Wie werden Schweißnähte in IDEA StatiCa modelliert?

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Die Verteilung der Kräfte in einer Schweißverbindung kann entweder als elastisch oder als plastisch angesehen werden. Es wird ein ideal elastisch-plastisches Modell verwendet, dessen Plastizitätszustand durch die Spannung im Halsbereich der Schweißnaht kontrolliert wird. Die Tragfähigkeit der Schweißnaht wird bei Verbindungen zu nicht versteiften Flanschen oder bei langen Verbindungen aufgrund konzentrierter Spannungen verringert. Die plastische Dehnung in einer Schweißnaht ist, wie bei Platten, auf 5% begrenzt. Die Bemessungstragfähigkeit der Kehlnaht wird gemäß der in Abschnitt 4.5.3.2 EN1993-1-8: 2006 angegebenen Richtungsmethode bestimmt.

Die Dehnungsverteilung in einer Schweißverbindung eines Trägers an eine Stütze ist unten gezeigt. Die Verbindung wird durch Biegemoment und Scherkraft belastet. Die Bemessungstragfähigkeit wird durch das Fließen in der Flanschnaht bestimmt und durch 5% der plastischen Dehnung begrenzt.

Fließbeginn in der Flanschnaht
Fd = 0,63 Rd

Fließbeginn in der Stegnaht
Fd = 0,95 Rd

Bemessungstragfähigkeit
Fd = Rd

Die wirksame Breite einer nicht versteiften Träger-zu-Stütze Verbindung ist nachfolgend gezeigt. Die Spannung konzentriert sich in einer wirksamen Breite, während die Tragfähigkeit der Schweißnaht an den nicht versteiften Teilen verringert wird. Die Spannungsverteilung wird für einen offenen und einen Kasten- oder Kanalquerschnitt dargestellt.

Stütze mit I – Querschnitt

Stütze mit RHS – Querschnitt

Die ungleichmäßige Verteilung der Spannung entlang ihrer Länge und der Einfluss der Schweißnahtlänge auf die Bemessungstragfähigkeit ist nachfolgend gezeigt. Die Tragfähigkeit einer langen Schweißnaht wird aufgrund der Spannungskonzentration in den Schweißkanten verringert.

Das Schweißnahtmodell berücksichtigt die Eigenschaften der realen Schweißnaht wie Geometrie, Steifigkeit und Duktilität. Die plastische Umverteilung ist eine der besten Eigenschaften, die die CBFEM bieten kann.

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