Die Schweißnahtfestigkeit wird bei Verbindungen an unversteiften Flanschen oder bei langen Anschlüssen aufgrund konzentrierter Spannungen reduziert. Die plastische Dehnung in einer Schweißnaht ist wie beim Blech auf 5% begrenzt. Der Bemessungswiderstand der Kehlnaht wird nach der Richtungsmethode gemäß Abschnitt 4.5.3.2 EN1993-1-8:2006 ermittelt.
Lesen Sie auch den umfassenden Artikel über Schweißnähte hier: Schweißnaht / Schweißnähte in IDEA StatiCa.
Spannungsentwicklung
Die Dehnungsverteilung in einer geschweißten Verbindung eines Träger-Stützen-Anschlusses ist unten dargestellt. Der Anschluss wird durch das Biegemoment und die Querkraft belastet. Der Bemessungswiderstand wird durch das Fließen in der Flanschschweißnaht bestimmt und ist auf 5% plastische Dehnung begrenzt.
Der Verlauf der Spannungs-/Dehnungsverteilung der Schweißnaht spiegelt das Merkmal der plastischen Umlagerung des CBFEM-Modells in IDEA StatiCa wider.
1/ Das Fließen beginnt in der Flanschschweißnaht
Fd = 0.63 Rd
2/ Das Fließen beginnt in der Stegschweißnaht
Fd = 0.95 Rd
3/ Spannung in den Schweißnähten beim Bemessungswiderstand
Fd = Rd
Effektive Breite
Die effektive Breite eines unversteiften Träger-Stützen-Anschlusses ist unten dargestellt. Die Spannung konzentriert sich auf eine effektive Breite, während der Schweißnahtwiderstand an den unversteiften Bereichen reduziert wird. Die Spannungsverteilung wird für ein offenes sowie ein Hohl- oder Kastenprofil dargestellt.
Stütze mit I-Querschnitt
Stütze mit RHS-Querschnitt
Die ungleichmäßige Verteilung der Spannung entlang ihrer Länge und der Einfluss der Schweißnahtlänge auf den Bemessungswiderstand ist unten dargestellt.
Position der Schweißnaht-Finiten-Elemente
Das Schweißnahtmodell berücksichtigt die Eigenschaften der realen Schweißnaht, wie Geometrie, Steifigkeit und Duktilität. Die Position der finiten Elemente, die die Schweißnaht und ihre Randbedingungen darstellen, ist jedoch vereinfacht.
Die Position der Schweißnaht-Finiten-Elemente ist wie folgt:
- Stumpfnaht / CJP-Naht / Durchschweißnaht - in der Achse des angeschlossenen Blechelements
- Doppelte Kehlnaht / beidseitige Schweißnaht - an den Seiten des angeschlossenen Blechelements (mit symmetrischer Ausmitte)
- Kehlnaht / einseitige Schweißnaht - in der Achse des angeschlossenen Blechelements (Ausmitte vernachlässigt)
Bei der einseitigen Kehlnaht ist das Finite-Elemente-Modell vereinfacht - die Ausmitte der Schweißnaht von der Achse des angeschlossenen Blechs wird vernachlässigt. Dieser Fehler ist jedoch vernachlässigbar klein, und eine einseitige Kehlnaht als einziges Verbindungselement zwischen zwei Bauteilen ist nach den Normen nicht zulässig, da sie wie ein Gelenk wirkt (z. B. EN 1993-1-8, Abschn. 4.3.1.1 oder Abschn. 4.7.1).
Einschränkungen: Es kann nur ein Schweißnahtobjekt an einer Kante eines Blechs definiert werden. Das bedeutet, dass es nicht möglich ist, an jeder Seite einer Blechkante eine Schweißnaht unterschiedlicher Größe zu definieren, noch eine kürzere/teilweise Schweißnaht auf einer Seite im Vergleich zur anderen festzulegen.