Ermüdung bei Trägern mit Gurtdickensprung mit und ohne Stegausschnitt – aufbereitetes Bemessungsmodell nach dem Strukturspannungskonzept

Zur Bewertung des Ermüdungswiderstands und des Tragverhaltens von geschweißten Trägern mit Gurtdickensprung finden sich aktuell im Eurocode EN 1993‐1‐9 keine aufbereiteten Kerbfälle. Dieses Defizit wird mit der aktuellen Neuauflage dieses Eurocode‐Teils behoben, jedoch nur für den Fall ohne Stegausschnitt. Der Beitrag fasst einleitend die Ergebnisse weiterführender Forschung zu diesem Konstruktionsdetail mit zusätzlichem Stegausschnitt zusammen. Im Detail wird das daraus resultierende aufbereitete Bemessungsmodell nach dem Strukturspannungskonzept vorgestellt, das auch den Sonderfall des alleinigen Stegausschnitts umfasst. Es erlaubt ebenfalls die Anwendung für Gurtdickensprünge ohne Stegausschnitte mit alleinigen Halskehlnähten. Bei der Beurteilung müssen auch die lokalen Spannungserhöhungen infolge begleitender Schubspannungen berücksichtigt werden. Für die vereinfachte baupraktische Anwendung wurden auf Basis umfassender Parameterstudien einfache Regeln erarbeitet, die eine Anwendung des Nennspannungskonzepts erlauben. Dabei erfolgt eine Beschränkung der Nennspannung im Gurt und des maximal erlaubten Gurtdickenverhältnisses /. Ein umfangreiches Beispiel zeigt die praktische Anwendung des Bemessungsmodells sowie die erarbeiteten vereinfachten Regeln.

Eurocode 1993 part 1‐9 currently does not include any fatigue classes for the fatigue assessment of welded girders with a flange thickness transition. This deficit has been addressed within the second generation of this Eurocode part, but only for the case without a cope hole in the web plate. This contribution begins by summarising the results of previous research activities covering this constructional detail with an additional cope hole. A derived design model based on the hot‐spot stress method, including the special case of only a cope hole without a thickness transition, is shown. The design model and its application are presented in detail. The model can also be applied to girders with a flange thickness transition without a cope hole, where the weld between the web and flange is a two‐sided fillet weld only. The additional local stress increase due to accompanying shear stresses must be accounted for in the assessment. For a simplified practical application, simple rules were developed based on a comprehensive parameter study. These rules allow the nominal stress method to be applied by limiting the nominal stress range in the flange in combination with a maximum allowable flange thickness ratio t/t. A comprehensive example demonstrates the model's practical application and the simplified rules.