19439 - Knicken des Druckgurtes geschweißter Träger

Langtitel: Biegedrillknicken als Knicken des Druckgurtes - konsistenter Nachweis für geschweißte Träger im Kalt- und Warmzustand

Forschungsstellen: Universität Bochum, Universität Stuttgart

Forschungsstellenleiter:  Univ.-Prof. Dr. Markus Knobloch, Prof. Dr.-Ing. Ulrike Kuhlmann

Laufzeit: 01.04.2017 - 31.03.2019

Thematik
Knicken des Druckgurtes stellt ein anschauliches und für die Anwendung einfaches Modell für Biegedrillknicken dar. Trotz Weiterentwicklungen des gewöhnlichen Nachweises wird das Modell, insb. für geschweißte Querschnitte des Brücken- und Hochbaus, weiterhin häufig angewendet.
Bei Brücken mit dicken Flanschen führen alte Annahmen für Eigenspannungen zu einer Überschätzung ihres traglastmindernden Einflusses. Für den Hochbau hingegen bestehen Bedenken, dass der Nachweis stets zu konservativen Bemessungsresultaten führt. Für den Brandfall existiert zzt. kein entsprechendes Verfahren.

Zielsetzung
Das Vorhaben beabsichtigt ein konsistentes Nachweiskonzept für den Brücken- und Hochbau sowie die Bemessung bei Normaltemperatur und im Brandfall zu entwickeln. Das Verfahren des Druckgurtknickens soll auf der Basis von Eigenspannungsmessungen im Bereich normaler Temperaturen weiterentwickelt werden. Für die Brandbemessung sollen die Grundlagen für die Verwendung des Modells erarbeitet werden.

Methodik
Mit modernen Messungen an geschweißten I-Querschnitten aus normal- und hochfestem Stahl wird die Datenbasis für bei der Herstellung eingebrachte Eigenspannungen erweitert. Die Ergebnisse werden in ein numerisches Modell implementiert, welches für Parameterstudien verwendet wird.
Auf der Grundlage des bestehenden Nachweises gegen Knicken des Druckgurtes wird (1) das Modell für die Anwendung verifiziert und (2) für geschweißte Querschnitte wirtschaftlichere Differenzierungen entwickelt. Zusätzlich wird (3) der Brandfall untersucht.

Bedeutung/Nutzen
Das Projekt leistet einen Beitrag zu konsistenten Modellen für die Bemessung stabilitätsgefährdeter Bauteile. Der Ingenieurpraxis wird ein einfach anwendbares und zugleich wirtschaftliches Nachweisverfahren für Biegedrillknicken zur Verfügung stehen. Dieses wird es insb. KMU ohne reichhaltige Erfahrung in der Durchführung aufwändiger Berechnungen ermöglichen ihre Effizienz und Wirtschaftlichkeit bei der Bemessung zu steigern.