Arten von Schubflächen und ihre Bedeutung

Tipps & Tricks

Bei einem Blick auf die Querschnittswerte von Metallbauprofilen stellt man fest, dass drei Arten von Schubflächen existieren:
~ Schubfläche
~ Wirksame Schubfläche nach EC 3
~ Plastische Schubfläche
Auf ihre Bedeutung und Berechnung soll hier näher eingegangen werden.

1. Schubfläche
Sie wird zur Ermittlung der elastischen Verformungen aus Querkräften benötigt. Die Formel zur Berechnung der Schubfläche ist im Bild zu sehen, nähere Informationen befinden sich in den Handbüchern im Kapitel 4.13 (RFEM) beziehungsweise 4.3 (RSTAB).
Wichtig: Elastische Schubspannungen werden nicht mit Hilfe der Schubfläche ermittelt, sondern mit der Formel tau = V x S / (I x t). Der Zusammenhang zwischen Schubfläche und Schubspannungen wird unter anderem in Petersen: Stahlbau, 4. Auflage, Seite 1211 ff. beschrieben.

2. Wirksame Schubfläche nach EC 3
Diese Schubfläche dient zur Ermittlung der plastischen Querkrafttragfähigkeit eines Querschnitts. In DIN EN 1993-1-1, Abschnitt 6.2.6 (3) werden für unterschiedliche Querschnittstypen Formeln zur Berechnung der wirksamen Schubfläche angegeben.

3. Plastische Schubfläche
Dies ist ein vereinfachter Ansatz zur Ermittlung der plastischen Querkrafttragfähigkeit. Er lässt sich leicht verallgemeinern, weil der Querschnitt in rechteckige Elemente zerlegt wird. Ausrundungen und Elemente quer zur betrachteten Kraftrichtung werden vernachlässigt. Schräg liegende Elemente werden abhängig vom Winkel berücksichtigt.
Das eigenständige Programm DUENQ benutzt zur Berechnung der plastischen Schubflächen das gleiche Verfahren.

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