Erhöhte Streckgrenze nach EN 1993-1-3, 3.2.2(3)

Fachbeitrag

Die EN 1993-1-3 gestattet nach Absatz 3.2.2 die Verwendung einer durchschnittlichen erhöhten Streckgrenze fya eines Querschnitts infolge der Kaltverfestigung.

Die Durchschnittsstreckgrenze fya darf nach EN 1993-1-3 [1], 3.2.2(1) in den Fällen verwendet werden, in denen die Streckgrenze mit dem Symbol fy bezeichnet wird, wenn [1], 3.2.2(4) bis (8) gilt.

Die Durchschnittsstreckgrenze fya kann durch Versuche am kaltgeformten Stahlquerschnitt oder eine vereinfachte Berechnungsvorschrift nach [1], Gleichung (3.1) bestimmt werden. Die erhöhte Streckgrenze fya berechnet sich nach [1], Gleichung (3.1) wie folgt:

${\mathrm f}_{\mathrm{ya}}\;=\;{\mathrm f}_{\mathrm{yb}}\;+\;\left({\mathrm f}_{\mathrm u}\;-\;{\mathrm f}_{\mathrm{yb}}\right)\;\cdot\;\frac{\mathrm k\;\cdot\;\mathrm n\;\cdot\;\mathrm t^2}{{\mathrm A}_{\mathrm g}}\;\leq\;\frac{{\mathrm f}_{\mathrm u}\;+\;{\mathrm f}_{\mathrm{yb}}}2$

Darin sind:
Ag ... Bruttoquerschnittsfläche
k ... verformungsabhängiger Zahlenwert, k = 7 bei Rollprofilierung, k = 5 bei anderen Profilierverfahren
n ... Anzahl der Umbiegungen um 90° im Querschnitt mit einem Innenradius von r ≤ 5 ⋅ t (Umbiegungen unter 90° sind als Bruchteile von n einzubeziehen)
t ... Bemessungskerndicke des Stahlwerkstoffs vor der Kaltumformung abzüglich aller metallischen Überzüge und organischen Beschichtungen

Beispiel

Die erhöhte Streckgrenze fya wird für das in Bild 01 dargestellte Sigma-Profil aus S 355 EN 10025-2 ermittelt.

Bild 01 - Außenabmessungen des Querschnitts in mm

fyb = 35,5 kN/cm²
fu = 51,0 kN/cm²
Ag = 7,06 cm²
k = 7 für Rollprofilierung
r = 2 mm ≤ 5 ⋅ 2,5 = 12,5 mm → alle Umbiegungen dürfen angesetzt werden

$\mathrm n\;=\;4\;+\;4\;\cdot\;\frac{48,74^\circ}{90,00^\circ}\;=6,17$

${\mathrm f}_{\mathrm{ya}}\;=\;35,5\;+\;\left(51,0\;-\;35,5\right)\;\cdot\;\frac{7\;\cdot\;6,17\;\cdot\;0,25^2}{7,06}\;=\;41,4\;\mathrm{kN}/\mathrm{cm}^2\\\;\leq\;\frac{51,0\;+\;35,5}2\;=\;43,3\;\mathrm{kN}/\mathrm{cm}^2$

RF-STAHL Kaltgeformte Profile

Kaltgeformte Profile können nach [1] und EN 1993-1-5 [2] mit der Modulerweiterung RF-/STAHL Kaltgeformte Profile nachgewiesen werden. Die erhöhte Streckgrenze fya wird in RF-/STAHL Kaltgeformte Profile gemäß [1], Gleichung (3.1) berücksichtigt. Es wird vorausgesetzt, dass das Profil durch Rollprofilierung hergestellt wurde, d. h. der verformungsabhängige Zahlenwert wird mit k = 7 angesetzt.

Die erhöhte Streckgrenze fya wird in den Ergebnistabellen von RF-/STAHL Kaltgeformte Profile ausgegeben. Im Bild 02 ist die erhöhte Streckgrenze fya für das Sigma-Profil des Beispiels abgebildet.

Bild 02 - Ergebnisse

Schlüsselwörter

Durchschnittsstreckgrenze Erhöhte Streckgrenze Fya

Literatur

[1]   Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-3: Allgemeine Regeln - Ergänzende Regeln für kaltgeformte Bauteile und Bleche. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2010
[2]   Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-5: Plattenförmige Bauteile; EN 1993-1-5:2006 + AC:2009

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