Beschreibung
P 587 – Entwicklung eines rechnerischen Modells zur Beschreibung des Tragverhaltens von biegesteifen Stirnplattenanschlüssen mit einer thermischen Trennung zur Verhinderung von Kältebrücken und aus brandschutztechnischen Gründen
Der Stirnplattenstoß ist ein im Stahlhochbau sehr häufig verwendeter Anschlusstyp zur biegesteifen Verbindung zweier Tragglieder untereinander. Die beiden an die zu stoßenden Enden der Tragglieder angeschweißten Stirnplatten werden hierzu mittels Schrauben lösbar miteinander verbunden. Durchstoßen die Tragglieder eine wärmedämmende Gebäudehülle, so kann dieser Anschluss für eine thermische Trennung genutzt werden, indem zwischen beide Stirnplatten eine wärmeisolierende Zwischenplatte angeordnet wird. Zur weiteren Reduktion des Wärmeflusses werden Schrauben aus nichtrostendem Stahl wegen der geringeren Wärmeleitfähigkeit verwendet.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, das Trag- und Verformungsverhalten des thermisch getrennten Stirnplattenstoßes zu erfassen und Modellierungsansätze hierfür zu entwickeln. Ein Teil der durchgeführten Versuchsreihen umfasst die Ermittlung der Materialeigenschaften des eingesetzten Trennschichtmaterials sowie der Schrauben aus nichtrostendem Stahl. Das Kriechverhalten des untersuchten Trennschichtmaterials konnte in Form einer Kriechfunktion beschrieben werden. In den Hauptversuchen wurden thermisch getrennte Stirnplattenstöße unter einer kombinierten Momenten-Querkraftbeanspruchung untersucht. Variiert wurden die Trennschichtdicken und die Momenten-Querkraftverhältnisse im Anschluss.
Für die untersuchten Anschlussparameter konnte die Anwendung des Komponentenmodells nach Eurocode 3 zur Ermittlung der Tragmomente thermisch getrennter Stirnplattenstöße mit wenigen Einschränkungen bestätigt werden. Von einer Anwendung des Modells zur Steifigkeitsberechnung des betrachteten Anschlusses muss dagegen abgeraten werden. Es wurden stattdessen die in den Versuchen ermittelten Steifigkeiten angegeben und mit einer statistischen Auswertung für eine Anwendung und Erstellung einer Bemessungsregel aufbereitet. Die an vier dynamischen Versuchen gewonnenen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass der Einsatz von Schrauben aus nichtrostendem Stahl in einem solchen Anschluss auch für vorwiegend ruhende Beanspruchung nur mit einem Nachweis auf Ermüdung erfolgen sollte.
Autoren:
J. Lange, T. Göpfert
Veröffentlichung:
2006
