Zum Ermüdungsverhalten von X‐Knoten aus quadratischen Hohlprofilen

Im Jahr 1984 wurden die ersten ausgearbeiteten Vorschläge zur Kerbfalleinteilung geschweißter X‐Knoten aus Rechteckhohlprofilen (RHP) von Mang und Bucak ([8], [9]) dem Normengremium der DIN EN 1993‐1‐9 [1] vorgelegt. Diese Normvorschläge basierten auf umfangreichen versuchstechnischen Untersuchungen und berücksichtigten die Ermüdungsfestigkeit geschweißter X Knoten in Abhängigkeit der vorhandenen Breiten‐ (b/b o ) und Wanddickenverhältnisse (t o /t). Da zu diesem Zeitpunkt der Umfang der Eurocode 3‐Regelungen nicht vergrößert werden sollte, wurden die ausgearbeiteten Normvorschläge nicht aufgenommen. In der aktuellen Fassung der DIN EN 1993‐1‐9 [1], dem IIW‐Dokument [2] sowie der FKM‐Richtlinie [4] sind zur Kerbfalleinteilung geschweißter X‐Knoten aus RHP keine Vorgaben nach dem Nennspannungskonzept enthalten. Die Kranbaunorm DIN EN 13001‐3‐1 [3] macht zu dieser Thematik zwar Vorgaben, diese sind allerdings äußerst konservativ gehalten. Der CIDECT Design Guide Nr. 8 [12] enthält für die Bemessung geschweißter Hohlprofilkonstruktionen in Form von T‐ bzw. X‐Knoten nach dem Nennspannungskonzept keine Angaben. In [12] sind allerdings ausführliche Angaben in Form von Bemessungsformeln und ‐diagrammen zur Ermittlung der Spannungen (SCF) und Dehnungen (SNCF) sowie Bemessungs‐Wöhlerlinien für geschweißte Rund‐ und Rechteckhohlprofilkonstruktionen nach dem Strukturspannungskonzept enthalten. Auf ausdrücklichen Wunsch industrieller Forschungspartner wurden in den vergangenen Jahren im Labor für Stahl‐ und Leichtmetallbau der Hochschule München in direkter Zusammenarbeit mit der Labor für Stahl‐ und Leichtmetallbau GmbH, Kissing, im Rahmen eines AIF‐ Forschungsprogramms [13] weiterführende Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten von X‐Knoten aus RHP durchgeführt, auf deren Basis eine Überprüfung sowie Erweiterung des damaligen Normungsvorschlags von Bucak und Mang ([8], [9]) erfolgte. Hierbei wurde neben der Berücksichtigung weiterer geometrischer Parameter (speziell Wanddickenverhältnis to/t ≥ 2,0) auch die Anwendbarkeit der vorgeschlagenen Kerbfall einteilungen ([8], [9]) bei einer Verwendung moderner Stahlrohrgüten und aktueller, prozesssicherer Schweißverfahren überprüft und ggf. angepasst. Im folgenden Beitrag werden hierzu neu ausgearbeitete Normungsvorschläge auf Basis aktueller und umfangreicher versuchstechnischer Untersuchungen vorgestellt.