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Einzelfeldbeulen - Wirklich grosse Unterschiede zwischen Eurocode EN 1993-1-5 und DIN 18800-3? / Unstiffened panels - Really big differences between Eurocode EN 1993-1-5 and DIN 18800-3?

Die Beulnachweise der Einzelfelder von Stahlkonstruktionen nach dem Eurocode 1993-1-5 und der nationalen Norm DIN 18800-3 werden vergleichend betrachtet. Durch den Vergleich sollte herausgefunden werden, warum bei einzelnen Beispielen die Berechnungen nach diesen Regelwerken vollkommen andere Ergebnisse liefern. Der Eurocode sieht eine Berechnung mit der Methode der effektiven Querschnitte (MEQ) vor, waehrend in DIN 18800-3 eine Berechnung verankert ist, die nun als Methode der reduzierten Spannungen (MSR) bezeichnet wird. Der Vergleich bezieht sich auf unterschiedliche Beulfeldgeometrien, Blechschlankheiten und Belastungsfaelle. Als Bezugsgroessen dienen in allen Faellen die Ergebnisse von realitaetsnahen nichtlinearen FEM-Berechnungen, die nach dem Eurocode alternativ anwendbar sind. Um die elastisch-plastische Tragfaehigkeit im Grenzzustand der Tragfaehigkeit zu ermitteln, sind in den FEM-Berechnungen geometrisch und materiell nichtlineare Beziehungen fuer das Struktur- und Materialverhalten einzufuehren. Die Vorgehensweise bei der FEM-Berechnung wird eingehend dargestellt. Im Detail wird ebenso auf die Berechnung mit der MRS nach dem Eurocode eingegangen und die Unterschiede zur Berechnung nach DIN 18800-3 werden herausgearbeitet. Die Eroerterung der Berechnung mit der MRS nach dem Eurocode ist wichtig, da die Hinweise zu dieser Methode im Eurocode spaerlich sind und daher die Methode fehlerhaft angewendet werden koennte. Aufgezeigt werden die quantitativen Unterschiede in den Ergebnissen der Beulnachweise nach EN 1993-1-5 und DIN 18800-3 fuer 24 Einzelfaelle der beiden untersuchten Beulfeldgeometrien. Es zeigt sich, dass ein objektiver Vergleich alleine anhand der Ergebnisse des Beulnachweises nicht moeglich ist. Um diesen Vergleich zu ermoeglichen, muss zunaechst fuer jede Berechnungsmethode der Laststeigerungsfaktor ermittelt werden, der zu einer vollstaendigen Ausnutzung des Beulfeldes beim Nachweis fuehrt. Ein objektiver Vergleich laesst sich dann mit dem Ausnutzungsgrad, der dem Kehrwert des Laststeigungsfaktors entspricht, anstellen. Zusammenfassend wird festgestellt, dass bei ueblichen Geometrieverhaeltnissen des Beulfeldes und Beanspruchung durch Normalspannung in einer Richtung oder bei kombinierter Beanspruchung durch Normalspannung in einer Richtung und Schubspannungen die Ergebnisse der Beulnachweise nach DIN 18800-3 und EN 1993-1-5 nur geringfuegig abweichen. Bei kurzen Teilfeldern wird der Nachweis nach DIN mit zunehmender Blechdicke konservativer als der Nachweis nach dem Eurocode. Wird das Beulfeld durch Normalspannungen in x- und y-Richtung beansprucht, liefert der Nachweis nach Eurocode mitunter unsichere Ergebnisse. ABSTRACT IN ENGLISH: For individual examples of single panels the plate buckling verification based on EN 1993-1-5 gives significant differences compared to DIN 18800-3. These unexpected differences - based on the traditional concept of the reduced stress method - lead to a comprehensive parameter study by the authors. For different geometries of panels, plate slenderness and combination of stresses the different results of both codes are presented and compared to a realistic nonlinear FEM-analyses. In addition the procedure for plate buckling verification based on EN 1993-1-5 is presented in detail and compared to DIN 18800-3, as well as to nonlinear FEM-analyses. (A)

  • Authors:
    • Unterweger, H
    • KETTLER, M
  • Publication Date: 2013-8

Language

  • German

Media Info

  • Pagination: 597-608
  • Serial:
    • Stahlbau
    • Volume: 82
    • Issue Number: 8
    • Publisher: Ernst (Wilhelm) and Sohn

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01492671
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Sep 11 2013 10:46AM