Die Einführung der Direct Strength Method zur Bemessung von kaltgeformten Stahlprofilen nach EN1993-1-3

Herrn Prof. Dr.-Ing. habil. Joachim Lindner zur Vollendung seines 80. Lebensjahres gewidmet
Kaltgeformte, dünnwandige Profile des Stahlleichtbaus sind vielseitig einsetzbar, unterliegen bei einwirkenden Druck- und Biegebeanspruchungen jedoch lokalen und globalen Stabilitätsgefährdungen. Das Bemessungsverfahren der europäischen Normung EN 1993-1-3 stützt sich zur Beurteilung des lokalen Beulens und der Forminstabilität auf die Methode der wirksamen Breiten. Diese Art der Bemessung ist zeitaufwändig und fehleranfällig, zudem sind die Bemessungsergebnisse oft konservativ. In diesem Beitrag wird ein neues, praxisnahes Bemessungsmodell vorgestellt, das die bewährten europäischen Regelungen zum globalen Stabilitätsnachweis mit der in der nordamerikanischen Norm AISI Standard 100 beschriebenen Direct Strength Method (DSM) für die lokale Stabilitätsanalyse des kaltgeformten Stahlquerschnitts kombiniert. Anhand von Vergleichsrechnungen an einfachsymmetrischen Querschnitten lässt sich aufzeigen, dass diese neue Methode große Potenziale zur Effizienzsteigerung bei der Bemessung von Kaltprofilen bietet, zugleich aber auch die Wirtschaftlichkeit der Leichtbauprofile verbessert. Bis das Verfahren die europäische Normung jedoch sinnvoll ergänzen kann, sind weitere Versuche und Vergleichsrechnungen durchzuführen sowie tiefergehende Fragestellungen zu beantworten.

Introduction of the Direct Strength Method into the design of cold formed steel members according to EN 1993-1-3.
Cold formed steel members have a varied area of applications in steel lightweight constructions but are subject to local and global instabilities due to compressive and bending stress. The design method of the European Standard EN 1993-1-3 is based on the Method of Effective Widths covering local and distortional buckling. Unfortunately, an EN 1993-1-3 design is time-consuming and prone to errors, furthermore the results are often conservative. This paper is going to introduce a new, practical design method for cold-formed steel sections that combines the established European regulations of global instabilities with the Direct Strength Method (DSM) described in the North American standard AISI Standard 100 regarding local stability analysis. Based on comparative studies of mono-symmetric cross-sections it is possible to demonstrate that this new method offers a great potential of improving the design of cold-formed sections, additionally improves the economic efficiency of lightweight steel sections. More theoretical and experimental investigations are needed, deeper leading questions are to answer, until this method is able to supplement the European standard.