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Matthias Friedrich Albiez
Zur statischen Tragfähigkeit geklebter Kreishohlprofilverbindungen im Stahlbau
Dissertationsschrift
2016, 471 S., graph. Darst. 240 mm, Softcover
KIT Scientific Publishing

 

 

In der Arbeit wird eine leistungsfähige Klebverbindung für den Anschluss von Kreishohlprofilen im Stahlbau entwickelt. Insbesondere werden dabei die Randbedingungen und Anforderungen des Bauwesens berücksichtigt. Das Tragverhalten der geklebten Verbindung, die als Überlappungsstoß ausgeführt ist, wird anhand experimenteller und numerischer Untersuchungen unter Variation der geometrischen Parameter Überlappungslänge, Klebschichtdicke, Kreishohlprofilgeometrie sowie definiert eingebrachten Imperfektionen bestimmt und analysiert.

Schweißen im Stahlbau
Normen-Handbuch
Normen für die Herstellerzertifizierung nach DIN EN 1090-1
5., aktualisierte und erweiterte Auflage.
2016, 1078 S., m. Abb. 213 mm, Softcover
Beuth

 

 

Schlosserei-, Metall- und Stahlbaubetriebe, die im Besitz der Herstellerqualifikation Klasse B bis D nach DIN 18800 Teil 7 sind oder nach DIN EN 1090 zertifiziert sind, erhalten mit dem Normen-Handbuch eine Zusammenstellung aller relevanten Dokumente. Es stellt schweißtechnische Normen und andere Regelwerke aus folgenden Bereichen bereit: Stahlhochbau; Konformitätsnachweis; Technische Regeln für die Ausführung von Stahltragwerken; Erzeugnisse aus Baustählen, Arten von Prüfbescheinigungen; Schweißaufsicht; Schweißerprüfung; zeichnerische Darstellung von Schweißnähten; schweißtechnische Qualitätsanforderungen; Schweißverfahrensprüfung/-anweisung; Bewertungsgruppen für Unregelmäßigkeiten (Stahl, Nickel und Titan); Werkstoffgruppeneinteilung.

Eduard Kahlmeyer, Kerstin Hebestreit, Werner Vogt
Stahlbau nach EC 3
Bemessung und Konstruktion. Träger - Stützen - Verbindungen
7., Aufl.
2015, XII, 340 S., m. Abb. 24 cm, Softcover
Bundesanzeiger

 

 

Das Standardwerk behandelt die Grundelemente des Stahlbaus - Träger, Stützen, Verbindungen - sowie der Bemessung und Konstruktion nach Eurocode 3, Teil 1-1 und 1-8. Die Berechnungsansätze werden anhand typischer Beanspruchungsfälle erläutert. Neben der Zusammenstellung von Trägerarten und -systemen stellt das Werk die Nachweise der Vollwandträger mit Einwirkungskombinationen, die Einstufung in Querschnittsklassen und die auszuwählenden Nachweisverfahren gegenüber den Grenzzuständen der Tragfähigkeit vor. Der Abschnitt Stützen führt in die Gestaltungsmöglichkeiten, die Nachweise und die allgemeinen Grundbegriffe des Knickens ein. Für biegeknickgefährdete Bauteile wird neben dem Ersatzstabverfahren ein Näherungsverfahren für Tragsicherheitsnachweise nach der Elastizitätstheorie II. Ordnung unter Berücksichtigung von Imperfektionen angegeben. Ein besonderer Schwerpunkt sind die Verbindungen. Neben den allgemeinen Ansätzen für die Nachweise der Schweiß- und Schraubenverbindungen inklusive biegesteifer Stirnplattenverbindungen werden zahlreiche Beispiele zur Konstruktion und Berechnung von Anschlüssen (u. a. Trägeranschlüsse, Trägerauflagerungen, Stützenfüße, Rahmenknoten, Rippenanschlüsse) behandelt.

Gerd Wagenknecht
Stahlbau-Praxis nach Eurocode 3. Bd.2. Verbindungen und Konstruktionen
Bauwerk-Basis-Bibliothek (BBB)
4., Aufl.
2014, 436 S., m. zahlr. Abb. 170 x 240 mm, Softcover
Beuth

 

 

Der zweite Band des bewährten Standardwerkes "Stahlbau-Praxis nach Eurocode 3" erläutert die Grundlagen, die für die Nachweise von Verbindungen und Konstruktionsdetails nach Eurocode 3 notwendig sind.

Hans J. Fahrenwaldt, Volkmar Schuler
Praxiswissen Schweißtechnik
Praxis
Werkstoffe - Prozesse - Fertigung
5., überarb. Aufl.
2013, XIV, 646 S., 595 SW-Abb. 24,5 cm, Hardcover
Vieweg+Teubner

 

 

Schweißen ist nach wie vor das wichtigste Fügeverfahren. Neben der unübertroffenen Wirtschaftlichkeit erlaubt es konstruktive Ausführungen, die in hohem Maße die Bedürfnisse nach Flexibilität und Gewichtsoptimierung berücksichtigen. Dieses Buch stellt alle relevanten und modernen Verfahren der Schweißtechnik vor und gibt umfassende Informationen zur anforderungs- und anwendungsgerechten Gestaltung von Schweißkonstruktionen. Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen und ein Kapitel zur Qualitätssicherung geben wichtige Hinweise für die Praxis. Beispiele von Schweißnahtberechnungen sind enthalten. Im Anhang befinden sich zahlreiche Einstelltabellen und umfangreiche Angaben zu Normen. Bei der neuen vollständig normenaktualisierten Auflage wurde das Kapitel zum Arbeits- und Gesundheitsschutz erweitert und das Kapitel Schweißzusätze überarbeitet.

C. Könke, J. P. Bergmann, M. Ganß, J. Hildebrand, M. Kuhne, S. Hammer, Y. Ali
Zustandsmonitoring von mit Kohlefaserlamellen verstärkten Stahlverbindungen unter Einsatz integrierter Fasersensorik. Intelligentes CFK-Pflaster. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3103
2018, 59 S., 40 Abb. u. 1 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ein neuer Ansatz zur Ertüchtigung von Stahlkonstruktionen ist die klebetechnische Applikation von Kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK). In die Klebverbindung integrierte sehr dünne faseroptische Sensoren können hier helfen neue Detailkenntnisse zu den Verbundeigenschaften insbesondere zu dem Klebfugenverhalten unter komplexen Umgebungsbedingungen und Belastungen zu erlangen. Die Untersuchungen an den Stahl-CFK-Klebverbindungen und CFK-verstärkten Bauteilen mit in der Klebfuge integrierten faseroptischen Sensoren verdeutlichen, dass während der mechanischen und thermisch-hygrischen Belastung der Stahl-CFK-Klebverbindungen sehr genau und ortsauflösend lokale Dehnungen sowie inhomogene Dehnungszustände in Sensorfaserrichtung in der Klebfuge ermittelt werden können. Mit der Fasersensorik können somit tatsächliche Dehnungszustände und eine Schädigung des Verbundes in Form einer Delamination ortsaufgelöst und in Echtzeit detektiert werden. Die Ergebnisse des Vorhabens liefern somit einen neuen Ansatz für die Optimierung von strukturellen Klebverbindungen auf Basis einer Detailanalyse der Klebfugen.

Ulrike Kuhlmann, Matthias Konrad
Sicherstellung ausreichender Tragfähigkeit von Kopfbolzendübeln bei Einsatz von Profilblechen
Bauforschung , Band T 3236
2010, 131 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ausgehend von einer Datenbasis mit ca. 300 Push-Out Tests konnte gezeigt werden, dass die normative Regelung in DIN 18800-5 zur Bestimmung der Kopfbolzentragfähigkeit in Trapezblechsicken (senkrecht zum Träger) zum Teil ungenügende Ergebnisse liefert. So berücksichtigt die Regel in DIN 18800-5 die Haupteinflussparameter Einbindetiefe, Profilblechgeometrie, Kopfbolzenposition nur unzureichend. Bestehende Modelle aus der Literatur versuchen unter Berücksichtigung dieser Parameter sowie der vorhandenen Versagensmechanismen die Kopfbolzentragfähigkeit bei Verwendung von Trapezblechprofilen zu bestimmen. Der Vergleich dieser Modelle mit den Versuchen der Datenbasis lieferte teilweise bessere Ergebnisse im Hinblick auf Genauigkeit und dem geforderten Sicherheitsniveau. Manche Modelle sind jedoch sehr komplex in ihrer Anwendung und für die Praxis nur bedingt geeignet. Auch musste festgestellt werden, dass die qualitativ guten Modelle teils sehr strikte Anwendungsgrenzen haben und somit einen kleinen Anwendungsbereich. Aus diesem Grund wird mit Hilfe einer FE-Parameterstudie ein eigener Vorschlag zur Bestimmung der Kopfbolzentragfähigkeit bei Verwendung von senkrecht zum Träger spannenden Trapezblechen gemacht. Im Vergleich zu den meisten Ansätzen und Modellen zeigte der eigene Ansatz eine bessere Übereinstimmung zwischen Versuch und rechnerischer Tragfähigkeit sowie einen ausreichend großen Anwendungsbereich.

Peter Schaumann, Frithjof Marten
Experimentelle Ermittlung von Wöhlerlinien großer Schrauben. Abschlussbericht
Bauforschung , Band T 3198
2009, 88 S., 87 Abb., 24 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Anlass: Schrauben der Größenordnung M48 in Ringflanschverbindungen von modernen Windenergieanlagen (WEA) erfahren Ermüdungsbeanspruchungen aus kombinierten Axial- und Biggespannungen bei über 10 hoch 9 Schwingspielen. Dem Nachweis gegen Ermüdung kommt daher eine große Bedeutung zu. Der im Hochbau für den Nachweis maßgebende EN 1993-1-9 ordnet Schrauben bei Beanspruchungen in Axialrichtung die Wöherllinie der Kerbgruppe 50 zu. Für Durchmesser größer M36 ist diese Wöhlerlinie allerdings nicht abgesichert. Für Schrauben unter reiner Biegebelastung existieren keine Ermüdungsfestigkeitskurven. Ziel: Das Ziel dieses Forschungsprojekts ist die Erstellung von Wöhlerlinien für hochfeste Schrauben des Durchmessers M48 unter Axial-, und Biegebeanspruchungen zur Absicherung bzw. Erweiterung der vorhandenen Richtlinien. Arbeitsplan: 1. Vorversuchsreihe zur Kalibrierung der Messeinrichtung. 2. Schwingversuche im Zeitfestigkeits- und Übergangsbereich an hochfesten Schrauben M48 unter Axialbeanspruchung. 3. Schwingversuche Im Zeitfestigkeits- und Übergangsbereich an hochfesten Schrauben M48 unter Biegebeanspruchung. 4. Statistische Auswertung der Schwingversuche und Erstellung der Wöhlerlinien 5. Schlussbericht. Durchführung: Zur Bestimmung des Zeitfestigkeitsbereichs werden auf zwei Lasthorizonten Schwingversuche mit jeweils 10 Probekörpern durchgeführt. Der Übergangsbereich zur Dauerfestigkeit wird über Schwingversuche mit 30 Probekörpern bestimmt. Als Grundlage für die zu erwartenden Schwingspielzahlen werden für Axialbeanspruchung die Kerbgruppe 50 und für Biegebeanspruchung die Kerbgruppe 71 herangezogen. Die Erstellung der Wöhlerlinien erfolgt im Anschluss durch eine statistische Auswertung der Messergebnisse und liefert als Streubreite die 10-, 50- und 90-prozentige Bruchwahrscheinlichkeit p. Ergebnis: Ergebnis sind die Wöhlerlinien für Schrauben des Durchmessers M48 unter Axial- und Biegebeanspruchung.

H. Saal, Th. Misiek
Trag- und Verformungsverhalten querkraftbeanspruchter dübelartiger Verbindungen im Stahlbau
Bauforschung , Band T 3163
2008, 214 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Der Verwendbarkeitsnachweis dübelartiger Verbindungselemente für Verbindungen an Hohlprofilen und anderen rückseitig schwer zugänglichen Konstruktionen ist durch eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung zu erbringen. Bei den genannten Verbindungselementen erfolgt die Fixierung durch Spreizung einer Hülse mittels eines im unzugänglichen Bereich der Verbindung liegenden Konus. Infolge der auf der unzugänglichen Seite fehlenden Auflage ergeben sich bei querkraftbeanspruchten dübelartigen Verbindungen unter Gebrauchslastniveau zwangsläufig größere Verformungen als bei Verbindungen mit rohen Schrauben oder gar Passschrauben. Andererseits führt die sich spreizende Hülse zu einer Verklemmung im Bohrloch, die die Verformungen behindert. Erneute Fragestellungen zum Trag- und Verformungsverhalten der o.g. Verbindungselemente haben sich insbesondere im Zusammenhang mit der Verwendung dieser Verbindungselemente bei der Kattwykbrücke in Hamburg ergeben. Bei den dort ausgeführten Anschlüssen traten große und von den Ausführenden nicht erwartete Verformungen auf, deren Einfluss auf die tatsächliche Tragfähigkeit der Anschlüsse unklar blieb. In Rahmen des Forschungsprojekts wurde das Trag- und Verformungsverhalten und somit auch die Gebrauchstauglichkeit dübelartiger Verbindungen im Stahlbau untersucht.

Peter Schaumann, Tim Rutkowski
Messung von erzielten Vorspannkräften unter realen Montagebedingungen. Abschlussbericht
Bauforschung , Band T 3112
2006, 109 S., m. zahlr. Abb.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Vorspannkraft von planmäßig vorgespannten Stahlbauverschraubungen ist bei dynamisch beanspruchten Konstruktionen eine sicherheitsrelevante Größe. Da bei bestehenden Bauwerken Vorspannkräfte beobachtet wurden, die unterhalb der Nennvorspannkraft bzw. den rechnerischen Ansätzen lagen, stellte sich die Frage, ob es sich dabei um Einzelfälle oder um die Auswirkungen eines grundlegenden Fehlers der Schraubenmontage handelt. Schwerpunkt der durchgeführten Arbeiten war die systematische Vermessung von Schraubenvorspannkräften, die bei der Montage von vorgespannten Ringflanschverbindungen erzielt wurden. Weiterhin wurden der Rückgang der erzielten Vorspannkräfte infolge von Setzungserscheinungen sowie die Auswirkung von Wartungsarbeiten auf die Höhe der Schraubenvorspannkräfte untersucht. Dazu wurde zunächst ein Verfahren zur Messung von Schraubenvorspannkräften unter Baustellenbedingungen entwickelt und validiert. Um eventuelle Fehlerursachen zu identifizieren, wurden weitere Einflussfaktoren der Schraubenvorspannkraft, wie etwa die Montagedrehmomente, vermessen. Im Verlauf der Messungen traten Schraubenkräfte auf, die innerhalb der einzelnen Messkampagnen wenig, jedoch im Vergleich zu Messungen bei anderen Kampagnen stark voneinander abwichen. Dabei lagen sie zum Teil deutlich unterhalb der Mindestvorspannkraft. Voneinander abweichende und fehlerhafte Reibeigenschaften von HV-Garnituren konnten durch vergleichende Untersuchungen der Schrauben ausgeschlossen werden. Ebenso erwiesen sich die Drehmomente der verwendeten Montagegeräte als korrekt. Die abweichenden Versuchsergebnisse in den verschiedenen Messkampagnen korrespondierten mit der unterschiedlichen Funktionsweise der jeweils verwendeten Geräte. Ein direkter Vergleich der Anziehgeräte zeigte, dass die Höhe des maximal erzeugten Drehmomentes während des Verschraubungsvorganges in den untersuchten Fällen keine ausreichende Größe zur Bestimmung der erzielbaren Vorspannkraft ist. Die Geschwindigkeit, mit der die Schraube montiert wird, bzw. der Zeitraum, in dem