Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Entwicklung eines rechnerischen Modells zur Beschreibung des Tragverhaltens von biegesteifen Stirnplattenanschlüssen mit thermischer Trennung
Der Stirnplattenstoß ist ein im Stahlhochbau sehr häufig verwendeter Anschlusstyp zur biegesteifen Verbindung zweier Tragglieder untereinander. Die beiden an die zu stoßenden Enden der Tragglieder angeschweißten Stirnplatten werden hierzu mittels Schrauben lösbar miteinander verbunden. Durchstoßen die Tragglieder eine wärmedämmende Gebäudehülle, so kann dieser Anschluss für eine thermische Trennung genutzt werden, indem zwischen beide Stirnplatten eine wärmeisolierende Zwischenplatte angeordnet wird. Zur weiteren Reduktion des Wärmeflusses werden Schrauben aus nichtrostendem Stahl wegen der geringeren Wärmeleitfähigkeit verwendet. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, das Trag- und Verformungsverhalten des thermisch getrennten Stirnplattenstoßes zu erfassen und Modellierungsansätze hierfür zu entwickeln. Ein Teil der durchgeführten Versuchsreihen umfasst die Ermittlung der Materialeigenschaften des eingesetzten Trennschichtmaterials sowie der Schrauben aus nichtrostendem Stahl. Das Kriechverhalten des untersuchten Trennschichtmaterials konnte in Form einer Kriechfunktion beschrieben werden. In den Hauptversuchen wurden thermisch getrennte Stirnplattenstöße unter einer kombinierten Momenten-Querkraftbeanspruchung untersucht. Variiert wurden die Trennschichtdicken und die Momenten-Querkraftverhältnisse im Anschluss. Für die untersuchten Anschlussparameter konnte die Anwendung des Komponentenmodells nach Eurocode 3 zur Ermittlung der Tragmomente thermisch getrennter Stirnplattenstöße mit wenigen Einschränkungen bestätigt werden. Von einer Anwendung des Modells zur Steifigkeitsberechnung des betrachteten Anschlusses muss dagegen abgeraten werden. Es wurden stattdessen die in den Versuchen ermittelten Steifigkeiten angegeben und mit einer statistischen Auswertung für eine Anwendung und Erstellung einer Bemessungsregel aufbereitet. Die an vier dynamischen Versuchen gewonnenen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass der Einsatz von Schrauben aus nichtrostendem Stahl in einem solchen Anschluss auch für vorwiegend ruhende Beanspruchung nur mit einem Nachweis auf Ermüdung erfolgen sollte.
Entwicklung eines rechnerischen Modells zur Beschreibung des Tragverhaltens von biegesteifen Stirnplattenanschlüssen mit thermischer Trennung
Der Stirnplattenstoß ist ein im Stahlhochbau sehr häufig verwendeter Anschlusstyp zur biegesteifen Verbindung zweier Tragglieder untereinander. Die beiden an die zu stoßenden Enden der Tragglieder angeschweißten Stirnplatten werden hierzu mittels Schrauben lösbar miteinander verbunden. Durchstoßen die Tragglieder eine wärmedämmende Gebäudehülle, so kann dieser Anschluss für eine thermische Trennung genutzt werden, indem zwischen beide Stirnplatten eine wärmeisolierende Zwischenplatte angeordnet wird. Zur weiteren Reduktion des Wärmeflusses werden Schrauben aus nichtrostendem Stahl wegen der geringeren Wärmeleitfähigkeit verwendet. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, das Trag- und Verformungsverhalten des thermisch getrennten Stirnplattenstoßes zu erfassen und Modellierungsansätze hierfür zu entwickeln. Ein Teil der durchgeführten Versuchsreihen umfasst die Ermittlung der Materialeigenschaften des eingesetzten Trennschichtmaterials sowie der Schrauben aus nichtrostendem Stahl. Das Kriechverhalten des untersuchten Trennschichtmaterials konnte in Form einer Kriechfunktion beschrieben werden. In den Hauptversuchen wurden thermisch getrennte Stirnplattenstöße unter einer kombinierten Momenten-Querkraftbeanspruchung untersucht. Variiert wurden die Trennschichtdicken und die Momenten-Querkraftverhältnisse im Anschluss. Für die untersuchten Anschlussparameter konnte die Anwendung des Komponentenmodells nach Eurocode 3 zur Ermittlung der Tragmomente thermisch getrennter Stirnplattenstöße mit wenigen Einschränkungen bestätigt werden. Von einer Anwendung des Modells zur Steifigkeitsberechnung des betrachteten Anschlusses muss dagegen abgeraten werden. Es wurden stattdessen die in den Versuchen ermittelten Steifigkeiten angegeben und mit einer statistischen Auswertung für eine Anwendung und Erstellung einer Bemessungsregel aufbereitet. Die an vier dynamischen Versuchen gewonnenen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass der Einsatz von Schrauben aus nichtrostendem Stahl in einem solchen Anschluss auch für vorwiegend ruhende Beanspruchung nur mit einem Nachweis auf Ermüdung erfolgen sollte.
Entwicklung eines rechnerischen Modells zur Beschreibung des Tragverhaltens von biegesteifen Stirnplattenanschlüssen mit thermischer Trennung
Development of an analytical model to specify the bearing behaviour of semi-rigid beam-to-beam splices with thermal separation to avoid thermal bridges and for fire protection
Lange, Jörg (Autor:in) / Göpfert, Tomas (Autor:in)
2006
80 Seiten, 45 Bilder, 29 Tabellen, 17 Quellen
Buch
Deutsch
Stahlbau , konstruktive Gestaltung , Konstruktion , Stirnfläche , Stoß (Verbindung) , tragendes Bauteil , Tragfähigkeit , Wärmedämmung , Verbundbauteil , Schraubenverbindung , Schraube , nichtrostender Stahl , Wärmeleitfähigkeit , Trennschicht , thermisches Trennen , Kriechen (Logarithmisch) , Ermüdung , Finite-Elemente-Methode , Rechenmodell , Dehnungsprüfung , Verformungsgrenzkurve , Versuchsergebnis , statistische Auswertung
Zur rechnerischen Analyse des Tragverhaltens brandbeanspruchter Stahltraeger
| Tema Archiv | 1986
Zur rechnerischen Analyse des Tragverhaltens brandbeanspruchter Stahltraeger
| Tema Archiv | 1985