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Fakultät Architektur und Bauingenieurwesen

Kurzstudie: Zur Biegebanspruchbarkeit schlanker Stege aus nichtrostendem Stahl

01.10.2024 - 30.09.2025

Bei der Bemessung von Stahlbauteilen im Bauwesen werden Querschnitte in vier Querschnittsklassen unterteilt. Die Querschnittsklassen 1 und 2 ermöglichen eine plastische Bemessung, wo hingegen die Querschnittsklasse 3 nur eine elastische Bemessung ermöglicht. Bei Nichteinhaltung der Grenzen für Querschnittsklasse 3 versagt der Querschnitt vor Erreichen der elastischen Querschnittstragfähigkeit und er wird in Querschnittsklasse 4 einsortiert. Bisher zeigen sich bei beidseitig gestützten Querschnittsteilen Unterschiede bei der Einstufung für die Querschnittsklassen 2 und 3 zwischen den Vorgaben nach DIN EN 1993-1-1 für Baustahl und den Vorgaben nach DIN EN 1993-1-4 für nichtrostenden Stahl. Durch die Untersuchungen im FOSTA Projekt P1390 „Dauerhafter Stahl- und Verbundbrückenbau aus nichtrostendem Stahl“ konnte gezeigt werden, dass die Vorgaben für den nichtrostenden Stahl konservativ sind und die Grenzwerte für die Einstufung in die Querschnittsklasse 3 auf c/tε = 99 bei reiner Momentenbeanspruchung erhöht werden sollten. Weitergehende numerische Simulationen bis zu einem Verhältnis c/tε = 150 zeigen die Möglichkeit die Grenzwerte über c/tε = 99 weiter anzuheben.

Diese Möglichkeit soll in der Kurzstudie weiter untersucht werden. Hierzu sollen vier Versuchsträger mit Stegen im Bereich c/tε = 116 - 136 getestet werden. Aufbauend auf den Ergebnissen der Versuche wird anschließend ein numerisches Modell erarbeitet, um im untersuchten Bereich Parameterstudien durchzuführen. Durch das Zusammenwirken der experimentellen und numerischen Untersuchungen kann die Grenze der elastischen Momententragfähigkeit genauer bestimmt werden. Durch ein Anheben der Querschnittseinstufung kann nichtrostender Stahl effizienter eingesetzt werden, was den kleinen und mittleren Unternehmen in der Fertigung entgegenkommt und ihre Wirtschaftlichkeit steigert.

Gefördert durch: Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. FOSTA, Düsseldorf (FOSTA P 1781)

Laufzeit: 01.10.2024 bis 30.09.2025

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