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Spannungsnachweis Fußpl.
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Der Nachweis des Anschlusses wird vom Programm durch eine Kehlnahtbemessung zur Übertragung der Bemessungsschnittgrößen im Stützenfuß auf die Fußplatte geführt.
Je nach Typ des Stützenquerschnitts wird dabei ein vereinfachtes oder ein genaueres Verfahren gewählt.
Bei beiden Verfahren wird die Nahtdicke so groß gewählt, dass die zulässigen Spannungen eingehalten werden.
Bei geschlossenen Querschnitten bzw. Querschnittsteilen wird für einfache, sonst für doppelte Kehlnähte bemessen.
Wenn die Option zur Berücksichtigung der Grenzwerte der Kehlnahtdicken aktiviert ist, wird eine Mindestnahtdicke entspr. NCI zu 4.5.2 des NA-Deutschland, ermittelt.
Bei der Berechnung n. DIN 18800 wird zusätzlich die maximal zulässige Nahtdicke a ≤ 0.7· min t ermittelt und der gewählten Nahtdicke gegenübergestellt (n. EC3 gibt es keinen Maximalwert der Nahtdicke).
Genaueres Verfahren: Doppel-T-, Rechteck- und Rohrquerschnitte
Bei Berechung n. EC 3 wird das richtungsbezogene Verfahren nach Abs. 4.5.3.2 angewandt.
Bei Querschnitten aus der Profildatei werden die Ausrundungen bei der Nahtlänge nicht angesetzt.
Vereinfachtes Verfahren: alle anderen Querschnitte und Querschnitte aus 4H-QUER
Beim vereinfachten Verfahren wird bei Berechnung n. EC 3 entspr. Abs. 4.5.3.3 bemessen.
Als Bemessungsspannung wird dabei die Spannung im an die Naht angrenzenden Bereich des Stützenprofils angenommen.
Die Fußplatte kann je nach Einstellung im Registerblatt Parameter zur Fußplatte nach den Verfahren
Elastisch-Elastisch oder
Elastisch-Plastisch
nachgewiesen werden.
Verfahren Elastisch-Elastisch
Aus maximalem Hauptmoment, maximaler Hauptquerkraft und der Plattendicke t wird die resultierende Normalspannung bzw. Schubspannung ermittelt.
Zusammen mit den zugehörigen Grenzspannungen wird die maximale Ausnutzung ermittelt.
Die Vergleichsspannung muss nicht ermittelt werden, da sie nicht maßgebend werden kann.
Verfahren Elastisch-Plastisch
Im Verfahren E-P ist die Interaktion von Moment und Querkraft zu berücksichtigen.
Für jedes Element wird das plastische Widerstandsmoment aus vorhandener Hauptquerkraft q1 wie folgt abgemindert.
Mit diesem Widerstandsmoment werden die maßgebende Spannung und die Ausnutzung je Element ermittelt.
Dass Hauptquerkraft und Hauptmoment nicht zwingend die gleiche Richtung haben, wird bei dieser Vorgehensweise vernachlässigt. Diese Vereinfachung liegt auf der sicheren Seite.
In der Programmausgabe werden je Lastkollektiv nur die Spannung und Ausnutzung an der maßgebenden Stelle protokolliert. Als zusätzliche Information werden auch deren Koordinaten angegeben.
Die Verteilung der Pressungen unter der Fußplatte wird mit der implementierten FE-Methode ermittelt.
Die gedrückte Fläche ADruck und der Spitzenwert der Pressung σc,max werden in der Ausgabe ausgewiesen. Dies allerdings nur zur Information; beide Werte sind nicht direkt Bestandteil eines Nachweises.
Der Nachweis der Pressungen erfolgt in zwei Teilen.
Nachweis der mittleren Pressung
Bezüglich der gedrückten Fläche wird der mittlere Wert der Pressung σc,m ermittelt. Die Ausnutzung ergibt sich dann mit der zulässigen Betonpressung fcd zu
Nachweis des Anteils über der zulässigen Pressung
Es wird überprüft, ob der Anteil der Fläche mit Pressungen oberhalb der zulässigen Betonpressung bzgl. der
gesamten gedrückten Fläche einen bestimmten Prozentsatz überschreitet.
Da die zulässige Höhe dieses Anteils nicht durch Normen oder andere Richtlinien geregelt ist, ist diese Größe durch den Anwender im Registerblatt mit den Parametern zur Fußplatte vorzugeben.
Im Rechenmodell werden die Anker als Zugfedern angesetzt.
Als einziger Nachweis für die Anker wird der Nachweis zur Aufnahme der Zugfederreaktionen geführt.
Die zulässige Ankerzugkraft ergibt sich bei Berechnung n. EC 3 aus dem Spannungsquerschnitt As wie folgt.
Mit der Zugfederreaktion des maximal belasteten Ankers ergibt sich dann die Ausnutzung zu
Bei Berechnung n. DIN 18800 wird der Nachweis sowohl für den Schaftquerschnitt ASch als auch den Spannungsquerschnitt ASp geführt.
Die zulässige Ankerzugkraft und die resultierende Ausnutzung ermitteln sich dabei wie folgt
Der Nachweis der Einleitung der Ankerzugkräfte in das Fundament wird vom Programm nicht geführt.
Der Nachweis ist stark produkt- und konstruktionsabhängig und kann daher nicht in allgemeiner Form
geführt werden.
Es wird ein Gleitreibungsnachweis geführt, bei dem angenommen wird, dass die komplette Horizontallast über die Reibung unter der Fußplatte übertragen werden muss.
Die zu übertragende resultierende Horizontallast ergibt sich aus den Bemessungswerten der beiden Achsrichtungen Hx,St,d und Hy,St,d.
Der Reibungswiderstand ist abhängig vom Bemessungswert Nz,d der Druckkraft in der Gleitfuge.
Der hier angegebene charakteristische Gleitreibungsbeiwert μk wird gemäß DIN V 4141-1 (Lager im Bauwesen,
Teil 1, Mai 2003) mit 0.6 angesetzt.
Der Teilsicherheitsbeiwert γμ  ist für alle Bemessungssituationen mit 1.2 festgelegt.
Somit ergibt sich der Bemessungswert des Reibungswiderstands zu
Die Druckkraft in der Gleitfuge wird aus der gedrückten Fläche ADruck und der innerhalb davon herrschenden mittleren Pressung σc,m ermittelt.
Aus dem Bemessungswert der Horizontallast und dem Bemessungswert des Reibungswiderstands ergibt sich
dann die Ausnutzung zu
Der Schubdübel wird unterhalb der Fußplatte angeschweißt und in das Fundament einbetoniert.
Die Horizontalkraftübertragung in das Fundament findet flächig über die Dübellänge abzgl. der Höhe
der Mörtelfuge statt.
Übertragung Horizontalkraft
Es wird überprüft, ob die dabei entstehenden Betonpressungen σc,d den zulässigen Wert fc,d einhalten.
Die Ausnutzung ergibt sich zu
Die x- und y-Richtungen werden dabei getrennt untersucht und für die Horizontalkraft H bzw. die Dübelbreite b die entsprechenden Anteile angesetzt.
Auf der sicheren Seite liegend wird auch bei Doppel-T-Profilen und Betonpressungen, die über den Flansch übertragen werden, nur ein Flansch als Kontaktfläche angesetzt.
Andererseits kann für die Betonpressungen, die über den Steg übertragen werden, ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor berücksichtigt werden.
Der Faktor fc,Steg ist im Registerblatt zu den Parametern für die Schubeinleitung einzugeben.
Eine Überprüfung der Spannungen infolge Flanschbiegung bei Doppel-T-Profilen ist nicht erforderlich.
Zur Erläuterung s. Wagenknecht: Stahlbau-Praxis (S.281, Band 2, 2. Aufl., 2009).
Anschluss an die Fußplatte
Die Belastung des Dübels entspricht der eines Kragarms mit Streckenlast.
Außer Schubspannungen erfährt der Schubdübel daher auch Biegespannungen, so dass im maßgebenden Schnitt unterhalb der Fußplatte Normal-, Schub und Vergleichsspannungen ermittelt und nachgewiesen werden.
Das Moment, das dabei am Anschluss an die Fußplatte infolge der Kragwirkung des Dübels entsteht, wird bei der FEM-Berechnung berücksichtigt.
Die Schweißnaht zwischen Dübel und Fußplatte wird anlog zur Schweißnaht zwischen Stütze und Fußplatte als Kehlnaht bemessen.
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