Untersuchung des Tragverhaltens ausgesteifter, auf Druck und Biegung beanspruchter Holzstäbe
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen der Forschungsarbeit wurde das Tragverhalten von ausgesteiften Holzstäben und Fachwerkträgern untersucht. Ausgangspunkt war einerseits das aus dem Energiefunktional des druck- und biegebeanspruchten Stabs hergeleitete gekoppelte Differentialgleichungssystem und die zugehörigen Randbedingungen, die das Tragverhalten des Stabs unter beliebigen Beanspruchungssituationen und Lagerungsbedingungen beschreiben. Andererseits wurde das Gleichgewicht am ausgesteiften imperfekten Biegestab bestimmt und mit dem Energieergebnis abgestimmt. Die Ergebnisse für Fachwerkträger wurden ausschließlich aus dem Gleichgewicht am ausgesteiften imperfekten System bestimmt. Für ausgesteifte imperfekte Biegestäbe konnte eine Lösung gefunden werden, die das Tragverhalten nach Theorie 1. Ordnung beschreibt. Unter der Voraussetzung eines affinen Verlaufs von Imperfektion und Verformung kann durch Iteration eine Lösung nach Theorie 2. Ordnung angenähert werden. Ferner konnte für ausgesteifte imperfekte parallelgurtige Fachwerkträger eine Lösung gefunden werden, die das Tragverhalten nach Theorie 1. Ordnung beschreibt. Unter der Voraussetzung eines affinen Verlaufs von Imperfektion und Verformung kann für beschränkte Verformungen eine aussteifende Seitenlast angegeben werden. Für die praxisgerechte Bemessung wird eine konstante kalkulatorische Seitenlast angegeben. Als eine Überraschung kann Folgendes bezeichnet werden: Die Beanspruchungen der Aussteifungskonstruktion können für Fachwerkträger mit Zugdiagonalen wesentlich größer sein als mit Druckdiagonalen, was bislang in den geltenden Technischen Regeln nicht berücksichtigt wird.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2010): Räumliches Tragverhalten von Nagelplattenkonstruktionen. Tagungsband 14. Dresdner Baustatik-Seminar, S. 197-212, Dresden
Kessel, M. H.
- (2012): Eine analytische Lösung des ausgesteiften imperfekten Biegestabes aus Brettschichtholz. Tagungsband Doktorandenkolloquium Holzbau Forschung + Praxis, S. 125-132, Stuttgart
Kessel, M. H.; Gerloff, M.
