Querschnittsoptimierung biegesteifer, geschweißter Stahltragwerke

Anhand eines zweistufigen Verfahrens wird der kostenoptimale, geschweißte I-Querschnitt ermittelt, auf dessen Querschnittstyp viele der im Hochbau und insbesondere im Brückenbau verwendeten offenen und geschlossenen Querschnittformen zurückzuführen sind. In die Zielfunktion werden die Materialkosten sowie die Schweißnahtkosten für die Kehlnähte und die Stumpfnähte für die gegebenenfalls erforderlichen Längsstöße eingebunden. Allgemeiner Spannungsnachweis mit beliebig vorgebbaren unterschiedlichen Randspannungen und Beulnachweis des Stegbleches sowie gegebenenfalls beschränkte Bauhöhe gelten als Nebenbedingungen. Im ersten Schritt wird anhand des Modells eines Zweipunktquerschnitts mit Steg die Extremwertaufgabe der Querschnittsminimierung gelöst, im zweiten dieser Ausgangsquerschnitt ausreichend ausgesteift und iterativ kostenbezogen optimiert. Abschließend werden Serienauswertungen für kostenoptimale Querschnitte bei systematisch gesteigerten Schnittgrößen angegeben.