Verifizierungen

Steg unter Querdruckbeanspruchung

Stahl

Connection

Member

Plates

Buckling

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Mit KI aus dem Englischen übersetzt

Diese an der Technischen Universität Brno erstellte Arbeit vergleicht die Ergebnisse von IDEA StatiCa Member (MNA, LBA, GMNIA), ANSYS (MNA, LBA, GMNIA), Eurocode und AISC 360 für die Komponente Steg unter Querdruckbeanspruchung.

Die Komponente Steg unter Querdruckbeanspruchung wird detailliert untersucht. Im Eurocode ist sie an mehreren Stellen enthalten:

EN 1993-1-8, Abschnitt 6.2.6.2
EN 1993-1-5, Abschnitt 6

In AISC 360-22 gibt es Regelungen für lokales Fließen des Stegs in J.10.2, lokales Einbeulen des Stegs in J.10.3 und Druckbeulen des Stegs in J.10.5.

Seitliches Ausweichen des Stegs wird als konstruktiv gehalten vorausgesetzt und wird hier nicht untersucht.

Es wurden erhebliche Unterschiede zwischen den analytischen Lösungen selbst und noch größere Unterschiede zwischen analytischen und numerischen Ergebnissen festgestellt. Die Ergebnisse der GMNIA mit einem validierten ANSYS-Modell aus Volumenelementen werden als der Realität am nächsten angesehen.

Es werden mehrere Fälle untersucht, nämlich der Einfluss von:

Streckgrenze
Imperfektionsamplitude
Dicke der Lasteinleitungsplatten
Ausrundungen zwischen Steg und Flansch
unversteiftem Ende
Normalkraft im quergedrückten Bauteil
Stirnplattendicke, über die die Querdrucklast eingeleitet wird
Querlast an nur einem Flansch

Die wesentlichen Erkenntnisse sind:

Beulen tritt deutlich später auf als in den Normen angenommen.
Der Beulfaktor 3 aus der LBA ist eine geeignete Grenze. Die durch GMNIA ermittelten Tragwiderstände liegen für die überwiegende Mehrheit der Fälle bei einem LBA-Faktor größer als 3 nicht unter 95 % der MNA-Tragwiderstände.
Der Tragwiderstand geschweißter Querschnitte scheint in den Normen unterschätzt zu werden.
Das am besten geeignete Netz ist der in 12 Elemente unterteilte Steg. Das IDEA StatiCa Schalenmodell stimmt mit ausreichender Genauigkeit mit ANSYS-Volumenmodellen mit feinem Netz überein.