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  Stahlträger mit Riss Urheberrecht: © STB

Vermeidung von Rissen beim Feuerverzinken von großen Stahlkonstruktionen mit hochfesten Stählen

Kurze Beschreibung

In neuerer Zeit haben sich im Stahlbau höherfeste Stähle mit Streckgrenze bis 460 MPa etabliert, weil sich herausgestellt hat, dass hier besondere wirtschaftliche Potenziale liegen. Ungefähr zeitgleich sind neue Zinkschmelzenlegierungen zum Einsatz gekommen, die bessere Oberflächen- und Korrosionseigenschaften besitzen.

Die Sicherheit dieser so verzinkten Konstruktionen wird jedoch durch Schadensfälle in Frage gestellt, bei denen an konstruktiven Detailstellen, z.B. ausgehend von angeschweißten Kopfplatten an den Trägerenden von Parkhausträgern, wiederholt große Risse beobachtet wurden.

Die Risse entstehen nach bisheriger Erkenntnis während des Eintauchens bzw. während des Verweilens in der Zinkschmelze beim Feuerverzinken. Kürzere Risse können ebenfalls auftreten und werden von der Zinkschicht vollständig verdeckt. Solche Risse können beim Einbau oder unter Verkehrslast zum Versagen mit wirtschaftlich schwerwiegenden Folgen für den Hersteller der Stahlkonstruktion und der Verzinkerei führen oder sogar katastrophale Folgen haben.

Das Ziel ist es daher, die Rissursachen und -mechanismen sowie die Riss begünstigenden Umstände, die bei Konstruktion, Fertigung und Verzinkung großer Stahlkonstruktionen auftreten können, zu erforschen.
Zur Klärung der vorliegenden Belastung werden die Spannungszustände, die zur Rissentstehung und zum Risswachstum führen, an ausgewählten Konstruktionen unter Verwendung von neuen Versuchstechniken und Finite Element-Simulationen modelliert und die maßgebenden Parameter bestimmt, die die Entstehung und das Wachstum der Risse begünstigen. Basierend auf den Erkenntnissen, die an ausgewählten Konstruktionen gefunden werden, werden Grenzwerte für Konstruktion, Fertigung und Verzinkung berechnet, die die Rissfreiheit von allgemeinen großen Stahlkonstruktionen garantieren. Diese werden in Empfehlungen zur Vermeidung von Rissen bei Verzinkung, Fertigung und Konstruktion zusammengefasst.

Forschungsförderung

Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF)

Partner

Laufzeit

09/2005 - 02/2007

Ansprechpartner

Markus Feldmann