Application of the fracture mechanics safety analysis to structural steel sections

摘要

Die Durchführung einer bruchmechanischen Sicherheitsanalyse an I-Trägern unter Biegebelastung mit Fehlern im Zugflansch wird beschrieben. Im Rahmen der Bestimmung der Rotationskapazität der Träger wurden geschweißte Profile der Stahlsorten S 235 und S 460 bei Raumtemperatur getestet. Es läßt sich feststellen, daß kurz vor oder nach Erreichen der Fließbelastung, also in einem Bereich am Anfang der Kraft-Verschiebungs-Kurve, stabiles Rißwachstum erfolgt. Die Experimente wurden von einer bruchmechanischen Sicherheitsanalyse begleitet, die mit der Finiten Elemente Methode durchgeführt wurde. Die erreichten Rotationskapazitäten sind wie erwartet geringer als bei Trägern ohne Fehler. Es werden jedoch Werte erreicht, die für den Stahlhochbau ausreichend sind.%This contribution presents a fracture mechanics safety analysis with finite element models applied on I-beams with defects in the tension flange. The moment rotation at room temperature was observed in the light of the toughness behaviour in front of initial notches. The results show very early crack initiation due to very large initial defects. The experiments were accompanied by a fracture mechanics safety analysis employing FEM. However, in temperature ranges of buildings plastically designed beams are subjected to sufficient rotation capacity, i.e. rotational ductility could be found.