Stahlbau-Kalender, Jahrgang 2021, Abschnitt 9
Pourostad, Vahid; Kövesdi, Balász; Schillo, Nicole; Degée, Hervé; Kuhlmann, Ulrike
Neue Entwicklungen in prEN 1993-1-5:2020
Nr. Abschnitt Seite
1  Einleitung  575 
1.1  Zu diesem Beitrag  575 
1.2  Entstehung der neuen Normengeneration  576 
1.3  Zusammenfassung der Änderungen  577 
2  Grundlagen für die Tragwerksplanung  579 
2.1  Neuer Normentext aus prEN 1993-1-5:2020  579 
2.2  Effektive Breiten bei der Tragwerksberechnung -- Diskussion der Änderungen  579 
3  Mittragende Breite  580 
3.1  Neuer Normentext aus prEN 1993-1-5:2020  580 
3.2  Erläuterungen  583 
4  Plattenbeulen unter Längsnormalspannungen  584 
4.1  Neuer Normentext aus prEN 1993-1-5:2020  584 
4.2  Unversteifte Beulfelder (Lagerungsbedingungen für σcr, knickstabähnliches Verhalten, kritische Beulfälle)  596 
4.2.1  Hintergrund zur bestehenden Abminderungskurve (nach Winter)  596 
4.2.2  Knickstabähnliches Verhalten  597 
4.3  Längsausgesteifte Beulfelder  598 
4.3.1  Berechnung der Beulspannung  598 
4.3.2  Vereinfachtes Verfahren bei Stegblechen unter Biegung  599 
4.3.3  Einfluss der Steifenausbildung -- Mindeststeifigkeit  599 
4.3.4  Einfluss der Steifenausbildung -- Torsionssteifigkeit der Längssteifen  599 
5  Schubbeulen  602 
5.1  Neuer Normentext aus prEN 1993-1-5:2020  602 
5.2  Erläuterungen  605 
5.2.1  Starre und verformbare Auflagersteifen  605 
6  Querbelastung  606 
6.1  Neuer Normentext aus prEN 1993-1-5:2020  606 
6.2  Diskussion der Änderungen  607 
7  Interaktion Biegung, Querkraft und Querbelastung  608 
7.1  Neuer Normentext aus prEN 1993-1-5:2020  608 
7.2  Hintergrund zu den Änderungen der M-V-Interaktion  609 
7.2.1  Allgemeines  609 
7.2.2  Durchgeführtes Forschungsprogramm und neue Erkenntnisse  610 
7.2.3  Neuer Bemessungsvorschlag  610 
7.3  Hintergrund zur M-V-F-Interaktion  612 
8  Steifen und Detailausbildung  613 
8.1  Neuer Normentext aus prEN 1993-1-5:2020  613 
8.2  Hintergrund zu den Änderungen für die Anforderungen an die Quersteifen  615 
8.2.1  Vorgehen  615 
8.2.2  Entwicklung des Steifigkeitskriteriums  615 
8.2.3  Kombination aus Stützsteifigkeit und Spannungs- und Durchbiegungskriterium  616 
9  Flanschinduziertes Stegblechbeulen  617 
9.1  Neuer Normentext aus prEN 1993-1-5:2020  617 
9.2  Hintergrund  617 
10  Nicht rechteckige Beulfelder  618 
10.1  Neuer Normentext aus prEN 1993-1-5:2020  618 
10.2  Grundlagen  619 
10.3  Beulnachweis eines nicht rechteckigen Beulfeldes unter Längsspannungen  620 
10.3.1  Allgemeines  620 
10.3.2  Ermittlung von kritischen Spannungen und Schlankheitsgrad  620 
10.3.3  Nachweis  621 
10.4  Schubbeulnachweis eines nicht rechteckigen Beulfeldes  621 
10.4.1  Allgemeines  621 
10.4.2  Berechnung der kritischen Schubspannung anhand der linearen Beulanalyse (LBA) mit tatsächlicher Plattengeometrie  621 
10.4.3  Modifikation der Querkräfte aufgrund des geneigten Druckflansches  622 
10.4.4  Nachweis  623 
10.5  Interaktion von Biegemoment (M) und Schub (V)  623 
11  Bauteile mit profilierten Stegblechen  624 
11.1  Neuer Normentext aus prEN 1993-1-5:2020  624 
11.2  Querbiegemomente in Flanschen von Trägern mit profilierten Stegblechen  626 
11.3  Interaktion zwischen Querbelastung, Biegemoment und Schub  628 
11.4  Beanspruchbarkeit für Querbelastung  629 
12  Methode der reduzierten Spannungen  631 
12.1  Neuer Normentext aus prEN 1993-1-5:2020  631 
12.2  Grundlagen  635 
12.3  Redaktionelle Verbesserung der Methode der reduzierten Spannungen von DIN EN 1993-1-5  635 
12.4  Kommentare zur Anwendung der Methode der reduzierten Spannungen  635 
13  Berechnungen mit der Finite-Elemente-Methode  643 
13.1  Hintergrund zur neuen prEN 1993-1-14  643 
13.2  Berechnungsverfahren und Ebenen der Nachweisführung von EN 1993-1-14  644 
13.3  Themen, die von dem neuen Normenteil behandelt werden  645 
13.4  Modellvalidierung und -verifizierung  646 
13.5  Ansatz von Imperfektionen  647 
14  Beispiele  649 
14.1  Beispiel zu den Beulnachweisen eines Vollwandträgerstegs mit Längssteifen unter M-V-Interaktion  649 
14.1.1  Methode der reduzierten Spannungen  649 
14.1.1.1  Einleitung  649 
14.1.1.2  Einzelfeldnachweis  649 
14.1.1.3  Gesamtfeldnachweis  654 
14.1.2  Methode der wirksamen Breiten  656 
14.1.2.1  Einleitung  656 
14.1.2.2  Beulnachweis unter Längsspannungen  657 
14.1.2.3  Querschnittstragfähigkeit bei Schubspannungen  669 
14.1.2.4  Beanspruchbarkeit bei Interaktion von Längs- und Schubspannungen  672 
14.1.3  Vergleich der Ausnutzungsgrade  672 
14.2  Beispiel zum Beulnachweis eines ausgesteiften nicht rechteckigen Beulfeldes  673 
14.2.1  Querschnittnachweise  675 
14.2.1.1  Allgemeines  675 
14.2.1.2  Querkraftnachweise  676 
14.2.2  Ermittlung der kritische Verzweigungsfaktoren  677 
14.2.2.1  Allgemeines  677 
14.2.2.2  Kritische Lastfaktoren für die Längsspannung  678 
14.2.3  Kritischer Verzweigungsfaktor für Schubspannung  680 
14.2.4  Beulnachweis des Beulfeldes unter der Längsspannung  681 
14.2.4.1  Bestimmung des Abminderungsfaktors für plattenförmiges Verhalten  684 
14.2.5  Querschnittstragfähigkeit bei Schubspannung -- Schubbeulen  686 
14.2.6  Beanspruchbarkeit bei Längs- und Schubspannungen M-V  687 
14.3  Beispiel für M-V-F-Interaktionsnachweis  688 
14.3.1  Aufgabenstellung  688 
14.3.2  Querschnittsklassifizierung  688 
14.3.3  Nachweis gegen Biegung  689 
14.3.4  Nachweis gegen lokale Krafteinleitung  689 
14.3.5  Nachweis gegen Schubbeulen  690 
14.3.6  Nachweis der M-V-F-Interaktion  691 
14.4  Schubbeulnachweis eines ausgesteiften Beulfeldes mit einer geschlossenen Längssteife  691 
14.4.1  Aufgabenstellung  691 
14.4.2  Schubbeulwert  692 
14.4.3  Schubschlankheit und Abminderungsbeiwert für Schubbeulen  693 
14.4.4  Bemessungswert der Beanspruchbarkeit  693 
15  Zusammenfassung und normative Perspektive  694 
16  Literatur  694