Beurteilung der Sprödbruchgefährdung gelochter Stahltragwerke - Weiterentwicklung der Analysemethoden

Zahlreiche erhaltene Stahlbauwerke des 19. und frühen 20. Jh. werden heute noch genutzt und haben ihre geplante Nutzungsdauer von 60 bis 80 Jahren deutlich überschritten. Aus wirtschaftlichen und oft auch denkmalpflegerischen Gründen besteht ein großes Interesse, die Nutzung dieser Bauwerke auch weiterhin sicherzustellen. Bedingt durch Schadensfälle infolge Sprödbruchversagen bei Altstahlkonstruktionen (z.B. an Stahlgeschossbauten und Stahlgittermasten) gewinnt neben der Tragsicherheit die Frage der Sprödbruchgefährdung alter Stahlkonstruktionen zunehmend an Bedeutung. Alte Stahlkonstruktionen bestehen überwiegend aus genieteten oder geschraubten Flachstählen, I-, L- und U-Profilen mit wiederkehrenden Konstruktionsprinzipien. Besonders sprödbruchgefährdet sind Bereiche in höher zugbeanspruchten Bauteilen aus stickstoffreichen Stählen, die durch gestanzte Löcher geschwächt sind. Da keine ausreichend abgesicherten Grundlagen zur Bewertung der werkstoff- und konstruktionsbedingten Sprödbruchgefährdung vorliegen, ist es erforderlich, Methoden für eine sachgerechte Beurteilung der Bauwerke zu entwickeln. Hierzu sind sowohl Untersuchungen auf der Einwirkungsseite als auch auf der Seite des Werkstoffwiderstandes durchzuführen. Die Zielstellung des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines praxisgerechten Verfahrens zur Beurteilung der Sprödbruchgefährdung lochgeschwächter Konstruktionen des Stahlhochbaus. Grundlagen hierfür bilden bruchmechanische Sicherheitsanalysen, experimentell bestimmte Werkstoffkennwerte und Finite Element Berechnungen zur Bestimmung der Zähigkeitsanforderungen typischer Konstruktionsformen. Mit Hilfe statistischer Methoden werden Streuungen der Festigkeits- und Zähigkeitskennwerte der Flussstähle erfasst und nach Verifizierung durch Bauteilversuche in ein semi-probabilistisches Bemessungskonzept überführt.