Aufbereitete Strukturspannungen für Wanddickensprung und Ringsteifenanschluss bei Rohrkonstruktionen

Harald Unterweger; Alexander Ecker

doi:10.1002/stab.202100023

Aufbereitete Strukturspannungen für Wanddickensprung und Ringsteifenanschluss bei Rohrkonstruktionen

Translated title of the contribution: Tabulated hot spot stresses for thickness transition and ring stiffener joints of pipe structures

Harald Unterweger^*, Alexander Ecker

^*Corresponding author for this work

Institute of Steel Structures (2050)

Research output: Contribution to journal › Article › peer-review

Abstract

Pipe structures for steel hydraulic engineering and steel masts are often susceptible to fatigue. For two very common constructional details, i) thickness transitions at circumferential butt weld with varying bevel angle and ii) ring stiffener joints (outside stiffeners) and pipe flange joints, tabulated hot spot stresses are presented and the accurate fatigue verification is shown. The tabulated hot spot stresses are also suitable for an elastic verification in the ultimate limit state. The background for the presented nomograms to determine the hot spot stresses, available for axial loads Δn_x and also for circumferential stresses Δσ_φ due to internal pressure Δp_i, is presented. Two examples show the procedure with the developed nomograms in practice and also show the accuracy compared with the presented numerical FE-results.

Translated title of the contribution	Tabulated hot spot stresses for thickness transition and ring stiffener joints of pipe structures
Original language	German
Pages (from-to)	653-671
Journal	Stahlbau
Volume	90
Issue number	9
DOIs	https://doi.org/10.1002/stab.202100023
Publication status	Published - 2021

Fields of Expertise

Sustainable Systems

Access to Document

10.1002/stab.202100023

Cite this

@article{c98fb95afe834cb7af1c06ed7110eb56,

title = "Aufbereitete Strukturspannungen f{\"u}r Wanddickensprung und Ringsteifenanschluss bei Rohrkonstruktionen",

abstract = "F{\"u}r Rohrkonstruktionen im Stahlwasserbau und im Mastbau sind h{\"a}ufig Erm{\"u}dungsnachweise erforderlich. F{\"u}r die sehr h{\"a}ufigen Konstruktionsdetails, i) Wanddickensprung an der Umfangsnaht mit variabler Fasenneigung und ii) Ringsteifenanschluss (au{\ss}en liegend) bzw. Rohrflanschanschluss, werden nachfolgend aufbereitete Strukturspannungen zur Verf{\"u}gung gestellt sowie die zutreffende Vorgehensweise beim Erm{\"u}dungsnachweis erl{\"a}utert. Die aufbereiteten Strukturspannungen k{\"o}nnen auch f{\"u}r elastische Spannungsnachweise im Grenzzustand der Tragf{\"a}higkeit dienen. Der Hintergrund zu den dargestellten Nomogrammen, die sowohl die L{\"a}ngskraftbeanspruchung Δnx als auch die Umfangsbeanspruchung Δσφ infolge Innendruck{\"a}nderungen Δpi abdecken, wird erl{\"a}utert. Zwei Anwendungsbeispiele verdeutlichen die Vorgehensweise mit den Nomogrammen in der Praxis und belegen die Treffsicherheit gegen{\"u}ber den angef{\"u}hrten numerischen FE‐Berechnungen.",

author = "Harald Unterweger and Alexander Ecker",

year = "2021",

doi = "10.1002/stab.202100023",

language = "deutsch",

volume = "90",

pages = "653--671",

journal = "Stahlbau",

issn = "0038-9145",

publisher = "Ernst & Sohn",

number = "9",

}

TY - JOUR

T1 - Aufbereitete Strukturspannungen für Wanddickensprung und Ringsteifenanschluss bei Rohrkonstruktionen

AU - Unterweger, Harald

AU - Ecker, Alexander

PY - 2021

Y1 - 2021

N2 - Für Rohrkonstruktionen im Stahlwasserbau und im Mastbau sind häufig Ermüdungsnachweise erforderlich. Für die sehr häufigen Konstruktionsdetails, i) Wanddickensprung an der Umfangsnaht mit variabler Fasenneigung und ii) Ringsteifenanschluss (außen liegend) bzw. Rohrflanschanschluss, werden nachfolgend aufbereitete Strukturspannungen zur Verfügung gestellt sowie die zutreffende Vorgehensweise beim Ermüdungsnachweis erläutert. Die aufbereiteten Strukturspannungen können auch für elastische Spannungsnachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit dienen. Der Hintergrund zu den dargestellten Nomogrammen, die sowohl die Längskraftbeanspruchung Δnx als auch die Umfangsbeanspruchung Δσφ infolge Innendruckänderungen Δpi abdecken, wird erläutert. Zwei Anwendungsbeispiele verdeutlichen die Vorgehensweise mit den Nomogrammen in der Praxis und belegen die Treffsicherheit gegenüber den angeführten numerischen FE‐Berechnungen.

AB - Für Rohrkonstruktionen im Stahlwasserbau und im Mastbau sind häufig Ermüdungsnachweise erforderlich. Für die sehr häufigen Konstruktionsdetails, i) Wanddickensprung an der Umfangsnaht mit variabler Fasenneigung und ii) Ringsteifenanschluss (außen liegend) bzw. Rohrflanschanschluss, werden nachfolgend aufbereitete Strukturspannungen zur Verfügung gestellt sowie die zutreffende Vorgehensweise beim Ermüdungsnachweis erläutert. Die aufbereiteten Strukturspannungen können auch für elastische Spannungsnachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit dienen. Der Hintergrund zu den dargestellten Nomogrammen, die sowohl die Längskraftbeanspruchung Δnx als auch die Umfangsbeanspruchung Δσφ infolge Innendruckänderungen Δpi abdecken, wird erläutert. Zwei Anwendungsbeispiele verdeutlichen die Vorgehensweise mit den Nomogrammen in der Praxis und belegen die Treffsicherheit gegenüber den angeführten numerischen FE‐Berechnungen.

U2 - 10.1002/stab.202100023

DO - 10.1002/stab.202100023

M3 - Artikel

SN - 0038-9145

VL - 90

SP - 653

EP - 671

JO - Stahlbau

JF - Stahlbau

IS - 9

ER -

Aufbereitete Strukturspannungen für Wanddickensprung und Ringsteifenanschluss bei Rohrkonstruktionen

Abstract

Fields of Expertise

Access to Document

Fingerprint

Cite this