Thermisch hoch beanspruchte Tragwerke: Spannungskategorisierung unter Einschluß thermischer Wirkungen: Fid-Bau Portal

Thermisch hoch beanspruchte Tragwerke: Spannungskategorisierung unter Einschluß thermischer Wirkungen

Hellmann, Karl / Krätzig, Wilfried B.

10.1002/stab.200590200.abs

Vorhandene Spannungskategorisierungen [2], [11] unterteilen mechanische Lastspannungen hinreichend genau in primäre Spannungen, sekundäre Spannungen und Spannungsspitzen, mit jeweils unterschiedlichen zulässigen Grenzwerten. Hingegen werden thermischverursachte Spannungen nur als solche aus behinderter Wärmedehnung aufgeführt und als Sekundärspannungen bzw. als Spannungsspitzen eingeordnet. Ergänzend zu dieser Klassifizierung werden im vorliegenden Aufsatz dual zu mechanischen Primärspannungen – durch von außen einwirkende Kraftgrößen – primäre thermische Spannungen (thermomechanische Spannungen) – durch von außen einfließende instationäre Wärmeströme – berechnet und korrekt klassifiziert. Der Aufsatz weist dabei auf beobachtete Tragwerksschäden durch falsche Klassifizierung thermomechanischer Spannungen hin.

Structures under high temperature: classification of stresses including thermal effects.

Existing classification criteria [2], [11] separate stresses from mechanical loading sufficiently exact into primary stress, secondary stress and peak stress (stress concentration), with different admissible stress limits respectively. In contrast, temperature stresses are only considered from suppressed thermal expansion, and they are classified as secondary stress and peak stress, respectively. Completing this scheme, the present paper introduces, computes and classifies in dual manner to primary mechanical stresses – caused by external forces – also primary thermal stresses (thermo‐mechanical stresses) – caused by instationary heat flux from the exterior. The paper also draws attention to observed structural damage caused by wrong classification of thermo‐mechanical stress.