Bemessungsmodell für die Drucktragfähigkeit geschraubter Winkelprofile mit Erfassung baupraktischer Anschlusssteifigkeiten

Durch Forschungsergebnisse der Technischen Universität Graz konnte gezeigt werden, dass im Falle geschraubter Winkelprofile die Steifigkeit der beidseitigen Anschlusskonstruktion großen Einfluss auf die Drucktragfähigkeit aufweist. Für baupraktische Anschlussformen wurden Formeln zur Ermittlung äquivalenter Drehfedersteifigkeiten abgeleitet und daraus ein Bemessungsmodell zur Ermittlung der Drucktragfähigkeit entwickelt, das die volle Bandbreite vom gelenkigen bis zum voll eingespannten Anschluss abdeckt. Dieses Bemessungsmodell erfordert die elastische Schnittkraftberechnung nach Theorie II. Ordnung an einem Einzelstab, mit Exzentrizität und Drehfederstützung am Ende, unter Ansatz einer geometrischen Ersatzimperfektion e0. Dabei wird der elastische Querschnittswiderstand des Winkelprofils zugrunde gelegt. Das im Beitrag dargestellte Bemessungsmodell wurde durch umfangreiche numerische Berechnungen - auch kalibriert an Einzelversuchen - validiert und angepasst, worauf ebenfalls näher eingegangen wird. Damit ist auch sichergestellt, dass komplexe Versagensformen mit überlagertem Biegedrillknickversagen mit abgedeckt werden.

Design model for the compression capacity of bolted angle members including joint stiffness
Based on research activities at Graz University of Technology, it was found out that the joint stiffness has substantial influence on the compression member capacity of bolted angles. Formulae for the equivalent spring stiffness of practical joint configurations were derived. Subsequently, a design model for angle members in compression was developed, that is applicable for the whole range of joint stiffness (from hinged to fully restrained). This design model allows to calculate the internal forces based on II. order theory for an individual member (1D-model) with eccentricity and spring stiffness at both ends, including an equivalent bow imperfection e0. The compression member capacity is based on the elastic capacity of the member. This paper presents the design model in detail. Additionally, the background of the model is shown, by means of comprehensive calibration and validation based on real tests and numerous numerical tests, respectively. Based on that, also complex failure modes, such as lateral torsional buckling are covered.