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25.01.2017

Détermination des propriétés de section efficace

Avant l'analyse des sections en acier, elles sont classées selon l'EN 1993-1-1, Ch. 5.5 vis-à-vis de leur résistance et de leur capacité de rotation. Les différentes parties de la section sont ainsi analysées et assignées aux classes 1 à 4. Les classes de section sont déterminées ultérieurement et généralement assignées à la classe la plus élevée des parties de section. Si une résistance plastique doit être appliquée pour un calcul ultérieur des sections de classe 1 et de classe 2, vous pouvez analyser la résistance élastique des sections à partir de la classe 3. Dans le cas des sections de classe 4, le flambement local se produit déjà avant que le moment élastique ne soit atteint. Pour considérer cet effet, vous pouvez utiliser les largeurs efficaces. Cet article décrit plus en détail le calcul des propriétés de section efficace.

Avancement du calcul

Dans la première étape du calcul, la répartition des contraintes est déterminée sur une section brute. Nach EN 1993-1-5 4.4 können mittels der vorhandenen Spannungen die Beulwerte kσ für die druckbeanspruchten Querschnittsteile ermittelt werden. Über den Beulschlankheitsgrad λp und den daraus resultierenden Abminderungsfaktor ρ berechnet sich die wirksame Breite beff des Querschnittsteiles. Die somit ermittelte Reduzierung wird vom Gesamtquerschnitt abgezogen. Es ergeben sich daraus neue Querschnittabmessung und Querschnittswerte.

Die Berechnung ist jedoch an dieser Stelle noch nicht beendet. Es erfolgt ein weiterer Iterationsschritt, in dem mit den vorhandenen Schnittgrößen ein neuer Spannungsverlauf basierend auf dem reduzierten Querschnitt berechnet wird. An dieser Stelle sind folgende Dinge zu beachten:

1. Durch die Reduzierung des Querschnittes verschiebt sich der Schwerpunkt. Wirken Normalkräfte, so erzeugen diese ein zusätzliches Moment über den Abstand des neuen Schwerpunktes zum alten.

2. Eine Reduzierung des Querschnittes kann ebenfalls eine Drehung der Hauptachsen bewirken. In solchen Fällen ist im Anschluss das Deviationsmoment Iyz zu berücksichtigen.

Nach der Ermittlung der Spannungen wird erneut die Schlankheit der druckbeanspruchten Querschnittsteile überprüft. Sind weitere Abminderungen nötig, ist der iterative Prozess solange fortzuführen, bis keine nennenswerten Querschnittsänderungen mehr auftreten. Erst im Anschluss können die entsprechenden Nachweise mit den effektiven Querschnittswerten geführt werden.

Conclusion

Die im ersten Moment schnell durchgeführte Ermittlung der effektiven Querschnittswerte kann aufgrund mehrerer benötigter Iterationen schnell in einer zeitintensiven Berechnung enden. Nutzern von DUENQ sowie den Stahl-Bemessungsmodulen stehen hierfür leistungsstarke Produkte zur Verfügung, die die oben angeführten Schwerpunkte abdecken.

Littérature

[1] Eurocode 3 : calcul des structures en acier - Partie 1-1 : Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; DIN EN 1993-1-1:2005 + AC:2009
[2] Eurocode 3 : Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-5: Plattenförmige Bauteile; DIN EN 1993-1-5:2006 + AC:2009
[3] Kuhlmann, U. (Hrsg.): Stahlbau-Kalender 2013: Eurocode 3 - Anwendungsnormen, Stahl im Industrie- und Anlagenbau. Berlin : Ernst & Sohn, 2013

Auteur

M. Sühnel est responsable de l'assurer de la qualité de RSTAB ; il participe également au développement de produits et fournit un support technique pour nos clients.

Liens


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