Traglastversuche an stabilitätsgefährdeten Zweifeldträgern mit U‐Profilen unter Biegung, Druck und Torsion

Der Einsatz schlanker Stahlträger fördert die Wettbewerbsfähigkeit von Stahlkonstruktionen im Hochbau. Häufig erfordern diese Träger jedoch einen Nachweis der Stabilität. Die weltweite Forschung auf diesem Gebiet konzentrierte sich bisher hauptsächlich auf Einfeldträger mit doppeltsymmetrischem Querschnitt. Für einfachsymmetrische Querschnitte wie U‐Profile gibt es nur wenige auf versuchsgestützten Untersuchungen basierende Bemessungsregeln. Darüber hinaus wird das Potenzial von Tragsystemen wie Mehrfeldträgern in den normativen Nachweisverfahren nicht vollständig ausgeschöpft. Der vorliegende Beitrag befasst sich daher mit einer experimentellen Studie zum Stabilitätsverhalten von Zweifeldträgern mit U‐Profilen unter Biegung, Druck und Torsion. Mithilfe von Fünf‐Punkt‐Biegeversuchen wurden Tragfähigkeiten bestimmt sowie der Einfluss der konstruktiven Ausbildung des Mittellagers, von Drucknormalkräften, der Bauteilschlankheit und weiterer Parameter auf das Tragverhalten experimentell analysiert. Der Beitrag schafft die wissenschaftliche Grundlage zur Erweiterung des Anwendungsbereichs des Nachweisverfahrens für Bauteile unter Biegung, Druck und Torsion in Anhang C.2 der neuen EN 1993‐1‐1:2022 auf Zweifeldträger mit U‐Profilen.

The use of slender steel members promotes the competitiveness of steel structures in structural engineering. However, these members often necessitate stability verifications. Global research activities in this field have so far mainly focussed on single‐span members with doubly symmetric cross‐sections. For mono‐symmetric sections such as channels, only a few design models exist based on experimental evidence. Moreover, the potential of structural systems such as multi‐span members is yet not entirely exploited in the normative verification models. Therefore, this paper presents a comprehensive experimental study on the stability behaviour of two‐span members with steel channels under combined loading. Five‐point bending tests were conducted to determine the load‐bearing capacities and to experimentally analyse the influence of the constructional detail of the central support, the axial load, the slenderness ratio and other parameters on the load‐bearing behaviour. The article provides the scientific basis for extending the scope of the stability verification for members subjected to bending, axial compression and torsion in Annex C.2 of the novel EN 1993‐1‐1:2022 to two‐span channel members.