Untersuchungen zum zeitabhängigen mechanischen Materialverhalten von S460 im Brandfall

Für die Brandbemessung von Stahlbauten ist eine genaue Kenntnis des mechanischen Materialverhaltens unter erhöhter Temperatur erforderlich. Der Eurocode 3 Teil 1-2 [1] stellt hierzu für die Baustahlsorten S235 bis S460 einheitliche Spannungs-Dehnungsbeziehungen bis 1200 °C zur Verfügung. Für den hochfesten Feinkornbaustahl S460 sind diese jedoch nicht hinreichend experimentell abgesichert. Die im Brandfall auftretenden Kriechdehnungen können im Rahmen des Bemessungskonzeptes nach [1] grundsätzlich nicht explizit berücksichtigt werden. In diesem Artikel werden die Ergebnisse eines Forschungsprojektes zur Untersuchung des zeitabhängigen mechanischen Materialverhaltens hochfester Feinkornbaustähle S460 im Brandfall vorgestellt. Aus umfangreichen instationären Warmkriechversuchsreihen wurden die Hochtemperatur-Werkstoffgesetze ermittelt. Ferner wurde das Kriechverhalten von S460 im Brandfall analysiert und ein empirisches Kriechgesetz formuliert, das die exakte Berücksichtigung der Kriechdehnungen in den Werkstoffgesetzen ermöglicht. Mit Hilfe metallographischer Untersuchungen konnte der Einfluss der chemischen Zusammensetzung und des Herstellprozesses auf die Hochtemperaturfestigkeit identifiziert werden.