienke, Ralf; Blunk, Christoph; Dörre, Maik; Henkel, Knuth-Michael
Zur Bemessung von Scher-/Lochleibungsverbindungen mit Blindnieten im Stahlbau
Stahlbau, 2020
Unterweger, Harald; Derler, Christoph
Wölbkrafttorsion an einzelligen schlanken Kastenquerschnitten. Analyse des Beultragverhaltens und vereinfachter Nachweis
Stahlbau, 2020
* Alle Preise verstehen sich inkl. der gesetzlichen MwSt. Lieferung deutschlandweit und nach Österreich versandkostenfrei. Informationen über die Versandkosten ins Ausland finden Sie hier.
Bauingenieure, Bausachverständige, Architekten, Planungsbüros, Energieberater, Energietechniker, Stadtplaner, Raumplaner, Bauhandwerker, Bauforscher, Studenten im Bauwesen
Von Fachbuch bis Norm in unserer Baufach-Datenbank:
Bücher, Broschüren (auch kostenlos), Fachzeitschriften, Zeitschriftenartikel, Merkblätter, Richtlinien, Normen, Bauforschungsberichte, Dissertationen, Zulassungen, Prüfbescheide
Alle deutschen Publikationen zum Thema:
Baustoff, Bauphysik, Gebäudetechnik, Facility Management, Bauschaden, Bauerhaltung, Bauen im Bestand, Denkmalpflege, Architektur, Gebäudeplanung, Baukonstruktion, Energie, Barrierefrei, Ingenieurbau, Betonbau, Holzbau, Mauerwerksbau, Stahlbau, Bauforschung, Baurecht, Stadtplanung, Städtebau, Raumplanung, Wohnungswesen und mehr
Kontakt | Versand und Zahlung | FAQs | AGB | Datenschutz | Impressum | Für Buchhändler