MB 322 Geschraubte Verbindungen im Stahlbau

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Merkblatt 322
1.2.6 Bemessungsbeispiele
Mithilfe von sechs Bemessungsbeispielen
wird die Durchführung der erforderlichen Nachweise
erläutert.
1.3 Einführungsbeispiel
Bei der konstruktiven Ausbildung und der
Bemessung geschraubter Verbindungen sind
die folgenden Grundsätze zu beachten:
– Stöße und Anschlüsse sollen gedrungen ausgebildet
werden.
– Es ist eine unmittelbare und symmetrische
Stoßdeckung anzustreben.
–Versatzmomente sollten möglichst vermieden
werden.
– Die einzelnen Querschnittsteile sollen für sich
angeschlossen oder gestoßen werden.
– Die Beanspruchung der Verbindung eines
Querschnittsteils soll aus den Schnittgrößenanteilen
dieses Querschnittsteils bestimmt
werden.
Abb. 1.1: Einführungsbeispiel Trägerstoß
Die Vorgehensweise bei der Bemessung
geschraubter Verbindungen wird mit dem in
Abb. 1.1 dargestellten Trägerstoß erläutert. Der
Träger besteht aus einem Walzprofil HEA500,
d.h., er hat einen doppeltsymmetrischen Querschnitt.
Die rechts in der Abbildung angegebenen
Schnittgrößen wirken unmittelbar an der
Stoßstelle.
Zunächst sollte man – entsprechend den
o.g. Grundsätzen – die Teilschnittgrößen in den
Einzelteilen des Querschnitts infolge N, M und
V ermitteln und dann festlegen, wie diese Teilschnittgrößen
durch die Schrauben übertragen
werden sollen.
Beim klassischen Laschenstoß, siehe Abb.
1.1b, werden die Schrauben nur durch Scherkräfte
beansprucht, was unmittelbar anhand
der Teilschnittgrößen erkennbar ist. Dies sind
in den Gurten die Normalkräfte infolge N und
M, die von den Gurten durch die Schrauben in
die Laschen und auf der anderen Seite des Stoßes
wieder in die Gurte übertragen werden.
Im Steg ergeben sich die Teilschnittgrößen Nw,
Mw und Vw = V, die die Schrauben ebenfalls
durch Scherkräfte beanspruchen. Bei der Ermittlung
der Kräfte in den Schrauben ist zu beachten,
dass infolge V ein Versatzmoment auftritt.
Als prinzipielle Vorgehensweise können
die folgenden Grundsätze für die Nachweisführung
herangezogen werden:
1. Teilschnittgrößen in den Einzelteilen des Querschnitts
ermitteln.
2. Scherkräfte in den einzelnen Schrauben ermitteln
(in der Regel die Maximalwerte).
3. Nachweise führen: Abscheren der Schrauben,
Lochleibung der Bleche, Beanspruchung des
Nettoquerschnitts (Lochabzug).
Bei dem in Abb. 1.1c dargestellten Stirnplattenstoß
wird der Obergurt infolge N und M
durch eine Drucknormalkraft beansprucht. Sie
kann unmittelbar durch die Stirnplatten und
Druckkontaktkräfte übertragen werden. Im
Untergurt ergibt sich infolge N und M eine Zug -
normalkraft, so dass die Schrauben im Bereich
des Untergurtes durch Zugkräfte beansprucht
werden. Die Tragfähigkeit des Stirnplattenstoßes
wird in der Regel unter Verwendung des
„T-Stummel-Modells“ ermittelt (siehe Abschnitt
5.12). Aufgrund der Zugbeanspruchung in den
Schrauben wird der Stirnplattenstoß gemäß
DIN EN 1993-1-8 den Kategorien D oder E zu -
geordnet (siehe Abschnitt 1.4). Die Querkraft V
wird in der Regel den Schrauben im Bereich
des Obergurtes zugewiesen. Sie hat häufig eine
untergeordnete Bedeutung.