Tragverhalten von Hohlprofilverbundstützen mit Blechlamellenkern aus hochfesten Stählen

Abstrakt Hochfeste Stähle finden aufgrund technologischer Fortschritte in der Stahlerzeugung und wachsenden Anforderungen an nachhaltiges Bauen zunehmend Anwendung. Für druckbeanspruchte Bauteile ermöglichen hohe Streckgrenzen erhebliche Tragfähigkeitssteigerungen bei reduzierten Querschnittsabmessungen. Im Forschungsprojekt IGF‐Nr. 21366 N „Blechlamellenstützen aus hochfesten Stählen für den Hochbau“ wurde eine innovative Hohlprofil‐Verbundstütze entwickelt, bei der hochfeste Blechlamellen in ein Hohlprofil eingebracht und mit Beton vergossen werden. Großmaßstäbliche Knick‐ und Biegeversuche sowie Materialprüfungen wurden an repräsentativen Querschnitten durchgeführt. Experimentell verifizierte, nichtlineare Finite‐Elemente‐Modelle dienten zur systematischen Untersuchung des Tragverhaltens. Die Ergebnisse zeigen, dass gezielte, lokal begrenzte Verbindungen der Blechlamellen eine ausreichende Tragfähigkeit und wirtschaftliche Herstellung ermöglichen. Geometrische Imperfektionen, insbesondere die Lage des Kernprofils, wurden als entscheidende Einflussfaktoren identifiziert. Eine Bemessung mithilfe europäischer Knicklinien wurde unter Berücksichtigung dieser abgeleitet. Für die brenngeschnittenen Blechstreifen des Kernprofils konnte eine verbesserte Zuordnung zur Knicklinie a0 gegenüber der üblichen Knicklinie c für normalfeste Stähle erreicht werden. Die Kombination von strukturellen und geometrischen Imperfektionen führt für die Verbundquerschnitte zur Zuordnung zu Knicklinie a.