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Duktilität von Stahl- und Verbundanschlüssen - Entwurfsregeln zur Verbesserung der Redundanz

Kuhlmann, Ulrike / Rölle, Lars

Das tatsächliche Trag- und Verformungsverhalten von Anschlüssen in Stahl- und Verbundrahmentragwerken kann für den globalen Widerstand der Tragstruktur von entscheidender Bedeutung sein, da die in der statischen Berechnung angenommenen Randbedingungen nur idealisiert sind. Sind die Anschlüsse schwächer als die angeschlossenen Riegel, müssen diese ausreichend Umlagerungsmöglichkeiten, also Verformbarkeit besitzen, um die lokalen Einzeltragfähigkeiten der angeschlossenen Bauteile optimal nutzen, aber im Extremfall auch globale Systemreserven (Systemredundanz) aktivieren zu können. Das Ausbilden duktiler Anschlüsse bietet damit nicht nur eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit, sondern erhöht auch noch die Redundanz des Gesamttragwerkes, was sich bei späterer Umnutzung oder auch bei außergewöhnlichen Beanspruchungssituationen positiv auswirken kann. Um diese positiven Eigenschaften der verformbaren, teiltragfähigen Anschlüsse nutzen zu können, müssen diese ein ausreichend duktiles Verhalten aufweisen. Bei der Auslegung der Anschlüsse müssen die Komponenten des Knotens deshalb so abgestimmt werden, dass die duktilen Komponenten immer schwächer als die spröden sind. Material-Überfestigkeitseffekte und Membraneffekte in der Stirnplatte und dem Stützenflansch haben dabei auf das tatsächliche Trag- und Verformungsverhalten des Anschlusses großen Einfluss und sollten in jedem Fall berücksichtigt werden. Damit wird nicht nur die Anwendung des vollplastischen Bemessungsverfahrens zur Erzielung sehr wirtschaftlicher Rahmensysteme ermöglicht, sondern gleichzeitig auch die Redundanz der globalen Tragstruktur verbessert.