FE-Berechnungen mit Fließzonen für Tragfähigkeitsnachweise nach DIN EN 1993-1-1 - Vereinfachte Berechnungsmethode für stabilitätsgefährdete Bauteile

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Frank Werner zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Tragfähigkeitsnachweise für stabilitätsgefährdete Stäbe werden nach DIN EN 1993-1-1 [1] in der Regel mit Abminderungsfaktoren oder geometrischen Ersatzimperfektionen geführt. Prinzipiell ist dies auch mit FE-Berechnungen nach der Fließzonentheorie möglich, jedoch bisher aus verschiedenen Gründen nicht üblich. Im Folgenden werden Nachweise mit FE-Berechnungen nach der Fließzonentheorie behandelt, da die Tragfähigkeit auf dieser Grundlage genauer und in vielen Fällen auch schneller ermittelt werden kann als mit den o. g. Methoden. Der entscheidende Vorteil liegt auch in der realitätsnahen Beschreibung des tatsächlichen Tragverhaltens, das Erkenntnisse zur Ursache für das Erreichen von Grenztragfähigkeiten liefert und damit das Verständnis zum Tragverhalten stabilitätsgefährdeter Bauteile entscheidend fördert. Da in der Baupraxis häufig Nachweise zum Biegeknicken und Biegedrillknicken von Bauteilen mit doppeltsymmetrischen I-Querschnitten aus Baustahl S 235 und S 355 geführt werden müssen, wird im Folgenden eine auf diese Anwendungsfälle zugeschnittene Lösung vorgestellt. Ziel des vorliegenden Aufsatzes ist es, Nachweise mit FE-Berechnungen nach der Fließzonentheorie mittelfristig als Standardverfahren zu etablieren.

FE computations regarding plastic zones for verifications of load capacity according to DIN EN 1993-1-1 - simplified calculation methods for members susceptible to stability
Verifications according to DIN EN 1993-1-1 for members susceptible to stability are usually performed using reduction factors or equivalent geometric imperfections. In general, verifications are also possible using FE computations regarding plastic zones, however, due to different reasons not common. In this article, procedures on the basis of finite element methods and plastic zones theory are treated, since member capacities can be determined more precise and often quicker in comparison to the procedures mentioned above. In addition, essential advantage constitutes in a description of the load bearing behavior close to reality promoting the understanding for the cause of a limit state. The stability modes of flexural and lateral torsional buckling regarding doubly symmetric I-profiles of S 235 and S 355 are of major interest for application in engineering practice. For that reason, a customized procedure for these cases is presented in this article in order to promote FE calculations according to the plastic zones theory as standard method in medium term.