DE2221330A1 - Gewichtsverminderung gebauter traeger durch unterdruecktes oder gerade erreichtes stegfliessen - Google Patents

Description

• Beschreibung der Erfindung Gewichtsverminderung gebauter Träger durch unterdrücktes oder gerade erreichtes Stegfließen.
• Die Erfindung betrifft die Gewichtsverminderung von Trägern im Leicht-und Stahlbau, insbesondere im Schiffbau.
• Das Gewicht eines Biegeträgers bei vorgegebener Belastung ist bestimmt durch die physikalischen Grenzwerte seines Werkstoffes (Fließgrenze, Bruchgrenze), unter Voraussetzung des Ausschlusses von Instabilitätserscheinungen in der Druckzone. Die Verminderung des Gewichtes durch Unterdrückung des Werkstofffließens ist Zweck der Erfindung.
• Es ist bekannt, dass das Tragvermögen von Biegeträgern mit Erreichen der Fließgrenze des Werkstoffes praktisch ausgeschöpft ist. Die Dimensionierung von Biegeträgern erfolgt daher generell mit einem gewissen Sicherheitswert gegenüber der Fließgrenze des Werkstoffes. Damit ist das Gewicht des Trägers bestimmt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Unterdrückung des Fließens das Tragvermögen des Balkens zu erhöhen und damit das Gewicht zu verringern.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass als Flansch ein Werkstoff höherer Festigkeit als im Steg vorgesehen wird, der Träger aber so berechnet wird, als wenn er ganz aus höherfestem Werkstoff bestünde.
• Dabei wird im äusseren Stegbereich nahe dem Flansch die Fließspannung des Werkstoffes überschritten, Fliessen kann jedoch nicht eintreten, weil der angrenzende höherfeste Flansch elastisch bleibt und das Fließen im Steg unterdrückt.
• Eine Besonderheit dieser Erfindung stellt der Träger dar, in dem die Beanspruchung an der Verbindungsstelle Steg - Flansch gerade die Fließgrenze des Werkstoffes des Stege 5, erreicht und in der äusseren Faser des höherfesteren Flansches die Spannungen den zulässigen Sicherheitswert des höherfesteren Werkstoffes nicht überschreitet.
• Die mit dieser Erfindung erzielten Vorteile liegen in einer erheblichen Gewichtsreduzierung des Trägers bei gleicher Festigkeit.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für einen typischen Träger z. B. im Schiffbau ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 einen Träger ganz aus höherfestem Stahl mit der Spannungsverteilung bei zulässiger Spannung in der Aussenfaser #zui.h = #Fh /S (###### ulässige Spannung des höherfesten Werkstoffes, #Fh = Fließspannung des höherfesten Werkstoffes, S = Sicherheitszahl); Fig. 2 den gleichen Träger mit höherfestem Stahl nur im Flansch, im Steg normalfester Stahl und der Spannungsverteilung bei #zul.h in der Aussenfaser; Fig. 3 den gleichen Träger wie in Fig. 2, das Verhältnis von #Fh/ #Fn = = Fließgrenze des normalfesten Stahles) aber so gewählt, dass in der Verbindung Steg - Flansch gerade tFX erreicht wird.
• Die Trägerausführungen Fig. 2 und Fig. 3 haben das gleiche Verhalten und Tragvermögen wie der Träger Fig. 1, sie bestehen jedoch nur im Flansch aus höherfestem Stahl. Damit sind die Träger Fig. 2, 3 gleich leicht wie der Träger Fig. 1, der voll aus höherfestem Stahl besteht.

Claims (1)

1. Patentanspru ch

   Gewichtsverminderung gebauter Träger durch unterdrücktes oder gerade erreichtes Stegfließen, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anordnung eines Flansches aus höherfesterem Werkstoff an einem Steg aus normalfestem Werkstoff der Träger als ein ganz aus höherfestem Werkstoff bestehender Träger dimensioniert werden kann, wobei im Steg a) die Fließgrenze überschritten, Fließen durch den elastischen Flansch aber unterdrückt ist, b) die Fließgrenze des Werkstoffes.des Steges in der Verbindung zum Flansch gerade erreicht wird.

   L e e r s e i t e