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Zur Querschnitts- und Stabtragfähigkeit von Trägern mit profilierten Stegen

Bearing capacity of girders with corrugated webs

  • In der vorliegenden Arbeit werden das Stabilitätsverhalten und dessen Einfluss auf die Querschnitts- und Stabtragfähigkeit von Trägern mit profilierten Stegen umfassend untersucht. Die gewählten Parametergrenzwerte orientieren sich am derzeitigen Anwendungsbereich stegprofilierter Träger. Es werden ausschließlich sinus- und trapezförmige Profilierungen untersucht. Die Arbeit leistet einen Beitrag, dem Anwender das Tragverhalten unterschiedlicher Profilierungen aufzuzeigen und gleichzeitig abzugrenzen. Ein gezielter Einsatz der derzeit auf dem Stahlleichtbaumarkt existierenden Trapez- und Wellstegträger wird ermöglicht. Erhöhte Wettbewerbschancen sind eine Folge. Die Ergebnisse der experimentellen und numerischen Untersuchungen zum lokalen Stabilitätsverhalten des Stegbleches bei Querkraftbeanspruchung tragen zu einem besseren Verständnis über das Tragverhalten bei und erlauben eine Weiterentwicklung des mehrfach diskutierten Interaktionsmodells zur Querkrafttragfähigkeit. Umfangreiche Parameterstudien zeigen, dass dieIn der vorliegenden Arbeit werden das Stabilitätsverhalten und dessen Einfluss auf die Querschnitts- und Stabtragfähigkeit von Trägern mit profilierten Stegen umfassend untersucht. Die gewählten Parametergrenzwerte orientieren sich am derzeitigen Anwendungsbereich stegprofilierter Träger. Es werden ausschließlich sinus- und trapezförmige Profilierungen untersucht. Die Arbeit leistet einen Beitrag, dem Anwender das Tragverhalten unterschiedlicher Profilierungen aufzuzeigen und gleichzeitig abzugrenzen. Ein gezielter Einsatz der derzeit auf dem Stahlleichtbaumarkt existierenden Trapez- und Wellstegträger wird ermöglicht. Erhöhte Wettbewerbschancen sind eine Folge. Die Ergebnisse der experimentellen und numerischen Untersuchungen zum lokalen Stabilitätsverhalten des Stegbleches bei Querkraftbeanspruchung tragen zu einem besseren Verständnis über das Tragverhalten bei und erlauben eine Weiterentwicklung des mehrfach diskutierten Interaktionsmodells zur Querkrafttragfähigkeit. Umfangreiche Parameterstudien zeigen, dass die Profilierungsform (trapez- bzw. sinusförmig) sowie die Parameter Wellenamplitude und –länge die Tragmechanismen bestimmen. Die Interaktion des lokalen und globalen Beulens wird dabei mit einer Beulspannung für zonales Beulen beschrieben. Auf Grundlage dieser Ergebnisse kann die Tragfähigkeit stegprofilierter Träger besser formuliert werden. Die Abminderungskurven, welche das Nachbeulverhalten sowie Imperfektionen berücksichtigen, werden optimiert. Eine wesentliche Verbesserung der Plateaulängen ist für Träger mit profilierten Stegen gelungen. Des Weiteren wird der Einfluss der lokalen Instabilität des Gurtes biegebeanspruchter Träger untersucht. Im Speziellen werden dabei Einflussparameter des Plattenbeulens untersucht und gezeigt, dass Abweichungen angenommener Beulfeldabmessungen ungünstige Auswirkungen auf das beschriebene Tragverhalten haben. Im Ergebnis der Untersuchungen wird eine Optimierung der anzunehmenden Beulfeldabmessungen für Plattenbeulen vorgeschlagen. Abschließend ergänzen Untersuchungen zum globalen Stabilitätsverhalten der Wellstegträger die grundlegenden Untersuchungen zum Tragverhalten der Wellstegträger und ordnen diese in die bestehenden europäischen Knickspannungslinien ein.show moreshow less
  • The stability behaviour and its influence on bearing capacity of girders with corrugated webs have been investigated comprehensively within the present paper. The investigated parameters orientate towards current applications of girders with corrugated webs. Only sinusoidal and trapezoidal corrugations are examined. The paper makes a contribution in order to present users differences in load bearing behaviour of corrugated web-girders and distinguish them concurrently. Specific use of presently existing corrugated web-girders becomes possible. Results of experimental and numerical investigations regarding local stability behaviour of webs, which are shear force-loaded have been established. Extensive parameter studies show, that shape of corrugation (trapezoidal and sinusoidal) as well as amplitude and length of corrugation define the load bearing behaviour. The interaction of local and global buckling is expressed with a critical buckling stress for zonal buckling. Based on these results bearing capacity of girders with corrugatedThe stability behaviour and its influence on bearing capacity of girders with corrugated webs have been investigated comprehensively within the present paper. The investigated parameters orientate towards current applications of girders with corrugated webs. Only sinusoidal and trapezoidal corrugations are examined. The paper makes a contribution in order to present users differences in load bearing behaviour of corrugated web-girders and distinguish them concurrently. Specific use of presently existing corrugated web-girders becomes possible. Results of experimental and numerical investigations regarding local stability behaviour of webs, which are shear force-loaded have been established. Extensive parameter studies show, that shape of corrugation (trapezoidal and sinusoidal) as well as amplitude and length of corrugation define the load bearing behaviour. The interaction of local and global buckling is expressed with a critical buckling stress for zonal buckling. Based on these results bearing capacity of girders with corrugated webs can be described more precise. In conclusion, reduction factor curves (considering imperfections and post-buckling behaviour) have been improved. A decisive optimization of plateau length has been succeeding for girders with corrugated webs. Additional the local stability behaviour of flanges has been investigated due to flexural loading. Especially the influence parameter of plate buckling has been determined. It could be shown, that variances of assumed buckling field dimensions have unfavourable effects due to common-described load bearing behaviour. Results and improved plate buckling field dimensions have been summarized and suggested. Concluding investigations of the global stability behaviour complete fundamental statements about load bearing behaviour of girders with sinusoidally corrugated webs and integrate them into existing european buckling curves.show moreshow less

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Metadaten
Author: Dina Hannebauer
URN:urn:nbn:de:kobv:co1-opus-5734
Referee / Advisor:Prof. Dr.-Ing. Hartmut Pasternak
Document Type:Doctoral thesis
Language:German
Year of Completion:2007
Date of final exam:2008/04/29
Release Date:2008/11/12
Tag:Profilierung; Querkrafttragfähigkeit; Stabtragfähigkeit; Trapezstegträger; Wellstegträger
Corrugation; Girder; Sinusoidal; Trapezoidal
GND Keyword:Stahl; Schlankes Bauteil; Tragverhalten; Stabilität; Steg <Technik>
Institutes:Fakultät 6 Architektur, Bauingenieurwesen und Stadtplanung / FG Stahl- und Holzbau
Institution name at the time of publication:Fakultät für Architektur, Bauingenieurwesen und Stadtplanung (eBTU) / LS Stahl- und Holzbau
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