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Einsatz von warmgefertigten Hohlprofilen mit

Wanddicken bis 20 mm bei tiefen Temperaturen

Sonderdruck aus „Stahlbau“

Heft 7/2011

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Fachthemen

© Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Stahlbau 80 (2011), Heft 7, S. 520 - 529

Warmgefertigte Hohlprofile nach DIN EN 10210 werden derzeit in Europa hauptsächlich inWanddicken bis 20 mm in der bei den Stahlhändlern in der Regel vorrätigen Güte S355J2Heingesetzt. Eine immer wieder kehrende Frage betrifft die Einsatzfähigkeit dieser Hohl-profile bei tiefen Temperaturen bedingt durch die in der Produktnorm festgelegte Prüf-temperatur der Kerbschlagzähigkeit bei –20 °C: Ist ein Stahl der Güte S355J2H auch un-terhalb von –20 °C Außentemperatur einsetzbar oder sollte aus Sicherheitsüberlegungenheraus lieber eine höherwertige Stahlgüte eingesetzt werden? Der vorliegende Beitragbeschreibt das Zähigkeitsverhalten von warmgefertigten Hohlprofilen auf der Basis ex-perimenteller Untersuchungen und erläutert den Zusammenhang zwischen der in denProduktnormen geforderten Mindestzähigkeit bei definierter Prüftemperatur und dembruchmechanisch basierten Sprödbruchkonzept der DIN EN 1993-1-10 zur Stahlgütewahl.

The use of hot-finished hollow sections with wall thicknesses up to 20 mm at low tem-peratures. In Europe, hot-finished hollow sections according to DIN EN 10210 are mainlyused with wall thicknesses up to 20 mm and steel grade S355J2H which is normally instock at the steel suppliers. A recurring question concerns the usability of those hollowsections at low temperatures due to the test temperature of impact toughness at –20 °Cset in the product standard: Is a steel grade S355J2H applicable below –20 °C servicetemperature, or should, by security considerations, rather a higher-quality steel be used?This paper describes the toughness behaviour of hot-finished hollow sections based onexperimental studies and explains the relationship between the required impact tough -ness in the product standards at a defined test temperature and the fracture mechanicsbased concept for the choice of steel material of DIN EN 1993-1-10.

Natalie StranghönerJürgen KrampenChristoph Lorenz

Einsatz von warmgefertigten Hohlprofilen mitWanddicken bis 20 mm bei tiefen Temperaturen

1 Einleitung

Der Einsatz von Stahl bei tiefen Tem-peraturen erstreckt sich auf eine Viel-zahl von Stahlkonstruktionen unter-schiedlichster Art. Neben den klassi-schen Stahlkonstruktionen im Hoch-und Brückenbau sind in diesem Zu-sammenhang exemplarisch auch Mastefür Skilifte, Pistenbullys, Mobilkrane,Baumaschinen sowie Anlagen der För-dertechnik zu nennen (s. Bild 1). Auchwenn diese Konstruktionen nicht ex-plizit dem bauaufsichtlichen Bereichzugeordnet sind, orientieren sich dieHersteller mangels anderer Vorgabenan den Regelungen im Bausektor.

Bei der Konstruktion und Be-rechnung von Stahlbauten wird vor-ausgesetzt, dass die eingesetzten Bau-stähle definierte Festigkeits- und Ver-formungs eigenschaften haben, damit

DOI: 10.1002/stab.201101449

zielt, die die erforderlichen Festigkeits-und Verformungseigenschaften ge-währleistet.

Wenn Stahl bei tiefen Tempera-turen eingesetzt werden soll, muss eineStahlsorte gewählt werden, die eineausreichende Zähigkeit bei den ange-strebten Einsatztemperaturen aufweist,da Stahl bei tiefen Temperaturen undnicht genügender Zähigkeit sprödebrechen kann. Sprödbruch ist immerauszuschließen, da es sich hierbei umeinen plötzlichen Bruch des Bauteilsohne vorherige Ankündigung z. B.durch Verformung handelt.

Die Gewährleistung einer Min-destzähigkeit der eingesetzten Stähleerfolgt über die in den jeweiligen Pro-duktnormen spezifizierten Anforde-rungen an die Kerbschlagzähigkeit, diemit Hilfe des Kerbschlagbiegeversuchsbei definierter Prüftemperatur nach-gewiesen wird. Die in den Produkt-normen der Baustähle angegebene An -forderung an die Kerbschlagarbeit, z. B.T27J = –20 °C für einen S355J2H, stellthierbei lediglich eine Mindestanfor-derung an die Zähigkeitseigenschaftendes Stahls dar, die sich u. a. in der Be-zeichnung der Stahlsorte widerspiegelt(s. Bild 2).

die gültigen Berechnungsregeln an-wendbar sind. Dabei werden insbeson-dere ausreichende lokale Dehnfähig-keit und plastisches Umlagerungsver-mögen vorausgesetzt. AusreichendeWerkstoffeigenschaften werden durcheine entsprechende Stahlgütewahl er-

Bild 1. Einsatz von Stahl bei tiefen Temperaturen am Beispiel von Masten fürSkilifte (Fotos: Fa. Pomagalski)Fig. 1. Use of steel at low temperatures exemplary shown for masts of ski-lifts(photos: Pomagalksi)

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3Sonderdruck aus: Stahlbau 80 (2011), Heft 7

N. Stranghöner/J. Krampen/Ch. Lorenz · Einsatz von warmgefertigten Hohlprofilen mit Wanddicken bis 20 mm bei tiefen Temperaturen

Die baupraktische Bedeutung derin den Produktnormen spezifiziertenMindestkerbschlagarbeit ist vielen An -wendern aber nicht klar. So ist z. B.eine weit verbreitete Meinung, dassein Stahl unabhängig von der Bauteil-dicke nur bis zu der in der Produkt-norm spezifizierten Temperatur, beider die Mindestanforderung an dieKerbschlagarbeit erfüllt sein muss, ein-gesetzt werden darf. Dies ist nicht derFall.

Im vorliegenden Beitrag soll dieAussagekraft des Kerbschlagbiegever-suchs und die daraus resultierende Be -deutung der in den Produktnormenspezifizierten Mindestanforderung andie Kerbschlagarbeit sowie die moder-nen Konzepte zur Werkstoffwahl zurVermeidung von Sprödbruch bei Ein-satz von warmgefertigten Hohlprofi-len bei tiefen Temperaturen erläutertwerden.

2 Der Kerbschlagbiegeversuch undseine baupraktische Bedeutung

Beim Kerbschlagbiegeversuch nachDIN EN 10045-1 [2] wird eine mit ei-ner mittigen Kerbe versehene Probeder Maße 55 mm × 10 mm × 10 mmin einem Pendelschlagwerk mit einemeinzigen Schlag bei definierter Tempe -ratur durchschlagen (s. Bilder 3 und 4).Die dabei in Joule gemessene Schlag -arbeit ist nach Norm „ein Maß für dieWiderstandsfähigkeit der Werkstoffegegen schlagartige Beanspruchung“.Kennzeichnend für unsere üblicher-weise ferritischen Baustähle ist eine

ausgeprägte Abhängigkeit der erziel-ten Kerbschlagarbeit KV von der Pro-bentemperatur T, wie es im Bild 5 ineinem typischen KV-T-Diagramm dar-gestellt ist.

Während die Hochlage durchhohe Kerbschlagarbeitswerte bei ho-hen Temperaturen und Gleitbruch ge -kennzeichnet ist, tritt bei tiefen Tem-peraturen und geringen Kerbschlag-arbeitswerten in der Tieflage dersogenannte Spalt- bzw. Sprödbruchein. Dazwischen liegt der breit streu-ende Übergangsbereich, bei dem derBruch sowohl aus Anteilen verfor-mungsreichen Gleit- als auch verfor-mungslosen Spaltbruchs besteht. DerÜbergangsbereich wird in den Pro-duktnormen durch die im unteren Be -reich der KV-T-Kurve liegende Über-gangstemperatur Tü = T27J bzw. T40J

angegeben. Je niedriger die Übergang-stemperatur T27J bzw. T40J ist, destoweiter ist der Übergangstemperatur-bereich hin zu niedrigen Temperaturenverschoben und desto zäher ist derverwendete Stahl. Die Übergangs tem -peratur ist allerdings keinesfalls mitder Bauteil-Einsatztemperatur gleich-zusetzen.

Da der Kerbschlagbiegeversuchlediglich das Werkstoffverhalten hin-sichtlich der Zähigkeit widerspiegelt,jedoch keine Aussage zum komplexenBauteilverhalten unter Berücksichtungder diversen Einflussfaktoren wieBlechdicke, Spannungszustand, Ein-satztemperatur, Kaltverformung etc.macht, kann der Kerbschlagbiegever-such nicht direkt als Prüfverfahrenzur Beurteilung der Sprödbuchanfäl-ligkeit eines Bauteils herangezogenwerden. Der Kerbschlagbiegeversuchstellt aber einen sehr einfach durch-

HauptsysmboleStahlgruppeS BaustahlP Stahl für Druckbehälter... ...

HauptsysmboleMechanische EigenschaftenS... Minimalwert der Streckgrenze [N/mm2]... ...

Zusatzsymbole für StähleMechanische EigenschaftenKerbschlagarbeit Prüftemperatur27J 40J 60J [°C]JR KR LR +20J0 K0 L0 0J2 K2 L2 -20J3 K3 L3 -30J4 K4 L4 -40J5 K5 L5 -50J6 K6 L6 -60

Zusatzsymbole für StählePhysikalische Eigenschaften M thermomechanisch gewalzt (KV 40 J bei T = -20°C)ML thermomechanisch gewalzt (KV 27 J bei T = -50°C)N normalgeglüht/normalisierend gewalzt (KV 40 J bei T = -20°C)NL normalgeglüht/normalisierend gewalzt (KV 27 J bei T = -50°C)

Zusatzsymbole für StähleC mit besonderer KaltumformbarkeitD für SchmelztauchüberzügeH HohlprofileW wetterfest... ...

Zusatzsymbole für StahlerzeugnisseBesondere Anforderungen+H mit Härtbarkeit+Z15 Mindest-Brucheinschnürung senkrecht

zur Oberfläche 15 %… …

Zusatzsymbole für StahlerzeugnisseArt des Überzugs+ A feueraluminiert+ CU Kupferüberzug+ Z feuerverzinkt... ...

Zusatzsymbole für StahlerzeugnisseBehandlungszustand+A weichgeglüht+AR wie gewalzt+C kaltverfestigt+CR kaltgewalzt+M thermomechanisch umgeformt+N normalgeglüht oder normalisierend umgeformt+QT vergütet+SR spannungsarmgeglüht... ...

S355J2H+Z15

Bild 2. Bezeichnungssystem der Stähle nach DIN EN 10027-1 [1]Fig. 2. Designation system for steels according to DIN EN 10027-1 [1]

Pendelschlagwerk

Hammer

Ausgangsposition

Schleppzeiger

Position nachdem Schlag

Widerlager Auflager

Maschinensockel

Hammerfinne

Steigwinkel Fallwinkel

Fallhöhe hF

Steighöhe hS

Kerbschlagbiegeprobe

Widerlager Widerlager

Auflager

Auflager

Auftrefflinie der Finnenschneide

Kerbschlagbiegeprobe

Charpy-V-Probe

45°

r=0,2510

1055 10

Standard

7,5 oder 5Untermaßprobe

108

Bild 3. Kerbschlagbiegeversuch: Prinzip eines Pendelschlagwerks und Probenab-messungen einer Charpy-V-Kerbschlagbiegeprobe nach DIN EN 10045-1 [2]Fig. 3. Impact Test: Principle of an impact testing machine and dimensions of aCharpy-V-test specimen according to DIN EN 10045-1 [2]

Bild 4. Modernes instrumentiertes 450J-Pendelschlagwerk (Institut für Metall-und Leichtbau der Universität Duis-burg-Essen)Fig. 4. Modern instrumented 450 J-im-pact testing machine (Institut für Me-tall- und Leichtbau der UniversitätDuisburg-Essen)


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Sonderdruck aus: Stahlbau 80 (2011), Heft 7

zuführenden Versuch dar, weshalb inden Produktnormen die Zähigkeit ei-nes Werkstoffs als Mindestanforde-rung einer definierten Kerbschlagar-beit bei definierter Temperatur ange-geben wird.

3 Zähigkeitsanforderungen gemäßProduktnormen

In den Produktnormen für Baustähle,der Normenreihe der DIN EN 10025-1bis 6 [3] für warmgefertigte Lang- undFlacherzeugnisse bzw. der DIN EN10210-1 [4] für warmgefertigte Hohl-profile und DIN EN 10219-1 [5] fürkaltgefertigte Hohlprofile, wird dieZähigkeit eines Baustahls durch dieMindestanforderung an die Tempera-tur bei einer definierten Kerbschlag-arbeit (i. d. R. 27 J oder 40 J) gefordert.Exemplarisch bedeutet dies für einenS355J2H nach DIN EN 10210, dassder Stahl bei –20 °C Prüftemperaturmindestens 27J Kerbschlagarbeit auf-weisen muss. Üblicherweise liegt dieerzielte Kerbschlagarbeit bei –20 °Caber wesentlich höher als nach Normgefordert, so dass die vorhandene T27J-Temperatur erheblich niedriger ist undder Stahl damit eine deutlich höhereZähigkeit aufweist. In Bild 6 ist dasprinzipielle Verhalten dargestellt. DasGleiche gilt für einen S355NH nachDIN EN 10210: hier wird nach Pro-duktnorm bei –20 °C eine Mindest -kerbschlagarbeit von 40 J gefordert.Auch diese wird in der Regel bei Qua-litätsstählen weit überschritten.

Bestätigt wird das zuvor be-schriebene Zähigkeitsverhalten durchexperimentelle Untersuchungen ander Versuchsanstalt für Stahl, Holz

und Steine, der Universität Karlsruheund University of Toronto [6], sowieder Universität Duisburg-Essen [7],bei denen an warmgefertigten Hohl-profilen anhand von Kerbschlagbie-geversuchen die KV-T-Kurven an ver-schiedenen Positionen entlang des Um -fangs der Profile ermittelt wurden.

In Bild 7 sind experimentell er-mittelte KV-T-Kurven eines warmge-fertigten rechteckigen HohlprofilsRHS 100 × 100 × 12,5 der StahlsorteS355J2H dargestellt, die der Untersu-chung von Kosteski, Packer und Puthli[6] entnommen sind. WarmgefertigteHohlprofile weisen über ihren Um-fang eine sehr homogene Verteilung

Kerbschlagarbeit-Temperatur-Kurve Einflüsse auf die Lage desKV-T-Kurve Temperaturübergangsbereichs

BeanspruchungsbedingteEinflussgrößen

GeschwindigkeitKerbtiefe, Risslänge

KaltverformungAlterungKornverfeinerungReinheitsgradPhosphor, SchwefelKohlenstoff

WerkstoffbedingteEinflussgrößenKe

rbsc

hlag

arbe

it KV

Temperatur TTü

Tieflage

Hochlage

Übergangs-bereich

Gleitbruch

Spaltbruch

Mischbruch

Bild 5. Kerbschlagarbeit-Temperatur-KurveFig. 5. Impact energy-temperature-curve

KV

T-20°CT40J< -20°C

T27J< -20°C

KV = 27J

KV > 27J

KV > 40J

KV = 40J

gemessene KV-T-Kurveeines S355J2H

gemessene KV-T-Kurveeines S355NH

Mindestanforderung nachProduktnorm für einen S355NH

Mindestanforderung nachProduktnorm für einen S355J2H

Bild 6. Vergleich der nach Produktnorm geforderten T27J-Temperatur für einenS355J2H bzw. T40J-Temperatur für einen S355NH mit einer jeweils für einen Qua-litätsstahl typischen, tatsächlich vorhandenen Kerbschlagarbeit-Temperatur-KurveFIg. 6. Comparison of the required T27J-temperature for a S355J2H respectivelyT40J-temperature for a S355NH according to the product standard consideringtypical, realistic impact-energy-temperature-curves

Bild 7. KV-T-Kurven eines warmgefertigten rechteckigen Hohlprofils RHS 100 ×100 × 12,5 der Stahlsorte S355J2H aus einer Untersuchung von Kosteski, Packerund Puthli [6]Fig. 7. KV-T-curves of a hot-finished rectangular hollow section RHS 100 × 100 ×12,5, S355J2H as a result from investigations carried out by Kosteski, Packer andPuthli [6]




der Festigkeiten und Zähigkeiten auf,was sich auch in Bild 7 bestätigt fin-det. Im Rahmen der Forschungsarbei-ten von Kosteski, Packer und Puthliwurde die Zähigkeitsverteilung ent-lang des Umfangs von hauptsächlichkaltgefertigten Hohlprofilen und einemwarmgefertigten rechteckigen Hohl-profil experimentell mit Hilfe vonKerbschlagbiegeversuchen untersucht.Hierbei wurden längsorientierte Kerb -schlagbiegeproben sowohl aus denFlanschen als auch aus den Eckenmit innen liegender und außen lie-gender Kerbe entnommen. Des Wei-teren wurde aus den Flanschen aucheine querorientierte Kerbschlagbiege-probe untersucht.

Es ist eindeutig zu erkennen, dassalle längsorientierten Proben einensehr ähnlichen KV-T-Kurvenverlaufmit hohen Kerbschlagarbeitswertenhaben. Selbst die – i. d. R. nicht maß-gebende – querorientierte Kerbschlag -biegeprobe zeigt sehr hohe Kerbschlag -arbeitswerte. Bei –20 °C ergibt sichfür die längsorientierten Proben alsunterster Mittelwert eine Kerbschlag-arbeit von KVl = 151 J und für diequerorientierte Probe KVq = 127 J –in beiden Fällen wesentlich höher alsdie nach Norm geforderten 27 J Kerb-schlagarbeit. Selbst bei der niedrigstenPrüftemperatur von –45 °C ergibt sichfür die längsorientierten Proben immernoch ein unterster Mittelwert vonKVl = 54 J und für die querorientierteProbe KVq = 83 J.

Am Institut für Metall- undLeichtbau der Universität Duisburg-Essen wurden weitere acht warm -gefertigte MSH-Profile untersucht,die von der Firma Vallourec & Man-nesmann zur Verfügung gestellt wur-den [7]. Die Profile der StahlsortenS355J2H und S355J0H entstammenden Werken Hamm, Düsseldorf undMülheim und decken damit die dreiHerstellungsverfahren nahtlos – Stop-fenwalzverfahren (Werk Düsseldorf),nahtlos – Rohrkonti-Walzverfahren(Werk Mülheim) und geschweißt –warm umgeformt (Werk Hamm) ab.Die geometrischen Abmessungen va-riieren zwischen 500 × 300 × 20 bis120 × 120 × 11 (s. Tabelle 1). Insge-samt wurden 464 Kerbschlagbiege-versuche mit Charpy-V-Proben nachDIN EN 10045-1 aus den Gurt- undEckbereichen mit unterschiedlichenKerblagen in den Eckbereichen (innenund außen) und unterschiedlicher

Probenlage in den Flanschbereichen(longitudinal und transversal) beiPrüf temperaturen zwischen +20 °Cbis –85 °C durchgeführt (s. Bild 8).Die Auswertung der Versuche erfolgtein Anlehnung an die Auswertung vonVersuchen an kaltgefertigten Hohl-profilen, die für den JRC-Hintergrund-bericht „Choice of Steel Material toAvoid Brittle Fracture for Hollow Sec-tion Structures, Addition to EN 1993-1-10“ am Institut und Lehrstuhl fürStahlbau und Leichtmetallbau derRWTH Aachen angefertigt wurde [8].Die hier beschriebenen Versuchser-gebnisse sind in diesem Hintergrund-bericht verarbeitet worden.

In Bild 9 sind exemplarisch fürsechs der untersuchten Profilquer-schnitte die experimentell ermitteltenKV-T-Kurvenverläufe dargestellt. Auchhier wird ersichtlich, dass die unter-suchten warmgefertigten Hohlprofileunabhängig von ihrer Herstellungsart

eine homogene Verteilung der Zähig-keitseigenschaften über ihren Umfangin den Gurt- und Eckbereichen aufwei-sen (s. auch Bild 10). Die KV-T-Kur-ven in Bild 9 wurden durch Approxi-mation der Messwerte über die fol-gende tanh-Funktion ermittelt, um ausdieser auch die T27J-Temperaturen be-stimmen zu können:

. (1)

A, B und C beschreiben dabei Koeffi-zienten zur Anpassung der Funktion andie Messwerte. Die Bestimmung derKoeffizienten erfolgte mit der Methodeder kleinsten Fehlerquadrate an denMittelwerten aus den jeweiligen Pro-bensätzen. Die mit Hilfe der Funk-tion auf der Basis der Messwerte be-rechneten T27J-Temperaturen T27J,expsind in Tabelle 2 getrennt für die Lon-gitudinal- und Transversal-Proben als

KV A T BC

= + −⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥1 tanh

Tabelle 1. Versuchsprogramm – MSH-Profile (Universität Duisburg-Essen) [7]Table 1. Test program – MSH hollow sections (University of Duisburg-Essen) [7]

Kurzbe- Profilmaße Stahl- Anzahl der Herstellungsverfahrenzeich- sorte Charpy-V-Probennung

Gurte A Ecken„B“, „C“

L T I A

Ham 12,5 400 × 400 × 12,5 S355J2H 20 20 10 10 geschweißt



D 12,5 180 × 180 × 12,5 S355J2H 20 20 10 10 Stopfenwalzverfahren




Mh 11,0 120 × 120 × 11,0 S355J0H 20 20 18 18 Rohrkonti-Walzverfahren

Bild 8. Lage der Kerbschlagbiegeproben [7]Fig. 8. Orientation of the impact test specimens [7]


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gewichtete Mittelwerte getrennt nachder Herstellungsart und als gewich-tete Mittelwerte über alle drei Her-stellungsarten zusammengestellt undder nach Produktnorm geforderten,nominellen T27J-Temperatur T27J,nomgegenübergestellt. Ferner sind dieKerbschlagarbeitswerte bei den nachProduktnorm geforderten Prüftempe-raturen von –20 °C für S355J2H bzw.0 °C für S355J0H ausgewertet.

Aus Tabelle 2 wird ersichtlich, dasssowohl für die Stahlsorte S355J2H alsauch für die Stahlsorte S355J0H inLongitudinal- und in Transversalrich-tung mit Werten um ∼ –100 °C wesent-

lich bessere T27J-Temperaturen vorlie-gen als nach Produktnorm gefordert.Danach ergeben sich über alle unter-suchten Profile im Mittel Differenzenzwischen der experimentellen T27J-Temperatur T27J,exp und der nominel-len T27J-Temperatur T27J,nom vonΔT27J = –84 K für die Longitudinal-richtung und ΔT27J = –77 K für dieTransversalrichtung. Des Weiterenwird ersichtlich, dass die Kerbschlagar-beitswerte bei der nach Produktnormgeforderten Prüftemperatur von T =–20 °C bzw. 0 °C mit Werten grö ßer200 J in Longitudinalrichtung wesent-lich über den geforderten 27 J liegen.

Von generellem Interesse sindauch die Hochlagenwerte der Kerb-schlagarbeit KVUS (US: Upper Shelf).Diese können entweder aus der be-rechneten KV-T-Kurve oder aus denexperimentellen Ergebnissen direktabgeleitet werden. Die Hochlage gibtden maximalen Wert der Kerbschlag-arbeit an. Dieser lässt sich bei Ver-wendung der tanh-Funktion direktdurch den Koeffizienten A bestimmen.Da es sich bei der Ermittlung der KV-T-Kurve um eine Ausgleichsrechnunghandelt, stimmen die errechnetenWerte für die Hochlage nicht zwin-gend mit den experimentell ermittel-

RHS 500 x 300 x 20,0, S355J2H (Werk Hamm) RHS 400 x 300 x 16,0, S355J2H (Werk Hamm)

SHS 300 x 300 x 20,0, S355J2H (Werk Düsseldorf) SHS 200 x 200 x 17,5, S355J2H (Werk Düsseldorf)

SHS 180 x 180 x 12,5, S355J2H (Werk Düsseldorf) SHS 120 x 120 x 11,0, S355J0H (Werk Mülheim)

Bild 9. Experimentell ermittelte KV-T-Kurven von warmgefertigten MSH-Profilen aus der Untersuchung derUniversität Duisburg-Essen [7]Fig. 9. Experimental KV-T-curves of hot-finished MSH hollow sections as a result from investigations carriedout at the University of Duisburg-Essen [7]




ten Werten bei +20 °C überein. Umdie Hochlagenwerte weder zu über-noch zu unterschätzen, wurden imRahmen der vorgenommenen Aus-wertung für die Werte von KVUS dieexperimentell ermittelten Werte alsMittelwert bei +20 °C angesetzt:

. (2)

Diese Vorgehensweise ist bei den vor-liegenden Profilen zulässig, da sichalle der Untersuchung zugrunde lie-genden Hohlprofile bei T = +20 °C inder Hochlage befinden. Eine gene-relle Übertragung auf andere Profileoder Flacherzeugnisse ist aber nichtzwangsläufig möglich. Wie aus Bild 11ersichtlich wird, zeigen alle Hohlpro-

KV KVUS C= °20 ,exp

file Hochlagenwerte unabhängig vonihrer Lage von KVUS größer 200 Jbzw. anders formuliert: streuen umeinen Wert von ca. 250 J.

Die zur Hochlage gehörendeTemperatur TUS lässt sich nicht direktberechnen, da sich die tanh-Funktionihrem Maximalwert asymptotisch fürT → ∞ nähert. Aus diesem Grundwurde die TUS-Temperatur bei 97,5 %des bei +20 °C aus der berechnetenKV-T-Kurve resultierenden KV-Wer-tes KV20°C,calc abgeleitet:

. (3)

Auf dieser Basis wurde TUS relativnah an KVUS konservativ bestimmt.Anstelle der 97,5 % kann aber auch

T TUS KV C calc= ⋅ °0 975 20, ,

ein Wert von 95 % o. ä. angesetzt wer-den. Da es keine einheitliche Definiti-onsgrundlage für TUS gibt, ist diesenur stets anzugeben. In Bild 12 sinddie Temperaturen TUS für die Eck- undGurtbereiche angegeben.

Zusammenfassend wird aus derdurchgeführten Untersuchung deut-lich, dass die Zähigkeitseigenschaftender hier untersuchten warmgefertig-ten Hohlprofile der StahlsortenS355J2H und S355J0H ausgespro-chen gut sind. Derzeit laufen am In-stitut für Metall- und Leichtbau derUniversität Duisburg-Essen weitereUntersuchungen an dünneren warm-gefertigten Hohlprofilen der Stahl-sorte S355J2H mit einer Wanddickevon 10 mm, an denen Kerbschlagbie-geproben als Untermaßproben unter-sucht werden. Aufgrund der geringenWanddicken sind ähnlich gute bisnoch bessere Ergebnisse zu erwarten.

Die vorgenannten Untersuchun-gen wurden nicht für Stähle der Fest-igkeiten S235, S275, S420 und S460durchgeführt. Es ist allerdings davonauszugehen, dass bei diesen Festig-keitsklassen ein gleichwertiges Verhal-ten zu verzeichnen ist, zumal in denFestigkeitsklassen S420 und S460 nurFeinkornbaustähle der Güten N bzw.NL angeboten werden, die auf Grundihres Fertigungsprozesses per se bes-sere Zähigkeitseigenschaften aufwei-sen. Zur abschließenden Validierungsind für diese Festigkeitsbereiche al-lerdings noch vergleichende stichpro-benartige Untersuchungen durchzu-führen. Des Weiteren sind noch diedicken Wanddickenbereiche größer20 mm zu untersuchen, die eher seltenund dann in Sonderkonstruktionenzum Einsatz kommen, um letztend-lich die Übertragbarkeit der Ergebnisseauch auf diese Wanddickenbereichegewährleisten zu können.

4 Werkstoffwahl zur Vermeidung vonSprödbuch bei tiefen Temperaturen

4.1 Sprödbruchkonzept derDIN EN 1993-1-10

Unter Verwendung der Zähigkeitsan-forderungen an den Werkstoff aus derProduktnorm wurde ein bruchmecha-nisches Konzept zur Werkstoffwahlzur Vermeidung von Sprödbruch beitiefen Temperaturen entwickelt ([9],[10]), dass auf europäischer Ebene inder DIN EN 1993-1-10 [11] und [12]und auf nationaler Ebene in der

WerkKV beiT27J,nomin J

ΔKV = KV – 27 Jin J

T27J,expin °C

ΔT27J= T27J,exp – T27J,nomin K

alle Longitudinalproben (gewichtete Mittelwerte) S355J2H (T27J,nom = –20 °C)

Hamm (3 Profile) 237 210 –134 –114

Düsseldorf (4 Profile) 188 161 –75 –55

Auswertung über alle Longitudinalproben S355J2H (T27J,nom = –20 °C)

gewichteter Mittelwert – LS355J2H

209 182 –100 –80

Alle Longitudinalproben (Mittelwerte) S355J0H (T27J,nom = 0 °C)

Mülheim (1 Profil) 233 206 –109 –109

Auswertung über alle Longitudinalproben S355J2H u. S355J0H

gewichteter Mittelwert – LS355J2H u. S355J0H

– – –101 –84

Alle Transversalproben (gewichtete Mittelwerte) S355J2H (T27J,nom = –20 °C)

Hamm (3 Profile) 191 164 –102 –82

Düsseldorf (4 Profile) 171 144 –83 –63

Auswertung über alle Transversalproben S355J2H (T27J,nom = –20 °C)

gewichteter Mittelwert – TS355J2H

180 153 –91 –71

Alle Transversalproben (Mittelwerte) S355J0H (T27J,nom = 0 °C)

Mülheim (1 Profil) 181 154 –120 –120

Auswertung über alle Transversalproben S355J2H u. S355J0H

gewichteter Mittelwert - TS355J2H u. S355J0H

– – –95 –77

Tabelle 2. Gemessene Kerbschlagarbeitswerte bei T = –20 °C (für S355J2H) bzw.0 °C (für S355J0H) sowie Gegenüberstellung der aus gemessenen Werten ermittel-ten T27J-Temperaturen T27J,exp mit den nach Produktnorm nominell gefordertenWerten T27J,nom (Universität Duisburg-Essen) [7]Table 2. Measured impact values at T = –20 °C (S355J2H) respectively 0 °C(S355J0H) and comparison of the T27J-temperatures T27J,exp calculated from mea-sured values with nominal values T27J,nom required in the product standard (Uni-versity of Duisburg-Essen) [7]


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DASt-Richtlinie 009 [13] seinen Ein-gang ge funden hat. Dieses Spröd-bruchkonzept berücksichtigt nebenden Zähigkeitseigenschaften das Be-anspruchungs niveau, die Einsatztem-peratur, die Bauteildicke, die Bean-spruchungsgeschwindigkeit u. a. DieZähigkeitseigenschaften werden hier-bei über die in den Produktnormenangegebene Mindestanforderung andie Kerbschlagarbeit bei definierterPrüftemperatur berücksichtigt, da dieeigentlich erforderliche Größe, diebruch mechanische Zähigkeit KIc,keine Grö ße ist, die in den Produkt-

normen angegeben werden kann, dasie unter anderem bauteilabhängig ist.

Bei der einfachsten und sicher-lich auch am häufigsten gewähltenVorgehensweise nach diesem Konzepterfolgt die Auswahl der erforderlichenStahlgütegruppe in Abhängigkeit derStahlsorte (Festigkeit), Bezugstempe-ratur TEd und Bezugsspannung σEdanhand einer Tabelle mit zulässigenErzeugnisdicken (s. Tabelle 3), die fürermüdungsbeanspruchte Bauteile alleKerbfälle nach DIN EN 1993-1-9 [14]abdeckt. Hierbei entspricht die Be-zugstemperatur TEd im Regelfall der

Einsatztemperatur Tmdr des betrach-teten Bauteils (s. Tabelle 4), und dieBezugsspannung σEd resultiert aus derstatischen Berechnung aus der Ein-wirkungskombination für die außer-gewöhnliche Bemessungssituation.

Das Sprödbruchkonzept der DINEN 1993-1-10 basiert auf Großbauteil-versuchen an Flachstählen, deren tat -sächlich vorhandenen Zähigkeitseigen-schaften wesentlich besser waren alsnach Produktnorm gefordert. Im Detailbedeutet dies, dass die gemessenen T27J-Temperaturen im Vergleich zu den no-minellen T27J-Temperaturen nach Pro-duktnorm im Mittel eine Abweichungvon ΔΔTR = -45 K aufwiesen. UnterBerücksichtigung dieser Tatsache undder Modellungenauigkeit sowie des imEurocode angestrebten Sicherheits -index von β = 3,8 ergab sich für dasSprödbruchkonzept der EN 1993-1-10ein additives Teil sicherheitselement vonΔTR = –7 K [9], das implizit in den Ta-bellenwerten der Tabelle 3 enthalten ist.

4.2 Anwendbarkeit der DIN EN 1993-1-10auf warmgefertigte Hohlprofilenach DIN EN 10210

Neben der Untersuchung der Zähig-keitsverteilung entlang des Umfangssollte mit den bereits erläuterten Un-tersuchungen am Institut für Metall-und Leichbau der Universität Duis-burg-Essen eine Aussage über die prin-

Bild 10. Gegenüberstellung der experimentell ermitteltenT27J-Temperaturen in Abhängigkeit der Herstellwerkeund der Probenlage (Gurt-Ecke)Fig. 10. Comparison of the experimental T27J-temperaturesin dependence on the production plants and the orienta-tion of the test specimens (flange-corner)

Bild 11. Gegenüberstellung der experimentell ermitteltenKerbschlagarbeitswerte KVUS = KV20°C,exp in Abhängigkeitder Herstellwerke und der Probenlage (Gurt-Ecke)Fig. 11. Comparison of the experimental impact valuesKVUS = KV20°C,exp dependent on the production plants andthe orientation of the test specimens (flange-corner)

Bild 12. Gegenüberstellungder Hochlagenwerte TUS(bei 97,5 % KV20°C,calc) inAbhängigkeit der Herstell-werke und der Probenlage(Gurt-Ecke)Fig. 12. Comparison of thetemperature values for theupper shelf TUS (at 97,5 %KV20°C,calc) dependent onthe production plants andthe orientation of the testspecimens (flange-corner)




zipielle Anwendbarkeit der DIN EN1993-1-10 zur Stahlsortenwahl auchauf warmgefertigte Hohlprofile getrof-fen werden. Dazu war insbesondere dieBeantwortung der Fragestellung vonInteresse, in welcher Höhe bei warm-gefertigten Hohlprofilen die Abwei-chung zwischen den tatsächlich vor-liegenden gemessenen T27J-Tempera-turen und der nach Norm gefordertennominellen T27J-Temperatur liegt.Hierbei galt es auch zu untersuchen,ob die in der EN 1993-1-10 unter-stellte Abweichung von ΔΔTR = –45 Kzwischen den nominellen und experi-mentell ermittelten T27J-Temperatu-ren auch für warmgefertigte Hohlpro-file angesetzt werden kann.

Tabelle 3. Zulässige Erzeugnisdicken t in mm zur Gewährleistung ausreichender Bruchzähigkeit nach DIN EN 1993-1-10Table 3. Maximum permissible plate thicknesses t in mm to ensure sufficient fracture toughness according to DIN EN 1993-1-10

Stahlsorte Kerbschlag- Bezugstemperatur TEd in °C1)

arbeit KV

Stahlsorte Stahlgüte-gruppe bei T in °C Jmin 10 0 –10 –20 –30 –40 –50 10 0 –10 –20 –30 –40 –50 10 0 –10 –20 –30 –40 –50

σEd = 0,75 · fy(t)(1) σEd = 0,50 · fy(t) σEd = 0,25 · fy(t)

JR 20 27 60 50 40 35 30 25 20 90 75 65 55 45 40 35 135 115 100 85 75 65 60

S235 J0 0 27 90 75 60 50 40 35 30 125 105 90 75 65 55 45 175 155 135 115 100 85 75

J2 –20 27 125 105 90 75 60 50 40 170 145 125 105 90 75 65 200 200 175 155 135 115 100

JR 20 27 55 45 35 30 25 20 15 80 70 55 50 40 35 30 125 110 95 80 70 60 55

J0 0 27 75 65 55 45 35 30 25 115 95 80 70 55 50 40 165 145 125 110 95 80 70

S275 J2 –20 27 110 95 75 65 55 45 35 155 135 115 95 80 70 55 200 190 165 145 125 110 95

M/N –20 40 135 110 95 75 65 55 45 180 155 130 115 95 80 70 200 200 190 165 145 125 110

ML/NL –50 27 185 160 135 110 95 75 65 200 200 180 155 130 115 95 230 200 200 200 190 165 145

JR 20 27 40 35 25 20 15 15 10 65 55 45 40 30 25 25 110 95 80 70 60 55 45

J0 0 27 60 50 40 35 25 20 15 95 80 65 55 45 40 30 150 130 110 95 80 70 60

S355 J2 –20 27 90 75 60 50 40 35 25 135 110 95 80 65 55 45 200 175 150 130 110 95 80

K2/M/N –20 40 110 90 75 60 50 40 35 155 135 110 95 80 65 55 200 200 175 150 130 110 95

ML/NL –50 27 155 130 110 90 75 60 50 200 180 155 135 10 95 80 210 200 200 200 175 150 130

S420M/N –20 40 95 80 65 55 45 35 30 140 120 100 85 70 60 50 200 185 160 140 120 100 85

ML/NL –50 27 135 115 95 80 65 55 45 190 165 140 120 100 85 70 200 200 200 185 160 140 120

Q –20 30 70 60 50 40 30 25 20 110 95 75 65 55 45 35 175 155 130 115 95 80 70

M/N –20 40 90 70 60 50 40 30 25 130 110 95 75 65 55 45 200 175 155 130 115 95 80

S460 QL –40 30 105 90 70 60 50 40 30 155 130 110 95 75 65 55 200 200 175 155 130 115 95

ML/NL –50 27 125 105 90 70 60 50 40 180 155 130 110 95 75 65 200 200 200 175 155 130 115

QL1 –60 30 150 125 105 90 70 60 50 200 180 155 130 110 95 75 215 200 200 200 175 155 130

Q 0 40 40 30 25 20 15 10 10 65 55 45 35 30 20 20 120 100 85 75 60 50 45

Q –20 30 50 40 30 25 20 15 10 80 65 55 45 35 30 20 140 120 100 85 75 60 50

QL –20 40 60 50 40 30 25 20 15 95 80 65 55 45 35 30 165 140 120 100 85 75 60S690

QL –40 30 75 60 50 40 30 25 20 115 95 80 65 55 45 35 190 165 140 120 100 85 75

QL1 –40 40 90 75 60 50 40 30 25 135 115 95 80 65 55 45 200 190 165 140 120 100 85

QL1 –60 30 110 90 75 60 50 40 30 160 135 115 95 80 65 55 200 200 190 165 140 120 100

1) In der Regel entspricht die Bezugstemperatur TEd der Einsatztemperatur Tmdr nach Tabelle 4.

Tabelle 4. Einsatztemperaturen Tmdr für verschiedene Bauteile nach DIN EN 1993-1-10/NATable 4. Operation temperature Tmdr for various applications according to DIN EN 1993-1-10/NA

Zeile Bauteil EinsatztemperaturTmdr in °C

1 Stahl- und Verbundbrücken –30

2 Stahltragwerke im Hochbau

2a außen liegende Bauteile –30

2b innen liegende Bauteile –30

3 Kranbahnen (außenliegende Bauteile) –30

4 Stahlwasserbau

4a Verschlusskörper, die zeitweilig ganz oder zu einemgroßen Teil aus dem Wasser herausgenommen werden –30

4b einseitig von Wasser benetzte Verschlusskörper –15

4c beidseitig teilweise von Wasser benetzte Verschlusskörper –15

4d Verschlusskörper, die sich vollständig unter Wasser befinden –15


10



Wie bereits erläutert, ergab sichdie Temperaturdifferenz ΔT27J im Mit-tel über alle Profile zu ΔT27J = –84 K,die damit deutlich unter der Tempera-turdifferenz ΔΔTR = –45 K liegt. Somitweisen die hier untersuchten warmge -fertigten Hohlprofile wesentlich bes-sere Zähigkeitseigenschaften auf, alsdie im Rahmen der Entwicklung derEN 1993-1-10 untersuchten Flach-stähle, was den Schluss zulässt, dasswarmgefertigte Hohlprofile von demin der EN 1993-1-10 enthaltenen Si-cherheitselement von ΔTR = –7 K un-terschätzt werden. Die EN 1993-1-10liegt damit in ihrer Anwendbarkeit inBezug auf warmgefertigte Hohlprofileauf der sicheren Seite.

Dies bedeutet letztendlich, dassdie DIN EN 1993-1-10 auch für warm -gefertigte Hohlprofile eine wirtschaft-liche Werkstoffwahl zulässt. Die Wahleiner höherwertigen Stahlsorte imHinblick auf die Zähigkeit als nachden zulässigen Erzeugnisdicken derDIN EN 1993-1-10 erforderlich, bringtbezüglich der Vermeidung von Spröd-bruch keinen Mehrwert und sollteaus Wirtschaftlichkeitsgründen ver-mieden werden.

4.3 Werkstoffwahl zur Vermeidung vonSprödbruch beim Einsatz warmge-fertigter Hohlprofile mit Wanddickenbis 20 mm

Quadratische und rechteckige, warm-gefertigte Hohlprofile werden in Eu-ropa heutzutage vornehmlich in Wand -dicken bis 20 mm, runde, warmgefer-tigte Hohlprofile in Wanddicken bis25 mm in der Standardgüte S355J2Heingesetzt, da diese Güte beim Handelauf Lager vorrätig ist. Die Frage, diesich nun im Wesentlichen für den Trag-werksplaner, Fertiger und Kundenstellt, ist, ob diese Standardgüte für denEinsatz auch bei tiefen Temperaturenausreichend ist, oder ob eine höherwer-tige Güte, z. B. S355NH, eingesetztwerden muss. Dies ist natürlich vondem Beanspruchungsniveau und damitder statischen Auslastung sowie von dertatsächlichen Einsatztemperatur ab-hängig. Ausgehend von dem maximalmöglichen Beanspruchungsniveau vonσEd = 0,75 fy(t) sind in Bild 13 die ma-ximal zulässigen Erzeugnisdicken nachDIN EN 1993-1-10 für die nach derProduktnorm für warmgefertigte Hohl-profile, der DIN EN 10210, geltendenStahlsorten grafisch aufbereitet.

Es ist zu erkennen, dass fürwarmgefertigte Hohlprofile mit Wand -dicken bis 20 mm selbst für das un -günstigste Spannungsniveau in Kom-bination mit der ungünstigsten Bezugs -temperatur von –50 °C – mit Aus nahmevon S355J0H – jede Stahlsorte ein-setzbar ist. Bis zu Bezugstemperatu-ren von –40 °C kann bei Wanddickenbis zu 20 mm sogar jede verfügbareStahlsorte eingesetzt werden. UnterBerücksichtigung der Tatsache, dasswarmgefertigte Hohlprofile, wie in Ab -schnitt 3 erläutert, sehr gute Zähig-keitseigenschaften über den gesamtenUmfang aufweisen, die wesentlich überden Anforderungen der Produktnormliegen, ist die Wahl einer höherwertigenStahlsorte als nach DIN EN 1993-1-10aus dem Wunsch nach besseren Zähig-keitseigenschaften herrührend als un-wirtschaftlich anzusehen. Exemplarischbedeutet dies für Bauteile mit Wand-dicken bis 25 mm aus der StandardgüteS355J2H, dass selbst bis Einsatztem-peraturen bis –50 °C keine bemessungs-relevanten Vorzüge für die Wahl deshöherwertigen S355NH vorliegen.

5 Zusammenfassung

Die Stahlsortenwahl für warmgefer-tigte Hohlprofile nach DIN EN 10210im Wanddickenbereich bis 25 mm zeigtsich selbst bei tiefen Temperaturen alsvöllig unproblematisch, wenn die so-genannte Standardgüte S355J2H ein-gesetzt werden soll: nach DIN EN1993-1-10 sind diese Profile bis –50 °Cbei maximaler Beanspruchung ein-setzbar; vorausgesetzt zusätzlich un -günstig wirkende Einflüsse aus Kalt-verformung und erhöhte Dehnratensind nicht vorhanden. Eine künstlicheForderung einer höherwertigen Stahl-güte, wie z. B. eines S355NH oder garS355NLH, bringt in Bezug auf dieStahlsortenwahl zur Vermeidung vonSprödbruch keinen Vorteil und kannaus wirtschaftlichen Gründen vermie-den werden.

Experimentelle Untersuchungenam Institut für Metall- und Leichtbauder Universität Duisburg-Essen anwarmgefertigten Hohlprofilen derStahlsorten S355J2H und S355J0Hmit Hilfe von Kerbschlagbiegeversu-chen haben ergeben, dass diese eineausgesprochen homogene Zähigkeits-verteilung entlang des Umfangs auf-weisen und so hohe Kerbschlagarbeits -werte – auch bei tiefen Temperaturen –

vorliegen, dass die der Untersuchungzu grunde liegenden warmgefertigtenHohlprofile vom bruchmechanischenBe messungskonzept der DIN EN1993-1-10 zur Stahlsortenwahl unter-schätzt werden, womit die Anwend-barkeit der DIN EN 1993-1-10 in Be-zug auf warmgefertigte Hohlprofileauf der sicheren Seite liegt.

Weitergehende Untersuchungenan dünnwandigen Hohlprofilen mitUn termaßproben sowie an eher dick-wandigen Profilen (größer 20 mm) undden Festigkeiten S235, S275, S420 undS460 stehen noch aus. Da allerdingsdie bisher untersuchten Profile mitWanddicken bis 20 mm aus S355J2Hin Europa zu den derzeit gebräuchlich-sten Profilen gehören, sind die für diePraxis maßgeblich relevanten, warm-gefertigten Hohlprofile abgedeckt.

Literatur

[1] DIN EN 10027-1:2005-10: Bezeich-nungssysteme für Stähle. Teil 1: Kurz-namen. Deutsche Fassung EN 10027-1:2005.

[2] DIN EN 10045-1:1991-04: MetallischeWerkstoffe – Kerbschlagbiegeversuchnach Charpy. Teil 1: Prüfverfahren.Deutsche Fassung EN 10045-1:1990

[3] DIN EN 10025-1 bis 6: Warmge-walzte Erzeugnisse aus Baustählen –Teile 1 bis 6.

[4] DIN EN 10210-1:2006-07: Warmge-fertigte Hohlprofile für den Stahlbauaus unlegierten Baustählen und Fein-kornbaustählen – Teil 1: TechnischeLieferbedingungen. Deutsche FassungEN 10210-1:2006.

[5] DIN EN 10219-1:2006-07: Kaltgefer-tigte geschweißte Hohlprofile für denStahlbau aus unlegierten Baustählenund aus Feinkornbaustählen – Teil 1:Technische Lieferbedingungen. Deut-sche Fassung EN 10219-1:2006.

[6] Kosteski, N., Packer, J. A., Puthli, R. S.:Notch Toughness of Cold-Formed Hol-low Sections. CIDECT Report 1B-2/03,October 2003.

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[8] Wardenier, J., Ritakallio, P., Iglesias, G.,Puthli, R. S., Packer, J. A., Krampen, J.,Feldmann, M., Eichler, B., Kühn, B.,Stranghöner, N., Dahl, W., Langenberg,P., Kouhi, J., Pope, R., Sedlacek, G.:Choice of Steel Material to Avoid BrittleFracture for Hollow Section Structures.Addition to EN 1993-1-10, JRC Scientificand Technical Report (in preparation).




[9] Stranghöner, N.: Werkstoffwahl imStahlbrückenbau. DASt-Forschungsbe-richt 4, Düsseldorf: Stahlbau Verlags-und Service GmbH 2006.

[10] Kühn, B.: Beitrag zur Vereinheitli-chung der europäischen Regelungenzur Vermeidung von Sprödbruch.Schriftenreihe Stahlbau-RWTH Aa-chen, Heft 54, Aachen: Shaker Verlag2005.

[11] DIN EN 1993-1-10:2010-12: Euro-code 3: Bemessung und Konstruktionvon Stahlbauten – Teil 1-10: Stahlsor-tenauswahl im Hinblick auf Bruch-zähigkeit und Eigenschaften in Dicken-richtung. Deutsche Fassung EN 1993-1-10:2005 + AC:2009.

[12] DIN EN 1993-1-10/NA:2010-12: Na-tionaler Anhang – National festgelegteParameter – Eurocode 3: Bemessungund Konstruktion von Stahlbauten –Teil 1 bis 10: Stahlsortenauswahl imHinblick auf Bruchzähigkeit und Ei-genschaften in Dickenrichtung.

[13] DASt-Richtlinie 009:2008: Stahlsor-tenauswahl für geschweißte Stahlbau-ten. Deutscher Ausschuß für Stahlbau,Düsseldorf: Stahlbau Verlags- und Ser-vice GmbH.

[14] DIN EN 1993-1-9:2010-12: Euro-code 3: Bemessung und Konstruktionvon Stahlbauten – Teil 1 bis 9: Ermü-dung. Deutsche Fassung EN 1993-1-9:2005 + AC:2009.

Autoren dieses Beitrages:Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Natalie Stranghöner,[email protected] Lorenz M.Sc.,[email protected]ät Duisburg-Essen,Institut für Metall- und Leichtbau,Universitätsstraße 15, 45141 Essen

Dipl.-Ing. Jürgen Krampen,[email protected] & M Deutschland GmbH,Theodorstraße 90,40472 Düsseldorf

Zulä

ssig

e E

rzeu

gnis

dick

e t[

mm

]

Bezugstemperatur T [°C]Ed

-50

10

Zulä

ssig

e Er

zeug

nisd

icke

t[m

m]


-50

102030405060708090

100110120130140150

-40 -30 -20 -10 0 10

Ed y= 0,75 f (t)S235

S235J2H

S235J0H

S235JRH

20

453525

65

30405060708090

100110120130140150160170180

-40 -30 -20 -10 0 10

Ed y= 0,75 f (t)S275

S275NLH

S275NH

S275J2H

S275J0H

Zulä

ssig

e Er

zeug

nisd

icke

t[m

m]


-50

1020 25

15

3530405060708090

100110120130140150

-40 -30 -20 -10 0 10

Ed y= 0,75 f (t)S355

S355NHS355NLH

S355J2H

S355J0H

Zulä

ssig

e Er

zeug

nisd

icke

t[m

m]


-50

1020

45

30405060708090

100110120130140150

-40 -30 -20 -10 0 10

Ed y= 0,75 f (t)S420

S420NHS420NLH

Zulä

ssig

e Er

zeug

nisd

icke

t[m

m]


-50

1020 2530405060708090

100110120130140150

-40 -30 -20 -10 0 10

Ed y= 0,75 f (t)S460

S460NH

S460NLH

Bild 13. Zulässige Erzeugnisdicken für warmgefertigte Hohlprofile nach DIN EN 10210 gemäß DIN EN 1993-1-10 für dasmaximale Beanspruchungsniveau von σEd = 0,75 fy(t)Fig. 13. Maximum permissible wall thicknesses for hot-finished hollow sections according to DIN EN 10210 on the basis ofDIN EN 1993-1-10 depending on a service stress of σEd = 0,75 fy(t)


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