Zur Traglastberechnung geschraubter Kopfplattenverbindungen bei Hohlprofilen mittels DLO

Abstract

Die Bemessung von beliebig geschraubten Kopfplattenstößen bedarf erhöhter Aufmerksamkeit, da es aufgrund der Nachgiebigkeit der Kopfplatte zu sog. Abstützkräften kommen kann, welche die Schrauben, zusätzlich zu den äußeren Einwirkungen, beanspruchen. Je nach Steifigkeit der Platte und der Schrauben kann es hierbei zu einem reinen Versagen der Platte als auch zu einem kombinierten Versagen von Platte und Schrauben kommen. Lediglich für sehr steife Kopfplatten kommt es zu praktisch keiner Verformung der Platte und somit auch zu keinen Abstützkräften. Eine ausführlichere Beschreibung dieses Tragverhaltens anhand der zugrunde liegenden Literatur findet sich z. B. in [1]. Normativ wird die Bemessung von geschraubten Kopfplattenanschlüssen durch die EN 1993-1-8 [2] geregelt. Dazu wird das sog. T-Stummel-Modell verwendet, welches allfällig auftretende Abstützkräfte bei der Berechnung der Traglast berücksichtigt. Die Norm deckt hierbei den Grundfall des T-Stummels mit einer Schraubenreihe ab. Zusätzlich können diese T-Stummel aneinandergereiht als auch ausgesteift sein. Die Traglast eines solchen T-Stummel-Systems berechnet sich nun aus den unterschiedlichen in der Norm angegebenen Versagensmechanismen. Die minimale Traglast der einzelnen Versagensmechanismen entspricht der Tragfähigkeit des Anschlusses. Diese Vorgehensweise entspricht dem kinematischen Satz der Plastizitätstheorie (upper bound theorem).

Yield‐line Mechanisms of Endplate Connections with Eight Bolts and Circular Bolt Configurations Using DLO

“…Detailed information can be found in the already given literature. The here presented version of the DLO approach for calculating T-stubs in steel connections was verified on a wide range of experiments from the literature and with numerical and analytical examples [25,7]. Therefore, the presented DLO approach is suitable for solving the given problems.…”

“…On the other hand, the calculation of such a configuration can be done very similarly to a rectangular one. With the simple formulas (5) to (7) for configuration A and the formulas in EN 1993-1-8 for configurations B and C, it is possible to obtain the ultimate bending resistance for rectangular and circular bolt configurations, as shown in Figure 1.…”

“…The plate is now thick enough that a yield-line only forms at the flange, and both bolts are under full tension, compare Figure 5 (d, i). The ultimate load increases 6-7% for the circular bolt 5), ( 6) and (7), respectively:…”

“…Afterwards, the method was extended to steel connections loaded out-of-plane in [25], which provides a generalized method for identifying any yield-line patterns in Tstubs. In [7], the method was further verified on a large range of experiments from the literature on bolted flange-plate connections in hollow section members.…”

“…Figure2DLO approach: system, discretization with nodes and discontinuities, linear optimization and most unfavourable yield-line pattern (red: positive rotation, blue: negative rotation, green: translation of the bolts), taken and modified from[7].…”