Dieser Aufsatz beschreibt -als erster einer Serie von drei Teilen -im Wesentlichen die Details der so genannten "Allgemeinen Methode" von DIN EN 1993-1-1/Abschnitt 6.3.4. Diese softwarebasierte Methode für beliebige 2D-und 3D-Stahlstrukturen benutzt ein integriertes Nachweiskonzept der Stabilitätsanalyse und -nachweise. Sie wird mit der klassischen Ersatzstabmethode für Stabilitätsnachweise einfacher Stabmodelle verglichen, bei der im Allgemeinen unterschiedliche Berechnungsmodelle (wie auch gegebenenfalls entsprechende Software) zur Schnittgrößenberechnung in der Ebene und den Stabilitätsnachweisen verwendet werden. Für die numerische Analyse -das ist ein entscheidender Kernpunkt der Methode -wird die auf der Basis von EC 3 entwickelte Software ConSteel eingesetzt, die ein leistungsfähiges 3D finites Balken-Stützenelement mit zwei Knoten und jeweils sieben Verformungsfreiheitsgraden verwendet, dessen Qualität mit relevanten Benchmark-Tests nachgewiesen wird. Nach der soeben erst publizierten Methodik der Klassifikation von Software zur Anwendung der Theorie 2. Ordnung ist ConSteel in die höchste Kategorie 5 (TH. II.O.-3WS) einzuordnen. Die "Allgemeine Methode" führt zu einer robusten und vor allem verständlichen computerunterstützten Nachweismethodik gegen globales Stabilitätsversagen. Part 1). This paper -as the first one of a series of three parts -presents the details and use of the "General method" of DIN EN 1993-1-1/clause 6.3.4. This method is a model based design procedure for steel structures using integrated stability analysis and standard check. The method is compared to the classical method where different calculation models as well as suitable software are used for the stress analysis and for the stability analysis and check. Also the alternative method of 3D calculations with the theory 2 nd order using equivalent initial deformations, which are derived from the eigenform analysis, is presented. For the numerical analysis (as it is the crucial point of the method) the 14 DOF beamcolumn finite element of ConSteel is described and its quality is shown by relevant benchmarks. According to the recently published methodology for the classification of 2 nd order theory software ConSteel belongs to the highest category 5 (TH. . Finally it is shown that the "General method" leads to an easy to use, robust and understandable computer aided design methodology against loss of global stability. DIN EN 1993-1-1 based integrated stability analysis of 2D/3D steel structures (
Über räumliche Stabilitätsanalysen aus Baustahl mit dünnwandigen vorwiegend offenen Profilen werden die globalen Eigenlösungen (elastische kritische Laststeigerungsfaktoren acr,op und zugehörige Eigenformen) biegetorsionsgefährdeter Gesamtkonstruktionen ermittelt. Anschließend wird die sogenannte “Allgemeine Nachweismethode” von DIN EN 1993–1–1, Abschnitt 6.3.4 benutzt, um Tragfähigkeitsnachweise gegen räumliches Gesamtversagen (Biegedrillknicken) zu führen. Da keine analytischen Lösungen zur exakten Berechnung von acr,op zur Verfügung stehen, ist eine integrierte softwarebasierte Methodik der Stabilitätsanalyse und -nachweise optimal und einfach in der praktischen Anwendung. Sie wird mit der klassischen Ersatzstabmethode für Stabilitätsnachweise einfacher Stabmodelle verglichen, bei der unterschiedliche Berechnungsmodelle zu Schnittgrößenberechnung und Stabilitätsnachweis in der Ebene und den Stabilitätsnachweisen aus der Ebene (ggf. mit entsprechender Software) verwendet werden. Für die numerische Analyse (das ist ein entscheidender Kernpunkt der integrierten Methode und des Nachweises nach 6.3.4) wird die auf der Basis von EC 3 entwickelte Software ConSteel eingesetzt, die ein leistungsfähiges 3D finites Balken-Stützenelement mit zwei Knoten und jeweils sieben Verformungsfreiheitsgraden (inklusive der Verwölbung) verwendet. Mit den beiden Beispielen wird aufgezeigt, dass die Nachweise nach Abschnitt 6.3.4 mit den Einschränkungen des deutschen nationale Anhangs zu übertrieben sicheren und unwirtschaftlichen Ergebnissen führen, dessen Einschränkungen nach Auffassung der Verfasser und [16] nicht empfohlen werden.
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