Zum Kriechen von Sandwichelementen unter axialer Belastung

Herrn Prof. Dr.-Ing. Klaus Berner zum 80. Geburtstag gewidmet
Bei der Berechnung von Sandwichelementen, die neben Flächenlasten senkrecht zur Ebene und einem Temperaturgradienten auch durch Drucknormalkräfte beansprucht werden, müssen die Effekte nach Theorie II. Ordnung beachtet werden. Die Verformungen aus der Ebene werden unter Berücksichtigung der Schubverformungen des Kernmaterials ermittelt. Dabei ist der Einfluss des Kriechens des Kernmaterials erheblich. Für rein auf Biegung beanspruchte Elemente werden vom jeweiligen Hersteller Kriechbeiwerte für unterschiedliche Belastungsdauern deklariert, da diese je nach Zusammensetzung des Kernmaterials stark variieren. Fraglich ist, auf welche Weise diese Werte für die Bemessung druckbeanspruchter Elemente verwendet werden können. Dazu wurden am Institut für Sandwichtechnik (iS-mainz) der Hochschule Mainz axiale Kriechversuche durchgeführt. Basierend auf den Ergebnissen aus diesem Forschungsvorhaben sowie aus dem FP7-Projekt EASIE unter Leitung des iS-mainz wird ein Bemessungsvorschlag für axial belastete Sandwichelemente unter Berücksichtigung des Kriechverhaltens der Kernschicht vorgestellt, der im Entwurf der prEN 1993-7 Design of steel structures - Sandwich Panels enthalten sein wird.

Creep of axially loaded sandwich panels
In the design of sandwich panels subjected to compressive axial loads (apart from uniformly distributed loads vertical to the plane of the panel and temperature difference) effects according to 2nd order theory must be taken into account. Deflections are determined considering shear deformation of the core material which is highly influenced by creep effects. For pure bending the wide variation of creep coefficients depending on the composition of the core material is considered by sandwich panel producers by declaring creep coefficients for different load time periods. The question is how these coefficients may also be used for the design of axially loaded panels taking into account deformation due to creeping. For this purpose axial creep tests were performed at iS-mainz. Based on the results of both this research and the FP7-project EASIE coordinated by iS-mainz a design procedure for axial loaded sandwich panels is proposed which will also be contained in the draft of prEN 1993-7 Design of steel structures - sandwich panels.