Warmgefertigte MSH-Profile für den Maschinen- und

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Warmgefertigte
MSH-Profile für den
Maschinen- undopStahlbau
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e
revis
Die wichtigsten Vorteile von MSH
Warmgefertigte MSH-Profile nach EN10210: zahlreiche technische Vorteile
Auf einen Blick
3
Worauf Sie sich verlassen können: Die EN 10210 garantiert Ihnen die Vorteile der
warmgefertigten MSH-Profile
5
Breite Abmessungspalette und große Herstelllängen – allein im
Standardlieferprogramm ca. 740 kreisförmige, 225 quadratische und 450 rechteckige MSHProfile in Längen bis zu 16 m
6
Große Stahlsortenvielfalt für die unterschiedlichsten Verwendungszwecke,
vom unlegierten Baustahl über hochfeste Sonderstähle bis zu vergüteten Feinkornbaustählen
8
Geprüfte Qualität durch zahlreiche nationale und internationale Zertifizierungen
9
Gute Ästhetik durch klare, glatte und saubere Konstruktion, ohne scharfe Kanten
und ohne außen sichtbare Schweißnähte
10
Hohe statische Werte der quadratischen und rechteckigen MSH-Profile
erlauben dank kleiner Eckrundungen hohe Belastungen
11
Optimale Knicklastaufnahme durch günstige Einstufung in die
Knickspannungslinien
14
Uneingeschränkte Schweißbarkeit auch im Kantenbereich der
quadratischen und rechteckigen MSH-Profile
16
Optimale Sicherheit der Konstruktion durch gleichmäßige Härteverteilung
und geringes Eigenspannungsniveau dank Warmfertigung
18
Hohe Kerbschlagzähigkeit, dadurch hervorragende Verwendungsmöglichkeiten auch im Tieftemperaturbereich
20
Konstruktive Vorteile durch kleine Eckrundungen und große Anschlussflächen
der quadratischen und rechteckigen MSH-Profile
21
Durch Ausnutzung der spezifischen Vorteile der warmgefertigten MSH-Profile stimmt
nicht nur die Ästhetik, sondern auch die Wirtschaftlichkeit
22
Und zu guter Letzt das umfangreiche Know-how, das unseren Kunden in
vielfältiger Form zur Verfügung steht (Beratung, Druckschriften, Software, Internet, Hotline)
Warmgefertigte kreisförmige, quadratische und
rechteckige Mannesmann Stahlbau-Hohlprofile
– kurz: MSH-Profile – werden seit mehreren
Jahrzehnten mit großem Erfolg eingesetzt. Ohne
sie wäre die moderne Stahlarchitektur mit ihren
filigranen und transparenten Formen nur schwer
realisierbar. Aber der Einsatz von MSH-Profilen
ist keineswegs auf den Hochbau beschränkt:
Im Industrie- und Brückenbau und im Bau von
Sportanlagen haben sie sich ebenfalls fest etabliert. Auch im Maschinenbau schätzt man die
Vorteile der warmgefertigten MSH-Profile, wie
zahlreiche Beispiele von landwirtschaftlichen
Geräten und Fördersystemen aus dem Schiffbau
und bei Fahrgeschäften für Volksfeste belegen.
Dass MSH-Profile im Hinblick auf mechanische,
technologische und geometrische Eigenschaften
sämtliche einschlägigen Anforderungen dieser
Anwendungen erfüllen, versteht sich von selbst.
In vielen Fällen erfüllen und garantieren wir
Kundenspezifikationen, die weit über die
Anforderungen der anwendbaren Normen
hinausgehen.
Warmgefertigte MSH-Profile durchlaufen ihren
letzten Umformungsschritt bei Normalisierungstemperatur (etwa 900 °C), kaltgefertigte
Hohlprofile bei Raumtemperatur.
Daher unterscheiden sich warm- und kaltgefertigte Hohlprofile zum Teil erheblich in
ihren Eigenschaften. Um diesen Differenzen
Rechnung zu tragen, werden bei den europäischen Normen warm- und kaltgefertigte Hohlprofile in getrennten Lieferbedingungen erfasst
und in den Berechnungsvorschriften (z. B. Eurocode 3) auch unterschiedlich behandelt.
Konstrukteure und Anwender sollten dies wissen.
Deshalb sollte die anwendbare Norm – z.B.
EN 10210 – bei allen Projekt- und Lieferspezifikationen angegeben werden.
Statische Berechnungen, Ausschreibungsspezifikationen und Werkstattzeichnungen sollten stets
das zu verwendende Produkt benennen – warmgefertigte MSH-Profile nach EN 10210 – sowie
das erforderliche Werkszeugnis. Nähere Informationen hierzu enthält unsere MSH-Druckschrift
„Technische Information 1‟.
Kaltgefertigte Hohlprofile können prinzipiell
immer durch warmgefertigte ersetzt werden.
2
Basieren die Berechnungen jedoch auf warmgefertigten Hohlprofilen, so können auch nur diese
einen problemlosen Einsatz gewährleisten. Mit
warmgefertigten MSH-Profilen liegen Sie also
immer auf der sicheren Seite.
Diese Broschüre bietet einen praktischen Überblick und stellt dabei die Unterschiede zwischen
warmgefertigten und kaltgefertigten Hohlprofilen klar heraus.
3
Die wichtigsten Vorteile von MSH
Warmgefertigte MSH-Profile nach EN10210: zahlreiche technische Vorteile
Auf einen Blick
3
Worauf Sie sich verlassen können: Die EN 10210 garantiert Ihnen die Vorteile der
warmgefertigten MSH-Profile
5
Breite Abmessungspalette und große Herstelllängen – allein im
Standardlieferprogramm ca. 740 kreisförmige, 225 quadratische und 450 rechteckige MSHProfile in Längen bis zu 16 m
6
Große Stahlsortenvielfalt für die unterschiedlichsten Verwendungszwecke,
vom unlegierten Baustahl über hochfeste Sonderstähle bis zu vergüteten Feinkornbaustählen
8
Geprüfte Qualität durch zahlreiche nationale und internationale Zertifizierungen
9
Gute Ästhetik durch klare, glatte und saubere Konstruktion, ohne scharfe Kanten
und ohne außen sichtbare Schweißnähte
10
Hohe statische Werte der quadratischen und rechteckigen MSH-Profile
erlauben dank kleiner Eckrundungen hohe Belastungen
11
Optimale Knicklastaufnahme durch günstige Einstufung in die
Knickspannungslinien
14
Uneingeschränkte Schweißbarkeit auch im Kantenbereich der
quadratischen und rechteckigen MSH-Profile
16
Optimale Sicherheit der Konstruktion durch gleichmäßige Härteverteilung
und geringes Eigenspannungsniveau dank Warmfertigung
18
Hohe Kerbschlagzähigkeit, dadurch hervorragende Verwendungsmöglichkeiten auch im Tieftemperaturbereich
20
Konstruktive Vorteile durch kleine Eckrundungen und große Anschlussflächen
der quadratischen und rechteckigen MSH-Profile
21
Durch Ausnutzung der spezifischen Vorteile der warmgefertigten MSH-Profile stimmt
nicht nur die Ästhetik, sondern auch die Wirtschaftlichkeit
22
Und zu guter Letzt das umfangreiche Know-how, das unseren Kunden in
vielfältiger Form zur Verfügung steht (Beratung, Druckschriften, Software, Internet, Hotline)
Warmgefertigte kreisförmige, quadratische und
rechteckige Mannesmann Stahlbau-Hohlprofile
– kurz: MSH-Profile – werden seit mehreren
Jahrzehnten mit großem Erfolg eingesetzt. Ohne
sie wäre die moderne Stahlarchitektur mit ihren
filigranen und transparenten Formen nur schwer
realisierbar. Aber der Einsatz von MSH-Profilen
ist keineswegs auf den Hochbau beschränkt:
Im Industrie- und Brückenbau und im Bau von
Sportanlagen haben sie sich ebenfalls fest etabliert. Auch im Maschinenbau schätzt man die
Vorteile der warmgefertigten MSH-Profile, wie
zahlreiche Beispiele von landwirtschaftlichen
Geräten und Fördersystemen aus dem Schiffbau
und bei Fahrgeschäften für Volksfeste belegen.
Dass MSH-Profile im Hinblick auf mechanische,
technologische und geometrische Eigenschaften
sämtliche einschlägigen Anforderungen dieser
Anwendungen erfüllen, versteht sich von selbst.
In vielen Fällen erfüllen und garantieren wir
Kundenspezifikationen, die weit über die
Anforderungen der anwendbaren Normen
hinausgehen.
Warmgefertigte MSH-Profile durchlaufen ihren
letzten Umformungsschritt bei Normalisierungstemperatur (etwa 900 °C), kaltgefertigte
Hohlprofile bei Raumtemperatur.
Daher unterscheiden sich warm- und kaltgefertigte Hohlprofile zum Teil erheblich in
ihren Eigenschaften. Um diesen Differenzen
Rechnung zu tragen, werden bei den europäischen Normen warm- und kaltgefertigte Hohlprofile in getrennten Lieferbedingungen erfasst
und in den Berechnungsvorschriften (z. B. Eurocode 3) auch unterschiedlich behandelt.
Konstrukteure und Anwender sollten dies wissen.
Deshalb sollte die anwendbare Norm – z.B.
EN 10210 – bei allen Projekt- und Lieferspezifikationen angegeben werden.
Statische Berechnungen, Ausschreibungsspezifikationen und Werkstattzeichnungen sollten stets
das zu verwendende Produkt benennen – warmgefertigte MSH-Profile nach EN 10210 – sowie
das erforderliche Werkszeugnis. Nähere Informationen hierzu enthält unsere MSH-Druckschrift
„Technische Information 1‟.
Kaltgefertigte Hohlprofile können prinzipiell
immer durch warmgefertigte ersetzt werden.
2
Basieren die Berechnungen jedoch auf warmgefertigten Hohlprofilen, so können auch nur diese
einen problemlosen Einsatz gewährleisten. Mit
warmgefertigten MSH-Profilen liegen Sie also
immer auf der sicheren Seite.
Diese Broschüre bietet einen praktischen Überblick und stellt dabei die Unterschiede zwischen
warmgefertigten und kaltgefertigten Hohlprofilen klar heraus.
3
Breite Abmessungspalette und große Herstelllängen
kreisförmig
Außendurchmesser
Wanddicken
Anzahl der Kombinationsmöglichkeiten
21,3 mm bis 660 mm
2,3 mm to 100 mm
740
insgesamt
*)
quadratisch
rechteckig
40 x 40 mm bis 400 x 400 mm 50 x 30 mm bis 500 x 300 mm
max. 25 mm*
225
max. 25 mm*
450
1415
Alle verfügbaren Abmessungen sind in der Broschüre „Technische Information 1‟ gelistet.
MSH-Profile – Über 1400 Abmessungen bis zu einer Länge von
16 m
Eigengewicht zu minimieren, ist es sogar möglich, bei entsprechenden Walzlosen eine optimale
Zwischenwanddicke zu ordern.
Das Standardlieferprogramm der warmgefertigten MSH-Profile umfasst insgesamt über 1400
Kombinationsmöglichkeiten aus Außendurchmesser und Wanddicken.
V & M TUBES liefert die MSH-Profile aus Gründen des einfacheren Transportes und der besseren
Lagerfähigkeit standardmäßig in Längen bis zu
12 m. Um größere Schüsse zu ermöglichen und
die Anzahl der erforderlichen Stumpfnähte zu
minimieren, können sie aber auch in größeren
Längen bis zu 16 m hergestellt werden. Fertigungsbedingt sind die maximal herstellbaren
Rohrlängen jedoch beschränkt; dies gilt insbesondere für Wanddicken ab ca. 25 mm.
Für besondere Anwendungsfälle können kreisförmige MSH-Profile sogar mit Abmessungen
bis zu 1500 mm Außendurchmesser und 270 mm
Wanddicke hergestellt werden. Quadratische
und rechteckige MSH-Profile liegen mit ihrer
maximalen Wanddicke von 25 mm deutlich über
der maximal möglichen Wanddicke von kaltgefertigten Hohlprofilen. Damit hat VALLOUREC
& MANNESMANN TUBES mit den MSHProfilen die weltweit größte Abmessungspalette
bei Hohlprofilen. So kann der Konstrukteur aus
einem breiten Angebot den optimalen Profilquerschnitt wählen. Dort, wo konstruktionsbedingt
größte Kräfte auf kleinstem Raum abgetragen
werden müssen, kann ein geeignetes MSH-Profil
mit entsprechend großer Wanddicke eingesetzt werden. Und da, wo mit spitzem Bleistift
gerechnet werden muss, um beispielsweise das
In unserem Lieferprogramm sind die so genannten gängigen Abmessungen kenntlich gemacht,
so dass der Anwender erkennen kann, welche
Abmessungen im Regelfall vom lagerführenden
Handel vorgehalten werden und dementsprechend auch kurzfristig verfügbar sind.
2,3 mm
21,3 mm
4
5
Breite Abmessungspalette und große Herstelllängen
kreisförmig
Außendurchmesser
Wanddicken
Anzahl der Kombinationsmöglichkeiten
21,3 mm bis 660 mm
2,3 mm to 100 mm
740
insgesamt
*)
quadratisch
rechteckig
40 x 40 mm bis 400 x 400 mm 50 x 30 mm bis 500 x 300 mm
max. 25 mm*
225
max. 25 mm*
450
1415
Alle verfügbaren Abmessungen sind in der Broschüre „Technische Information 1‟ gelistet.
MSH-Profile – Über 1400 Abmessungen bis zu einer Länge von
16 m
Eigengewicht zu minimieren, ist es sogar möglich, bei entsprechenden Walzlosen eine optimale
Zwischenwanddicke zu ordern.
Das Standardlieferprogramm der warmgefertigten MSH-Profile umfasst insgesamt über 1400
Kombinationsmöglichkeiten aus Außendurchmesser und Wanddicken.
V & M TUBES liefert die MSH-Profile aus Gründen des einfacheren Transportes und der besseren
Lagerfähigkeit standardmäßig in Längen bis zu
12 m. Um größere Schüsse zu ermöglichen und
die Anzahl der erforderlichen Stumpfnähte zu
minimieren, können sie aber auch in größeren
Längen bis zu 16 m hergestellt werden. Fertigungsbedingt sind die maximal herstellbaren
Rohrlängen jedoch beschränkt; dies gilt insbesondere für Wanddicken ab ca. 25 mm.
Für besondere Anwendungsfälle können kreisförmige MSH-Profile sogar mit Abmessungen
bis zu 1500 mm Außendurchmesser und 270 mm
Wanddicke hergestellt werden. Quadratische
und rechteckige MSH-Profile liegen mit ihrer
maximalen Wanddicke von 25 mm deutlich über
der maximal möglichen Wanddicke von kaltgefertigten Hohlprofilen. Damit hat VALLOUREC
& MANNESMANN TUBES mit den MSHProfilen die weltweit größte Abmessungspalette
bei Hohlprofilen. So kann der Konstrukteur aus
einem breiten Angebot den optimalen Profilquerschnitt wählen. Dort, wo konstruktionsbedingt
größte Kräfte auf kleinstem Raum abgetragen
werden müssen, kann ein geeignetes MSH-Profil
mit entsprechend großer Wanddicke eingesetzt werden. Und da, wo mit spitzem Bleistift
gerechnet werden muss, um beispielsweise das
In unserem Lieferprogramm sind die so genannten gängigen Abmessungen kenntlich gemacht,
so dass der Anwender erkennen kann, welche
Abmessungen im Regelfall vom lagerführenden
Handel vorgehalten werden und dementsprechend auch kurzfristig verfügbar sind.
2,3 mm
21,3 mm
4
5
Stahlsorten
Gütenportfolio für quadratische und rechteckige MSH-Profile
–60
[°C]
MSH-Profile – Für jeden Verwendungszweck die optimale Stahlsorte
V & M Vergütet
Standard
FineXcell®
550
Kerbschlagarbeit
Der lagerführende Handel bietet MSH-Profile in
der Regel in der Standardgüte S355J2H nach EN
10210 an. Daneben können warmgefertigte
MSH-Profile auch in einer Reihe unterschiedlichster Stahlsorten gefertigt werden. Neben den
allgemeinen Baustählen werden sie auch aus
hochfesten Feinkornbaustählen und aus Sondergüten gefertigt. Für spezielle Anwendungsgebiete
ist aufgrund der nahtlosen Fertigung sogar die
Herstellung aus nicht schweißbaren Güten möglich (z. B. Ck 45). Damit kann der Konstrukteur
je nach gewünschtem Verwendungszweck die
optimale Güte einsetzen.
S355NLH
S420NLH
S460NLH
S355NH
S420NH
S460NH
Forterior®
430
Forterior®
470
Forterior®
370
Forterior®
450
Forterior®
500
*Die Streckgrenze im Auslieferungszustand beläuft sich auf 400
MPa. Eine Vergütung ermöglicht die Erzielung einer Streckgrenze
von 650 MPa.
Streckgrenze
Lieferbare Werkstoffe für MSHProfile:
• Niedrig legierte Baustähle bis S355
• Normalgeglühte Baustähle bis S460
Gütenportfolio des Verkaufsbereichs Industry
V & M TUBES Gütenmarken
Höherfeste Güten für Anwendungen im Maschinenbau
Oceanfit® Serie
API 5L, EN 10225
FineXcell® Serie
Stahl-EisenWerkstoffblätter
Spirafort® Serie
EN 10294
Basis-Güten
Multicert® Serie
EN 10297, EN 10210
E355, S355J2H,
Grade B, C, …
V & M TUBES Normgüten
Avadur® Serie
ASTM A 519
Offshore-Güten
FineXcell®
890
Forterior®
650*
V & M Spezial
Spezielle Güten für Anwendungen im Maschinenbau
FineXcell®
770
S355J2H
Forterior®
400
Hochfeste
Feinkorn-Güten
FineXcell®
690
VALLOUREC & MANNESMANN TUBES
ergänzt die derzeit auf dem warmgewalzten
Hohlprofilmarkt verfügbare Produktpalette
an genormten Güten um zwei technologisch
anspruchsvolle Gütenserien, die es ermöglichen
einmalige Streckgrenzen zu erreichen.
Die Forterior® Serie bietet verbesserte Streckgrenzen im Bereich 370 MPa bis 650 MPa bei
gleichzeitig guter Schweißeignung. Verglichen
900 [MPa]
mit Standard-Güten ermöglicht Forterior®
erhebliche Gewichtseinsparungen bei gleichbleibend hoher Traglast des Maschinenbauteils.
Die FineXcell® Serie umfasst unsere hochfesten
Feinkorngüten mit einer nominalen Mindeststreckgrenze im Bereich von über 500 MPa bis
hin zu bahnbrechenden 900 MPa. Die außergewöhnlich hohe Streckgrenze, die sehr guten
Kerbschlagwerte bei extrem niedrigen Temperaturen und die exzellente Schweißbarkeit machen
diese Gütenserie zu einer kostengünstigen,
einzigartigen Lösung bei der Konstruktion hochanspruchsvoller Maschinenbauanwendungen,
wie z.B. Krane und andere tragende Strukturen.
Forterior® Serie
EN 10297, EN 10210
Legierte Vergütungsstähle
25CrMo4, 34CrMo4,
42CrMo4, Grade 4130,
Grade 4140, ...
Unlegierte Vergütunsstähle
C35E, C45E, C60E, 1045, ...
Einsatzstähle
16MnCr5, C10E,
20NiCrMo2-2, …
X52, X65, X80, ...
Rundrohre
Drehteilrohre
S460NLH,
P690QL1, ...
Quadratische und rechteckige
Hohlprofile
Die V & M TUBES Gütenmarken erfüllen beziehungsweise übertreffen in vielen Fällen die Anforderungen der entsprechenden
Normgüten. Die jeweilige Übereinstimmung kennzeichnen wir
in den Werkstoffdatenblättern, Aufträgen und Zeugnissen.
Steigende technische Anforderungen
6
7
Stahlsorten
Gütenportfolio für quadratische und rechteckige MSH-Profile
–60
[°C]
MSH-Profile – Für jeden Verwendungszweck die optimale Stahlsorte
V & M Vergütet
Standard
FineXcell®
550
Kerbschlagarbeit
Der lagerführende Handel bietet MSH-Profile in
der Regel in der Standardgüte S355J2H nach EN
10210 an. Daneben können warmgefertigte
MSH-Profile auch in einer Reihe unterschiedlichster Stahlsorten gefertigt werden. Neben den
allgemeinen Baustählen werden sie auch aus
hochfesten Feinkornbaustählen und aus Sondergüten gefertigt. Für spezielle Anwendungsgebiete
ist aufgrund der nahtlosen Fertigung sogar die
Herstellung aus nicht schweißbaren Güten möglich (z. B. Ck 45). Damit kann der Konstrukteur
je nach gewünschtem Verwendungszweck die
optimale Güte einsetzen.
S355NLH
S420NLH
S460NLH
S355NH
S420NH
S460NH
Forterior®
430
Forterior®
470
Forterior®
370
Forterior®
450
Forterior®
500
*Die Streckgrenze im Auslieferungszustand beläuft sich auf 400
MPa. Eine Vergütung ermöglicht die Erzielung einer Streckgrenze
von 650 MPa.
Streckgrenze
Lieferbare Werkstoffe für MSHProfile:
• Niedrig legierte Baustähle bis S355
• Normalgeglühte Baustähle bis S460
Gütenportfolio des Verkaufsbereichs Industry
V & M TUBES Gütenmarken
Höherfeste Güten für Anwendungen im Maschinenbau
Oceanfit® Serie
API 5L, EN 10225
FineXcell® Serie
Stahl-EisenWerkstoffblätter
Spirafort® Serie
EN 10294
Basis-Güten
Multicert® Serie
EN 10297, EN 10210
E355, S355J2H,
Grade B, C, …
V & M TUBES Normgüten
Avadur® Serie
ASTM A 519
Offshore-Güten
FineXcell®
890
Forterior®
650*
V & M Spezial
Spezielle Güten für Anwendungen im Maschinenbau
FineXcell®
770
S355J2H
Forterior®
400
Hochfeste
Feinkorn-Güten
FineXcell®
690
VALLOUREC & MANNESMANN TUBES
ergänzt die derzeit auf dem warmgewalzten
Hohlprofilmarkt verfügbare Produktpalette
an genormten Güten um zwei technologisch
anspruchsvolle Gütenserien, die es ermöglichen
einmalige Streckgrenzen zu erreichen.
Die Forterior® Serie bietet verbesserte Streckgrenzen im Bereich 370 MPa bis 650 MPa bei
gleichzeitig guter Schweißeignung. Verglichen
900 [MPa]
mit Standard-Güten ermöglicht Forterior®
erhebliche Gewichtseinsparungen bei gleichbleibend hoher Traglast des Maschinenbauteils.
Die FineXcell® Serie umfasst unsere hochfesten
Feinkorngüten mit einer nominalen Mindeststreckgrenze im Bereich von über 500 MPa bis
hin zu bahnbrechenden 900 MPa. Die außergewöhnlich hohe Streckgrenze, die sehr guten
Kerbschlagwerte bei extrem niedrigen Temperaturen und die exzellente Schweißbarkeit machen
diese Gütenserie zu einer kostengünstigen,
einzigartigen Lösung bei der Konstruktion hochanspruchsvoller Maschinenbauanwendungen,
wie z.B. Krane und andere tragende Strukturen.
Forterior® Serie
EN 10297, EN 10210
Legierte Vergütungsstähle
25CrMo4, 34CrMo4,
42CrMo4, Grade 4130,
Grade 4140, ...
Unlegierte Vergütunsstähle
C35E, C45E, C60E, 1045, ...
Einsatzstähle
16MnCr5, C10E,
20NiCrMo2-2, …
X52, X65, X80, ...
Rundrohre
Drehteilrohre
S460NLH,
P690QL1, ...
Quadratische und rechteckige
Hohlprofile
Die V & M TUBES Gütenmarken erfüllen beziehungsweise übertreffen in vielen Fällen die Anforderungen der entsprechenden
Normgüten. Die jeweilige Übereinstimmung kennzeichnen wir
in den Werkstoffdatenblättern, Aufträgen und Zeugnissen.
Steigende technische Anforderungen
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7
Qualitätsnachweise
Ästhetik
MSH-Profile – Ein vielfach zertifiziertes Qualitätsprodukt
MSH-Profile – Klare, glatte und
filigrane Konstruktionen
Warmgefertigte MSH-Profile werden nach
EN 10210 oder vergleichbaren nationalen und
internationalen Normen geliefert. Damit steht
dem Kunden ein geprüftes Qualitätsprodukt zur
Verfügung. Alle Prüfungen werden am Endprodukt vorgenommen, so dass man sich sowohl auf
die Einhaltung der geforderten mechanischen
und technologischen Eigenschaften des Werkstoffs als auch auf die Toleranzen der einzelnen
Abmessungen verlassen kann.
In der modernen Architektur werden warmgefertigte MSH-Profile häufig als sichtbare Bauelemente eingesetzt. Durch ihre hohe Tragfähigkeit
ergeben sich schlanke Konstruktionen, die den
Wünschen der Architekten nach leichten und
eleganten Lösungen entgegenkommen. Dies gilt
insbesondere für die Stahl-Glas-Architektur, bei
der versucht wird, die Abmessungen der eigentlichen Tragstruktur zu minimieren.
Vorsicht ist insbesondere dann geboten, wenn
beispielsweise relativ dünnwandige Hohlprofile
benötigt werden. Dann erfüllen zwar Profilrohre
nach EN 10305-5 die reinen Abmessungsanforderungen, sind jedoch teilweise scharfkantig,
was zu entsprechend schlechteren Schweißeigenschaften führt (siehe S. 14). Auch müssen bei
Lieferung von Profilrohren in Gütegrad A keine
mechanischen Eigenschaften nachgewiesen
werden.
Unterschiedliche Lasten werden nur durch
Variation der Wanddicke berücksichtigt, so dass
sich nach außen ein einheitliches Bild ergibt. So
können beispielsweise Stützen selbst über viele
Stockwerke hinweg mit konstanten Außenabmessungen hergestellt werden. Dies hat nicht nur
einen ästhetischen, sondern auch einen wirtschaftlichen Vorteil, da alle Anschlüsse gleich
ausgeführt werden können.
Moderne Fertigungsanlagen und neue, für den
Warmwalzprozess optimierte Einsatzgüten
führen bei den MSH-Profilen zu glatten Oberflächen, die durchaus mit denen anderer Profile
vergleichbar sind. Hierfür steht auch die Vielzahl
ausgezeichneter Bauwerke mit sichtbaren MSHProfilen. Hinzu kommt, dass die Außenoberfläche nicht durch eine sichtbare Schweißnaht
beeinträchtigt wird, was bei den hellen und
leuchtenden Farben, die heutzutage bevorzugt
werden, häufig als besonders störend empfunden
wird.
Gleicher Außendurchmesser bei unterschiedlicher Wanddicke
Diesen verminderten Qualitätseigenschaften
der Profilrohre trägt die EN 10305-5, dadurch
Rechnung, dass in den entsprechenden Lieferbedingungen unter Punkt 8.5.4. steht: „Die statische
und dynamische Beanspruchbarkeit ist bei quadratischen und rechteckigen Rohren mit engem
Rundungsbereich nicht sichergestellt.‟
Seit vielen Jahren ist unser Qualitätsmanagementsystem nach nationalen und internationalen
Regelwerken (z.B. ISO 9001) zugelassen. Für
den bauaufsichtlichen Bereich in Deutschland
werden MSH-Profile in den Güten nach EN
10210-1 selbstverständlich mit dem erforderlichen Übereinstimmungsnachweis (CE-Zeichen)
geliefert. Für besondere Anwendungsfälle, wie
z.B. im Schiffbau oder im Offshore-Bereich,
kann auch eine Fremdabnahme durch eine vom
Kunden vorgegebene Abnahmegesellschaft, wie
z.B. Technischer Überwachungsverein (TÜV)
oder Lloyds Register of Shipping (LRS),
erfolgen (gemäß EN 10225).
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Qualitätsnachweise
Ästhetik
MSH-Profile – Ein vielfach zertifiziertes Qualitätsprodukt
MSH-Profile – Klare, glatte und
filigrane Konstruktionen
Warmgefertigte MSH-Profile werden nach
EN 10210 oder vergleichbaren nationalen und
internationalen Normen geliefert. Damit steht
dem Kunden ein geprüftes Qualitätsprodukt zur
Verfügung. Alle Prüfungen werden am Endprodukt vorgenommen, so dass man sich sowohl auf
die Einhaltung der geforderten mechanischen
und technologischen Eigenschaften des Werkstoffs als auch auf die Toleranzen der einzelnen
Abmessungen verlassen kann.
In der modernen Architektur werden warmgefertigte MSH-Profile häufig als sichtbare Bauelemente eingesetzt. Durch ihre hohe Tragfähigkeit
ergeben sich schlanke Konstruktionen, die den
Wünschen der Architekten nach leichten und
eleganten Lösungen entgegenkommen. Dies gilt
insbesondere für die Stahl-Glas-Architektur, bei
der versucht wird, die Abmessungen der eigentlichen Tragstruktur zu minimieren.
Vorsicht ist insbesondere dann geboten, wenn
beispielsweise relativ dünnwandige Hohlprofile
benötigt werden. Dann erfüllen zwar Profilrohre
nach EN 10305-5 die reinen Abmessungsanforderungen, sind jedoch teilweise scharfkantig,
was zu entsprechend schlechteren Schweißeigenschaften führt (siehe S. 14). Auch müssen bei
Lieferung von Profilrohren in Gütegrad A keine
mechanischen Eigenschaften nachgewiesen
werden.
Unterschiedliche Lasten werden nur durch
Variation der Wanddicke berücksichtigt, so dass
sich nach außen ein einheitliches Bild ergibt. So
können beispielsweise Stützen selbst über viele
Stockwerke hinweg mit konstanten Außenabmessungen hergestellt werden. Dies hat nicht nur
einen ästhetischen, sondern auch einen wirtschaftlichen Vorteil, da alle Anschlüsse gleich
ausgeführt werden können.
Moderne Fertigungsanlagen und neue, für den
Warmwalzprozess optimierte Einsatzgüten
führen bei den MSH-Profilen zu glatten Oberflächen, die durchaus mit denen anderer Profile
vergleichbar sind. Hierfür steht auch die Vielzahl
ausgezeichneter Bauwerke mit sichtbaren MSHProfilen. Hinzu kommt, dass die Außenoberfläche nicht durch eine sichtbare Schweißnaht
beeinträchtigt wird, was bei den hellen und
leuchtenden Farben, die heutzutage bevorzugt
werden, häufig als besonders störend empfunden
wird.
Gleicher Außendurchmesser bei unterschiedlicher Wanddicke
Diesen verminderten Qualitätseigenschaften
der Profilrohre trägt die EN 10305-5, dadurch
Rechnung, dass in den entsprechenden Lieferbedingungen unter Punkt 8.5.4. steht: „Die statische
und dynamische Beanspruchbarkeit ist bei quadratischen und rechteckigen Rohren mit engem
Rundungsbereich nicht sichergestellt.‟
Seit vielen Jahren ist unser Qualitätsmanagementsystem nach nationalen und internationalen
Regelwerken (z.B. ISO 9001) zugelassen. Für
den bauaufsichtlichen Bereich in Deutschland
werden MSH-Profile in den Güten nach EN
10210-1 selbstverständlich mit dem erforderlichen Übereinstimmungsnachweis (CE-Zeichen)
geliefert. Für besondere Anwendungsfälle, wie
z.B. im Schiffbau oder im Offshore-Bereich,
kann auch eine Fremdabnahme durch eine vom
Kunden vorgegebene Abnahmegesellschaft, wie
z.B. Technischer Überwachungsverein (TÜV)
oder Lloyds Register of Shipping (LRS),
erfolgen (gemäß EN 10225).
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Statische Werte
Knickbelastung
MSH-Profile – Höhere statische Werte erlauben höhere
Beanspruchungen für alle
Belastungen
MSH-Profile – Sie werden den
günstigsten Knickspannungslinien zugeordnet
Die unterschiedlichen Herstellverfahren für
warm- und kaltgefertigte Hohlprofile verursachen unterschiedliche Eckenausrundungen und
damit auch unterschiedliche Querschnittsflächen
und statische Werte. Dies ist ein weiterer Grund
dafür, dass Hohlprofile verschiedenen Normen
zugeordnet werden, und zwar Warmprofile in
EN 10210 und Kaltprofile in EN 10219.
Aufgrund der kleineren Eckenradien haben
warmgefertigte Hohlprofile generell größere
Querschnittsflächen als kaltgefertigte; diese
Vorteile der MSH-Profile gegenüber kaltgefertigten Hohlprofilen werden mit ansteigender
Wanddicke entsprechend größer. Für die Praxis
bedeutet dies, dass bei gleicher Profilabmessung
größere Lasten aufnehmbar sind oder anders
ausgedrückt, dass bei gleicher Beanspruchung
ein höheres Sicherheitsniveau erreicht wird.
Aufgrund ihrer günstigen statischen Werte eignen sich Hohlprofile besonders als knickbeanspruchte Bauelemente (Stützen, Druckstäbe in
Fachwerken und Rahmen). Die unterschiedlichen
Eigenschaften der warm- und kaltgefertigten
Hohlprofile finden ihre Auswirkungen in den Bemessungsregeln für Druckglieder, wobei in den
europäischen Stahlbaunormen (z.B. EN 1993-11, Tabelle 6.2) warmgefertigte Hohlprofile generell in einer höheren Knickspannungslinie als die
kaltgefertigten Hohlprofile eingestuft sind.
In Vorbereitung auf die neue europäische Stahlbaunorm (Eurocode 3) wurde von den Herstellern der kaltgefertigten Hohlprofile ein Forschungsvorhaben initiiert, das zum Ziel hatte,
eine bessere Einstufung ihrer Profile bei den
Knickspannungslinien zu erreichen. Bei diesem
durch CIDECT (Comité International pour le
Développement et l’Étude de la Construction
Tubulaire – Internationales Komitee für Forschung und Entwicklung von Hohlprofilkonstruktionen) geförderten und an den Hochschulen
in Aachen und Lüttich durchgeführten Forschungsprojekt wurden kaltgefertigte Hohlprofile
der „neuen Generation“ untersucht1. Hierunter
werden Hohlprofile verstanden, die unter Einsatz
neuer und verbesserter Stahlanalysen sowie auf
modernisierten Walzstraßen gefertigt wurden.
Das Ergebnis ist enttäuschend für die Hersteller
kaltgefertigter Hohlprofile. Statt einer Einstufung in die günstigere Knickspannungslinie a
müssen kaltgefertigte Hohlprofile generell in die
Knickspannungslinie c herabgestuft werden. Das
folgende Diagramm aus dem Schlussbericht zeigt
den Vergleich der Knickspannungslinie c mit den
Testergebnissen. Im Bericht heißt es hierzu: „Das
Diagramm zeigt, dass die Knickspannungslinie c
des Eurocode 3 das tatsächliche Knickverhalten
zufriedenstellend beschreibt, obwohl die Linie c
das tatsächliche Knickverhalten der Testkörper
überschätzt. Die statistische Analyse dieser Tests
führt zu einem Teilsicherheitsbeiwert von γ*M
= 1,15, der in guter Übereinstimmung mit dem
in Eurocode 3 geforderten Wert von γ*M = 1,1
steht.“
1
Cidect Research Programme 2 R: Buckling
Behaviour of a New Generation of Cold-Formed
Hollow Sections, Final Report 1996
Eurocode 3 – Knickspannungslinie c
1
120
%
100
107
0,9
112
100
EC3-Kurve c
CIDECT-Tests
0,8
100
0,7
0,6
80
0,5
60
0,4
40
0,3
20
0,2
0,1
0
Zug
A [cm2]
Biegung
W [cm3]
Größere
Querschnittsflächen
durch to
Larger
cross-sectional
areas thanks
smaller corner radii
kleinere Eckenradien
Vergleich der max. möglichen Zug- und Biegebeanspruchung
Vergleich der max. möglichen Zug- und Biegebeanspruchung
(kaltgefertigt
100
%)%)
100100
x 100
x 10xmm
in mm
S355in S 355
(kaltgefertigt= =
100
x 100
10,0
10
kaltgefertigt
warmgefertigt
0
0,5
1
1,5
2
2,5
L
r· π
3
fy
E
11
Statische Werte
Knickbelastung
MSH-Profile – Höhere statische Werte erlauben höhere
Beanspruchungen für alle
Belastungen
MSH-Profile – Sie werden den
günstigsten Knickspannungslinien zugeordnet
Die unterschiedlichen Herstellverfahren für
warm- und kaltgefertigte Hohlprofile verursachen unterschiedliche Eckenausrundungen und
damit auch unterschiedliche Querschnittsflächen
und statische Werte. Dies ist ein weiterer Grund
dafür, dass Hohlprofile verschiedenen Normen
zugeordnet werden, und zwar Warmprofile in
EN 10210 und Kaltprofile in EN 10219.
Aufgrund der kleineren Eckenradien haben
warmgefertigte Hohlprofile generell größere
Querschnittsflächen als kaltgefertigte; diese
Vorteile der MSH-Profile gegenüber kaltgefertigten Hohlprofilen werden mit ansteigender
Wanddicke entsprechend größer. Für die Praxis
bedeutet dies, dass bei gleicher Profilabmessung
größere Lasten aufnehmbar sind oder anders
ausgedrückt, dass bei gleicher Beanspruchung
ein höheres Sicherheitsniveau erreicht wird.
Aufgrund ihrer günstigen statischen Werte eignen sich Hohlprofile besonders als knickbeanspruchte Bauelemente (Stützen, Druckstäbe in
Fachwerken und Rahmen). Die unterschiedlichen
Eigenschaften der warm- und kaltgefertigten
Hohlprofile finden ihre Auswirkungen in den Bemessungsregeln für Druckglieder, wobei in den
europäischen Stahlbaunormen (z.B. EN 1993-11, Tabelle 6.2) warmgefertigte Hohlprofile generell in einer höheren Knickspannungslinie als die
kaltgefertigten Hohlprofile eingestuft sind.
In Vorbereitung auf die neue europäische Stahlbaunorm (Eurocode 3) wurde von den Herstellern der kaltgefertigten Hohlprofile ein Forschungsvorhaben initiiert, das zum Ziel hatte,
eine bessere Einstufung ihrer Profile bei den
Knickspannungslinien zu erreichen. Bei diesem
durch CIDECT (Comité International pour le
Développement et l’Étude de la Construction
Tubulaire – Internationales Komitee für Forschung und Entwicklung von Hohlprofilkonstruktionen) geförderten und an den Hochschulen
in Aachen und Lüttich durchgeführten Forschungsprojekt wurden kaltgefertigte Hohlprofile
der „neuen Generation“ untersucht1. Hierunter
werden Hohlprofile verstanden, die unter Einsatz
neuer und verbesserter Stahlanalysen sowie auf
modernisierten Walzstraßen gefertigt wurden.
Das Ergebnis ist enttäuschend für die Hersteller
kaltgefertigter Hohlprofile. Statt einer Einstufung in die günstigere Knickspannungslinie a
müssen kaltgefertigte Hohlprofile generell in die
Knickspannungslinie c herabgestuft werden. Das
folgende Diagramm aus dem Schlussbericht zeigt
den Vergleich der Knickspannungslinie c mit den
Testergebnissen. Im Bericht heißt es hierzu: „Das
Diagramm zeigt, dass die Knickspannungslinie c
des Eurocode 3 das tatsächliche Knickverhalten
zufriedenstellend beschreibt, obwohl die Linie c
das tatsächliche Knickverhalten der Testkörper
überschätzt. Die statistische Analyse dieser Tests
führt zu einem Teilsicherheitsbeiwert von γ*M
= 1,15, der in guter Übereinstimmung mit dem
in Eurocode 3 geforderten Wert von γ*M = 1,1
steht.“
1
Cidect Research Programme 2 R: Buckling
Behaviour of a New Generation of Cold-Formed
Hollow Sections, Final Report 1996
Eurocode 3 – Knickspannungslinie c
1
120
%
100
107
0,9
112
100
EC3-Kurve c
CIDECT-Tests
0,8
100
0,7
0,6
80
0,5
60
0,4
40
0,3
20
0,2
0,1
0
Zug
A [cm2]
Biegung
W [cm3]
Größere
Querschnittsflächen
durch to
Larger
cross-sectional
areas thanks
smaller corner radii
kleinere Eckenradien
Vergleich der max. möglichen Zug- und Biegebeanspruchung
Vergleich der max. möglichen Zug- und Biegebeanspruchung
(kaltgefertigt
100
%)%)
100100
x 100
x 10xmm
in mm
S355in S 355
(kaltgefertigt= =
100
x 100
10,0
10
kaltgefertigt
warmgefertigt
0
0,5
1
1,5
2
2,5
L
r· π
3
fy
E
11
Welche Auswirkungen dies für die Praxis hat, zeigen die folgenden Diagramme mit dem Vergleich der
Knickbelastung für 3000 mm lange Stützen:
yy
d
Herstellungsprozess
t
S235, S275, S355, S420
yy
a
S460
1,0
χ Knickbeiwert
0,8
Warmformgebung
z
Knickspannungslinie
z
b
Kaltformgebung
a
c
a0
0,4
a
c
0,2
Der neue Eurocode 33 regelt deshalb die Einstufung der verschiedenen Querschnitte in Tabelle
6.2, die auf dieser Seite auszugsweise wiedergegeben wird.
0
160
CIDECT Research Programme 2 T: Buckling
Behaviour of Hot-Formed SHS in High Strength
Steel Grade S460, Final Report 1999
3
EN 1993-1-1:2010-12, Table 6.2
12
%
kaltgefertigt
500
400
Kalt: c
133
300
200
0
109 % 160 %
S355
S460
Vergleich 100 x 100 x 10 mm in S355 und S460 mit einer
Knicklänge von 3000 mm
Druck:
120
Kaltprofil:
100 x 100 x 10 mm
Max. Beanspruchbarkeit: 506 kN
~ 126 %)
Gewicht:
76,7 kg (=
100
80
60
100 % 136 %
554
Bemessungslast:
500 KN
136
133
506
100
150
warmgefertigt
130
126
140
40
2
schlank
gedrungen
mittel
Die a-Kurve zeigt bis zu 27 % höhere Werte als die c-Kurve,
die a0-Kurve sogar bis zu 36 %
808
Knickspannungslinie:
Warm:
a (S355)
a0(S460)
600
0,6
warmgefertigt
689
700
36 %
Zuordnung der Querschnitte zu den Knickspannungslinien nach EN 1993-1-1:2010-12, Tabelle 6.2
Weitaus erfolgreicher war ein Forschungsvorhaben, in dem das Knickverhalten der warmgefertigten Hohlprofile aus dem höherfesten Werkstoff
S4602 untersucht wurde. Das Ergebnis ist, dass
diese Hohlprofile in die beste Knickspannungslinie a0 eingestuft werden können.
kaltgefertigt
800
27 %
a0
c
kN
900
100
100
100
100
100
3000 mm
h
z
r
Schlankheit der Stütze
Querschnitte
z
t
100
MSH-Profil:
100 x 100 x 7,1 mm
Max. Beanspruchbarkeit: 531 kN
~ 100 %)
Gewicht:
60,8 kg (=
20
0
Wanddicke
4,0
5,0
6,3
8,0
10,0
12,5
[mm]
Vergleich der max. möglichen Druckbelastungen (kaltgefertigt = 100 %) 100 x 100, Güte S355, Knicklänge 3000 mm
Beispiel einer Stützenbemessung
13
Welche Auswirkungen dies für die Praxis hat, zeigen die folgenden Diagramme mit dem Vergleich der
Knickbelastung für 3000 mm lange Stützen:
yy
d
Herstellungsprozess
t
S235, S275, S355, S420
yy
Warmformgebung
z
a
z
b
Knickspannungslinie
Kaltformgebung
a
c
S460
a0
c
1,0
χ Knickbeiwert
0,8
kN
900
27 %
a0
0,4
a
c
0,2
Der neue Eurocode 33 regelt deshalb die Einstufung der verschiedenen Querschnitte in Tabelle
6.2, die auf dieser Seite auszugsweise wiedergegeben wird.
0
160
CIDECT Research Programme 2 T: Buckling
Behaviour of Hot-Formed SHS in High Strength
Steel Grade S460, Final Report 1999
3
EN 1993-1-1:2010-12, Table 6.2
12
%
kaltgefertigt
500
400
Kalt: c
133
300
200
0
109 % 160 %
S355
S460
Vergleich 100 x 100 x 10 mm in S355 und S460 mit einer
Knicklänge von 3000 mm
Druck:
120
Kaltprofil:
100 x 100 x 10 mm
Max. Beanspruchbarkeit: 506 kN
~ 126 %)
Gewicht:
76,7 kg (=
100
80
60
100 % 136 %
554
Bemessungslast:
500 KN
136
133
506
100
150
warmgefertigt
130
126
140
40
2
schlank
gedrungen
mittel
Die a-Kurve zeigt bis zu 27 % höhere Werte als die c-Kurve,
die a0-Kurve sogar bis zu 36 %
808
Knickspannungslinie:
Warm:
a (S355)
a0(S460)
600
0,6
warmgefertigt
689
700
36 %
Zuordnung der Querschnitte zu den Knickspannungslinien nach EN 1993-1-1:2010-12, Tabelle 6.2
Weitaus erfolgreicher war ein Forschungsvorhaben, in dem das Knickverhalten der warmgefertigten Hohlprofile aus dem höherfesten Werkstoff
S4602 untersucht wurde. Das Ergebnis ist, dass
diese Hohlprofile in die beste Knickspannungslinie a0 eingestuft werden können.
kaltgefertigt
800
100
100
100
100
100
3000 mm
h
z
r
Schlankheit der Stütze
Querschnitte
z
t
100
MSH-Profil:
100 x 100 x 7,1 mm
Max. Beanspruchbarkeit: 531 kN
~ 100 %)
Gewicht:
60,8 kg (=
20
0
Wanddicke
4,0
5,0
6,3
8,0
10,0
12,5
[mm]
Vergleich der max. möglichen Druckbelastungen (kaltgefertigt = 100 %) 100 x 100, Güte S355, Knicklänge 3000 mm
Beispiel einer Stützenbemessung
13
Anwendung des Eurocode 3
auf kaltgefertigte Hohlprofile
nach EN 10219-2
Schweißbarkeit
2t
=
10
5t
= 25
30
verbleibender
schweißbarer
Bereich
5t
= 25
Ein wesentlicher Punkt, bei dem die unterschiedlichen mechanisch-technologischen Eigenschaften der Warm- und Kaltprofile besonders
deutliche Auswirkungen zeigen, betrifft das
Schweißen. Da die Kaltverformung eine der
wesentlichsten Einflussgrößen für die Sprödbruchgefahr darstellt, sind in den entsprechenden
Schweißvorschriften Regelungen aufgeführt, die
nicht nur je nach Verformungsgrad bestimmte
Wanddickenbereich in mm
≤4
4<t≤6
6≤t≤8
8 < t ≤ 10
10 < t ≤ 12
12 < t ≤ 24
14
Stahlgütegruppen empfehlen, sondern genau festlegen, wann an diesen kaltverformten Bereichen
überhaupt geschweißt werden darf.
In der neuen europäischen Stahlbaunorm, der
EN 1993 (EC 3)4, sind die Bedingungen vorgegeben, die für das Schweißen in diesen kaltgeformten Bereichen und den dort angrenzenden Zonen
eingehalten werden müssen. Diese Werte wurden
aus der EN 1993-1-8, Tabelle 4.2 übernommen.
Nachstehend eine Gegenüberstellung des maßgeblichen Parameters innerer Rundungsradius zu
Wanddicke (ri/t) nach EC 3 und EN 10219:
Erforderlicher Wert
ri/t nach EC 34
damit Schweißen
zulässig ist
Vorhandener Wert
ri/t nach Fertigungsnorm
EN 10219-25
1,0
1,5
1,5
2,0
2,0
3,0
1,0
1,0
1,5
1,5
2,0
2,0
Wanddicke
in mm
Bei den fett markierten Wanddickenbereichen ist
das Verhältnis von innerem Radius zu Wanddicke
nach der Herstellungsnorm EN 10219-2 so klein,
dass ein Schweißen des kaltgefertigten Hohlprofils nach der EC 3 überhaupt nicht zulässig ist.
Die folgende Tabelle zeigt eine Gegenüberstellung des erforderlichen Rundungsradius nach
EC 3 und dem sich aus der Fertigungsnorm ergebenden inneren Rundungsradius.
Erforderlicher
innerer Rundungsradius nach
EC 3 in mm
Vorhandener
innerer Rundungsradius nach
EN 10219-2
in mm
7,5
20,0
37,5
5,0
15,0
25,0
5,0
10,0
12,5
4
EN 1993-1-8:2010-12, Absatz 4.14
5
EN 10219-2:2006, Anhang B.3
verbleibender
schweißbarer
Bereich
2t
= 10
ra = 2t
MSH-Profile – Problemloses
Schweißen – auch im Kantenbereich
100
2t
=
10
t
Die Beispiele belegen: Werden die kaltgefertigri
ten Hohlprofile nach
EN 10219-2 gefertigt, können sie die Schweißbedingungen des Eurocode 3
in vielen Wanddickenbereichen nicht einhalten.
ra = ri + t
ri / t = 1*) können auch keine Bestätigungen von
=> Hierüber
ri = t
=> Herstellern
ra = 2t
oder Händlern hinwegtäuschen, denn
*) Dieser
Wert ergibt
sich
ausNorm
o.a. außer Kraft
hierdurch
lässt sich
keine
Tabelle nach EN 10219-2 für eine
setzen. Dat =auch
in den angrenzenden Bereichen
Wanddicke
5 mm
von 5 x t nicht geschweißt werden darf, bleibt bei
einem kaltgefertigten Hohlprofil 100 x 100 x 5,0
mm (200 x 200 x 10,0 mm) für das Schweißen
gemäß Eurocode 3 nur ein Bereich in Profilmitte von 30 mm (60 mm) übrig. Eine sinnvolle
Schweißkonstruktion ist somit für Kaltprofile
unmöglich (siehe rechts). Beim MSH-Profil
5t
= 25
bestehen
diese Einschränkungen nicht, da dieses
Beispiel:
kaltgefertigtes
grundsätzlich warmgefertigt wird. Ein SchweiHohlprofil
ßen ist 100
am gesamten
also auch im
x 100 x 5Querschnitt,
mm
Kantenbereich,
problemlos möglich.
Schweißen
Beispiel:
warmgefertigtes
Hohlprofil
100 x 100 x 5 mm
Schweißen
zulässig
unzulässig
100
100
Anwendung des Eurocode 3
auf kaltgefertigte Hohlprofile
nach EN 10219-2
2t
=
10
5t
= 25
30
verbleibender
schweißbarer
Bereich
5t
= 25
2t
=
10
2t
= 10
ra = 2t
5t
= 25
t
ri
ra = ri + t
ri / t = 1*)
=> ri = t
=> ra = 2t
*) Dieser Wert ergibt sich aus o.a.
Tabelle nach EN 10219-2 für eine
Wanddicke t = 5 mm
Beispiel:
kaltgefertigtes
Hohlprofil
100 x 100 x 5 mm
Schweißen
unzulässig
100
15
Anwendung des Eurocode 3
auf kaltgefertigte Hohlprofile
nach EN 10219-2
Schweißbarkeit
2t
=
10
5t
= 25
30
verbleibender
schweißbarer
Bereich
5t
= 25
Ein wesentlicher Punkt, bei dem die unterschiedlichen mechanisch-technologischen Eigenschaften der Warm- und Kaltprofile besonders
deutliche Auswirkungen zeigen, betrifft das
Schweißen. Da die Kaltverformung eine der
wesentlichsten Einflussgrößen für die Sprödbruchgefahr darstellt, sind in den entsprechenden
Schweißvorschriften Regelungen aufgeführt, die
nicht nur je nach Verformungsgrad bestimmte
Wanddickenbereich in mm
≤4
4<t≤6
6≤t≤8
8 < t ≤ 10
10 < t ≤ 12
12 < t ≤ 24
14
Stahlgütegruppen empfehlen, sondern genau festlegen, wann an diesen kaltverformten Bereichen
überhaupt geschweißt werden darf.
In der neuen europäischen Stahlbaunorm, der
EN 1993 (EC 3)4, sind die Bedingungen vorgegeben, die für das Schweißen in diesen kaltgeformten Bereichen und den dort angrenzenden Zonen
eingehalten werden müssen. Diese Werte wurden
aus der EN 1993-1-8, Tabelle 4.2 übernommen.
Nachstehend eine Gegenüberstellung des maßgeblichen Parameters innerer Rundungsradius zu
Wanddicke (ri/t) nach EC 3 und EN 10219:
Erforderlicher Wert
ri/t nach EC 34
damit Schweißen
zulässig ist
Vorhandener Wert
ri/t nach Fertigungsnorm
EN 10219-25
1,0
1,5
1,5
2,0
2,0
3,0
1,0
1,0
1,5
1,5
2,0
2,0
Wanddicke
in mm
Bei den fett markierten Wanddickenbereichen ist
das Verhältnis von innerem Radius zu Wanddicke
nach der Herstellungsnorm EN 10219-2 so klein,
dass ein Schweißen des kaltgefertigten Hohlprofils nach der EC 3 überhaupt nicht zulässig ist.
Die folgende Tabelle zeigt eine Gegenüberstellung des erforderlichen Rundungsradius nach
EC 3 und dem sich aus der Fertigungsnorm ergebenden inneren Rundungsradius.
Erforderlicher
innerer Rundungsradius nach
EC 3 in mm
Vorhandener
innerer Rundungsradius nach
EN 10219-2
in mm
7,5
20,0
37,5
5,0
15,0
25,0
5,0
10,0
12,5
4
EN 1993-1-8:2010-12, Absatz 4.14
5
EN 10219-2:2006, Anhang B.3
verbleibender
schweißbarer
Bereich
2t
= 10
ra = 2t
MSH-Profile – Problemloses
Schweißen – auch im Kantenbereich
100
2t
=
10
t
Die Beispiele belegen: Werden die kaltgefertigri
ten Hohlprofile nach
EN 10219-2 gefertigt, können sie die Schweißbedingungen des Eurocode 3
in vielen Wanddickenbereichen nicht einhalten.
ra = ri + t
ri / t = 1*) können auch keine Bestätigungen von
=> Hierüber
ri = t
=> Herstellern
ra = 2t
oder Händlern hinwegtäuschen, denn
*) Dieser
Wert ergibt
sich
ausNorm
o.a. außer Kraft
hierdurch
lässt sich
keine
Tabelle nach EN 10219-2 für eine
setzen. Dat =auch
in den angrenzenden Bereichen
Wanddicke
5 mm
von 5 x t nicht geschweißt werden darf, bleibt bei
einem kaltgefertigten Hohlprofil 100 x 100 x 5,0
mm (200 x 200 x 10,0 mm) für das Schweißen
gemäß Eurocode 3 nur ein Bereich in Profilmitte von 30 mm (60 mm) übrig. Eine sinnvolle
Schweißkonstruktion ist somit für Kaltprofile
unmöglich (siehe rechts). Beim MSH-Profil
5t
= 25
bestehen
diese Einschränkungen nicht, da dieses
Beispiel:
kaltgefertigtes
grundsätzlich warmgefertigt wird. Ein SchweiHohlprofil
ßen ist 100
am gesamten
also auch im
x 100 x 5Querschnitt,
mm
Kantenbereich,
problemlos möglich.
Schweißen
Beispiel:
warmgefertigtes
Hohlprofil
100 x 100 x 5 mm
Schweißen
zulässig
unzulässig
100
100
Anwendung des Eurocode 3
auf kaltgefertigte Hohlprofile
nach EN 10219-2
2t
=
10
5t
= 25
30
verbleibender
schweißbarer
Bereich
5t
= 25
2t
=
10
2t
= 10
ra = 2t
5t
= 25
t
ri
ra = ri + t
ri / t = 1*)
=> ri = t
=> ra = 2t
*) Dieser Wert ergibt sich aus o.a.
Tabelle nach EN 10219-2 für eine
Wanddicke t = 5 mm
Beispiel:
kaltgefertigtes
Hohlprofil
100 x 100 x 5 mm
Schweißen
unzulässig
100
15
Sicherheit
HB
150
140
130
110
100
90
80
HB
140
130
120
110
100
90
80
Härteverteilung nach
HB 30/2,5 – 10
(HV 10 in den Ecken)
über den Querschnitt
an Hohlprofil
220 x 220 x 6.3 mm
St 52, warm hergestellt
ohne Längsnaht
Ein eklatanter Unterschied zwischen
warm- und kaltverformten Hohlprofilen
zeigt sich bei der Härteverteilung über
den Querschnitt (siehe Diagramme).
(b) „warm“
mit 180 x 180 x 6,3 mm
(a) „kalt“
mit 160 x 160 x 6 mm
+300
+200
+100
0
-100
-200
+300
+200
+100
0
-100
-200
Grundlage dieser sicherheitsrelevanten Vorschriften sind die unterschiedlichen Eigenschaften der
warm- und kaltgefertigten Hohlprofile, wie dies
im Folgenden durch die Härteverteilungen und
Eigenspannungen demonstriert wird.
Ein ähnliches Bild wie die Härteverteilung zeigt
auch die Eigenspannungsverteilung. Während
warmverformte MSH-Profile über den gesamten
Querschnitt äußerst gleichmäßige Eigenspannungen auf sehr niedrigem Niveau zeigen, weisen
kaltverformte Hohlprofile hohe Zugeigenspannungen auf. Die auf der nächsten Seite dargestellten Grafiken belegen dies sehr eindrucksvoll.
150
Schweißnaht
+300
+200
+100
0
-100
-200
-200
-100
0
+100
+200
+300
Gerade in diesem besonders sensiblen Bereich
können warmgefertigte Hohlprofile ihre Vorteile
ausspielen. So existieren zum Beispiel bei der
Bahn oder bei Kran- oder Seilbahnherstellern
übergeordnete Vorschriften (z.B. BN 918 002)
oder firmeninterne Vorgaben, die die Verwendung von warmgefertigten Hohlprofilen explizit
vorschreiben. Auch wenn Unternehmen die
Vorschriften des Eurocode zwingend einhalten
müssen, führt in den allermeisten Fällen kein
Weg an warmgefertigten Hohlprofilen vorbei
(siehe „Schweißbarkeit‟).
Härteverteilung nach
HB 30/2,5 – 10
(HV 10 in den Ecken)
über den Querschnitt
an Hohlprofil
160 x 160 x 4,0 mm
St 37, kalt hergestellt
mit Längsnaht
+300
+200
+100
0
-100
-200
Perfektion – Präzision – Sicherheit. In diesem
Spannungsfeld werden heute Konstruktionen
ausgelegt, sei es im Hochbau, im Brückenbau
oder im Kranbau. Sicherheitsaspekte erlangen
hierbei eine immer größer werdende Bedeutung.
Während das warmgefertigte MSH-Profil eine
gleichmäßige Härteverteilung auf dem gesamten
Umfang zeigt, weist das Kaltprofil erhebliche
Härtespitzen in den kaltverformten Kanten auf.
Daraus ist zu entnehmen, dass hier inhomogene
Festigkeitseigenschaften zu erwarten sind. Eine
weitere Härtespitze liegt im Bereich der Längsschweißnaht, was den Schluss zulässt, dass die
Schweißnaht im vorliegenden Fall nicht wärmebehandelt wurde. Die von verschiedenen Seiten
angeregte Möglichkeit, bei Kaltprofilen den
Festigkeitsanstieg im Kantenbereich bei der rechnerischen Auslegung zu nutzen, ist wegen des
nicht einschätzbaren Risikos problematisch, falls
dies nicht schon durch die einschlägigen Normen
ausgeschlossen wird.
-200
-100
0
+100
+200
+300
MSH-Profile – Hiermit gehen Sie
auf Nummer sicher
-200
-100
0
+100
+200
+300
Bei der Verarbeitung dieser Profile (z.B. Schweißen, Verzinken) können diese Eigenspannungen
freigesetzt werden und zu einem unkontrollierbaren Verzug der Profile bzw. der Konstruktion
führen. Der hierdurch erforderliche Richtaufwand
kann beträchtlich sein.
-200
-100
0
+100
+200
+300
Verteilung der Längseigenspannung eines „kalt“ und „warm“
hergestellten Profils aus S235 in N/mm2
0
20
0
0
0
0
200
0
100
0
0
10
0
20
0
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0
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0
10
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10
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0
0
0
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20
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20
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0
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0
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0
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20
0
0
20
200
10
100
0
0
0
10
16
0
0
0
100
200
Weld Seam
200
Verteilung der Quereigenspannung in N/mm2 bei einem „kalt“ (a) und
„warm“ (b) hergestellten Profil mit 60 x 60 x 4 mm
17
Sicherheit
HB
150
140
130
110
100
90
80
HB
140
130
120
110
100
90
80
Härteverteilung nach
HB 30/2,5 – 10
(HV 10 in den Ecken)
über den Querschnitt
an Hohlprofil
220 x 220 x 6.3 mm
St 52, warm hergestellt
ohne Längsnaht
Ein eklatanter Unterschied zwischen
warm- und kaltverformten Hohlprofilen
zeigt sich bei der Härteverteilung über
den Querschnitt (siehe Diagramme).
(b) „warm“
mit 180 x 180 x 6,3 mm
(a) „kalt“
mit 160 x 160 x 6 mm
+300
+200
+100
0
-100
-200
+300
+200
+100
0
-100
-200
Grundlage dieser sicherheitsrelevanten Vorschriften sind die unterschiedlichen Eigenschaften der
warm- und kaltgefertigten Hohlprofile, wie dies
im Folgenden durch die Härteverteilungen und
Eigenspannungen demonstriert wird.
Ein ähnliches Bild wie die Härteverteilung zeigt
auch die Eigenspannungsverteilung. Während
warmverformte MSH-Profile über den gesamten
Querschnitt äußerst gleichmäßige Eigenspannungen auf sehr niedrigem Niveau zeigen, weisen
kaltverformte Hohlprofile hohe Zugeigenspannungen auf. Die auf der nächsten Seite dargestellten Grafiken belegen dies sehr eindrucksvoll.
150
Schweißnaht
+300
+200
+100
0
-100
-200
-200
-100
0
+100
+200
+300
Gerade in diesem besonders sensiblen Bereich
können warmgefertigte Hohlprofile ihre Vorteile
ausspielen. So existieren zum Beispiel bei der
Bahn oder bei Kran- oder Seilbahnherstellern
übergeordnete Vorschriften (z.B. BN 918 002)
oder firmeninterne Vorgaben, die die Verwendung von warmgefertigten Hohlprofilen explizit
vorschreiben. Auch wenn Unternehmen die
Vorschriften des Eurocode zwingend einhalten
müssen, führt in den allermeisten Fällen kein
Weg an warmgefertigten Hohlprofilen vorbei
(siehe „Schweißbarkeit‟).
Härteverteilung nach
HB 30/2,5 – 10
(HV 10 in den Ecken)
über den Querschnitt
an Hohlprofil
160 x 160 x 4,0 mm
St 37, kalt hergestellt
mit Längsnaht
+300
+200
+100
0
-100
-200
Perfektion – Präzision – Sicherheit. In diesem
Spannungsfeld werden heute Konstruktionen
ausgelegt, sei es im Hochbau, im Brückenbau
oder im Kranbau. Sicherheitsaspekte erlangen
hierbei eine immer größer werdende Bedeutung.
Während das warmgefertigte MSH-Profil eine
gleichmäßige Härteverteilung auf dem gesamten
Umfang zeigt, weist das Kaltprofil erhebliche
Härtespitzen in den kaltverformten Kanten auf.
Daraus ist zu entnehmen, dass hier inhomogene
Festigkeitseigenschaften zu erwarten sind. Eine
weitere Härtespitze liegt im Bereich der Längsschweißnaht, was den Schluss zulässt, dass die
Schweißnaht im vorliegenden Fall nicht wärmebehandelt wurde. Die von verschiedenen Seiten
angeregte Möglichkeit, bei Kaltprofilen den
Festigkeitsanstieg im Kantenbereich bei der rechnerischen Auslegung zu nutzen, ist wegen des
nicht einschätzbaren Risikos problematisch, falls
dies nicht schon durch die einschlägigen Normen
ausgeschlossen wird.
-200
-100
0
+100
+200
+300
MSH-Profile – Hiermit gehen Sie
auf Nummer sicher
-200
-100
0
+100
+200
+300
Bei der Verarbeitung dieser Profile (z.B. Schweißen, Verzinken) können diese Eigenspannungen
freigesetzt werden und zu einem unkontrollierbaren Verzug der Profile bzw. der Konstruktion
führen. Der hierdurch erforderliche Richtaufwand
kann beträchtlich sein.
-200
-100
0
+100
+200
+300
Verteilung der Längseigenspannung eines „kalt“ und „warm“
hergestellten Profils aus S235 in N/mm2
0
20
0
0
0
0
200
0
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0
0
10
0
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20
200
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16
0
0
0
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200
Weld Seam
200
Verteilung der Quereigenspannung in N/mm2 bei einem „kalt“ (a) und
„warm“ (b) hergestellten Profil mit 60 x 60 x 4 mm
17
Kerbschlagzähigkeit
Sprödbruch – eine der gefährlichsten Situationen,
mit denen der Konstrukteur sowohl im Stahlals auch im Maschinenbau konfrontiert werden
kann. Dieser verformungslose Spaltbruch ist
deshalb so gefährlich, weil er plötzlich und ohne
jede Vorankündigung auftritt, und dies sogar bei
Beanspruchungen, die weit unterhalb der zulässigen Spannungen liegen können. Die Sprödbruchgefahr steigt mit zunehmender Kaltverformung.
Als wichtiges Indiz für eine Sprödbruchneigung
kann die Kerbschlagzähigkeit angesehen werden,
da diese sich mit zunehmendem Kaltverformungsgrad verschlechtert. So verschieben sich
die Übergangstemperaturen um ca. 3–5 °C je
1 % Verformung zur ungünstigen Seite hin. Da
die Verformung der kaltgefertigten Hohlprofile
im Bereich von 20 – 30 % liegt (im Extremfall
sogar 43 %!), ist die Übergangsverschiebung
beträchtlich.
Dies geht auch aus einer gemeinschaftlichen Forschungsarbeit hervor, die an den Universitäten
Toronto, Kanada und Karlsruhe, Deutschland,
durchgeführt wurde6. Das rechts abgebildete
Diagramm, welches der Veröffentlichung entnommen wurde, zeigt die Unterschiede der
warm- und kaltgefertigten Hohlprofile deutlich
auf. Gewählt wurde die Probenlage und -richtung, die die höchsten Werte ergibt. Die Untersuchungen zeigen: Warmgefertigte Hohlprofile
neigen bei tiefen Temperaturen deutlich weniger
zu Sprödbrüchen.
Aus den Forschungsergebnissen wurde die Empfehlung abgeleitet, bei dynamisch beanspruchten
Konstruktionen, wo es auf eine gleichmäßige
Zähigkeit bei allen Probenlagen und -formen
ankommt, ausschließlich warmgefertigte Hohlprofile zu verwenden. Auch die amerikanische
Norm für kaltgefertigte Hohlprofile ASTM A
5007 weist in einer Fußnote ausdrücklich darauf
hin, dass diese Profile für dynamisch beanspruchte Konstruktionen im Tieftemperaturbereich ungeeignet sein können: „Note 1 – Products
manufactured to this specification may not be
suitable for those applications such as dynamically loaded elements in welded structures,
etc., where low-temperature notch-toughness
properties may be important.“ Diese Fußnote
wird in den Empfehlungen des AWS (American
Welde Society, Ausgabe 2002), wie folgt ergänzt:
„Special investigation or heat treatment may be
required if this product is applied to tubular T-,
Y-, and K-connections“.
6
1 MSH-Profil, S355J2H
2 Kaltprofil, Hersteller 1, ASTM A 500, Grad B
3 Kaltprofil, Hersteller 1, spannungsarm geglüht
ASTM A 500, Grad C
4 Kaltprofil, Hersteller 2, ASTM A 500, Grad C
300
1
250
2
200
3
4
Kerbschlagarbeit [J]
MSH-Profile – Optimale Verwendbarkeit auch bei tiefen Temperaturen
150
100
50
0
-60
-40
-20
0
Prüftemperatur [°C]
+20
+40
Packer, J.A., Kosteski, N., Puthli, R.S. The
Toughness of Rectangular Hollow Sections.
Paper for International Workshop on Tubular
Diese Unterschiede machen deutlich, dass durch die enormen Kaltverformungen
Connections, Kumamoto University, Japan,
(maximal bis zu 43 %!) die Verformungsreserven des Stahls weitestgehend aufge-
June 2002.
braucht sind. Damit ist die Gefahr gegeben, dass sich ein Versagen nicht durch einen
7
ASTM A 500: Standard Specification for Cold-
langsam anwachsenden Riss ankündigt, sondern der Bruch ohne jede Vorankündi-
Formed Welded and Seamless Carbon Steel
gung plötzlich auftritt.
Structural Tubing in Rounds and Shapes,
Mit warmgefertigten MSH-Profilen ist man also auch hier auf der sicheren Seite.
Ausgabe 10. März 2001
18
19
Kerbschlagzähigkeit
Sprödbruch – eine der gefährlichsten Situationen,
mit denen der Konstrukteur sowohl im Stahlals auch im Maschinenbau konfrontiert werden
kann. Dieser verformungslose Spaltbruch ist
deshalb so gefährlich, weil er plötzlich und ohne
jede Vorankündigung auftritt, und dies sogar bei
Beanspruchungen, die weit unterhalb der zulässigen Spannungen liegen können. Die Sprödbruchgefahr steigt mit zunehmender Kaltverformung.
Als wichtiges Indiz für eine Sprödbruchneigung
kann die Kerbschlagzähigkeit angesehen werden,
da diese sich mit zunehmendem Kaltverformungsgrad verschlechtert. So verschieben sich
die Übergangstemperaturen um ca. 3–5 °C je
1 % Verformung zur ungünstigen Seite hin. Da
die Verformung der kaltgefertigten Hohlprofile
im Bereich von 20 – 30 % liegt (im Extremfall
sogar 43 %!), ist die Übergangsverschiebung
beträchtlich.
Dies geht auch aus einer gemeinschaftlichen Forschungsarbeit hervor, die an den Universitäten
Toronto, Kanada und Karlsruhe, Deutschland,
durchgeführt wurde6. Das rechts abgebildete
Diagramm, welches der Veröffentlichung entnommen wurde, zeigt die Unterschiede der
warm- und kaltgefertigten Hohlprofile deutlich
auf. Gewählt wurde die Probenlage und -richtung, die die höchsten Werte ergibt. Die Untersuchungen zeigen: Warmgefertigte Hohlprofile
neigen bei tiefen Temperaturen deutlich weniger
zu Sprödbrüchen.
Aus den Forschungsergebnissen wurde die Empfehlung abgeleitet, bei dynamisch beanspruchten
Konstruktionen, wo es auf eine gleichmäßige
Zähigkeit bei allen Probenlagen und -formen
ankommt, ausschließlich warmgefertigte Hohlprofile zu verwenden. Auch die amerikanische
Norm für kaltgefertigte Hohlprofile ASTM A
5007 weist in einer Fußnote ausdrücklich darauf
hin, dass diese Profile für dynamisch beanspruchte Konstruktionen im Tieftemperaturbereich ungeeignet sein können: „Note 1 – Products
manufactured to this specification may not be
suitable for those applications such as dynamically loaded elements in welded structures,
etc., where low-temperature notch-toughness
properties may be important.“ Diese Fußnote
wird in den Empfehlungen des AWS (American
Welde Society, Ausgabe 2002), wie folgt ergänzt:
„Special investigation or heat treatment may be
required if this product is applied to tubular T-,
Y-, and K-connections“.
6
1 MSH-Profil, S355J2H
2 Kaltprofil, Hersteller 1, ASTM A 500, Grad B
3 Kaltprofil, Hersteller 1, spannungsarm geglüht
ASTM A 500, Grad C
4 Kaltprofil, Hersteller 2, ASTM A 500, Grad C
300
1
250
2
200
3
4
Kerbschlagarbeit [J]
MSH-Profile – Optimale Verwendbarkeit auch bei tiefen Temperaturen
150
100
50
0
-60
-40
-20
0
Prüftemperatur [°C]
+20
+40
Packer, J.A., Kosteski, N., Puthli, R.S. The
Toughness of Rectangular Hollow Sections.
Paper for International Workshop on Tubular
Diese Unterschiede machen deutlich, dass durch die enormen Kaltverformungen
Connections, Kumamoto University, Japan,
(maximal bis zu 43 %!) die Verformungsreserven des Stahls weitestgehend aufge-
June 2002.
braucht sind. Damit ist die Gefahr gegeben, dass sich ein Versagen nicht durch einen
7
ASTM A 500: Standard Specification for Cold-
langsam anwachsenden Riss ankündigt, sondern der Bruch ohne jede Vorankündi-
Formed Welded and Seamless Carbon Steel
gung plötzlich auftritt.
Structural Tubing in Rounds and Shapes,
Mit warmgefertigten MSH-Profilen ist man also auch hier auf der sicheren Seite.
Ausgabe 10. März 2001
18
19
Verarbeitung
Wirtschaftlichkeit
MSH-Profile – Einmalige Vorteile
durch extra-enge Kantenradien
(Ra ≤ 1 · T) für große, ebene
Anschlussflächen
Auch bei der Verarbeitung und im Stahlbau
bieten warmgefertigte MSH-Profile erhebliche
Vorteile.
„Statische Werte‟). Dies stellt gleichzeitig eine
hervorragende Schweißnahtvorbereitung dar und
reduziert den Bedarf an Schweißwerkstoffen.
Das bei VALLOUREC & MANNESMANN
TUBES eingesetzte Warmwalzverfahren erzeugt
nun auch extra-enge Kantenradien, die nicht tangential in die Seitenflächen laufen, sondern eine
klare Kante bilden (siehe auch Abschnitt
V & M TUBES hat damit seine MSH-Profile
mit einem weiteren unverwechselbaren Produktmerkmal ausgestattet, das – mit Kantenradien von Ra ≤ 1 · T – die Anforderungen nach
EN 10210-2 im Hinblick auf den zulässigen
Maximalwert für den Kantenradius (Ra ≤ 3 · T)
erheblich übertrifft.
C1
C2
Ra
t
20
C1 ≈ C2 ≈ Ra
C1,C2: Länge
des Rundungsbereiches
(Sichtkante)
kaltgefertigt
warmgefertigt
Kleine Anschlussflächen
bei großen Eckradien
Große Anschlussflächen
bei kleinen Eckradien
Viel Schweißgut erforderlich
Einsparung von Schweißgut
Mit den so entstehenden großen, ebenen
Anschlussflächen lassen sich Schweißverbindungen wesentlich einfacher und stabiler herstellen,
und auch die in dieser Broschüre beschriebenen
statischen Vorteile der MSH-Profile können voll
genutzt werden.
MSH-Profile – Unterm Strich
stimmt’s
Die Wirtschaftlichkeit einer Konstruktion ist
selbstverständlich ein entscheidendes Kriterium.
Eine schöne und sichere Lösung muss sich auch
wirtschaftlich darstellen lassen. Dies hängt jedoch nicht nur vom Preis der einzelnen Elemente
ab, sondern ergibt sich aus dem Zusammenspiel
vieler Faktoren. Eine MSH-Konstruktion ist im
Vergleich zu anderen Lösungsmöglichkeiten
wirtschaftlich herstellbar, wenn die spezifischen
Vorteile der warmgefertigten MSH-Profile auch
genutzt werden:
• Reduzierung der Abmessung, der Wanddicke
und damit des Eigengewichts durch Wahl des
optimalen Werkstoffs.
• Einheitliche Anschlüsse bei Stützen und
Trägern, da die Außenabmessung über die
gesamte Konstruktionslänge konstant gehalten werden kann.
• Größere Knotenabstände bei Fachwerkkonstruktionen können dank hervorragender
statischer Eigenschaften eingeplant werden.
Damit sind insgesamt weniger Knoten erforderlich.
• Einfaches und kostengünstiges Verarbeiten
(z. B. gerade, ebene Schnitte, häufiger Entfall
einer Schweißnahtvorbereitung, einfache
Kehlnähte).
• Nutzung des Hohlkörperquerschnitts durch
Betonfüllung zur Traglasterhöhung.
• Nutzung des Hohlkörperquerschnitts durch
Beton- oder Wasserfüllung für den Brandschutz.
• Nutzung des Hohlkörperquerschnitts für Versorgungsleitungen (z.B. für Klimatisierung,
Strom oder Wasser); dadurch sind keine gesonderten Versorgungsschächte erforderlich.
• Geringes Schweißnahtvolumen dank kleiner
Außenabmessungen und Wanddicken.
• Geringes Schweißnahtvolumen dank kleiner
Kantenradien der quadratischen und rechteckigen MSH-Profile.
• Verringerung der Anstrichkosten durch
kleine Oberflächen und damit auch
Reduzierung des Aufwandes für den
Korrosionsschutz.
Wie
man sieht, ist
nicht nur der reine To
nenpreis entscheide
n-
nd, sondern das Ergebnis un
ter
dem Strich.
Und das spricht für da
s
MSH-Profil!
21
Verarbeitung
Wirtschaftlichkeit
MSH-Profile – Einmalige Vorteile
durch extra-enge Kantenradien
(Ra ≤ 1 · T) für große, ebene
Anschlussflächen
Auch bei der Verarbeitung und im Stahlbau
bieten warmgefertigte MSH-Profile erhebliche
Vorteile.
„Statische Werte‟). Dies stellt gleichzeitig eine
hervorragende Schweißnahtvorbereitung dar und
reduziert den Bedarf an Schweißwerkstoffen.
Das bei VALLOUREC & MANNESMANN
TUBES eingesetzte Warmwalzverfahren erzeugt
nun auch extra-enge Kantenradien, die nicht tangential in die Seitenflächen laufen, sondern eine
klare Kante bilden (siehe auch Abschnitt
V & M TUBES hat damit seine MSH-Profile
mit einem weiteren unverwechselbaren Produktmerkmal ausgestattet, das – mit Kantenradien von Ra ≤ 1 · T – die Anforderungen nach
EN 10210-2 im Hinblick auf den zulässigen
Maximalwert für den Kantenradius (Ra ≤ 3 · T)
erheblich übertrifft.
C1
C2
Ra
t
20
C1 ≈ C2 ≈ Ra
C1,C2: Länge
des Rundungsbereiches
(Sichtkante)
kaltgefertigt
warmgefertigt
Kleine Anschlussflächen
bei großen Eckradien
Große Anschlussflächen
bei kleinen Eckradien
Viel Schweißgut erforderlich
Einsparung von Schweißgut
Mit den so entstehenden großen, ebenen
Anschlussflächen lassen sich Schweißverbindungen wesentlich einfacher und stabiler herstellen,
und auch die in dieser Broschüre beschriebenen
statischen Vorteile der MSH-Profile können voll
genutzt werden.
MSH-Profile – Unterm Strich
stimmt’s
Die Wirtschaftlichkeit einer Konstruktion ist
selbstverständlich ein entscheidendes Kriterium.
Eine schöne und sichere Lösung muss sich auch
wirtschaftlich darstellen lassen. Dies hängt jedoch nicht nur vom Preis der einzelnen Elemente
ab, sondern ergibt sich aus dem Zusammenspiel
vieler Faktoren. Eine MSH-Konstruktion ist im
Vergleich zu anderen Lösungsmöglichkeiten
wirtschaftlich herstellbar, wenn die spezifischen
Vorteile der warmgefertigten MSH-Profile auch
genutzt werden:
• Reduzierung der Abmessung, der Wanddicke
und damit des Eigengewichts durch Wahl des
optimalen Werkstoffs.
• Einheitliche Anschlüsse bei Stützen und
Trägern, da die Außenabmessung über die
gesamte Konstruktionslänge konstant gehalten werden kann.
• Größere Knotenabstände bei Fachwerkkonstruktionen können dank hervorragender
statischer Eigenschaften eingeplant werden.
Damit sind insgesamt weniger Knoten erforderlich.
• Einfaches und kostengünstiges Verarbeiten
(z. B. gerade, ebene Schnitte, häufiger Entfall
einer Schweißnahtvorbereitung, einfache
Kehlnähte).
• Nutzung des Hohlkörperquerschnitts durch
Betonfüllung zur Traglasterhöhung.
• Nutzung des Hohlkörperquerschnitts durch
Beton- oder Wasserfüllung für den Brandschutz.
• Nutzung des Hohlkörperquerschnitts für Versorgungsleitungen (z.B. für Klimatisierung,
Strom oder Wasser); dadurch sind keine gesonderten Versorgungsschächte erforderlich.
• Geringes Schweißnahtvolumen dank kleiner
Außenabmessungen und Wanddicken.
• Geringes Schweißnahtvolumen dank kleiner
Kantenradien der quadratischen und rechteckigen MSH-Profile.
• Verringerung der Anstrichkosten durch
kleine Oberflächen und damit auch
Reduzierung des Aufwandes für den
Korrosionsschutz.
Wie
man sieht, ist
nicht nur der reine To
nenpreis entscheide
n-
nd, sondern das Ergebnis un
ter
dem Strich.
Und das spricht für da
s
MSH-Profil!
21
Zu guter Letzt
MSH-Profile – Nutzen Sie unser Know-how aus einer über 100-jährigen Erfahrung
Neben der Lieferung eines hochwertigen Qualitätsprodukts stehen Ihnen für die Anwendung
von MSH-Profilen Fachleute von VALLOUREC
& MANNESMANN TUBES beratend zur Verfügung. Dies gilt nicht nur für unsere Händlerkunden, sondern auch für Endverbraucher. So wird
bespielsweise im Rahmen von MSH-Seminaren
spezifisch auf Ihre Fragen und Wünsche eingegangen.
Auch bei der Planung und Durchführung von
Projekten steht Ihnen das MSH-Team hilfreich
zur Seite. Und das betrifft nicht nur technische
Fragen. Ein spezielles Projektteam sorgt für eine
reibungslose und pünktliche Abwicklung Ihres
Auftrages.
V & M TUBES hat eine umfangreiche Sammlung
an technischen Informationen zu den MSH-Profilen herausge­geben, in denen die verschiedensten
Berechnungs-, Konstruktions- und Fertigungsfragen detailliert behandelt werden. Darüber hinaus
sorgen zwei neue von V & M TUBES herausgegebene Bemessungshilfen für Vereinfachung der
Dimensionierung von Hohlprofilanschlüssen.
Die in gedruckter Fassung vorliegenden „Bemes-
22
sungshilfen für Hohlprofilanschlüsse“ enthalten
in Tabellenform typisierte Anschlüsse für zahlreiche gängige Hohlprofilabmessungen. Für Konfigurationen können mit dem Softwaretool CoP
interaktiv prüffähige Statiken nach Eurocode 3
erstellt werden.
Diese Unterlagen können Sie auf unserer Homepage „www.vmtubes.de/msh“ abrufen, genauso
wie das Softwareprogramm „Stacom“ (mit statischen Werten und Knicklasten der MSH-Profile).
Durch unsere bereits jahrzehn
telang währende Mitgliedschaft
im CIDECT (Comité Interna
tional pour le Développement et
l’Étude de la Construction Tubulaire – Internationales Komitee für Forschung und Entwicklung
von Hohlprofilkonstruktionen) haben wir die
Weiterentwicklung auf dem Hohlprofilsektor
maßgebend mitbeeinflusst. Die dort gewonnenen
Erkenntnisse sind in zahlreichen CIDECT-Handbüchern veröffentlicht (www.cidect.org).
Die aus der gemeinsamen Arbeit herrührenden
weltweiten engen Kontakte zu Verbänden, Hoch-
schulen und Forschungszentren helfen auch bei
ausgefallenen Lösungsansätzen.
Deshalb, wenn Sie Fragen zum MSH-Profil
haben, zögern Sie nicht uns anzusprechen, sei es
per Telefon, Fax oder E-Mail. Weitere Produktinformationen sowie Ansprechpartner mit Adressen
und Telefonnummern finden Sie auf unserer
Homepage www.vmtubes.de/msh.
Wir sind stets für Sie da.
MSH – Das Ideenprofil
Der Begriff MSH ist gesetzlich
geschützt und steht für ein
anerkanntes Qualitätsprodukt.
Zu guter Letzt
MSH-Profile – Nutzen Sie unser Know-how aus einer über 100-jährigen Erfahrung
Neben der Lieferung eines hochwertigen Qualitätsprodukts stehen Ihnen für die Anwendung
von MSH-Profilen Fachleute von VALLOUREC
& MANNESMANN TUBES beratend zur Verfügung. Dies gilt nicht nur für unsere Händlerkunden, sondern auch für Endverbraucher. So wird
bespielsweise im Rahmen von MSH-Seminaren
spezifisch auf Ihre Fragen und Wünsche eingegangen.
Auch bei der Planung und Durchführung von
Projekten steht Ihnen das MSH-Team hilfreich
zur Seite. Und das betrifft nicht nur technische
Fragen. Ein spezielles Projektteam sorgt für eine
reibungslose und pünktliche Abwicklung Ihres
Auftrages.
V & M TUBES hat eine umfangreiche Sammlung
an technischen Informationen zu den MSH-Profilen herausge­geben, in denen die verschiedensten
Berechnungs-, Konstruktions- und Fertigungsfragen detailliert behandelt werden. Darüber hinaus
sorgen zwei neue von V & M TUBES herausgegebene Bemessungshilfen für Vereinfachung der
Dimensionierung von Hohlprofilanschlüssen.
Die in gedruckter Fassung vorliegenden „Bemes-
22
sungshilfen für Hohlprofilanschlüsse“ enthalten
in Tabellenform typisierte Anschlüsse für zahlreiche gängige Hohlprofilabmessungen. Für Konfigurationen können mit dem Softwaretool CoP
interaktiv prüffähige Statiken nach Eurocode 3
erstellt werden.
Diese Unterlagen können Sie auf unserer Homepage „www.vmtubes.de/msh“ abrufen, genauso
wie das Softwareprogramm „Stacom“ (mit statischen Werten und Knicklasten der MSH-Profile).
Durch unsere bereits jahrzehn
telang währende Mitgliedschaft
im CIDECT (Comité Interna
tional pour le Développement et
l’Étude de la Construction Tubulaire – Internationales Komitee für Forschung und Entwicklung
von Hohlprofilkonstruktionen) haben wir die
Weiterentwicklung auf dem Hohlprofilsektor
maßgebend mitbeeinflusst. Die dort gewonnenen
Erkenntnisse sind in zahlreichen CIDECT-Handbüchern veröffentlicht (www.cidect.org).
Die aus der gemeinsamen Arbeit herrührenden
weltweiten engen Kontakte zu Verbänden, Hoch-
schulen und Forschungszentren helfen auch bei
ausgefallenen Lösungsansätzen.
Deshalb, wenn Sie Fragen zum MSH-Profil
haben, zögern Sie nicht uns anzusprechen, sei es
per Telefon, Fax oder E-Mail. Weitere Produktinformationen sowie Ansprechpartner mit Adressen
und Telefonnummern finden Sie auf unserer
Homepage www.vmtubes.de/msh.
Wir sind stets für Sie da.
MSH – Das Ideenprofil
Der Begriff MSH ist gesetzlich
geschützt und steht für ein
anerkanntes Qualitätsprodukt.
Warmgefertigte
MSH-Profile für den
Maschinen- und Stahlbau
V & M DEUTSCHLAND GmbH
Structurals
Theodorstraße 90
40472 Düsseldorf
Telefon +49 211 960-3580
Telefax +49 211 960-2373
E-Mail [email protected]
www.vmtubes.de
Vallourec Gruppe
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