Stahlstützen werden häufig biegesteif mit Betonfundamenten verbunden und dabei die Stützen in köcherartige Ausnehmungen einbetoniert. Bei dieser Konstruktionsart müssen die erforderliche Einspanntiefe festgelegt und die Tragfähigkeit der Stahlstützen im Bereich der Betonfundamente nachgewiesen werden.
In dem vorliegenden Beitrag werden durchgängig konsistente Lastabtragungsmodelle vorgestellt, bei denen die plastische Grenztragfähigkeit der Querschnitte und neue Bemessungsmodelle aus dem Eurocode 3 für örtliche Nachweise berücksichtigt werden. Die Nachweisbedingungen werden für Stahlstützen aus gewalzten und geschweißten I‐Querschnitten formuliert, die durch ein‐ oder zweiachsige Biegung mit Drucknormalkraft beansprucht werden. Für Stützen aus Walzprofilen werden Bemessungshilfen angegeben, die das unmittelbare Ablesen der erforderlichen Einspanntiefen ermöglichen und weitere Berechnungen überflüssig machen.
Traditionell wird die plastische Querschnittstragfähigkeit von eckigen Hohlprofilen mit Näherungsformeln und vereinfachten Modellen bestimmt. Die Güte dieser Näherungen hängt von den Abmessungen h, b und t sowie darüber hinaus der Größe der Rundungen r in den Ecken ab. Mit diesen Näherungen wird die plastische Querschnittstragfähigkeit bei einigen Anwendungsfällen deutlich unter‐ oder überschätzt.
In dem vorliegenden Beitrag werden Tragfähigkeitsmodelle für eckige Hohlprofile entwickelt, bei denen die Abmessungen baupraktisch genau erfasst werden, was zu einer hohen Genauigkeit führt. Mit den neuen Tragfähigkeitsmodellen und Näherungen für vereinfachte Nachweise (Handrechnungen) können beliebige Kombinationen der Schnittgrößen N, Vy, Vz, Mx, My und Mz untersucht werden. Darüber hinaus wird die in der DIN EN 1993‐1‐1 angegebene Tragfähigkeitsbedingung hinsichtlich ihrer Genauigkeit und der Erweiterung des Anwendungsbereiches modifiziert.
Für die plastische Tragfähigkeit von doppeltsymmetrischen I‐Querschnitten werden Empfehlungen zur Durchführung der Nachweise auf Grundlage der DIN EN 1993‐1‐1 gegeben. Es werden Formeln zur Ermittlung der plastischen Grenzschnittgrößen bereitgestellt und Nachweisbedingungen für ausgewählte Schnittgrößenkombinationen angegeben, die für baupraktische Anwendungen benötigt werden und besonders gut geeignet sind. Dabei werden bezüglich der Schnittgrößen folgende Fälle unterschieden:
– einzelne Schnittgrößen
– Schnittgrößen N, My und Vz
– Schnittgrößen N, Mz und Vy
– Schnittgrößen N, My, Mz, Vy und Vz
– beliebige Schnittgrößen N, My, Mz, Vy und Vz sowie Mω, Mxp und Mxs
Plastic resistance of rolled and welded I‐cross‐sections – recommendations for practical applications. For the plastic resistance of doubly symmetrical I‐sections recommendations on basis of DIN EN 1993‐1‐1 are presented. Solutions for the plastic limit internal forces and moments and for combinations are given, which are suited very well for practical applications. Following cases are distinguished:
– single internal forces or moments
– combination of N, My and Vz
– combination of N, Mz and Vy
– combination of N, My, Mz, Vy and Vz
– combination N, My, Mz, Vy, Vz, Mω, Mxp and Mxs
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