DIN EN 1993‐1‐1‐konforme integrierte Stabilitätsanalysen für 2D/3D‐Stahlkonstruktionen (Teil 1)

Abstract

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 (

Giętno-Skrętna Utrata Stateczności Podpartych Widełkowo I Obciążonych Mimośrodowo Słupów Dwuteowych

“…W przypadku wymiarowania słupów jednokierunkowo zginanych i ściska-nych metodą ogólną [12] musimy wyznaczyć mnożnik obciążenia krytycznego dla giętno-skrętnej utraty stateczności. W pracy analizowano przypadki obciąże-nia momentami skupionymi na podporach z ewentualnym jednoczesnym obcią-żeniem równomiernie rozłożonym w przęśle.…”

“…Dla prostych schematów obciążeń współczynnik C1 wyznaczamy bezpośrednio ze wzorów (11a), (12). W tabeli 1. zestawiono aproksymację współ-czynników C1, C2 dla schematów statycznych rozpatrywanych w dalszej części pracy.…”

“…W przypadku wymiarowania słupów mimośrodowo ściskanych metodą ogólną [12] musimy wyznaczyć mnożnik obciążenia krytycznego dla giętno-skrętnej utraty stateczności: Na podstawie op λ wyznaczamy współczynniki wyboczenia i zwichrzenia:…”

“…1.) [12]. Obliczeniowa siła ści-skająca wynosi NEd = 600 kN, obliczeniowy moment skupiony My,Ed = 350 kNm.…”

“…W przykładach przedstawionych poniżej porównano warunek stateczności elementu wg metody 2 i metody ogólnej [12,13]. Maksymalny moment zginają-cy występuje w nich nad podporą i wówczas M …”