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Title
Entwicklung einer Methode zur Berechnung von Kopfplattenstößen mit sechs Schnittgrößen ohne FEM-Programmen / vorgelegt von: Florian Ofner
Additional Titles
Creating of a method for the calculation of head-plate-joints with six internal forces without FEM software
AuthorOfner, Florian
Thesis advisorSalzer, Christian
Published2018
Descriptionxiv, 94 Blatt
Institutional NoteWien, FH Campus Wien, Masterarb., 2018
Date of SubmissionJuly 2018
LanguageGerman
Document typeMaster Thesis
Keywords (DE)Finite-Elemente-Methode / Rechenverfahren / Schraubenanschluss / Stahlbau / Stirnplattenstoß
Keywords (EN)finite element method / calculation method / bolt-joint / steel construction / head-plate-joint
Keywords (GND)Stahlbau / Tragwerk
URNurn:nbn:at:at-fhcw:1-5630 Persistent Identifier (URN)
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Entwicklung einer Methode zur Berechnung von Kopfplattenstößen mit sechs Schnittgrößen ohne FEM-Programmen [4.5 mb]
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Abstract (German)

Diese Arbeit beschäftigt sich mit Kopfplattenstößen und deren Berechnungsmöglichkei-ten. Kopfplattenstöße sind gängige Verbindungsmethoden im Stahlbau bei H- oder I Profilen. Diese Verbindungen bestehen aus mehreren Einzelkomponenten, den Schrau-ben, den Schweißnähten und der Kopfplatte selbst.

Die üblichen Berechnungsmethoden gelten nur in bestimmten Situationen, nämlich nur bei Beanspruchungen mit den Schnittgrößen Normalkraft N, Querkraft Vz und Biegemoment My. Treten andere Belastungen auf, liefern die Normen keine Regelungen zur Berechnung. Bei räumlichen Tragwerkssystemen ist es jedoch oft möglich, dass alle sechs Schnittkräfte in den Trägern auftreten können. Bei Beanspruchungen mit den Schnittgrößen Querkraft Vy, Torsionsmoment MT oder Biegemoment Mz bleibt für die Berechnung oft nur die Möglichkeit der Finite-Elemente-Methode (FEM) mit einer geeigneten Computersoftware.

In dieser Masterarbeit werden die üblichen Berechnungsmodelle aus dem Euro-code 3 erläutert. Außerdem werden die Tabellen der Typisierten Anschlüsse im Stahlhochbau nach DIN EN 1993-1-8 (den sogenannten DSTV-Stößen des Deutschen Stahlbau-Verbands) und deren Anwendung erklärt.

Im Rahmen dieser Arbeit wird ein möglicher Berechnungsansatz für Kopfplat-tenstöße mit sechs Schnittkräften erläutert. Bei diesem Ansatz werden die Schnittkräfte auf ein Äquivalent anderer Schnittkräfte umgerechnet, um eine Be-rechnung mit den gültigen Methoden aus der Norm zu ermöglichen.

Außerdem wird diese Berechnungsmethode mit der Standardsoftware Microsoft Office Excel nachprogrammiert um ein praktisches und zugleich günstiges Be-rechnungstool zu schaffen. Dieses Berechnungstool soll einfach in der Bedie-nung sein und schnelle Ergebnisse liefern können.

Zuletzt werden die Ergebnisse dieser Berechnungsmethode im speziellen durch das Excel-Berechnungstool mit den Ergebnissen anderer Berechnungen vergli-chen. Hierfür werden wieder die Typisierten Anschlüsse herangezogen. Weitere Vergleiche werden mit dem Zusatzmodul STIRNPL von dem Programm RSTAB der Firma Dlubal und dem Programm RFEM der gleichen Firma durchgeführt.

Abstract (English)

This thesis deals with head-plate-joints and their calculation possibilities. Head-plate-joints are common joining methods in steel construction for H or I profiles. These connections consist of several individual components, the bolts, the welds and the head plate itself.

The usual calculation methods only apply in certain situations, namely only for loads with the internal forces normal force N, shear force Vz and bending moment My. If other loads occur, the standards do not provide any regulations for calculation. In spatial structural systems, it is often possible that all six cutting forces occur in the girders. For loads with the internal forces shear force Vy, torsional moment MT or bending moment Mz, often only the finite element method (FEM) with suitable computer software is available for calcula-tion.

In this master thesis the usual calculation models from Eurocode 3 are explained. In addi-tion, the tables of the Standardised Joints in Steel Structures to DIN EN 1993-1-8 (the so-called DSTV joints of the German Steel Construction Association) and their application are explained.

In this paper, a possible calculation approach for head panel joints with six cutting forces is explained. With this approach, the cutting forces are converted to one equivalent of other cutting forces to enable calculation with the valid methods from the standard.

Furthermore, this calculation method is reprogrammed with the standard software Mi-crosoft Office Excel to create a practical and at the same time inexpensive calculation tool. This calculation tool should be easy to use and provide fast results.

Finally, the results of this calculation method are compared with the results of other calcu-lations using the Excel calculation tool. The Standardised Joints are used again for this purpose. Further comparisons are made with the add-on module STIRNPL from the pro-gram RSTAB from Dlubal and the program RFEM from the same company.

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