Entwicklung normativer Grundlagen zur Berücksichtigung von Vorspannkraftverlusten in vorgespannten Schraubenverbindungen im Stahlbau mit allseits beschichteten Oberflächen

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B2-IGP


Kernthesen

 

  • Eignung stahlbautypischer Beschichtungssysteme mit nominellen und praxisüblichen Schichtdicken in vorgespannten Schraubenverbindungen bzgl. des Vorspannkraftverlustes
  • Vorspannkraftverhalten in vorgespannten beschichteten Verbindungen unter Ermüdungs-beanspruchung (Einsatz von praxisbasierten Lastkollektiven)
  • Erarbeitung von Empfehlungen für die Praxis sowie Grundlagen für normative Regelungen zur Implementierung in die DIN EN 1090-2

Zusammenfassung

Im Stahlbau werden geschraubte Verbindungen entweder aus Tragfähigkeitsgründen:Zielebene I – gleitfeste Verbindungen (Kat. B/C) und auf Ermüdung beanspruchte Zugverbindungen (Kat. E), oder aus Gebrauchstauglichkeitsgründen: Zielebene II – Scher-/Lochleibungsverbindungen (Kat. A) und Zugverbindungen (Kat. D) vorgespannt.

Bei Verbindungen der Zielebene I geht die Vorspannkraft in den rechnerischen Nachweis ein, sodass zwingend zu gewährleisten ist, dass sie über die Lebensdauer in den ausgeführten Verbindungen verbleibt.

Bereits nach der Montage einer geschraubten Verbindung kommt es zu ersten Vorspannkraft-verlusten infolge von Setzerscheinungen. Diese sowie die Einflüsse aus Kriecherscheinungen oder zyklischen Belastungen bedingen eine Reduzierung der Vorspannkraft. Um die Betriebssicherheit einer vorgespannten Verbindung gewährleisten zu können, müssen diese Einflussfaktoren auf das Vorspannkraftniveau sinnvoll abgeschätzt und berücksichtigt werden.

Für die Bemessung stahlbautypischer Verbindungen aller Kategorien nach DIN EN 1993-1-8, insbesondere aber zur Gewährleistung der Tragsicherheit der Verbindungen der Kategorien B/C und E soll im Rahmen des Forschungsvorhabens die Höhe der zu erwartenden Vorspannkraft-verluste für die Vielzahl der im Stahlhoch- und Brückenbau sowie in der On- und Offshore-Windenergie üblichen Beschichtungssysteme experimentell bestimmt, statistisch nach DIN EN 1990 bewertet und in ein Bemessungskonzept überführt werden.

Hierbei werden sowohl montage-verfahrensbedingte Besonderheiten als auch u.a. Überschichtdicken berücksichtigt.


Projekt

FOSTA 1455, IGF 21196 BG

Referent: M.Sc. Mathias Schwarz, Fraunhofer IGP Rostock


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