Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.18419/opus-349
Authors: Braun, Benjamin
Title: Stability of steel plates under combined loading
Other Titles: Stabilität plattenförmiger Bauteile aus Stahl unter kombinierter Beanspruchung
Issue Date: 2010
metadata.ubs.publikation.typ: Dissertation
Series/Report no.: Mitteilungen / Institut für Konstruktion und Entwurf;2010,3
URI: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:93-opus-58870
http://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/366
http://dx.doi.org/10.18419/opus-349
Abstract: The objective of this work is to analyse the stability behaviour of steel plates under selected load combinations and to develop design rules which resolve shortcomings of EN 1993-1-5:2006. For plates under biaxial compression and application of the reduced stress method based on a single plate slenderness the interaction equation was checked with merely few results so far. However, in comparison to the proven rules of DIN 18800-3:1990 it shows significant discrepancies. The stability behaviour is studied for the basic load combination biaxial compression and the plausibility criteria for the transferability of the results e.g. to the load combination of transverse stress (patch loading) and bending stress are discussed. A modification of the interaction equation is proposed. For plate I-girder webs under transverse patch loading, bending moment and shear force (F-M-V) and application of the effective width method there is at present no interaction criterion for the load combination of transverse patch loading and shear force. However, a few studies from literature show that these two loadings interact. Experimental and numerical studies are carried out in order to analyse the stability behaviour and to develop an interaction criterion which is finally enhanced with the effect of bending moment. The results of this work enable a reliable and safe application of the reduced stress method based on a single plate slenderness as verification method for plates under biaxial compression. Besides that, the proposal adds the possibility to take into account favourable edge boundary conditions for the determination of the elastic critical stresses. This essentially contributes to a numerically assisted verification procedure in the future. For the effective width method an interaction equation is proposed for the load combination transverse patch loading and shear force (F-V) which is harmonised with the existing F-M interaction equation to take also into account the effect of bending moment.
Ziel der Arbeit ist es, das Interaktionsverhalten stabilitätsgefährdeter, stählerner Platten für ausgewählte Beanspruchungskombinationen zu analysieren und Bemessungsgleichungen zu entwickeln, die Unzulänglichkeiten von EN 1993-1-5:2006 beheben. Für Platten unter biaxialem Druck und Anwendung der Methode der reduzierten Spannungen basierend auf einem einzigen Plattenschlankheitsgrad wurde bislang die Interaktionsgleichung lediglich anhand sehr weniger Ergebnisse überprüft und im Vergleich zu den bewährten Regelungen nach DIN 18800-3:1990 weicht sie deutlich ab. Das Interaktionsverhalten wird daher für die Basislastkombination biaxialer Druck untersucht und die Plausibilitätskriterien zur Übertragbarkeit der Ergebnisse z.B. auf die Beanspruchungskombination Querspannung (patch loading) und Biegespannung werden diskutiert. Eine Modifikation der Interaktionsgleichung wird vorgeschlagen. Für die Interaktion zwischen Querbelastung, Biegemoment und Querkraft in Stegblechen von I-Trägern (F-M-V) und Anwendung der Methode der wirksamen Breiten wird für die Interaktion zwischen Querbelastung und Querkraft derzeit keine Bemessungsgleichung angeboten. Einige wenige Untersuchungen in der Literatur zeigen jedoch eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Beanspruchungsarten. Experimentelle und numerische Untersuchungen werden durchgeführt, um das Stabilitätsverhalten zu analysieren und ein Interaktionskriterium herzuleiten, das abschließend um den Biegemomenteneinfluss ergänzt wird. Die Ergebnisse dieser Arbeit ermöglichen die zuverlässige und sichere Anwendung der Methode der reduzierten Spannungen basierend auf einem einzigen Plattenschlankheitsgrad als Nachweisverfahren für biaxial druckbeanspruchte Platten. Der Vorschlag erweitert zudem das bestehende Bemessungsverfahren um die Möglichkeit, günstig wirkende Randlagerungseffekte der Platte bei der Ermittlung der elastisch kritischen Spannungen zu berücksichtigen. Dies stellt einen wesentlichen Beitrag für einen numerisch gestützt zu führenden Nachweis in Zukunft dar. Für die Methode der wirksamen Breiten wird für den Nachweis der F-V-Interaktion eine Bemessungsgleichung vorgeschlagen, die mit der vorhandenen F-M-Interaktionsgleichung harmonisiert wird, um auch den Biegemomenteneinfluss erfassen zu können.
Appears in Collections:02 Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften

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