Durchstanzen - Korrekturfaktor β

Definition

Infolge von Biegung ist die aufgebrachte Querkraft nicht mehr gleichmäßig über den Umfang verteilt, die Belastung einer Seite ist folglich erhöht. Der Lasterhöhungsfaktor β nach berücksichtigt damit diesen Einfluss aus der nicht-rotationssymmetrischen Spannungsverteilung. Zur Ermittlung des Faktors β stehen nach DIN EN 1992-1-1 insgesamt 6 Verfahren zur Verfügung.
Drei dieser Verfahren werden im Folgenden erläutert.

Konstante Faktoren für ausgesteifte Systeme mit nahezu gleichen Stützweiten

Die nachfolgend angegebenen Faktoren gelten für horizontal unverschiebliche, ausgesteifte Systeme mit Stützweitenunterschieden von maximal 25 % und einer Belastung ausschließlich durch Gleichlasten . Die Stützweitenverhältnisse betragen somit $0,8\leq l_{1}/l_{2}\leq 1,25$.

Korrekturfaktor Beta

Für diesen Fall können folgende konstante Näherungswerte angenommen werden(siehe Bild 10):

• 1,10 - für Innenstützen
• 1,40 - für Randstützen
• 1,35 - für Wandenden (NA)
• 1,50 - für Eckstützen
• 1,20 - für Wandecken (NA)

Ermittlung über Sektormodell

Sektormodell

Im ersten Schritt sind die Querkraftnulllinien anzusätzen. Diese werden abgeschätzt oder errechnet (linear-elastisch). Anschließend findet eine Unterteilung der Lasteinzugsfläche $A_{LE}$ in i-Lasteinleitungssektoren $A_{i}$ (siehe Bild) statt. Hierbei sollten mindestens 3-4 Sektoren pro Quadrant betrachtet werden .
.
Der Lasterhöhungsfaktor ergibt sich somit wie folgt :

$V_{Ed}=e_{d}\cdot A_{LE}$

$\nu _{Ed,m}=V_{Ed}/u_{crit}$

$\nu _{Ed,i}=e_{d}\cdot {\frac {A_{i}}{u_{i}}}$

$\beta =max\{\nu _{Ed,i}/\nu _{Ed,m}\}$

wobei:

ed…	Flächenbelastung innerhalb der Lasteinzugsfläche
ALE…	durch Lastscheiden begrenzte Lasteinzugsfläche

Genaueres Verfahren

nach EC 2-1-1, 6.4.3 (1;2)
Sind die oben genannten Voraussetzungen nicht erfüllt oder ist die bezogene Ausmitte $e/c$ bei Randstützen größer als 1,2 (wobei c die Stützenabmessung in Richtung der Ausmitte darstellt), ist der Lasterhöhungsfaktor mit genaueren Verfahren

Querkraftverteilung infolge eines Kopfmomentes einer Stütze

zu ermitteln. Hierbei wird die Annahme einer vollplastischen Schubspannungsverteilung am kritischen Rundschnitt getroffen .

Die Gleichung lautet somit wie folgt:

$\beta =1+k\cdot {\frac {M_{Ed}}{V_{Ed}}}\cdot {\frac {u_{1}}{W_{1}}}\geq 1,10$

mit

$W_{1}=\int _{0}^{u_{i}}|e|dl$

und somit bei einer geschlossenen Rechteckstütze mit c1 parallel und c2 senkrecht zur Lastausmitte:

$W_{1}={\frac {c_{1}^{2}}{2}}+c_{1}c_{2}+4c_{2}d+16d^{2}+2\pi dc_{1}$

und dem Beiwert k

Tabelle Beiwert k

Bei Decken-Stützenknoten mit zweiachsiger Ausmitte gilt (NA):

$W_{1}=1+{\sqrt {(k_{y}\cdot {\frac {M_{Ed,y}}{V_{Ed}}}\cdot {\frac {u_{1}}{W_{1,y}}})^{2}+(k_{z}\cdot {\frac {M_{Ed,z}}{V_{Ed}}}\cdot {\frac {u_{1}}{W_{1,z}}})^{2}}}\geq 1,10$

Tabelle Widerstandsmoment

Quellen

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