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Seite neu erstellt März
2016 |
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Kontakt |
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Programmübersicht |
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Bestelltext |
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Infos auf dieser Seite |
... als pdf |
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Rechenlaufsteuerung .............. |
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Parameterbeschreibung .......... |
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Schweißnähte ....................... |
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Profile / Schrauben ................. |
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allgemeine Erläuterungen ...... |
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thermische Trennschicht ........ |
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Anschlussparameter ............... |
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Komponentenmethode ............ |
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Grundkomponenten ............... |
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Schnittgrößen ........................ |
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Teilschnittgrößen .................... |
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Basisverbindungen ................ |
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Schnittgrößenimport .............. |
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Nachweise ............................. |
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nationale EC-Anhänge ............ |
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Ergebnisübersicht ................... |
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alle pcae-EC 3-Stahlbauprogramme im Überblick |
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Basisverbindungen ................. |
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Biegesteifer Trägeranschluss |
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Typisierter IH-Anschluss ........ |
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Einzelstabnachweise ............. |
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Stahlstützenfuß .................... |
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Typ. IM-Anschluss ................. |
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Grundkomponenten ............... |
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Rahmenecken ....................... |
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Typ. IS,IW,IG,IK-Anschluss |
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Beulnachweise ...................... |
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Gelenkiger Trägeranschluss |
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Schweißnahtanschluss .......... |
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Freier Stirnplattenstoß ........... |
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Ermüdungsnachweis .............. |
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Stoß m. therm. Trennschicht |
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Laschenstoß ......................... |
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Normalkraftverbindung ............ |
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Lasteinleitung ....................... |
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Brandschutznachweis ............ |
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Querschnittsnachweis ............ |
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Freies Knotenblech ................ |
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Hohlprofilknoten ..................... |
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im Register 1 befinden sich die Angaben
zur Rechenlaufsteuerung |
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Das Programm 4H-EC3TT stellt
eine Vielzahl an Parametern bereit, um Trägerstöße mit thermischer Trennschicht
abbilden zu können. Um den
Eingabeaufwand zu reduzieren, besteht die Möglichkeit, diese
Einstellmöglichkeiten
zu reduzieren. |
Die Eingabedaten können in das Programme 4H-EC3BT,
Biegesteifer Trägeranschluss, übertragen werden. |
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Dazu ist der aktuelle Datenzustand über den Button Daten
exportieren in die Zwischenablage zu kopieren. |
Diese Daten können anschließend über
den Button Daten importieren aus der Zwischenablage
in das aktuell
geöffnete 4H-EC3BT-Bauteil übernommen werden. |
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Im Programm 4H-EC3TT werden
die Teilsicherheitsbeiwerte nach EC 3-1-8 den entsprechenden Normen
(s. Nationaler Anhang)
entnommen. |
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Es wird eine einheitliche
Stahlsorte für alle Verbindungsbleche/Profile bestimmt. |
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Da die Beschreibung der Stahlparameter für Verbindungen
nach EC 3 programmübergreifend identisch ist,
wird auf die allgemeine
Beschreibung der Stahlsorten verwiesen. |
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Das Programm 4H-EC3TT weist
die Tragfähigkeit
eines Stirnblechstoßes als eine biegesteife Trägerverbindung
über
die Komponentenmethode nach. |
Dabei werden je Anschlussgeometrie (s. Register
3) nur die relevanten Tragfähigkeiten ermittelt und optional
Nachweise geführt. Es gilt |
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die Wahl des Nachweisverfahrens ist bei
der Berechnung der Querschnittstragfähigkeit relevant. |
Es kann zwischen elastisch-plastischem und elastisch-elastischem Verfahren unterschieden
werden. |
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die Abscher-/Lochleibungstragfähigkeit
wird nur für geschraubte Verbindungen ermittelt |
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das Schweißverfahren geht in die Nachweise
der Schweißnähte ein |
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Schweißnähte werden über den
Linienquerschnitt nachgewiesen. |
Es kann zwischen dem richtungsbezogenen und dem vereinfachten Verfahren unterschieden werden. |
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im Register 2 befinden sich die Angaben
zu Profil und Schrauben |
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Die Parameter der Anschlussprofile können entweder
über den pcae-eigenen Profilmanager in das Programm importiert werden oder als typisiertes
Stahlprofil parametrisiert eingegeben werden. |
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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. |
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Zur Definition eines typisierten Profils wird zunächst
seine Klasse über eine Listbox festgelegt, anhand derer
bestimmt
wird, welche weiteren Parameter freigelegt werden. |
Das Programm kann Trägerstöße 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. |
Diese Schweißnähte werden nicht nachgewiesen. |
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Gewalzte Doppel-T-Profile haben einen
einheitlichen Ausrundungswinkel (ro = ru). |
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Die
Profilabmessungen sind symmetrisch, d.h. es gilt bei Doppel-T-Profilen
bfu =
bfo,
tfu =
tfo. |
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Geschweißte Doppel-T-Profile weisen einheitliche
Schweißnähte auf (au = ao). |
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Um eine Stirnblechverbindung nachzuweisen,
sind Schraubengröße und Festigkeitsklasse
anzugeben. |
Bei den Festigkeitsklassen 8.8 und 10.9
wird vom Programm eine vorgespannte
HV-Schraube
mit großer Schlüsselweite
gesetzt. |
Bei geringeren Festigkeitsklassen wird die kleine Schlüsselweite
verwendet. |
Der Schaft liegt in der Scherfuge. |
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Da die Beschreibung der Schraubenparameter für
Verbindungen nach EC 3 programmübergreifend identisch ist,
wird auf die allgemeine
Beschreibung der Schrauben verwiesen. |
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Register 3 enthält Angaben zu
den Anschlussparametern und zur Druckausgabe |
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Es werden die notwendigen Parameter zur Berechnung
eines biegesteifen Stirnplattenstoßes mit zwischenliegender
thermischer Trennschicht angeboten. |
Der Anschluss wird zur visuellen Kontrolle während der Eingabe
am Bildschirm dargestellt; Schweißnähte,
Schrauben, Profile
und Abstände werden maßstabsgetreu visualisiert. |
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Stirnblech |
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Dicke und Breite des Blechs sind anzugeben, wobei die
Stirnblechbreite größer als die Flanschbreite des
Trägers sein muss. |
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). |
Die Stirnblechlänge setzt sich zusammen aus der
gesamten Trägerhöhe (ggf. einschl. Trägerneigung und
Voute)
zzgl. der Überstandshöhen und wird im Eigenschaftsblatt
angezeigt. |
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Schraubenreihen |
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Es kann eine beliebig große Anzahl an Schraubenreihen
eingegeben werden, wobei die Norm nur zwei Schrauben
je Reihe zulässt. |
Eine Erweiterung auf vier Schrauben je Schraubenreihe
wurde für den Trägerstoß mit einem typisierten IH2-
oder
IH4-Anschluss umgesetzt (s. Basisverbindungen).
Hierfür sind die Berechnungsvorschrift für Grundkomponente 5 (Stirnblech
mit Biegung) sowie der Abstand zwischen Außen- und Innenschraube
festzulegen. |
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. |
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Die Schrauben werden auf Zug/Biegung und Abscheren/Lochleibung
bemessen. Dazu ist zu berücksichtigen,
wie viele Schrauben die
jeweilige Belastung aufnehmen sollen (ggf. Interaktion). |
Zur Bestimmung der Biegetragfähigkeit werden alle
Schraubenreihen, die ggf. Zug aufnehmen können,
einzeln betrachtet. |
Vom Anwender kann jedoch die Anzahl an Schraubenreihen
(vom Zugrand gezählt), festgelegt werden, die als Schraubengruppe
untersucht werden soll. |
Die Schraubenabstände werden nach
EC 3-1-8, Tab.3.3, überprüft und dokumentiert. |
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thermische Trennschicht |
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Um Kältebrücken zu vermeiden,
wird eine thermische
Trennschicht zwischen den Stirnplatten angeordnet. |
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Für den Nachweis der Tragfähigkeit
sowohl der thermischen Trennschicht als auch des Anschlusses sind
folgende
Werte
zu belegen. |
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Die Dicke der Trennschicht sollte
die Stirnplattendicke bzw. 20 mm nicht überschreiten. |
Die Trennschicht befindet sich im
Bereich des Trägers und schließt in Breiten- und Höhenrichtung sämtliche
Schrauben mit ausreichendem Überstand ein. |
Die Abmessungen werden so gewählt, dass die Trennschicht
aufgrund der möglichen Stauchungsauswölbung
nicht
über die Stirnplatten hinausragt. Der Abstand zum Stirnblechrand
beträgt 10 mm. |
Es kann eine Vorspannkraft je Schraube vorgegeben werden. |
Die Parameter
werden bei der Beschreibung des Trennschichtnachweises näher erläutert. |
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Der Träger kann beliebig (bis maximal 85°)
geneigt sein; zudem kann eine Voute zur Verstärkung des Trägers
im Anschlussbereich angeordnet werden. |
Die Neigungswinkel αb und αv beziehen sich
auf die horizontale Achse. |
Die Voute wird als T-Träger
ausgeführt, dessen Neigungswinkel größer
als die Trägerneigung
sein muss. |
Des Weiteren dürfen nach EC 3-1-8, 6.2.6.7(2) |
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die Flanschdicke der Voute nicht kleiner als die
Trägerflanschdicke |
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die Flanschbreite der Voute nicht kleiner als die Trägerflanschbreite |
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die Stegdicke der Voute nicht kleiner als die Trägerstegdicke |
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die Differenzneigung zwischen Voute und Träger nicht größer
als 45° sein |
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Bei geschweißten Vouten wird die Tragfähigkeit
der Schweißnähte zwischen Voutenflansch und -steg
nicht nachgewiesen. |
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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 |
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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.). |
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Die Druckausgabe kann durch die Ausdrucksteuerung beeinflusst werden. |
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Eingabeparameter |
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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. |
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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. |
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lastfallweise Berechnung |
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Zunächst werden die Bemessungsgrößen aus der Lastfallkombination entwickelt. |
Optional kann ein Querschnittsnachweis für das Trägerprofil
geführt werden. |
Danach werden die anschlussspezifischen Grundkomponenten ausgewertet
und die
Gesamttragfähigkeit berechnet. |
Um den Ausgabeumfang des Statikdokuments zu reduzieren,
werden die Grundkomponenten im
Standard-Ausgabemodus nur
beim ersten Lastfall abgedruckt, für alle weiteren Lastfälle
wird der
Minimalausdruck verwendet. |
Bei der anschließenden Ermittlung der Ausnutzungen unter den eingegebenen Schnittgrößen ist zu beachten,
dass
sowohl positive als auch negative Biegemomente auftreten können! |
Da sich i.A. bei gegenläufigen Momenten das auf
der Modellierung basierende System ändert, muss jeder Lastfall
separat untersucht werden. Intern wird bei negativen Momenten das
System an der Horizontalachse gespiegelt, so dass sich die Zugseite
immer oben befindet. |
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. |
Sind Schweißnähte im Anschluss vorgesehen,
werden sie
als eigenes Tragsystem (Linienquerschnitt) modelliert
und dessen Tragfähigkeit
nachgewiesen. |
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Ergebnis |
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Nach erfolgter Berechnung wird das Endergebnis - die
maximale Ausnutzung - aus allen Schnittgrößen-
kombinationen
protokolliert. |
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das vierte Register beinhaltet die
Masken zur Eingabe der Bemessungsschnittgrößen |
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Das Programm 4H-EC3TT bietet
verschiedene Möglichkeiten
zur Eingabe der Schnittgrößen an |
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werden die Schnittgrößen aus
einem Tragwerks-Programm übernommen, sind häufig
nur die Schnittgrößen im Knotenpunkt der
Systemachsen der Träger (s. Grafik Knoten
j)
verfügbar. |
Hier wird die Vorzeichendefinition der Statik vorausgesetzt. |
Das Vorzeichen der
Querkraft ist in Abhängigkeit der Definition
des Schnittufers in der Tragwerksbemessung
ggf. zu invertieren (s.u.). |
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Schnittgrößen im Anschnitt der
Verbindung: Die Schnittgrößen
werden zwischen Stirnplatte und
Trennschicht
(s. Grafik Schnitt
A-A)
bezogen auf die ggf. geneigte Systemachse erwartet. |
Die Vorzeichendefinition entspricht derjenigen
des EC 3-1-8. |
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alternativ können die Schnittgrößen
senkrecht zur Anschlussebene (s. Grafik Schnitt
A-A),
also waagerecht und
senkrecht wirkend, eingegeben werden (Darstellung
s. unter Teilschnittgrößen). |
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Es werden Trägerschnittgrößen eingegeben. |
Zur Identifikation kann jeder Schnittgröße
eine Bezeichnung (Kurzbeschreibung) zugeordnet werden,
die im
Ausdruck aufgeführt wird. |
Die Schnittgrößen werden in die intern verwendeten Bemessungsgrößen transformiert. |
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Vorzeichen der Querkraft |
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Bei negativem Schnittufer ist das Vorzeichen der Trägerquerkraft
zu invertieren. |
Dies gilt z.B. bei Trägern, die in einem Tragwerks-Programm
von links nach rechts beschrieben wurden (gestrichelte
Linie unterhalb der Systemlinie) und dessen Anschluss an
die Stirnplatte sich rechts befindet. |
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das fünfte Register gibt einen
sofortigen Überblick über die ermittelten Ergebnisse |
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Zur sofortigen Kontrolle und des besseren Überblicks
halber werden die Ergebnisse in diesem Register lastfallweise übersichtlich
zusammengestellt. |
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. |
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Eine Meldung zeigt an, wenn ein Fehler aufgetreten
oder die Tragfähigkeit überschritten ist. |
Wenn die
Ursache des Fehlers nicht sofort ersichtlich ist, sollte
die Druckliste in der ausführlichen Ergebnisdarstellung geprüft
werden. |
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Nach EC 3-1-8, 5.1.4, sind Anschlüsse bei elastisch-plastischer
Tragwerksberechnung i.d.R. sowohl nach ihrer Steifigkeit (5.2.2)
als
auch nach der Tragfähigkeit (5.2.3) zu klassifizieren. |
Dazu müssen für Anschlüsse mit Doppel-T-Profilen
die Momententragfähigkeit (6.2.7 und 6.2.8), die Rotations-
steifigkeit
(6.3.1) und die Rotationskapazität (6.4) berechnet werden. |
Die Zusammenhänge zwischen Momententragfähigkeit,
Rotationssteifigkeit und Rotationskapazität sind in
EC 3-1-8,
Bild 6.1, dargestellt. |
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Im Programm 4H-EC3TT kann
weder die Rotationssteifigkeit noch die Rotationskapazität berechnet
werden, da
die Materialkonstanten der thermischen Trennschicht nicht
zuverlässig ermittelt werden können (s. Druckschrift Kerncompactlager). |
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Nach EC 3-1-8, 6.1.1, wird ein Anschluss mit Doppel-T-Querschnitten
als eine Zusammenstellung von Grundkomponenten (Gk) angesehen. |
Folgende Grundkomponenten (vgl. Tab. 6.1) werden für
Trägerstöße verwendet |
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Gk 5: Stirnblech mit Biegebeanspruchung ......................... |
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Gk 7: Trägerflansch und -steg mit Druckbeanspruchung ... |
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Gk 8: Trägersteg mit Zugbeanspruchung ........................... |
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Gk 10: Schrauben mit Zugbeanspruchung ......................... |
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Gk 11: Schrauben mit Abscherbeanspruchung .................. |
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Gk 12: Schrauben mit Lochleibungsbeanspruchung .......... |
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Gk 19: Schweißnähte ...................................................... |
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Gk 20: Gevouteter Träger mit Druck .................................. |
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Weiterführende Erläuterungen zur |
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Ermittlung der Tragfähigkeit .................................... |
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Berechnung der thermischen Trennschicht (Gk 15) |
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Die Komponentenmethode ermöglicht die Berechnung
beliebiger Anschlüsse von Doppel-T-Profilen für Tragwerksberechnungen
(EC 3-1-8, 6.1.1). |
Die Voraussetzungen für das Verfahren sowie die
zur Anwendung kommenden Grundkomponenten sind im
Kapitel Allgemeines beschrieben. |
Im Programm 4H-EC3TT werden
Trägerstöße mit thermischer Trennschicht berechnet. |
Nach EC3-1-8 wird die Biegetragfähigkeit des
Anschlusses aus den Tragfähigkeiten der einzelnen
Grundkomponenten
ermittelt und der einwirkenden Bemessungsgröße
gegenübergestellt. |
Die Tragfähigkeit der thermischen Trennschicht
wird analog einer Grundkomponente berechnet. |
Im Folgenden wird die Vorgehensweise zur Bemessung
von geschraubten Stirnblechstößen mit
der Komponentenmethode nach EC3-1-8, 6.2.7, erläutert. |
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Die Biege- und Zugtragfähigkeiten
des Anschlusses werden
auf Seite der |
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des Trägers mit den Grundkomponenten
7, 8 und ggf. 20 |
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des Stirnblechs mit Grundkomponente
5 |
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der thermischen Trennschicht
mit Grundkomponente 15 |
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ermittelt. |
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Bei der Tragfähigkeit
der Schrauben wirken für die Abscher-Lochleibungstragfähigkeit
die Grundkomponenten
11 und 12,
für die Zugtragfähigkeit
die Grundkomponente 10. |
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Zur
Bemessung der Schweißnähte |
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Biege- und Zugtragfähigkeit
mit der Komponentenmethode |
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Nach EC 3-1-8, 6.2.7.2, wird die Biegetragfähigkeit
von Trägerstößen mit geschraubten Stirnblechverbindungen
bestimmt mit |
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Im Überstand darf sich nur eine
Schraubenreihe befinden. |
Der Druckpunkt einer Stirnplattenverbindung
sollte im Zentrum des Spannungsblocks infolge der
Druckkräfte liegen
(EC 3-1-8, 6.2.7.1(9)), vereinfachend
in der Achse der Mittelebene des Trägerdruckflanschs
(EC 3-1-8, 6.2.7.2(2)). |
Die Nummerierung der Schraubenreihen
geht von der Schraubenreihe aus, die am weitesten
vom Druckpunkt entfernt liegt (EC 3-1-8, 6.2.7.2(1)). |
Die wirksame Tragfähigkeit einer
Schraubenreihe r sollte als Minimum der Tragfähigkeiten
einer einzelnen Schraubenreihe der Gkn 5 und
8 bestimmt werden, wobei ggf. noch Reduktionen
aus Gk 7
vorzunehmen sind. |
Anschließend ist die Tragfähigkeit
der Schraubenreihe als Teil einer Gruppe von Schraubenreihen
der
Gkn 5 und 8 zu untersuchen; s. hierzu EC 3-1-8,
6.2.7.2(6-8). |
Die Berechnung der Trennschicht wird
für alle Schraubenreihen durchgeführt. |
Um ein mögliches Schraubenversagen
auszuschließen, ist die Forderung nach EC 3-1-8,
6.2.7.2(9), einzuhalten: |
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Wird die wirksame Tragfähigkeit
einer zuerst berechneten Schraubenreihe
x
größer als 1.9·Ft,Rd,
ist die wirksame Tragfähigkeit aller
weiteren Schraubenreihen r zu reduzieren,
um folgender Bedingung
zu
genügen |
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Im Programm 4H-EC3TT
werden zunächst die minimalen Tragfähigkeiten
aus den maßgebenden
Grundkomponenten ermittelt (Beispielberechnung). |
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Anschließend erfolgen reihenweise
die Abminderungen für Schraubenreihen als
Teil einer Schraubengruppe |
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sowie für die Tragfähigkeit
der gesamten Verbindung. |
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Für die jeweils kleinste Tragkraft
wird die Kontrolle durchgeführt |
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und das Ergebnis schlussendlich protokolliert. |
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Jede der Grundkomponenten,
die die Tragfähigkeit einer Schraubenreihe
herabgesetzt hat (gekennzeichnet durch
ein ">"-Zeichen), wird als mögliche Versagensquelle
des Anschlusses protokolliert. |
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Die Biegetragfähigkeit ergibt
sich damit zu |
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und die Ausnutzung zu |
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wobei das einwirkende
Moment auf den Druckpunkt in der Anschlussebene
(bei Stirnblechstößen zwischen Stirnblech
und Trennschicht) bezogen ist. |
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Ist die einwirkende Normalkraft
größer als 5% der plastischen Normalkrafttragfähigkeit |
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wird die konservative Näherung
verwendet. |
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Die Zugkrafttragfähigkeit
ergibt sich zu |
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und die Druckkrafttragfähigkeit
aus den Druck-Komponenten zu |
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Abscher-/Lochleibungstragfähigkeit
mit der Komponentenmethode |
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Auch hier werden zunächst die
minimalen Tragfähigkeiten aus den maßgebenden
Grundkomponenten ermittelt. |
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Nach EC 3-1-8, Tab. 3.4, reduziert
sich
die Tragfähigkeit
bei gleichzeitiger Wirkung von Querkraft und Zugnormalkraft
bei voller Ausnutzung der Biegetragfähigkeit
zu |
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sodass sich die endgültigen Tragfähigkeiten
je Schraubenreihe ergeben zu |
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Die Abscher-Lochleibungstragfähigkeit
ergibt sich damit zu |
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und die Ausnutzung zu |
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Beträgt die Höhe des Trägers
einschließlich Voute mehr als 600 mm, ist
nach EC 3-1-8, 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-
flansches) auf 20% begrenzt. |
Die Biegetragfähigkeit des Trägerquerschnitts
wird unter Vernachlässigung des zwischenliegenden
Flansches berechnet. |
Nach EC 3-1-8, 6.2.6.7(2), gelten für
Träger mit Vouten folgende Voraussetzungen |
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die Stahlgüte der
Voute sollte mindestens der Stahlgüte
des Trägers entsprechen (programmintern
gewährleistet) |
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die Flanschabmessungen
und die Stegdicke der Voute sollten
nicht kleiner sein als die des Trägers |
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der Winkel zwischen Voutenflansch
und Trägerflansch sollte nicht
größer sein als 45° |
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die Länge ss der steifen Auflagerung darf mit der
Schnittlänge des Voutenflansches
parallel zum Trägerflansch angesetzt
werden |
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Am Anschluss Voute-Voute ist
die Tragfähigkeit von Voutenflansch und -steg
mit Druck (Gk 7) maßgebend, am Anschluss
Voute-Träger
muss nach EC 3-1-8, 6.2.6.7(3), die Tragfähigkeit
des Trägerstegs mit Querdruck (Gk 2) nachgewiesen
werden. Beide Grundkomponenten werden in der
speziellen Vouten-Grundkomponente 20 zusammengefasst. |
Im Programm 4H-EC3TT wird der
Anschluss der Voute an den Träger nicht nachgewiesen. |
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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. |
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Knoten-Schnittgrößen beziehen
sich auf den Knotenpunkt der
Schwerachsen, sind
häufig das Resultat einer vorangegangenen Stabwerksberechnung
und entspr. der Vorzeichenregel des Statik-Koordinatensystems
(positive Normalkraft = Zug, positives Biegemoment =
Zug unten) definiert. |
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Anschnitt-Schnittgrößen befinden
sich in der Anschlussebene, 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! |
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Anschluss-Schnittgrößen sind
die senkrecht zur Anschlussebene wirkenden Bemessungsgrößen
im
EC 3-1-8-Koordinatensystem, die den Tragfähigkeitsnachweisen
zu Grunde liegen. |
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Sowohl Knoten- als auch Anschnitt-Schnittgrößen
müssen in die Bemessungsebene transformiert werden. |
Hierbei ist zu beachten, 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. |
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Dabei wird mit Bemessungsebene (Anschlussebene)
i.A. die Kontaktebene zwischen den Trägern
bezeichnet. |
Bei Stirnplattenstößen mit thermischer Trennschicht
ist dies der Anschluss der Stirnplatte an die Trennschicht. |
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Sind die Schnittgrößen im Knotenpunkt der
Schwerachsen gegeben (KOS Statik), werden sie zunächst
in die Anschlussschnittgrößen (KOS EC 3-1-8)
bezogen auf die Schwerachse des Trägers transformiert. |
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Die Schnittgrößenkombination (Nb,Ed,
Mb,Ed, Vb,Ed) lässt sich auch direkt
(s. Register
4, Schnittgrößen
im
Anschnitt der Verbindung) eingeben. |
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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 gegeben mit |
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Die Abstände zur Bildung der Momente werden berechnet
zu |
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. |
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Anschließend werden aus den Schnittgrößen
im Anschluss die Schnittgrößen senkrecht zur
Anschlussebene
ermittelt. |
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Auch diese Schnittgrößenkombination (Nd,
Md, Vd) lässt sich direkt (s. Register 4, Schnittgrößen
senkrecht
zur Anschlussebene)
eingeben. |
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Die Teilschnittgrößen im Träger ergeben
sich zu |
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wobei der
innere Hebelarm z dem äquivalenten Hebelarm zeq entspricht. |
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Berechnung von zeq |
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Der äquivalente Hebelarm zeq wird aus den
Steifigkeitskoeffizienten der einzelnen Gkn ermittelt, die in
EC 3-1-8,
Tab. 6.11, angegeben sind. |
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Die beteiligten Steifigkeitskoeffizienten sind |
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bei einem Trägerstoß mit
Stirnblech und Trennschicht - k5,
k10, k15 |
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Folgende Nachweise können geführt werden |
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Nachweis der Anschlusstragfähigkeit mit der Komponentenmethode |
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... Schweißnähte am Träger (Nachweis über
den Linienquerschnitt) |
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... Querschnittstragfähigkeit |
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Die Ausnutzungen aus den geführten Nachweisen
werden extremiert und anschließend sowohl lastfallweise
als
auch im Gesamtergebnis ausgegeben. |
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Der Tragsicherheitsnachweis der offenen, dünnwandigen
Querschnitte kann nach den Nachweisverfahren |
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Elastisch-Elastisch (E-E) (EC 3-1-1, 6.2.1(5)) |
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Elastisch-Plastisch (E-P) (EC 3-1-1, 6.2.1(6)) |
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geführt werden. |
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Beim Nachweisverfahren Elastisch-Elastisch werden die Schnittgrößen (Beanspruchungen) auf Grundlage
der Elastizitätstheorie bestimmt. Der Spannungsnachweis erfolgt
mit dem Fließkriterium aus EC 3-1-1, 6.2.1(5), Gl. 6.1. |
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Beim Nachweisverfahren Elastisch-Plastisch werden die Schnittgrößen (Beanspruchungen) ebenfalls auf
Grundlage
der Elastizitätstheorie bestimmt. Anschließend
wird mit Hilfe des Teilschnittgrößenverfahrens (TSV) mit
Umlagerung
(s. Kindmann, R., Frickel, J.: Elastische und plastische
Querschnittstragfähigkeit, Grundlagen, Methoden, Berechnungsverfahren,
Beispiele, Verlag Ernst & Sohn, Berlin 2002) überprüft,
ob die Schnittgrößen vom Quer-
schnitt unter Ausnutzung der
plastischen Reserven aufgenommen werden können (plastische Querschnitts-
tragfähigkeit). |
Dieses Berechnungsverfahren ist allgemeingültiger
als die in EC 3 angegebenen Interaktionen für spezielle Schnittgrößenkombinationen. |
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Die Grenzwerte grenz(c/t) werden je nach Nachweisverfahren
aus EC 3-1-1, 5.5.2, Tab.5.2, 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. |
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Es können die |
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Biegetragfähigkeit |
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Zugtragfähigkeit |
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ggf. die kombinierte Biege-/Zugtragfähigkeit |
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Abscher-/Lochleibungstragfähigkeit |
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der Verbindung ausgewertet werden. |
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Nach EC 3-1-8, 6.2.7.1(1), gilt für den Bemessungswert
des einwirkenden Moments |
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Überschreitet jedoch die einwirkende Normalkraft
in dem angeschlossenen Bauteil 5% der plastischen Beanspruchbarkeit,
wird nach EC 3-1-8, 6.2.7.1(3), die folgende Näherung benutzt, wobei sich die Momente
auf den Druckpunkt und
die Normalkräfte auf die Systemachse beziehen. |
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Die Abscher-/Lochleibungstragfähigkeit ergibt sich
zu |
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In der nachfolgenden Grafik sind die Parameterbezeichnungen
aufgeführt, auf die im Programm Bezug genommen
wird, wenn ein Trägerstoß berechnet
werden soll. |
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Grundlage zur Bemessung diverser Schraubenverbindungen
ist das Modell eines äquivalenten T-Stummels. |
Die Bezeichnung der Abstände ist in der folgenden Skizze
beschrieben. |
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zur Hauptseite 4H-EC3TT,
Biegestoß mit thermischer Trennschicht |
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