Zum Beultragverhalten längsausgesteifter Biegeträger nach Eurocode - Vereinfachungen und zutreffende Vorgehensweise

Vollwandige, längsausgesteifte Biegeträger, wie beispielsweise Hauptträger von Stahl- und Verbundbrücken, werden neuerdings bzw. zukünftig hinsichtlich ihrer Beultragfähigkeit nach Eurocode EN 1993-1-5 ausgelegt. Dabei ergeben sich bei traditioneller Vorgehensweise, im Eurocode als Berechnungsmethode mit reduzierten Spannungen bezeichnet, mitunter deutlich konservativere Ergebnisse, verglichen mit den alten nationalen Normenwerken (ÖNORM, DIN).
Diese Feststellung stellte den Ausgangspunkt der Arbeit dar. Auf Basis realitätsnaher nichtlinearer Traglastberechnungen wurden für repräsentative Anwendungsfälle von längsausgesteiften Trägerstegen die Beultragfähigkeiten nach Eurocode überprüft und gegenüber gestellt. Im Zuge dessen wurde eine modifizierte Vorgehensweise hinsichtlich der Erfassung des knickstabähnlichen Verhaltens erarbeitet, die eine wirtschaftlichere Auslegung gestattet.
Einleitend wird die Vorgehensweise zur Ermittlung der Beultragfähigkeit nach Eurocode kurz zusammengefasst und die Auswirkungen zu den nationalen Normenwerken veranschaulicht. Danach werden die untersuchten Anlageverhältnisse sowie das FE-Modell für die Traglastberechnungen erläutert und die Ergebnisse im Vergleich zum Eurocode dargestellt. Abschließend wird die empfohlene verbesserte Vorgehensweise zusammengefasst, und es erfolgen Hinweise für die praktische Berechnung, die auch nennenswerte Vereinfachungen enthalten.

Plate buckling capacity of longitudinally stiffened girders using the Eurocode - Simplified and improved rules.
Plated girders with longitudinally stiffened webs, used for example as main girders for steel and composite bridges, are now designed based on the Eurocode EN 1993-1-5. Applying the traditional used reduced stress method, for practical examples often conservative results - compared to the old national codes (ÖNORM, DIN) - are found.
Based on this fact, nonlinear calculations were done to compare the ultimate plate buckling load with the design in the Eurocode. The results of the study are presented in this paper as well as an improved rule to get better results with the Eurocode. At the beginning the design rules of the Eurocode are briefly summarised and the differences compared to the existing national codes are presented. After that the studied stiffened web panels and their plate buckling capacity - based on the nonlinear calculations as well as on the rules of the Eurocode - are summed up. Finally the improved rules are presented and some recommendations for practical design are given.