Zum Tragverhalten von Leichtbau-Flächentragwerken aus gekanteten, dünnwandigen Blechen

Aufgrund des geringen Werkstoffverbrauchs und des daraus folgenden effizienteren Einsatzes von Material gewinnt der Leichtbau immer größere Bedeutung im Bauwesen. Am Institut für Stahlbau der TU Braunschweig wurde auf Initiative der Salzgitter Mannesmann Forschung GMBH, einer Gesellschaft der Salzgitter AG, ein Leichtbau-Flächentragwerk aus dünnwandigen Blechen untersucht, welches auf einem System von António Valente et al. basiert. Das Tragsystem wurde in einachsigen Biegeversuchen geprüft, um dessen Verformungsverhalten zu ermitteln und ein gewichtsoptimiertes Leichtbautragwerk zu erzielen. Insgesamt wurden zwei Trägervarianten untersucht: reine Stahl- und mit Beton verfüllte Träger. Während des Versuches wurden sowohl Last und Verformung als auch die Verteilung der Dehnungen in einem aussagekräftigen Bereich gemessen. Die Dehnungsfeld-Messung erfolgte berührungslos mittels eines Digital-Image-Correlation (DIC)-Systems. Die Bewertung der Systemvarianten erfolgte über die spezifische Systemsteifigkeit, welche über die Systemsteifigkeit geteilt durch die Masse des Trägers berechnet wird. Mit den aus den Versuchen gewonnenen Messwerten wurde eine Finite-Elemente-Berechnung des Tragsystems validiert, aus welcher das zweiachsige Verhalten abgeleitet werden soll.

The load bearing behaviour of lightweight shell structures made of folded thin-walled sheets.
Due to the reduced material consumption and the subsequent more efficient usage of material, the lightweight construction is becoming increasingly important in the construction industries. A lightweight shell structure made of thin-walled metal sheets was examined at the Institute of Steel Structures of the Technische Universität Braunschweig on the initiative of a company of the Salzgitter AG. The plane structure is based on a system by António Valente et al. The structure was tested in uniaxial three-point tests to determine its load-deflection behavior and obtain a weight-optimized structure. Overall two different versions of the truss have been tested: 1st raw steel structure; 2nd raw steel structure with concrete filled trusses. During the bending tests the load, deflection in the center of the truss and the distribution of strains in a meaningful area were measured. A Digital-Image-Correlation (DIC) system was used to determine the strain distribution. For the valuation the specific system stiffness was used, which is determined by system stiffness divided by the mass of the truss. With the test results a finite-element simulation was validated. The biaxial load-deflection behavior shall be derived from the validated simulation.