Zu II.7 Schweißen
Bild KII.7-5: Beispiele für Vermeidung der Terrassenbruchgefahr durch bessere Detailkonstruktion, hier: durch Anschluss aller Schichten der miteinander verschweißten Walzerzeugnisse (nach DASt-Ri 014 [R20]): a) Geeignetere Anordnung der Schweißnaht an einem L-Stoß, b) Dreiblechnaht statt Doppel-HV-Naht an einem T-Stoß Es muss noch auf eine weit verbreitete falsche Meinung bei geschraubten Stirnplattenanschlüssen oder -stößen hingewiesen werden (vgl. Bild KII.5-4b). Die Schraubverbindungen stellen keinen Schutz vor Schäden aufgrund von Terrassenbrüchen dar, selbst wenn die Schrauben vorgespannt sind. Die Schrauben halten zwar die Stirnplatten zusammen, auch wenn im Schraubenbereich ein Terrassenbruch im Grundwerkstoff vorliegt. Ist jedoch ein Terrassenbruch beim Schweißen der Anschlussnähte des Formstahls (z. B. I-Profil) an eine der beiden Stirnplatten aufgetreten, stellen die Schraubverbindungen keinen Schutz gegen ein Versagen des Stirnplattenanschlusses dar. Der Schaden wird unter den Schweißnähten auftreten; der durch den Terrassenbruch geschädigte Grundwerkstoffbereich wird dort aus der Stirnplatte herausgerissen. Werkstoffe mit verbesserten Verformungseigenschaften senkrecht zur Erzeugnisoberfläche Die direkte werkstoffbezogene Maßnahme zum Vermeiden von Terrassenbrüchen besteht in der Auswahl eines Werkstoffes mit so genannter Z-Güte nach EN 10164. Das ist eine der besonderen Werkstoffeigenschaften, die gemäß II.5.3.4 bei der Bestellung von Baustahlvorprodukten besonders zu vereinbaren ist. Der werkstoffmechanische Hintergrund für die Ermittlung der Z-Güte sowie die Definition der drei Güteklassen Z15, Z25 und Z35 sind im Kommentar <3> zu jenem Normabschnitt beschrieben. Da in den Jahren nach 1980 bei der Stahlerzeugung große Fortschritte bei der Verringerung von nichtmetallischen Einschlüssen erreicht wurden, z. B. durch Senkung des Schwefelgehaltes im Stahl, ist die Anzahl von bekannt gewordenen Terrassenbrüchen in den letzten Jahren drastisch zurückgegangen. So erhält der Verarbeiter heute in vielen Fällen ohne explizite Bestellung Werkstoffqualitäten, die bereits eine für untere Beanspruchungsniveaus akzeptable Brucheinschnürung in Dickenrichtung Z aufweisen. Auswahl der erforderlichen Z-Güteklasse Entscheidend bei der Werkstoffwahl ist, dass man nicht unbesehen eine unnötig hohe Güte wählt, sondern nur die tatsächlich erforderliche Güte. Dazu braucht man ein Verfahren zur Auswahl der erforderlichen Güte. Die diesbezüglichen Empfehlungen zur Werkstoffauswahl und zur Option des Vorwärmens der DASt-Ri 014 (dort Tabellen 2 und 3) wurden als Tabelle 3.2 in EN 1993-1-10 übernommen (hier als Tabelle KII.7-1 abgedruckt). Anhang F von EN 1011-2 hat dagegen zwar die Konstruktionsempfehlungen der DASt-Ri 014, aber nicht die vorgenannten Empfehlungen zur Werkstoffwahl übernommen. Zweck der Tabelle KII.7-1 ist es, den erforderlichen Z-Wert ZEd zu ermitteln, um den Nachweis ZEd ß ZRd
(II.7-1)
führen zu können, wobei ZRd der verfügbare Z-Wert des Werkstoffs ist. Der erforderliche Z-Wert wird ermittelt als Summe der in Tabelle KII.7-1 berücksichtigten fünf Einflüsse (a) bis (e) zu ZEd = Za + Zb + Zc + Zd + Ze.
(II.7-2)
Da der verfügbare Z-Wert ZRd nur in den drei gemäß Tabelle KII.5-8 genormten Güteklassen vorliegt, kann die Nachweisgleichung (II.7-1) nicht direkt angewendet werden. Vielmehr benötigt man noch eine Zuordnung der ermittelten ZEd-Werte zu den Güteklassen. 269