Stahlnachweise mit nationalen Anhängen Deutschland, ?· Stahlnachweise nach EN 1993-1-1 mit nationalen…

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  • Stahlnachweisenach EN 1993-1-1

    mit nationalen AnhngenDeutschland, sterreich

    und Schweden

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    Titelbild: Industrieanlage der Norddeutschen Affinerie AG in Hamburg.Mit freundlicher Genehmigung von Dr.-Ing. Jrg Kobarg, Ingenieurbro fr Bauwesen, Hamburg.

  • 1

    Inhaltsverzeichnis

    InfoGraph GmbH, April 2018

    Inhaltsverzeichnis

    Grundlagen 3

    Eingaben fr Nachweise am Gesamtsystem 4

    Einwirkungen und Bemessungssituationen 4

    Definition einer Einwirkung 5

    Berechnungseinstellungen 6

    Eingaben fr Nachweise am Ersatzstab 7

    Einstellungen 7

    Querschnitt & Material 8

    Last & System 9

    Biegedrillknickparameter 10

    Drehbettung 11

    Grenzzustnde der Tragfhigkeit 12

    Nachweiskombinationen 12

    Bemessungswerte nach der Theorie 2. Ordnung 12

    Charakteristische Werte 13

    Spannungsermittlung 13

    Querschnittsklassifizierung 15

    Elastische Querschnittstragfhigkeit 15

    Plastische Querschnittstragfhigkeit 16

    Nachweis gegen Biegeknicken und Biegedrillknicken 17

    Grenzzustnde der Gebrauchstauglichkeit 19

    Nachweiskombinationen 19

    Begrenzung der Verformungen 19

    Ergebnisse 20

    Beispiele 21

    Stahlnachweise am Gesamtsystem 21

    Biegedrillknicknachweis Zweigelenkrahmen 27

    Biegedrillknicknachweis Rahmenstiel mit zweiachsiger Biegung und Normalkraft 30

    Literaturhinweise 35

  • 3

    Grundlagen

    InfoGraph GmbH, April 2018

    EN 1993-1-1 Stahlnachweise

    GrundlagenDie Stahlnachweise nach EN 1993-1-1 (Eurocode 3) sind anwendbar fr Hoch- und Ingenieurbauwerke unter Berck-sichtigung der folgenden Normen:

    EN 1993-1-1:2005/A1:2014 als Basisdokument

    DIN EN 1993-1-1:2014 mit Nationalem Anhang Deutschland 2015-08

    NORM EN 1993-1-1:2014 mit Nationalem Anhang sterreich B 1993-1-1:2007-02

    SS-EN 1993-1-1:2014 mit Nationalem Anhang Schweden 2011-04

    Die Auswahl der gewnschten Vorschrift erfolgt im Dialog Einstellungen des Berechnungsmens. Bei der Materialauswahlstehen folgende Alternativen zur Verfgung:

    S235-EN bis S450-EN fr Baustahl nach EN 1993-1-1, Tabelle 3.1

    Stahl fr eine freie Definition der Materialeigenschaften

    Die Nachweise am Gesamtsystem erfolgen im Nachlauf zur statischen Berechnung. Dazu sind die berechneten Lastflle denEinwirkungen nach EN 1991:2002 (Eurocode 1), Teil 1, zuzuordnen. In den gewnschten Nachweissituationen ermittelt dasProgramm unter Bercksichtigung der vorgegebenen Sicherheits- und Kombinationsbeiwerte nach EN 1990:2010(Eurocode 0) automatisch die mageblichen Bemessungsschnittgren, und zwar entweder fr das Gesamtsystem oder eineGruppe ausgewhlter Elemente. Fr jeden Schnittkraftsatz wird automatisch die Querschnittsklasse nach EN 1993-1-1,Kapitel 5.5, ermittelt und wahlweise die elastische oder plastische Querschnittstragfhigkeit nach Kapitel 6.2 nachgewiesen.Ein Nachweis gegen Schubbeulen nach EN 1993-1-5 wird nicht gefhrt.Als Querschnitte knnen die vordefinierten Stahlbauprofile, projektbezogene Parameter- und Polygonquerschnitte oderProfile aus der Anwenderdatenbank benutzt werden. Stbe mit der Querschnittsart Stab werden nicht nachgewiesen, da frsie die Querschnittsgeometrie nicht bekannt ist.Bei Flchenquerschnitten werden - ohne Nachweis - die extremalen Schnittgren fr die definierten Einwirkungs-kombinationen ermittelt und zur graphischen Darstellung in der Datenbasis gespeichert.

    Der Biegeknick- und Biegedrillknicknachweis erfolgt am gabelgelagerten Ersatzstab mit einem eigenstndigen Programm,das aus dem Ordner Infograph des Startmens aufgerufen wird.

    In den nachfolgenden Ausfhrungen werden vorrangig die Vorschriften der EN 1993-1-1 zitiert. Auf die jeweiligennationalen Festlegungen wird nur dann verwiesen, wenn sie abweichende oder ergnzende Regeln enthalten. Diebetreffenden Passagen werden durch senkrechten Strich am Text markiert.

  • 4

    EN 1993-1-1 Stahlnachweise

    InfoGraph GmbH, April 2018

    Eingaben fr Nachweise am Gesamtsystem

    Einwirkungen und BemessungssituationenDie Bemessungswerte der Beanspruchungen werden aus den Schnittgren von Einzellastfllen und Lastfallkombinationenberechnet. Dazu mssen die vorhandenen Lastflle und Lastfallkombinationen Einwirkungen zugeordnet werden. Diesebilden dann die gewnschten Bemessungssituationen. Der nachfolgende Dialog wird aus der Datenbasis oder den Ein-stellungen im Berechnungsmen gestartet.

    Einwirkung...

    Startet den Dialog zur Eingabe neuer Einwirkungen:

    Stndige Einwirkungen (G, GE, GH)

    Vernderliche Einwirkungen (QN, QS, QW, QT, QH, QD)

    Auergewhnliche Einwirkungen (A)

    Einwirkungen infolge Erdbeben (AE)

    Bemessungswerte von Einwirkungen (Fd)In diesen Einwirkungen sind die Kombinations- und Teilsicherheitsbeiwerte fr Einwirkungen und Material bereitsenthalten, wie z.B. beim Stabilittsnachweis am Gesamttragwerk nach EN 1993-1-1, Kapitel 5.2.2(3). Sie werdenexklusiv kombiniert.

    Gruppe...

    Startet den Dialog zur Eingabe einer neuen Bemessungsgruppe. Optional knnen fr bestimmte Bauteile (Querschnitte)eigene Einwirkungen und Bemessungssituationen definiert werden.

    Situation...

    Startet den Dialog zur Eingabe neuer Bemessungssituationen.

    Bearbeiten

    ffnet den Bearbeitungsdialog der markierten Einwirkung oder Situation.

    Lschen

    Entfernt die markierte Einwirkung oder Situation.

    Kombinationen...

    Startet den Dialog mit den ersten 999.999 zu kombinierenden Lastfall-Varianten der markierten Bemessungssituation mitder Mglichkeit, fr ausgewhlte Varianten Lastgruppen zu erzeugen. Diese lassen sich z.B. fr die Berechnung nachTheorie 2. Ordnung oder fr die nichtlineare Analyse nutzen.

    Berechnen

    Berechnet die definierten Bemessungssituationen. Die extremalen Ergebnisse (Schnittgren, Auflagerreaktionen) sindanschlieend fr alle Situationen in der Datenbasis abrufbar. Dies ermglicht eine Beurteilung ohne Aufruf des Nachweis-moduls. Alle Ergebnisse werden bei jedem Start des Nachweismoduls mit den dann gltigen Einwirkungen automatischneuberechnet und fr die nachzuweisenden Elemente in der Datenbasis gespeichert.

    Kombinationsregel nach EN 1990 (6.10a/b) anwenden

    Fr stndige und vorbergehende Bemessungssituationen wird optional nach Gl. (6.10a/b) kombiniert, anderenfalls nachGl. (6.10).

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    Eingaben fr Nachweise am Gesamtsystem

    InfoGraph GmbH, April 2018

    Definition einer EinwirkungDie nachfolgende Abbildung zeigt beispielhaft das Dialogfeld zur Eingabe einer vernderlichen Einwirkung. Die Dialogfelderfr die weiteren Einwirkungsarten sehen entsprechend aus.

    Bezeichnung

    Frei whlbare Bezeichnung fr die Einwirkung.

    Gamma.sup, Gamma.inf

    Teilsicherheitsbeiwerte gsup und ginf .

    SS EN 1990:

    Im Programm werden die Teilsicherheitsbeiwerte so vorgeschlagen, wie sie sich nach 2 fr Sicherheitsklasse 3 aus gd gsupmit dem Abminderungsfaktor gd = 1,0 nach 6 ergeben. Niedrigere Sicherheitsklassen lassen sich bei Bedarf durch Eingabe

    geringerer Werte bercksichtigen.

    Kombinationsbeiwerte psi fr:

    Eingabefelder zur Auswahl der Kombinationsbeiwerte fr vernderliche Einwirkungen. Die Schaltflche ermglicht die

    Einsicht und nderung der gewhlten Kombinationsbeiwerte y0, y1 und y2.

    Lastflle

    Liste der mglichen Lastflle bzw. Lastfallkombinationen. Die Auswahl geschieht durch Markieren und Bettigung der ent-sprechenden Schaltflche oder Drag & Drop.

    Mehrfachauswahl

    Lastflle und Kombinationen knnen den Einwirkungen mehrfach hinzugefgt werden.

    Exklusive Varianten

    Vernderliche Einwirkungen knnen aus mehreren exklusiven Varianten bestehen, die sich gegenseitig ausschlieen. Die

    Varianten selber enthalten inklusive und exklusive Anteile. Mit den Schaltflchen oder knnen Einwirkungsvariantenhinzugefgt oder gelscht werden.

    Inklusive Lastflle

    Gewhlte Lastflle und Kombinationen, die gleichzeitig wirken knnen.

    Exklusive Lastflle

    Gewhlte Lastflle und Kombinationen, die sich gegenseitig ausschlieen.

  • 6

    EN 1993-1-1 Stahlnachweise

    InfoGraph GmbH, April 2018

    BerechnungseinstellungenDie Dialogseite EN 1993-1-1 ist ber die Funktion Einstellungen im Berechnungsmen erreichbar.

    Nationale Ausgabe der Norm

    Die gewhlte Ausgabe kommt bei allen nachfolgenden Eingaben und Berechnungen zur Anwendung.

    Im einzelnen stehen folgende Nachweise zur Auswahl:

    Elastisch

    Gem Kapitel 6.2.1 der Norm wird fr die Klassen 1 bis 4 die elastische Querschnittstragfhigkeit nachgewiesen. Fr Klasse4 erfolgt der Nachweis mit effektiven Querschnittswerten nach EN 1993-1-5, Kapitel 4.3.

    Elastisch; plastisch bei Spannungsberschreitung in Klassen 1 und 2

    Gem Kapitel 6.2.1 der Norm wird fr die Klassen 1 bis 4 die elastische Querschnittstragfhigkeit nachgewiesen. Wenn in