A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Ein mechanisch konsistenter Ansatz für den Stabilitätsnachweis für Holzträger unter Druck und Biegung um die starke Achse, Teil 1 – Herleitungen
Der Stabilitätsnachweis von schlanken, auf Biegung um die starke Achse beanspruchten Holzträgern kann mit einer nichtlinearen Computerberechnung oder nach dem Ersatzstabverfahren erfolgen. Jedoch im Vergleich zu einem Querschnittsnachweis nach Theorie 2. Ordnung mit Ersatzimperfektionen führt der Bauteilnachweis für Biegedrillknicken mit Reduktionsfaktoren nach den derzeitigen Regeln zu unterschiedlichen Ergebnissen. Im vorliegenden Beitrag werden die Nachweisverfahren näher untersucht. Im ersten Teil wird ein mechanisch konsistenter Ansatz für Knickkurven des Biegeknickens und Biegedrillknickens unter Verwendung eines geeigneten eigenformaffinen Imperfektionsansatzes vorgestellt, dessen Ergebnisse mit einer geometrisch nichtlinearen Berechnung nach Theorie 2. Ordnung übereinstimmen. Es wird dargelegt, dass auch die Effekte aus Plastizierung berücksichtigt werden können. Im zweiten Teil des Beitrags wird über Ergebnisse von Versuchen zum Biegedrillknicken von Brettschichtholz‐ und Furnierschichtholzträgern mit weitestgehend idealen Randbedingungen und richtungstreuer Lasteinleitung berichtet. Daraus können weitere Imperfektionsgrößen bestätigt oder modifiziert werden, mit denen der hier vorgestellte Knickkurvenansatz für das Biegedrillknicken bedient werden kann.
A mechanically consistent approach for stability verification of timber beams in compression and bending around the strong axis, part 1 – derivations
Slender timber beams in bending can be designed using different methods in view of out‐of‐plane stability. Lateral torsional buckling may be verified either using the so called equivalent member method or by means of 2nd order calculations, considering equivalent imperfections. However, at present determining the lateral torsional buckling resistance using either of these both methods, leads to different results. In this paper, the background of both verifications is investigated in deep. Moreover, as an alternative approach, a non‐linear calculation with an imperfection shape in affinity to the critical shape is presented in part 1 of this paper. If the curvature amplitude is scaled, the same results as by the equivalent member method are achieved. It is shown that plasticity effects can be considered with high precision as well. In part 2, results of experimental tests on lateral torsional buckling of glued laminated timber and laminated veneer lumber beams are presented, with nearly ideal boundary conditions and load remaining vertical through‐out the test. Based on these test first tentative values can be obtained for the imperfection compatible with the alternative lateral torsional buckling approach presented.
Ein mechanisch konsistenter Ansatz für den Stabilitätsnachweis für Holzträger unter Druck und Biegung um die starke Achse, Teil 1 – Herleitungen
Der Stabilitätsnachweis von schlanken, auf Biegung um die starke Achse beanspruchten Holzträgern kann mit einer nichtlinearen Computerberechnung oder nach dem Ersatzstabverfahren erfolgen. Jedoch im Vergleich zu einem Querschnittsnachweis nach Theorie 2. Ordnung mit Ersatzimperfektionen führt der Bauteilnachweis für Biegedrillknicken mit Reduktionsfaktoren nach den derzeitigen Regeln zu unterschiedlichen Ergebnissen. Im vorliegenden Beitrag werden die Nachweisverfahren näher untersucht. Im ersten Teil wird ein mechanisch konsistenter Ansatz für Knickkurven des Biegeknickens und Biegedrillknickens unter Verwendung eines geeigneten eigenformaffinen Imperfektionsansatzes vorgestellt, dessen Ergebnisse mit einer geometrisch nichtlinearen Berechnung nach Theorie 2. Ordnung übereinstimmen. Es wird dargelegt, dass auch die Effekte aus Plastizierung berücksichtigt werden können. Im zweiten Teil des Beitrags wird über Ergebnisse von Versuchen zum Biegedrillknicken von Brettschichtholz‐ und Furnierschichtholzträgern mit weitestgehend idealen Randbedingungen und richtungstreuer Lasteinleitung berichtet. Daraus können weitere Imperfektionsgrößen bestätigt oder modifiziert werden, mit denen der hier vorgestellte Knickkurvenansatz für das Biegedrillknicken bedient werden kann.
A mechanically consistent approach for stability verification of timber beams in compression and bending around the strong axis, part 1 – derivations
Slender timber beams in bending can be designed using different methods in view of out‐of‐plane stability. Lateral torsional buckling may be verified either using the so called equivalent member method or by means of 2nd order calculations, considering equivalent imperfections. However, at present determining the lateral torsional buckling resistance using either of these both methods, leads to different results. In this paper, the background of both verifications is investigated in deep. Moreover, as an alternative approach, a non‐linear calculation with an imperfection shape in affinity to the critical shape is presented in part 1 of this paper. If the curvature amplitude is scaled, the same results as by the equivalent member method are achieved. It is shown that plasticity effects can be considered with high precision as well. In part 2, results of experimental tests on lateral torsional buckling of glued laminated timber and laminated veneer lumber beams are presented, with nearly ideal boundary conditions and load remaining vertical through‐out the test. Based on these test first tentative values can be obtained for the imperfection compatible with the alternative lateral torsional buckling approach presented.
Ein mechanisch konsistenter Ansatz für den Stabilitätsnachweis für Holzträger unter Druck und Biegung um die starke Achse, Teil 1 – Herleitungen
Feldmann, Markus (author) / Wilden, Vera (author) / Hoffmeister, Benno (author)
Bautechnik ; 100 ; 19-30
2023-04-01
12 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
German
Anmerkungen zum Stabilitätsnachweis längsversteifter Platten unter biaxialem Druck
| Online Contents | 2017