Biegedrillknicken offener Querschnitte mit seitlichen und torsionalen Halterungen
Eine Betondecke, die durch Kopfbolzen mit Trägern verbunden ist, verhindert das Biegedrillknicken dieser Träger wirksam. Trapezbleche oder Sandwichpanele, die typischerweise mit selbstbohrenden Schrauben befestigt sind, besitzen nicht ausreichende Festigkeit und Steifigkeit, um das Biegedrillknicken vollständig zu verhindern. Sie können jedoch bis zu einem gewissen Grad beitragen. Wie diese seitliche Halterung gegen Biegedrillknicken angewendet wird, ist in diesem Artikel beschrieben.
In dieser umfassenden Studie von Autoren der ETH Zürich werden die Ergebnisse dreier Software für die lineare Beulanalyse verglichen: LTBeam, Abaqus und IDEA StatiCa Member. Die Unterschiede werden diskutiert und erläutert. Darüber hinaus werden die Ergebnisse der geometrisch und materiell nichtlinearen Analyse mit Imperfektionen zweier Software verglichen: Abaqus und IDEA StatiCa Member. LTBeam verfügt nicht über diese Funktionalität.
Zwei Querschnitte werden untersucht:
- IPE 240
- CFC265x65
Drei Arten von Halterungen am Obergurt werden untersucht:
- Seitliche (Schub-)Halterung
- Torsionshalterung
- Kombination aus seitlicher und torsionaler Halterung
Zwei Lastarten werden berücksichtigt:
- Gleichmäßig verteilte Last
- Einzelkraft in Feldmitte
Zwei Arten von Randbedingungen:
- Eingespannt
- Gelenkig
Schlussfolgerungen
- Simulationen der linearen Beulanalyse (LBA) zeigen für alle drei Software bei niedrigen Halterungswerten eine gute Übereinstimmung; bei höheren Halterungswerten weicht LTBeam jedoch ab. Dies ist auf eine erhebliche Vereinfachung zurückzuführen: Der Querschnitt von LTBeam, der ein 1D-Element verwendet, kann sich nicht verformen. IDEA StatiCa Member zeigt mit Abaqus eine gute Übereinstimmung beim kritischen Beulfaktor.
- Die geometrisch und materiell nichtlineare Analyse mit Imperfektionen (GMNIA) zeigt erneut eine gute Übereinstimmung zwischen IDEA StatiCa Member und Abaqus (maximale Abweichung von 5 %).
Der vollständige Bericht ist beigefügt.
Autor: Andreas Müller M.Sc.
Verantwortlicher Prüfer: Prof. Dr. techn. Andreas Taras
ETH Zürich, Institut für Baustatik und Konstruktion (IBK)