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Spannungsbasierter Beulsicherheitsnachweis ebener und gekruemmter staehlerner Flaechentragwerke unter kombinierter Membranbeanspruchung. Eine vergleichende Analyse der Eurocode-Formate / Buckling stress design check for plane and curved steel surface structures under combined membrane stressing. A comparative analysis of the Eurocode formats

Der Beitrag befasst sich im Wesentlichen mit den Gemeinsamkeiten und Unterschieden der spannungsbasierten Beulsicherheitsnachweise fuer staehlerne Flaechentragwerke. Anlass der Veroeffentlichung sind die verschiedenen moeglichen Nachweisformate fuer solche Beulsicherheitsnachweise im Eurocode 3. Im Eurocode werden neben den beiden aus den bisherigen deutschen Normen bekannten Formaten weitere Nachweisformate angeboten. Die beiden Formate der deutschen Normen behandelten zum einen den Nachweis gegen Plattenbeulen und zum anderen den Nachweis gegen Schalenbeulen. Obwohl im Detail unterschiedlich, basieren beide Nachweise auf Beulspannungen. Diese Nachweisformate werden mit spannungsbasiertem Beulsicherheitsnachweis (SBN) bezeichnet. Im Eurocode finden sich fuer beide Typen von Flaechentragwerken die Nachweisformate fuer Platten im Teil 1-5 unter der Bezeichnung "Methode der reduzierten Spannungen" und fuer Schalen im Teil 1-6 unter der Bezeichnung SBN. Zusaetzlich gibt es im Eurocode Teil 1-5 fuer Platten die "Methode der wirksamen Breiten" und im Teil 1-6 fuer Schalen das "numerisch gestuetzte MNA/LBA-Format". Darueber hinaus bietet der Eurocode auch fuer beide Arten von Flaechentragwerken eine nichtlineare globale Berechnung mit der Finiten-Element-Methode (FEM) bis zum Erreichen der Beullast an. Der Beitrag behandelt die Nachweisformate SBN und MNA/LBA, denen gemeinsam ist, dass sie mit Beulsicherheitsabminderungsfaktoren arbeiten, die auf die plastische Tragfaehigkeit ohne Stabilitaetseinfluss bezogen sind. Das seit nahezu 200 Jahren bekannte Grundkonzept der Stabilitaetsabminderungsfaktoren, auf denen die beiden genannten Nachweisformate beruhen wird kurz beleuchtet, bevor auf den SBN eingegangen wird. Der Beulsicherheitsnachweis mittels des Grundkonzepts kann auf drei verschiedene Arten durchgefuehrt werden: durch globale Beulabminderung, Komponenten-Beulabminderung oder semi-globale Beulabminderung. Der Beitrag stellt die im Eurocode verankerten Formate des SBN einander gegenueber und ordnet ihnen die drei Arten des Nachweises entsprechend dem Grundkonzept zu. Die zentralen Elemente der SBN-Formate, naemlich die komponentenspezifischen Einzelbeulabminderungsfaktoren und die Beulinteraktionsgleichungen werden dargestellt. Dazu wird insbesondere eingegangen auf die verschieden stark ausgepraegte Empfindlichkeit gegenueber dem Beulen von Schalen und Platten und die Darstellung der Vor- und Nachteile der beiden SBN-Formate. Abschliessend wird ein Verbesserungsvorschlag zur Druck-Druck-Interaktion beim Plattenbeulen gemacht, der auch bisherige Verbesserungsvorschlaege mit in Betracht zieht. Zusammenfassend wird postuliert, dass der traditionsreiche spannungsbasierte Beulsicherheitsnachweis ein einfaches und gut anwendbares Ingenieurmodell fuer Handrechnungen darstellt, das durch viele Versuchsauswertungen und numerische Simulationsrechnungen abgesichert ist. ABSTRACT IN ENGLISH: The formats of Eurocode 3 for the buckling stress design check are conceptually different for plane surface structures (plate buckling according to EN 1993-1-5) and for curved surface structures (shell buckling according to EN 1993-1-6) - contrary to the previous rules in DIN 18800 (Parts 3 and 4). Even a recently published proposal for improvement of the plate buckling interaction check, which results in a formally identical appearance of the two EC 3 buckling interaction expressions, does not modify that situation. In the present paper, the commonalities and the differences of the buckling stress design formats are pointed out. For the plate buckling interaction check, some minor further proposals for improvement, complementarily to the mentioned published one, are presented. (A)

  • Authors:
    • MAUR, J
    • SCHMIDT, H
    • VERWIEBE, C
  • Publication Date: 2011-11

Language

  • German

Media Info

  • Pagination: 804-13
  • Serial:
    • Stahlbau
    • Volume: 80
    • Issue Number: 11
    • Publisher: Ernst (Wilhelm) and Sohn

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01444651
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Aug 29 2012 9:58AM