Die Erfindung betrifft tragende Elemente und deren Verbindungselemente einer mindestens zweiteiligen, bzgl. Anwendung und Geometrie beliebigen tragenden Schalen-, Balken-, oder Fachwerkstruktur (1) aus metallischen Werkstoffen, in der vor allem die Ermüdung bemessungsrelevant ist, dadurch gekennzeichnet, dass die tragenden Elemente (2.1 bis 2.n) der gesamten Struktur oder einzelner Strukturabschnitte innen oder außen über Zugelemente (3.1 bis 3.m) mit dem Abspannwinkel (β) und/oder über Betriebslasten in ein oder mehreren Ebenen partiell oder ringsum so stark vorgespannt sind, dass die Beanspruchung jedes einzelnen tragenden Elements unter allen zu erwartenden Betriebslasten, auch unter Extremlasten, immer im Druckschwellbereich, entsprechend des Grenzspannungsverhältnisses 1 < R < ∞ oder R = - ∞, stattfindet, so dass sich die Ermüdungsfestigkeit in der für Metalle üblichen Weise erhöht und dass insbesondere Werkstoffgüten mit erhöhter Streckgrenze, d.h. höchstfeste Baustähle mit Streckgrenzen von 460 MPa bis 1300 MPa und höher bzw. hochfeste Aluminiumknetlegierungen der Gruppe 7000 mit Festigkeiten bis ca. 700MPa und höher verwendet werden und dass eine gezielte Versteifung der Struktur mittels tragender Elemente größeren Querschnitts und/oder durch Profilierung der tragenden Elemente mit nahtlos gewalzten Rippen (Rp), Sicken, Wölbstrukturen o.ä. und/oder durch Einsatz von Sandwichverbundbauweisen erfolgt und dass die tragenden Elemente warm gewalzt sind und dass zur Verbindung und Vorspannung der tragenden Elemente und/oder einzelner Tragwerkabschnitte Steckverbindungselemente (S1 bis Sx) und spezielle Elemente zur Übertragung der Vorspannkraft 5.1 bzw. 5.2 zum Einsatz kommen, die über die Zugelemente vorgespannt sind und dass Schnittstellen, die nicht über Zugelemente vorgespannt sind, entweder direkt über Bolzenverbindungen (Bz) oder mittels schraubtechnisch vorgespannter Steckverbindungen (SV1 bis SVn) oder über nachbehandelte Schweißnähte verbunden sind. Die Erfindung betrifft außerdem Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung der tragenden Elemente.

The invention relates to supporting elements and to the connection elements thereof of an at least two-part shell, beam, or framework supporting structure (1), which is made of a metal material and in which fatigue is primarily relevant to the dimensions, for any application and in any geometry. The invention is characterized in that the supporting elements (2.1 to 2.n) of the complete structure or individual structure portions are pretensioned partially or all around on one or more planes on the inside or outside by means of tensioning elements (3.1 to 3.m) at a bracing angle (β) and/or by means of operating loads to such a degree that the stress of each individual supporting element under all expected operating loads, even under extreme loads, always occurs in the pulsating stress range according to the threshold tension ratio 1 < R < ∞ or R = - ∞ such that the fatigue strength is increased in a manner which is customary for metals. Material grades with an increased yield strength in particular, i.e. high-strength structural steels with yield strengths of 460 MPa to 1300 MPa and higher or high-strength wrought aluminum alloys of the group 7000 with strengths of up to ca. 700 MPa and higher, are used. The structure is reinforced in a controlled manner by means of supporting elements with a large cross-section and/or by profiling the supporting elements with seamlessly rolled ribs (Rp), beads, curved structures, or the like and/or by using composite sandwich designs, and the supporting elements are hot rolled. Plug connection elements (S1 to Sx) and special elements for transferring the pretensioning force 5.1 or 5.2 are used to connect and pretension the supporting elements and/or individual framework portions which are pretensioned by the tensioning elements. Interfaces which are not pretensioned by the tensioning elements are connected either directly via bolt connections (Bz) or by means of screw-pretensioned plug connections (SV1 to SVn) or via post-treated welding seams. The invention further relates to devices and methods for producing the supporting elements.

L'invention concerne des éléments porteurs et leurs éléments d'assemblage d'une structure porteuse de coque, de poutre ou à treillis (1) au moins en deux parties, quelconques en matière d'application et de géométrie, composée de matériaux métalliques, dans laquelle la fatigue revêt avant tout une importance majeure eu égard aux dimensions. Selon l'invention, la précontrainte exercée, à l'intérieur ou à l'extérieur par des éléments de traction (3.1 à 3.m) présentant l'angle d'haubanage (ß) et/ou par des charges de service dans un ou plusieurs plans, en partie ou en totalité sur les éléments (2.1 à 2.n) porteurs de l'ensemble de la structure ou de diverses sections de structure est si forte que la contrainte de chaque élément porteur a lieu, sous l'action de toutes les charges de service prévisibles, également sous des charges extrêmes, systématiquement dans la plage de pression, conformément au rapport de tension limite 1 < R < ∞ ou R = - ∞ de sorte que la résistance à la fatigue augmente selon la manière usuelle pour les métaux et que des matériaux présentant une limite d'élasticité plus importante, en d'autres termes des aciers de construction hautement résistants présentant des limites d'élasticité allant de 460 MPa à 1300 MPa et des alliages d'aluminium corroyés à résistance améliorée ou hautement résistants du groupe 7000 présentant des résistances allant jusqu'à env. 7000 Mpa et plus sont utilisés, qu'on obtient un renforcement ciblé de la structure au moyen des éléments porteurs de section transversale plus grande et/ou par profilage des éléments supports présentant des nervures laminées sans joints (Rp), des moulures, des structures bombées ou similaires et/ou par le recours à des types de construction mixte en sandwich, et que les éléments porteurs sont laminés à chaud et qu'on utilise, aux fins de l'assemblage et de la précontrainte des éléments porteurs et/ou des diverses sections de structure porteuse, des éléments d'assemblage par emboîtement (S1 à Sx) et des éléments spécifiques servant à la transmission de la force de précontrainte 5.1 ou 5.2, qui sont précontraints par les éléments de traction, et que des interfaces, qui ne sont pas précontraintes par des éléments de traction, sont assemblées soit directement par l'intermédiaire d'assemblages par boulon (Bz) soit au moyen d'assemblages par emboîtement (SV1 à Svn) précontraints selon la technique de vissage ou par des cordons de soudure traités ultérieurement. L'invention concerne également des dispositifs et des procédés servant à fabriquer des éléments porteurs.