Stahlbau-Kalender 2022. Ulrike Kuhlmann
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zu der Bemessungsgleichung:
(6.66)
6.3.5 Biegedrillknicken von Bauteilen mit Fließgelenken
6.3.5.1 Allgemeines
(1) B Tragwerke dürfen plastisch bemessen werden, wenn Knicken oder Biegedrillknicken des Tragwerks aus seiner Haupttragebene wie folgt verhindert wird:
a) seitliche Stützungen an allen Fließgelenken mit Rotationsanforderungen, siehe 6.3.5.2;
b) Stabilitätsnachweis für die Tragwerksabschnitte zwischen solchen Stützungen und anderen seitlichen Lagerungen, siehe 6.3.5.3.
(2) B Wenn an den Fließgelenken unter allen Lastkombinationen im Grenzzustand der Tragfähigkeit keine Rotationen verlangt werden, sind an diesen Fließgelenken keine besonderen seitlichen Stützungen erforderlich.
6.3.5.2 Stützungen an Fließgelenken mit Rotationsanforderungen
(1) B An jedem Fließgelenk mit Rotationsanforderungen ist in der Regel der Querschnitt mit einem angemessenen Widerstand gegen seitliche Verschiebung und Verdrehung zu stützen, die infolge der Rotation im Fließgelenk entstehen können.
(2) B Die seitliche Stützung ist in der Regel durch folgende Maßnahmen vorzunehmen:
– bei Bauteilen mit nur Biegemomenten allein oder Momenten- und Druckbelastung durch seitliche Stützung beider Flansche. Diese kann durch seitliche Stützung eines Flansches und Verdrehungsbehinderung des Querschnitts erfolgen, so dass sich der Druckflansch nicht gegenüber dem Zugflansch verschieben kann, siehe Bild 6.5.
– bei Bauteilen mit nur Biegemomenten allein oder Momenten- und Zugbelastung, bei der eine Platte auf dem Druckflansch aufliegt, durch Verschiebungs- und Verdrehungsbehinderung des Druckflansches (z. B. durch eine geeignete Verbindung mit der Platte, siehe Bild 6.6). Bei Querschnittsschlankheiten, die über die gewalzter I- und H-Querschnitte hinausgehen, sollte die Querschnittsverformung an der Stelle des plastischen Gelenks konstruktiv verhindert werden (z. B. durch eine mit dem Druckflansch verbundene Stegsteife und eine steife Verbindung des Druckflansches mit der Platte).
(3) B An jedem Fließgelenk sind in der Regel die Verbindungsmittel (z. B. Schrauben) des Anschlusses des Druckflansches zum stützenden Bauteil (z. B. Pfette) und alle dazwischenliegenden Bauteile (z. B. diagonale Streben) für eine örtliche Belastung von mindestens 2,5 % von Nf,Ed, nach 6.3.5.2(5)B, die vom Flansch in seiner Ebene rechtwinklig zur Stegebene ausgeübt wird, ohne Kombinationen mit anderen Lasten zu bemessen. (4) B Kann eine solche Stützung nicht direkt am Fließgelenk vorgesehen werden, sollte diese mindestens in einem Abstand von h/2 vom Fließgelenk angeordnet werden, wobei h die Querschnittshöhe am Fließgelenk ist.
Bild 6.5. Beispiel für eine Verdrehungsbehinderung
Bild 6.6. Beispiel für eine Verschiebungs- und Verdrehungsbehinderung durch eine fest verbundene Betonplatte
(5)B Für die Bemessung der stützenden Aussteifung, siehe 5.3.3, ist in der Regel zusätzlich zu dem Nachweis mit Imperfektionen nach 5.3.3 sicherzustellen, dass der Widerstand der Aussteifung für folgende lokale Ersatzlasten Qm, welche an den jeweiligen zu stabilisierenden Bauteilen an den Stellen der Fließgelenke angreifen, ausreicht:
(6.67)
Zu 6.3.5.1
Die Regelungen in diesem Abschnitt beruhen auf einer Tradition in England, Rahmentragwerke plastisch, also unter Ausnutzung der Schnittgrößenumlagerung aufgrund des nichtlinearen Werkstoffverhaltens, zu bemessen, vgl. Abschnitt 5.4.3. In Deutschland ist es bisher eher üblich nur bis zur Ausbildung des ersten Fließgelenkes zu gehen (Verfahren elastisch-plastisch nach DIN 18800 Teil 2 [K2]), dann müssen die Bedingungen nach 6.3.5.2 und 6.3.5.3 nicht erfüllt werden, weil in diesem Fall keine besondere Rotationsanforderung an das Fließgelenk besteht.
Auf eine Stützung der Fließgelenkstelle gemäß 6.3.5.2 kann auch verzichtet werden, wenn es sich um das letzte sich ausbildende Fließgelenk einer Fließgelenkkette handelt, bei dessen Ausbildung der Grenzzustand der Tragfähigkeit eintritt, also von dem keine zusätzliche plastische Rotation mehr gefordert wird.
Erläuterungen zur Anwendung des Verfahrens mit Beispielrechnungen sind in [K24] und [K25] zu finden.
Zu 6.3.5.2(4)
Die Übersetzung „…sollte diese mindestens in einem Abstand von h/2 vom Fließgelenk angeordnet werden,…“ ist nicht korrekt. Es muss auch nach dem englischen Normentext „…sollte diese höchstens in einem Abstand von h/2 vom Fließgelenk angeordnet werden,…“ heißen.
Dabei ist
| N f,Ed | die einwirkende Normalkraft im druckbeanspruchten Flansch im Bereich der Stützung am Fließgelenk; |
| α m | entsprechend 5.3.3(1). |
Anmerkung: Bei Zusammenwirken mit äußeren Kräften siehe auch 5.3.3(5).
6.3.5.3 Stabilitätsnachweis für Tragwerksabschnitte zwischen seitlichen Stützungen
(1) B Der Biegedrillknicknachweis eines Tragwerksabschnitts zwischen zwei seitlichen Stützungen kann geführt werden, indem gezeigt wird, dass der Abstand zwischen den seitlichen Stützungen kleiner als der zulässige Größtabstand ist.
Bei gleichförmigen Tragwerksabschnitten mit I- oder H-Querschnitten mit
(6.68)
Dabei ist
Anmerkung B: Zur Bestimmung von Größtabständen zwischen seitlichen Stützungen siehe Anhang BB.3.
(2) B Tritt ein Fließgelenk mit Rotationsanforderungen direkt an einem Voutenende auf, braucht der Voutenabschnitt mit veränderlichem Querschnitt nicht gesondert nachgewiesen werden, wenn die folgenden Kriterien eingehalten werden:
a) die Stützung des Fließgelenks ist in der Regel innerhalb eines Abstands von h/2 vom Fließgelenk auf der angevouteten Seite anzuordnen und nicht auf der nicht gevouteten Seite.
b)