Seite ergänzt Sept. 2017
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Allgemeines ...........................
Flanschwinkel Biegung ...........
Schrauben Lochleibung .........
Stützenstegfeld Schub ............
Flansch / Steg Druck ..............
Schweißnähte ........................
Träger-/Stützensteg Querdruck
Trägersteg Zug .......................
Vouten ...................................
Stützensteg Querzug ..............
Blech Zug / Druck / Schub .....
Stahlsorten ............................
Stützenflansch Biegung ..........
Schrauben mit Zug .................
nationale Anhänge ..................
Stirnblech Biegung .................
Schrauben Abscheren .............
Ausdrucksteuerung .................
alle pcae-EC 3-Stahlbauprogramme im Überblick
Basisverbindungen .................
Biegesteifer Trägeranschluss
Typisierter IH-Anschluss ........
Einzelstabnachweise .............
Stahlstützenfuß ....................
Typ. IS,IW,IG,IK-Anschluss
Grundkomponenten ............
Rahmenecken .......................
Schweißnahtanschluss ..........
Beulnachweise ......................
Gelenkiger Trägeranschluss
Stoß m. therm. Trennschicht
Freier Stirnplattenstoß ...........
Ermüdungsnachweis ..............
Lasteinleitung .......................
Laschenstoß .........................
   
EC 3-1-8, 6, Tab. 6.1
Mit Einführung des Eurocode 3-1-8 wurde die Komponentenmethode zur Bemessung von Stahlbauanschlüssen vorgestellt. Der Kräfteverlauf innerhalb eines Anschlusses wird in seine grundlegenden Komponenten zerlegt, die unabhängig voneinander einzeln nachgewiesen werden können.
Das Programm 4H-EC3GK beinhaltet 14 Grundkomponenten, um auch allgemeine Anschlussgeometrien abbilden
zu können.
 
Ein Anschluss mit H- oder I-Profilen wird als eine Zusammenstellung von Grundkomponenten betrachtet.
Die Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Momententragfähigkeit beruhen auf einer Verteilung der inneren Kräfte und Momente, die zu folgenden Anschlusskonfigurationen gehört:
1 einseitiger Träger-Stützenanschluss
2 zweiseitiger Träger-Stützenanschluss
3 Trägerstoß
4 Stützenstoß
5 Fußplatte
Anschlusskonfigurationen um die schwache Achse gelten nur für ausgeglichene Momente
Die Anschlüsse sind für die durch die angeschlossenen Bauteile eingetragenen Schnittgrößen zu bemessen.
Die angegebenen Berechnungsverfahren sind allgemein gültig und können auf ähnliche Komponenten in anderen Anschlusskonfigurationen mit vergleichbarer Verteilung der inneren Kräfte und Momente übertragen werden.
wirksame Schubfläche
gewalzte Profile mit I- und H-Querschnitt, Lastrichtung parallel zum Steg
geschweißte Profile mit I- und H-Querschnitt, Lastrichtung parallel zum Steg
Bei zusätzlicher Anordnung von Stegblechen wird die wirksame Schubfläche vergrößert um
plastisches Widerstandsmoment eines Blechs
 
Mit der Klassifizierung von Querschnitten soll die Begrenzung der Beanspruchbarkeit und Rotationskapazität durch lokales Beulen von Querschnittsteilen festgelegt werden (EC 3-1-1, 5.5).
Klasse 1
 
Querschnitte können die plastische Momententragfähigkeit und ausreichend Rotationskapazität
für die plastische Berechnung entwickeln
Klasse 2
 
Querschnitte können die plastische Momententragfähigkeit entwickeln, haben aber nur eine begrenzte Rotationskapazität
Klasse 3
 
Querschnitte können keine plastische Momententragfähigkeit entwickeln, erreichen aber die Streckgrenze in der ungünstigsten Querschnittsfaser
Klasse 4
Querschnitte, bei denen örtliches Beulen vor Erreichen der Streckgrenze auftritt
Die Klassifizierung ist vom c/t-Verhältnis abhängig (s. EC 3-1-1, Tab. 5.2) und steuert die Berechnung der Tragfähigkeit druckbeanspruchter Bauteile.
Für die Berechnung der Tragfähigkeiten der Grundkomponenten werden folgende Materialsicherheitsbeiwerte verwendet.
Beanspruchbarkeit von
... Querschnitten γM0 (EC 3-1-1, 6.1)
... Bauteilen bei Stabilitätsversagen γM1 (EC 3-1-1, 6.1)
... Querschnitten bei Bruchversagen infolge Zugbeanspruchung γM2 (EC 3-1-1, 6.1) bzw.
... Schrauben, Schweißnähten, Blechen auf Lochleibung γM2 (EC 3-1-8, 2.2, Tab. 2.1)
Die Zahlenwerte der Teilsicherheitsbeiwerte können im nationalen Anhang zum Eurocode 3 eingesehen und ggf. verändert werden.
Die folgenden Hinweise betreffen alle Programme der Grundkomponentenbibliothek.
In der Kopfleiste sind Aktionsbuttons zur Programmsteuerung angeordnet:
zu den Eurocode-Dokumenten gehört ein nationaler Anhang, in dem einige Parameter unabhängig vom europäischen Hauptdokument national festgelegt werden.
Die das Programm betreffenden Werte können an dieser Stelle verändert werden.
Allgemeine Informationen zu dem Gebrauch der nationalen Anhänge finden Sie hier.
der Umfang des Statikdokuments kann individuell angepasst werden.
Allgemeine Informationen zur Ausdrucksteuerung finden Sie hier.
die Ergebnisse können direkt am Bildschirm eingesehen werden.
über den Drucker-Button wird der Druckmanager aufgerufen.
der Hilfe-Button öffnet das Online-Hilfemenü.
das Programm kann mit oder ohne Sicherung der Eingabedaten verlassen werden.
In der Eingabeoberfläche werden nur die wesentlichen Parameter zur Berechnung der Grundkomponente eingegeben.
Je Grundkomponente werden nur die Werte angefordert, die für die Durchführung des Nachweises erforderlich sind.
Weitere Werte, die ggf. für die grafische Darstellung benötigt werden, sind im Eingabeblatt blau gekennzeichnet
(s. z.B. Grundkomponente 1, 3, 4 etc.).
Ist zur Berechnung der Tragfähigkeit die Kenntnis von Lasten oder Spannungen notwendig, werden sie braun dargestellt. (s. z.B. Grundkomponente 2, 7 etc.).
Es besteht die Möglichkeit, entweder nur die Tragfähigkeiten zu berechnen oder den entsprechenden Nachweis zu führen und die Ausnutzung zu ermitteln.
Wenn ein Nachweis geführt werden soll, sind entsprechende Bemessungslasten vorzugeben.
Es können maximal 99 Schnittgrößen eingegeben werden, denen jeder eine Beschreibung zugeordnet werden kann.
I.A. muss in den Grundkomponenten mindestens eine Stahlgüte vorgegeben werden.
Die Stahlgüte kann aus einer Liste, die mit den Stahlgüten nach EC 3-1-1, Tab. 3.1, bestückt ist, ausgewählt werden.
Die Rechenparameter werden dann programmintern belegt.
Alternativ können diese Parameter auch vom Anwender selbst festgelegt werden (s. Beschreibung der Basisverbindungen).
Ebenso werden für die Berechnung einiger Grundkomponenten Schraubenparameter verlangt.
Auch diese können entweder über eine Auswahlliste normiert oder selbst vorgegeben werden.
Die Schlüsselweite muss stets angegeben werden; sie steuert bei Festigkeitsklasse 8.8 und 10.9, ob die Schraube vorgespannt wird. Nähere Hinweise hierzu finden Sie in der Beschreibung der Basisverbindungen.
In der Eingabeoberfläche wird die Grundkomponente maßstäblich als Träger-Stützenverbindung dargestellt.
Die geometrischen Eingaben können optisch kontrolliert werden, die Anordnung der Schnittgrößen wird verdeutlicht.
Die Eingabedaten werden programmintern auf Plausibilität und nach Bemessungsvoraussetzungen (s. Vorschriften) überprüft. Treten Widersprüche auf, wird die Grundkomponente in der Eingabeoberfläche nicht dargestellt, es erfolgt eine Fehlermeldung.
Die zur Ermittlung der Tragfähigkeiten benötigten Teilsicherheitsbeiwerte werden am Bildschirm protokolliert. Deren Zahlenwerte sind der Liste von NDPs (national festgelegte Parameter) des nationalen Anhangs entnommen.
In Abhängigkeit der gewählten Ausgabeoptionen wird das Statikdokument zusammengestellt.
Zunächst wird die Grundkomponente in einer Grafik maßstäblich dargestellt.
Anschließend erfolgt das Protokoll der Eingabeparameter. Die Rechenparameter von Stahlgüte und Schraubentyp können zusätzlich (zusätzlich den Info-Button aktivieren) ausgegeben werden. Die verwendeten Teilsicherheitsbeiwerte aus der Eurocode-Liste sind angefügt.
Soll neben der Tragfähigkeit der Nachweis geführt und die maximale Ausnutzung ermittelt werden, sind die Bemessungskräfte eingetragen.
Jetzt werden die Ergebnisse berechnet und je nach gewähltem Ausgabeumfang ausführlich mit sämtlichen Zwischenergebnissen, standard oder minimal ausgegeben.
Den Abschluss bilden die Protokolle der verwendeten Parameter des nationalen Anhangs sowie der
maßgebenden Vorschriften.
Der Statikausdruck ist auch in englischer Sprache verfügbar.
hw Stegblechhöhe
dc Höhe des Stegs zwischen den Ausrundungen (Höhe des geraden Stegteils)
tw Blechdicke des Stegs
r Ausrundungsradius (gewalzte Profile)
g Spalt zwischen Trägerende und Stützenflansch bei Verbindungen mit Flanschwinkeln
t Blechdicke
A Bruttoquerschnittsfläche
Av Schubfläche
As Spannungsfläche (Schrauben)
b Breite
h Höhe
dst Abstand der Stegsteifen
fy Streckgrenze
fu Zugfestigkeit
z Hebelarm vom Druckpunkt zur resultierenden Zugkraft
Indices
c Stütze (column), Druck (compression)
b Träger (beam), Lochleibung (bearing)
w Steg (web)
f Flansch (flange)
a Winkel (angle)
t Zug (tension)
p Platte (plate)
ep Stirnplatte (end plate)
st Stegsteifen
s Stegbleche
1 rechter Trägeranschluss
2 linker Trägeranschluss
j Knotenpunkt der Schwerachsen
Rd Bemessungswiderstand
Ed Bemessungslast
EC 3-1-8, 6.2.6.1, Grundkomponente 1, nur bei Träger-Stützenverbindungen
geschweißte oder geschraubte Verbindungen können bemessen werden
der Stützensteg kann mit Stegblechen oder Stegsteifen ausgesteift sein
die Schlankheit des Stützenstegs ist begrenzt auf (EC 3-1-1, 5.6, Tab. 5.2)
bei beidseitigen Träger-Stützenanschlüssen wird angenommen, dass beide Träger die gleiche Höhe besitzen
Die plastische Schubtragfähigkeit eines nicht ausgesteiften Stützenstegfeldes ergibt sich zu
Avc s. Berechnung allgemeiner Querschnittsgrößen.
Stegsteifen
Werden zusätzliche Stegsteifen in der Druck- und Zugzone der Stütze eingesetzt, wird die plastische Schubtragfähigkeit des Stützenstegfeldes erhöht um
Die plastischen Biegetragfähigkeiten ergeben sich nach EC 3-1-1, 6.2.5, zu
Dabei wird bei zweiseitigen Träger-Stützenanschlüssen angenommen, dass beide Träger etwa die gleiche
Höhe haben.
Bei geschweißten Anschlüssen sollten die Stegsteifen der Stütze in den Achsen der Trägerflansche liegen.
Stegbleche
Wird der Stützensteg durch zusätzliche Stegbleche verstärkt, vergrößert sich die wirksame Schubfläche
(s. Berechnung allgemeiner Querschnittsgrößen).
Voraussetzungen
Stegbleche sollten die gleiche Stahlgüte haben wie die Stütze
Abmessungen
 
Es werden die wesentlichen Parameter zur Berechnung der Tragfähigkeit der Grundkomponente 1 angefordert.
Weitere Werte, die ggf. zur grafischen Darstellung benötigt werden, sind im Eingabeblatt blau gekennzeichnet und werden weder überprüft noch protokolliert.
Die Stahlsorte kann einer Liste der gängigen Typen entnommen werden oder per Hand in das Eigenschaftsblatt eingeben werden (s. Allgemeines zur Programmeingabe).
Die Tragfähigkeit des Stützenstegs kann entweder durch Stegbleche oder durch Stegsteifen erhöht werden.
Stegbleche
Die Abmessungen des Stegblechs (grafische Erläuterung s.o.) werden abgefragt und vor der Ermittlung der Tragfähigkeit überprüft.
Stegbleche können ein- oder beidseitig angeordnet werden, wobei nur die Steifigkeit eines Stegblechs in die Bemessung eingeht.
Die Schweißnähte zwischen Stegblech und Profil sind für die Bemessungswerte der zu übertragenden Kräfte zu bemessen (wird hier nicht durchgeführt).
Stegsteifen
Stegsteifen (grafische Erläuterung s.o.) sind in der Druck- und Zugzone der Stütze einzusetzen.
Bei geschweißten Anschlüssen sollten sie in den Achsen der Trägerflansche liegen, d.h. der Achsabstand der Stegsteifen sollte der Trägerhöhe abzüglich der halben Trägerflanschdicken (dst = hb - (tfbo+ tfbu)/2) entsprechen.
EC 3-1-8, 6.2.6.2, Grundkomponente 2, nur bei Träger-Stützenverbindungen
geschweißte oder geschraubte Verbindungen (mit Stirnblech oder Flanschwinkeln) können bemessen werden
der Stützensteg kann mit Stegblechen ausgesteift sein
Die Tragfähigkeit eines nicht ausgesteiften Stützenstegs ergibt sich zu
dem Abminderungsbeiwert ω (s. Tab. 6.3), um mögliche Interaktionseffekte mit der Schubbeanspruchung im Stützenstegfeld zu erfassen.
Der Abminderungsbeiwert ist abhängig vom Übertragungsparameter β (s. 5.3 (7)) und der Schubfläche Avc (s. Berechnung allgemeiner Querschnittsgrößen).
Dabei ist β abhängig von der Ausführung des Anschlusses (ein- oder zweiseitig) und der Momentenbelastung.
Der Beiwert kann entweder näherungsweise Tab. 5.4 entnommen oder mit den angreifenden Knotenmomenten berechnet werden zu
der wirksamen Breite beff,c,wc des Stützenstegs für Querdruck, die berechnet wird
Dabei sind
s der Radius der Ausrundung bzw. die Länge des Schweißnahtschenkels am Steg,
sp das Ausbreitungsmaß der Druckkraft durch das Stirnblech (Ann.: 45° Lastausbreitung) mit tp < sp < 2·tp.
Abminderungsbeiwert ρ für Plattenbeulen
Abminderungsbeiwert kwc in Abhängigkeit der maximalen Längsdruckspannung im Stützensteg
Wird der Stützensteg durch zusätzliche Stegbleche verstärkt, vergrößert sich die wirksame Stegdicke.
Dann darf die effektive Dicke des Stützenstegs
 
angesetzt werden.
Voraussetzungen
Stegbleche sollten die gleiche Stahlgüte haben wie die Stütze
Abmessungen
 
Die Stützenstegverstärkung wirkt sich damit auch auf die Schubfläche der Stütze aus (s. Berechnung allgemeiner Querschnittsgrößen).
Es werden nur die wesentlichen Parameter zur Berechnung der Tragfähigkeit der Grundkomponente 2 angefordert.
Dabei kann die Stahlsorte einer Liste der gängigen Typen entnommen werden oder per Hand in das Eigenschaftsblatt eingeben werden (s. Allgemeines zur Programmeingabe).
Ist zur Berechnung der Tragfähigkeit die Kenntnis von Lasten oder Spannungen notwendig, werden sie braun
dargestellt (s.u.).
Die Tragfähigkeit des Stützenstegs kann durch Stegbleche verstärkt werden.
Die Abmessungen des Stegblechs (grafische Erläuterung s.o.) werden abgefragt und vor der Ermittlung der Tragfähigkeit überprüft.
Stegbleche können ein- oder beidseitig angeordnet werden.
Die Schweißnähte zwischen Stegblech und Profil sind für die Bemessungswerte der zu übertragenden Kräfte zu bemessen (wird hier nicht durchgeführt).
Die wirksame Breite des Stützenstegs für Querdruck wird in Abhängigkeit der Verbindungsart berechnet.
geschweißte Verbindung
geschraubte Stirnblechverbindung
geschraubte Verbindung mit Flanschwinkeln
Druckspannungen in der Stütze wirken sich auf die Tragwirkung aus.
Daher ist die maximale Längsdruckspannung im Steg (am Ende des Ausrundungsradius bei einem gewalzten Profil oder am Schweißnahtübergang bei einem geschweißten Profil) infolge Druckkraft und Biegemoment in der Stütze zur Berechnung des Abminderungsbeiwerts kwc anzugeben.
Bei Vorbemessungen gilt σcom,Ed = 0 (kwc wird vernachlässigt).
Der Übertragungsparameter β erfasst den Einfluss des Stützenstegfeldes auf die Tragfähigkeit der Grundkomponente.
Er geht in die Berechnung des Abminderungsbeiwerts ω ein. Bei einseitigem Anschluss gilt β = 1, bei zweiseitigem Anschluss mit gleich hohen Trägern und gleich großen Momenten ist β = 0.
EC 3-1-8, 6.2.6.3, Grundkomponente 3, nur bei Träger-Stützenverbindungen
geschweißte oder geschraubte Verbindungen können bemessen werden
der Stützensteg kann mit Stegblechen ausgesteift sein
Die Tragfähigkeit eines nicht ausgesteiften Stützenstegs ergibt sich zu
dem Abminderungsbeiwert ω (s. Tab.6.3), um mögliche Interaktionseffekte mit der Schubbeanspruchung im Stützenstegfeld zu erfassen.
Der Abminderungsbeiwert ist abhängig vom Übertragungsparameter β (s. 5.3 (7)) und der wirksamen Schubfläche Avc (s. Berechnung allgemeiner Querschnittsgrößen).
Dabei ist β abhängig von der Ausführung des Anschlusses (einseitig oder zweiseitig) und der Momentenbelastung.
Der Beiwert kann entweder näherungsweise Tab. 5.4 entnommen oder mit den angreifenden Knotenmomenten berechnet werden zu
der wirksamen Breite beff,t,wc des Stützenstegs für Querzug, die berechnet wird
für eine geschraubte Verbindung: wirksame Länge des äquivalenten T-Stummels für den Stützenflansch
(s. Grundkomponente 4).
Stegbleche
Wird der Stützensteg durch zusätzliche Stegbleche verstärkt, hängt die Tragfähigkeit für Querzug von der Dicke der Längsnähte entlang der Stegbleche ab.
Die effektive Dicke des Stützenstegs darf vergrößert werden bei Verwendung von
 
 
Voraussetzungen
Stegbleche sollten die gleiche Stahlgüte haben wie die Stütze
Abmessungen
 
Die Stützenstegverstärkung wirkt sich damit auch auf die Schubfläche der Stütze aus (s. Berechnung allgemeiner Querschnittsgrößen).
 
Es werden nur die wesentlichen Parameter zur Berechnung der Tragfähigkeit der Grundkomponente 3 angefordert.
Weitere Werte, die ggf. zur grafischen Darstellung benötigt werden, sind im Eingabeblatt blau gekennzeichnet (s.u.); sie werden weder überprüft noch protokolliert.
Die Stahlsorte kann einer Liste der gängigen Typen entnommen werden oder per Hand in das Eigenschaftsblatt eingeben werden (s. Allgemeines zur Programmeingabe).
Die Tragfähigkeit des Stützenstegs kann durch Stegbleche verstärkt werden.
Die Abmessungen des Stegblechs (grafische Erläuterung s.o.) werden abgefragt und vor der Ermittlung der Tragfähigkeit überprüft.
Stegbleche können ein- oder beidseitig angeordnet werden.
Die Schweißnähte um das Stegblech herum sind für die Bemessungswerte der zu übertragenden Kräfte
zu bemessen (wird hier nicht durchgeführt).
Die wirksame Breite des Stützenstegs für Querzug wird in Abhängigkeit der Verbindungsart berechnet
oder vorgegeben.
geschweißte Verbindung
geschraubte Verbindung
Der Übertragungsparameter β erfasst den Einfluss des Stützenstegfeldes auf die Tragfähigkeit der Grundkomponente und geht in die Berechnung des Abminderungsbeiwerts ω ein.
Bei einseitigem Anschluss gilt β = 1, bei zweiseitigem Anschluss mit gleich hohen Trägern und gleich großen Momenten ist β = 0.
EC 3-1-8, 6.2.6.4, Grundkomponente 4, nur bei Träger-Stützenverbindungen
geschweißte oder geschraubte Verbindungen können bemessen werden
bei geschraubten Verbindungen kann der Stützenflansch durch Quersteifen verstärkt sein
Die Tragfähigkeit eines nicht ausgesteiften Stützenflansches ergibt sich zu
mit der wirksamen Breite beff,b,fc des Stützenflansches für Biegung, die berechnet wird mit (s. 4.10)
s ist der Radius der Ausrundung bzw. die Länge des Schweißnahtschenkels am Steg
Voraussetzung
Die Tragfähigkeit eines nicht ausgesteiften oder eines ausgesteiften Stützenflansches wird mit Hilfe des äquivalenten T-Stummelflansches ermittelt.
Das Modell des T-Stummelflansches ist für eine beliebige Anzahl Schraubenreihen mit allerdings nur zwei
Schrauben je Reihe entwickelt worden. Daher können mit dieser Grundkomponente nur Anschlusskonfigurationen
mit zwei Schrauben je Reihe nachgewiesen werden.
Es kann sowohl jede einzelne Schraubenreihe als auch jede Gruppe von Schraubenreihen für die Übertragung der Zugkräfte maßgebend sein.
Eine allgemeine Beschreibung zur Berechnung des äquivalenten T-Stummels finden Sie in der Beschreibung der Basisverbindungen.
Um die Tragfähigkeit von Grundkomponente 4, Stützenflansch mit Biegebeanspruchung, zu ermitteln, muss zunächst die wirksame Länge des äquivalenten T-Stummels bestimmt werden.
Dazu ist die genaue Anordnung der zugbelasteten Schrauben im Stützenflansch einzugeben.
Annahme:
Die Breite des Stützenflansches ist geringer als die Breite des Anschlussblechs (Stirnblech oder Flanschwinkel), d.h. der Achsabstand der außen liegenden Schrauben vom seitlichen Rand des Stützenflansches e2s entspricht emin.
Anschließend wird die Zugtragfähigkeit des T-Stummelflansches für jede einzelne Schraubenreihe sowie für eine Gruppe von Schraubenreihen bestimmt und die zugehörige wirksame Länge protokolliert.
Die wirksame Länge aus Grundkomponente 4 kann auch in Grundkomponente 3 eingehen.
Zur Bildung von Schraubengruppen s.u. Verstärkungen des Stützenstegs.
Quersteifen
Am Stützenflansch angeschweißte Quersteifen erhöhen die Biegetragfähigkeit der Verbindung.
Dabei wird bei zweiseitigen Träger-Stützenanschlüssen angenommen, dass beide Träger etwa
die gleiche Höhe besitzen.
Bei geschweißten Anschlüssen sollten die Quersteifen der Stütze in den Achsen der
Trägerflansche liegen.
Es werden maximal zwei Quersteifen betrachtet.
Ist der Stützenflansch nicht ausgesteift, werden alle zugbeanspruchten Schrauben einer Schraubengruppe zugewiesen.
Werden jedoch Quersteifen angeordnet, ist die Lage einer Quersteife in Bezug auf die erste Schraubenreihe entscheidend.
Befindet sich die erste Schraubenreihe oberhalb der Steife (est > 0), wird diese Reihe nur einzeln betrachtet.
Die Schraubenreihen zwischen den Quersteifen bilden dann eine Schraubengruppe.
Befinden sich dagegen alle Schraubenreihen innerhalb der Quersteifen (est < 0), sind alle Schrauben in der Schraubengruppe vertreten.
Es werden nur die wesentlichen Parameter zur Berechnung der Tragfähigkeit der Grundkomponente 4 angefordert.
Weitere Werte, die ggf. zur grafischen Darstellung benötigt werden, sind im Eingabeblatt blau gekennzeichnet und werden weder überprüft noch protokolliert.
Die Stahlsorte ebenso wie die Schraubengüte und -größe können Listen der gängigen Typen entnommen werden oder per Hand in das Eigenschaftsblatt eingeben werden (s. Allgemeines zur Programmeingabe).
Futterbleche unter den Schraubenmuttern erhöhen die Tragfähigkeit.
Die Tragfähigkeit des Stützenflansches kann durch Quersteifen verstärkt werden.
Die Abmessungen und Lage der Stegsteifen (grafische Erläuterung s.o.) werden abgefragt und vor der Ermittlung der Tragfähigkeit überprüft.
Der Abstand einer Quersteife von der ersten Schraubenreihe beeinflusst die Bildung der Schraubengruppen.
In Abhängigkeit zur eingegebenen Anzahl an Schraubenreihen unter Zugbelastung müssen die Abstände der Schraubenreihen voneinander angegeben werden (d.h. Abstand zwischen den Schraubenreihen 1 und 2: p1-2,
zwischen Schraubenreihen 2 und 3: p2-3).
Da in den Bemessungsgrundlagen innerhalb einer Schraubengruppe lediglich ein gleichmäßiger Abstand vorausgesetzt wird, müssen die eingegebenen Abstände bei nz > 2 gemittelt (p = (Σ pi) / (nz-1) werden.
Es werden nur die wesentlichen Parameter zur Berechnung der Tragfähigkeit der Grundkomponente 4 angefordert.
Die Stahlsorte kann einer Liste der gängigen Typen entnommen werden oder per Hand in das Eigenschaftsblatt eingeben werden (s. Allgemeines zur Programmeingabe).
EC 3-1-8, 6.2.6.5, Grundkomponente 5, bei Träger-Stützenverbindungen und Trägerstößen
geschraubte Verbindungen können bemessen werden
Die Tragfähigkeit eines Stirnblechs wird mit Hilfe des äquivalenten T-Stummelflansches ermittelt.
Das Modell des T-Stummelflansches ist für eine beliebige Anzahl Schraubenreihen mit allerdings nur zwei
Schrauben je Reihe entwickelt worden. Daher können mit dieser Grundkomponente nur Anschlusskonfigurationen
mit zwei Schrauben je Reihe nachgewiesen werden.
Es kann sowohl jede einzelne Schraubenreihe als auch jede Gruppe von Schraubenreihen für die Übertragung der Zugkräfte maßgebend sein.
Eine allgemeine Beschreibung zur Berechnung des äquivalenten T-Stummels finden Sie in der Beschreibung der Basisverbindungen.
Um die Tragfähigkeit von Grundkomponente 5, Stirnblech mit Biegebeanspruchung, zu ermitteln, muss zunächst die wirksame Länge des äquivalenten T-Stummels bestimmt werden.
Dazu ist die genaue Anordnung der zugbelasteten Schrauben im Stützenflansch einzugeben.
Annahme:
Die Breite des Stirnblechs ist geringer als die Breite oder gleich der Breite des Anschlussblechs (Stützenflansch), d.h. der Achsabstand der außen liegenden Schrauben vom seitlichen Rand des Stützenflansches e2 entspricht emin.
Anschließend wird die Zugtragfähigkeit des T-Stummelflansches für jede einzelne Schraubenreihe sowie für eine Gruppe von Schraubenreihen bestimmt und die zugehörige wirksame Länge protokolliert.
Die wirksame Länge aus Grundkomponente 5 kann auch in Grundkomponente 8 eingehen.
Die Trägerflansche gelten als Quersteifen der Stirnblechverbindung.
Wird ein Überstand des Stirnblechs über dem Trägerzugflansch angegeben, befindet sich die erste Schraubenreihe in dem Überstand; ansonsten werden alle Schraubenreihen zwischen Zug- und Druckflansch des Trägers angeordnet.
Befindet sich die erste Schraubenreihe oberhalb des Trägerzugflansches, wird diese Reihe nur einzeln betrachtet.
Die Schraubenreihen zwischen den Flanschen bilden dann eine Schraubengruppe.
Befinden sich dagegen alle Schraubenreihen innerhalb der Trägerflansche, sind alle Schrauben in der
Schraubengruppe vertreten.
Es werden nur die wesentlichen Parameter zur Berechnung der Tragfähigkeit der Grundkomponente 5 angefordert.
Die Stahlsorte ebenso wie die Schraubengüte und -größe können Listen der gängigen Typen entnommen werden oder per Hand in das Eigenschaftsblatt eingeben werden (s. Allgemeines zur Programmeingabe).
In Abhängigkeit zur eingegebenen Anzahl an Schraubenreihen unter Zugbelastung müssen die Abstände der Schraubenreihen voneinander angegeben werden (d.h. Abstand zwischen den Schraubenreihen 1und 2: p1-2).
Da in den Bemessungsgrundlagen innerhalb einer Schraubengruppe ein gleichmäßiger Abstand der
Schraubenreihen vorausgesetzt wird, ist auf der sicheren Seite liegend der minimale Abstand zwischen den Schraubenreihen der Gruppe maßgebend.
Bei vier Schrauben je Schraubenreihe sind zusätzlich die Breite und Stahlgüte des Trägerflanschs sowie der Abstand der äußeren zur inneren Schraube anzugeben. Es gilt
EC 3-1-8, 6.2.6.6, Grundkomponente 6, bei Träger-Stützenverbindungen
geschraubte Verbindungen können bemessen werden
Die Tragfähigkeit einer Verbindung mit Flanschwinkeln wird mit Hilfe des äquivalenten T-Stummelflansches ermittelt.
Das Modell des T-Stummelflansches ist für eine beliebige Anzahl Schraubenreihen mit allerdings nur zwei
Schrauben je Reihe entwickelt worden. Daher können mit dieser Grundkomponente nur Anschlusskonfigurationen
mit zwei Schrauben je Reihe nachgewiesen werden.
Bei Verbindungen mit Flanschwinkeln wird nur eine einzelne Schraubenreihe zwischen Winkel und Stützenflansch für die Übertragung der Zugkräfte angenommen.
Eine allgemeine Beschreibung zur Berechnung des äquivalenten T-Stummels finden Sie in der Beschreibung der Basisverbindungen.
Zwischen Winkel und Trägerflansch können mehrere Schraubenreihen auftreten, die jedoch hier nicht bemessungsrelevant sind.
Die wirksame Länge des äquivalenten T-Stummelflansches einer Flanschwinkel-Verbindung ist mit leff = 0.5 ba anzusetzen, wobei die Länge des Winkels ba nicht identisch mit der Breite des Träger- oder Stützenflansches
zu sein braucht.
Die Breite des offenen Spalts zwischen Träger und Stützenflansch beeinflusst die Größe des Abstands m zwischen Schraubenachse und T-Stummelsteg (Winkelschenkel 2).
Es werden nur die wesentlichen Parameter zur Berechnung der Tragfähigkeit der Grundkomponente 6 angefordert.
Die Stahlsorte ebenso wie die Schraubengüte und -größe können Listen der gängigen Typen entnommen werden oder per Hand in das Eigenschaftsblatt eingeben werden (s. Allgemeines zur Programmeingabe).
Zwischen Träger und Stützenflansch kann ein Spalt entstehen, der das Tragverhalten der Verbindung beeinflusst. Die Spaltbreite sowie der Abstand der Schraubenachse vom Zugrand des Winkels sind anzugeben.
EC 3-1-8, 6.2.6.7, Grundkomponente 7, bei Träger-Stützenverbindungen und Trägerstößen
sowohl Trägerflansch und -steg als auch Stützenflansch und -steg können bemessen werden
der Querschnitt kann gevoutet sein
die Beanspruchung setzt sich aus Biegung mit Querkraft zusammen
es liegt keine Torsion vor
Die Tragfähigkeit von Trägerflansch und -steg bei Druckbeanspruchung ergibt sich zu
Die plastische Querkrafttragfähigkeit ergibt sich zu
(s. Berechnung allgemeiner Querschnittsgrößen).
Unterschreitet die einwirkende Querkraft die Hälfte der plastischen Querkraftbeanspruchbarkeit, muss die Momententragfähigkeit nicht abgemindert werden.
Die Abminderung erfolgt durch eine Reduzierung der Streckgrenze auf
Die Biegetragfähigkeit ergibt sich zu
wobei sich Wel,min und Weff,min auf die Querschnittsfaser mit der maximalen Normalspannung beziehen.
Annahme: Weff,min = Wel,min.
Es werden nur die wesentlichen Parameter zur Berechnung der Tragfähigkeit der Grundkomponente 7 angefordert.
Die Stahlsorte kann einer Liste der gängigen Typen entnommen werden oder per Hand in das Eigenschaftsblatt eingeben werden (s. Allgemeines zur Programmeingabe).
Ist zur Berechnung der Tragfähigkeit die Kenntnis von Lasten oder Spannungen notwendig, werden sie
braun dargestellt (s.u.).
Da die Eingabe zur Bemessung der Grundkomponenten nicht vom Profiltyp abhängig sein soll, müssen profilbezogene Daten 'per Hand' eingegeben werden.
Die Schubfläche Av wird nur verlangt, wenn ein Bemessungswert der einwirkenden Querkraft VEd zur Berücksichtigung der Momenten-Querkraft-Interaktion definiert wird.
Bei gevouteten Trägern beziehen sich sämtliche profilbezogenen Daten auf die Gesamthöhe einschließlich Voute.
EC 3-1-8, 6.2.6.8, Grundkomponente 8, bei Träger-Stützenverbindungen und Trägerstößen
Tragfähigkeitsberechnung eines Trägerstegs mit Zugbelastung bei geschraubten Stirnblechverbindungen
Die Tragfähigkeit eines Trägerstegs mit Zugbeanspruchung ergibt sich zu
mit der wirksamen Breite beff,t,wb des Trägerstegs mit Zug, die für eine Stirnblechverbindung mit der wirksamen
Länge des äquivalenten T-Stummel-Modells für das Stirnblech mit Biegebelastung (s. Grundkomponente 5) gleichzusetzen ist.
Es werden nur die wesentlichen Parameter zur Berechnung der Tragfähigkeit der Grundkomponente 8 angefordert.
Die Stahlsorte kann einer Liste der gängigen Typen entnommen werden oder per Hand in das Eigenschaftsblatt eingeben werden (s. Allgemeines zur Programmeingabe).
Die wirksame Breite des Trägerstegs für Zug muss vorgegeben werden.
EC 3-1-1, 6.2, Grundkomponente 9, bei Träger-Stützenverbindungen und Trägerstößen
wahlweise kann die Tragfähigkeit eines Blechs mit Zug- oder mit Druckbeanspruchung berechnet werden
Zugbelastung
Der Bemessungswert der Zugbeanspruchbarkeit eines Querschnitts mit Löchern ergibt sich als der kleinere Wert von
dem Bemessungswert der plastischen Beanspruchbarkeit des Bruttoquerschnitts
und dem Bemessungswert der Zugbeanspruchbarkeit des Nettoquerschnitts längs der kritischen Risslinie
durch die Löcher
Druckbelastung
Der Bemessungswert der Druckbeanspruchbarkeit ist anzusetzen mit
 
Schubbelastung
Der Bemessungswert der Schubbeanspruchbarkeit ist anzusetzen mit
 
Es werden nur die wesentlichen Parameter zur Berechnung der Tragfähigkeit der Grundkomponente 9 angefordert.
Die Stahlsorte kann einer Liste der gängigen Typen entnommen werden oder per Hand in das Eigenschaftsblatt eingeben werden (s. Allgemeines zur Programmeingabe).
Bei Zugbeanspruchung ist neben Stahlgüte, Blechdicke und Blechbreite die Netto-Blechbreite, d.h. die Blechbreite unter Lochabzug, anzugeben. Die Netto-Querschnittsfläche ergibt sich dann zu Anet = t · bnet.
Bei Druckbeanspruchung ist zusätzlich die Querschnittsklasse des Profils (s. Klassifizierung von Querschnitten) vorzugeben.
EC 3-1-8, 6.2.6.4 bis 6, Grundkomponente 10, bei Träger-Stützenverbindungen und Trägerstößen
Schrauben sind die Verbindungsmittel der Grundkomponenten 4 (Stützenflansch mit Biegebeanspruchung), 5 (Stirnblech mit Biegebeanspruchung) und 6 (Flanschwinkel mit Biegebeanspruchung).
In dieser Grundkomponente wird die Zugtragfähigkeit normaler und Edelstahl-Schrauben nach Kategorie D ermittelt.
Nähere Informationen finden Sie in der Programmbeschreibung der Basisverbindungen zur Berechnung der Zugtragfähigkeit von Schrauben.
Es werden nur die wesentlichen Parameter zur Berechnung der Tragfähigkeit der Grundkomponente 10 angefordert.
Die Schraubenparameter können Listen der gängigen Typen und Güten entnommen werden oder per Hand in das Eigenschaftsblatt eingeben werden (s. Allgemeines zur Programmeingabe).
EC 3-1-8, 3.6, Grundkomponente 11, bei Träger-Stützenverbindungen und Trägerstößen
In dieser Grundkomponente wird die Abschertragfähigkeit von normalen und Edelstahl-Schrauben nach
Kategorie A ermittelt.
Nähere Informationen finden Sie in der Programmbeschreibung der Basisverbindungen zur Berechnung der Abschertragfähigkeit von Schrauben.
Es werden nur die wesentlichen Parameter zur Berechnung der Tragfähigkeit der Grundkomponente 11 angefordert.
Die Schraubenparameter können Listen der gängigen Typen und Güten entnommen werden oder per Hand in das Eigenschaftsblatt eingeben werden (s. Allgemeines zur Programmeingabe).
Ein Futterblech muss nur angegeben werden, wenn die Schraube die Scherkraft über das Futterblech überträgt.
Die Schertragfähigkeit ist von der Lage der Scherfuge zum Schraubenschaft abhängig. Sie ist geringer, wenn das Gewinde in der Scherfuge liegt.
EC 3-1-8, 3.6, Grundkomponente 12, bei Träger-Stützenverbindungen und Trägerstößen
In dieser Grundkomponente wird die Lochleibungstragfähigkeit normaler und Edelstahl-Schrauben nach
Kategorie A ermittelt.
Nähere Informationen finden Sie in der Programmbeschreibung der Basisverbindungen zur Berechnung der Lochleibungstragfähigkeit von Schrauben.
Es werden nur die wesentlichen Parameter zur Berechnung der Tragfähigkeit der Grundkomponente 12 angefordert.
Die Stahlgüten und Schraubenparameter können Listen der gängigen Typen und Güten entnommen werden oder per Hand in das Eigenschaftsblatt eingeben werden (s. Allgemeines zur Programmeingabe).
Die Lochleibungstragfähigkeit betrifft Schraube und Anschlussblech, da die Zugkraft die Kontaktflächen von Schraube und Blech belastet.
Das Blech kann, je nach Position der Schraube, einen größeren oder kleineren Widerstand bieten. Daher sind
neben der Blechdicke (s.o.) auch die Randabstände e und die Abstände zu den Nachbarschrauben (Lochabstände) einzugeben.
In Kraftrichtung wird zwischen Rand- und Innenschrauben unterschieden; quer zur Kraftrichtung werden - wie bei allen Schraubenverbindungen der Grundkomponenten - stets nur zwei Randschrauben angenommen.
EC 3-1-8, 4, Grundkomponente 19, bei Träger-Stützenverbindungen und Trägerstößen
In dieser Grundkomponente wird die Tragfähigkeit einer doppelseitigen Schweißnaht ermittelt.
Nähere Informationen finden Sie in der Programmbeschreibung der Basisverbindungen zur Berechnung
der Schweißnähte.
Es werden nur die wesentlichen Parameter zur Berechnung der Tragfähigkeit der Grundkomponente 19 angefordert.
Die Stahlgüten können Listen der gängigen Güten entnommen werden oder per Hand in das Eigenschaftsblatt eingeben werden (s. Allgemeines zur Programmeingabe).
Die Schweißnaht kann als Kehl- oder Stumpfnaht ausgeführt sein.
Die wirksame Nahtlänge und der Öffnungswinkel der Naht sowie die Blechdicken der zu verschweißenden Bauteile müssen angegeben werden.
Bei der Ermittlung der Tragfähigkeit von Kehlnähten können Futterbleche berücksichtigt werden.
Ist die Stumpfnaht durchgeschweißt, braucht keine Nahtdicke vorgegeben zu werden, da sie der
Blechdicke t2 entspricht.
Wird der Öffnungswinkel einer Stumpfnaht mit φ = 0° angegeben, wird in den Darstellungen ein geschweißter Trägerstoß gezeichnet; die Berechnung ändert sich jedoch nicht.
EC 3-1-8, 6.2.6.7, Grundkomponente 20, bei Träger-Stützenverbindungen und Trägerstößen
Mit dieser Grundkomponente wird die Tragfähigkeit einer Trägervoute ermittelt.
Dazu werden für die Voute-Stützen-Verbindung der gevoutete Trägerflansch und -steg mit Druckbeanspruchung (Grundkomponente 7) und für die Voute-Träger-Verbindung der Trägersteg mit Querdruckbeanspruchung (Grundkomponente 2) untersucht.
Da die Tragfähigkeiten einer Trägervoute an zwei verschiedenen Stellen (Anschnitt Voute-Stütze und Lagerung
Träger-Voute) ermittelt werden, sind auch für die beiden Stellen zwei i.A. voneinander unabhängige Beanspruchungsgrößen vorzugeben.
Die Ermittlung der Tragfähigkeit erfolgt
für die Verbindung der Voute an die Stütze nach Grundkomponente 7 und
für die Verbindung der Voute an den Träger nach Grundkomponente 2
Dafür gelten folgende Voraussetzungen, die stets abgeprüft werden
die Stahlgüte der Voute entspricht der Stahlgüte des Trägers
es muss gelten: tf,v ≥ tf,b und bf,v ≥ bf,b und tw,v ≥ tw,b
Winkel αv ≤ 45°
Beträgt die Höhe des Trägers einschließlich Voute mehr als 600 mm, ist der Beitrag des Trägerstegs zur Tragfähigkeit bei Druckbeanspruchung auf 20 % zu begrenzen.
Die Querkraft zur Berücksichtigung der Momenten-Querkraft-Interaktion wird ignoriert.
Die Profilhöhe entspricht der Trägerhöhe einschließlich Voute h = hb + hv mit hv = Lv · tan αv, die Flanschdicke
ist tf = tfv.
Die Widerstandsmomente sind für den Gesamtquerschnitt (Träger mit Voute) zu ermitteln.
Weitere Informationen zur Berechnung der Tragfähigkeit finden Sie hier.
Die Längsdruckspannung im Trägersteg zur Berechnung des Abminderungsbeiwerts kw wird ignoriert.
Zur Berechnung der Steghöhe zwischen den Ausrundungen wird tfo = tfu = tf,b angenommen, daraus ergibt sich
db = hb - 2 (tf,b + sb).
Stegverstärkungen werden nicht unterstützt.
Weitere Informationen zur Berechnung der Tragfähigkeit finden Sie hier.
Es werden nur die wesentlichen Parameter zur Berechnung der Tragfähigkeit der Grundkomponente 20 angefordert.
Die Stahlgüten können Listen der gängigen Güten entnommen werden oder per Hand in das Eigenschaftsblatt eingeben werden (s. Allgemeines zur Programmeingabe).
Die Bedeutungen der geometrischen Parameter können der obigen Skizze entnommen werden.
Die Tragfähigkeit einer Voute wird an zwei verschiedenen Stellen berechnet und nachgewiesen.
Es ist dem Anwender freigestellt,
beide Stellen oder
nur den Anschnitt Voute-Stütze oder
nur den Lagerbereich Voute-Träger
zu berechnen.
Zur Ermittlung der Tragfähigkeiten sind weitere Eingaben notwendig
Am Anschnitt Voute-Stütze beziehen sich die Widerstandsmomente auf die Gesamthöhe (Träger mit Voute), wobei der untere Trägerflansch vernachlässigt werden darf.
Am Anschnitt Voute-Träger wird die Schubfläche auf die Trägerhöhe bezogen.
 
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