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Da in den technischen Regeln kein Ansatz zur Berücksichtigung der Schubsteifigkeit eines zweiseitig gelagerten Schubfeldes zur Stabilisierung biegedrillknickgefährdeter Träger zu finden ist, wurden im Rahmen dieser Untersuchung sowohl experimentelle Untersuchungen als auch numerische Berechnungen mit Hilfe eines Finite-Element-Programmes durchgeführt. Hierbei wurden die Nachgiebigkeiten der Verbindungsmittel am Querrand eines Schubfeldes durch ein vorab bestimmtes nichtlineares Last-Verformungs-Verhalten berücksichtigt. Es wird gezeigt, dass im Gegensatz zur vierseitigen Befestigung unter zweiseitiger Lagerung kein umlaufend konstanter Schubfluss im Randbereich des Schubfeldes vorliegt. Der Einfluss dieser Randstörung ist abhängig von der Breite des Schubfeldes. Die im Rahmen einer parametrischen Untersuchung ermittelten Schubsteifigkeiten werden als Verhältniswerte von zweiseitiger und vierseitiger Lagerung in Abhängigkeit des Seitenverhältnisses dargestellt. Daraus lässt sich ein einfaches Rechenmodell ableiten, mit dem es möglich ist, die Schubsteifigkeit von zweiseitig gelagerten Schubfeldern aus Trapezblechen in Abhängigkeit der bekannten Schubsteifigkeit unter vierseitiger Lagerung herzuleiten.
Inhaltsverzeichnis
Kurzfassung 2
Abstract 2
Résumé 2
1 Vorbemerkung 5
2 Experimentelle Schubfelduntersuchungen 6
2.1 Versuchsaufbau 6
2.2 Versuchsgegenstand 7
2.3 Versuchsdurchführung 8
3 Versuchsauswertung 9
4 Finite-Element-Berechnungen 10
4.1 Beschreibung des Finite-Element-Modells 10
4.2 Verifikation des Finite-Element-Modells 11
4.3 Vergleich des Finite-Element-Modells mit den experimentellen Untersuchungen 12
4.3.1 Allgemeines 12
4.3.2 Vierseitige Lagerung 14
4.3.3 Zweiseitige Lagerung 15
4.4 Parametrische Untersuchungen mit dem verifizierten Finite-Element-Modell 16
4.4.1 Berücksichtigung unterschiedlicher Profiltypen 16
4.4.2 Einfluss der Schubfeldbreite bei vierseitiger Lagerung und
nachgiebigen Verbindungsmitteln 17
4.4.3 Einfluss der Schubfeldbreite bei zweiseitiger Lagerung und
nachgiebigen Verbindungsmitteln 19
5 Auswertung der Finite-Element-Berechnungen und Entwurf eines Rechenmodells 23
5.1 Darstellung der Verhältniswerte der Schubsteifigkeit unter zwei- und
vierseitiger Lagerung 23
5.2 Entwurf eines Rechenmodells 24
6 Zusammenfassung 25
7 Schrifttum 26
Anlage 1: Grundriss des Schubrahmens
Anlage 2: Abbildungen zur Versuchsdurchführung
Anlage 3.1: Last-Verformungs-Diagramm Versuch 1 (vierseitige Lagerung)
Anlage 3.2: Last-Verformungs-Diagramm Versuch 2 (zweiseitige Lagerung)
