Zur Ermüdungsfestigkeit großer Schrauben im Stahlbau unter Berücksichtigung von Herstell- und Randschichteinflüssen - Teil 1: Bisheriger Kenntnisstand

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Knuth-Michael Henkel zur Vollendung seines 60. Lebensjahres gewidmet
Die Ermüdungsfestigkeit von Stahlbauschrauben wird maßgeblich von Herstellungseinflüssen beeinflusst. In den Bemessungsgrundlagen werden diese Einflussfaktoren, abhängig vom jeweils herangezogenen Regelwerk, sehr uneinheitlich berücksichtigt. Insbesondere für Schrauben großer Durchmesser, wie sie z. B. bei Windenergieanlagen in hoher Stückzahl zum Einsatz kommen, war eine experimentelle Grundlage zur Bewertung verschiedener Einflüsse in der Vergangenheit nur sehr begrenzt verfügbar. Im Teil 1 des vorliegenden Beitrags wird der bisherige Kenntnisstand dargelegt, der die maßgebenden Einflussgrößen auf die Ermüdungsfestigkeit von Schrauben im Stahlbau beschreibt. Hieraus werden von den Verfassern die Grundlagen zur Bewertung von bestehenden und (242) bislang unveröffentlichten Ergebnissen aus Schwingfestigkeitsuntersuchungen an axial belasteten Schraube-Mutter-Verbindungen bis zur Nenngröße M64 abgeleitet, die im Teil 2 dieses Beitrags enthalten sind. Im Vordergrund stehen dabei der Größen- und Randschichteinfluss, der Einfluss der Gewindeherstellung sowie der Beanspruchungszustand aus der ziehenden Anziehpraxis.

On fatigue strength of large-size bolt-assemblies in steel constructions under consideration of manufacturing and surface condition related impacts - part 1: state of knowledge
Manufacturing related impact factors significantly affect the fatigue strength of bolt assemblies used in steel constructions. The effects are taken into account very inconsistently in the design bases, depending on the normative reference used. Especially for bolt assemblies with large diameters, as they are commonly applied in large numbers at towers for wind energy plants, only a very limited experimental background for assessment of relevant impact factors has been available in the past. Part 1 of this paper presents the state of knowledge regarding the decisive influencing variables on the fatigue strength of bolts in steel structures. From this state of knowledge, the authors derive the basis for evaluating existing and (242) previously unpublished results from fatigue tests on axially loaded bolt nut connections up to nominal size M64, which are included in Part 2 of this paper. The focus is on the influence of size and surface layers, the influence of thread fabrication as well as the stress condition from the pulling assembly practice.