Hohlprofile mit beidseits zentrisch eingeschlitzten Knotenblechen. Drucktragverhalten und Bemessungsvorschlag / Hollow sections with concentric slotted gusset plates. Load bearing capacity under compression and recommended design model

In der Stahlbaupraxis werden Druckstaebe von Fachwerken und Verbaenden haeufig mit Hohlprofilquerschnitten ausgefuehrt, die an beiden Stabenden eingeschlitzte Knotenbleche aufweisen. Um einen zentrischen Anschluss zu gewaehrleisten, weisen diese Knotenbleche entweder einen beidseits verlaschten Schraubstoss oder eine direkte zentrische Schweissnahtverbindung zur weiterfuehrenden Konstruktion auf. Im Gegensatz zur traditionellen Konstruktionspraxis weisen die Knotenbleche an den Stabenden heutzutage mitunter erhebliche freie Laengen auf, sodass daraus negative Einfluesse auf die Drucktragfaehigkeit des Gesamtstabes zu erwarten sind. Nachfolgend wird das Tragverhalten derartiger Druckstaebe anhand numerischer Traglastberechnungen dargestellt und ein Vergleich der Traglasten mit den ueblichen Berechnungsmodellen der Ingenieurpraxis - Knicknachweise am Ersatzstab - durchgefuehrt. Es wird gezeigt, dass letztere - vor allem bei Staeben geringer Schlankheit - mitunter deutlich auf der unsicheren Seite liegen. Interessant ist auch die Tatsache, dass fuer die Traglast oft Imperfektionsansaetze affin zur zweiten antimetrischen Eigenform massgebend werden. Auch der Einfluss der Eigenspannungen, bedingt durch die Anschlussnaehte zum Hohlprofil, wird untersucht. Abschliessend wird ein einfaches Berechnungsmodell fuer die Praxis vorgestellt, das hinreichend genaue Traglastergebnisse liefert und ergaenzend zum ueblichen Knicknachweis anzuwenden ist. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: In practical applications, compression members in trusses or bracing systems are often composed of hollow sections with slotted gusset plates on both ends. Either a bolted connection with splice plates on both sides or a welded connection are used to achieve a concentric configuration. In recent application cases, members of this type were often designed with unusually long gusset plates at their ends, leading to reduced load bearing capacities. In the present paper, the load carrying behaviour of such members is shown by means of realistic numerical calculations. The resulting compression member capacities are compared with the design models for flexural buckling as they are commonly employed in practice. It will be shown that these models significantly overestimate the compression member capacity - particularly in cases with low slenderness. Interestingly, imperfection forms similar to the second eigenmode often lead to the most critical design situation. The influence of residual stresses due to the welding of the gusset plate to the slotted hollow section is also studied in detail. On the basis of these numerical results, an improved engineering design recommendation for the practical verification of the gusset plate stability could be developed, which should be used in addition to the conventional member buckling verification. (A)

• Authors:
  • Unterweger, H
  • Taras, A
• Publication Date: 2011-11

Language

• German

Media Info

• Pagination: 839-51
• Serial:
  • Stahlbau
  • Volume: 80
  • Issue Number: 11
  • Publisher: Ernst (Wilhelm) and Sohn

Subject/Index Terms

• TRT Terms: Bearing capacity; Calculation; Compression; Design; Gusset plates; Lattices; Mathematical models; Pipe; Steel
• ITRD Terms: 9011: Bemessung; 6464: Berechnung; 3463: Fachwerk; HOHLPROFIL; 3453: Knotenblech; 6473: Rechenmodell; 3361: Rohrleitung; 4542: Stahl; 3085: Tragfähigkeit; 5532: Zusammendrückung
• Subject Areas: Design; I24: BRUECKENENTWURF; I34: STAHL UND METALLE;

Filing Info

• Accession Number: 01444652
• Record Type: Publication
• Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
• Files: ITRD
• Created Date: Aug 29 2012 9:58AM