Schweißnähte höchstfester Stähle und deren Nachbehandlung zur Ermüdungsfestigkeitssteigerung

Bei jeder Entwicklung von noch höherfesteren Stählen hat es Zweifel an der Wirtschaftlichkeit und Nutzbarkeit gegeben. Die Entwicklung von S355 zu S460 und schließlich zu S700 hat aber gezeigt, dass sich diese Innovation jeweils in kürzester Zeit auszahlte. Im Zeichen von Nachhaltigkeit können durch den Einsatz von höchstfestem Stahl bis S960 Einsparung von Ressourcen, effizientere Verbindungen und die Verlängerung der Bauteillebensdauer realisiert werden. Mit der Erweiterung des Gültigkeitsbereichs von S700 auf S960 in prEN 1993‐1‐12 wird eine Grundlage dafür geschaffen. Zugleich werden weitere Untersuchungen erforderlich, wie die Anpassung der Regelungen für das Schweißen sowie für den Einsatz von Schweißnahtnachbehandlungsverfahren zur Ermüdungsfestigkeitssteigerung. In diesem Beitrag werden Ergebnisse aus zwei aktuellen AiF‐FOSTA‐Vorhaben vorgestellt. Im Rahmen des Vorhabens „Effiziente Nachweiskonzepte für Mischverbindungen im Stahlbau“ werden umfangreiche Untersuchungen an Stumpf‐ und Kehlnahtverbindungen höchstfester Stähle S960 vorgestellt. Im Rahmen des Vorhabens „Kerbfalleinstufung von HFH‐nachbehandelten höchstfesten Baustählen unter Berücksichtigung geometrischer Fertigungsimperfektionen im Stahlbau“ werden Ergebnisse und ein Vorschlag zur Erweiterung der DASt‐Richtlinie 026 und des neuen Anhangs F in prEN 1993‐1‐9 auf höchstfeste Stähle bis S960 für das Konstruktionsdetail Quersteife vorgestellt.

Whenever even higher‐strength steels were developed, there were doubts about their cost‐effectiveness and usability. However, the development from S355 to S460 and finally to S700 has shown that this innovation paid off in a very short time. In terms of sustainability, the use of ultra‐high strength steel up to S960 can save resources, make connections more efficient and extend the service life of bridges. These aspects can be realised through the use of ultra‐high strength steel, and the extension of the scope from S700 to S960 in prEN 1993‐1‐12 forms a basis for this. At the same time, further investigations are required, such as the adaptation of the design rules for welding and for the use of post‐weld treatment to increase the fatigue strength. This paper presents results from two current AiF FOSTA projects. As part of the research project “Effective design concepts for mixed connections in steel structures”, this paper presents extensive investigations on butt and fillet welded joints of ultra‐high strength steels S960. As part of the research project “FAT‐classification of HFMI‐treated ultra‐high strength structural steels considering geometric manufacturing imperfections in steel construction”, this paper presents results and a proposal for extending the DASt guideline 026 and the new Annex F in prEN 1993‐1‐9 to ultra‐high strength steels up to S960 for the constructional detail transverse stiffener.