Fostabericht P 552 - Effiziente Nachweisführung beulgefährdeter Querschnitte mit LängssteifenFostabericht P 552 - Effiziente Nachweisführung beulgefährdeter Querschnitte mit Längssteifen

P 552 – Effiziente Nachweisführung beulgefährdeter Querschnitte mit Längssteifen

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P552

ISBN: 3-937567-14-3 Artikelnummer: P552 Kategorien: ,

Beschreibung

P 552 – Effiziente Nachweisführung beulgefährdeter Querschnitte mit Längssteifen

Geschweißte Querschnitte des modernen Stahl- und Verbundbrückenbaus sind in der heutigen Zeit hinsichtlich einer effizienten Fertigung optimiert. Kann man nicht ganz auf Steifen verzichten, so wird zumindest versucht – beispielsweise durch die Verwendung geschlossener Längssteifenquerschnitte – die Zahl der Steifen zu minimieren. Die aktuellen Regelungen zur Bemessung längsversteifter beulgefährdeter Konstruktionen, sowohl in DIN 18800, Teil 3 als auch in ENV 1993-1-5, basieren jedoch überwiegend auf Versuchen mit einer Vielzahl offener Längssteifenquerschnitte mit geringer Torsionssteifigkeit. Aufgrund dessen können die durch Verwendung geschlossener Längssteifenquerschnitte
möglichen Traglasterhöhungen nicht genutzt werden. Um diese wirtschaftlichen Vorteile für längsversteifte Blechträger nutzen zu können, wurden im Rahmen dieses Forschungsvorhabens experimentelle und theoretische Untersuchungen
zur Weiterentwicklung der bestehenden Bemessungsregeln zur quergerichteten Krafteinleitung und Querkrafttragfähigkeit durchgeführt. Im Unterschied zu bekannten Untersuchungen lag der Schwerpunkt der Arbeiten auf Querschnitten mit
wenigen Längssteifen, wobei entsprechend der gängigen Konstruktionspraxis geschlossene Steifenquerschnitte verwendet wurden.
Zur Ermittlung der Traglasten der quergerichteten Lasteinleitung wurden sieben Versuche an großmaßstäbigen Trägern durchgeführt, um damit den Einfluss der Längssteifenanordnung, der Zahl der Längssteifen und einer gleichzeitig wirkenden Momentenund Querkraftbeanspruchung untersuchen zu können. Wie mit den Versuchen gezeigt werden konnte, ermöglicht die Verwendung geschlossener Längssteifenquerschnitte eine deutliche Steigerung der  Beanspruchbarkeiten der quergerichteten Lasteinleitung. Die Versuchsnachrechnung mittels der Methode der finiten Elemente ergab eine sehr gute Übereinstimmung mit den Ergebnissen der experimentellen Untersuchungen, so dass diese experimentellen Untersuchungen eine Grundlage für weiterführende numerische Untersuchungen bilden. Auf der Basis umfangreicher numerischer Untersuchungen wurde eine Modifikation der bestehenden Regelungen zur Berücksichtigung des knickstabähnlichen Verhaltens vorgeschlagen, um damit eine zutreffende Ermittlung der Beanspruchbarkeiten der quergerichteten Lasteinleitung zu ermöglichen.
Im Rahmen der Untersuchungen zur Querkrafttragfähigkeit längsversteifter Träger wurden vier Versuche an großmaßstäbigen Trägern durchgeführt und für unterschiedliche Längssteifenanordnungen die Abmessungen der geschlossenen Längssteifenquerschnitte variiert. In einer ergänzenden Parameterstudie zum Einfluss der Querschnittsabmessungen der Längssteifen konnte gezeigt werden, dass die bei der Ermittlung der Querkrafttragfähigkeiten nach ENV 1993-1-5 geforderte Reduktion der Steifenträgheitsmomente für die hier untersuchten geschlossenen Längssteifenquerschnitte nicht erforderlich ist.
Fazit des Forschungsvorhabens ist, dass durch die Verwendung geschlossener Längssteifenquerschnitte für längsversteifte Blechträger eine signifikante Steigerung der Beanspruchbarkeiten ermöglicht wird, die durch eine konsequente Weiterentwicklung der bestehenden Bemessungsregelungen der Bemessungspraxis zugänglich gemacht werden kann.

Autoren:
U. Kuhlmann, M. Seitz

Veröffentlichung:
2004