Untersuchungen zur Längssteifigkeit von Stahlstützen mit kastenförmigem Querschnitt

• Published in: Der Stahlbau 2004-03, Vol.73 (3), p.184-192
• Main Authors: Kubica, Ernest, Ignatowicz, Rajmund
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0038-9145; 1437-1049
• DOI: 10.1002/stab.200490009

In Konstruktionssystemen aus dünnwandigen Elementen ist es wichtig festzustellen, wie die gedrückten Elemente ihre Steifigkeit mit der steigenden Belastung verändern. Eine ungleichmäßige nderung der Längssteifigkeit hat eine nderung der Kräfte‐ und Spannungsverteilung zur Folge. Nachgiebigere Konstruktionselemente übernehmen den kleineren Teil der Belastung, wobei die steiferen, gezogenen Elemente, überbelastet sind. Bei Stahlelementen, bei denen sich die Längssteifigkeiten mit der Lastzunahme verringern, unterscheidet man versteifte Bleche und Stahlstützen mit geschlossenem kasten‐ und rohrförmigem Querschnitt. Eine Kürzung des Stabs im elastisch‐plastischen Bereich ist auf Materialdruck, Wellung der Querschnittswände und stärkere Biegung des ganzen Stabs zurückzuführen. Einen bedeutenden Einfluß auf die nderung der Stabsteifigkeit haben Imperfektionen, deren Werte von der Querschnittsgestaltung abhängig sind. Dies läßt sich zusammen mit anderen Faktoren aufgrund der Formen der Lastdehnungs‐ und Lastverformungskurven der untersuchten Elemente bestimmen. Bis zum Erreichen der Traglast wurden diese Kurven mittels numerischer Inkrementalmethode der Integration von Gleichgewichtsgleichungen für angenommene Vorverformungen und Eigenspannungen in den Stützenwänden sowie Vorverformungen der Stützenachsen ermittelt. Für die gewählten numerischen Lösungen wurde das Programm LUSAS genutzt. Die theoretischen Analysen wurden an Elementen in Originalgröße durchgeführt: Stützen mit kastenförmigen Querschnitten mit einer Länge von 5280 mm und Stützen mit einem Querschnitt aus kaltgeformten Profilen und einer Länge von 2000 mm. Es wurden ebenfalls die Untersuchungsergebnisse anderer Forschungseinrichtungen genutzt. Experimental tests and theoretical analyses of longitudinal stiffness of closed cross‐sections steel columns. In structures made of thin‐walled elements it is of great importance to establish how the compressed elements change their stiffness while loading increases. Nonuniform change of longitudinal stiffness induces change of force and stress redistribution. More ductile elements take less loading and more stiff, tensed, ones are being overloaded. Columns with closed cross‐sections, box cross‐sections and hollow circular cross‐sections need to be distinguished from steel elements with longitudinal stiffness decreasing while loading increases. Shortening of column working in elastic‐plastic phase comes from material compression, cross‐section walls buckling a