Statische Tragfähigkeit von geschweißten, hochfesten Hohlprofilknoten – FOSTA Forschungsverbund HOCHFEST: Projekte „Hochfeste Hohlprofilknoten". Issue 10 (22nd September 2022)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Ummenhofer, Thomas; Weidner, Philipp; Münch, Adrian; Kuhlmann, Ulrike; Knecht, Wigand; Engelhardt, Imke; Weinert, Joscha; Larasser, Valentin; Feldmann, Markus; Schaffrath, Simon; Bartsch, Helen; Stroetmann, Richard; Kästner, Thoralf; Rust, Brian; Schmidt, Jan; Hensel, Jonas; Hälsig, André; Neumann, Martin
• Is Part Of: Stahlbau. Volume 91:Issue 10(2022)
• Page Start: 633
• Page End: 646
• Publication Date: 2022-09-22
• Subjects: geschweißte Hohlprofilknoten -- Stabwerk -- hochfeste Stähle -- Gestaltfestigkeit -- statische Tragfähigkeit -- T‐Knoten -- N‐Knoten -- K‐Knoten -- Quadrathohlprofile -- Kreishohlprofile; welded hollow section joints -- lattice structures -- high‐strength steels -- static bearing capacity -- T‐joint -- N‐joint -- K‐joint -- truss -- circular hollow sections (CHS) -- rectangular hollow sections (RHS) -- tubular structures; Stahlhochbau -- Sonderkonstruktionen -- Berechnungs‐ und Bemessungsverfahren; steel buildings -- special structures -- analysis and calculation; Building, Iron and steel -- Periodicals; Strains and stresses -- Periodicals; 624
• DOI: 10.1002/stab.202200056
• Languages: English
• ISSNs: 0038-9145

Abstract

Abstract: Fachwerkkonstruktionen aus direkt verschweißten Hohlprofilen unter vorwiegend ruhender Beanspruchung werden in vielen Bereichen des Stahlhochbaus und der Infrastruktur, wie bei Fußgängerbrücken, sowie im Anlagen‐ oder Mobilkranbau eingesetzt. Die Verwendung hochfester Stähle ermöglicht bei hohen Tragfähigkeitsanforderungen und großen Spannweiten eine materialsparende Bauweise. Zur Ausnutzung dieses Potenzials sind Bemessungsregeln erforderlich, die die spezifischen Eigenschaften dieser Stähle zutreffend erfassen. Die derzeit gültigen Bemessungsregeln für Hohlprofilanschlüsse wurden anhand von Versuchen mit normalfesten Stählen auf semiempirische Weise hergeleitet. Im Rahmen dieser Versuche zeigte sich, dass durch Plastizieren lokale Spannungsspitzen abgebaut und sekundäre Biegemomente umgelagert werden. Im Unterschied zu normalfesten Stählen weisen hochfeste Stähle ein geringeres plastisches Umlagerungsvermögen auf. Dem wird in den Bemessungsregeln derzeit durch pauschale, abgeschätzte Abminderungsfaktoren Rechnung getragen, die für hochfeste Hohlprofile bislang nicht ausreichend experimentell validiert wurden. Durch die Projekte zu den „Hochfesten Hohlprofilknoten" im FOSTA Forschungsverbund HOCHFEST sollen differenzierte und abgesicherte Bemessungsregeln hergeleitet werden, die einen wirtschaftlichen und ressourcenschonenden Einsatz hochfester Stähle in Hohlprofilkonstruktionen ermöglichen. Abstract: Static load capacity of welded, high‐strength hollow section joints – presentation of the FOSTA research association HOCHFEST: projects "High‐strength hollow section joints" Truss structures made of directly welded hollow sections under predominantly static loading are used in many areas of structural steel engineering and infrastructure, such as pedestrian bridges, as well as in plant‐ or mobile crane constructions. The use of high‐strength steels can lead to economical lightweight structures with high load‐bearing capacities and wide spans. In order to use this potential of hollow section joints, normative rules are required that enable economic design. The current design rules were validated semi‐empirically by tests on joints of normal strength steels. These tests on normal‐strength hollow section joints showed that through plasticising local stress peaks are compensated and secondary bending moments are redistributed. Compared to normal strength steels, high‐strength steels have a reduced plastic redistribution capacity. This behaviour is considered in the design rules by reduction factors, which are conservatively defined because of lack of test results and have not yet been sufficiently experimentally validated for high‐strength hollow sections. The projects on "High‐strength hollow sections joints" in the FOSTA research association HOCHFEST are intended to derive differentiated and validated design rules that meet the safety requirements and enable the economical and resource‐saving use of high‐strength steels in hollow section structures.