Teilsteifen an geschweißten Rahmenecken unter Berücksichtigung der Eigenspannungen/Partial height stiffeners in welded knee joints, taking into account the residual stresses

Abstract

Rahmenecken in Portalrahmen aus Stahl mit Schraubverbindungen weisen typischerweise Steifen auf, um eine angemessene Tragfähigkeit zu gewährleisten. Die Ausführung mit Teilsteifen ermöglicht eine Kosteneinsparung, muss sich jedoch durch die Berücksichtigung der Auswirkungen bei der Nachweisführung des Anschlusses auszahlen. Der Spalt der Teilsteife hat eine Höhe von 10 % bis 30 % der jeweiligen Stegtiefe. Basierend auf einem Astron-Produktbeispiel analysiert diese Studie die Auswirkungen der Teilversteifung auf die betroffene Rahmenecke gemäß EN1993–1–8. Auf der Grundlage eines 3D-FE-Modells wird eine Parameterstudie durchgeführt. Der Einfluss von Eigenspannungen, die aus den Herstellungsprozessen der Fügeteile resultieren, wird ebenfalls analysiert. Als Ergebnis werden modifizierte Bemessungsverfahren vorgeschlagen, die es erlauben, den geometrischen Spalt und die Eigenspannungen zu berücksichtigen. Maßgebliche Parameter sind Spaltgröße und Stegplattenschlankheit, nicht aber die Gesamtgeometrie. Wo sehr kleine Spalte einen quasi vernachlässigbaren Einfluss haben, beeinflussen größere Spalte die Mechanik der Rahmenecke und müssen daher explizit in der konstruktiven Auslegung berücksichtigt werden. Das hier vorgeschlagene Bemessungsverfahren könnte eine Anleitung geben.