Restnutzungsdauer und Ermüdungsbeanspruchung von Stahlbauten: Fid-Bau Portal

Restnutzungsdauer und Ermüdungsbeanspruchung von Stahlbauten

Sedlacek, Gerhard / Stötzel, Jörg / Kühn, Bertram

Dieser Beitrag geht auf den Hintergrund der künftigen DIN-EN 1993-1-9 (Ermüdungsnachweis im Stahlbau) und DIN-EN 1993-1-10 (Stahlgütewahl im Stahlbau) ein und erläutert die Vorgehensweise bei deren Anwendung. Gleichzeitig wird die sicherheitstechnische Verknüpfung von Ermüdung und Zähigkeit in den Sicherheitsgrundlagen und im Restnutzungsdauernachweis gezeigt. Heute wird die Ermüdungsfestigkeit nicht mehr an Kleinproben, sondern an bauteilähnlichen Großkörpern ermittelt und in doppellogarithmischer Darstellung über Wöhlergeraden mit der Neigung m definiert. Die Wöhlerlinien sind zunächst als Festigkeitskurven für Ermüdungsbelastungen aus über die Zeit konstanten Spannungsschwingbreiten gültig und müssen für beliebige Spektren gültig gemacht werden. Die Eurocodes regeln die Ermüdungsnachweise als Spannungsnachweise, in denen die schadensäquivalenten Spannungsschwingspiele so ermittelt werden, daß sie auf die Schwingspielzahl 2 x 10⁶ bezogen sind. Der Zähigkeitsnachweis, der die Sicherheit gegen Sprödbruch gewährleistet, ist mit bruchmechanischen Werkstoffgrößen zu führen. Anstelle eines individuellen Zähigkeitsnachweises für jedes Bauteil kann eine Tabelle genutzt werden, die alle wesentlichen Kerbfälle, Beanspruchungszustände und Stahlsorten abdeckt. Für außergewöhnliche Bemessungssituationen, bei denen mehrere ungünstige Annahmen zusammentreffen, ist der Betriebszeitintervallnachweis zu führen. Diese Nachweise werden zunehmend auch für alte permanente Brücken sowie besonders beanspruchte Neubaubrücken und sonstige Tragwerke eingesetzt.