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Autor
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David Bonilla
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Universität
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Bauhaus-Universität Weimar |
Mit der kommerziellen Software RFEM wurden mehrere numerische Untersuchungen nach SOT und GNA durchgeführt. Für die Simulationen wurden verschiedene Variablen berücksichtigt: 4 statische Systeme, 2 FE-Typen, 43 Profile (38 offen und 5 geschlossen) und 3 äußere Lasten. Jede Analyse wurde 10 Mal durchgeführt, wobei die äußeren Lasten jeweils auf 100% des Maximalwerts erhöht wurden. Dabei wurden ideale Knicklasten, Verschiebungen, Schnittgrößen und Spannungen untersucht.
Es zeigt sich, dass die Diskrepanz zwischen SOT und GNA mit zunehmender Verschiebung wächst. Das gleiche Verhalten wird bei den Lasten beobachtet, höhere Kräfte führen zu größeren Verschiebungen und folglich nimmt die Abweichung zwischen den beiden Ansätzen zu.
Für geschlossene Profile wurde eine geringe Variationsbreite sowohl der Verschiebungen als auch der Schnittgrößen gefunden. Auch deren Nachweise können bei der Verwendung von 1D-Stabelementen vereinfacht werden. Es ist bekannt, dass bei geschlossenen Profilen die Drehung auf die Tragfähigkeit des Querschnitts begrenzt wird. Darüber hinaus weisen geschlossene Profile ein ausgezeichnetes Verhalten bei Torsion auf, und in diesem Fall kann SOT bedenkenlos als Näherung für die GNA verwendet werden.
Als Ergebnis der Studie wurde letztendlich ein Zustand festgestellt, bei dem die SOT ausreichend zuverlässige Ergebnisse in Form von Anpassungskurven liefert, die für IPE- und HEB-Profile gefunden wurden. Die Anpassungskurven stellen eine praktische Möglichkeit dar, um abzuschätzen, welche Art der Analyse für Stahlstäbe bei Biegung und Torsion durchgeführt werden sollte. Ob SOT oder GNA angesetzt werden sollte, hängt stark vom Querschnittsprofil und vom Lastniveau ab. Zusätzlich spielen die Randbedingungen und Lastarten eine wichtige Rolle. Letzteres hat gezeigt, dass die Kurven auch bei unterschiedlicher Lastverteilung immer noch eine gute Schätzung ergeben. Darüber hinaus können IPE-Anpassungskurven auch für UPE-Profile nützlich sein.