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Dissertationen

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TU Cottbus-Senftenberg, Lehrstuhl für Stahl- und Holzbau (Herausgeber)

Untersuchungen an geschweißten I-Trägern aus normal- und hochfestem Baustahl: Beitrag zur Erweiterung der Tragfähigkeitsnachweise durch Einsatz der Schweißsimulation


Launert, Benjamin
Quelle: Schriftenreihe Stahlbau - Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg
Cottbus (Deutschland)
Selbstverlag
2019, XIII,183 S., Abb., Tab., Lit.
Serie: Schriftenreihe Stahlbau - Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Nr.16

  Link zum kostenlosen Volltext   

[Quelle: http://d-nb.info]

[Link zum kostenlosen Volltext funktioniert nicht?]

Im Stahlbau werden häufig Schweißträger eingesetzt. Als Profilform ist die des I-Trägers am weitesten verbreitet. Die Fertigung dieser Querschnitte erfolgt heute überwiegend vollmechanisiert im Werk durch z.B. Metall-Aktivgas-Schweißen. Dabei bewirkt der Schweißvorgang stets auch Eigenspannungen und Verformungen im Bauteil. Diese sogenannten Schweißimperfektionen zusammen mit weiteren Fertigungstoleranzen überlagern sich im Bauteileinsatz mit Lastspannungen und bewirken dadurch eine Absenkung der Tragfähigkeit. Die Erfassung dieser Einflüsse kann direkt im Rahmen einer vollständig nichtlineareren, sogenannten GMNIA-Berechnung erfolgen. Diesbezüglich sind besonders mit der Annahme der Eigenspannungen in Trägern aktuell noch große Unsicherheiten verbunden. Zur direkten Berücksichtigung von Eigenspannungen kann auf verschiedene vereinfachte Eigenspannungsmodelle aus der Literatur zurückgegriffen werden. Diese basieren größtenteils auf rein geometrischen Festlegungen ohne Berücksichtigung von Fertigungsrandbedingungen oder der Stahlgüte. Nichtsdestotrotz haben sich diese einfachen Modelle, auch mangels des Fehlens aktuellerer Forschungsergebnisse, für numerische Berechnungen im Stahlbau bis zuletzt durchgesetzt. Des Weiteren bestehen heute Möglichkeiten, eine numerische Schweißstruktursimulation zur Ermittlung der Eigenspannungen in Schweißträgern durchzuführen. Auch die vereinfachten Schweißsimulationsmodelle zur Berechnung großer Bauteile haben sich in den letzten Jahren stetig weiterentwickelt. Im Stahlbau erfolgten bisher jedoch kaum Anwendungen dieser Methoden. Ein Schwerpunkt dieser Arbeit liegt deshalb in der Untersuchung von Methoden der Schweißsimulation im Hinblick auf eine Anwendung an Schweißträgern und hier im Speziellen an geschweißten I-Trägern. Im Ergebnis sollte ein numerisch-basierter, einfacher Ansatzes zur direkten Abbildung des Schweißeinflusses in Tragfähigkeitsberechnungen bereitgestellt werden. Mit einem solchen vereinfachten Schweißsimulationsmodell können zudem neben den Schweißeigenspannungen auch die Schweißverformungen berechnet werden. Der Einfluss des Fertigungsprozesses kann dadurch viel genauer in die Bemessung einbezogen werden. Ausgangspunkt der Untersuchungen bildeten Eigenspannungsmessungen an konventionell geschweißten I-Trägern aus normal- und hochfesten Baustählen. Anschließend wurden diese durch numerische Schweißstruktursimulationen ergänzt. Danach erfolgte darauf aufbauend die Ableitung eines vereinfachten, numerischen Berechnungsmodells zur weiteren Berücksichtigung von Eigenspannungen in nichtlinearen Tragfähigkeitsmodellen. Abschließend wurden vergleichende numerische Tragfähigkeitsanalysen durchgeführt und daraus Empfehlungen für eine bessere Erfassung des Schweiß- und Materialeinflusses in der Tragfähigkeitsberechnung abgeleitet.

Publikationslisten zum Thema:
Stahlträger, Baustahl(hochfest), Stahl(hochfest), Schweißträger, I-Träger, I-Profil, Schweißeigenspannung, Eigenspannung, Verformung, Untersuchungsmethode, Schweißversuch, Messung, Simulationsrechnung, Berechnungsmodell, Modell(numerisch), Berechnungsbeispiel, Tragfähigkeitsnachweis, Nachweisverfahren, Berechnungsverfahren, Verbesserung, Optimierung, steel girder, construction steel (high-strength), steel (high-strength), welded girder, I-beam, residual welding stress, inherent stress, deformation, investigation method, weld test, measurement, simulation calculation, calculation model, model (numerical), example of calculation, proof of load-bearing capacity, detection method, calculation method, improvement,



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Untersuchungen ueber konstruktive Massnahmen, die die Feuerwiderstandsdauer von Stahl-Verbundtraegern verbessern
F. Herschelmann
Untersuchungen ueber konstruktive Massnahmen, die die Feuerwiderstandsdauer von Stahl-Verbundtraegern verbessern
1982, 78 S., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag
 
 
Das Centre Technique Industriel de la Construction Metallique, Frankreich, untersuchte in der Versuchsanstalt Metz im Auftrag der Europaeischen Konvention fuer Stahlbau eine Reihe von Stahlverbundtraegern unter Brandbeanspruchung. Eine Uebertragbarkeit der Ergebnisse war wegen Unterschiede hinsichtlich Ausbildung und Anforderungen gegenueber den deutschen Normen nur eingeschraenkt moeglich. Es blieb zu klaeren, ob zum einen bauuebliche Konstruktionsformen von Verbundtraegerquerschnitten der Feuerwiderstandsklasse F 30 gemaess DIN 4102 Teil 2 genuegen und zum anderen die Vorherbestimmung der Feuerwiderstandsdauer von Stahlverbund-Einfeldtraegern durch ein einfaches Rechenverfahren moeglich ist. Es wurden Versuche mit freiliegendem und einbetonierten I-Stahlprofil durchgefuehrt. (to)


Bemessung von Dachpfetten und Wandriegeln aus Kaltprofilen
W. Schrade
Bemessung von Dachpfetten und Wandriegeln aus Kaltprofilen
Bauforschung, Band T 848
1981, 245 S., überw. Tab., zahlr. sw-Abb.,
Fraunhofer IRB Verlag
 
 
Zur Schaffung von Grundlagen fuer die Erarbeitung einer Bemessungsvorschrift ueber Dachpfetten und Wandriegel aus Kaltprofilen wurden Untersuchungen durchgefuehrt. Sie betrafen die theoretische und experimentelle Ermittlung der Stabilitaetsgrenzen des gedrueckten Querschnittsbereiches von Z-Pfetten sowie deren Traglasten, das Tragverhalten von Z-Pfetten insbesondere im Zusammenwirken mit Verkleidungen, die Ermittlung des Dachschubes, die Schnittgroessenermittlung unter Beruecksichtigung der Ueberlappungsstoesse und die Berechnung der Schraubenkraefte im Ueberlappungsbereich. (-y-)


Bemessung von Dachpfetten und Wandriegeln aus Kaltprofilen. Richtlinie für das Zulassungsverfahren
R. Schardt, W. Schrade
Bemessung von Dachpfetten und Wandriegeln aus Kaltprofilen. Richtlinie für das Zulassungsverfahren
Ergänzung zu: Abschlussbericht über das Forschungsvorhaben Kaltprofil-Pfetten, IRB-Standort T 848.
Bauforschung, Band T 925
1981, 67 S., 23 sw-Abb. u. 1 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag
 
 
Es wird ein Rechenprogramm erarbeitet, das die Schnittgroessen fuer Durchlaufpfetten mit bei wirklichkeitsnaher Erfassung der Uebergreifungsstoesse ueber den Stuetzen (Sleeve- bzw. Overlap-Verbindung) fuer die Lastfaelle abwaertsgerichtete Belastung q sowie Schraubenschlupf liefert. Die anschliessende Bemessung des Z-Profils erfolgt dann unter Beruecksichtigung eines moeglichen Instabilwerdens des Querschnitts (Beulen des gedrueckten Gurt-Steg-Bereiches, Ausknicken der Randlippe). Im Stuetzenbereich darf dabei eine maximale aufnehmbare Querkraft nicht ueberschritten werden. Fuer die Berechnung des Dachschubes (einschliesslich desjenigen aus der Wirkung der Drehbettung) und einer Mindestdrehfedersteifigkeit, die die verwendeten Trapezbleche als Verkleidung der Z-Profile aufweisen muessen, werden Formeln angegeben. Fuer die Ermittlung von Traglasten bei Windsogbeanspruchung und eventuell gleichzeitig wirkenden Laengsdruckkraeften wird die Loesung des Spannungsproblems II.Ordnung gewaehlt, wobei eine moegliche Querschnittsverformung beruecksichtigt wird. (-y-)


Untersuchungen an Verbindungen von Rechteck-Hohlprofilen aus Werkstoff St 37 und St 52
F. Mang
Untersuchungen an Verbindungen von Rechteck-Hohlprofilen aus Werkstoff St 37 und St 52
Bauforschung, Band T 293/1-2
1977, 52 S., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag
 
 

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Zeitschriftenartikel

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Rajana, Komal; Alonso?Rodríguez, Andrés; Tsavdaridis, Konstantinos Daniel
A wavelet?based approach for describing the mechanical behaviour of cellular beams
Steel Construction, 2021
Dulevski, Encho
Effective widths for class 1 and 2 composite girders at negative moments
Steel Construction, 2019
Schaper, Lukas; Jörg, Fabian; Winkler, Rebekka; Kuhlmann, Ulrike; Knobloch, Markus
The simplified method of the equivalent compression flange. Development based on LTB tests and residual stress measurements
Steel Construction, 2019
Broschart, Yannick; Kurz, Wolfgang
Untersuchungen zu Verbundträgern mit randnahen Verbunddübelleisten
Stahlbau, 2019
Beyer, Andre; Bureau, Alain
Simplified method for lateral?torsional buckling of beams with lateral restraints. Evaluation of the existing Eurocode 3 approach
Steel Construction, 2019

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