Tragkapazität schlanker Druckglieder - Teil 1: Bauteilversuche und Ringversuch der nichtlinearen numerischen Prognose des Systemverhaltens

Nichtlineare Rechenmethoden erlauben eine wirklichkeitsnahe Beschreibung des materiell bedingt komplexen Last-Verformungsverhaltens von Stahlbetonstrukturen und ermöglichen eine gegenüber bewährten Näherungsmethoden genauere Bemessung in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit und der Tragfähigkeit. Gerade die geometrisch und materiell nichtlineare Bemessung von schlanken Druckgliedern im Grenzzustand der Tragfähigkeit wird aufgrund der bekannten Inkonsistenzen im Bemessungskonzept allerdings immer noch kontrovers diskutiert, weshalb trotz der in EN 1992-1-1 explizit eingeräumten Möglichkeit zur Verwendung nichtlinearer Verfahren weiterhin Forschungsbedarf besteht. Der Beitrag vergleicht einen a priori durchgeführten Ringversuch numerischer Simulationen zur Vorhersage der Traglast einer schlanken Einzelstütze mit einer a posteriori durchgeführten Versuchsreihe. Die Ergebnisse zeigen, dass die numerischen Berechnungen die Traglast zum Teil deutlich überschätzen, allerdings das anerkannte und normativ verankerte Näherungsverfahren mit Nennkrümmungen in diesem Fall zu konservative Ergebnisse liefert. Zukünftig wird es erforderlich sein, allgemein gültige und in sich konsistente Nachweisformate für nichtlineare Berechnungen weiterzuentwickeln sowie den Anwendern der mittlerweile allgemein verfügbaren Softwarepakete “best practice”-Richtlinien zur sicheren Anwendung zur Verfügung zu stellen.

Load capacity of slender compression members. Part 1: Component tests and round robin test of the nonlinear numerical prediction of system behavior
Non-linear calculation methods allow a realistic description of the physically caused complex load-deformation behavior of reinforced concrete structures and suggest in comparison of proven approximate methods a more accurate design in both ultimate and serviceability limit states. Especially the geometrically and materially nonlinear analysis of slender compression members in the ultimate limit state is, however, still controversial because of the known inconsistencies in the design concept, which is why, despite the in EN 1992-1-1 explicitly granted ability to use non-linear methods, further research is needed. The following paper compares an a priori carried out round robin test of numerical simulations to predict the load capacity of a slender single column with an a posteriori conducted test series. The results show that the numerical calculations overestimate the load capacity in some cases significantly but, however, the widely accepted and normatively governed nominal curvature method yields in these cases to too conservative results. It will be necessary to develop universal and consistent safety formats for non-linear analysis and provide “best practice” guidelines to ensure the safe use of the now widely available software packages.