Tragverhalten und Tragfähigkeiten von stabilitätsgefährdeten Trägern und Stützen bei kombinierter Beanspruchung

Es werden das Tragverhalten von stabilitätsgefährdeten Trägern und Stützen untersucht sowie ein Bemessungsvorschlag für den Nachweis mit Abminderungsfaktoren unter Berücksichtigung der Schnittgrößen nach Theorie II. Ordnung entwickelt. Verschiedene Systeme mit doppeltsymmetrischen I-Querschnitten sowie Hohlprofilen und unterschiedlichen Verläufen der Biegemomente werden untersucht. Die Untersuchungen zum Tragverhalten erfolgen zum Biegeknicken und Biegedrillknicken infolge reiner Druckbeanspruchung sowie unter kombinierten Beanspruchungen durch die Schnittgrößen N, My und Mz. Ein besonderer Fokus liegt auf dem unterschiedlichen Einfluss von Walz- und Schweißeigenspannungen auf das Tragverhalten. Effekte, die zum Versagen führen, werden identifiziert.
Mit dem Bemessungsvorschlag wird der aktuelle Nachweis mit Abminderungsfaktoren durch eine Verwendung von Schnittgrößen nach Theorie II. Ordnung weiterentwickelt. Erstmals werden das geometrisch nichtlineare Verhalten von räumlich belasteten Stäben und deren Auswirkungen auf die Biegemomente My und Mz sowie auf das Wölbbimoment in einem Nachweis mit Abminderungsfaktoren berücksichtigt. Der Bemessungsvorschlag und Varianten hierzu werden anhand von umfangreichen Fließzonenberechnungen an Systemen mit doppeltsymmetrischen I-Querschnitten und Hohlprofilen validiert, sowie mit den Tragfähigkeiten der bestehenden europäischen Regelwerke und mit Versuchsergebnissen verglichen. Systemabhängige Streuungen werden ermittelt und quantifiziert. Für die baupraktisch häufigsten Anwendungsfälle liegen die Tragfähigkeiten überwiegend bei 90 % der Tragfähigkeiten aus den Fließzonenberechnungen. Mit dem Verhältnis von Genauigkeit der Tragfähigkeiten zu Aufwand zur Nachweisführung, stellt sich der Bemessungsvorschlag als hoch effizient dar.