Björn Eichler

Hochlagenorientierte Werkstoffgütewahl für die plastische Bemessung von Stahlbauteilen


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ISBN:

978-3-8440-3724-1

Series:

Schriftenreihe Stahlbau - RWTH Aachen
Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Markus Feldmann
Aachen

Volume:

Keywords:

Hochlage; Materialzähigkeit; plastische Bemessung; Werkstoffgütewahl; Bruchmechanik; Schädigungsmechanik; Kerbschlagbiegeversuch; Aufschweißbiegeversuch

Type of publication:

Thesis

Language:

German

Pages:

500 pages

Figures:

76 figures

Weight:

749 g

Format:

21 x 14,8 cm

Bindung:

Paperback

Price:

49,80 € / 62,25 SFr

Published:

July 2015

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Abstract:

Bis heute existiert in den aktuellen Stahlbaunormen kein Werkstoffgütewahlmodell bzw. kein zufriedenstellendes zähigkeitsorientiertes Verfahren, das die spezifischen Materialanforderungen bei der plastischen Bemessung von Stahlbaukonstruktionen berücksichtigt. Die guten plastischen Verformungseigenschaften von Stahl, die bei der Bauteilauslegung in den Bemessungsmodellen in Eurocode 3 a priori angenommen werden, sind bislang ausschließlich theoretisch unterstellt, aber nicht mechanisch abgesichert. Damit besteht ein potentielles Sicherheitsrisiko, das aufgrund des nicht vorhandenen Erfahrungsschatzes nicht nur den Einsatz moderner höherfester Stähle in anspruchsvollen Stahlbaukonstruktionen behindert, sondern auch insbesondere im Zusammenhang mit ausgeprägten plastischen - womöglich niedrigzyklischen - Verformungen von Bedeutung ist. Der Schlüssel zur Schließung dieser Sicherheitslücke im Eurocode ist ein zähigkeitsorientiertes Modell zur Werkstoffwahl auf wissenschaftlich-mechanischer Grundlage, mit dem sich Hochlagenanforderungen zur Einstellung eines notwendigen Duktilitätsniveaus quantifizieren lassen. Mit dieser Arbeit liegt die Skizze eines Vorschlags für ein solches hochlagenorientiertes Werkstoffwahlkonzept vor. In einer ersten Machbarkeitsstudie wird für relevante stahlbauspezifische Konstruktionsdetails (ungeschweißt und geschweißt) gezeigt, dass auf Grundlage klassischer bruchmechanischer oder innovativer schädigungsmechanischer Theorien ein direkter Zusammenhang zwischen den Werkstoffanforderungen in Form von Zähigkeitseigenschaften in der Hochlage und den relevanten Beanspruchungsgrößen in Form von mit der plastischen Bemessung einhergehenden Verformungsgrößen hergestellt werden kann.