 |
|
| Seite erweitert Juni 2026 |
 |
Kontakt |
 |
|
|
Programmübersicht |
 |
|
|
Bestelltext |
|
|
|
| Infos auf dieser Seite |
... als pdf |
 |
|
 |
|
Rechenlaufsteuerung ............. |
|
|
|
allgemeine Erläuterungen ....... |
|
|
|
Zuglasche ............................. |
|
|
|
Profile / Verstärkungen ......... |
|
|
|
Komponentenmethode ............ |
|
|
|
Schubfeld .............................. |
|
|
|
Anschlussparameter .............. |
|
|
|
Teilschnittgrößen .................... |
|
|
|
Beulen ................................... |
|
|
|
Schnittgrößen ....................... |
|
|
|
Nachweise ............................. |
|
|
|
Rahmenecke mit Zuglasche |
|
|
|
Schnittgrößenimport .............. |
|
|
|
Schweißnähte ........................ |
|
|
|
Rotationssteifigkeit ................. |
|
|
|
Ergebnisübersicht ................... |
|
|
|
Stegsteifen ........................... |
|
|
|
Rotationskapazität .................. |
|
|
| |
|
Zugblech ............................... |
|
|
|
nationale EC-Anhänge ............ |
|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
im Register 1 befinden sich die Angaben
zur Rechenlaufsteuerung sowie zu den Baustoffen. |
|
|
 |
|
| Bild vergrößern |
 |
|
|
|
|
|
| Allgemeines |
|
|
Das Programm 4H-EC3RE stellt
eine Vielzahl einstellbarer Parameter zur Verfügung, um beliebige Rahmenecken
oder T-Anschlüsse abbilden zu können. |
| Um den Eingabeaufwand für Standard-Verbindungen
gering zu halten, besteht die Möglichkeit, die Anzahl an Einstellvariationen zu reduzieren. |
| Bei Deaktivierung des Buttons weitere Einstellungen werden
einige Parameter nicht mehr auf der Eingabeoberfläche dargestellt
und programmintern auf sinnvolle Werte gesetzt. |
|
| Zudem können die Eingabedaten über
die Copy-Paste-Funktion von einem Bauteil in ein anderes exportiert bzw. gesichert werden. |
|
 |
|
|
Dazu ist der
aktuelle Datenzustand über den Button Daten exportieren in die Zwischenablage zu
kopieren
und anschließend über den Button Daten
importieren aus der Zwischenablage in das aktuell geöffnete
Bauteil
zu übernehmen. |
Diese Funktionalität ermöglicht es außerdem,
die Eingabedaten aus dem Programm 4H-EC3RE, Rahmenecken,
in die Programme 4H-EC3BT,
biegesteife Trägeranschlüsse, 4H-EC3TT, Biegestoß mit
thermischer Trennschicht,
4H-EC3LS, Laschenstoß, etc. zu übertragen.
Die Daten können i.A. zurücktransportiert werden. |
|
|
|
|
| Vorschriften |
|
|
| Im Programm 4H-EC3RE werden folgende Vorschriften
eingehalten (s. Berechnungsmethode) |
 |
EC 0 - Grundlagen der Tragwerksplanung |
|
EC 3-1-1 - Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten |
|
EC 3-1-8 - Bemessung von Anschlüssen |
|
|
| Die Vorschriften des EC 3 der ersten Generation (Ausg. 2010) sowie deren
aktualisierte Fassungen (Ausg. 2025) sind im Programm hinterlegt und können nach Bedarf ausgewählt werden.. |
|
|
|
| Die Normenbezüge dieses Dokuments beziehen sich
auf die aktuellen Vorschriften aus dem Jahr 2025. Unterschiede gegenüber
den Vorgängerversionen
sind gekennzeichnet. |
|
|
|
|
| Teilsicherheitsbeiwerte |
|
|
| Im Programm 4H-EC3RE werden für den Nachweis
von Träger-Stützenanschlüssen
nach EC 3-1-8 folgende Teilsicherheitsbeiwerte herangezogen |
|
|
|
Die Werte können entweder den entsprechenden Normen
(s. Nationaler Anhang)
entnommen oder
vom Anwender vorgegeben werden. |
| Bei reduzierter Eingabe werden die genormten Teilsicherheitsbeiwerte
für Anschlüsse übernommen. |
|
|
|
|
| Stahlsorte |
|
|
| Jedem Verbindungselement kann ein eigenes Material zugeordnet werden. |
Der Übersichtlichkeit halber kann an dieser Stelle
eine einheitliche Stahlgüte für die Verbindungsbleche (Stütze,
Träger, Stirnblech, Stegbleche, Stegsteifen,
Futterbleche) gewählt werden. |
|
|
|
Da die Beschreibung der Stahlparameter für Verbindungen
nach EC 3 programmübergreifend identisch ist,
wird auf die allgemeine
Beschreibung der Stahlsorten verwiesen. |
|
| Bei reduzierter Eingabe kann eine einheitliche
Stahlsorte für alle Verbindungsbleche gewählt werden. |
|
|
|
|
| Schrauben |
|
|
| Um eine Stirnblechverbindung nachzuweisen,
sind Schraubengröße, Festigkeitsklasse sowie ggf. Futterblechdicken anzugeben. |
| Bei beidseitiger Verbindung (T-Anschluss) wird jeder
Anschlussseite eine eigene Schraubengröße/-festigkeit zugeordnet. |
| Der Übersichtlichkeit halber kann an dieser Stelle
eine einheitliche Schraubengröße/-festigkeit gewählt
werden. Anschlussspezifische Parameter werden an entsprechender Stelle festgelegt. |
|
Eine große Schlüsselweite setzt neben größeren
Schraubenabmessungen bei Schrauben der Festigkeitsklassen
8.8 oder 10.9 voraus, dass es sich um vorgespannte Schrauben (HV) handelt. |
|
|
|
Da die Beschreibung der Schraubenparameter für
Verbindungen nach EC3 programmübergreifend identisch ist,
wird auf die allgemeine Beschreibung der Schrauben verwiesen. |
| Bei reduzierter Eingabe kann nur eine einheitliche
Schraubensorte gewählt werden. |
|
|
|
|
| Anschlusstyp |
|
|
| Es werden zwei Anschlusskonfigurationen unterschieden |
|
 |
|
Stützenkopfverbindungen können entweder einseitig
als Rahmenecken oder beidseitig als T-Anschlüsse erfolgen,
wobei
eine Rahmenecke rechts- oder linksseitig angeschlossen werden kann. |
| Bei beidseitigen Anschlüssen können sich die Trägerprofile
sowie die Verbindungsarten unterscheiden. |
|
| Horizontale (Var. 2) sowie diagonale (Var. 3) Verbindungen werden als einseitige
Anschlüsse aufgefasst. |
| Diese Einstellung wird bei der Parameterauswahl auf
den nachfolgenden Registerblättern berücksichtigt. |
|
|
|
|
| Komponentenmethode |
|
|
| Bei der Komponentenmethode wird das komplexe Tragschema einer biegesteifen Verbindung in einfacher
zu berechnende Grundkomponenten (s. EC 3-1-8, Tab. 8.1) zerlegt. |
| Je nach Anschlussgeometrie kommen teilweise unterschiedliche
Grundkomponenten (Gk) zum Tragen. |
Im Programm werden nur diejenigen Gkn aufgeführt,
die für die Bemessung einer Rahmenecke
maßgebend
werden können. |
| Der Anwender kann wählen, ob er eine komplette
Berechnung wünscht oder nur ausgewählte Grundkomponenten
nachgewiesen haben möchte. |
|
|
|
| Bei reduzierter Eingabe können keine benutzerspezifischen
Grundkomponenten ausgewählt werden. |
|
|
|
|
| Nachweise |
|
|
| Das Programm 4H-EC3RE weist
die Tragfähigkeit
einer Verbindung über
die Komponentenmethode nach. |
| Dabei werden je Anschlussgeometrie (s. Register
3,4) nur die relevanten Tragfähigkeiten ermittelt und
optional Nachweise geführt. |
| Es gilt |
|
| bei Stirnblechanschlüssen mit dominierender
Normalkraftbeanspruchung führt die MNV-Interaktion i.A. zu wirtschaftlicheren Ergebnissen |
|
|
die Abscher-/Lochleibungstragfähigkeit
aus Querkraftbeanspruchung ist nur für geschraubte
Verbindungen relevant. |
Auf der sicheren Seite
liegend kann die Querkrafttragfähigkeit mit einem vereinfachten
Verfahren
ermittelt werden. |
|
|
| zusätzlich oder alternativ zu den
Nachweisen mit der Komponentenmethode nach EC 3-1-8, Anh. B, können
die berechneten Grundkomponenten auch mit Teilschnittgrößen nachgewiesen
werden |
|
|
ist eine Voute angeordnet, kann neben dem
Anschluss der Voute an die Stütze zusätzlich der
Anschluss der
Voute an den Träger berücksichtigt werden. |
Ebenso kann bei einer geschweißten
Rahmenecke (Variante 1) der Stirnblechstoß im Träger
zusätzlich
nachgewiesen
werden. |
| Analog hierzu wird bei der diagonalen Rahmenecke
(Var. 3) der Stirnblechstoß der Stütze nachgewiesen. |
|
|
Schweißnähte werden bei geschweißten Verbindungen und Stirnblechverbindungen
über den
Linienquerschnitt nachgewiesen. |
| Es kann zwischen dem richtungsbezogenen und dem vereinfachten Verfahren unterschieden werden. |
|
|
| das Schweißverfahren geht in die Nachweise
der Schweißnähte und der Stegsteifen ein |
|
|
|
|
|
|
bei besonders hoch belasteten Rahmenecken
sowie bei sehr hohen Trägern ist
die Beulsicherheit nachzuweisen |
| Hierbei können entweder die Methode der reduzierten
Spannungen oder das Verfahren der wirksamen Fläche verwendet werden. |
|
|
| die Querschnittstragfähigkeiten
der Profile sowie der Stegsteifen (Rippen) können mit
dem elastisch-plastischen und elastisch-elastischen Verfahren
berechnet werden |
|
|
|
|
|
| Bei Bedarf kann die Rotationssteifigkeit der Verbindung für die berechneten Grundkomponenten ermittelt werden. |
| Dabei ist es nicht relevant, ob die komplette
Berechnung aktiviert ist oder benutzerdefinierte Grundkomponenten ausgewählt sind. |
| Optional können Querschnittsnachweise des
Trägers und der Stütze (Variante 1) bzw. der Stütze und des Trägers (Variante 2) für die eingegebenen Schnittgrößenkombinationen
in der Anschlussebene geführt werden. |
|
| Bei reduzierter Eingabe werden
alle erforderlichen Nachweise geführt. |
|
|
|
|
| Verschiedenes |
|
|
T-Anschlüsse: Zur Berechnung
von Gleichgewichtssystemen und bei händischer Eingabe
der Schnittgrößen
empfiehlt es sich die Schnittgrößen
einer Anschlussseite vom Programm berechnen zu lassen.
Bei Aktivierung dieser Option
werden die Schnittgrößen des Stützenanschnitts berechnet. |
Des Weiteren bietet eine Gleichgewichtskontrolle die Möglichkeit, händisch eingegebene Schnittgrößen zu kontrollieren. Sie wird nur durchgeführt, wenn Schnittgrößen nicht vom Programm berechnet werden.
Die Gleichgewichtskontrolle wird im Endergebnis protokolliert. |
|
|
|
Das Programm 4H-EC3RE bietet
die Möglichkeit, die zur visuellen Kontrolle vorhandenen
Bildschirmgrafiken
entweder innerhalb des jeweiligen Eingabefensters
anzuordnen oder in einem separaten Fenster anzuzeigen,
um die Eingaberegister optimal für die Dateneingabe auszunutzen. |
|
| Schweißnähte, Schrauben, Profile
und Abstände sind maßstabsgetreu dargestellt. |
| Ebenso sind die wesentlichen Parameter der Abmessungen
bezeichnet. |
|
 |
|
|
|
|
|
 |
|
 |
im Register 2 befinden sich die Angaben
zum Stützenprofil und zu den Trägerprofilen. |
|
|
 |
|
| Bild vergrößern |
|
|
|
|
|
Die Normenbezüge dieses Dokuments beziehen sich
auf die aktuellen Vorschriften aus dem Jahr 2025
(s. Berechnungsmethode). Unterschiede gegenüber den Vorgängerversionen
sind gekennzeichnet. |
|
|
| Profile |
|
|
| Die Parameter der Anschlussprofile können entweder
über den pcae-eigenen Profilmanager in das Programm importiert werden oder als typisiertes
Stahlprofil parametrisiert eingegeben werden. |
|
| Um ein Profil aus dem Angebot des Profilmanagers zu
wählen, ist der grün unterlegte Pfeil zu betätigen. |
| Das externe Programm wird aufgerufen und ein Profil
kann aktiviert werden. |
| Bei Verlassen des Profilmanagers werden die
benötigten Daten übernommen und der Profilname protokolliert. |
|
 |
|
|
| Zur Definition eines parametrisierten Profils wird zunächst
seine Klasse über eine Listbox festgelegt, anhand derer bestimmt
wird, welche weiteren Parameter freigelegt werden. |
| Das Programm kann Rahmenecken
oder T-Anschlüsse mit Doppel-T-Profilen berechnen, die als I, H-,
DIL-, S-, W-Profile pcae-intern bekannt sind. |
| Andere Profilklassen sind in der Listbox farblich gekennzeichnet,
können protokolliert und gezeichnet, jedoch als Verbindungselement nicht verwendet werden. |
Bei gewalzten Profilen werden die Ausrundungsradien
zwischen Flansch und Steg geometrisch berücksichtigt,
während geschweißte Blechprofile mit Schweißnähten zusammengefügt sind. |
|
 |
|
|
|
| Es kann zwischen Kehlnähten und
durchgeschweißten Stumpfnähten unterschieden werden. |
| Diese Schweißnähte werden nicht nachgewiesen. |
|
 |
|
|
Bei reduzierter Eingabe (s. Register 1) sind die Profil-
abmessungen symmetrisch, d.h. es gilt bei Doppel-T-
Profilen bfu = bfo, tfu =
tfo. |
|
| Gewalzte Doppel-T-Profile haben einen
einheitlichen Ausrundungswinkel (ro = ru). |
| Geschweißte Doppel-T-Profile weisen einheitliche
Schweißnähte auf (au = ao). |
|
 |
|
|
|
|
|
| Verstärkungen |
|
|
| Die Querschnittsprofile können zur Verstärkung
des Stegs mit Stegblechen und/oder Stegsteifen ausgeführt werden. |
Zudem bietet die Anordnung von Dreieckrippen
zwischen Träger- und Stützenflansch sowie von Zwischensteifen
im Stützenprofil im Bereich des jeweiligen Trägers
eine weitere Möglichkeit zur Verstärkung der Verbindung. |
|
|
|
| Stegbleche können ein- oder beidseitig angeordnet werden. |
| Einseitig angeordnete Stegbleche müssen n. EC
3-1-8:2025, A.4.1.4 (4)a), das Stegblech komplett abdecken, während
sie n. EC 3-1-8:2010, 6.2.6.1 (9) mindestens so groß sein sollten,
dass die umlaufende Schweißnaht
as an die Eckausrundung heranreicht. |
| Beidseitig des Stegs angeordnete Stegbleche können
n. EC 3-1-8:2025, A.4.1.4 (4)b), auch kontaktlos von Flansch zu Flansch
ausgeführt
werden. Eine umlaufende Schweißnaht, wie sie zur Aussteifung
des Schubfelds erforderlich ist, kann allerdings nur bei gleichzeitiger
Anordnung von Quersteifen realisiert werden. |
| Weiterhin sollten ihre Abmessungen
folgende Bedingungen erfüllen |
|
| sie sollten die gleiche Stahlgüte
wie das Profil aufweisen (EC 3-1-8, A.4.1.4 (3)) |
|
|
die Länge ls sollte so groß
sein, dass sich das zusätzliche Stegblech über
die effektive Breite des Steges unter
der Querzugbeanspruchung
und der Querdruckbeanspruchung hinaus erstreckt (EC 3-1-8, A.4.1.4 (5)) |
|
|
die Dicke ts des zusätzlichen
Stegblechs sollte mindestens der Stützenstegdicke
entsprechen
(EC 3-1-8, A.4.1.4 (2)) |
|
|
| die Breite bs sollte entweder
der Stegblechhöhe dw (Kontakt, EC 3-1-8,
A.4.1.4 (4)a)) oder der lichten Steghöhe hw (ohne
Kontakt, EC 3-1-8, A.4.1.4 (4)b)) entsprechen |
|
|
| n. EC 3-1-8:2010,
6.2.6.1 (13) sollte die Breite bs kleiner
sein als 40 · ε · ts sein |
|
|
|
| Es besteht die Möglichkeit, die Abmessungen des
Stegblechs vom Programm sinnvoll belegen zu lassen, d.h. |
|
| bei ts = 0 entspricht die Stegblechdicke
der Stegdicke des Profils |
|
|
| bei bs = 0 wird die Stegblechbreite
entsprechend der Stegblechhöhe des Profils
(ohne Ausrundung bzw. Schweißnaht) gesetzt |
|
|
| bei ls = 0 wird die Stegblechlänge
gleich der Gesamthöhe des angeschlossenen Profils gesetzt. Falls zusätzlich
Stegsteifen angeordnet sind, wird die Stegblechlänge
in die Steifen eingepasst. |
|
|
|
| Bei reduzierter Eingabe wird die Stegblechlänge vom
Programm berechnet. |
| Die umlaufende Schweißnaht wird i.A. als Kehlnaht ausgeführt.
Entspricht die Nahtdicke der Blechdicke, wird eine voll durchgeschweißte Stumpfnaht bemessen. |
|
|
|
| Stegsteifen (Rippen) werden beidseitig an Flansch und
Steg des Profils angeschweißt. Die Länge der Stegsteifen kann bei T-Anschlüssen verändert werden,
muss aber aus konstruktiven Gründen den folgenden Anforderungen
genügen |
|
| die maximale Länge der Stegsteifen
kann die lichte Steghöhe
(einschl. Ausrundung bzw. Schweißnaht) nicht überschreiten |
|
|
| ist die Länge kleiner als die zweifache
Aussparungslänge, wird sie gleich der maximalen
Länge gesetzt |
|
|
die Breite der Stegsteifen kann die minimale lichte Flanschbreite
(Abstand vom Rand des Profilflanschs
zum Steg) nicht überschreiten |
|
|
| ist die Breite kleiner als die zweifache Aussparungslänge,
wird sie gleich der maximalen Breite gesetzt |
|
|
|
| Die Stegsteifen können
nachgewiesen werden. |
|
| Es besteht die Möglichkeit, die Abmessungen der
Steifen vom Programm sinnvoll belegen zu lassen, d.h. |
|
| bei bst = 0 wird die Breite
einer Stegsteife entsprechend der minimalen lichten Flanschbreite
gesetzt |
|
|
| bei lst = 0 wird die Länge
der Steifen gleich der lichten Steghöhe des Profils
gesetzt |
|
|
| bei cst = 0 entspricht die Aussparung
an den Steifen dem 1.5-fachen Ausrundungsradius bzw.
der 1.5-fachen Schenkellänge der Schweißnaht des geschweißten
Profils |
|
|
|
| Bei reduzierter Eingabe werden Steifenbreite, -länge,
-aussparung vom Programm gesetzt. |
| Die Schweißnähte werden i.A. als Kehlnähte
ausgeführt. Entspricht die Nahtdicke der Blechdicke, wird eine
voll durchgeschweißte Stumpfnaht bemessen. |
|
|
|
Zur Vergrößerung der Schubtragfähigkeit
des Stützen- (Var. 1) bzw. Trägerstegfelds (Var. 2) können bei Rahmenecken zusätzlich
Diagonalsteifen angeordnet werden. Diese können wahlweise von rechts
unten nach links oben
(Typ 1, i.A. als Drucksteife) oder von links unten nach rechts oben (Typ 2, i.A. als Zugsteife) verlaufen. |
| Bei linksseitigen Rahmenecken analog. |
| Bei Diagonalsteifen können die Blech- und die Schweißnahtdicken variiert
werden, die Blechlänge wird berechnet, alle weiteren Abmessungen entsprechen denen
der Quersteifen. |
|
|
|
| Bei gevouteten Verbindungen können zur Druckverstärkung
des Träger- (Var. 1) bzw. Stützenstegs (Var. 2) am Anschluss Voute/Träger
Stegsteifen angeordnet werden. |
| Die Parameterbeschreibung entspricht derjenigen der
Stützensteifen (s.o.). |
|
|
|
| Sind Stützenstegsteifen aktiviert, können
bei vertikalen Anschlüssen (Var. 1) Zwischensteifen zwischen
die Stützenstegsteifen geschweißt werden. |
| Sie können die Tragfähigkeit des Stützenflanschs
erhöhen, sind jedoch für die Bemessung des Stegfelds selber
belanglos. Daher dürfen sie als kurze Steifen ausgebildet werden. |
|
| Bei reduzierter Eingabe wird die Blechdicke
vom Programm gesetzt. |
|
|
|
| Bei Rahmenecken oder T-Anschlüssen, deren Träger weder geneigt noch gevoutet
sind, können Dreieckrippen in der Achse des Stützen-
bzw. Trägerstegs
zwischen Träger- und Stützenflansch angebracht werden. |
| Sie können symmetrisch oder auch einseitig oben oder
unten angeschweißt sein. |
Dreieckrippen wirken zum einen als Schubverstärkung, dienen aber auch dazu, die Drucktragfähigkeit
des Träger-
flanschs zu erhöhen. Außerdem vergrößern sie bei geschraubten Verbindungen mit einer
Schraubenreihe im Überstand die Tragfähigkeit dieser Reihe. |
|
| Bei reduzierter Eingabe werden Blechbreite und
-aussparung vom Programm gesetzt. |
| Die Schweißnähte werden i.A. als Kehlnähte
ausgeführt. Entspricht die Nahtdicke der Blechdicke, wird eine
voll durchgeschweißte Stumpfnaht bemessen. |
|
|
|
|
|
 |
|
 |
| Register 3 und 4 enthalten Angaben zu den Parametern je Anschlussseite. |
| Der rechte Anschluss wird in Register 3, der linke in Register 4 beschrieben. |
| Die Beschreibung einer Rahmenecke oder einer
horizontalen Verbindung (Var. 2) erfolgt in Register 3. |
| Farbig unterlegte Parameter gelten für rechts- und linksseitige
Anschlüsse gleichermaßen. |
|
|
|
 |
|
| Bild vergrößern |
|
|
|
|
|
Die Normenbezüge dieses Dokuments beziehen sich
auf die aktuellen Vorschriften aus dem Jahr 2025
(s. Berechnungsmethode). Unterschiede
gegenüber den Vorgängerversionen sind gekennzeichnet. |
|
|
| Anschlusskonfigurationen |
|
|
| Folgende Anschlusskonfigurationen werden angeboten |
|
geschweißte Rahmenecke |
| |
|
als vertikale Träger-Stütze-Verbindung
(Var. 1) ggf. mit Stirnblechstoß im Träger |
|
... horizontale Träger-Stütze-Verbindung
(Var. 2) |
|
... diagonale Träger-Stütze-Verbindung
(Var. 3, Träger-Stütze-Stoß) |
|
|
geschraubte Rahmenecke |
|
|
als vertikale Träger-Stütze-Verbindung
(Var. 1) |
|
... horizontale Träger-Stütze-Verbindung
(Var. 2) |
|
... diagonale Träger-Stütze-Verbindung
(Var. 3, Träger-Stütze-Stoß) |
|
|
geschweißter T-Anschluss |
|
|
als vertikale Träger-Stütze-Verbindung (Var. 1) |
|
... horizontale Träger-Stütze-Verbindung
(Var. 2) |
|
|
geschraubter T-Anschluss |
|
|
als vertikale Träger-Stütze-Verbindung (Var. 1) |
|
... horizontale Träger-Stütze-Verbindung (Var. 2) |
|
|
|
| Je nach Konfiguration werden die zur Berechnung des
Anschlusses notwendigen Parameter freigelegt. |
Der Anschluss wird zur visuellen Kontrolle während der Eingabe
am Bildschirm dargestellt; Schweißnähte,
Schrauben, Profile und Abstände sind maßstabsgetreu visualisiert. |
|
 |
|
 |
|
| Bei einer vertikalen Träger-Stütze-Verbindung
(Var. 1) wird der Träger am Stützenflansch befestigt;
bei einer liegenden Verbindung (Var. 2) liegt der Träger auf der Stütze auf. |
| Einseitige vertikale Verbindungen (Rahmenecke Var.
1) weisen den Anschluss rechts (am unteren Stützenflansch) oder
links (am oberen Stützenflansch) auf, bei
beidseitigen Verbindungen (T-Anschluss Var. 1) werden
Träger links und rechts des Stützenflanschs angeordnet. |
Wird die diagonale Verbindung (Var. 3) als geschraubter Anschluss ausgeführt,
beziehen sich die Parameter
auf die Kontaktebene der beiden Stirnbleche.
Wird sie hingegen geschweißt, gelten die Parameter
für die Mittelebene des Zwischenblechs. Der Träger ist nicht gevoutet. |
|
Im Folgenden wird die Rahmenecke der Variante 1 beschrieben,
da bei den Varianten 2 und 3 sowie den
T-Anschlüssen die Eingabeparameter analog gelten. |
|
|
|
|
| geschweißte Rahmenecke |
|
|
|
 |
|
Die Zugkräfte im oberen Trägerflansch werden über ein
an die Stütze geschweißtes Zugblech in Stützensteg
und äußeren -flansch geleitet. |
Zugblechdicke und -breite sollten mindestens der des
Trägerflanschs entsprechen; eine willkürliche Eingabe
ist möglich. |
| Das Zugblech wird beidseitig an die Flansche und den
Steg der Stütze angeschweißt. |
| Es werden sowohl Querschnitts- als auch Schweißnahtnachweise
geführt (s. Zugblech). |
|
Die wirksamen Nahtdicken der Schweißnähte
am oberen und unteren Flansch sowie am Steg beziehen sich jeweils
auf eine einzelne Naht. |
I.A. werden voll ausgeführte Kehlnähte
verwendet, die ober- und unterhalb der Flansche (jedoch nicht
umlaufend sowie rechts und links vom Steg angeordnet sind. |
| Entspricht die Nahtdicke der Blechdicke, wird eine voll durchgeschweißte Stumpfnaht bemessen. |
| Die Ausrundungen zwischen Steg und Flanschen sind ausgespart. |
|
I.A. sollte die Schweißnahttragfähigkeit
bei der Berechnung lokaler Einzeltragfähigkeiten nicht maßgebend werden
(z.B. beim Ansatz von Aussteifungen). Ist das per se gewährleistet,
kann deren Berücksichtigung unterdrückt werden. |
|
| Optional kann die Schubtragfähigkeit des Stützenflanschs
und des Trägerstegs, die nicht durch die Komponentenmethode abgedeckt
wird, nachgewiesen werden. |
| Bei reduzierter Eingabe wird die lokale Schubtragfähigkeit berücksichtigt. |
|
| Der Träger kann geneigt und/oder mittels einer
Voute im Anschlussbereich verstärkt sein (s.u.). |
| Ist der Träger weder geneigt noch gevoutet, kann
ein Dreieckblech zur Verstärkung angeschweißt sein. |
|
 |
|
| Außerdem kann bei geschweißten Rahmenecken zur
besseren Montage ein Stirnblechstoß im Träger angeordnet sein. |
| Hierfür sind zwei Schraubenreihen ohne Stirnblechüberstand vorgesehen. |
| Zur Parameterbeschreibung s.u. |
|
|
|
|
| geschraubte Rahmenecke über ein Stirnblech |
|
|
|
 |
|
| Stirnblech |
|
|
Dicke und Breite des Blechs sind anzugeben, wobei die
Stirnblechbreite größer als die Flanschbreite des
Trägers sein sollte. |
| Ist keine einheitliche Stahlsorte vereinbart (s. Register 1) wird an dieser Stelle diejenige für das Stirnblech festgelegt. |
Des Weiteren muss die Lage des Trägers auf dem
Stirnblech über die Überstandshöhen oberhalb und unterhalb
der Trägerflansche definiert werden. |
| Das Stirnblech kann bündig
mit dem Träger abschließen (Überstandshöhe =
0) oder sogar auch in Trägerflanschmitte enden (Überstandshöhe ≥ -tf / 2). |
| Ist die Überstandshöhe an der Oberkante des
Trägers größer als 0, wird die Stütze entsprechend verlängert. |
Die Stirnblechlänge setzt sich zusammen aus der
gesamten Trägerhöhe (ggf. einschl. Trägerneigung und Voute)
zzgl. der Überstandshöhen und wird zur Info im Eigenschaftsblatt angezeigt. |
| Bei diagonalen Rahmenecken (Var. 3) wird die
Neigung des Stirnblechs aus den Höhen von Stütze und Träger
ermittelt und ebenfalls zur Info im Eigenschaftsblatt angezeigt. |
|
| Schweißnähte |
|
|
| Zur Beschreibung der Schweißnahtparameter s. geschweißte Rahmenecke. |
|
| Schrauben |
|
|
Ist kein einheitlicher Schraubentyp vereinbart (s. Register 1)
wird an dieser Stelle derjenige für den
Stirnblechanschluss festgelegt. |
| Darüber hinausgehend befinden sich hier die Parameter,
die nur diesen (bei T-Anschlüssen Var.1: den rechten oder linken) Anschluss betreffen. |
|
|
|
| Vorgespannte Schrauben können den Anschluss
gleitfest verbinden. Dazu ist die Gleitfestigkeitsklasse der zu
verbindenden Bleche festzulegen. In EC 3-1-8, Tab. 5.13, ist definiert |
| Klasse A: Reibungszahl μ = 0.5, Kl. B: μ = 0.4, Kl.
C: μ = 0.35 (feuerverzinkt), Kl. C: μ = 0.3, Kl. D: μ = 0.2 |
Weiterhin ist es für die Abschertragfähigkeit
der Schraube von Belang, ob das Gewinde oder der Schaft in
der Scherfuge liegt. |
| Futterbleche dienen der Verstärkung des Stützenflanschs
und werden i.A. zwischen Flansch und Schraubenmutter angeordnet.
Bei Trägerstößen wird kein Futterblech berücksichtigt. |
| Ist keine einheitliche Stahlsorte vereinbart (s. Register 1)
wird an dieser Stelle diejenige für die Futterbleche festgelegt. |
|
| Schraubenreihen |
|
|
Es kann eine beliebig große Anzahl an Schraubenreihen
eingegeben werden, wobei die Norm nur zwei Schrauben
je Reihe zulässt. |
| Zur Anordnung der Schauben auf dem Stirnblech sind
der Schraubenabstand zum seitlichen Rand des Stirnblechs sowie der Abstand
der ersten Reihe zum oberen Rand des Stirnblechs anzugeben. Weiterhin
sind bei mehr als einer Schraubenreihe die Abstände untereinander
festzulegen. |
| Ist der Abstand der ersten Schraubenreihe zum oberen
Rand des Stirnblechs kleiner als die Überstandshöhe des
Stirnblechs oberhalb des Trägers, wird diese Reihe im Überstand angeordnet. |
| Entsprechendes gilt für die Schraubenreihe im Überstand unterhalb des Trägers. |
| Es kann nur eine Schraubenreihe, die im Überstand
unter Zugbelastung steht, berechnet werden. |
|
Die Schrauben sind auf Zug/Biegung und Schub
nachzuweisen. Dabei darf festgelegt werden, welche Schrauben
die Belastung senkrecht zur Anschlussebene (Zug/Biegung) und welche
Schrauben die Belastung parallel
zur Anschlussebene (Schub) aufnehmen. Idealerweise übernehmen die
Zugschrauben die Biegung, die Schrauben
auf der Druckseite den Schub. Bei großer Belastung
müssen jedoch Schrauben beide Belastungsformen über
eine Interaktionsbeziehung tragen. |
|
|
|
| Da sowohl positive als auch negative Biegemomente auftreten
können, sind die Anzahlen an Schrauben bei Schnittgrößenkombinationen
mit positiven Momenten (Zug oben), negativen Momenten (Zug unten)
sowie zur Untersuchung der Abscher-Lochleibungstragfähigkeit
bei Schubbelastung festzulegen. |
| Die Schrauben sind jeweils einzeln als auch als Schraubengruppe
zu untersuchen. |
| Daher besteht alternativ die Möglichkeit, alle
Schrauben einzeln zu betrachten. |
Für die Untersuchung der Schraubengruppen können
ebenfalls die Gruppen entweder vom Anwender bestimmt
oder automatisch gebildet werden. Die angegebenen Schraubenreihen für
Zug oben/unten werden als
Schraubengruppe behandelt. |
Bei automatischer Gruppenbildung werden zwei Verfahren
unterschieden, wobei die Unterschiede besonders
bei einer großen Anzahl an Schraubenreihen deutlich werden.
Bei Berücksichtigung der maßgebenden Gruppe
wird von der Zugseite beginnend die Gruppe mit der größten
Tragfähigkeit gesucht, bei Berücksichtigung aller
Gruppen werden auch Gruppen gebildet, deren erste Reihe nicht am
Zugrand liegt. |
| Auf der sicheren Seite liegend können auch nur
Schrauben, die auf der elastischen Zugspannungsseite liegen, verwendet werden. |
|
| Optional können die Schraubenabstände nach
EC 3-1-8, Tab. 5.8, überprüft und dokumentiert werden. |
| Diese Kontrolle kann auf die seitlichen Abstände
des Äquivalenten T-Stummels ausgedehnt werden. |
| Bei der Berechnung der Stirnplattenverbindung mit der
Komponentenmethode ist für die endgültige Bildung des Tragmoments
die maximale Tragkraft der Schrauben zu kontrollieren (s. EC3-1-8,
B.3.2.2(9)). Optional kann diese Kontrolle unterbunden werden, indem
die Schraubentragfähigkeit auf 95 % beschränkt wird. |
Die Schweißnähte, die zur Bildung des Äquivalenten
T-Stummels (zusammengesetzter Querschnitt) vorhanden
sind, können traglastrelevant sein. Der Nachweis kann unterdrückt werden. |
| Die Tragfähigkeit des Äquivalenten T-Stummels
kann optional mit dem alternativen Verfahren berechnet werden. |
Die Anordnung einer Schraubenreihe im Überstand
ohne korrespondierende Reihe zwischen den Trägerflanschen bedingt
eine reduzierte Tragfähigkeit des Äquivalenten Stummels (L-Stummel).
Diese Berechnung kann unterdrückt werden. |
| Der Anschluss kann optional auf Blockversagen der Schrauben
mit dem Stirnblech untersucht werden. |
| Optional kann die Tragfähigkeit des Stirnblechs
bzgl. Schub in die Anschlusstragfähigkeit integriert werden. |
|
| Bei reduzierter Eingabe wird ein Teil der o.a. Einstellungen
von pcae sinnvoll vorgenommen. |
|
| Kopfplatte |
|
|
|
|
| Zur Abdeckung der Stütze kann zusätzlich zu den
Zugsteifen ein Blech am Kopf der Stütze angeschweißt werden. |
| Lässt die Überstandshöhe es zu, kann
die Kopfplatte optional statisch wirksam sein oder nur als Abdeckung dienen. |
| Wird sie als statisch wirksam gekennzeichnet, entfallen
die Zugsteifen und die Kopfplatte wird
stattdessen mit der Dicke der Zugsteifen bemessen
(s. Stegsteifen). |
| Andernfalls ist die Kopfplatte nur grafisch relevant. |
|
| Alternativ kann eine Zuglasche die Zugtragfähigkeit
aus dem Träger in die Stütze übertragen (s. Rahmenecke
mit Zuglasche). |
|
| Stützenstegfeld |
|
|
Die Berechnung von stützenspezifischen Grundkomponenten
basiert auf der Annahme des Übertragungsparameters
βj, der die Interaktion zwischen dem rechten und linken
Anschluss beschreibt. Auch bei einseitigen Anschlüssen
wird der Eingabewert berücksichtigt. |
| Ist der Wert Null, wird der Übertragungsparameter vom Programm bestimmt. |
|
| Der Träger kann geneigt und/oder mittels einer
Voute im Anschlussbereich verstärkt sein (s.u.). |
|
| Besonderheiten bei Trägerneigung und Vouten |
|
 |
|
| Der Träger kann beliebig (bis maximal 70°)
geneigt sein; zudem kann eine Voute zur Verstärkung des Trägers
im Anschlussbereich angeordnet werden. |
| Die Neigungswinkel αb und αv beziehen
sich auf die Senkrechte zur Stütze (die horizontale Achse). |
|
| Die Voute wird als T-Träger ausgeführt, dessen
Neigungswinkel größer als die Trägerneigung sein muss. |
| Sie kann parametrisiert eingegeben oder als T-Profil
dem pcae-Profilmanager entnommen werden
(s. Profile). |
| Ist der Träger nicht geneigt, können beidseitig
des Trägers symmetrisch Vouten angeordnet werden. |
| Des Weiteren sollten nach EC 3-1-8, A.23 |
|
die Stahlgüte der Voute gleich der Stahlgüte des Trägers sein |
|
die Flanschabmessungen der Voute nicht kleiner als die des Trägers sein |
|
die Stegdicke der Voute nicht kleiner als die des Trägers sein |
|
der Winkel zwischen Vouten- und Trägerflansch nicht
größer als 45° sein |
|
|
| Zur Verstärkung des Trägerprofils an der
Kontaktstelle von Voute und Trägerflansch können Stegsteifen
(Rippen) angeordnet werden (s. Verstärkungen). |
|
 |
|
| Die Profilkennwerte in der Anschluss- (Nachweis-)ebene
werden über Winkelfunktionen angepasst. |
| Weiterhin wird bei Verwendung einer Voute der untere
Trägerflansch ignoriert. |
| Es wird programmintern mit einem Trägerprofil gerechnet,
dessen Querschnittswerte wie folgt ermittelt werden |
|
|
|
| Sämtliche weiteren Querschnittswerte beziehen sich
auf diese Größen. |
Das interne Profil übernimmt die Herstellungsmaße (gewalzt:
Ausrundungsradius, geschweißt: Schweißnahtdicke)
des Trägerprofils. |
| Bei geschweißtem Trägerprofil wird die Tragfähigkeit
der Schweißnähte nicht nachgewiesen. |
| Ebenso wird bei geschweißtem Trägerprofil der
untere Profilflansch nicht dargestellt (s.u.). |
|
|
|
|
| Rahmenecke mit Zuglasche |
|
|
|
|
|
| Eine Sonderform der geschraubten Rahmenecke mit Stirnplatte
ergibt sich, wenn die Kopfplatte als geschraubt-geschweißte Zuglasche ausgeführt wird. |
| Bei Anordnung einer
Zuglasche wird der Stirnplattenüberstand oben minimal gesetzt. |
| Wirken Zugkräfte im oberen Trägerflansch (negatives
Moment), werden sie aus dem Träger über eine Schraubverbindung in
die Zuglasche eingeleitet
und mittels der Schweißverbindung in die Stütze übertragen. |
| Die Stirnplattenverbindung ist dann lediglich für die
Trägerquerkräfte nachzuweisen. |
| Bei negativem Moment wird eine Standard-Stirnplattenverbindung modelliert. |
|
| Zuglaschendicke und -länge sind einzugeben. Die Schraubenabstände
beziehen sich auf den freien Rand der Lasche. |
Ist kein einheitlicher Schraubentyp vereinbart (s. Register 1),
wird an dieser Stelle derjenige für den
Zuglaschenanschluss festgelegt. |
| Zur Bemessung einer Rahmenecke mit Zuglasche s. hier. |
|
|
|
|
| Druckausgabe |
|
|
| Die Druckausgabe kann durch die Ausdrucksteuerung beeinflusst werden. |
|
| Eingabeparameter |
|
|
| Im Statikdokument wird zunächst eine maßstäbliche
Darstellung der eingegebenen Verbindung angelegt. |
| Die wesentlichen Abmessungen werden vermaßt. Ggf.
werden Detailausschnitte hinzugefügt. |
| Ist der Maßstab vom Anwender vorgegeben, wird
er in der Grafik protokolliert (s. beispielhaft eine geschweißte
Rahmenecke mit Stirnblechstoß). |
|
 |
|
| Anschließend werden die Eingabeparameter ausgegeben. |
| Optional können zusätzliche Informationen
(z.B. die hinterlegten Rechenkennwerte der Profile, Stahlgüten,
Verbindungsmittel etc.) hinzugefügt werden. |
| Die zu bemessenden Schnittgrößen werden mit
Hinweis auf den Eingabetyp (s. Schnittgrößen)
lastfallweise ausgegeben. Nach Bedarf werden nun die der Bemessung
zu Grunde liegenden Teilsicherheitsbeiwerte angefügt. |
| Es folgt ein Datencheck zur Kontrolle der Eingabedaten.
Optional werden hier die Schraubenabstände überprüft. |
|
| Die Berechnung wird für jeden Lastfall durchgeführt.
Bei einer beidseitigen Verbindung (T-Anschluss Var. 1) erfolgt die Berechnung je
Seite. Die Ergebnisse werden im Endergebnis tabellarisch zusammengefasst. |
|
| Lastfallweise Berechnung |
|
|
| Da sich bei gegenläufigen Momenten
das auf der Modellierung basierende System ändert, wird jeder
Lastfall separat untersucht. Intern wird bei negativen Momenten das
System an der Horizontalachse gespiegelt, so dass sich die Zugseite
immer 'oben' befindet. |
| Außerdem wird stets vorausgesetzt, dass der Träger
an der rechten Stützenseite befestigt ist. Im Falle einer linksseitigen
Verbindung (T-Anschluss Var. 1) wird das System daher an der Vertikalachse
gespiegelt. |
| Wird eine Verbindung der Variante 2 (horizontal) berechnet,
sind intern Stütze und Träger vertauscht. |
Da die Ausgabe der Rechenwege und die sich daraus ergebenden
Ergebnisse während des Berechnungsablaufs
erfolgt, sind diese auch auf das ggf. gespiegelte/modifizierte System bezogen.
Ein Hinweis erfolgt bei Ausgabe der Bemessungsgrößen zu Anfang
der entsprechenden Lastfallberechnung. |
|
| Zunächst werden die Bemessungsgrößen aus der Lastfallkombination entwickelt. |
| Optional kann ein Querschnittsnachweis für die Anschlussprofile geführt werden. |
| Danach werden die anschlussspezifischen Grundkomponenten ausgewertet
und die Gesamttragfähigkeit berechnet. |
Sind Schweißnähte im Anschluss vorgesehen,
werden sie als eigenes Tragsystem (Linienquerschnitt) modelliert
und dessen Tragfähigkeit nachgewiesen. |
| Anschließend werden das Zugblech (bei
geschweißten Rahmenecken), die Rippen,
die Schubfelder und
das Beulen untersucht. |
| Im Nachlauf kann die Rotationssteifigkeit,
d.h. der Widerstand des Anschlusses gegen Verdrehen, sowie die Verdrehung
der Verbindung unter der gegebenen Belastung berechnet werden. |
|
| Ergebnis |
|
|
| Nach erfolgter Berechnung wird das Endergebnis - die
maximale Ausnutzung der Verbindung sowie die minimale Rotationssteifigkeit
(die minimalen Rotationssteifigkeiten je Anschlussseite bei T-Anschlüssen
Var. 1) - aus allen Schnittgrößenkombinationen protokolliert. |
| Zusätzlich werden bei einer beidseitigen Verbindung
(T-Anschluss Var. 1) lastfallweise die Ausnutzung sowie die
Rotationssteifigkeiten je Anschlussseite tabellarisch angegeben.
Die Gleichgewichtskontrolle wird durchgeführt. |
|
 |
|
|
|
|
|
 |
|
 |
das fünfte Register beinhaltet
die Masken zur Eingabe der Schnittgrößenkombinationen |
|
 |
|
 |
|
| Das Programm 4H-EC3RE bietet verschiedene
Möglichkeiten zur Eingabe der Schnittgrößen an |
|
| werden die Schnittgrößen aus
einem Tragwerks-Programm übernommen, sind häufig
nur die Schnittgrößen im Knotenpunkt der
Systemachsen von Träger und Stütze (s. Grafik Knoten j)
verfügbar. |
| Ist der Anschluss durch Vouten verstärkt,
können die Trägerschnittgrößen wahlweise auf die gevoutete oder ungevoutete
Trägerachse bezogen werden. |
| Hier wird die Vorzeichendefinition der Statik vorausgesetzt. |
|
|
|
Schnittgrößen im Anschnitt der
Verbindung: Da der Anschluss eines Trägers an eine
Stütze bemessen
werden
soll, werden die Schnittgrößen
direkt im Anschnitt (s. Grafik Schnitt A-A)
bezogen auf die Systemachse erwartet. |
| Die Vorzeichendefinition kann entweder
derjenigen der Statik oder derjenigen des EC 3-1-8 entsprechen. |
Auch bei horizontalen Anschlüssen
(Variante 2) sind die Schnittgrößen im Anschnitt
zum Stützenrand
(Schnitt A-A)
gefordert. |
| Bei diagonalen Rahmenecken
(Variante 3) sind die Schnittgrößen
auf den Knotenpunkt der Systemachsen von Träger
und Stütze bezogen. Dieser muss nicht zwangsläufig
in der Mittelebene der geneigten Bleche liegen. |
|
|
|
des Weiteren können die Schnittgrößen
senkrecht zur Anschlussebene (s. Grafik Schnitt
A-A), an dieser Stelle
also waagerecht und
senkrecht wirkend, eingegeben werden (Darstellung
s. unter Teilschnittgrößen). |
| Zwischen horizontalen (Var.
2) und vertikalen (Var.
1) Anschlüssen wird
auch hier kein Unterschied gemacht. |
| Bei diagonalen Anschlüssen (Var.
3) beziehen sich die Schnittgrößen zwar auf den Knotenpunkt
der Schwerachsen, wirken jedoch orthogonal zu den geneigten
Stirnblechen. |
|
|
|
 |
|
| In Abhängigkeit des Anschlusstyps (Rahmenecke
oder T-Anschluss) werden die Masken für die Eingabe
der Schnittgrößenkombinationen aktiviert. |
| Bei T-Anschlüssen werden
Schnittgrößen in allen Bemessungsschnitten (beidseitiger
Anschluss: Träger rechts, Träger links, Stütze unten)
erwartet. |
Bei einer Rahmenecke werden nur die Trägerschnittgrößen
rechts bzw. links vom Anschlusspunkt
(s. Grafik Schnitt A-A, im EC 3-1-8
mit 1 bezeichnet) angezeigt. Die Stützenschnittgrößen werden berechnet. |
Da bei horizontalen Rahmenecken (Variante 2) der Träger
häufig über die Stütze hinaus geführt wird, bildet
sich ein
kurzer Kragarm aus, dessen Kragmoment zur Bestimmung des Interaktionsbeiwerts
von Bedeutung ist. Dieses Moment kann ebenfalls eingegeben werden. |
|
Mit 'Anschnitt' wird die Stelle bezeichnet, an der
der Träger mit den Anschlussmitteln (Stirnblech, Zwischenblech)
an der Stütze befestigt ist (s. Grafik Schnitt
A-A). |
Analog handelt es sich bei dem Stützenanschnitt
um die Stelle, an der der Verbindungsbereich in den eigentlichen
Stützenbereich übergeht, hier die Lage der unteren Stegsteife
bzw. die Höhe des untersten Trägerflanschs
(s. Grafik Punkt 1). |
|
| Die Stützenschnittgrößen wirken unterhalb
des Anschlussknotens in Höhe des unteren Trägerflanschs (1). |
| Bei Rahmenecken werden sie aus den Trägerschnittgrößen
berechnet. |
|
Bei Vouten bzw. beim Stirnblechstoß im Träger
kann zusätzlich der entsprechende Trägeranschluss
(s. Grafik Schnitt
B-B)
bemessen werden. |
| Die Schnittgrößen werden aus den eingegebenen
Größen unter der Annahme berechnet, dass im Bereich
zwischen Stützen- und Trägeranschluss
keine äußeren Kräfte angreifen. |
|
Zur Identifikation kann jeder Schnittgröße
eine Bezeichnung (Kurzbeschreibung) zugeordnet werden,
die im
Ausdruck aufgeführt wird. |
| Die Schnittgrößen werden in die intern verwendeten Bemessungsgrößen transformiert. |
|
|
|
|
 |
|
| Die statische Berechnung eines Bauteils beinhaltet
i.A. die Modellbildung mit anschließender Berechnung
des Tragsystems sowie nachfolgender Einzelnachweise
von Detailpunkten. |
| Bei der Beschreibung eines Details sind die zugehörenden
Schnittgrößen aus den Berechnungsergebnissen des Tragsystems zu extrahieren
und
dem Detailnachweis zuzuführen. |
| In der 4H-Programmorganisation gibt es hierzu verschiedene Vorgehensweisen |
|
zum einen können Tragwerks- und Detailprogramm
fest miteinander verbunden sein, d.h. die Schnittgrößenüber-
gabe
erfolgt intern. Es sind i.A. keine weiteren Eingaben
(z.B. Geometrie) notwendig, aber auch möglich (z.B.
weitere Belastungen), die Programme bilden eine Einheit. |
| Dies ist z.B. bei dem 4H-Programm Stütze
mit Fundament der Fall. |
|
|
| zum anderen können Detailprogramme Schnittgrößen von in Tragwerksprogrammen speziell festgelegten Exportpunkten über ein zwischengeschaltetes Export/Import-Tool einlesen. |
|
|
|
Das folgende Beispiel einer
Rahmenecke (Sonderform des Träger-Stützenanschlusses
mit nicht-durchlaufender
Stütze) erläutert
diesen 4H-Schnittgrößen-Export/Import. |
|
Zunächst sind im exportierenden 4H-Programm
(hier
4H-FRAP) die Stellen zu
kennzeichnen,
deren Schnitt-
größen beim nächsten Rechenlauf exportiert, d.h.
für
den Import bereitgestellt, werden sollen. |
| Um das Anschlussprogramm sinnvoll einzusetzen
zu können,
sollte bereits bei der Modellbildung im Stabwerksprogramm
darauf geachtet werden, dass die Profile nur über
die starken Achsen abtragen. |
|
| In diesem Beispiel sollen die Schnittgrößen
für eine Rahmenecke übergeben werden. |
Dazu ist
je ein Kontrollpunkt am Riegelanschnitt
(vereinf. bei hStütze/2)
und am Stützenanschnitt
(vereinf. bei hTräger/2)
zu setzen. |
|
Ausführliche Informationen zum Export entnehmen
Sie
bitte dem DTE®-Schnittgrößenexport. |
|
 |
|
|
Für eine einseitige Träger-Stützenverbindungen
mit durchlaufender Stütze sind mindestens drei Schnitte
(Träger, Stütze (unten), Stütze (oben)) festzulegen. |
| Bei Rahmenecken (Träger-Stützenverbindung
am Stützenende) reichen i.A. zwei Schnitte
(Träger, Stütze
(unten)). |
|
Nach einer Neuberechnung des Rahmens stehen die Exportschnittgrößen
dem aufnehmenden 4H-Programm
(z.B. 4H-EC3BT, 4H-EC3RE, 4H-EC3IH, 4H-EC3IM, 4H-EC3TT)
zum Import zur Verfügung. |
|
|
dazu wird zunächst im
Register zur Eingabe der Bemessungsgrößen
festgelegt, ob die Schnittgrößen
im
Schnittpunkt der Systemachsen (Knoten) oder im
Anschnitt der Verbindung eingelesen werden. |
| Das exportierende Programm liefert die Schnittgrößen
stets im Statik-Koordinatensystem. |
|
 |
|
|
|
| Bei Träger-Stützenverbindungen erfolgt der Nachweis
im Anschnitt Träger/Stütze
bzw. Stirnblech/Stütze. |
| Daher werden die Schnittgrößen, die im Schnittpunkt
der Systemachsen gegeben sind, programmintern in Anschnittschnittgrößen umgerechnet. |
|
|
aus dem aufnehmenden 4H-Programm
wird nun über den Import-Button das
Fenster zur
DTE®-Bauteilauswahl aufgerufen |
|
|
|
| Zunächst erscheint ein Infofenster, das den Anwender
auf die wesentlichen Punkte hinweist. |
Es besteht die Möglichkeit,
den Import an dieser Stelle abzubrechen, um ggf. das exportierende
Programm
entsprechend vorzubereiten. |
|
| Nach Bestätigen des Infofensters wird die DTE®-Bauteilauswahl aktiviert. |
|
 |
|
|
In der Bauteilauswahl werden alle berechneten
Bauteile nach Verzeichnissen sortiert dargestellt, wobei diejenigen,
die Schnittgrößen
exportiert haben, dunkel gekennzeichnet sind. |
|
|
|
Das gewünschte Bauteil kann nun markiert und über
den bestätigen-Button ausgewählt
werden. Alternativ kann
durch Doppelklicken des Bauteils direkt in die DTE®-Schnittgrößenauswahl verzweigt
werden. |
|
| In der Identifizierungsphase der
Schnittgrößenauswahl werden alle verfügbaren Schnitte des ausgewählten Bauteils
angezeigt, wobei diejenigen Schnitte deaktiviert sind, deren Material nicht kompatibel mit dem Detailprogramm ist. |
|
|
|
| Nun werden die Schnitte den einzelnen
Abteilungen in der Schnittgrößentabelle
(hier Träger, Stütze
(unten))
zugeordnet. |
Dazu wird der entsprechende Eintrag (hier Schnitt
1) angewählt und der zugehörigen Zeile in der dann folgenden
Tabelle zugewiesen (hier Träger). |
| Ist eine
Abteilung festgelegt, werden die in Frage kommenden
möglichen Alternativen für die noch nicht festgelegte Abteilung
mit einem Pfeil gekennzeichnet. |
|
sind nicht ausreichend Schnitte
vorhanden, kann die DTE®-Schnittgrößenauswahl nur über den
abbrechen-Button verlassen werden,
ein Import ist dann nicht möglich. |
|
|
|
| Zur visuellen Kontrolle werden in einem nebenstehenden
Fenster die definierten Schnitte angezeigt. |
| |
|
| erst wenn sämtliche Schnitte zugeordnet
sind, ist die Identifizierungsphase abgeschlossen und
die Schnittgrößenauswahl folgt. |
|
|
|
 |
|
|
Es werden die verfügbaren
Schnittgrößenkombinationen der gewählten Schnitte
angeboten, die über das
'+'-Zeichen am linken Rand aufgeklappt werden
können. |
|
 |
|
| Die Kombinationen können beliebig zusammengestellt
werden. |
|
| über den nebenstehend dargestellten Button kann die Anzahl an Schnittgrößenkombinationen
durch Abwahl doppelter Zeilen häufig stark reduziert werden |
|
|
|
Wenn eine Reihe von Anschlüssen gleichartig ausgeführt werden soll, können in einem Rutsch weitere Schnitt-
größen anderer Schnitte aktiviert und so bis zu 10.000 Kombinationen übertragen werden. |
|
|
| wird das Import-Modul über den bestätigen-Button verlassen, werden
die Schnittgrößen übernommen und für
das importierende Programm aufbereitet |
|
|
|
 |
pcae gewährleistet
durch geeignete Transformationen,
dass die
Schnittgrößen
sowohl im KOS des importierenden Programms vorliegen,
als auch - bei mehrschnittigen
Verbindungen
- einander
zugehörig
sind, d.h. dass Träger- und Stützenschnittgrößen
aus derselben Faktorisierungsvorschrift entstanden sind. |
|
|
|
|
| In einem Infofenster werden die eigene Auswahl
fett und die aus der Faktorisierungsvorschrift
berechneten Schnittgrößen eines anderen Schnitts in normaler
Schriftdicke dargestellt. |
|
 |
|
| Auch an dieser Stelle besteht wieder
die Möglichkeit, doppelt vorkommende Zeilen
zu ignorieren. |
|
Das aufnehmende Programm erweitert
nun die Schnittgrößen-
tabelle um die ausgewählten Lastkombinationen. |
|
|
|
|
 |
|
| Bei der Übernahme erfolgen Plausibilitätschecks
und ggf. Meldungen. |
|
|
Eine Aktualisierung der importierten Schnittgrößenkombinationen, z.B. aufgrund einer Neuberechnung
des exportierenden Tragwerks, erfolgt nicht! |
|
|
|
|
| Besonderheiten bei Verbindungen
mit durchlaufender Stütze |
|
| Einseitige Träger-Stützenverbindungen
mit durchlaufender Stütze benötigen Schnittgrößeninformationen
in drei Schnitten:
am Träger und an der Stütze unterhalb und oberhalb
des Verbindungsknotens. |
| Beidseitige Träger-Stützenverbindungen
mit durchlaufender Stütze benötigen Schnittgrößeninformationen
in vier Schnitten:
an den Trägern rechts und links sowie an der Stütze
unterhalb und oberhalb des Verbindungsknotens. |
|
|
| Das Programm 4H-EC3BT berechnet nur Träger-Stützenverbindungen
mit durchlaufender Stütze. |
|
|
|
|
| Besonderheiten bei Rahmenecken |
|
| Einseitige Träger-Stützenverbindungen
am Stützenende benötigen Schnittgrößeninformationen
in zwei Schnitten:
am Träger und an der Stütze unterhalb des Verbindungsknotens. |
| Bei liegenden Rahmenecken (Variante 2) können
zusätzlich zu den Schnitten am Träger
und an der Stütze (s. Beschreibung oben) die Schnittgrößen
an einem Kragarm importiert werden. |
|
| Um die Schnittgrößen des dritten
Schnitts zu importieren, ist der entsprechende Button
zu aktivieren. |
|
 |
|
|
|
| Das Programm 4H-EC3RE berechnet nur Träger-Stützenverbindungen
am Stützenende. |
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
das sechste Register gibt einen
sofortigen Überblick über die ermittelten Ergebnisse |
|
|
| Zur sofortigen Kontrolle und des besseren Überblicks
halber werden die Ergebnisse in diesem Register lastfallweise übersichtlich
zusammengestellt (hier beispielhaft ein T-Anschluss). |
|
 |
|
| Eine Box zeigt an, ob ein Lastfall die Tragfähigkeit
des Anschlusses überschritten hat (rot ausgekreuzt) oder wie
viel Reserve noch vorhanden ist (grüner Balken). |
Zur besseren Fehleranalyse oder zur Einschätzung
der Tragkomponenten werden zudem die Einzelberechnungs-
ergebnisse
protokolliert. |
| Rotationssteifigkeit und Verdrehung sind ebenfalls
dargestellt. |
|
| Eine Meldung zeigt an, wenn ein Fehler aufgetreten
oder die Tragfähigkeit überschritten ist. |
| Werden mehr als fünf Lastkombinationen
berechnet, wird die Darstellung der Ergebnisse reduziert. |
| Die maximale Ausnutzung (= Gesamt) wird zusätzlich
am oberen Fensterrand protokolliert. |
Die Lastkombination, die für das Gesamtergebnis
maßgebend
ist, wird markiert.
Über den Link kann die Ausgabe direkt
am Bildschirm eingesehen werden. |
| Wenn die
Ursache des Fehlers nicht sofort ersichtlich ist, sollte
die Druckliste in der ausführlichen Ergebnisdarstellung geprüft
werden. |
|
|
|
 |
|
Die Normenbezüge dieses Dokuments beziehen sich
auf die aktuellen Vorschriften aus dem Jahr 2025
(s. Berechnungsmethode). Unterschiede gegenüber den Vorgängerversionen
sind gekennzeichnet. |
|
| Nach EC 3-1-8, 7.1.4 sind Anschlüsse bei elastisch-plastischer
Tragwerksberechnung i.d.R. sowohl nach ihrer Steifigkeit (7.3.2)
als auch nach der Tragfähigkeit (7.3.3) zu klassifizieren. |
| Dazu müssen für Anschlüsse mit Doppel-T-Profilen
die Momententragfähigkeit (7.2.5), die Rotationssteifigkeit
(7.2.6) und die Rotationskapazität (7.2.7) berechnet werden. |
| Die Zusammenhänge zwischen Momententragfähigkeit,
Rotationssteifigkeit und Rotationskapazität sind in EC 3-1-8,
Bild 7.8 dargestellt. |
 |
|
| Im Programm 4H-EC3RE erfolgt
keine Klassifizierung nach der Steifigkeit, da das Grenzkriterium
bauwerksspezifisch zu ermitteln ist (Bild 7.9). |
| In Analogie dazu wird ebenso die Klassifizierung nach
der Tragfähigkeit (Bild 7.10) nicht durchgeführt. |
|
Nach EC 3-1-8, 7.2, werden für eine wirklichkeitsnahe
Berechnung des Anschlussverhaltens das Stützenstegfeld
und die einzelnen Verbindungen unter Berücksichtigung der Schnittgrößen
der Bauteile am Anschnitt des Stützenstegfelds getrennt modelliert. |
| Der Einfluss des Stützenstegfelds
wird durch den Übertragungsparameter β berücksichtigt. |
| Bei einseitigen Träger-Stützenanschlüssen
(Rahmenecke, T-Anschluss Var. 2) gilt stets |
|
| Nach EC 3-1-8, 8.1.1, wird ein Anschluss mit Doppel-T-Querschnitten
als eine Zusammenstellung von Grundkomponenten (Gk) angesehen. |
| Folgende Grundkomponenten (vgl. Tab. 8.1) werden verwendet |
|
|
Gk 1 - Stützenstegfeld mit Schubbeanspruchung |
|
Gk 2 - Stützensteg mit Querdruckbeanspruchung |
|
Gk 3 - Stützensteg mit Querzugbeanspruchung |
|
Gk 4 - Stützenflansch mit Biegung |
|
Gk 5 - Stirnblech mit Biegebeanspruchung |
|
Gk 6 - Flanschwinkel mit Biegebeanspruchung |
|
Gk 7 - Trägerflansch und -steg
mit Druckbeanspruchung |
|
Gk 8 - Trägersteg mit Zugbeanspruchung |
|
Gk 10 - Schrauben mit Zugbeanspruchung |
|
Gk 11 - Schrauben mit Abscherbeanspruchung |
|
Gk 12 - Schrauben mit Lochleibungsbeanspruchung |
|
Gk 19 - Schweißnähte |
|
Gk 20 - Gevouteter Träger mit Druck |
|
|
|
|
Die Verformbarkeit eines Anschlusses kann durch eine
Rotationsfeder modelliert werden, die die verbundenen
Bauteile
im Kreuzungspunkt der Systemlinien verbindet (7.2.4). |
Die Kenngrößen dieser Feder können
in Form einer Momenten-Rotations-Charakteristik (s.o.) dargestellt
werden,
die
die drei wesentlichen Kenngrößen liefert |
|
|
|
| Da die Rotationssteifigkeit nach EC 3-1-8, B.4.1(4)
ermittelt wird, dürfen einfache lineare Abschätzungen zur
Anwendung kommen (7.1.1(7)). Die Rotationskapazität
kann numerisch nicht bestimmt werden. |
| Weiterführende Erläuterungen zur Ermittlung
der |
|
|
|
|
|
 |
|
Die Normenbezüge dieses Dokuments beziehen sich
auf die aktuellen Vorschriften aus dem Jahr 2025
(s. Berechnungsmethode). Unterschiede gegenüber den Vorgängerversionen
sind gekennzeichnet. |
|
| Die Komponentenmethode ermöglicht die Berechnung
beliebiger Anschlüsse von Doppel-T-Profilen für Tragwerksberechnungen
(EC 3-1-8, 8.1). |
Die Voraussetzungen für das Verfahren sowie die
zur Anwendung kommenden Grundkomponenten sind im
Kapitel Allgemeines beschrieben. |
| Im Programm 4H-EC3RE werden
biegesteife Rahmenecken und T-Anschlüsse (Stützenende-Verbindungen)
berechnet. |
Im EC 3-1-8, 7.2.3 ist
geregelt, dass beidseitige Träger-Stütze-Anschlüsse
(T-Anschlüsse Var. 1) vereinfachend
je Seite betrachtet werden dürfen. Dementsprechend
wird die Verbindung je Lastfall zweimal (rechter Anschluss,
linker Anschluss) berechnet. Es ergeben sich Tragfähigkeiten und Rotationssteifigkeiten je Seite. |
| Nach EC3-1-8 wird die Biegetragfähigkeit des
Anschlusses aus den Tragfähigkeiten der einzelnen Grundkomponenten
ermittelt und der einwirkenden Bemessungsgröße
gegenübergestellt. |
| Alternativ können
die einzelnen Traganteile für jede Grundkomponente aus der einwirkenden Belastung extrahiert
werden, die den Tragfähigkeiten der einzelnen Grundkomponenten
gegenübergestellt werden. |
| Es wird die Vorgehensweise zur Bemessung
von geschraubten Stirnblech-Verbindungen
sowie
von geschweißten Verbindungen mit
der Komponentenmethode nach EC 3-1-8, 7.2.5 erläutert. |
| Die alternative Methode zur Berechnung der Grundkomponenten
mit Teilschnittgrößen wird nicht behandelt. |
Im Folgenden wird der Rechenweg einer rechtsseitigen
Rahmenecke, Var. 1 dargelegt. |
|
|
| geschraubte Stirnblechverbindung |
|
|
| Die Biege- und Zugtragfähigkeit
des Anschlusses auf Seite der |
|
Stütze wird mit den Grundkomponenten 1 bis 4 |
|
des Trägers mit den Grundkomponenten
7, 8 und ggf. 20 |
|
des Stirnblechs mit Grundkomponente
5 |
|
| ermittelt. |
|
Die Tragfähigkeit der Schrauben wird mit Gk 11 für
Abscheren,
Gk 12 für Lochleibung und ggf. Gk 10 für Zug ermittelt. |
|
| Die Tragfähigkeit
der Schweißnähte zwischen
Träger und Stirnblech wird über
den Linienquerschnitt mit einbezogen. |
|
|
 |
|
|
|
| Biegetragfähigkeit
mit der Komponentenmethode |
|
|
| Nach EC 3-1-8, B.3.2.2, wird
die Biegetragfähigkeit
von Träger-Stütze-Anschlüssen
mit geschraubten Stirnblechverbindungen bestimmt
mit |
|
|
|
| Im Überstand wird nur eine Schraubenreihe berücksichtigt. |
Der Druckpunkt einer Stirnplattenverbindung
sollte im Zentrum des Spannungsblocks infolge der Druckkräfte liegen
(EC 3-1-8, B.3.2.1(10)), vereinfachend
in der Achse der Mittelebene des Trägerdruckflanschs
(EC 3-1-8, B.3.2.2(2)). |
Die Nummerierung der Schraubenreihen
geht von der Schraubenreihe aus, die am weitesten
vom Druckpunkt
entfernt liegt (EC 3-1-8, B.3.2.2(3)). |
Die wirksame Tragfähigkeit einer
Schraubenreihe r sollte als Minimum der Tragfähigkeiten
einer einzelnen Schraubenreihe der Gkn 3, 4, 5,
8 bestimmt werden, wobei ggf. noch Reduktionen aus
den Gkn 1, 2, 7
vorzunehmen sind (EC 3-1-8, B.3.2.2(6,7)). |
Anschließend ist die Tragfähigkeit
der Schraubenreihe als Teil einer Gruppe von Schraubenreihen der
Gkn 3, 4, 5, 8 zu untersuchen (EC 3-1-8, B.3.2.2(8)). |
| Bei Trägerstößen (Rahmenecke Var. 3) werden
die Grundkomponenten, die die Stütze betreffen,
außer Betracht gelassen
(EC 3-1-8, B.3.2.2(10)). |
| Um ein mögliches Schraubenversagen
auszuschließen, ist die Forderung nach EC
3-1-8, B.3.2.2(9) einzuhalten |
|
| Ist die wirksame Tragfähigkeit einer zuerst berechneten Schraubenreihe x
größer als 1.9 · Ft,Rd,
wird die wirksame Tragfähigkeit der nachfolgenden Schraubenreihe r ggf. reduziert,
um folgender Bedingung zu genügen |
|
 |
|
| EC 3-1-8:2010: Die wirksamen
Tragfähigkeiten aller nachfolgenden Schraubenreihen
werden linearisiert. |
| Diese Vorgehensweise erfordert
eine erneute Kontrolle der Tragfähigkeiten n. (7-9). |
|
| Optional kann die Schraubentragfähigkeit
vorab begrenzt werden, damit die o.a. Forderung nicht zum Tragen kommt. |
|
|
| Im Folgenden wird der Berechnungsweg
anhand einer Stirnblech-Verbindung mit drei Schraubenreihen erläutert. |
|
|
Im Programm 4H-EC3RE werden
zunächst die minimalen Tragfähigkeiten aus den maßgebenden Grund-
komponenten ermittelt. |
|
Nun erfolgen reihenweise die Abminderungen
für Schraubenreihen als Teil einer Schraubengruppe. |
| Da die Schraubengruppen einer Stütze
und eines Stirnblechs verschiedene Mitglieder haben
können, erfolgt die Ausgabe in separaten Blöcken. |
|
 |
|
Es werden zwei Gruppen gebildet:
Gruppe 1 mit den Reihen 1 und 2 sowie Gruppe 2 mit den Reihen 1 bis 3.
Das >-Symbol kennzeichnet die Tragfähigkeiten, die
auf Grund der Gruppentragfähigkeit reduziert werden müssen. |
|
 |
|
Es werden ebenfalls zwei Gruppen gebildet:
Gruppe 1 mit den Reihen 1 und 2 und Gruppe 2 mit den Reihen 1 bis 3.
Es ist keine Abminderung auf Grund der Gruppentragfähigkeit erforderlich. |
|
|
| Mit diesen Tragfähigkeiten der
einzelnen Schraubenreihen wird die Tragfähigkeit
des Anschlusses bei reiner Zugbelastung bestimmt. |
|
| Es folgen reihenweise die Abminderungen
für einzelne Schraubenreihen der Druck-/Schub-Komponenten. |
|
 |
|
| Auch hier kennzeichnet das >-Symbol
die Tragfähigkeiten, die auf Grund der Druck- und Schubtragfähigkeiten reduziert
werden müssen. Die Schraubenreihe 3 ist damit unwirksam. |
|
|
| Je Schraubenreihe wird die Tragkraft überprüft,
ob die Annahme einer plastischen Schraubenkraftverteilung
gerechtfertigt ist. Wird in einer Reihe die Grenztragfähigkeit
von 95% der Zugtragfähigkeit einer Schraube überschritten,
ist die Tragfähigkeit der nachfolgenden Reihe abzumindern. |
|
| Das Ergebnis wird schlussendlich protokolliert. |
|
 |
|
| Jede der Grundkomponenten,
die die Tragfähigkeit einer Schraubenreihe
maßgebend herabgesetzt hat (gekennzeichnet
durch das >-Symbol,
s.o.), wird als mögliche Versagensquelle
des Anschlusses protokolliert. |
|
|
| Die Druck-Komponenten liefern die
Tragfähigkeit bei reiner Druckbeanspruchung. |
|
| Die Biegetragfähigkeit ergibt sich damit zu |
|
| und die Ausnutzung zu |
|
| wobei das einwirkende Moment auf
den Druckpunkt in der Anschlussebene (hier: die
Kontaktebene zwischen Stirnblech und Stütze)
bezogen ist. |
| Eine ggf. einwirkende Normalkraft wird im Widerspruch zu EC 3-1-8, B.3.2.1(2), berücksichtigt! |
|
| Ist die einwirkende Normalkraft
größer als 5% der plastischen Normalkrafttragfähigkeit
(s. EC 3-1-1, 8.2.3) |
|
| wird nach EC 3-1-8, B.3.3(1), die konservative Näherung verwendet |
|
 |
|
| wobei sich nun das einwirkende
Moment auf den Schwerpunkt (reines Moment ohne Normalkraft) bezieht. |
|
|
Alternativ kann bei normalkraftbeanspruchten Stirnblechverbindungen die MNV- Interaktionsbeziehung
n. Cerfontaine (s.u.) verwendet werden. |
|
| Abscher-/Lochleibungstragfähigkeit
mit der Komponentenmethode |
|
|
| Auch hier werden zunächst die
minimalen Tragfähigkeiten aus den maßgebenden Grundkomponenten ermittelt. |
|
Nach EC 3-1-8, Tab. 5.9, reduziert sich die Tragfähigkeit
bei gleichzeitiger Wirkung von Querkraft und
Zugnormalkraft bei voller Ausnutzung der Biegetragfähigkeit zu |
|
 |
|
| Ist eine Schraubenreihe nicht an der Biegetragfähigkeit beteiligt
(hier die Reihe 3 mit Ftr,Rd = 0), steht sie für die Scherkraftaufnahme
voll zur Verfügung (keine Abminderung). |
|
|
| ... so dass sich die endgültigen Tragfähigkeiten
je Schraubenreihe ergeben zu |
|
| Die Abscher-Lochleibungstragfähigkeit ergibt sich damit zu |
|
| und die Ausnutzung zu |
|
|
| Schubtragfähigkeit |
|
|
| Sowohl Stirnblech als auch
Stützen- und Trägersteg sind für
den Schub aus Querkraftbeanspruchung zu untersuchen. |
|
| Die Tragfähigkeit des Stirnblechs ergibt sich als Minimum der plastischen
Tragfähigkeit des Blechs und der Tragfähigkeit der Stegnähte. |
|
 |
|
| Die Gesamt-Schubtragfähigkeit des Stirnblechs ist gekennzeichnet ('!!'), da die Schweißnahttragfähigkeit maßgebend wird. |
|
|
| Die Tragfähigkeit des
Trägerstegs wird analog berechnet zu |
|
| Die Tragfähigkeit des Stützenstegfelds ist bereits in der
Biegetragfähigkeit berücksichtigt.
Für einen expliziten Nachweis der Schubtragfähigkeit
wird sie hier noch einmal aufgeführt |
|
|
|
| MNV-Interaktion (nur Stirnblechanschluss) |
|
|
Die Komponentenmethode nach EC 3-1-8,
B.3.2, wurde für reine Biegeprobleme konzipiert. Eine Normalkraft-
beanspruchung kann hierbei nur wirtschaftlich
berücksichtigt werden, wenn die Normalkraft untergeordnet,
d.h. kleiner als 5% der plastischen Beanspruchbarkeit ist. Bei höherer
Normalkraftbeanspruchung wird eine konservative Näherung verwendet. |
Eine Möglichkeit, auch normalkraftbehaftete
Anschlüsse zu bemessen, besteht darin, die Komponenten über Teilschnittgrößen
auszuwerten (alternative Methode). Leider kann bei dieser Methode die Traglastreduktion
auf Grund der Gruppenbildung von Schrauben nicht hinreichend genau erfasst werden. |
Daher wurde ein Verfahren implementiert,
das über Optimierungsmethoden einen Gleichgewichtszustand
zwischen der eingegebenen Belastung und den resultierenden Kräften in
den Schraubenreihen (Zug) und
den Flanschen (Druck) ermittelt. Diese Methode ist von der Art der Belastung (Biegung, Zug,
Druck) unabhängig. |
|
In Anlehnung an das Ringbuch Typisierte
Anschlüsse im Stahlhochbau, Ergänzungsband
2018 wird das Optimierungsverfahren nach F.
Cerfontaine (in Jaspart/Weynand:
Design of Joints in Steel and Composite
Structures) zur Ermittlung der Ausnutzung verwendet. |
| Hierbei werden die Tragfähigkeiten
der Grundkomponenten für jede Schraubenreihe
einzeln sowie für Schrauben-gruppen und der
Querkraft als Randbedingungen für das lineare
Optimierungsproblem aufgefasst. Iterativ wird eine
Lösung für den höchsten Laststeigerungsfaktor
unter Momenten-, Normalkraft- und Querkraftbeanspruchung
ermittelt. Der Laststeigerungsfaktor entspricht
dem Kehrwert der Ausnutzung. |
| Es wird die optimale Verteilung
der einwirkenden Kräfte auf die Traganteile
der Verbindung berechnet (Gleichgewicht zwischen
inneren und äußeren Kräften).
Die Werte Ftr,Rd, Fc,Rd,
Fvr,Rd sind daher keine Tragfähigkeiten
sondern resultierende Kräfte aus der Verteilung.
Maximal aufnehmbare Größen (Mj,Rd,
Vj,Rd etc.) werden nicht ermittelt. |
|
| Für das o.a. Beispiel ergibt sich |
|
 |
|
| zu |
|
 |
|
|
|
|
|
| geschweißte Verbindung |
|
|
Die Biege- und Zugtragfähigkeit des
Anschlusses wird ermittelt auf Seite der |
|
| Stütze mit den Grundkomponenten 1 bis 4 |
|
|
Trägers mit Gk 7 (bei Vouten alternativ
mit Gk 20) |
|
|
|
Die Tragfähigkeit
der Schweißnähte zwischen Träger und Stütze wird über
den Linienquer-
schnitt mit einbezogen. |
|
|
|
 |
|
|
| Biege- und Zugtragfähigkeit
mit der Komponentenmethode |
|
|
| Nach EC 3-1-8, B.3.2.1(3), wird die
Biegetragfähigkeit eines geschweißten Anschlusses bestimmt mit |
|
| Der Druckpunkt der geschweißten
Verbindung sollte im Zentrum des Spannungsblocks
infolge der
Druckkräfte liegen (EC 3-1-8, B.3.2.1(10)),
vereinfachend in der Achse der Mittelebene des
Druckflansches (EC 3-1-8, Tab. B.1 a)). |
| Bei Trägerstößen
(Rahmenecke Var. 3) werden
die Grundkomponenten, die die Stütze
betreffen, außer Betracht gelassen
(analog EC 3-1-8, B.3.2.2(10)). |
|
| Im Folgenden wird der Berechnungsweg
anhand einer unausgesteiften geschweißten
Verbindung erläutert. |
|
|
Die Zugtragfähigkeit ergibt sich
aus den Gkn 3 und 4 (Gk 4 nur bei nicht ausgesteiften Stützenflanschen)
für den Zugflansch zu |
|
| Abminderungen aufgrund der Druck-/Schubtragfähigkeit
der Profile |
|
| führen zur wirksamen Tragfähigkeit |
|
| mit der die Biegetragfähigkeit
des Anschlusses ermitelt wird zu |
|
 |
|
| und die Tragfähigkeit
bei überwiegender Zug- bzw. Druckbeanspruchung
zu |
|
| Die Tragfähigkeiten infolge
einer Normalkraftbeanspruchung werden analog
der Stirnblech-Verbindung berechnet. |
|
| Bei geschweißten Trägerstößen
(Rahmenecke Var. 3) ist die Tragfähigkeit der Verbindung
nur durch die Tragfähigkeit der Schweißnähte gegeben. |
|
|
|
|
|
|
| Besonderheiten bei Vouten |
|
|
Beträgt die Höhe des Trägers
einschließlich Voute mehr als 600 mm, ist
nach EC 3-1-8:2010, 6.2.6.7(1), i.d.R. der
Beitrag des Trägerstegs zur Tragfähigkeit bei Druckbeanspruchung
auf 20 % zu begrenzen. |
Programmintern wird die Stegdicke
zur Berechnung von Grundkomponente 7 (Tragfähigkeit
des Voutendruck-
flanschs) auf 20 % begrenzt (nur EC 3-1-8:2010). |
| Bei einer Bemessung n. EC 3-1-8:2025 wird die Stegdicke der Voute vernachlässigt. |
| Die Biegetragfähigkeit des Trägerquerschnitts
wird n. EC 3-1-8, A.10.1(1), unter
Vernachlässigung des dazwischen liegenden
Flansches berechnet. |
| Nach EC 3-1-8, A.23(1), gelten für
Träger mit Vouten folgende Voraussetzungen |
|
|
| die Stahlgüte der
Voute sollte mindestens der Stahlgüte
des Trägers entsprechen (programmintern
gewährleistet) |
|
|
| die Flanschabmessungen
und die Stegdicke der Voute sollten
nicht kleiner sein als die des Trägers |
|
|
| der Winkel zwischen Voutenflansch
und Trägerflansch sollte nicht
größer sein als 45° |
|
|
| die Länge ss der steifen Auflagerung darf mit der
Schnittlänge des Voutenflanschs
parallel zum Trägerflansch angesetzt
werden |
|
|
|
| Am Anschluss Voute-Stütze ist
die Tragfähigkeit von Voutenflansch und -steg
mit Druck (Gk 7) maßgebend, am Anschluss
Voute-Träger wird die Tragfähigkeit des
Trägerstegs mit Querdruck (Gk 2) berechnet.
Die Ergebnisse beider Gkn werden in der speziellen
Vouten-Grundkomponente 20 zusammengefasst. |
|
|
|
|
|
| Besonderheiten bei überwiegend normalkraftbeanspruchten Verbindungen (nicht bei MNV-Interaktion) |
|
|
Bei überwiegend normalkraftbeanspruchten Verbindungen
ist der Trägerdruckflansch nicht mehr gedrückt bzw. der Zugflansch nicht mehr gezogen, d.h.
die Annahme, dass der Druckpunkt in der Mitte des Trägerflanschs liegt, ist
nicht mehr akzeptabel (Zug-/Druckverbindungen). |
Auch gilt die Komponentenmethode
nach EC 3-1-8, B.3.2, im Grunde
nur für biegebeanspruchte Verbindungen mit
unbedeutender Normalkraft (N ≤ 5% Npl). |
|
| Jedoch darf nach EC 3-1-8, B.3.3,
eine Näherung verwendet werden, bei der Biege-
und Normalkraftbeanspruchung voneinander unabhängig ausgewertet
werden. Die Einzeltragfähigkeiten werden anschließend addiert. |
| Daher wird für das einwirkende Biegemoment
eine Biegetragfähigkeit
berechnet, die sich auf den unteren Trägerflansch
bezieht, und für die einwirkende Normalkraft eine
Normalkrafttragfähigkeit in der Systemachse (senkrecht
zur Anschlussebene) ermittelt. |
| Bei geschraubten Anschlüssen
mit einer Schraubenreihe im unteren Überstand (auf der Druckseite)
wird diese letzte Reihe bei Ermittlung der Zugtragfähigkeit
im Unterschied zur Biegetragfähigkeit berücksichtigt. |
|
| Bei geschraubten Verbindungen liefert die
MNV-Interaktion i.A. günstigere Ergebnisse und wird
im Standardfall für überwiegend normalkraftbeanspruchte
Lastkombinationen verwendet. |
| Bei geschweißten Verbindungen wird entsprechend
die alternative Methode mit Teilschnittgrößen angewandt. |
|
|
|
|
|
|
 |
|
| Die Schnittgrößen sind als Bemessungsgrößen
bereits mit den Lastfaktoren für den Grenzzustand der Tragfähigkeit
beaufschlagt und können auf drei verschiedene Arten in das Programm
eingegeben werden. |
|
|
| Knoten-Schnittgrößen beziehen
sich auf den Knotenpunkt der Schwerachsen. |
| Knoten-Schnittgrößen sind häufig
das Resultat einer vorangegangenen Stabwerksberechnung
und mit der Vorzeichenregel des Statik-Koordinatensystems
(positive Normalkraft = Zug, pos. Biegemoment = Zug unten)
definiert. |
|
|
Anschnitt-Schnittgrößen befinden
sich in der Bemessungsebene, sind jedoch bei geneigten
und gevouteten
Trägern auf die Schwerachse des Trägers bezogen. |
Hier ist das EC 3-1-8-Koordinatensystem
(positive Normalkraft = Druck, positives Biegemoment =
Zug oben)
zu beachten! |
|
|
Anschluss-Schnittgrößen sind die
senkrecht zur Anschlussebene wirkenden Bemessungsgrößen
im
EC 3-1-8-Koordinatensystem,
die den Tragfähigkeitsnachweisen
zu Grunde liegen. |
|
|
|
| Sowohl Knoten- als auch Anschnitt-Schnittgrößen
müssen in die Bemessungsebene transformiert werden. |
| Zu beachten ist, dass dabei keine äußeren
Einwirkungen berücksichtigt werden, so dass besonders bei längeren
Vouten die für die Nachweise am Voutenanfang (Übergang
des Trägers in die Voute, Voute-Träger-Anschnitt) berechneten
Bemessungsgrößen zu überprüfen sind! |
|
| Dabei wird mit Bemessungsebene (Anschlussebene) die
Kontaktebene zwischen Träger und Stütze (bei Stößen
die Kontaktebene zwischen den Trägern) bezeichnet. Bei Stirnplattenverbindungen
ist dies z.B. der Anschluss der Stirnplatte an die Stütze (bei
Stößen die Mittelebene der beiden Stirnplatten). |
| Es wird stets vorausgesetzt, dass ein rechtsseitiger
Anschluss (Rechenmodell) vorliegt. |
|
|
| Transformation der Schnittgrößen |
|
|
| Sind die Schnittgrößen
bei gevouteten Trägern auf die Systemachse des Trägers
bezogen, werden zunächst die Schnittgrößen
in der Systemachse berechnet |
|
| Die Transformation der Schnittgrößen
aus dem linken Anschluss in das Rechenmodell erfolgt anschließend
mit |
|
| Sind die Schnittgrößen im Knotenpunkt der
Schwerachsen gegeben (KOS Statik),
werden sie zunächst in die Anschluss-Schnittgrößen
(KOS EC 3-1-8) bezogen auf die Schwerachse
des Trägers transformiert. |
|
Die Schnittgrößenkombination (Nb,Ed,
Mb,Ed, Vb,Ed) lässt sich auch direkt
(s. Register 4, Schnittgrößen
im
Anschnitt der Verbindung) eingeben. |
|
Das Biegemoment am Anschnitt Voute-Träger wird
nach der o.a. Formel berechnet, Normalkraft und Querkraft
sind über
die Voutenlänge konstant. |
| Die zur Transformation notwendigen Winkelinformationen
sind mit |
|
| gegeben. |
| Die Abstände zur Bildung der Momente werden berechnet
zu |
|
 . |
|
|
| Anschließend werden aus den Schnittgrößen
im Anschluss die Schnittgrößen senkrecht zur Anschlussebene
ermittelt. |
|
Auch diese Schnittgrößenkombination lässt
sich direkt (Schnittgrößen senkrecht
zur Anschlussebene,
s. Register 4) eingeben. |
|
| Bei T-Anschlüssen mit der
Option Gleichgewicht (s. Register
1) und bei Rahmenecken generell werden die Stützenschnittgrößen
aus den Schnittgrößen senkrecht zur Anschlussebene berechnet. |
|
Soll die Biege- und/oder Abschertragfähigkeit
mit den Grundkomponenten mit Teilschnittgrößen (alternative
Methode,
s. Register 1) nachgewiesen werden oder sind
spezielle Nachweise z.B. der Stegsteifen zu führen, sind die Teilschnittgrößen
in den Flanschen und Stegen zu ermitteln. |
| Die Teilschnittgrößen im Träger ergeben sich zu |
|
| Die Teilschnittgrößen im Stützenstegfeld
ergeben sich zu |
|
| wobei bei geschraubten Verbindungen der
innere Hebelarm z dem äquivalenten Hebelarm zeq entspricht. |
| Zur Berechnung von zeq s. Rotationssteifigkeit. |
|
 |
|
|
|
 |
|
Die Normenbezüge dieses Dokuments beziehen sich
auf die aktuellen Vorschriften aus dem Jahr 2025
(s. Berechnungsmethode). Unterschiede
gegenüber den Vorgängerversionen sind gekennzeichnet. |
|
| Folgende Nachweise können geführt werden |
|
|
Nachweis der Anschlusstragfähigkeit mit der Komponentenmethode |
|
... Anschlusstragfähigkeit
mit der MNV-Interaktion (bei geschraubtem Stirnblechanschluss) |
|
... Anschlusstragfähigkeit mit Teilschnittgrößen
(alternative Methode) |
|
... Schweißnähte am Träger (Nachweis über
den Linienquerschnitt) |
|
... Stegsteifen (Rippen) und/oder des Zugblechs (nur bei
geschweißtem Anschluss) |
|
... Querschnittstragfähigkeit |
|
elastischer Schubfeldnachweis |
|
Beulnachweise |
|
|
Die Ausnutzungen aus den geführten Nachweisen
werden extremiert und anschließend sowohl lastfallweise
als
auch im Gesamtergebnis ausgegeben. |
|
| Querschnittsnachweis |
|
|
| Der Tragsicherheitsnachweis der offenen, dünnwandigen
Querschnitte kann nach den Nachweisverfahren |
|
|
Elastisch-Elastisch (E-E) (EC 3-1-1, 8.2.1(5)) |
|
Elastisch-Plastisch (E-P) (EC 3-1-1, 8.2.1(6)) |
|
|
| geführt werden. |
|
| Beim Nachweisverfahren Elastisch-Elastisch werden die Schnittgrößen (Beanspruchungen) auf Grundlage
der Elastizitätstheorie bestimmt. Der Spannungsnachweis erfolgt
mit dem Fließkriterium aus EC 3-1-1, 8.2.1(5), Gl. 8.2. |
|
Beim Nachweisverfahren Elastisch-Plastisch
werden die Schnittgrößen (Beanspruchungen) ebenfalls auf Grundlage
der Elastizitätstheorie bestimmt. Anschließend
wird n. EC 3-1-1, 8.2.10, überprüft,
ob die Schnittgrößen vom Querschnitt unter Ausnutzung
der plastischen Reserven aufgenommen werden können (plastische
Querschnittstragfähigkeit für Biegung, Normal- und Querkraft). |
Erfolgt die Anschlussbemessung n. EC 3-1-1:2010, wird
das Teilschnittgrößenverfahrens mit Umlagerung (TSV)
(s. Kindmann, R., Frickel, J.: Elastische und plastische Querschnittstragfähigkeit,
Grundlagen, Methoden, Berechnungsverfahren, Beispiele, Verlag Ernst & Sohn, Berlin 2002) verwendet. |
|
Die Grenzwerte grenz(c/t) werden je nach Nachweisverfahren
aus EC 3-1-1, 5.5.2, Tab. 7.3, ermittelt. Dies entspricht
der Überprüfung
der erforderlichen Klassifizierung des Querschnitts. |
| Ist das Nachweisverfahren Elastisch-Plastisch gewählt und lässt die Klassifizierung keinen plastischen
Nachweis zu, wird eine Fehlermeldung ausgegeben; dann sollte der elastische
Nachweis geführt werden. |
|
| Nachweis der Anschlusstragfähigkeit mit der Komponentenmethode |
|
|
| Es können die |
|
|
Biegetragfähigkeit |
|
Zugtragfähigkeit |
|
ggf. die kombinierte Biege-/Zugtragfähigkeit |
|
Abscher-/Lochleibungstragfähigkeit |
|
|
| der Verbindung ausgewertet werden. |
|
| Nach EC 3-1-8, B.3.2.1(1), gilt für den Bemessungswert
des einwirkenden Moments |
|
Überschreitet jedoch die einwirkende Normalkraft
in dem angeschlossenen Bauteil 5% der plastischen Beanspruchbarkeit,
wird nach EC 3-1-8, B.3.3(1), die folgende Näherung benutzt, wobei sich die Momente
auf den Druckpunkt und
die Normalkräfte auf die Systemachse beziehen. |
|
 |
|
| wobei sich die Momente auf den Druckpunkt und
die Normalkräfte auf die Systemachse beziehen. |
|
|
| Die Abscher-/Lochleibungstragfähigkeit ergibt sich n. EC 3-1-8, B.3.4, zu |
|
| Alternativ kann ein Optimierungsverfahren (MNV-Interaktion)
zur Ermittlung der Gesamtausnutzung verwendet werden |
|
|
| Nachweis der Anschlusstragfähigkeit mit Teilschnittgrößen |
|
|
| Zusätzlich oder alternativ zu der Ermittlung der
Tragfähigkeit mit der Komponentenmethode können die Grundkomponenten
auch separat mit Teilschnittgrößen nachgewiesen werden. |
| Zu weiterführenden Informationen führt die
Beschreibung der einzelnen Grundkomponenten. |
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
Bei geschweißten Rahmenecken ist
zur Übertragung der Zugkraft aus dem Träger-
in den Stützenzugflansch ein Zugblech an Stützenkopf
und Trägerflansch (Variante 1) angeschweißt. |
Bei Rahmenecken mit liegendem Anschluss
(Variante 2) befindet
sich das Zugblech entsprechend
an der Trägeroberkante. |
Blechquerschnitt und
Schweißnähte
werden jeweils am Steg und
am Flansch nachgewiesen. |
|
| Der Querschnittsnachweis des Blechs erfolgt mit Gk 9. |
|
|
|
Die Bemessungsgröße entspricht der Zugkraft im
Trägerflansch
(s. Schnittgrößen). |
|
 |
|
Die Schweißnähte können entweder nach
dem vereinfachten oder dem richtungsbezogenen Verfahren
nachgewiesen
werden. |
| Da die Beschreibung der Schweißnahtnachweise nach
EC 3 programmübergreifend identisch ist, wird auf die
allgemeine Beschreibung des Schweißnahtnachweises verwiesen. |
|
|
|
 |
|
| Rahmenecken mit Stirnblechverbindungen
in Variante 1 und 2 können alternativ mit einer geschraubten
Zuglasche am Obergurt des Trägers ausgeführt werden. |
| Die folgenden Erläuterungen beziehen sich auf Var. 1. |
| Die Zuglasche überträgt - analog
dem Zugblech bei geschweißter Verbindung - die
Zugkräfte im Obergurt
des Trägers in die Stütze. |
| Sie wird also nur bei negativer
Momentenbeanspruchung (Zug oben, Druck unten) wirksam. |
| Die Stirnblechverbindung dient
in dem Fall einzig zur Übertragung
der Querkräfte. |
|
| Bei positiver Momentenbelastung (Zug unten, Druck oben)
wird ein klassischer Stirnblechanschluss berechnet. |
| Die Zuglasche ist in diesem Fall wirkungslos. |
| Die Berechnung erfolgt mit der Komponentenmethode. |
|
 |
|
|
| Berechnung der Zuglaschenverbindung |
|
| Die Zuglasche wird mit Schrauben (2-reihig) am Trägerflansch
und mit beiseitigen Kehlnähten am Stützenprofil befestigt.
Laschenquerschnitt, Schrauben- und Schweißverbindung sind nachzuweisen. |
| Der Querschnittsnachweis der Lasche erfolgt mit Grundkomponente 9. |
|
| Die Bemessungsgröße entspricht der Zugkraft im
Trägerflansch
(s. Schnittgrößen). |
|
| Die Schrauben werden auf Abscheren (Grundkomponente 11) und
Lochleibung (Grundkomponente 12) nachgewiesen. |
| Da die Beschreibung der Schraubennachweise nach
EC 3 programmübergreifend identisch ist, wird auf die
allgemeine Beschreibung des Schraubennachweises verwiesen. |
|
Die Schweißnähte können entweder nach
dem vereinfachten oder dem richtungsbezogenen Verfahren
nachgewiesen
werden. |
| Da die Beschreibung der Schweißnahtnachweise nach
EC 3 programmübergreifend identisch ist, wird auf die
allgemeine Beschreibung des Schweißnahtnachweises verwiesen. |
|
|
|
 |
|
Schubfelder sind Stegbereiche mit großer Querkraft, die
bei einer Rahmenecke in dem Bereich auftreten, in
dem die Kräfte aus dem Träger in die Stütze umgesetzt werden. |
Ein weiteres Schubfeld kann bei kurzen Vouten im Träger
entstehen, da die Schubspannungen am Übergang
vom Träger zur Voute meist höher sind als am Voute-Stütze-Anschluss. |
| Ebenso entstehen Schubfelder im Stützenstegfeld von
zweiseitigen Verbindungen (T-Anschluss Var. 1), wenn eine Trägerseite höher
ist als die andere und dementsprechend die Schubspannung auf einer Seite
stark von der anderen abweicht. |
|
Das Schubfeld muss allseitig von Steifen bzw. Flanschen
umschlossen sein, die jedoch - ebenso wie das Schubfeld
selbst - nicht beulgefährdet sein dürfen. |
| Der vereinfachte Beulnachweis ist erbracht,
wenn sich der zu untersuchende Querschnittsteil noch
in Klasse 3 (Elastisch-
Elastisch) bzw. Klasse 2 (Elastisch-Plastisch)
befindet. |
|
| Der Nachweis des Schubfelds erfolgt grundsätzlich
mit dem Nachweisverfahren Elastisch-Elastisch. |
| In dem Berechnungsmodell des idealen Schubfelds übernehmen
die Steifen/Flansche die Normalspannungen und das Schubfeld die Schubspannungen. |
|
| Schubfeld in der Stütze |
|
| Im Folgenden wird die Berechnung für eine
Rahmenecke beschrieben. Für T-Anschlüsse Var. 1 (beidseitig beanspruchte
Schubfelder) s. hier. |
|
Wird das Schubfeld durch Diagonalsteifen
ausgesteift, ist kein Schubfeldnachweis erforderlich. |
|
| Die im Schubfeld wirkenden Schnittgrößen werden
aus den Anschnittgrößen berechnet
(s. Schnittgrößen). |
|
|
|
 |
|
|
| Daraus ergeben sich die Knotenkräfte am Schubfeld und
in den Randsteifen sowie die Schubfeldkräfte |
|
|
|
| aus denen die Schubspannungen
berechnet und am Anschnitt der Steifen (Längen hi)
nachgewiesen werden. |
|
Bei geschraubten Verbindungen wird die Zugbelastung über
die Schrauben und nicht über den Trägerflansch in
das
Schubfeld eingetragen. |
| Daher gilt hier lr = ll = zeq (zur
Berechnung von zeq s. Rotationssteifigkeit). |
|
| Schubfeld im Träger |
|
Wird das Schubfeld durch den unteren Trägerflansch
ausgesteift, ist kein Schubfeldnachweis erforderlich. |
|
| Die im Schubfeld wirkenden Schnittgrößen werden
aus den Anschnittgrößen berechnet
(s. Schnittgrößen). |
|
|
|
|
 |
|
| Daraus ergeben sich die Knotenkräfte am Schubfeld und
in den Randsteifen sowie die Schubfeldkräfte |
|
|
|
| aus denen die Schubspannungen
berechnet und am Anschnitt der Steifen nachgewiesen werden. |
|
|
|
 |
|
Die Normenbezüge dieses Dokuments beziehen sich
auf die aktuellen Vorschriften aus dem Jahr 2025
(s. Berechnungsmethode). Unterschiede
gegenüber den Vorgängerversionen sind gekennzeichnet. |
|
Werden dünnwandige Querschnittsteile durch Druckkräfte
beansprucht, ist für sie ein Nachweis gegen Plattenbeulen
zu führen. Wirken
hohe Querkräfte, ist Schubbeulen, ggf. mit Interaktion zwischen Platten-
und Schubbeulen, zu untersuchen. |
|
 |
|
| Bei geschraubten Verbindungen wird die Zugbelastung über
die Schrauben und nicht über den Trägerflansch in das
Beulfeld der Stütze eingetragen. |
| Daher gilt hier b1 = b2 = zeq -
tst/2 (zur Berechnung von zeq s. Rotationssteifigkeit). |
|
|
| Plattenbeulen |
|
|
Für dünnwandige druckbeanspruchte Querschnittsteile
ist dann ein Beulnachweis zu führen, wenn bei
ihnen örtliches
Beulen vor Erreichen der Streckgrenze auftritt. Nach Nach EC 3-1-1,
7.5, werden sie in Querschnittsklasse 4 eingeordnet. |
| Ein typisches Beulfeld entsteht bei Rahmenecken in dem
Bereich, in dem die Kräfte aus dem Träger in die Stütze umgeleitet werden
müssen. |
| Des Weiteren ist das Beulfeld im gevouteten
Träger
zu untersuchen, da aufgrund der Aufweitung des unversteiften Trägerstegs
der vereinfachte Beulnachweis versagt. |
| Beim vereinfachten
Beulnachweis wird in Abhängigkeit des
Nachweisverfahrens überprüft, ob sich das zu untersuchende Querschnittsteil
noch in Klasse 3 (Elastisch-Elastisch) bzw. Klasse
2 (Elastisch-Plastisch) befindet. |
| Ist der vereinfachte Nachweis erbracht, kann auf den Nachweis
gegen Plattenbeulen verzichtet werden. |
|
Das Beulfeld muss allseitig von Steifen
bzw. Flanschen umschlos-
sen sein, die jedoch selbst nicht
beulgefährdet
sein dürfen. |
| Wird das Beulfeld durch Diagonalsteifen
ausgesteift, ist kein Nachweis erforderlich, da sie mit
den Randsteifen ein Fachwerk bilden, durch das die Kräfte
abfließen können. |
Sind ein oder zwei Stegbleche zur Verstärkung
des Stützenstegs angeschweißt, wird die Stegdicke des
Beulfelds analog Grund-
komponente 2 um jeweils die halbe Stegblechdicke vergrößert. |
|
|
 |
|
|
| Die Beulsicherheit kann über
zwei Methoden nachgewiesen werden, die auf denselben
Grundlagen beruhen |
|
| die Methode der reduzierten Spannungen (EC 3-1-5, 12) |
|
|
| das Verfahren
der wirksamen Querschnittsflächen (EC 3-1-5, 6.3) |
|
|
|
| Dabei wird im Programm beim Verfahren
der wirksamen Querschnittsflächen der gesamte Querschnitt betrachtet,
während sich die Methode der reduzierten Spannungen nur auf den Steg
als Beulfeld bezieht. |
| Die theoretischen Hintergründe der
Verfahren sind der Literatur zu entnehmen;
an dieser Stelle wird die Vorgehensweise des Programms
erläutert. |
|
|
|
|
|
| Schubbeulen |
|
|
| Die Tragfähigkeit
gegen Schubbeulen ist n. EC 3-1-1, 8.2.6, nachzuweisen. |
| Der Nachweis erfolgt zunächst über den vereinfachten
Beulnachweis mit |
|
| Ist der vereinfachte Nachweis erbracht, kann auf den Nachweis
gegen Schubbeulen verzichtet werden. |
|
|
|
|
|
| Interaktion |
|
|
Bei gleichzeitiger Wirkung von Schub, Biegemoment und Normalkraft
ist nach EC 3-1-5, 9, die Interaktion
zwischen den Kräften zu berücksichtigen. |
|
|
|
|
|
| Verfahren der wirksamen Querschnittsflächen |
|
|
| Beim Verfahren der wirksamen Querschnittsflächen wird
davon ausgegangen, dass einzelne Querschnittsteile ausbeulen und sich die
Spannungen auf steifere oder weniger beanspruchte Querschnittsteile umlagern. |
| Auf diesen reduzierten Querschnitt werden die wirksame Fläche Aeff und das wirksame Widerstandsmoment Weff bezogen. |
| Der Nachweis entspricht dem Spannungsnachweis
für den wirksamen Querschnitt (Klasse 4). |
|
|
| |
| Beim Nachweis gegen Schubbeulen werden starre
Auflagersteifen vorausgesetzt. Das Beulfeld selbst ist
unversteift. |
|
|
|
|
|
|
|
| Methode der reduzierten Spannungen |
|
|
Die Methode der reduzierten Spannungen wird
zur Bestimmung der Grenzspannungen einzelner Blechfelder
eines Querschnitts benutzt und vornehmlich für
die Stegblechuntersuchung verwendet. |
| Beim Nachweis des Schubbeulens werden starre
Auflagersteifen vorausgesetzt. Das Beulfeld selbst ist
unversteift. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
Die Normenbezüge dieses Dokuments beziehen sich
auf die aktuellen Vorschriften aus dem Jahr 2025
(s. Berechnungsmethode). Unterschiede
gegenüber den Vorgängerversionen sind gekennzeichnet. |
|
Nach EC 3-1-8, B.4.1, ist die Rotationssteifigkeit eines
Anschlusses i.d.R. anhand der Verformbarkeiten der
einzelnen Grundkomponenten
zu berechnen. Die Gkn sind über ihre Steifigkeitskoeffizienten gekennzeichnet,
die in EC 3-1-8, Anhang A, angegeben sind. |
| Die Ermittlung der Rotationssteifigkeit wird für
das Knotenmoment durchgeführt; ggf. wird es aus den gegebenen
Schnittgrößen berechnet. |
Die zu berücksichtigenden Grundkomponenten sind
in EC 3-1-8, Tab. B.2, für geschweißte Verbindungen und
in EC 3-1-8, Tab. B.3, für geschraubte Stirnblechverbindungen
angegeben. |
|
| Im Programm 4H-EC3RE werden folgende Steifigkeitskoeffizienten
zur Ermittlung der Rotationssteifigkeit einseitig belasteter Verbindungen
herangezogen. |
|
| geschweißte Verbindungen - k1,
k2, k3 |
|
|
| Träger-Stützenanschluss mit Stirnblech
bei einer Schraubenreihe mit Zugbelastung - k1,
k2, k3, k4, k5,
k10 |
|
|
| Träger-Stützenanschluss mit Stirnblech
bei mehreren Schraubenreihen mit Zugbelastung - k1,
k2, keq |
|
|
|
| Der äquivalente Steifigkeitskoeffizient keq ergibt sich nach EC 3-1-8, B.4.2, zu |
|
| Die beteiligten Steifigkeitskoeffizienten sind |
|
| bei einem Träger-Stützenanschluss
mit Stirnblech - k3, k4, k5,
k10 |
|
|
|
| Wenn die Normalkraft im angeschlossenen Träger
nicht mehr als 5% der plastischen Beanspruchbarkeit des Querschnitts
beträgt, wird die Rotationssteifigkeit nach EC 3-1-8, 7.2.6 bzw. B.4.1(4),
genügend genau ermittelt mit |
|
| Das lastabhängige Steifigkeitsverhältnis
berechnet sich nach EC 3-1-8, 7.2.6(4), |
|
Der Beiwert ψ hat nach EC 3-1-8, Tab.6.8, für
geschweißte Verbindungen und geschraubte Stirnblechverbindungen
den Wert 2.7. |
| Über die Momenten-Rotations-Charakteristik lässt
sich für ein gegebenes Moment die Verdrehung des Anschlusses
bestimmen über |
|
| Im Folgenden ist die
Berechnung der Rotationssteifigkeit einer geschraubten Rahmenecke
mit Stirnblech und drei Schraubenreihen unter Zugbelastung dargestellt (Berechnungsbeispiel). |
|
|
|
|
 |
| |
| Die Eurocode-Normen gelten nur in Verbindung
mit ihren nationalen Anhängen in dem jeweiligen
Land, in dem das Bauwerk erstellt werden soll. |
| Für ausgewählte Parameter können
abweichend von den Eurocode-Empfehlungen (im Eurocode-Dokument
mit 'ANMERKUNG' gekennzeichnet)
landeseigene Werte bzw. Vorgehensweisen angegeben werden. |
| In
pcae-Programmen können
die veränderbaren Parameter in einem separaten Eigenschaftsblatt
eingesehen und ggf. modifiziert werden. |
 |
|
| Dieses Eigenschaftsblatt dient dazu, dem
nach Eurocode zu bemessenden Bauteil ein nationales Anwendungsdokument
(NA) zuzuordnen. |
| NAe enthalten die Parameter der nationalen
Anhänge der verschiedenen Eurocodes (EC 0, EC 1,
EC 2 ...) und ermöglichen den
pcae-Programmen
das Führen normengerechter Nachweise, obwohl sie
von Land zu Land unterschiedlich gehandhabt werden. |
| Die EC-Standardparameter (Empfehlungen ohne
nationalen Bezug) wie auch die Parameter des deutschen
nationalen Anhangs (NA-DE) sind grundsätzlich Teil
der
pcae-Software. |
| Darüber hinaus stellt
pcae ein Werkzeug zur Verfügung, mit dem weitere NAe aus
Kopien der bestehenden NAe erstellt werden können.
Dieses Werkzeug, das über ein eigenes Hilfedokument
verfügt, wird normalerweise aus der Schublade des
DTE®-Schreibtisches heraus aufgerufen.
Einen direkten Zugang zu diesem Werkzeug liefert die kleine
Schaltfläche hinter dem Schraubenziehersymbol. |
|
|
|
|
|
 |
