Zum Nachweis der Ermüdung von schlanken Plattenbauteilen infolge Stegatmen

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Ulrike Kuhlmann
• Fachliche Zuordnung: Bauwesen und Architektur
• Förderung: Förderung von 1998 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5391352

Schlanke Platten beulen bereits bei geringen Lasten aus, ohne jedoch zu versagen. Sie besitzen große überkritische Tragreserven. Die Ausnutzung der überkritischen Tragreserven ermöglicht schlankere, leichtere und vor allem wirtschaftlichere Konstruktionen mit keinen oder nur wenigen aussteifenden Elementen. Der wichtigste Anwendungsbereich sind Biegeträger mit schlanken Stegen. Schlanke Stege erfahren bei Belastungen oberhalb ihrer linear elastischen Beullasten große Verformungen aus ihrer Ebene. Bei häufig wiederholter Belastung kommt es zu einem zyklisch wiederkehrenden Ausbeulen der Stege, das als Stegatmen bereichnet wird. Durch das zyklische Ausbeulen der Stege entstehen sekundäre Biegespannungen an den Einspannungen der Stegbleche in die Querstreifen und Flansche. Bei entsprechender Häufigkeit der Lastwechsel führen die sekundären Biegespannungen zu Ermüdungsrissen an den Schweißnähten und bewirken ein vorzeitiges Versagen der Träger. Um die wirtschaftlichen Vorteile der überkritischen Tragreserven im Brückenbau und anderen Anwendungsbereichen nutzen zu können, will dieser Antrag die Bedingungen, die zu diesem Versagen führen, feststellen und damit einen Ermüdungsnachweis entwickeln, der ein vorzeitiges Ermüdungsversagen der durch Stegatmung beanspruchten Bleche ausschließt. Ziel des Antrags ist die Entwicklung eines geschlossenen Nachweiskonzeptes, das sowohl die Einwirkungsseite als auch die Beanspruchbarkeit betrachtet und die wissenschaftlichen Erkenntnisse über das Phänomen Stegatmung in praktrisch anwendbare Nachweise umsetzt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen