Wie kann ich einen Stabilitäts-/Beulnachweis an einem Flächentragwerk durchführen?

Antwort

Der Stabilitätsnachweis für Flächentragwerke kann in einen reinen Spannungsnachweis überführt werden, wenn nach Theorie 2er Ordnung gerechnet wird und die von der Norm geforderte Imperfektion auf das System aufgebracht wurde.

Mit Hilfe der Module RF-STABIL und RF-IMP können Imperfektion (bzw. ein vorgeformtes FE-Netz) erstellt werden. Die Art der Imperfektion ist stark Abhängig vom Bauteil und der damit verwendeten Norm. Für Stäbe, welche als Flächentragwerk modelliert wurden, können die Werte aus DIN EN 1993-1-1:2005 5.3 verwendet werden. Für ebene Flächen können z.B. die Werte aus DIN EN 1993-1-5:2006 Anhang C verwendet werden. Für Schalen ist das Problem ungleich komplexer und es gibt verschiedene Ansätze. Von einer Generierung von Imperfektionen würde ich hier abraten und den Beulsicherheitsnachweis mittels MNA/LBA-Konzept nach DIN EN 1993-1-6 durchführen, welcher keinen Ansatz einer Imperfektion benötigt.

Wenn beispielsweise das Flächenmodell eines Stahlträgers nachgewiesen werden soll, können Sie z.B. wie folgt vorgehen:

1. Eine Belastung mir vergleichsweise (ggü. anderer Schnittgrößen im Lastfall) hohen Normalkräften wählen, meist bietet sich hier der Eigengewichts Lastfall an bzw eine Lastfallkombination mit dem entsprechenden Eigengewicht. Es kann erforderlich sein, dass jede Lastfallkombination mit einer individuellen Imperfektion versehen werden muss.

2. Lastkombination nach Theorie 1er Ordnung berechnen und als Grundlage für RF-STABIL verwenden

3. Mit Hilfe von RF-STABIL die erste Eigenform eines globalen Versagens finden

4. Mit Hilfe von RF-IMP die berechnete Eigenform als Grundlage für eine Imperfektion verwenden. Dabei kann als Amplitude z.B. 1/300 der Trägerlänge angesetzt werden.

5. Eine Lastfallkombination erzeugen, welche die erzeugte Imperfektion als Grundlage verwendet und nach Theorie 2er Ordnung berechnet wird.

6. Einen Spannungsnachweis anhand dieser Lastfallkombination durchführen welcher zugleich auch Stabilitätsnachweis der Struktur ist.

Schlüsselwörter

Beulnachweis Beulen Stabilitätsnachweis Flächentragwerk Schalenbeulen Plattenbeulen 1993-1-1 1993-1-5 1993-1-6

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