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  • Stahlbauverband – Stabbausatz: Traglastversuche an Fachwerk-Trogbrücken

    Institut für Stahlbau Technische Universität Graz

    Stahlbauverband – Stabbausatz:

    Traglastversuche an Fachwerk-Trogbrücken

    H. Unterweger, C. Derler

    Jänner 2019

    Institut für Stahlbau – Technische Universität Graz

  • Stahlbauverband – Stabbausatz: Traglastversuche an Fachwerk-Trogbrücken

    Institut für Stahlbau Technische Universität Graz

    2

    1. Allgemeines Tragverhalten von Fachwerk-Trogbrücken

    H

    H

    b

    p= P b.l

    [kN/m²]

    1,0 0,5

    Querverteilung der Querverteilung der

    Lasten -QVEL

    “ηHT1“

    HT1

    Beanspruchung der Beanspruchung der

    Hauptträger

    P

    Notwendige

    Queraussteifung

    f

    f

    cw

    cw = H f

    [kN/m]

    NOG

    Knicken des Obergurts

    aus der Fachwerkebene cw

    cw

    cw cw

    cw

    l

    p = 0,5.b.p

    F=0,5.p.l=P/4F

    HT1

    FF 2 2

    h

    NOG ≈ -NUG (Druck)

    NUG ≈ Mm /h (Zug)

    N

    NStab,i

    Knicklänge

    Lk ≈ Lstab,i

    Knicklänge

    eQR < Lk < ∞

    eQR

    b

    l

    Einzelstabknicken der

    Druckstäbe

    in der Fachwerkebene

    LK,OG

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    2. Untersuchte Modelle

    Modell 1

    „Hauptträger als räumlicher

    Trapezfachwerkbinder“

    Modell 2

    „Hauptträger als ebener

    Parallelfachwerkbinder“

    Hauptträger (HT)

    Stabilisierung des HT-Obergurtes

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    3. Versuchsprogramm und Versuchsaufbau

    � Durchgeführte Versuche

    1) Modell 1 – Originalsystem

    2a) Modell 2 – Originalsystem

    2b) Modell 2 – System mit entfernten

    OG-Zwischenstabilisierung

    � Auflager- und Belastungssituation:

    - Einzellast P in Feldmitte,

    mittig zwischen den Hauptträgern

    Lasteinleitungslänge l = 350mm

    - Auflagerabstand LST ≈ 800mm

    � Belastung wird verformungs-

    gesteuert aufgebracht

    LSTLST

    ll

    Bild: Modell 2 nach Entfernen der OG-Zwischenstabilisierung

    Bild: Versuchsaufbau am Beispiel von Modell 1

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    4. Traglastverhalten der Modelle

    0

    200

    400

    600

    800

    1000

    1200

    1400

    0 5 10 15 20 25 30

    Versuch 1)

    L a s t

    P [

    N ]

    Vertikalverformung w in Feldmitte [mm]

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    0 5 10 15 20 25 30

    Versuch 2a) Versuch 2b)

    L a s t

    P [

    N ]

    Vertikalverformung w in Feldmitte [mm]

    Modell 1

    Modell 2

    Fmax 1) = 1307N

    Fmax 2a) = 496N Fmax 2b) = 464N

    mit OG-Zwischen-

    stabilisierung

    ohne OG-Zwischen-

    stabilisierung

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    � Modell 1:

    „Ausweichen des HT-Obergurts zufolge

    geringer Fahrbahnquersteifigkeit “

    5. Versagensformen

    „Einzelstabknicken gedrückter

    Fachwerkstäbe “

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    � Modell 2:

    5. Versagensformen

    Versuch 2a) Versuch 2b)

    „2-welliges Ausweichen des

    HT-Obergurts aus der Trägerbene “

    „Originalsystem“

    „1-welliges Ausweichen des

    HT-Obergurts aus der Trägerebene“

    „System mit entfernter OG-

    Zwischenstabilisierung“

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    � Modell 2:

    „Einzelstabknicken gedrückter Fachwerkstäbe“

    5. Versagensformen

    Versuch 2a) und Versuch 2b)

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    6. Lehrveranstaltung Modell und Bemessung � Wettbewerb zu Tragmodellen aus Karton (Visualisierung von

    Versagensformen) – WS 2018/19: Trogbrücke

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    A n z a h l

    Traglast P [N]

    M it te

    lw e

    rt d

    e r

    T ra

    g la

    s t

    P m

    it te

    l= 4

    9 7 ,7

    [ N

    ] HT mit vollwandigem

    Kastenquerschnitt

    HT mit vollwandigem

    offenen Querschnitt

    HT in Fachwerkbauweise

    HT in Rahmenbauweise

    HT in Mischbauweise

    Häufigkeitsverteilung der Traglast

    h ö

    c h

    s te

    T ra

    g la

    s t

    P m

    a x =

    1 3 7 8 ,4

    [ N

    ]