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

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1. Allgemeines Tragverhalten von Fachwerk-Trogbrücken

H

H

b

p= Pb.l

[kN/m²]

1,00,5

Querverteilung der Querverteilung der

Lasten -QVEL

“ηHT1“

HT1

Beanspruchung der Beanspruchung der

Hauptträger

P

Notwendige

Queraussteifung

f

f

cw

cw =Hf

[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

FF2 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)

Last

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)

Last

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

Anzahl

Traglast P [N]

Mitte

lwe

rt d

er

Tra

gla

st

Pm

itte

l= 4

97,7

[N

] HT mit vollwandigem

Kastenquerschnitt

HT mit vollwandigem

offenen Querschnitt

HT in Fachwerkbauweise

HT in Rahmenbauweise

HT in Mischbauweise

Häufigkeitsverteilung der Traglast

hö

ch

ste

Tra

gla

st

Pm

ax=

1378,4

[N

]