Ausführung und Fertigung von geschweißten, hochfesten Hohlprofilknoten. Issue 10 (22nd September 2022)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Stroetmann, Richard; Hensel, Jonas; Kuhlmann, Ulrike; Ummenhofer, Thomas; Engelhardt, Imke; Kästner, Thoralf; Rust, Brian; Neumann, Martin; Knecht, Wigand; Münch, Adrian; Schmidt, Jan; Hälsig, André; Weidner, Philipp; Weinert, Joscha; Larasser, Valentin
• Is Part Of: Stahlbau. Volume 91:Issue 10(2022)
• Page Start: 647
• Page End: 659
• Publication Date: 2022-09-22
• Subjects: hochfeste Stähle -- Hohlprofilverbindungen -- Schweißen -- Stumpfnaht -- Kehlnaht -- Wärmeeinflusszone -- Schweißnahtbemessung; high‐strength steel -- hollow section joints -- welding -- butt weld -- fillet weld -- heat‐affected zone -- weld design; Schweißen und Schneiden -- Entwurf und Konstruktion -- Metallleichtbau; welding and cutting -- conception and design -- lightweight metal construction; Building, Iron and steel -- Periodicals; Strains and stresses -- Periodicals; 624
• DOI: 10.1002/stab.202200053
• Languages: English
• ISSNs: 0038-9145

Abstract

Abstract: Etablierte Fertigungsmöglichkeiten erlauben den genauen Zuschnitt der Kontur von auf Hohlprofilgurten aufgesetzten Fachwerkstäben als runde oder rechteckige Hohlprofile. Bei der Tragfähigkeitsberechnung von Hohlprofilanschlüssen nach DIN EN 1993‐1‐8 und ISO 14346 werden volltragfähige Schweißverbindungen vorausgesetzt. Einflüsse auf die Tragfähigkeit von Hohlprofilanschlüssen haben u. a. die Schweißnahtgeometrie, die Stähle der Gurte und Füllstäbe sowie die verwendeten Schweißzusatzwerkstoffe und Schweißprozesse. Verschiedene Versagensformen setzen voraus, dass der Anschluss eine ausreichende Duktilität ausweist. Daher muss ausreichend plastisches Umlagerungsvermögen vorhanden sein. Mit zunehmender Streckgrenze wird es schwieriger, diese Voraussetzung zu erfüllen. Gründe hierfür können in einer Festigkeitsreduzierung oder Versprödung der Schweißnahtbereiche liegen. Um ein vorzeitiges Versagen innerhalb der Wärmeeinflusszone zu vermeiden, ist eine sach‐ und fachgerechte Ausführung der Schweißverbindungen erforderlich. In einem weiteren Beitrag der vorliegenden Ausgabe der Stahlbau wird auf die statische Tragfähigkeit geschweißter, hochfester Hohlprofilknoten eingegangen. Zu den hierzu laufenden AiF‐FOSTA‐Forschungsvorhaben wird eine Übersicht gegeben. Im folgenden Beitrag wird die Bemessung und Ausführung von Schweißverbindungen an hochfesten Stahlhohlprofilen erläutert. Dabei wird zunächst auf die Bemessungsregeln von Schweißnahtverbindungen in der Neuausgabe der EN 1993‐1‐8 eingegangen. Es folgen Erläuterungen zur Herstellung geschweißter Stahlhohlprofilanschlüsse einschließlich des Zuschnitts, der Flankenvorbereitung und der schweißtechnischen Ausführung. Darauf aufbauend wird die Entwicklung eines Versuchsprogramms zur Untersuchung von Füllstab‐Gurt‐Anschlüssen vorgestellt und der Einfluss der Fertigungsparameter auf die mechanischen Eigenschaften der Schweißnähte und der Wärmeeinflusszone beschrieben. Abstract: Design and fabrication of welded high‐strength hollow section joints Established manufacturing facilities allow the precise cutting of the contour of truss members placed on hollow section chords as round or rectangular hollow sections. When calculating the load‐bearing capacity of hollow section joints according to DIN EN 1993‐1‐8 and ISO 14346, fully load‐bearing welded connections are assumed. Influences on the load‐bearing capacity of hollow section joints include the weld geometry, the steel grades of the chords and braces, and the filler materials and welding processes used. Various failure modes require that the joint show sufficient ductility. A plastic rearrangement capacity must be ensured. As the yield strength increases, it becomes more difficult to meet this requirement. Reasons for this may be a reduction in strength or embrittlement of the weld areas. To avoid premature failure within the heat‐affected zone, the welded connections must be properly and professionally executed. Another article in this issue of Stahlbau deals with the static load‐bearing capacity of welded high‐strength hollow section joints. An overview is given of the current AiF‐FOSTA research projects in this area. The following article explains the design and execution of welded connections on high‐strength hollow section joints. First, the design rules for welded connections in the new edition of EN 1993‐1‐8 are discussed. This is followed by explanations of the execution of welded hollow section joints, including cutting, flank preparation and welding. Based on this, the development of a test program for the investigation of brace‐to‐chord connections is presented and the influence of the processing parameters on the mechanical properties of the welds and the heat‐affected zone is discussed.