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11. Oktober 2023

Updates in RF-/ALUMINIUM ADM nach Aluminium Design Manual (ADM) 2020

Das Aluminium Design Manual (ADM) 2020 wurde im Februar 2020 veröffentlicht. Es enthält Leitlinien für die zulässige Festigkeitsbemessung (ASD) und die Bemessung mit Teilsicherheitsbeiwerten (LRFD) für Aluminiumstäbe und dient somit der Sicherstellung der Zuverlässigkeit und Sicherheit aller Aluminium-Strukturen. Die neueste Norm wurde in das Add-On-Modul RF-/ALUMINUM ADM von RFEM/RSTAB integriert. Im folgenden Text werden die für die Dlubal-Programme relevanten Aktualisierungen hervorgehoben.

Brückenartige Strukturen (ADM 2015 Abschn. B.2.2 [2])

Zur kurzen Übersicht über diese Bestimmung: Die Aluminium Association veröffentlichte 1967 erstmals die Spezifikationen für Aluminium-Strukturen, die Gebäude- und Brückenkonstruktionen umfassten. Aluminiummaterialien wurden bereits seit Anfang bis Mitte des 19. Jahrhunderts in Brückenkonstruktionen verwendet. Daher umfasste dieser frühe ADM-Standard neben Gebäuden gemäß ASD auch Überlegungen zur Brückenplanung. Je nach Brücken- oder Gebäudetyp wurden unterschiedliche Sicherheitsfaktoren festgelegt.

Als LRFD im Jahr 1994 in das ADM aufgenommen wurde, waren die Brückenbestimmungen bereits in der AASHTO-Norm enthalten und wurden daher bewusst aus dem ADM herausgelassen. Im Oktober 2007 wurde LRFD zur verbindlichen Bemessungsmethode für alle Straßen- und Brückenstrukturen in den Vereinigten Staaten. Daher wurde in Kapitel B "Konstruktionsanforderungen" der bisherige Abschnitt B.2.2 "Brückenkonstruktionen" des ADM 2015 im ADM 2020 ganz entfernt.

Knick- und Festigkeitskonstanten für gekrümmte Elemente (Abschn. B.4 [1])

Es wurden Änderungen an den Schnittpunkten der Knickkonstanten (Ct und Ctb) Gleichungen für gleichmäßige Kompression in gekrümmten Elementen und Biegekompression in gekrümmten Elementen vorgenommen, die in Tabelle B.4.1 und Tabelle B.4.2 [1] angegeben sind.

Direkte Festigkeitsmethode (Abschn. F.3.2 [1])

Abschnitt F.3 [1] behandelt die nominelle Biegefestigkeit, Mnlb, für den Grenzzustand des lokalen Beulens. Um Mnlb zu ermitteln, können drei Methoden verwendet werden, einschließlich der direkten Festigkeitsmethode in Abschnitt F.3.2. [1].

Früher verwies ADM 2015 Abschnitt F.3.2 direkt auf Abschnitt B.5.5.5 [2]. Dies erforderte vom Benutzer, alle Querschnittselemente korrekt entweder als gleichmäßige Druckbeanspruchung (Abschnitt B.5.4 [2]) oder als Biegedruckbeanspruchung (Abschnitt B.5.5 [2]) zu klassifizieren. Nur die relevanten Elemente unter Biegedruck würden für Abschnitt B.5.5.5 [2] in Frage kommen, sodass Mnlb berechnet werden könnte.

ADM 2020 enthält nun die Gleichungen zur direkten Berechnung von Mnlb in Abschnitt F.3.2. Diese Vereinfachung gegenüber der vorherigen Norm kann zur Berechnung der Biegefestigkeit für alle Elemente ohne die anfängliche Klassifizierung aus Abschnitt B.4 und Abschnitt B.5 verwendet werden [1].

Biegekoeffizient Cb (Abschn. F.4.1 [1])

Das ADM 2015 enthielt in Abschnitt F.4.1 zwei separate Abschnitte zur Berechnung des Biegekoeffizienten, der in den Bestimmungen zum Biegedrillknicken verwendet wird. Dazu gehörten die doppelsymmetrische Form (Abschnitt F.4.1.1 [#Refer [2]]) und die einfach symmetrische Form (Abschnitt F.4.1.2 [#Refer [2]])..

Die ADM 2020 hat diese Abschnitte zusammengefasst und die Cb-Gleichung (Gleichung F.4-2) stattdessen geändert, um eine zusätzliche R_m-Variable aufzunehmen. Diese stellt den Biegekoeffizienten für einfach symmetrische Bauteile dar, die einer doppelten Krümmung durch Querbelastung ausgesetzt sind. Weitere Änderungen in Gleichung F.4-2 [1] stammen aus dem "Guide to Stability Design Criteria for Metal Structures", 6. Auflage (Wiley, 2010) und aus dem Werk "Wong und Driver" (2010). Der ADM 2015 verweist für diese Gleichung jedoch auf Kirby und Nethercot (1979).

Einfache Winkel (Abschn. F.5)

Änderungen im Kapitel F für Einzelwinkel umfassen die Modifikationen von Biegedrillknicken an Biegungen um die geometrischen Achsen (Abschnitt F.5.1 [1]). Die Gleichungen F.5-4 bis F.5-5 für gleichschenklige Winkel mit seitlicher Torsionseinschränkung nur am Punkt des maximalen Moments (Abschnitt F.5.1b) und die Gleichungen F.5-6 bis F.5-7 für gleichschenklige Winkel ohne seitliche Torsionseinschränkung (Abschnitt F.5.1c [1]) enthalten im Vergleich zu ADM 2015 mässig abweichende Koeffizientenwerte.

Von ADM 2015 bis ADM 2020 wurden Vereinfachungen hinsichtlich der Biegung um die Hauptachsen vorgenommen (Abschnitt F.5.2 [1]. Die Beständigkeit der Hauptachse gegen Biegedrillknicken (Abschnitt F.5.2a [1]) wurde in einem einzigen Abschnitt zusammengefasst, der sowohl für gleichschenklige als auch für ungleichschenklige Winkel gilt. Daher wurden Änderungen an Gleichung F.5-8 [1] vorgenommen, um die Beständigkeit gegen Biegedrillknicken im Vergleich zu ADM 2015 festzulegen.

Anwendung in RF-/ALUMINIUM ADM

Die oben angeführte Liste beinhaltet nicht sämtliche Aktualisierungen der ADM 2020 im Vergleich zur Norm von 2015. Vielmehr reflektiert sie, welche Aktualisierungen in das RFEM- und RSTAB-Add-On RF-/ALUMINUM ADM integriert wurden, das die Bemessung von Aluminiumbauteilen gemäß der ADM für ASD- oder LRFD-Überlegungen durchführt. Eine ausführliche Darstellung des Bemessungsablaufs mit RFEM und RF-ALUMINUM ADM ist in dem zuvor aufgezeichneten Webinar zu finden:


Autor

Amy Heilig ist Geschäftsführerin der Niederlassung in den USA und ist dort für den Vertrieb sowie die weitere Programmentwicklung auf dem nordamerikanischen Markt verantwortlich.

Links
Referenzen


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