DE69512337T2

DE69512337T2 - Montageanschluss zwischen Träger und Stütze

Info

Publication number: DE69512337T2
Application number: DE69512337T
Authority: DE
Inventors: Sheng-Jin Chen
Original assignee: National Science Council
Current assignee: National Science Council
Priority date: 1994-07-20
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 2000-06-21
Anticipated expiration: 2015-07-11
Also published as: US5595040A; EP0699808A1; DE69512337D1; EP0699808B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Montageanschluss zwischen Träger und Stütze, insbesondere einen Montageanschluss zwischen Träger und Stütze, welcher eine hohe Verformbarkeit aufweist.

Beschreibung des Standes der Technik:

Für eine erdbebensichere Konstruktion einer Gebäudestruktur sollen das Struktursystem und dessen Glieder genügende Festigkeit aufweisen, um den während eines Erdbebens erzeugten Kräften zu widerstehen. Um einen katastrophalen Zusammenbruch der Struktur während eines schweren Erdbebens zu verhindern, sollte durch Konstruktion und Detailausgestaltung des Systems, der Glieder und der Verbindungen eine stabile und zuverlässige Energiezerstreuungs-Fähigkeit sichergestellt werden. Für momentwiderstandsfähige Stahlrahmen unter schweren Erdbeben wird gewöhnlich angenommen, dass die Eingangsenergie in erster Linie durch das am Montageanschluss zwischen Träger und Stütze gebildete plastische Gelenk absorbiert und zerstreut wird. Die Drehfähigkeiten des Monatageanschlusses zwischen Träger und Stütze beeinflussen die Energiezerstreuungs-Fähigkeit von momentwiderstandsfähigen Rahmen in hohem Masse.
In der Strukturanalyse oder -konstruktion wird gewöhnlich Gewicht gelegt entweder auf das einzelne Strukturelement oder auf das Gesamtverhalten des Rahmens. Für Stahlrahmen ist die Konstruktion und die Bauweise ihrer Glieder recht einfach, da die meisten dieser Glieder vorkonstruierte und hergestellte Strukturelemente sind. Für diese Strukturelemente liegen anerkannte Konstruktionsrichtlinien vor, um ihre Festigkeit und Verformbarkeit voll zur Entfaltung zu bringen. Hingegen sind die Konstruktion und die Bauweise der Verbindungen zwischen diesen Strukturelementen etwas kompliziert. Für diese Verbindungen werden gewöhnlich Bolzen hoher Festigkeit und/oder Schweissungen eingesetzt. Das Strukturverhalten dieser Verbindungen wird nicht nur durch die geometrischen Veränderungen um die Verbindungen herum sondern auch durch das Bohren von Bolzenlöchern und durch Schweissungen beeinflusst. Ungeeignete Konstruktion und/oder Bauweise dieser Verbindungen können zum Zusammenbruch der ganzen Struktur führen.
Forschung über die Eigenschaften von Verbindungen wird gewöhnlich so durchgeführt, dass man grossmassstäbliche Strukturtests durchführt, um die Einflüsse von Verbolzung und Schweissung abzuklären. In der allgemeinen Konstruktionspraxis wird der Stahlbalken, wie beispielsweise ein Doppel-T-Träger, welcher zwei durch einen Steg verbundene parallele Flansche aufweist, gewöhnlich mit der Stütze verbunden, indem man den Balkensteg mit dem Scherlappen auf der Stützenplatte verbolzt und anschliessend die Balkenflansche mit der Stützenplatte verschweisst, um eine Momentverbindung zu bilden. Dieses Vorgehen wird häufig benutzt und ist beinahe Standardpraxis geworden. Auf Grund von grossmassstäblichen experimentellen Studien wurde für diese Verbindungsart von S. J. Chen, The Chinese Journal of Mechanics, Bd. 6, Nr. 2 (1990); S. J. Chen, Journal of the Chinese Institut of Engineers, Bd. 16, Nr. 3, S. 381-394 (1993); und E. P. Popov, Engineering Journal, AISC, Bd. 23, Nr. 1 (1986), über mangelnde Deformationsfähigkeit berichtet.
Die Verformbarkeit, d. h. die Deformationsfähigkeit oder die Energiezerstreuungs-Fähigkeit, einer Verbindung kann durch den Winkel der plastischen Verdrehung (plastic rotational angle) Θp dargestellt werden. Um den Winkel der plastischen Verdrehung (plastic rotational angle) Θp zu definieren, wird zur Erläuterung, wie in Fig. 1 dargestellt, ein einseitig eingespannter Balken gewählt. Ein einseitig eingespannter Balken, welcher an seinem freien Ende eine konzentrierte Last P trägt, ist aus einem elastisch-plastischem Material gefertigt. Es ist gebräuchlich, dass eine abwärts gerichtete Belastung als positive Belastung und eine aufwärtsgerichtete Belastung als negative Belastung bezeichnet wird. In Fig. 1 ist die Belastung eine positive Belastung. Angenommen der einseitig eingespannte Balken habe eine Gesamtdurchbiegung 8 und eine elastische Durchbiegung δe, dann ist die plastische Durchbiegung des einseitig eingespannten Balkens δp gleich δ-δe. Weiter angenommen die Länge des einseitig eingespannter Balkens sei L, so ist der Winkel der plastischen Verdrehung (plastic rotational angle) Θp wie folgt definiert:
Θp = Min [Abs(Θp')],
worin Θp' = δp/L. Aus der obenstehenden Definition wird klar, dass je grösser der Winkel der plastischen Verdrehung (plastic rotational angle) ist, den ein Balken aufweist, desto grösser seine Verformbarkeit ist. Fig. 2 zeigt statistische Daten von 37 grossmassstäblichen Verbindungen von Stahlbalken mit Kastenstützen, welche in den letzten Jahren in Taiwan zyklischen Belastungstests ausgesetzt wurden. Von diesen 37 Proben waren etwa 20% (8 Proben) brüchig. Der durchschnittliche Winkel der plastischen Verdrehung (plastic rotational angle) dieser Proben betrug nur 0,92% Radian, was nicht ausreichend war.
Kürzlich von Engelhardt (J. of Structural Division, ASCE, Bd. 112, Nr. 12 (1993)) durchgeführte Arbeiten ergaben ebenfalls das Fehlen zuverlässiger Deformationsfähikeit von Momentverbindungen des Balkens mit Doppel-T-Stützen. Die Zuverlässigkeit von im Felde durchgeführten Schweissungen wurde lange in Frage gestellt. Manche Leute ziehen es vor, in der Fabrik einen kurzen Balken anzuschweissen und im Feld einen ausschliesslich verbolzten Balken anzusetzen. Dies würde jedoch die Konstruktionskosten wesentlich erhöhen. Auch Deckplatten werden eingesetzt, um die Biegefestigkeit von Montageanschlüssen zwischen Träger und Stütze zu erhöhen und den kritischen Abschnitt von der Schweissung im Felde wegzubewegen. Die Verwendung von Deckplatten erhöht in der Regel jedoch die Anzahl der Schweissungen im Felde und damit die Möglichkeit von Schweissfehlern.
Während des Northridge-Erdbebens in Kalifornien 1994 litten etliche Stahlgebäude unter Brüchen geschweisster Montageschlüsse zwischen Träger und Stütze in momentwiderstandsfähigen Rahmen. Das Verhalten dieser Stahlrahmen während des Erdbebens warf Fragen betreffend die Qualitätssicherung von Schweissungen im Felde auf. Es scheint, dass die gegenwärtigen Schweisskonstruktionen bei Erdbeben versagen können.

Zusammenfassung der Erfindung

Das US-Patent Nr. 3 716 959 offenbart einen [Doppel-T-]Balken mit einer Verbindung, bei welchem ein Schlitz vorgesehen ist und dessen oberer Flansch gleichmässig abgeschnitten ist. Eine solche Verbindung kann lediglich Schwerkraftbelastungen widerstehen, da der obere Flansch mit dem Steg infolge des Schlitzes in letzterem nicht integral verbunden ist. Bei Umkehr der seismischen Belastung, ist der untere Flansch unter Zugspannung, und der obere Flansch wird auf Druck beansprucht. Die untere Flanschplatte, ohne verjüngt zu sein und/oder der Schlitz, können den gewünschten Deformationsgrad nicht gewährleisten. Im weiteren neigt die obere Flanschplatte dazu, gestaucht zu werden, da sie nicht integral mit der Stegplatte geformt ist.
Das US-Patent Nr. 5 148 642 offenbart einen Balken mit einer Verbindung von gleichmässigem Querschnitt, einen sog. prismatischen Balken. Ein prismatischer Balken induziert unter einer Erdbebenbelastung, welche einen Momentgradienten aufweist, eine Spannungskonzentration und bietet daher eine sehr beschränkte Energiezerstreuungs-Fähigkeit.

Gegenstand der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Montageanschlusses zwischen Träger und Stütze, welcher eine hohe Verformbarkeit aufweist und welcher sowohl für neue Strukturen als auch zur Nachrüstung vorhandener Strukturen verwendet werden kann. Dieser Gegenstand wird erfüllt durch den Montageanschluss zwischen Träger und Stütze gemäss Anspruch 1.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung kann vollständiger verstanden werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und der Beispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nehmen, wobei:
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm eines einseitig eingespannten Balkens unter konzentrierter Belastung an seinem freien Ende;
Fig. 2 zeigt statistische Daten von 37 grossmassstäblichen Verbindungen von Stahlbalken mit Kastenstützen, welche in den letzten Jahren in Taiwan zyklischen Belastungstests ausgesetzt waren;
Fig. 3a-3c zeigen drei Spannugngsabschnitte unter gleichmässigen Belastungen an ihren Enden;
Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm eines typischen momentwiderstandsfähigen Rahmens unter Erdbebenbelastungen;
Fig. 5a zeigt ein Modell eines einseitig eingespannten Balkens unter einer konzentrierten Belastung an seinem freien Ende;
Fig. 5b zeigt einen Querschnitt durch das Modell eines einseitig eingespannten Balkens gemäss Fig. 5a;
Fig. 5c ist ein Biegemoment-Diagramm des Modells eines einseitig eingespannten Balkens gemäss Fig. 5a;
Fig. 5d ist ein Normalspannnungs-Diagramm einer Flanschplatte des Modells eines einseitig eingespannten Balkens gemäss Fig. 5a;
Fig. 6 zeigt eine der Flanschplatte gemäss Fig. 5d äquivalente Flanschplatte;
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Doppel-T-Balkens, welcher mit einer Kastenstütze mittels eines Montageschlusses zwischen Träger und Stütze gemäss einer Ausführungsform dieser Erfindung verbunden ist;
Fig. 8 gibt ein verlangtes Momentvermögen auf der Flanschplatte des Doppel- T-Balkens gemäss Fig. 7 wider;
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Doppel-T-Balkens, welcher mit einer Doppel-T-Stütze mittels eines Montageschlusses zwischen Träger und Stütze gemäss einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung verbunden ist;
Fig. 10a ist ein schematisches Diagramm eines Doppel-T-Balkens, welcher mit einer Kastenstütze mittels eines Montageschlusses zwischen Träger und Stütze gemäss Beispiel 1 dieser Erfindung verbunden ist;
Fig. 10b ist ein schematisches Diagramm eines Doppel-T-Balkens, welcher mit einer Kastenstütze mittels eines Montageschlusses zwischen Träger und Stütze gemäss Beispiel 2 dieser Erfindung verbunden ist;
Fig. 10c ist ein schematisches Diagramm eines Doppel-T-Balkens, welcher mit einer Kastenstütze mittels eines Montageschlusses zwischen Träger und Stütze gemäss Beispiel 3 dieser Erfindung verbunden ist;
Fig. 11 zeigt Winkel der plastischen Verdrehung (plastic rotational angles) der Proben PC1, PC2 und PC3 in den Beispielen 1-3.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Um die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen zu verstehen, müssen zuerst einschlägige Prinzipien vorgestellt werden.
Die Geometrie, die Belastungsart und die Materialeigenschaften, sie alle beeinflussen die Hystereseverhalten eines Strukturelementes. Fig. 3a bis 3c zeigen drei Spannungsausschnitte 31, 32, 33 unter gleichmässigen Belastungen an ihren Enden. Jeder der Spannungsausschnitte 31, 32, 33 weist dieselbe minimale Breite "a" auf und besteht aus demselben Material. Wenn die Belastungen nach und nach erhöht werden, wird der Bereich des reduzierten Querschnittes des Spannungsausschnittes 31 gleichmässig fliessen. Dagegen wird der Spannungsausschnitt 32, welcher längs seiner Länge verschiedene Breiten aufweist, nur um den Bereich der geringsten Breite herum fliessen. Da die plastischen Verformungen sich in einem beschränkten Bereich konzentrieren, kann nur eine beschränkte Energiezerstreuungs-Fähigkeit erwartet werden. Die Deformationseigenschaften des Spannungsausschnittes 32 können als brüchig klassifiziert werden. Der Spannungsausschnitt 33 weist die gleichen Querschnittseigenschaften wie der Spannungsausschnitt 31 auf, ausser dass der Bereich konstanter Spannung länger ist. Der Spannungsausschnitt 33 besitzt somit ein grösseres plastisches Volumen auf und wird grössere Energiemengen zerstreuen als der Spannungsausschnitt 31.
Bezugnehmend auf die Fig. 4 bis 6 wird für einen typischen momentwiderstandsfähigen Rahmen 1 unter Erdbebenbelastungen (Fig. 4) gefunden, dass den Erdbebenbelastungen in erster Linie durch das Biegeverhalten des Montageschlusses zwischen Träger und Stütze begegnet wird. Ein Modell eines einseitig eingespannten Balkens 4 würde unter einer konzentrierten Last P an seinem freien Ende (Fig. 5a) denselben Momentgradienten wie der Rahmen 1 erzeugen. Das Modell eines einseitig eingespannten Balkens 4 weist ein Paar über einen Steg verbundener Flanschplatten 41, 42 auf (Fig. 5b). Fig. 5c ist ein Biegemoment-Diagramm des Modells eines einseitig eingespannten Balkens 4. Fig. 5 ist ein Normalspannnungs-Diagramm der Flanschplatte 41 des Modells eines einseitig eingespannten Balkens 4. Derselbe Spannungszustand kann erreicht werden, indem man die Flanschplatte 41 auf eine Platte 5 mit unterschiedlicher Breite und einer gleichförmigen Belastung an ihrem entfernten Ende überträgt (Fig. 6). Diese äquivalente Platte 5 simuliert ebenfalls die Situation des Spannungsausschnittes 32 in Fig. 3b. Der Spannungsausschnitt 32 weist eine geringe Deformationsfähigkeit auf und wird schnell brüchig bre chen. Dieses Phänomen erklärt, warum Montageschlüsse aus Stahl zwischen Träger und Stütze eine beschränkte Verformbarkeit aufweisen.
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Doppel-T-Balkens, welcher mit einer Kastenstütze mittels eines Montageschlusses zwischen Träger und Stütze gemäss einer Ausführungsform dieser Erfindung verbunden ist. Die Überweisungszahl 6 bedeutet die Kastenstütze, und 7 bedeutet den Doppel-T-Balken. Der Doppel-T- Balken 7 umfasst eine Stegplatte 73 und ein Paar von Flanschplatten 71, 72. Der Querschnitt des Doppel-T-Balkens weist die Form eines "H" auf, weil die Flanschplatten 71 bzw. 72 auf gegenüberliegenden Seiten der Stegplatte 73 angeordnet sind. Die Höhe des Doppel-T-Balkens ist D. Der Montageschluss 8 zwischen Träger und Stütze ist am einen Ende des Doppel-T-Balkens 7 vorgesehen und umfasst ein Stegplattenelement 83 und ein Paar Flanschplattenelemente 81, 82. Mit anderen Worten, die Flanschplattenelemente 81, 82 und das Stegplattenelement 83 sind mit den Flanschplattenelementen 71 bzw. 72 und dem Stegplattenelement 73 einstückig geformt. Die am Ende des Doppel-T-Balkens 7 gebildete Verbindung kann mit der Kastenstütze 6 mittels Schweissungen 91 und/oder Bolzen 94 verbunden werden.
Jedes der Flanschplattenelemente 81, 82 weist eine verjüngte Zone auf. Die Flanschplattenelemente 81, 82 sind so zugeschnitten, dass die verjüngte Zone in einem geringen Abstand von der Stützenoberfläche 61 beginnt. Durch diese Anordnung werden Schweissfehler und eine Verschlechterung der Materialeigenschaften in der Heizeffektzone vermieden. Im allgemeinen beträgt der Abstand des Beginns der verjüngten Zone von der Stützenoberfläche 61 etwa 5 bis 12 cm. Das Ende der verjüngte Zone hängt von den Erfordernissen und der Konstruktion der Struktur ab. Nach den Erfahrungen der Erfinder weist die Verbindung 8 jedoch ein gute Leistung auf, wenn die verjüngte Zone innerhalb eines Bereichs liegt, welcher zwischen der Stützenoberfläche 61 und einer Linie L, die parallel zur Stützenoberfläche 61 und in einem Abstand 2D von dieser verläuft, wobei D die Balkenhöhe ist. Das Verjüngen der Flanschplattenelemente 81, 82 ausserhalb des genannten Bereiches vermindert die notwendige Steifigkeit der Verbindung 8. Zweck der verjüngten Zone ist es, ein begrenztes Gebiet einer plastischen Zone zu schaffen. In Fig. 8 zeigt die gestrichelte Linie 11 den Momentgradienten (oder das verlangte Momentvermögen) des Doppel- T-Balkens 7. Die verjüngte Zone der Flanschplattenelemente 81, 82 wird entsprechend dem Momentgradienten, welcher ein erweitertes Gebiet eines plastisches Gelenks erzeugen würde, geschnitten. Bei dieser Ausführungsform werden die Flanschplattenelemente 81, 82 der Verbindung 8 so verjüngt, dass die gelieferte Festigkeit (plastisches Momentvermögen) gleich oder ein wenig kleiner als das verlangte Momentvermögen ist. Das plastische Momentvermögen auf das verlangte Momentvermögen zu reduzieren, bedeutet dass die Flanschplattenelemente 81, 82 längs der gestrichelten Linie 11 verjüngt werden. Um jedoch das plastische Momentvermögen an der verjüngten Zone so einzustellen, dass es ein wenig kleiner ist als das verlangte Momentvermögen (wie in Fig. 8 dargestellt), bedeutet, dass sichergestellt wird, dass die Plastizität in der verjüngten Zone auftritt und dass das Versagen an der Stützenoberfläche, wo das Schweissen im Felde das Material verschlechtert haben könnte, vermieden wird.
Die verjüngte Zone bildet im wesentlichen eine einheitliche Spannungszone in den Flanschplattenelementen 81, 82, welche das plastische Momentvermögen des Doppel-T-Balkens 7 auf etwa 90 bis 95% des verlangten Momentvermögens des Doppel-T-Balkens 7 reduziert. Dies macht die Verbindung zwischen dem Doppel-T- Balken und der Kastenstütze weniger brüchig und erhöht den Winkel der plastischen Verdrehung (plastic rotational angle) an den Verbindungen auf etwa 3,0 bis 5,0% Radian.
Der Montageanschluss zwischen Träger und Stütze gemäss der vorliegenden Erfindung ist auch geeignet um einen Doppel-T-Balken mit einer Doppel-T-Stütze zu verbinden. Wie in Fig. 9 dargestellt, bedeutet das Überweisungszeichen 6' eine Doppel-T-Stütze. Ein Montageanschluss 8 zwischen Träger und Stütze befindet sich am einen Ende eines Doppel-T-Balkens 7. Die Verbindung 8 des Doppel-T-Balkens 7 mit der Doppel-T-Stütze 6' erfolgt durch Schweissen und/oder Verbolzen. Weil der Doppel-T-Balken 7 und die Verbindung 8 dieselben wie in Fig. 7 sind, wird deren Detailbeschreibung hier weggelassen.
Die folgenden spezifischen Beispiele sollen die vorliegende Erfindung weiter veranschaulichen, ohne ihren Schutzumfang einzuschränken, da für den Fachmann zahlreiche Änderungen und Variationen offensichtlich sind. In den Fig. 10a bis 10c weist jeder Probebalken die Abmessungen 600 · 300 · 12 · 12 mm auf und besteht aus A36-Stahl, wobei 600 mm die Balkenhöhe bedeutet und seine Länge 1850 mm beträgt. Die Stütze 21 ist eine Kastenstütze aus ASTM-A572-Grade-50-Stahl mit den Abmessungen 500 · 500 · 20 · 20 mm.

Beispiel 1 (Probebalken PC1)

Die Details des Probebalkens PC1 sind in Fig. 10a dargestellt, wobei sind: a1 = 12 cm, a2 = 5 cm, a3 = 25 cm, a4 = 10 cm, a5 = 19,9 cm, a6 = 24,7 cm. Die Verjüngung des Flanschplattenelementes der Verbindung beginnt in einem Abstand a1 von der Stützenoberfläche weg. Diese Anordnung bezweckt, das Schweissen im Feld und das Schweisszugangsloch, welches an der Verbindung von Steg und Flanschen vorzusehen ist, zu vermeiden. Daran schliessen eine Übergangszone der Länge a2 und eine Objektzone der Länge a3 an. Nach der Objektzone folgt eine weitere Übergangszone a4. Bei diesem Beispiel ist die Breite der Flanschplattenelemente in der Objektzone so bemessen, dass das plastische Momentvermögen auf 95% des verlangten Momentvermögens reduziert wird. Die minimale Flanschbreite beträgt a5, die maximale Flanschbreite a6.

Beispiel 2 (Probebalken PC2)

In Fig. 10b sind: b1 = 12 cm, b2 = 5 cm, b3 = 30 cm, b4 = 10 cm, b5 = 17,5 cm, b6 = 23,0 cm. Der Probebalken PC2 ist dem Probebalken PC1 ähnlich. Die Länge der Objektzone von PC2 beträgt 30 cm, was etwas mehr als beim Probebalken PC1 ist. Dies dient dazu, die Energiezerstreuungs-Fähigkeit zu erhöhen. Für den Probebalken PC2 wird die Breite des Flanschplattenelementes in der Objektzone so gewählt, dass das plastische Momentvermögen auf 90% des verlangten Momentver mögens reduziert wird. Die minimale Flanschbreite beträgt b5, die maximale Flanschbreite b6.

Beispiel 3 (Probebalken PC3)

In Fig. 10c sind: c1 = 12 cm, c2 = 5 cm, c3 = 30 cm, c4 = 10 cm, c5 = 17,5 cm, c6 = 23,0 cm. Anstelle von glatten Kurven werden beim Probebalken PC3 für das Verjüngen der Flanschplatten in der Übergangszone gerade Linien gewählt. Hiervon abgesehen ist der Probebalken PC3 genau gleich wie der Probebalken PC2.
Die Probebalken PC1, PC2 und PC3 wurden mit zyklischen Belastungen unter schweren Lasten und starken Verschiebungen bis zu ihren letzten Stadien geprüft. Dadurch wurden wiederkehrende seismische Belastungen simuliert. Jeder der Probebalken PC1, PC2 und PC3 wurde an seinem freien Ende belastet. Der Abstand zwischen dem Belastungspunkt und der Stützenoberfläche war gleich der Balkenlänge (1850 cm), was ungefähr dem Dreifachen der Balkenhöhe entsprach. Dies induziert eine Scherkraft von ungefähr 0,6 Vp, wobei Vp die nominelle Scherspannung ist, wenn der Balken seine nominelle plastische Spannung erreicht. Dadurch wird die Bedingung simuliert, dass der Montageanschluss zwischen Träger und Stütze gleichzeitig sowohl hohen Scher- und hohen Biegemomenten ausgesetzt wird. Die Endspannung ist erreicht, wenn die Struktur sich schnell verformt, die Belastungen aber im wesentlichen gleich bleiben oder sogar abnehmen.
Die Winkel der plastischen Verdrehung (plastic rotational angles) der Probebalken YC1, YC2, PC1, PC2 und PC3 unter positiver und negativer Belastung sind in Fig. 11 dargestellt. Aus Fig. 2 ergibt sich, dass der mittlere Winkel der plastischen Verdrehung (plastic rotational angle) von 37 Tests mit grossmassstäblichen Montageschlüssen zwischen Träger und Stütze lediglich 0,928% Radian beträgt, was zum Überstehen eines schweren Erdbebens nicht ausreicht. Die Winkel der plastischen Verdrehung (plastic rotational angles) der geprüften Probebalken YC1, YC2, PC1, PC2 und PC3 betrug 2,35 bis 4,84% Radian. Diese Beträge der Winkel der plasti schen Verdrehung (plastic rotational angles) sind um ein Vielfaches höher als diejenigen des Standes der Technik.
Obschon die vorliegende Erfindung in ihren bevorzugten Ausführungsformen und in verschiedenen Beispielen mit einem gewissen Grad an Besonderheiten beschrieben wird, ist zu betonen, dass die vorliegende Offenbarung der bevorzugten Ausführungsformen und der verschiedenen Beispiele in den Konstruktionsdetails geändert werden können. Der Schutzumfang der Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche und nicht durch die gegebenen spezifischen Beispiele definiert.

Übersetzung der englischen Texte in den Zeichnungen

Fig. 2:
No. of Specimens Anzahl Probebalken
Total Spezimens = 37 Gesamtanzahl Probebalken = 37
Θp, Ave = 0,92% Mittlerer Θp = 0,92%
Plastic rotational angle ®p (% radian) Winkel der plastischen Verdrehung ®p (% Radian)
Fig. 5c:
Bending Moment Biegemoment
Normal Stress On the Flange Plate Normalspannung an der Flanschplatte
Fig. 11:
Plastic Rotational Angle (% Radian) Winkel der plastischen Verdrehung (% Radian)
Positive Loading Positive Belastung
Negative Loading Negative Belastung

Claims

1. Montageanschluss zur Verbindung eines Doppel-T-Balkens (7) mit der Oberfläche einer Stütze (61), wobei die genannte Verbindung an einem Ende des genannten Doppel-T-Balkens (7) angeordnet ist und der genannte Doppel-T-Balken (7) eine Stegplatte (73) und ein Paar Flanschplatten (71, 72) aufweist, und wobei die genannte Verbindung einen Stegplattenteil (83), welcher mit der genannten Stegplatte (73) des genannten Doppel-T-Balkens (7) einstückig ausgebildet ist, und ein Paar Flanschplattenteile (81, 82), welche mit den genannten Flanschplatten 71, 72) einstückig ausgebildet sind, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der genannten Flanschplattenteile eine verjüngte Zone aufweist.

2. Montageanschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der genannten verjüngten Zonen innerhalb eines Gebietes liegt, welches durch die genannte Oberfläche der Stütze (61) und eine zu der genannten Oberfläche der Stütze (61) parallelen Linie, welche von dieser in einem Abstand von 2D verläuft, wobei D die Höhe des Doppel-T-Balkens (7) ist.

3. Montageanschluss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Flanschplattenteile (81, 82) in der genannten verjüngten Zone so bemessen ist, dass die plastische Momentfähigkeit des genannten Doppel-T-Balkens (7) auf 90 bis 95% des verlangten Momentvermögens des genannten Doppel-T-Balkens (7) reduziert ist.

4. Montageanschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite jeder der Flanschplattenteile (81, 82), in einer Richtung vom Ende des Doppel- T-Balkens (7) weg, in einem Teil der verjüngten Zone zunimmt und in einem anderen Teil der verjüngten Zone abnimmt.

5. Doppel-T-Balkens (7), welcher eine mit einem Paar Flanschplatten (81, 82) verbundene Stegplatte (73) aufweist, und welcher eine Länge L und eine Höhe D aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppel-T-Balken (7) eine sich über seine Länge L erstreckende Endzone (81, 82, 83) aufweist, welche eine Länge 2D aufweist und eine in der Endzone der Flanschplatten (81, 83) vorgesehene verjüngte Zone aufweist.

6. Doppel-T-Balken (7) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die plastische Momentfähigkeit des eine verjüngte Zone aufweisenden Doppel-T-Balkens (7) etwa 90 bis 95% des verlangten Momentvermögens des Doppel-T-Balkens (7) beträgt.

7. Doppel-T-Balken (7) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppel-T-Balken (7) ausgebildet ist für eine Verbindung zwischen einer Oberfläche (61) und dem Ende des Doppel-T-Balkens (7) mit der verjüngten Zone, wobei der Winkel der plastischen Verdrehung etwa 3,0 bis 5,0% Radian beträgt.

8. Doppel-T-Balken (7) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel der plastischen Verdrehung etwa 3, 79 bis 4, 84% Radian beträgt.

9. Doppel-T-Balken (7) nach Anspruch 7, wobei die genannte Oberfläche die Fläche (61) einer Doppel-T-Stütze (6') oder einer Kastenstütze (6) ist.