10.1002/stab.200810038.abs

Die Bemessung von stabilitätsgefährdeten, orthotropen Kreiszylinderschalen unter normaltreuem Manteldruck ist weder im nationalen noch im internationalen Regelwerk umfassend behandelt. Um umfangreiche, numerische Berechnungen zu umgehen, wird, aufbauend auf der Untersuchung des Stabilitätsverhaltens orthotroper Platten unter Druck‐ und/oder Randschubbeanspruchung, ein Näherungsverfahren zur Ermittlung des idealen Manteldrucks p_ki entwickelt, welches es erlaubt, den Nachweis der Standsicherheit unter Rückgriff auf die in den einschlägigen Normen und Regeln verankerten Nachweisformate von Kreiszylinderschalen mit isotropen Materialeigenschaften zu führen. Es zeigt sich, dass in Abhängigkeit von Schalengeometrie, Krümmung und Grad der Orthotropie das Tragverhalten derartiger Konstruktionen näherungsweise entweder durch eine ideelle Ersatzschale mit isotroper Ersatzsteifigkeit oder durch einen radial und tangential gebetteten Kreisring beschrieben werden kann. Durch das hier vorgeschlagene Vorgehen werden die Adaptionsfragen von räumlicher, numerischer Untersuchung und normativem Nachweiskonzept – Beulspannungskurven und Teil sicherheitsbeiwerte in Abhängigkeit von der Imperfektionssensibilität – weitgehend umgangen.

Stability analysis of orthotropic circular cylinders under uniform external pressure by approximation.

The design of orthotropic circular cylinders under uniform external pressure against buckling is neither in the national nor in the international standards and technical regulations sufficiently dealt with. To avoid large‐scale dimensional numerical analyses, a procedure for establishing the ideal external pressure p_ki, based on the investigation of the stability‐characteristics of orthotropic plates exposed to compression and/or shear along the edges, is developed by using some approximations. This solution allows the verification of the load‐bearing‐capacity of the structure under consideration by referring to the published standards and regulations for circular cylinders made out of isotropic material. It can be shown, that, depending on the geometry of the shell, the curvature and the degree of orthotropic stiffness distribution, these constructions can be described approximately either by an ideal shell comprising of adjusted isotropic material or by a circular ring with radial and tangential bedding. The strategy proposed in the following covers also the questions related to the adaption of the design concept based on buckling‐curves and in partial‐safety‐factors depending on the degree of imperfection‐sensibility to a large‐scale, three dimensional model using numeric solution procedures.