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Tuesday, September 12, 2023, Berlin 9:30 AM Stahlbau I |
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Tragverhalten vorgespannter Hybridverbindungen unter Einfluss von Temperatur und Dauerstandslast |
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Justus Mantik* / Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP, Deutschland Ralf Glienke / Hochschule Wismar, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Bereich Maschinenbau/Verfahrens- und Umwelttechnik, Deutschland C. Denkert/ Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP, Deutschland Maik Dörre/ Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP, Deutschland Till Vallée/ Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Deutschland Holger Fricke/ Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Deutschland Knuth-Michael Henkel/ Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP, Deutschland |
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Die Wirtschaftlichkeit und Tragsicherheit stahlbaulicher Konstruktionen wird maßgeblich durch die Wahl der Fügetechnologie bestimmt. Dabei kommen hauptsächlich geschweißte und geschraubte Verbindungen zum Einsatz. Aufgrund der permanenten Weiterentwicklung der Klebstoffe im Hinblick auf deren Festigkeiten, rheologischen Eigenschaften und Aushärtemechanismen wird die strukturelle Klebung gegenüber den etablierten Fügetechnologien zunehmend konkurrenzfähig. Dennoch bestehen beim Einsatz dieses Fügeverfahrens grundsätzliche Vorbehalte gegenüber den hohen Streuungen der übertragbaren Kräfte, dem schlagartigen Versagen der Verbindung ohne Vorankündigung sowie des Herstellungsprozesses unter Baustellenbedingungen. Demgegenüber bietet die vorgespannte Hybridverbindung großes Potenzial. Dabei werden die beiden elementaren Fügetechnologien Kleben und Schrauben mit hochfest vorspannbaren Verbindungselementen gezielt kombiniert. Dadurch ergeben sich erhebliche Traglaststeigerungen, wobei gleichzeitig die hohen Streuungen der übertragbaren Kräfte der Klebverbindung sowie die aufwendige Reibflächenvorbehandlung der gleitfest vorgespannten Schraubenverbindung entfallen. Neueste Erkenntnisse bieten einen Überblick über die grundlegende Eignung verschiedener Klebstoffsysteme für feuerverzinkte Bauteile und zeigen den Einfluss von Füllstoffen in der Klebschicht der Verbindung auf. Ebenfalls wurde festgestellt, dass sich die vorgespannte Hybridverbindung hinsichtlich der Geometrie grundsätzlich wie eine elementare Klebverbindung verhält. Darüber hinaus konnte eine weitestgehende Unabhängigkeit verschiedener Herstelleinflüsse wie die Zinkbadzusammensetzung, Kantenversätze sowie die Streuung des initiierten Vorspannkraftniveaus detektiert werden. Durch Untersuchungen zum Montageverhalten unter Baustellenbedingungen (Temperatur und Feuchtigkeit) kann eine prozesssichere Ausführung unter Baustellenbedingungen gewährleistet werden. Die beschleunigte Aushärtung des Klebstoffes durch den Einsatz von Heizmanschetten sowie Traglastversuche mit komplex schubbeanspruchten Proben sind momentan Gegenstand der Untersuchungen. |