7/26/2019 Grundlagen Des Stahlbaus
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BAUHAUS-UNIVERSITT WEIMARWEITERBILDENDES STUDIUM BAUINGENIEURWESEN
WASSER UND UMWELT
WW 01
Einfhrungsmodul
Wintersemester 2008/2009
4. Auflage
Kapitel 3
Grundlagen des Stahlbaus
Dr.-Ing. L. Scheider
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Einfhrungsmodule4. Auflage
Bauhaus-Universitt Weimar Weiterbildendes Studium Wasser und Umwelt 3 i
Dr.-Ing. L. Scheider:Grundlagen des Stahlbaus
Kapitel 3 - Inhaltsverzeichnis
3.1 Einfhrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
3.1.1 Anwendung der Stahlbauweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13.1.2 Eigenarten der Stahlbauweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23.1.3 Normen und Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.1.3.1 Deutsche Normung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43.1.3.2 Europische Normung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.2 Werkstoff Stahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.2.1 Stahlherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.2.2 Fertigerzeugnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.2.3 Stahleigenschaften und deren Prfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.2.4 Einfluss der Legierungselemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.2.5 Wrmebehandlungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.2.6 Einteilungsprinzipien der Sthle nach DIN EN 10020 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.2.6.1 Einteilung der Sthle nach der chemischen Zusammensetzung. . . . . . . . . . . . . . . 163.2.6.2 Einteilung der Sthle nach den Hauptgteklassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.2.7 Bezeichnungssystem fr Sthle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.2.8 Wichtige Stahlsorten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.2.8.1 Unlegierte Bausthle nach DIN EN 10025-2 (alte Norm DIN 17100) . . . . . . . . . 183.2.8.2 Schweigeeignete Feinkornsthle nach DIN EN 10025-3 und
DIN EN 10025-4 (alte Norm: DIN 17102) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.2.8.3 Weitere Stahlsorten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.2.9 Probleme der Schweieignung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.3 Berechnungsgrundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.3.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253.3.2 Nachweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.3.2.1 Prinzip der Nachweisfhrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263.3.2.2 Einwirkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293.3.2.3 Widerstnde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293.3.2.4 Teilsicherheitsbeiwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.3.2.5 Bemessungswerte der Einwirkungskombinationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.3.2.6 Bemessungswerte der Widerstnde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.3.2.7 Nachweis der Tragsicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.3.2.8 Gebrauchstauglichkeitsnachweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343.3.2.9 Nachweis der Lagesicherheit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.3.3 Allgemeine Regeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363.3.4 Anpassungsrichtlinie zur DIN 18800 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.4 Verbindungsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.4.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-7/26/2019 Grundlagen Des Stahlbaus
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3.4.2 Schraubenverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.4.2.1 Schraubenarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.4.2.2 Ausfhrungsformen der Schraubenverbindungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.4.2.3 Konstruktive Ausbildung der Schraubenverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423.4.2.4 Nachweis bei Beanspruchung senkrecht zum Schraubenschaft(Schubbeanspruchung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.4.2.5 Nachweis bei Beanspruchung parallel zum Schraubenschaft(Zugbeanspruchung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.4.2.6 Nachweis bei Beanspruchung senkrecht und parallel zum Schraubenschaft . . . 473.4.3 Schweiverbindungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.4.3.1 Prinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473.4.3.2 Schweiverfahren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483.4.3.3 Stoformen und Nahtarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483.4.3.4 Konstruktive Ausbildung der Schweiverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513.4.3.5 Berechnung der vorhandenen Spannungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.4.3.6 Nachweis nach DIN 18800 Teil 1, (825) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.4.4 Bolzenverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.5 Zugstbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.5.1 Begriff und Querschnittsform. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573.5.2 Berechnung der Zugstbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.5.2.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.5.2.2 Nachweis nach DIN 18800 Teil 1, 7.5.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.5.3 Zugstabanschlsse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633.5.3.1 Konstruktive Ausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.5.3.2 Nachweis der Anschlsse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.5.4 Zugstabste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.5.4.1 Konstruktive Ausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.5.4.2 Nachweis der Ste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.6 Vollwandtrger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.6.1 Begriff und Querschnittsform. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673.6.1.1 I-Walzprofile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673.6.1.2 U-Walzprofile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693.6.1.3 Geschweite Querschnitte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693.6.1.4 Konstruktionsgrundstze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.6.2 Berechnung der Vollwandtrger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713.6.2.1 Nachweis nach dem Verfahren Elastisch-Elastisch (E-E) nach
DIN 18800 Teil 1, 7.5.2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723.6.2.2 Nachweis nach dem Verfahren Elastisch-Teilplastisch nach
DIN 18800 Teil 1, 7.5.2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733.6.2.3 Nachweis nach dem Verfahren Elastisch-Plastisch (E-P) nach
DIN 18800 Teil 1, 7.5.3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743.6.2.4 Nachweis ausreichender Bauteildicken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763.6.2.5 Biegedrillknicknachweis fr Vollwandtrger. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773.6.2.6 Konstruktive Einzelheiten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.6.3 Trgeranschlsse und -ste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.6.3.1 Anschlsse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823.6.3.2 Ste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
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3.7 Sttzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
3.7.1 Begriff und Bauarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873.7.2 Konstruktive Ausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
3.7.2.1 Sttzenkpfe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893.7.2.2 Trgeranschlsse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903.7.2.3 Sttzenste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903.7.2.4 Sttzenfe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
3.7.3 Berechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933.7.3.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933.7.3.2 Nachweis des mittig gedrckten Stabes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.8 Anlage Schweiverbindungen - Querschnittswerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
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Kapitel 3 - Abbildungsverzeichnis
Abb. 3.1: Warmgewalzte Profile (Auswahl) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Abb. 3.2: Hohlprofile, Flacherzeugnisse, kaltgefertigte Erzeugnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Abb. 3.3: Spannungs-Dehnungs-Diagramm eines zhen Stahles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Abb. 3.4: Bezeichnungen nach DIN 18800 Teil 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Abb. 3.5: Nachweisprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Abb. 3.6: Rohe Schraube und zugehrige Verbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Abb. 3.7: Passschraube und zugehrige Verbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Abb. 3.8: Wirkliche und idealisierte Spannungen bei einer SL-Verbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Abb. 3.9: Bezeichnung der Schraubenabstnde nach DIN 18800 Teil 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Abb. 3.10: Ausgewhlte Stoformen nach DIN ISO 17659 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Abb. 3.11: Beispiele fr Stumpfnhte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Abb. 3.12: Einfache und doppelte Kehlnaht am T-Sto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Abb. 3.13: Ausgewhlte Querschnittsformen - symmetrische Anschlussebenen . . . . . . . . . . . . . . . 57Abb. 3.14: Ausgewhlte Querschnittsformen - unsymmetrische Anschlussebenen . . . . . . . . . . . . . 58Abb. 3.15: Ausgewhlte Querschnittsformen - grere Zugkrfte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Abb. 3.16: Spannungsverteilung am Zugstab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Abb. 3.17: Magebende Schnitte fr den Stab (Risslinien) und Nettoflchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Abb. 3.18: Magebende Schnitte fr ein Knotenblech (Risslinie beim geschraubtem Anschluss). 61Abb. 3.19: Zugstabanschlsse und Zugstabste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Abb. 3.20: Profilreihen nach DIN 1025 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68Abb. 3.21: Verstrkte Walzprofile. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69Abb. 3.22: U-Profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69Abb. 3.23: Geschweite Querschnitte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Abb. 3.24: Bemessungsspannungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Abb. 3.25: Vollwandtrger mit plastischer Spannungsverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75Abb. 3.26: Geometrieparameter zur Berechnung von vorh (b/t) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Abb. 3.27: Trgerquerschnitt vor und nach der Verformung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78Abb. 3.28: Ersatzquerschnitt fr den vereinfachten Nachweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78Abb. 3.29: Vollwandtrger mit Halsnhten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81Abb. 3.30: Aussteifungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82Abb. 3.31: Trger mit vernderlichem Trgheitsmoment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82Abb. 3.32: Querkraftanschlsse fr Vollwandtrger - Doppelwinkelanschlsse . . . . . . . . . . . . . . . . 83Abb. 3.33: Querkraftanschlsse fr Vollwandtrger - Fahnenblechanschlsse . . . . . . . . . . . . . . . . . 84Abb. 3.34: Querkraftanschlsse fr Vollwandtrger - Stirnplattenanschlsse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Abb. 3.35: Querkraftanschlsse fr Vollwandtrger - Ausklinkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84Abb. 3.36: Geschweite Ste fr Vollwandtrger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86Abb. 3.37: Geschraubte Ste fr Vollwandtrger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86Abb. 3.38: Querschnittsformen fr Sttzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88Abb. 3.39: Sttzenkpfe (gelenkig). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90Abb. 3.40: Geschraubte Sttzenste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91Abb. 3.41: Gelenkige Sttzenfe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92Abb. 3.42: Eingespannte Sttzenfe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93Abb. 3.43: Knicklngen fr die Eulerflle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94Abb. 3.44: Knickspannungslinien (KSL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95Abb. 3.45: Einstufung in die Knickspannungslinien (KSL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97Abb. 3.46: 99Abb. 3.47: 99Abb. 3.48: 100
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Abb. 3.49: 100Abb. 3.50: 101Abb. 3.51: Mae am I-Profil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101Abb. 3.52: Mae am U-Stahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103Abb. 3.53: Beispiel fr Kastenquerschnitt aus U-Sthlen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105Abb. 3.54: Mae am Stahlrohr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
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Kapitel 3 - Tabellenverzeichnis
Tab. 3.1: Mechanische Eigenschaften der unlegierten Bausthle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Tab. 3.2: Mechanische Eigenschaften der schweigeeigneten Feinkornsthle . . . . . . . . . . . . . . . . 21Tab. 3.3: Charakteristische Werte des Widerstandes (Auswahl) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Tab. 3.4: Nachweisverfahren fr die Tragsicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Tab. 3.5: Festigkeitsklassen der Schrauben. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Tab. 3.6: Ausfhrungsformen der Schraubenverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Tab. 3.7: Rand- und Lochabstnde von Schrauben und Nieten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Tab. 3.8: Beiwerte wzur Bercksichtigung der Abminderung der Festigkeit des Grundwerkstoffes
infolge der schweitechnischen Beeinflussung nach DIN 18800 Teil 1, Tabelle 21 . . . 54Tab. 3.9: Trgervergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71Tab. 3.10: Nachweisbersicht fr Vollwandtrger. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Tab. 3.11: Interaktionsformeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Tab. 3.12: Grenzwerte grenz (b/t) fr die Nachweisverfahren E-E und E-P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Tab. 3.13: Grenzspannungen fr Lagerfugen aus Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92Tab. 3.14: Mittelbreite I-Trger. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102Tab. 3.15: U -Stahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104Tab. 3.16: Stahlrohre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://../ww45/Infoblock.pdfhttp://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://../ww45/Infoblock.pdfhttp://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-7/26/2019 Grundlagen Des Stahlbaus
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3.4 Verbindungsmittel
3.4.1 Allgemeines
Stahltragwerke werden aus Einzelteilen in der Werkstatt (Bleche, Profile) und gr-
eren Bauteilen auf der Baustelle zusammengesetzt. Die Wahl der entsprechenden
Verbindungsmittel ist im groen Mae abhngig von der statischen Belastung der
Verbindung und den technologischen Bedingungen bei der Ausfhrung. Die Art und
die Anzahl der Verbindungen ist auch ein wesentlicher Kostenfaktor bei der wirt-
schaftlichen Bewertung des Bauwerkes.
VerbindungsmittelIm modernen Stahlbau sind vor allem Schweinhte und Schrauben von Bedeutung,
Niete gehren der Vergangenheit an, Dbelverbindungen haben nur einen geringen
Anteil im Stahlhochbau, und die verschiedenen Klebstoffe befinden sich zur Zeit
noch im Stadium der Erprobung. Die wichtigsten Eigenarten der Schrauben- und
Schweiverbindungen sollen im Folgenden gegenbergestellt werden.
Schraubenverbin-
dungen
Schraubenverbindungen - lsbare Verbindungen, meistens fr Bauteile oder vorge-
fertigte Bausektionen, bevorzugt fr Verbindungen auf der Baustelle (weitgehend
witterungsunempfindliche Herstellung), punktfrmige Verbindung mit Schlupf (2
mm) oder auch ohne Schlupf; reduzierte Querschnittsflchen im Grundwerkstoff
(Lochabzug), hhere Vorfertigungskosten, geringere Montagekosten, oft strende
Ansicht der Verbindung (Schraubenkpfe, Muttern, Laschen);
Schweiverbindun-
gen
Schweiverbindungen - nicht lsbare Verbindungen, meistens fr Querschnittsteile
untereinander, bevorzugt fr Verbindungen aller Art in der Werkstatt (witterungs-
empfindliche Herstellung), linienfrmige starre Verbindung mit wenig plastischem
Arbeitsvermgen; besondere Anforderungen durch rtlich konzentrierte Wrmezu-
fuhr (Gefgebeeinflussung, Eigenspannungen), teilweise aufwndige Fugenvorbe-
reitung, sthetische Ansicht der Verbindung (glatte Flche, allmhliche bergnge).
3.4.2 Schraubenverbindungen
3.4.2.1 Schraubenarten
Im Bauwesen gibt es verschiedene Schraubenarten, deren Form und Geometrie vom
Verwendungszweck, von der Beanspruchung und von konomischen Aspekten be-
stimmt wird. Im Stahlbau werden fr tragende Verbindungen am hufigsten Schrau-
ben mit Sechskantkopf, Unterlegscheiben und Sechskantmuttern eingesetzt. Die Be-
zeichnung der Schrauben erfolgt immer nach der Gre des metrischen Gewindes
d1in mm (Nenndurchmesser).
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Schraubenarten Folgende Schraubenarten sind blich:
Verhltnis Schaftdurchmesser dSchzu Gewindedurchmesser d1:
dSch= d1- rohe Schrauben, nicht eingepasste Schrauben;
dSch= d1+1 mm - Passschrauben, eingepasste Schrauben.
Verhltnis Gewindelnge zu Schraubenlnge:
Schrauben mit kurzem Gewinde, Gewinde ragt nicht in die Klemmlnge hi-nein, klassische Stahlbauschrauben;
Schrauben mit mittellangem oder langem Gewinde, Gewinde ragt in dieKlemmlnge hinein, sogenannte Maschinenschrauben.
Unterschiede in der Schlsselweite: normal und gro
Die geometrischen Parameter der Schrauben und deren Zubehrteile sind in den Ta-
bellenbchern [11], [9]und [12] enthalten.
Rohe Schrauben und Passschrauben sind in denAbb. 3.6undAbb. 3.7dargestellt.
Abb. 3.6: Rohe Schraube und zugehrige Verbindung
Abb. 3.7: Passschraube und zugehrige Verbindung
normalfeste rohe Schraube
(kurzes Gewinde)
Verbindung: SLScheibe A
nach DIN 7989Mutter nach
DIN 555
Klemm-lnge
e
sb
lk
8 m
dSch
d1
normalfeste Passschraube
Verbindung: SLP
Mutter nach
DIN 555
Scheibe B
nach DIN 7989
k sb
30d
Schd1
e
l
Klemm-lnge 8 m
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SchraubenwerkstoffeAuch beim Werkstoff sind Varianten mglich. Die Schraubenwerkstoffe sind unle-
gierte oder niedriglegierte Sthle mit ausreichender Zhigkeit, die Einteilung der
Werkstoffe erfolgt in Abhngigkeit sogenannter Festigkeitsklassen. Die Bezeich-
nung der Festigkeitsklassen wird mit einer zwei durch einen Punkt getrenntenKennzahl vorgenommen und auf dem Schraubenkopf angegeben (1. Zahl Zugfes-
tigkeit Rm/ 100 in N/mm2; 2. Zahl Streckgrenzenverhltnis Re/ Rm10).
Eine bersicht ber ausgewhlte Festigkeitsklassen ist in Tab. 3.5enthalten.
Tab. 3.5: Festigkeitsklassen der Schrauben
3.4.2.2 Ausfhrungsformen der Schraubenverbindungen
Die Ausfhrungsformen der Schraubenverbindungen sind von den Schraubenarten
(damit vom Lochspiel) und den Festigkeitsklassen abhngig. Bei vorgespannten
Schrauben knnen zudem die Scherfugen zwischen den zu verbindenden Teilen so
vorbereitet werden, dass Reibungskrfte bertragen werden knnen. In der Tab. 3.6sind die nach DIN 18800 Teil 1, 5.2.2 mglichen Schraubenverbindungen darge-
stellt, die sich durch die bertragbaren Krfte, die Steifigkeit der Verbindung und
durch die Herstellungskosten unterscheiden.
KurzbezeichnungenDie Ausfhrungsformen haben folgende Kurzbezeichnungen:
SL: Scher-Lochleibungsverbindungen,
SLP: Scher-Lochleibungs-Passverbindungen,
SLV: planmig vorgespannte Scher-Lochleibungsverbindungen,
SLVP: planmig vorgespannte Scher-Lochleibungs-Passverbindungen,
GV: gleitfeste planmig vorgespannte Verbindungen,
GVP: gleitfeste planmig vorgespannte Passverbindungen.
Festigkeitsklasse Werkstoff Schraubenart
4.6 normalfest, nicht vorspannbar rohe Schrauben
5.6 normalfest, nicht vorspannbar rohe Schrauben, Passschrauben
8.8 hochfest, vorspannbar rohe Schrauben
10.9 hochfest, vorspannbar rohe Schrauben, Passschrauben
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Tab. 3.6: Ausfhrungsformen der Schraubenverbindungen
3.4.2.3 Konstruktive Ausbildung der Schraubenverbindungen
bliche Verbindun-
gen
Aus Kostengrnden und technologischen Bedingungen werden im Stahlhochbau
zur bertragung von Krften zum Schraubenschaft meist SL- und SLV-Verbin-
dungen eingesetzt. Wegen der relativ groen Lochspiele (bis zu 2 mm) ist eine
Kombination mit Verbindungen ohne Verschieblichkeit wie SLP-Verbindungen
oder Schweinhten unzulssig.
Gewindelnge Durch den mglichen Einsatz von Schrauben mit mittellangem oder durchgehen-
dem Gewinde (Maschinenschrauben) ist es zulssig, dass das Gewinde in die Scher-
fuge hineinragen darf (siehe auch Anpassungsrichtlinie).
Abstnde Bei der Anordnung der Schrauben sind die Abstnde nach DIN 18800 Teil 1, Tab. 7
(s. Tab. 3.7) einzuhalten (min. bzw. maximale Rand- und Lochabstnde), damit
beim Herstellen der Verbindungen keine technologischen Probleme entstehen bzw.
klaffende Fugen mit Unterrostungen vermieden werden. Werden Schrauben in
Walzprofilen vorgesehen, sind die jeweiligen Anreissmae (sogen. Wurzelmae) zu
beachten.
Verbin-
dung
Nennlochspiel
Dd = dL
- dSch
[mm]
Vorspannung Reibflchenvorbe-
handlung nach
DIN 18800 Teil 7
Schrauben
nach DIN
Festig-
keitsklas-
sen
SL 0,3 < d 2,0 nicht planmig nein 7990 4.6, 5.6
ISO 14399 10.9
ISO 4014 8.8
SLP d 0,3 nicht planmig nein 7968 5.6
7999 10.9
SLV 0,3 < d 2,0 planmig nein ISO 14399 10.9
ISO 4014 8.8
SLVP d 0,3 planmig nein 7999 10.9
GV 0,3 < d 2,0 planmig ja ISO 14399 10.9
ISO 4014 8.8
GVP d 0,3 planmig ja 7999 10.9
dL Lochdurchmesser
dSch Schaftdurchmesser
Seltener: Schrauben der Festigkeitsklassen 3.6, 6.8 und 12.9.
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Tab. 3.7: Rand- und Lochabstnde von Schrauben und Nieten
Schraubendurchmes-
ser
Die zweckmige Wahl des Schraubendurchmessers sollte in Abhngigkeit der
kleinsten Werkstoffdicke in der Klemmlnge erfolgen; der Durchmesser kann mit
einfachen Abschtzformeln ermittelt werden:
oder
d min t + 10 [mm].
magebende Schrau-
benanzahl
Bei unmittelbaren Laschen- und Stabanschlssen drfen in Kraftrichtung hinterein-
anderliegend hchstens acht Schrauben fr einen Nachweis bercksichtigt werden;
bei kontinuierlicher Krafteinleitung ist eine obere Begrenzung nicht erforderlich.
UnterlegscheibenDie Anordnung von Unterlegscheiben erfolgt nach DIN 18800 Teil 1, (507). Die
Unterlegscheiben verhindern bei den klassischen Schraubenverbindungen das Hi-
neinragen des Gewindes in die Scherfuge. Bei hochfesten Schrauben werden durch
die Scheiben Beschdigungen des Grundwerkstoffes beim Anziehen der Muttern
(sogen. Fressen) vermieden, und bei planmig vorgespannten Schrauben sorgen
die Scheiben fr eine ausreichend verteilte Einleitung der Vorspannkrfte.
Randabstnde Lochabstnde
kleinsterRandabstand
in Kraftrich-tung e1
1,2dL kleinster Loch-abstand
in Kraftrich-tung e
2,2dL
zur Kraft-
richtung e2
1,2dL zur Kraft-
richtung e3
2,4dL
grter
Randabstand
in und zur
Kraftrichtung
e1bzw. e2
3dLoder 6t1) grter Loch-
abstand e bzw.
e3
zur Sicherung
gegen lokales
Beulen
6dLoder 12t
wenn lokale
Beulgefahr
nicht besteht
10dLoder 20t
dLLochdurchmesser
t kleinste Werkstoffdicke eines auen liegenden Bauteils
Bei gestanzten Lchern sind die kleinsten Randabstnde 1,5 dL, die kleinsten Lochabstnde 3
dL. Die Rand- und Lochabstnde drfen vergrert werden, wenn keine lokale Beulgefahr be-
steht und wenn ein ausreichender Korrosionsschutz durch besondere Manahmen sichergestellt
ist.1)Der maximale Randabstand darf 8 t betragen, wenn der freie Rand durch die Querschnitts-
form versteift wird
d 50 t 2 [mm]
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Dr.-Ing. L. Scheider:Grundlagen des Stahlbaus
344 Bauhaus-Universitt Weimar Weiterbildendes Studium Wasser und Umwelt
Einfhrungsmodule4. Auflage
3.4.2.4 Nachweis bei Beanspruchung senkrecht zum Schraubenschaft(Schubbeanspruchung)
1. Versagensformen 1. Versagensformen - Die Spannungen an einer zweischnittig beanspruchtenSchraube sind inAbb. 3.8dargestellt.
Abb. 3.8: Wirkliche und idealisierte Spannungen bei einer SL-Verbindung
Fr diese Verbindung ergeben sich folgende Versagensflle:
Abscherspannung abewirkt das Abscheren des Schraubenschaftes; ma-gebender Querschnitt: Schaftquerschnitt bzw. Spannungsquerschnitt (Er-
satzquerschnitt), Lochleibungsspannung lbewirkt eine Stauchung der Lochwandung; ma-
gebende Flche: angenherte Pressungsflche (Schaftdurchmesser x Blech-dicke),
Normalspannung im lochgeschwchten Zugstab bewirkt ein Zerreiendes Stabes; magebender Querschnitt: Nettoquerschnitt.
2. Nachweis 2. Nachweis - Der Nachweis wird mit Grenzkrften gefhrt, die sich aus den umge-
rechneten Spannungen im jeweiligen Versagensfall ergeben.
V/2
V/2
V
dSch
Abscherspannungena Lochleibungsspannungen l
a
a
wirklich idealisiert
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Einfhrungsmodule4. Auflage
Bauhaus-Universitt Weimar Weiterbildendes Studium Wasser und Umwelt 3 45
Dr.-Ing. L. Scheider:Grundlagen des Stahlbaus
Formel 3.15:Grenzabscherkraft einer Schraube nach DIN 18800 Teil 1, (804):
(3.15)
A magebender Abscherquerschnitt,
A=ASch Schaftquerschnitt, wenn glatter Teil des Schaf-tes in der Scherfuge,
A=ASp Spannungsquerschnitt, wenn Gewindeteil desSchaftes in der Scherfuge,
a Abscherbeiwert, resultiert aus dem Verhltnisder Abscherfestigkeit zur Zugfestigkeit;a= 0,6 fr die Festigkeitsklassen 4.6, 5.6 und
8.8,a= 0,55 fr die Festigkeitsklasse 10.9,
m Anzahl der Scherflchen,
fu,b,k charakteristischer Wert der Zugfestigkeit derSchraube,
M = 1,1 nach DIN 18800 Teil 1, (720).
Formel 3.16:Die Querschnitte ASchund ASpknnen Tabellenbchern entnommen werden.
Grenzlochleibungskraft einer Schraube nach DIN 18800 Teil 1, (805):
(3.16)
t Werkstoffdicke mit gleichgerichteter Lochlei-bungsbeanspruchung,
dSch Schaftdurchmesser,
l Lochleibungsbeiwert zur Bercksichtigung desAbstandes einer Schraube zum Rand bzw. zurnchsten Schraube (l3,0),
fy,k charakteristischer Wert der Streckgrenze desGrundwerkstoffes,
M = 1,1 nach DIN 18800 Teil 1, (720).
Die Beiwerte l werden in Abhngigkeit der Lage der Schraube innerhalb des
Lochbildes ermittelt. Fr e21,5dLund e3 3,0dL gelten folgende Beziehungen
(dL- Lochdurchmesser):
Randabstand in Kraftrichtung magebend: l = 1,1 e1/ dL 0,30;
Lochabstand in Kraftrichtung magebend: l= 1,08 e / dL 0,77 3,0.
Die Grenzlochleibungskrfte sind fr jede Schraube und in jeder Beanspruchungs-richtung zu ermitteln, der kleinste Wert ist magebend.
Va R d, , A a R d, , A a mfu b k, ,
M
-------------- = =
V1 R d, , t dSch 1 R d, , t dSch 1fy k,M--------- = =
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Dr.-Ing. L. Scheider:Grundlagen des Stahlbaus
346 Bauhaus-Universitt Weimar Weiterbildendes Studium Wasser und Umwelt
Einfhrungsmodule4. Auflage
Die Bezeichnung der Schraubenabstnde nach DIN 18800 Teil 1 ist inAbb. 3.9dar-
gestellt.
Abb. 3.9: Bezeichnung der Schraubenabstnde nach DIN 18800 Teil 1
Die Beanspruchbarkeit einer Schraube ergibt sich aus VR,d= min (Grenzabscher-
kraft Va,R,d, Grenzlochleibungskraft Vl,R,d),
Formel 3.17:Die Summe der Beanspruchbarkeiten von n Schrauben einer Verbindung (An-
schluss, Stohlfte) ist die Beanspruchbarkeit der Verbindung; der Nachweis zur
bertragung einer Schubkraft V lautet damit:
(3.17)
3.4.2.5 Nachweis bei Beanspruchung parallel zum Schraubenschaft(Zugbeanspruchung)
Formel 3.18:Die Zugbeanspruchung in einer Schraube fhrt zu den beiden Versagensfllen Plas-
tizierung im Schaft oder Bruch im Gewinde. Deshalb sind auch zwei Grenzkrfte zu
ermitteln, magebend ist die kleinere der beiden Krfte NR,d:
(3.18)
NR,d,1 Versagen durch Plastifizierung, magebend beiden Festigkeitsklassen 4.6 und 5.6
NR,d,2 Versagen durch Gewindebruch, magebend beiden Festigkeitsklassen 8.8 und 10.9
Kraftrichtung
e2
e3
e2
e1 e e e e1
V
VR d,
-------------------- 1
NR d 1, , ASchfy b k, ,
1 1, m--------------------
NR d 2, , ASpfu b k, ,
1 25, m-----------------------=
=
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Einfhrungsmodule4. Auflage
Bauhaus-Universitt Weimar Weiterbildendes Studium Wasser und Umwelt 3 107
Dr.-Ing. L. Scheider:Grundlagen des Stahlbaus
Literaturverzeichnis
References
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Stahlbau. Vieweg-Verlag, Braunschweig und Wiesbaden, 1. Auf-lage, 1999.
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3108 Bauhaus-Universitt Weimar Weiterbildendes Studium Wasser und Umwelt
Einfhrungsmodule4. Auflage
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lateinisch
Bauhaus-Universitt Weimar Weiterbildendes Studium Wasser und Umwelt G-1
a ... FR,d
Abkrzungsverzeichnis Grundlagen Stahlbau
lateinisch
A
a
Kehlnahtdicke
A
Querschnittsflche, magebender Abscherquerschnitt,
Bruchdehnung
Ae, Ag
Einschnr-, Gleichmadehnung
ASch
Schaftquerschnitt (glatter Teil des Schraubenschaftesin der Scherfuge)
ASp
Spannungsquerschnitt (Gewindeteil des Schrauben-
schaftes in der Scherfuge)
AW
Nahtflche
c
Abstand der unverschieblichen Halterung des gedrck-ten Gurtes, Biegedrillknicklnge
C
CEN
Europisches Normeninstitut
D
DASt
Deutscher Ausschuss fr Stahlbeton
dl
Gewindedurchmesser
dL
Lochdurchmesser
dSch
Schaftdurchmesser
EE
Elastizittsmodul, Maschinenbausthle
EC
Eurocode
EN, ENV
Europische Norm, Europische Vornorm
F
F
Einwirkung (allgemeines Formelzeichen), Kraft
FA
auergewhnliche Einwirkung
FA,k
auergewhnliche Last
Fd
Bemessungswert der Einwirkungskombinationen
FF
vollberuhigter Stahl mit stickstoffbildenden Elementen
FN
unberuhigter Stahl nicht zulssig
FR,d
Grenzkraft
7/26/2019 Grundlagen Des Stahlbaus
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lateinisch
G-2 Bauhaus-Universitt Weimar Weiterbildendes Studium Wasser und Umwelt
fu,b,k... Md
fu,b,k
charakteristischer Wert der Zugfestigkeit der Schraube
fu,kZugfestigkeit
fy,k
Streckgrenze
G
g
Trgergewicht
G
Schubmodul, stndige Einwirkung
GV
gleitfeste planmig vorgespannte Verbindungen
GVP
gleitfeste planmig vorgespannte Passverbindungen
Hh
Trgerhhe
H
Zusatzsymbol fr Stahl - Hohlprofile, Horizontalkraft
I
Index bSchrauben, Nieten, Bolzen betreffend ("bolt")
Index u
Zugfestigkeit betreffend ("ultimate")
Index w
Schweinhte betreffend ("weld")
Index y
Steckgrenze betreffend ("yield"), bezogen auf die
Hauptachse y
Index z
bezogen auf die Hauptachse z
ITrgheitsmoment
i
Trgheitsradius des Ersatzstabes um die z-Achse
J
JR
Kerbschlagarbeit = 27 J (Prftemperatur = +20 )
K
kc
Druckkraftbeiwert
KSL
Knickspannungslinie
KO
Kerbschlagarbeit = 40 J (Prftemperatur = 0 )
L
l
Kehlnahtlnge, Sttzweite, Spannweite, Systemlngedes Stabs
L
Sthle fr den Rohrleitungsbau
M
m
Anzahl der Scherflchen
M
Zusatzsymbol fr Stahl - thermomechanisch gewalzt,Moment
Md
Zustandsgre der Einwirkung Moment
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lateinisch
Bauhaus-Universitt Weimar Weiterbildendes Studium Wasser und Umwelt G-3
Mk... t
Mk
Widerstandsgre / -moment
MplSchnittgre Moment im vollplastischen Zustand
MR,d
Zustandsgre des untersuchten Grenzmomentes
Mx
Torsionsmoment um die Stabachse
My, Mz
Biegemomente um die Hauptachsen
N
N
Zugkraft, mittige Druckkraft, Zusatzsymbol fr Stahl -normalgeglht oder normalisierend gewalzt
ND,d
minimal pressende Kraft
NplSchnittgre im vollplastischen Zustand
Q
Q, Qk
vernderliche Einwirkung / Last
QS
Qualittssthle
R
Rd
Beanspruchbarkeit
ReH
obere Streckgrenze
ReL
untere Streckgrenze
Re/Rm
Streckgrenzenverhltnis
RmZugfestigkeit
Rp
Proportionalittsgrenze
S
s
Stegdicke
S
Sthle fr den allgemeinen Stahlbau
Sd
Beanspruchung
SGurt
statisches Moment der angeschlossenen Gurtflche
sK
Knicklnge
SL
Scher-Lochleibungsverbindungen
SLP
Scher-Lochleibungs-Passverbindungen
SLV
planmig vorgespannte Scher-Lochleibungsverbin-dungen
SLVP
planmig vorgespannte Scher-Lochleibungs-Passver-bindungen
T
t
Blechdicke, Werkstoffdichte mit gleichgerichteterLochleibungsbeanspruchung
7/26/2019 Grundlagen Des Stahlbaus
24/30
lateinisch
G-4 Bauhaus-Universitt Weimar Weiterbildendes Studium Wasser und Umwelt
Va... +Z15
V
Va
Zug- u. Abscherkraft einer Schraube in der Scherfuge
Va,R,d
Grenzabscherkraft, Schubtragfhigkeit einer mechani-schen Schubsicherung
Vd
Zustandsgre der Einwirkung Kraft
Vl,R,d
Grenzlochleibungskraft
Vpl
Schnittgre im vollplastischen Zustand
VR,d
Grenzgleitkraft
Vy, Vz
Querkraft in Richtung der Hauptachsen
WW
Zusatzsymbol fr Stahl - wetterfester Stahl
WP
Wendepunkte der Knickfigur
Wpl,yplastisches Widerstandsmoment
Wy
elastisches Widerstandsmoment
Z
ZR,d
Grenzzugkraft einer Verankerung
ZZ,d
maximal abhebende Kraft
+
+A
feueraluminiert (als zustzliche Anforderung)
+C
kaltverfestigt durch Walzen oder Ziehen (als zustzli-che Anforderung)
+Z15
Mindest-Brucheinschnrung zur Oberflche von 15% (als zustzliche Anforderung)
7/26/2019 Grundlagen Des Stahlbaus
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griechisch
Bauhaus-Universitt Weimar Weiterbildendes Studium Wasser und Umwelt G-5
a... l
griechisch
a
Abscherbeiwert
l
Lochleibungsbeiwert zur Bercksichtigung des Ab-standes einer Schraube zum Rand bzw. zur nchstenSchraube
pl,y, pl,z
plastischer Formbeiwert
Knicklngenbeiwert
R
Rechenspannung
y, zKnicklngenbeiwert
F
Teilsicherheitsbeiwert fr die Einwirkungen
M
Teilsicherheitsbeiwert fr den Widerstand
d
Nennlochspiel
el, pl
elastische, plastische Dehnung
ges
Gesamtdehnung
Abminderungsfaktor fr die Schlankheit
modifizierte Schlankheit
a
Bezugsschlankheitsgrad zur Bercksichtigung der Fes-tigkeitsklasse
K,y , K,z
Schlankheitsgrad (bezogen auf die Achsen)
d
Bemessungswert der Reibungszahl in der untersuchtenFuge
(Normal-)Spannung
d
Zustandsgre der Einwirkung Spannung
D
Normaldruckspannung
D,R,d
Grenzspannung
lLochleibungsspannung
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griechisch
G-6 Bauhaus-Universitt Weimar Weiterbildendes Studium Wasser und Umwelt
R,d...
R,d
Zustandsgre der untersuchten Grenzspannung
a
Abscherspannung
xy , xz, yz
Schubspannung (richtungsabhngig)
Kombinationsbeiwert fr die Einwirkungen, Rand-spannungsverhltnis
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Einfhrungsmodule4. Auflage
Bauhaus-Universitt Weimar Weiterbildendes Studium Wasser und Umwelt 3 i
Dr.-Ing. L. Scheider:Grundlagen des Stahlbaus
3.A Index
A Anpassungsrichtlinie Stahlbau 37Anschlsse fr Vollwandtrgern
Ausklinkungen 84 Berechnung 84 Grenzkrfte 84
B Bemessungswerte 26 ~ der Einwirkungskombinationen 31 ~ der Widerstnde 32 Grundkombination 31
Berechnung bei Sttzen 93 Biegedrillknicklast 93
Instabilitt 93 Knicklast 93, 94 kritische Last 93
Berechnung der Zugstbe 58 magebende Schnitte 59
Berechnungsgrundlagen charakteristische Werte 26 Einwirkungsgren 26, 29 Kombinationsbeiwerte 26, 30 Teilsicherheitsbeiwerte 26, 30 Widerstandsgren 26, 29
Beton Grenzwerte in den Lagerfugen 92
siehe auch Sttzenfe 92Beulsicherheit Plattenstreifen 76
Bezeichnung der Sthle ber Hauptsymbole 17 ber Zusatzsymbole 17
Biegedrillknicknachweis ~ fr Vollwandtrger 77
Bolzenverbindungen 55Brandschutz 3
D DASt-Richtlinien 6Druckgurt
Knickstab 79 Steifigkeit 80
E Einflsse bei der Nachweisfhrung Auermittigkeit 36 Imperfektionen 36 Schlupf 36 Spannungs-Dehnungs-Beziehung 36 Tragwerksverformung 36 weitere 36
Einteilungsprinzipien der Sthle 16Einwirkungen
siehe auch Berechnungsgrundlagen 29Elastisch-Elastisch Verfahren 32, 71, 73 Beanspruchbarkeiten 72 Beanspruchungen 72
plastischer Formbeiwert 74Elastisch-Plastisch 74Elastisch-Plastisch Verfahren 32, 33Elastizitt 12
Erschmelzung siehe auch Stahlherstellung 9Eulerflle 94
Knicklngen 94 Sttzen 94
G Gebrauchstauglichkeitsnachweis 26, 34 Durchbiegung 35 Formnderung 34
I Interaktionsnachweis siehe auch Schraubenverbindungsnachweise
47
K Korrosion 3
L Lagesicherheitsnachweis 26, 35 Abheben 36 Gleiten 35 Umkippen 36
Legierungselemente erwnschte 14 seltene 15
N Nachbehandlung siehe auch Stahlherstellung 9
Nachweis fr Zugstbe 61 Lochabzug 61 Lochabzugsflche 62
Nachweise (allgemein) Gebrauchstauglichkeit 26, 34 Lagesicherheit 26, 35 Tragsicherheit 26, 32
Nachweise fr Vollwandtrger 71 Biegedrillknick 77 Ersatznachweise 78
Nachweisverfahren Elastisch-Elastisch 32, 72 Elastisch-Plastisch 32, 33, 74 Plastisch-Plastisch 32, 76
Normen DASt-Richtlinien 6 Fachnorm 6 Grundnorm 5 Werkstoffnorm 6
Normung Deutsche ~ 4 Europische ~ 7
P Plastisch-Plastisch Verfahren 32, 33Plastizitt 12Plattenstreifen
http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://ww01.pdf/http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-7/26/2019 Grundlagen Des Stahlbaus
28/30
Dr.-Ing. L. Scheider:Grundlagen des Stahlbaus
3 ii Bauhaus-Universitt Weimar Weiterbildendes Studium Wasser und Umwelt
Einfhrungsmodule4. Auflage
siehe auch Beulsicherheit 76Prfungen 12
Zugversuch 13
S Schlankheit ~sgrad 96 Sttzen 96
Schraubenarten 39 Maschinenschrauben 40 Passschrauben 40 rohe Schrauben 40 Stahlbauschrauben 40
Schraubenverbindungen 39 Anordnung der Schrauben 42 Ausfhrungsformen 41 Kraftrichtung 43 Lochspiele 42 Nennlochspiel 42 Stabanschlsse 43 Unterlegscheiben 43
Schraubenverbindungsnachweise Beanspruchbarkeit 46 Grenzabscherkraft 45 Grenzlochleibungskraft 45 Interaktionsnachweis 47 Versagensformen 44 Zugbeanspruchung 46
Schweieignung siehe auch Stahleigenschaften 23
Schweinahtarten
Kehlnhte 50 Mehrfachnhte 51 Stumpfnhte 49
Schweinahtberechnung Beiwerte 54 Grenzschweinahtspannung 54 Nahtdicke 52 Nahtlnge 52
Schweiverbindungen 39 Kehlnahtdicke 52 Stabanschlsse 52 Stahlgteauswahl 51 Stoformen 48 Wrmeeinflusszone 47
Schweiverfahren 48Spannungsarmglhen
siehe auch Wrmebehandlungsverfahren 15Stahl 9
Anwendung 1 Kohlenstoffgehalt 9
Stahlbau Anpassungsrichtlinie 37 Normung 4, 7
Stahleigenschaften Elastizitt 12 Festigkeit 12 Flexibilitt 2
Hrte 12 Korrosionsanflligkeit 3, 12 Plastizitt 12 Prfung der ~ 12
Schweieignung 12, 18, 22 Temperaturanflligkeit 3, 12 Umformbarkeit 12 Umweltfreundlichkeit 2
Versprdung 12Stahlherstellung Erschmelzung 9, 18 Nachbehandlung 9 Vergieung 9 Verhttung 9 Wrmebehandlung 15
Stahlsorten - schweigeeignete Feinkornsthle 20 unlegierte Bausthle 18 wetterfeste Bausthle 22
Ste bei Vollwandtrgern Arten 85 Nachweise 86
Sttzen 87 Berechnung 93 Druckkraft 87 Eulerflle 94 Knicklnge 87, 96 Knicklngenbeiwert 94 konstruktive Ausbildung 89 Nachweis 95 Schlankheitsgrad 96 Trgeranschlsse 90
Sttzenfu 91 Fuplatten 92 Grenzwerte fr Beton 92
Sttzenkopf ~ als Flchenauflager 89 ~ als Gelenk 89 Auflagerung 89
Sttzensto 90
T Teilsicherheitsbeiwerte siehe auch Berechnungsgrundlagen 30
Thermomechanisches Walzen siehe auch Wrmebehandlungsverfahren 16
Tragsicherheitsnachweis 26, 32 Interaktionsgleichung 34 plastischer Formbeiwert 34
V Verbindungsmittel Bolzenverbindungen 55 Schraubenverbindungen 39 Schweiverbindungen 39
Verformungseigenschaften Brucheinschnrung 22 Lamellarbruch 22
Verhttung siehe auch Stahlherstellung 9
Vollwandtrger 67 Anwendungsgebiete 67
Berechnung 71 geschweite Querschnitte 69 Nachweise 71 Walzprofile 67
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Einfhrungsmodule4. Auflage
Bauhaus-Universitt Weimar Weiterbildendes Studium Wasser und Umwelt 3 iii
Dr.-Ing. L. Scheider:Grundlagen des Stahlbaus
Vollwandtrger (konstruktiv) Anschlsse 82 Aussteifung 82 bei konzentrierter Lasteintragung 81
Gurtplatten 82 Halsnhte 80 Lngsnhte 80 Querschnittsformen 70 Ste 85 Trgerhhen 71 Zentrierleisten 81
W Walzprofile bei Vollwandtrger 67 I-Walzprofile 67 Profilreihen 68 U-Walzprofile 69
Wrmebehandlungsverfahren Spannungsarmglhen 15 Wrmebehandlung allgemein 15
Werkstoffauswahl 23Widerstandsgren
siehe auch Berechnungsgrundlagen 29
Z Zugfestigkeit 13Zugstab 57
Nachweis 61 Querschnittsformen 57
Zugstabanschlsse 63
konstruktiv 63 Nachweise 65Zugstabste 65
konstruktiv 65 Nachweise 66
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Dr.-Ing. L. Scheider:Grundlagen des Stahlbaus
Einfhrungsmodule4. Auflage
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