Alpha-Cr - Ein Programm zur numerischen Berechnung von Stabilitätsfällen in Anlehnung an den Eurocode 3

Eine mögliche Nachweisführung bei Stabilitätsproblemen des Stahlbaus nach EN 1993-1-1 des Eurocode 3 [1] liegt in der Ermittlung von Abminderungsfaktoren (c-Verfahren), mit denen die Beanspruchbarkeiten des Querschnitts herabgesetzt werden. Zur Berechnung der Abminderungsfaktoren werden als Eingangswerte die Verzweigungslasten Ncr und Mcr benötigt. Die analytische Ermittlung der Verzweigungslasten ist für allgemeine Lagerungsbedingungen bzw. bei Biegedrillknickproblemen sehr komplex. In der einschlägigen Literatur bzw. in der nationalen Norm ÖNORM B 1993-1-1 des Eurocode 3 [2] finden sich zwar analytische Lösungen zum Stabilitätsproblem Biegedrillknicken, diese sind ingenieurmäßig jedoch nur mehr schwer nachvollziehbar und decken zudem nur wenige Anwendungsfälle ab, wie z. B. den gabelgelagerten Einfeldträger unter Gleichlast. Der Wunsch nach Bemessungshilfen war gegeben.

Um ein möglichst breites Spektrum an Stabilitätsfällen abzudecken, kommen numerische Methoden zur Anwendung. Es wurde ein Programm Alpha_Cr zur Ermittlung kritischer Laststeigerungsfaktoren auf Basis der Finite-Elemente-Methode (FEM) programmiert. Das Programm entstand im Zuge einer Diplomarbeit [3] am Arbeitsbereich für Stahlbau und Mischbautechnologie, Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften der Universität Innsbruck. Ziel war es, dem in der Praxis tätigen Ingenieur ein Werkzeug zur Verfügung zu stellen, um Stabilitätsberechnungen der täglichen Bemessungspraxis mit vertretbarem Aufwand durchführen zu können.