4h-ec3bt-handbuch

pcae GmbH Kopernikusstr. 4A 30167 Hannover Tel 0511/70083-0 Fax 0511/70083-99 Internet www.pcae.de Mail [email protected]

Mai 2013

Copyright 2013 2. erweiterte Auflage, Mai 2013 pcae GmbH, Kopernikusstr. 4 A, 30167 Hannover pcae versichert, dass Handbuch und Programm nach bestem Wissen und Gewissen erstellt wurden. Fr absolute Fehlerfreiheit kann jedoch infolge der komplexen Materie keine Gewhr bernommen werden. nderungen an Programm und Beschreibung vorbehalten. Korrekturen und Ergnzungen zum vorliegenden Handbuch sind ggf. auf der aktuellen Installa-tions-CD enthalten. Ergeben sich Abweichungen zur Online-Hilfe, ist diese aktualisiert. Ferner finden Sie Verbesserungen und Tipps im Internet unter www.pcae.de. Von dort knnen zudem aktualisierte Programmversionen herunter geladen werden. S. hierzu auch automatische Patch-Kontrolle im DTE-System.

Produktbeschreibung 1

Produktbeschreibung Das Programm 4H-EC3BT, Biegesteifer Trgeranschluss, berechnet einseitige Trger- Sttzen-anschlsse und Trgerste mit Doppel-T-Profilen nach der Komponentenmethode, die sich eignet fr die Berechnung verformbarer, jedoch nicht gelenkiger Anschlsse, bei denen die Momententragfhigkeit des Anschlusses unter der der angeschlossenen Bauteile liegt. Bei der Komponentenmethode wird davon ausgegangen, dass ein Anschluss als eine Zusam-menstellung von Grundkomponenten dargestellt werden kann, wobei das Tragverhalten einer Grundkomponente unabhngig von den anderen ist. Daraus lsst sich die Momententragfhig-keit des Anschlusses sowie seine Rotationssteifigkeit bestimmen. Fr geschweite und geschraubte Stirnblech- sowie geschraubte Flanschwinkelverbindungen sind die beteiligten Grundkomponenten im EC3-1-8 aufgefhrt und werden vom Programm un-tersttzt. Da einzelne Grundkomponenten lastabhngig sind, werden fr jede Bemessungsgre die Grundkomponenten ausgewertet sowie die Biegetragfhigkeit und Rotationssteifigkeit des An-schlusses bestimmt. Im Endergebnis werden die maximale Biegetragfhigkeit, die minimale Rotationstragfhigkeit und die maximale Verdrehung des Anschlussknotens angegeben. Einzelne Grundkomponenten knnen ausgewhlt und mit Hilfe von Teilschnittgren separat nachgewiesen werden. Spezielle Leistungsmerkmale

die Bemessungslasten mssen i.A. nicht umgerechnet werden. Sie knnen im Knoten-punkt der Schwerachsen oder im Anschnitt der Verbindung bezogen auf die Schwerach-sen bzw. senkrecht zur Anschlussebene eingegeben werden.

die Schweinhte zwischen Trger und Sttze bzw. Stirnblech werden mit dem Linien-modell nach dem vereinfachten oder richtungsbezogenen Verfahren nachgewiesen. Es handelt sich i.A. um beidseitig angeordnete Kehlnhte, deren Eingabewert der wirksamen Nahtdicke jeweils fr beide Seiten gilt.

der Trger kann geneigt sein und/oder mit einer Voute verstrkt werden. Ist der Trger gevoutet, kann der Voute-Trgeranschluss zustzlich nachgewiesen werden. In diesem Bereich kann eine Trgersteife angeordnet sein. Es wird davon ausgegangen, dass zwi-schen der Anschlussebene und dem Voute-Trgeranschluss keine ueren Lasten ein-getragen werden.

die Sttze kann durch Stegbleche oder Stegsteifen verstrkt werden. Die Sttze kann durchlaufend sein oder oberhalb des Anschlusses enden.

die Schweinhte der Drucksteifen an Sttze und gevoutetem Trger werden nach dem vereinfachten Verfahren bemessen.

die Querschnittstragfhigkeit des Trgers kann nach den Nachweisverfahren Elastisch-Elastisch oder Elastisch-Plastisch nachgewiesen werden.

im Stirnblech knnen beliebig viele Schraubenreihen mit frei definierbaren Abstnden angeordnet werden. Da die Norm nur zwei Schrauben je Reihe vorsieht, wird auch nur diese Anzahl im Programm untersttzt. Es kann gewhlt werden, wie viele der Schrau-benreihen zur Ermittlung der Biegesteifigkeit und der Abschertragfhigkeit herangezogen werden sollen.

Flanschwinkel werden am oberen und unteren Trgerflansch angebracht und mit der Sttze verbunden. An der Sttze wird nur eine Schraubenreihe bercksichtigt, whrend an den Trgerflanschen beliebig viele Schraubenreihen mit gleichmigem Abstand an-geordnet werden knnen.

Sttzen-, Trger- und Flanschwinkelprofile knnen entweder dem pcae-eigenen Profil-manager entnommen oder als typisierter Querschnitt parametrisiert eingegeben werden

die Parameter der Schrauben und Stahlsorten knnen entweder ber deren Bezeichnun-gen einer pcae-eigenen Listbox entnommen oder vom Anwender vorgegeben werden

im Ausgabeprotokoll wird bei Bedarf der Rechenweg in ausfhrlicher Form dargestellt, so dass jeder Zahlenwert nachvollzogen werden kann. Natrlich kann das Statikdokument auch wesentlich reduziert werden.

4H-EC3BT Biegesteifer Trgeranschluss 2

Die Programmentwicklung erfolgt nahezu ausschlielich durch Bauingenieure. Die interaktiven Steuermechanismen des Programms sind aus anderen Windows- Anwendun-gen bekannt. Wir haben darber hinaus versucht, weitestgehend in der Terminologie des Bau-ingenieurs zu bleiben und 4H-EC3BT von detailliertem Computerwissen unabhngig zu halten.

Das vorliegende Handbuch beschreibt die Handhabung des Programms. Informationen zu dem jeweiligen Eigenschaftsblatt finden Sie zustzlich ber den lokalen Hilfebutton. Zur 4H-EC3BT-Dokumentation gehrt neben diesem Manual das Handbuch

DTE-DeskTopEngineering.

Wir wnschen Ihnen viel Erfolg mit 4H-EC3BT.

pcae GmbH Hannover, im Mai 2013

Abkrzungen und Begriffe Um die Texte zu straffen, werden folgende Abkrzungen benutzt:

RMT rechte Maustaste drcken LMT linke Maustaste drcken LF Lastfall (Teileinwirkung) Nwtyp Nachweistyp Gk Grundkomponente GZT Grenzzustand der Tragfhigkeit GZG Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit

signalisiert Anmerkungen

Buttons Das Bettigen von Buttons wird durch Setzen des Buttoninhalts in blaue Farbe und die Aus-wahl eines Begriffs in einer Listbox durch diese Farbe symbolisiert. Rot markierte Buttons bzw. Mauszeiger kennzeichnen erforderliche Eingaben bzw. anzukli-ckende Buttons.

Index Indexstichworte werden im Text zum schnelleren Auffinden grn markiert. Beim Verweis auf Eigenschaftsbltter wird deren Bezeichnung kursiv gedruckt.

Doppelklick zweimaliges schnelles Bettigen der LMT blank Leerzeichen Cursor Schreibmarke in Texten, Zeigesymbol bei Mausbedienung icon oder Ikon, Piktogramm, Bildsymbol

Zur Definition der Begriffe Lastbild, Lastfall, Einwirkung, Lastkollektiv und Extremalbil-dungsvorschrift s. Handbuch das pcae-Nachweiskonzept, Theoretischer Teil. Die in der Interaktion mit pcae-Programmen stehenden Buttons besitzen folgende Funktionen: Bricht Eigenschaftsbltter ohne nderung der Eingabewerte ab. Ldt abgespeicherte Werte in das Eigenschaftsblatt bzw. speichert die aktuellen Werte zum spteren Abruf in anderen Eigenschaftsblttern. Ruft das Online-Hilfesystem. Besttigt die Eingaben und schliet das Eigenschaftsblatt. Lschen-Button vernichtet Eingaben mit Nachfrage. Wenn der Mauszeiger einen Moment auf einem Button verweilt, erscheint ein Fhnchen, das den zugehrigen Aufruf beschreibt.

Inhaltsverzeichnis 3

Inhaltsverzeichnis

1 Programminstallation und DTE-Schreibtisch einrichten .....................................................................................5 2 Bauteil erzeugen...................................................................................................................................................7 3 Eingabeoberflche................................................................................................................................................9

3.1 Rechenlaufsteuerung ..................................................................................................................................11 3.1.1 Teilsicherheitsbeiwerte..........................................................................................................................11 3.1.2 Stahlsorte ..............................................................................................................................................11 3.1.3 Komponentenmethode..........................................................................................................................11 3.1.4 Nachweise.............................................................................................................................................12

3.2 Profile und Schrauben.................................................................................................................................13 3.2.1 Profile ....................................................................................................................................................13 3.2.2 Verstrkungen .......................................................................................................................................13 3.2.3 Schrauben .............................................................................................................................................14

3.3 Anschlussparameter....................................................................................................................................15 3.3.1 Anschlusskonfiguration .........................................................................................................................15 3.3.2 geschweiter Trger-Sttzen-Anschluss ..............................................................................................15 3.3.3 geschweiter Trgersto ......................................................................................................................15 3.3.4 geschraubter Trger-Sttzen-Anschluss ber ein Stirnblech ...............................................................16 3.3.5 geschraubter Trgersto mit Stirnblech................................................................................................17 3.3.6 geschraubter Trger-Sttzen-Anschluss ber Flanschwinkel ..............................................................17 3.3.7 Besonderheiten bei Trgerneigung und Vouten ...................................................................................18 3.3.8 Druckausgabe .......................................................................................................................................19

3.4 Schnittgren ..............................................................................................................................................20 3.5 Ergebnisbersicht........................................................................................................................................21

4 allgemeine Erluterungen...................................................................................................................................22 4.1 Komponentenmethode ................................................................................................................................23

4.1.1 geschraubte Stirnblechverbindung........................................................................................................23 4.1.2 Verbindung mit Flanschwinkeln ............................................................................................................26 4.1.3 geschweite Verbindung.......................................................................................................................27 4.1.4 Besonderheiten bei Vouten...................................................................................................................28

4.2 Teilschnittgren.........................................................................................................................................29 4.3 Nachweise ...................................................................................................................................................30

4.3.1 Querschnittsnachweis ...........................................................................................................................30 4.3.2 Nachweis der Anschlusstragfhigkeit mit der Komponentenmethode..................................................30 4.3.3 Nachweis der Anschlusstragfhigkeit mit Teilschnittgren.................................................................31 4.3.4 Nachweis der Schweinhte.................................................................................................................31

4.4 Rotationssteifigkeit ......................................................................................................................................33 4.5 Rotationskapazitt.......................................................................................................................................34

5 Allgemeines zu Grundkomponenten ..................................................................................................................35 5.1 Grundidee....................................................................................................................................................35 5.2 Anschlusskonfiguration ...............................................................................................................................35 5.3 statisches Modell fr Trger-Sttzenanschlsse ........................................................................................35 5.4 Berechnung allgemeiner Querschnittsgren.............................................................................................36 5.5 Klassifizierung von Querschnitten...............................................................................................................36 5.6 Teilsicherheitsbeiwerte fr Anschlsse .......................................................................................................36 5.7 Formelzeichen.............................................................................................................................................37

6 Beschreibung der Grundkomponenten ..............................................................................................................38 6.1 Sttzenstegfeld mit Schubbeanspruchung..................................................................................................38

6.1.1 Anwendungsvoraussetzung ..................................................................................................................38 6.1.2 Tragfhigkeit..........................................................................................................................................38 6.1.3 Verstrkungen des Sttzenstegs ..........................................................................................................38

6.2 Trger- oder Sttzensteg mit Querdruckbeanspruchung............................................................................39 6.2.1 Anwendungsvoraussetzung ..................................................................................................................39 6.2.2 Tragfhigkeit..........................................................................................................................................39 6.2.3 Verstrkungen des Sttzenstegs ..........................................................................................................40

6.3 Sttzensteg mit Querzugbeanspruchung....................................................................................................41 6.3.1 Anwendungsvoraussetzung ..................................................................................................................41


6.3.2 Tragfhigkeit..........................................................................................................................................41 6.3.3 Verstrkungen des Sttzenstegs ..........................................................................................................41

6.4 Sttzenflansch mit Biegebeanspruchung....................................................................................................42 6.4.1 Anwendungsvoraussetzung ..................................................................................................................42 6.4.2 Tragfhigkeit einer geschweiten Verbindung......................................................................................42 6.4.3 Tragfhigkeit einer geschraubten Verbindung ......................................................................................42 6.4.4 Verstrkungen des Sttzenstegs ..........................................................................................................43 6.4.5 Schraubengruppe..................................................................................................................................43

6.5 Stirnblech mit Biegebeanspruchung ...........................................................................................................44 6.5.1 Anwendungsvoraussetzung ..................................................................................................................44 6.5.2 Tragfhigkeit..........................................................................................................................................44 6.5.3 Schraubengruppe..................................................................................................................................44

6.6 Flanschwinkel mit Biegebeanspruchung.....................................................................................................45 6.6.1 Anwendungsvoraussetzung ..................................................................................................................45 6.6.2 Tragfhigkeit..........................................................................................................................................45 6.6.3 Flanschwinkel........................................................................................................................................45

6.7 Trger- oder Sttzenflansch und -steg mit Druckbeanspruchung ..............................................................46 6.7.1 Anwendungsvoraussetzung ..................................................................................................................46 6.7.2 Tragfhigkeit..........................................................................................................................................46

6.8 Trgersteg mit Zugbeanspruchung .............................................................................................................47 6.8.1 Anwendungsvoraussetzung ..................................................................................................................47 6.8.2 Tragfhigkeit..........................................................................................................................................47 6.8.3 Trger....................................................................................................................................................47

6.9 Schrauben mit Zugbeanspruchung .............................................................................................................48 6.9.1 Anwendungsgrenzen ............................................................................................................................48

6.10 Schrauben mit Abscherbeanspruchung ......................................................................................................48 6.10.1 Anwendungsgrenzen ............................................................................................................................48

6.11 Schrauben mit Lochleibungsbeanspruchung ..............................................................................................48 6.11.1 Anwendungsgrenzen ............................................................................................................................48

6.12 Vouten .........................................................................................................................................................49 6.12.1 Anwendungsgrenzen ............................................................................................................................49 6.12.2 Tragfhigkeit..........................................................................................................................................49 6.12.3 Verbindung Voute-Trger n. Grundkomponente 7................................................................................49 6.12.4 Verbindung Voute-Trger n. Grundkomponente 2................................................................................50

7 Basisverbindungen .............................................................................................................................................51 7.1 Tragfhigkeit von Schraubenverbindungen ................................................................................................51

7.1.1 Schrauben .............................................................................................................................................51 7.1.2 Berechnung der Tragfhigkeiten von Schrauben .................................................................................52

7.2 Tragfhigkeit von Schweiverbindungen ....................................................................................................55 7.2.1 Kehlnhte ..............................................................................................................................................55 7.2.2 Stumpfnhte ..........................................................................................................................................56 7.2.3 Anordnung von Futterblechen...............................................................................................................56

7.3 quivalenter T-Stummel mit Zugbeanspruchung........................................................................................57 7.3.1 Berechnung der wirksamen Lngen .....................................................................................................58 7.3.2 Tragfhigkeit..........................................................................................................................................60

7.4 T-Stummel mit vier Schrauben je Schraubenreihe .....................................................................................61 7.4.1 Berechnung der wirksamen Lngen .....................................................................................................62 7.4.2 Tragfhigkeit..........................................................................................................................................64

8 Allgemeines ........................................................................................................................................................66 8.1 Stahlsorten ..................................................................................................................................................66 8.2 Ausdrucksteuerung .....................................................................................................................................66 8.3 nationale Anhnge zu den Eurocodes ........................................................................................................67

9 Literaturverzeichnis ............................................................................................................................................68 10 Index ...................................................................................................................................................................69

Installation und Schreibtisch einrichten 5

1 Programminstallation und DTE-Schreibtisch einrichten Die Installation des DTE-Systems und das berspielen des Programms 4H-EC3BT auf Ihren Computer erfolgt ber einen selbsterluternden Installationsdialog. Sofern Sie bereits im Besitz anderer 4H-Programme sind und diese auf Ihrem Rechner installiert sind, lesen Sie bitte Abs. 2, Bauteil erzeugen, auf S. 7 weiter. Nach erfolgreicher Installation befindet sich das DTE-Startsymbol auf Ihrer Windowsoberfl-che. Fhren Sie bitte darauf den Doppelklick aus. Daraufhin erscheint das Eigenschaftsblatt zur Schreibtischauswahl. Da noch kein Schreibtisch vorhanden ist, wollen wir einen neuen einrichten. Klicken Sie hierzu bitte auf den Button neu.

Schreibtischname Dem neuen Schreibtisch kann ein beliebiger Name zur Identifikation zugewiesen werden. Klicken Sie hierzu mit der LMT in das Eingabefeld. Hier ist Mustermann gewhlt worden.

Nach Besttigen ber das Hakensymbol erscheint wieder die Schreibtischauswahl, in die der neue Name bereits eingetragen ist. Drcken Sie auf Start und die DTE-Schreibtischoberflche erscheint auf dem Bildschirm. DTE steht fr DeskTopEngineering und stellt das "Betriebssystem" fr pcae-Programme und die Verwaltungsoberflche fr die mit pcae-Programmen berechneten Bauteile dar.

Zur Beschreibung des DTE-Systems und der zugehrigen Funktionen s. Handbuch DTE-DeskTopEngineering.


DTE-Schreibtisch

Steuerbuttons Im oberen Bereich des Schreibtisches sind Interaktionsbuttons lokalisiert. Die Funktion eines Steuerbuttons ergibt sich aus dem Fhnchen, das sich ffnet, wenn sich der Mauscursor ber dem Button befindet. Auf Grund der Kontextsensitivitt des DTE-Systems sind manche Buttons solange abgedun-kelt und nicht aktiv bis ein Bauteil aktiviert wird. Die Buttons bewirken im Einzelnen ffnet die Schreibtischauswahl legt einen neuen Projektordner an erzeugt ein neues Bauteil kopiert das aktivierte Bauteil fgt die Bauteilkopie ein ldt/sichert Bauteile. Hier befindet sich auch der e-Mail-Dienst. mengesteuerte Bearbeitung des aktivierten Bauteils druckt die Datenkategorien des aktivierten Bauteils ruft das Planerstellungsmodul des aktivierten Bauteils lscht das aktivierte Bauteil/Ordner ffnet die Bearbeitung der Auftragsliste ffnet die Mehrfachauswahl zur gleichzeitigen Bearbeitung von Bauteilen erffnet Verwaltungsfunktionen schliet den geffneten Ordner/beendet die DTE-Sitzung

Bauteil einrichten 7

2 Bauteil erzeugen Durch Erzeugung eines Ordners besteht die Mglichkeit, Bauteile einem bestimmten Projekt zuzuordnen. Ein Ordner wird durch Anklicken des nebenstehenden Symbols erzeugt. Der Ord-ner erscheint auf dem DTE-Desktop und kann, nachdem ihm eine Bezeichnung und eine Far-be zugeordnet wurden, per Doppelklick aktiviert (geffnet) werden. Aus dem Eintrag in der Schreibtischkopfzeile ist zu erkennen, in welchem Ordner sich die Akti-on aktuell befindet. Der Ordner kann durch das beenden-Symbol wieder geschlossen werden.

Zur Erzeugung eines neuen Bauteils wird das Schnellstartsymbol in der Kopfleiste des DTE-Schreibtisches angeklickt. Klicken Sie in dem folgenden Eigenschaftsblatt bitte mit der LMT auf die Gruppe Einzelnachweise, dann auf die Problemklasse Detailnachweise und abschlieend auf den erzeugen-Button.

Der schwarze Rahmen der neuen Bauteilikone lsst sich mit der Maus ber den Schreibtisch bewegen. Klicken Sie die LMT an der Stelle, an der das Bauteil auf dem Schreibtisch platziert werden soll. Das Eigenschaftsblatt Name und Bezeichnung erscheint.

Nach Doppelklick auf das neue Bauteilicon erscheint die bersicht der installierten Detailnach-weisprogramme.


berschreiben Sie den Begriff "Detailnachweise" zur Identifikation durch einen sinnvollen Text. Nach Besttigen ist das Bauteil mit dem neuen Namen eingerichtet. Durch Doppelklick auf das neue Symbol wird die Verwaltung der DTE-Detailnachweise geffnet.

bersicht Detailnachweise

bersicht EC 3-Programme

Biegesteifer Trgeranschluss Nach Besttigen des Eigenschaftsblattes neue Position einrichten erscheint die Eingabeober-flche des Programms Biegesteifer Trgeranschluss.

Eingabeoberflche 9

3 Eingabeoberflche Nachfolgend ist das Hauptfenster von 4H-EC3BT dargestellt.

Mit dem Programm 4H-EC3BT, Biegesteifer Trgeranschluss, knnen biegesteife Trger-Sttzenverbindungen oder Trgerste mit Doppel-T-Querschnitten nach Eurocode 3 nachge-wiesen werden. Die zugehrigen Verbindungsparameter werden in eigenen Registerblttern verwaltet, die ber folgende Symbole die dahinterliegende Parameterauswahl kenntlich ma-chen.

Rechenlaufsteuerung (s. Abs. 3.1, S. 11) Im ersten Registerblatt wird der Ablauf der Berechnung festgelegt. Auerdem knnen die Teil-sicherheitsbeiwerte und ggf. die Stahlgte vorgegeben sowie die zu fhrenden Nachweise aus-gewhlt werden.

Profile und Schrauben (s. Abs. 3.2, S. 13) Im zweiten Registerblatt werden Sttzen- und Trgerprofil ausgewhlt. Es sind nur Doppel-T-Profile zugelassen; sie werden am Bildschirm mastblich visualisiert. Sttzenprofile knnen durch Stegsteifen oder Stegbleche verstrkt werden. Bei geschraubten Anschlssen ist die Ein-gabe der Schrauben erforderlich.

Anschlussparameter (s. Abs. 3.3, S. 15) Im dritten Registerblatt wird die Verbindung konstruiert, d.h. es wird festgelegt, ob es sich um einen Trgersto oder eine Trger-Sttzenverbindung handelt, ob ein geschraubter Stirnblech-, Flanschwinkel- oder ein geschweiter Anschluss vorliegt. Die zur Berechnung notwendigen Parameter zur Beschreibung der Anschlussbleche bzw. -profile werden abgefragt. Des Weiteren knnen Trgerneigung und Vouten festgelegt werden. Bei gevouteten Trgern knnen Stegsteifen am Kontaktpunkt von Voute und Trgerflansch an-gegeben werden. Je nach Anschlussart sind die Schraubenabstnde und die Schweinahtdicken anzugeben. Die Verbindung wird zur visuellen Kontrolle mastblich am Bildschirm dargestellt.


Bemessungsschnittgren (s. Abs. 3.4, S. 20) Die Schnittgren werden im vierten Registerblatt festgelegt. Sie knnen entweder als Knoten-schnittgren auf den Knotenpunkt der Schwerachsen bezogen sein oder als Anschlussschnitt-gren im Anschnitt des Anschlusses wirken. Im Anschnitt wirkende Schnittgren knnen entweder auf die Schwerachsen oder auf die horizontale Achse bezogen sein. Je nach Art der Schnittgre bezieht sich die Eingabe auf das Koordinatensystem der Statik oder des Eurocode 3-1-8. Ergebnisbersicht (s. Abs. 3.5, S. 21) Im fnften Registerblatt werden die Ergebnisse (Ausnutzung, Rotationssteifigkeit und Verdre-hung) lastfallweise im berblick dargestellt.

nationaler Anhang (s. Abs. 8.3, S. 67) Weiterhin ist zur vollstndigen Beschreibung der Berechnungsparameter der dem Eurocode zu-zuordnende nationale Anhang zu whlen. ber den NA-Button wird das entsprechende Eigen-schaftsblatt aufgerufen.

Ausdrucksteuerung (s. Abs. 8.2, S. 66) Im Eigenschaftsblatt, das nach Bettigen des Druckeinstellungs-Buttons erscheint, wird der Ausgabeumfang der Druckliste festgelegt.

Druckliste einsehen Das Statikdokument kann durch Bettigen des Visualisierungs-Buttons am Bildschirm einge-sehen werden.

Ausdruck ber den Drucker-Button wird in das Druckmen gewechselt, um das Dokument auszudru-cken. Hier werden auch die Einstellungen fr die Visualisierung vorgenommen.

Onlinehilfe ber den Hilfe-Button wird die kontextsensitive Hilfe zu den einzelnen Registerblttern aufge-rufen. Eingabe beenden Das Programm kann mit oder ohne Datensicherung verlassen werden. Bei Speicherung der Da-ten wird die Druckliste aktualisiert und in das globale Druckdokument eingefgt.

Eingabeoberflche 11

3.1 Rechenlaufsteuerung

Im Register 1 befinden sich die Angaben zur Rechenlaufsteuerung.

3.1.1 Teilsicherheitsbeiwerte

Im Programm 4H-EC3BT werden fr den Nachweis von Trger-Sttzenanschlssen und Trger-sten nach EC 3-1-8 folgende Teilsicherheitsbeiwerte herangezogen Die Werte knnen entweder den entsprechenden Normen (s. Nationaler Anhang Abs. 8.3, S. 67) entnommen oder vom Anwender vorgegeben werden.

3.1.2 Stahlsorte

Grundstzlich kann jedem Verbindungselement ein eigenes Material zugeordnet werden. Der bersichtlichkeit halber kann an dieser Stelle eine einheitliche Stahlgte fr die Verbindungs-bleche (Sttze, Trger, Stirnblech oder Flanschwinkel, Stegbleche oder Stegsteifen, Futterble-che) gewhlt werden. Da die Beschreibung der Stahlparameter fr Verbindungen nach EC 3 programmbergreifend identisch ist, wird auf die allgemeine Beschreibung der Stahlsorten (s. Abs. 8.1, S. 66) verwie-sen.

3.1.3 Komponentenmethode

Bei der Komponentenmethode (Abs. 4.1, S. 23) wird das komplexe Tragschema einer biege-steifen Verbindung in einfacher zu berechnende Grundkomponenten (s. EC 3-1-8, Tab. 6.1) zerlegt. Je nach Anschlussgeometrie kommen teilweise unterschiedliche Grundkomponenten (Gk) zum Tragen. Im Programm werden nur diejenigen Gkn aufgefhrt, die fr die Bemessung eines bie-gesteifen Trgeranschlusses magebend werden knnen. Der Anwender kann whlen, ob er eine komplette Berechnung wnscht oder nur ausgewhlte Grundkomponenten nachgewiesen haben mchte. Sollen die Grundkomponenten mit Teilschnittgren (s. Abs. 4.2, S. 29) nachgewiesen werden, steht auch Gk 19: Schweinaht zur Auswahl.


3.1.4 Nachweise

Das Programm 4H-EC3BT weist die Tragfhigkeit einer Verbindung ber die Komponentenme-thode nach. Dabei werden je Anschlussgeometrie (s. Register 3 Abs. 3.3, S. 15) nur die rele-vanten Tragfhigkeiten ermittelt und Nachweise gefhrt. Es gilt

die Biege-/Zugtragfhigkeit wird nicht fr geschweite Trgerste ermittelt, da die Trag-fhigkeit des Stoes nur von den Schweinhten abhngt

die Abscher-/Lochleibungstragfhigkeit ist nur fr geschraubte Verbindungen relevant Schweinhte (s. Abs. 4.3.4, S. 31) werden bei geschweiten Verbindungen und Stirn-

blechverbindungen ber den Linienquerschnitt nachgewiesen. Es kann zwischen dem richtungsbezogenen und dem vereinfachten Verfahren unter-schieden werden. Die Schweinhte an den Stegsteifen (Rippen) knnen optional nachgewiesen werden.

ist eine Voute angeordnet, kann neben dem Anschluss der Voute an die Sttze optional der Anschluss der Voute an den Trger bercksichtigt werden

Zustzlich oder alternativ zu den Nachweisen mit der Komponentenmethode knnen die be-rechneten Grundkomponenten auch mit Teilschnittgren (s. Abs. 4.2, S. 29) nachgewiesen werden. Bei Bedarf kann ebenfalls die Rotationssteifigkeit (s. Abs. 4.4, S. 33) der Verbindung ermittelt werden. Dazu mssen allerdings smtliche fr den Nachweis des Anschlusses notwendigen Grundkomponenten gewhlt sein. Programmintern ist diese Bedingung gewhrleistet, wenn die komplette Berechnung aktiviert ist. Optional kann ein Querschnittsnachweis (s. Abs. 4.3.1, S. 30) des Trgers fr die eingegebe-nen Schnittgrenkombinationen in der Anschlussebene durchgefhrt werden.

Eingabeoberflche 13

3.2 Profile und Schrauben

3.2.1 Profile

Die Parameter der Anschlussprofile knnen entweder ber 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 whlen, ist der grn unterlegte Pfeil zu bettigen. Das externe Programm wird aufgerufen und ein Profil kann aktiviert werden. Bei Ver-lassen des Profilmanagers werden die bentigten Daten bernommen und der Profilname pro-tokolliert. Zur Definition eines typisierten Profils wird zunchst sei-ne Klasse ber eine Listbox festgelegt, anhand derer be-stimmt wird, welche weiteren Parameter freigelegt wer-den. Das Programm kann Trger-Sttzen-Anschlsse oder Trgerste mit Doppel-T-Profilen berechnen, die als I, H-, DIL-, S-, W-Profile pcae-intern bekannt sind. Andere Profilklassen sind in der Listbox farblich gekenn-zeichnet, knnen protokolliert und gezeichnet, jedoch als Verbindungselement nicht verwendet werden. Winkelprofile, die bei Trger-Sttzen-Anschlssen mit Flanschwinkeln einzugeben sind, werden unter Vorgabe des 'L-Profils' entweder aus der Profildatei entnommen oder als typisiertes Profil ber die vorgegebenen Parameter definiert. Bei gewalzten Profilen werden die Ausrundungsradien zwischen Flansch und Steg geometrisch bercksichtigt, whrend geschweite Blechprofile mit Schweinhten zusammengefgt sind. Diese Schweinhte werden nicht nachgewiesen. Doppel-T-Profile knnen nur doppelt-symmetrisch eingegeben werden (bfo = bfu, tfo = tfu, ro = ru bzw. ao = au). L-Profile knnen unterschiedlich dicke und lange Schenkel aufweisen.

3.2.2 Verstrkungen

Sttzenprofile knnen zur Verstrkung des Stegs entweder mit Stegblechen oder Stegsteifen ausgefhrt werden. Stegbleche knnen ein- oder beidseitig angeordnet werden, wobei sie die gleiche Stahlgte wie das Profil aufweisen (EC 3-1-8, 6.2.6.1 (8)) sollten. Weiterhin sollten ihre Abmessungen folgen-de Bedingungen erfllen.

die Breite bs sollte mindestens so gro sein, dass die Schweinhte as um das zustzli-che Stegblech an die Eckausrundung heranreichen (EC 3-1-8, 6.2.6.1 (9)), jedoch kleiner als 40ts sein (EC 3-1-8, 6.2.6.1 (13))


die Lnge ls sollte so gro sein, dass sich das zustzliche Stegblech ber die effektive Breite des Steges unter der Querzugbeanspruchung und der Querdruckbeanspruchung hinaus erstreckt (EC 3-1-8, 6.2.6.1 (10))

die Dicke ts des zustzlichen Stegblechs sollte mindestens der Sttzenstegdicke entspre-chen (EC 3-1-8, 6.2.6.1 (11))

Ist eine der Bedingungen nicht eingehalten, erfolgt der Abbruch des Programms mit entspre-chender Fehlermeldung! Die Schweinhte um das Stegblech herum werden nicht nachgewiesen. Stegsteifen werden beidseitig an Druckflansch und Steg der Sttze angeschweit. Die Lnge der Stegsteifen muss aus konstruktiven Grnden den folgenden Anforderungen gengen.

die maximale Lnge der Stegsteifen kann die Steghhe (einschl. Ausrundungen) nicht berschreiten

ist die Lnge kleiner als der zweifache Ausrundungsradius, wird sie zu Null gesetzt eine Lnge von Null wird als maximale Lnge (s.o.) interpretiert ist die Lnge kleiner als die maximale Lnge, wird sie auf eine Lnge von Steghhe re-

duziert um den 1.5-fachen Ausrundungsradius begrenzt

Die Schweinhte der Stegsteifen (s. Abs. 4.3.4, S. 31) am Flansch und Steg knnen optional nachgewiesen werden.

3.2.3 Schrauben

Um eine Stirnblech- oder Flanschwinkelverbindung nachzuweisen, sind Schraubengre, Fes-tigkeitsklasse sowie ggf. Futterblechdicken anzugeben. Weiterhin ist es fr die Abschertragfhigkeit der Schraube von Belang, ob das Gewinde oder der Schaft in der Scherfuge liegt. Futterbleche dienen der Verstrkung des Sttzenflanschs und werden i.A. zwischen Flansch und Schraubenmutter angeordnet. Da die Beschreibung der Schraubenparameter fr Verbindungen nach EC 3 programmbergrei-fend identisch ist, wird auf die allgemeine Beschreibung der Schrauben (s. Abs. 7.1.1, S. 51) verwiesen.

Eingabeoberflche 15

3.3 Anschlussparameter

3.3.1 Anschlusskonfiguration

Folgende Anschlusskonfigurationen werden angeboten geschweiter Trger-Sttzen-Anschluss geschweiter Trgersto (voll durchgeschweit) geschraubter Trger-Sttzen-Anschluss Anschluss ber ein Stirnblech ... ber Flanschwinkel geschraubter Trgersto, Anschluss ber zwei Stirnbleche

Je nach Konfiguration werden die zur Berechnung des Anschlusses notwendigen Parameter freigelegt. Der Anschluss wird zur visuellen Kontrolle bei der Eingabe am Bildschirm dargestellt; Schwei-nhte, Schrauben, Profile und Abstnde sind mastabsgetreu visualisiert.

3.3.2 geschweiter Trger-Sttzen-Anschluss Die wirksamen Nahtdicken der Schweinhte am oberen und unteren Flansch sowie am Steg beziehen sich auf eine einzelne Naht. Es werden stets voll ausgefhrte Kehlnhte verwendet, die ober- und unterhalb der Flansche (jedoch nicht umlaufend) sowie rechts und links vom Steg angeordnet sind. Die Ausrundungen zwischen Steg und Flanschen sind ausgespart. Der Trger kann geneigt und mittels einer Voute im Anschlussbereich verstrkt sein (s.u.).

3.3.3 geschweiter Trgersto

Der Trgersto wird mit Stumpfnhten geschweit. Stumpfnhte knnen voll durchgeschweit oder als Doppel-Y-Naht (nicht durchgeschweit) ausgefhrt werden. Bei einer nicht durchge-schweiten Stumpfnaht sind die Schweinahtdicken (s.o.) anzugeben. Der Trger kann geneigt und/oder mittels einer Voute im Kontaktbereich verstrkt sein (s. Abs. 3.3.7, S. 18).


3.3.4 geschraubter Trger-Sttzen-Anschluss ber ein Stirnblech

Stirnblech Dicke und Breite des Blechs sind anzugeben, wobei die Stirnblechbreite grer als die Flanschbreite des Trgers sein muss. Des Weiteren muss die Lage des Trgers auf dem Stirn-blech ber die berstandshhen oberhalb und unterhalb der Trgerflansche definiert werden.

Hier ist zu beachten, dass die berstandshhen grer als die 2-fachen Schweinahtdicken an den Flanschen oben und unten sind!

Die Stirnblechlnge setzt sich zusammen aus der gesamten Trgerhhe (ggf. einschl. Trger-neigung und Voute) zzgl. der berstandshhen.

Schraubenreihen Es kann eine beliebig groe Anzahl an Schraubenreihen eingegeben werden, wobei die Norm nur zwei Schrauben je Reihe zulsst. Eine Erweiterung auf vier Schrauben je Schrauben-reihe wurde fr den Trgersto mit einem typisierten IH2- oder IH4-Anschluss umgesetzt (s. Abs. 7.4, S. 61). 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 Abstnde untereinander fest-zulegen. Ist der Abstand der ersten Schraubenreihe zum oberen Rand des Stirnblechs kleiner als die berstandshhe des Stirnblechs oberhalb des Trgers, wird diese Reihe im berstand ange-ordnet. Entsprechendes gilt fr die Schraubenreihe im berstand unterhalb des Trgers. Es kann nur eine Schraubenreihe, die im berstand unter Zugbelastung steht, berechnet wer-den. Befindet sich der Stirnblechanschluss im Endbereich der Sttze, ist der Abstand der ersten Schraubenreihe zum freien Rand der Sttze anzugeben. Ist der Wert Null, bleibt ein freier Stt-zenrand unbercksichtigt, andernfalls muss er grer als der Abstand der ersten Schraubenrei-he zum oberen Rand des Stirnblechs sein. Die Schrauben werden auf Zug/Biegung und Abscheren/Lochleibung bemessen. Dazu ist zu bercksichtigen, wie viele Schrauben die jeweilige Belastung aufnehmen sollen (ggf. Interakti-on). Da sowohl positive als auch negative Biegemomente auftreten knnen, sind die Anzahlen an Schrauben bei Schnittgrenkombinationen mit positiven Momenten (Zug oben), negativen Momenten (Zug unten) sowie zur Untersuchung der Abscher-Lochleibungstragfhigkeit festzu-legen.

Eingabeoberflche 17

Optional knnen die Schraubenabstnde nach EC 3-1-8, Tab.3.3, berprft und dokumentiert werden. Zu den Schweinhten s. geschweiter Trger-Sttzen-Anschluss (Abs. 3.3.2, S. 15). Der Trger kann geneigt und/oder mittels einer Voute im Anschlussbereich verstrkt sein (s. Abs. 3.3.7, S. 18).

3.3.5 geschraubter Trgersto mit Stirnblech

Da die Berechnung eines Trgerstoes bis auf die Anteile, die die Sttze betreffen, identisch ist mit der Berechnung eines Trger-Sttzen-Anschlusses, reduziert sich die Eingabe der An-schlussparameter nur um den Wert, der die Sttze betrifft, nmlich den Abstand der ersten Schraubenreihe vom freien Rand der Sttze.

3.3.6 geschraubter Trger-Sttzen-Anschluss ber Flanschwinkel Die Flanschwinkel werden am Ober- und Untergurt des Trgers angeschraubt und ber den zweiten Winkelschenkel mit dem Sttzenflansch verbunden. Zur Wahl der Winkelprofile s. Profile und Schrauben (Abs. 3.2, S. 13). Die Lnge der Flanschwinkel sowie der Spalt, der sich ggf. zwischen Sttze und Trger ergibt, sind vorzugeben. Eine Spaltbreite grer als die Schenkeldicke am Sttzenflansch wird nicht akzeptiert. Der Trger kann weder geneigt noch mittels einer Voute im Kontaktbereich verstrkt sein.

Schraubenreihen Es kann nur eine Schraubenreihe im Schenkel am Sttzenflansch bercksichtigt werden, wohingegen sich am Trgerflansch beliebig viele Schraubenreihen befinden knnen (EC 3-1-8, 6.2.6.6(3)). Zur Anordnung der Schauben auf dem Winkelprofil ist der Schraubenabstand zum seitlichen Rand des Profils anzugeben. Reihe am Sttzenflansch (Winkelschenkel 2)

Auerdem ist die Angabe des Abstands der Schraubenreihe am Sttzenflansch zum frei-en Rand des Winkelschenkels 2 erforderlich. Befindet sich der Anschluss mit Flanschwinkeln im Endbereich der Sttze, ist der Ab-stand der Schraubenreihe am Sttzenflansch zum freien Rand der Sttze anzugeben. Ist der Wert Null, bleibt ein freier Sttzenrand unbercksichtigt, andernfalls muss er grer als der Abstand der Schraubenreihe zum freien Rand des Winkelschenkels 2 sein. Die Schrauben am Sttzenflansch werden auf Zug/Biegung und Abscheren/Lochleibung bemessen.

Reihen am Trgerflansch (Winkelschenkel 1) Eine beliebige Anzahl an Schraubenreihen im Winkelschenkel 1 am Trgerflansch kann vorgegeben werden. Der Abstand der letzten Reihe zum freien Rand des Winkelschenkels 1 sowie die (gleichmigen) Abstnde der weiteren Schraubenreihen mssen definiert werden. Die Schrauben am Trgerflansch werden nur auf Abscheren/Lochleibung bemessen.


3.3.7 Besonderheiten bei Trgerneigung und Vouten Es knnen sowohl eine Trgerneigung als auch eine Voute zur Verstrkung im Anschlussbe-reich angeordnet werden. Die Neigungswinkel beziehen sich auf die Senkrechte zur Sttze (i.A. die horizontale Achse). Die Voute wird als geschweiter Blechtrger angenommen, dessen Neigungswinkel grer als die Trgerneigung sein muss. Des Weiteren drfen nach EC 3-1-8, 6.2.6.7(2)

die Flanschdicke der Voute nicht kleiner als die Trgerflanschdicke die Flanschbreite der Voute nicht kleiner als die Trgerflanschbreite die Stegdicke der Voute nicht kleiner als die Trgerstegdicke die Voutenneigung nicht grer als 45 sein

Die Tragfhigkeit der Schweinhte zwischen Voutenflansch und -steg wird nicht nachgewie-sen. Zur Verstrkung des Trgerprofils an der Kontaktstelle von Voute und Trgerflansch knnen Stegsteifen (Rippen) angeordnet werden. Die Tragfhigkeit der Schweinhte (Abs. 4.3.4, S. 31) zwischen Rippe und Trgerflansch bzw. -steg wird nachgewiesen. Die Profilkennwerte in der Anschluss- (Nachweis-)ebene werden ber Winkelfunktionen ange-passt. Weiterhin wird bei Verwendung einer Voute der untere Trgerflansch ignoriert. Es wird programmintern mit einem Trgerprofil gerechnet, dessen Querschnittswerte wie folgt ermittelt werden

Eingabeoberflche 19

Smtliche weiteren Querschnittswerte beziehen sich auf diese Gren. Da die Voute i.A. aus geschweiten Blechen besteht, muss auch das interne Profil geschweit sein. Die Tragfhigkeit der Profil-Schweinhte wird nicht nachgewiesen.

3.3.8 Druckausgabe

Die Druckausgabe kann durch die Ausdrucksteuerung (Abs. 8.2, S. 66) beeinflusst werden.

Eingabeparameter Im Statikdokument wird zunchst eine mastbliche Darstellung der eingegebenen Verbin-dung angelegt. Die wesentlichen Abmessungen werden vermat. Ggf. werden Detailausschnit-te hinzugefgt. Ist der Mastab vom Anwender vorgegeben, wird er in der Grafik protokolliert (s. beispielhaft einen Anschluss mit Flanschwinkeln). Anschlieend werden die Eingabeparameter ausgegeben. Optional knnen zustzliche Infor-mationen (z.B. die hinterlegten Rechenkennwerte der Profile, Stahlgten, Verbindungsmittel etc.) hinzugefgt werden. Die zu bemessenden Schnittgren werden mit Hinweis auf den Eingabetyp (s. Schnittgren (Abs. 3.4, S. 20)) lastfallweise ausgegeben. Nach Bedarf werden nun die der Bemessung zu Grunde liegenden Teilsicherheitsbeiwerte angefgt.

lastfallweise Berechnung Zunchst werden die Bemessungsgren (Abs. 4.2, S. 29) aus der Lastfallkombi-nation entwickelt, die anschlussspezifischen Grundkomponenten (Abs. 4, S. 22) ausgewertet und die Gesamttragfhigkeit berechnet. Um den Ausgabeumfang des Statikdokuments zu reduzieren, werden die Grundkomponenten nur beim ersten Lastfall in dem gewhlten Ergebnismodus (Abs. 8.2, S. 66) abgedruckt, fr alle weiteren Lastflle wird der Minimalausdruck verwendet. Bei der anschlieenden Ermittlung der Ausnutzungen (Abs. 4.3, S. 30) unter den eingegebenen Schnittgren ist zu beachten, dass sowohl positive wie auch negative Biegemomente auftreten knnen! Da sich i.A. bei gegenlufigen Momenten das auf der Modellierung basierende System ndert,


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 whrend des Berechnungsablaufs erfolgt, sind diese auch auf das ggf. gespiegelte System bezogen. Ein Hinweis erfolgt bei Ausgabe der Bemessungsgren zu Anfang der entsprechenden Lastfallbe-rechnung. Sind Schweinhte im Anschluss vorgesehen, werden die Schweinhte (Abs. 4.3.4, S. 31) als eigenes Tragsystem modelliert und deren Tragfhigkeit nachgewiesen. Im Nachlauf kann die Rotationssteifigkeit (Abs. 4.4, S. 33), d.h. der Widerstand des Anschlus-ses gegen Verdrehen, sowie die Verdrehung der Verbindung unter der gegebenen Belastung berechnet werden.

Ergebnis Nach erfolgter Berechnung wird das Endergebnis - die maximale Ausnutzung sowie die minima-le Rotationssteifigkeit einschlielich der maximalen Verdrehung der Verbindung - aus allen Schnittgrenkombinationen protokolliert.

3.4 Schnittgren

Das vierte Register beinhaltet die Masken zur Eingabe der Bemessungsschnittgren Das Programm 4H-EC3BT bietet verschiedene Mglichkeiten zur Eingabe der Schnittgren an

Schnittgren im Anschnitt der Verbindung: Da der Anschluss eines Trgers an eine Sttze oder ein Trgersto bemessen werden sollen, werden die Schnittgren direkt im Anschnitt (s. Grafik Schnitt A-A) bezogen auf die Systemlinie erwartet. Die Vorzeichende-finition entspricht derjenigen des EC 3-1-8.

werden die Schnittgren aus einem Tragwerks-Programm bernommen, sind hufig nur die Schnittgren im Knotenpunkt der Schwerachsen von Trger und Sttze oder Trger links und rechts (s. Grafik Knoten j) verfgbar. Hier wird die Vorzeichendefinition der Sta-tik vorausgesetzt.

des Weiteren knnen die Schnittgren senkrecht zur Anschlussebene (s. Grafik Schnitt A-A), an dieser Stelle also horizontal und senkrecht wirkend, eingegeben werden (Dar-stellung dieser Schnittgren s. Abs. 4.2, S. 29)

Eingabeoberflche 21

Es knnen Trger- und Sttzenschnittgren eingegeben werden. Bei einem Trgersto wer-den nur die Trgerschnittgren bercksichtigt. Die Trgerschnittgren wirken bei einseitigem Anschluss rechts (s. Grafik Schnitt A-A, im EC 3-1-8 mit 1 bezeichnet) vom Anschlusspunkt. Die Sttzenschnittgren wirken unterhalb des Anschlusses (1), jedoch ist zur Berechnung des Sttzenstegfelds die Eingabe der Querkraft auch oberhalb (2) erforderlich. Bei Vouten kann zustzlich der Anschluss der Voute an den Trger (s. Grafik Schnitt B-B) be-messen werden. Die Schnittgren werden aus den eingegebenen Gren unter der Annahme berechnet, dass im Voutenbereich keine ueren Krfte angreifen. Zur Identifikation kann jeder Schnittgre eine Bezeichnung (Kurzbeschreibung) zugeordnet werden, die im Ausdruck aufgefhrt wird. Die Schnittgren werden in die intern verwendeten Bemessungsgren (s. Abs. 4.2, S. 29) transformiert.

3.5 Ergebnisbersicht

Das fnfte Register gibt einen sofortigen berblick ber die ermittelten Ergebnisse. Zur sofortigen Kontrolle und des besseren berblicks halber werden die Ergebnisse in diesem Register lastfallweise bersichtlich zusammengestellt. Eine Box zeigt an, ob ein Lastfall die Tragfhigkeit des Anschlusses berschritten hat (rot aus-gekreuzt) oder wie viel Reserve noch vorhanden ist (grner Balken). Die Rotationssteifigkeit und Verdrehung sind ebenfalls dargestellt.


4 allgemeine Erluterungen Nach EC 3-1-8, 5.1.4, sind die Anschlsse bei elastisch-plastischer Tragwerksberechnung i.d.R. sowohl nach ihrer Steifigkeit (5.2.2) als auch nach der Tragfhigkeit (5.2.3) zu klassifizie-ren. Dazu mssen fr Anschlsse mit Doppel-T-Profilen die Momententragfhigkeit (6.2.7 und 6.2.8), die Rotationssteifigkeit (6.3.1) und die Rotationskapazitt (6.4) berechnet werden. Die Zusammenhnge zwischen Momententragfhigkeit, Rotationssteifigkeit und Rotations-kapazitt sind in EC 3-1-8, Bild 6.1, dargestellt.

Im Programm 4H-EC3BT erfolgt keine Klassifizierung nach der Steifigkeit, da das Grenzkriterium bauwerksspezifisch zu ermitteln ist (Bild 5.4). In Analogie dazu wird ebenso die Klassifizierung nach der Tragfhigkeit (Bild 5.5) nicht durchgefhrt. Nach EC 3-1-8, 5.3, sollten fr eine wirklichkeitsnahe Berechnung des Anschlussverhaltens das Sttzenstegfeld und die einzelnen Verbindungen unter Bercksichtigung der Schnittgren der Bauteile am Anschnitt des Sttzenstegfeldes getrennt modelliert werden.

Es sollte der mgliche Einfluss des Sttzenstegfeldes durch bertragungsparameter berck-sichtigt werden. Da im Programm 4H-EC3BT nur einseitige Trger-Sttzenanschlsse unter-sucht werden, gilt stets . Nach EC 3-1-8, 6.1.1, wird ein Anschluss mit Doppel-T-Querschnitten als eine Zusammenstel-lung von Grundkomponenten (Gk) angesehen. Folgende Grundkomponenten (vgl. Tab. 6.1) werden verwendet

Gk 1: Sttzenstegfeld mit Schubbeanspruchung, Abs. 6.1, S. 38 Gk 2: Sttzensteg mit Querdruckbeanspruchung, Abs. 6.2, S. 39 Gk 3: Sttzensteg mit Querzugbeanspruchung, Abs. 6.3, S. 41 Gk 4: Sttzenflansch mit Biegung, Abs. 6.4, S. 42 Gk 5: Stirnblech mit Biegebeanspruchung, Abs. 6.5, S. 44 Gk 6: Flanschwinkel mit Biegebeanspruchung, Abs. 6.6, S. 45 Gk 7: Trgerflansch und -steg mit Druckbeanspruchung, Abs. 6.7, S. 46 Gk 8: Trgersteg mit Zugbeanspruchung, Abs. 6.8, S. 47 Gk 10: Schrauben mit Zugbeanspruchung, Abs. 6.9, S. 48 Gk 11: Schrauben mit Abscherbeanspruchung, Abs. 6.10, S. 48 Gk 12: Schrauben mit Lochleibungsbeanspruchung, Abs. 6.11, S. 48 Gk 20: Gevouteter Trger mit Druck, Abs. 6.12, S. 49

Die Verformbarkeit eines Anschlusses kann durch eine Rotationsfeder modelliert werden, wel-che die verbundenen Bauteile im Kreuzungspunkt der Schwerpunktlinien verbindet (6.2.1.2). Die Kenngren dieser Feder knnen in Form einer Momenten-Rotations-Charakteristik darge-stellt werden, die die drei wesentlichen Kenngren

Momententragfhigkeit Rotationssteifigkeit Rotationskapazitt

liefert.

allgemeine Erluterungen 23

Da die Rotationssteifigkeit nach EC 3-1-8, 6.3.1(4), ermittelt wird, drfen einfache lineare Ab-schtzungen zur Anwendung kommen (5.1.1(4)). Die Rotationskapazitt kann numerisch nicht bestimmt werden. Weiterfhrende Erluterungen zur Ermittlung der

Tragfhigkeit, Abs. 4.1, S. 23 Rotationssteifigkeit, Abs. 4.4, S. 33 Rotationskapazitt, Abs. 4.5, S. 34

4.1 Komponentenmethode

Die Komponentenmethode ermglicht die Berechnung beliebiger Anschlsse fr Tragwerksbe-rechnungen (EC 3-1-8, 6.1.1(1)). Die Voraussetzungen fr das Verfahren sowie die zur Anwen-dung kommenden Grundkomponenten sind unter Abs. 4, S. 22, beschrieben. Im Programm 4H-EC3BT werden Trger-Sttzenanschlsse oder Trgerste von Doppel-T-Profilen berechnet. Im Folgenden wird die Vorgehensweise von geschraubten Stirnblech- und Flanschwinkel-Verbindungen sowie von geschweiten Verbindungen erlutert.

4.1.1 geschraubte Stirnblechverbindung

Die Biege- und Zugtragfhigkeit des Anschlusses auf Seite der Sttze wird mit den Grundkomponenten 1 bis 4 des Trgers mit den Grundkomponenten 7, 8 und

ggf. 20 des Stirnblechs mit Grundkomponenten 5

ermittelt. Bei der Abscher-Lochleibungstragfhigkeit wirken die Grundkomponenten 10 bis 12.

Biege- und Zugtragfhigkeit Nach EC 3-1-8, 6.2.7.2, wird die Biegetragfhigkeit von Trger- Sttzenan-schlssen oder Trgersten mit geschraubten Stirnblechverbindungen bestimmt mit

Im berstand darf sich nur eine Schraubenreihe befinden. Der Druckpunkt einer Stirnplattenverbindung sollte im Zentrum des Spannungsblocks infolge der Druckkrfte liegen (EC 3-1-8, 6.2.7.1(9)), vereinfachend in der Achse der Mittelebene des Trgerdruckflanschs (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 Tragfhigkeit einer Schraubenreihe r sollte als Minimum der Tragfhigkeiten einer einzelnen Schraubenreihe der Gkn 3, 4, 5, 8 bestimmt werden, wobei ggf. noch Reduktionen aus den Gkn 1, 2, 7 vorzunehmen sind. Anschlieend ist die Tragfhigkeit der Schraubenreihe als Teil einer Gruppe von Schraubenreihen der Gkn 3, 4, 5, 8 zu untersuchen; s. hierzu EC 3-1-8, 6.2.7.2(6-8). Bei Trgersten werden die Grundkomponenten, die die Sttze betreffen, auer Betracht ge-lassen (EC 3-1-8, 6.2.7.2(10). Um ein mgliches Schraubenversagen auszuschlieen, ist die Forderung nach EC 3-1-8, 6.2.7.2(9), einzuhalten:

Wird die wirksame Tragfhigkeit einer zuerst berechneten Schraubenreihe x grer als


1.9Ft,Rd, ist die wirksame Tragfhigkeit der Schraubenreihe r zu reduzieren, um folgender Bedingung zu gengen

Im Programm 4H-EC3BT werden zunchst die minimalen Tragfhigkeiten aus den mageben-den Grundkomponenten ermittelt (Beispielberechnung). Anschlieend erfolgen reihenweise die Abminderungen fr einzelne Schraubenreihen sowie fr Schraubenreihen als Teil einer Gruppe von Schraubenreihen. Da die Schraubengruppen der (unausgesteiften) Sttze und des Stirnblechs verschiedene Mit-glieder haben, erfolgt die Ausgabe in separaten Blcken. Fr die jeweils kleinste Tragkraft wird die Kontrolle durchgefhrt

und das Ergebnis schlussendlich protokolliert.


Die Biegetragfhigkeit ergibt sich damit zu und die Ausnutzung zu

Ist die einwirkende Zugnormalkraft grer als 5% der plastischen Normalkrafttragfhigkeit

wird die konservative Nherung

verwendet, wobei sich die Normalkrafttragfhigkeit ergibt zu

Abscher-/Lochleibungstragfhigkeit Auch hier werden zunchst die minimalen Tragfhigkeiten aus den magebenden Grundkomponenten ermittelt (Beispielberechnung). Nach EC 3-1-8, Tab. 3.4, reduziert sich die Tragfhigkeit bei gleichzeitiger Wirkung von Quer-kraft und Zugnormalkraft so dass sich die endgltigen Tragfhigkeiten je Schraubenreihe ergeben zu Die Abscher-Lochleibungstragfhigkeit ergibt sich damit zu und die Ausnutzung zu


4.1.2 Verbindung mit Flanschwinkeln

Die Biege- und Zugtragfhigkeit des Anschlusses wird ermittelt auf Seite der

Sttze mit den Grundkomponenten 1 bis 4 Flanschwinkel mit Grundkomponente 6

Bei der Abscher-Lochleibungstragfhigkeit wirken die Grundkomponenten 10 bis 12.

Biege- und Zugtragfhigkeit Nach EC 3-1-8, 6.2.7.1(6), wird die Biegetragfhigkeit eines geschraubten An-schlusses mit Flanschwinkeln bestimmt mit

Im Winkelschenkel, der an der Sttze anliegt, darf sich nur eine Schraubenreihe befinden. Der Druckpunkt einer Verbindung mit Flanschwinkeln sollte im Zentrum des Spannungsblocks infolge der Druckkrfte liegen (EC 3-1-8, 6.2.7.1(9)), vereinfachend in der Achse der Mittelebe-ne des am Trgerdruckflansch anliegenden Winkelschenkels (EC 3-1-8, Bild 6.15b).

Analog zur Stirnblech-Verbindung wird zunchst die minimale Tragfhigkeit der Zug-Schraubenreihe am Sttzenflansch aus den Gkn 3, 4, 6 ermittelt (Beispielberechnung). Anschlieend erfolgen die Abminderungen um zur wirksamen Tragfhigkeit zu gelangen.

Damit wird die Biegetragfhigkeit der Flanschwinkel-Verbindung ermittelt zu Die Normalkrafttragfhigkeit ergibt sich zu Ausnutzungen s. Stirnblech-Verbindung Abs. 4.1.1, S. 23.

Abscher-/Lochleibungstragfhigkeit Es wird unterschieden zwischen den Winkelschenkeln am Sttzen-flansch und denjenigen am Trgerflansch. Am Sttzenflansch befindet sich Schraubenreihe 1, am Trgerflansch die weiteren Schraubenreihen 2 bis ns. Zunchst werden die minimalen Tragfhigkeiten aus den magebenden Grundkomponenten ermittelt (Beispielberechnung).


Nach EC 3-1-8, Tab. 3.4, reduziert sich die Tragfhigkeit bei gleichzeitiger Wirkung von Quer-kraft und Zugnormalkraft, was jedoch nur Schraubenreihe 1 am Sttzenflansch betrifft. Die wirksamen Tragfhigkeiten je Schraubenreihe ergeben sich zu

und damit die wirksame Abscher-Lochleibungstragfhigkeit zu Zur Berechnung der Ausnutzung der Flanschwinkel-Verbindung am Sttzenflansch s. Stirn-blech-Verbindung (Abs. 4.1.1, S. 23), die Ausnutzung am Trgerflansch wird ermittelt mit

4.1.3 geschweite Verbindung

Die Biege- und Zugtragfhigkeit des Anschlus-ses wird ermittelt auf Seite der

Sttze wird mit den Grundkomponenten 1 bis 4

Trgers mit Grundkomponente 7 (bei Vouten alternativ mit Grundkomponente 20)

Zur Bemessung der Schweinhte (s. Abs. 4.3.4, S. 31).

Biege- und Zugtragfhigkeit Nach EC 3-1-8, 6.2.7.1(4) wird die Biegetragfhigkeit eines geschweiten An-schlusses bestimmt mit

Der Druckpunkt einer Verbindung mit Flanschwinkeln sollte im Zentrum des Spannungsblocks infolge der Druckkrfte liegen (EC 3-1-8, 6.2.7.1(9)), vereinfachend in der Achse der Mittelebe-ne des Druckflansches (EC 3-1-8, Bild 6.15a). Bei Trgersten werden die Grundkomponenten, die die Sttze betreffen, auer Betracht ge-lassen (analog EC 3-1-8, 6.2.7.2(10). Die Zugtragfhigkeit ergibt sich aus den Gkn 3 und 4 (Gk 4 nur bei nicht ausgesteiften Sttzen-flanschen) fr den Zugflansch zu (Beispielberechnung)

Abminderungen aufgrund der Drucktragfhigkeit der Profile


fhren zur wirksamen Tragfhigkeit

mit der die Biegetragfhigkeit des Anschlusses zu ermittelt wird. Die Zugtragfhigkeit ist gegeben mit (s.o.) Bei geschweiten Trgersten ist die Tragfhigkeit der Verbindung nur durch die Tragfhigkeit der Schweinhte gegeben.

4.1.4 Besonderheiten bei Vouten

Betrgt die Hhe des Trgers einschlielich Voute mehr als 600 mm, ist nach EC 3-1-8, 6.2.6.7(1), i.d.R. der Beitrag des Trgerstegs zur Tragfhigkeit bei Druckbeanspruchung auf 20% zu begrenzen. Programmintern wird die Stegdicke zur Berechnung von Grundkomponente 7 (Tragfhigkeit des Voutendruckflansches) auf 20% begrenzt. Die Biegetragfhigkeit des Trgerquerschnitts wird unter Vernachlssigung des zwischenlie-genden Flansches berechnet. Nach EC 3-1-8, 6.2.6.7(2), gelten fr Trger mit Vouten folgende Voraussetzungen

die Stahlgte der Voute sollte mindestens der Stahlgte des Trgers entsprechen (pro-grammintern gewhrleistet)

die Flanschabmessungen und die Stegdicke der Voute sollten nicht kleiner sein als die des Trgers

der Winkel zwischen Voutenflansch und Trgerflansch sollte nicht grer sein als 45 die Lnge ss der steifen Auflagerung darf mit der Schnittlnge des Voutenflansches paral-

lel zum Trgerflansch angesetzt werden

Am Anschluss Voute-Sttze ist die Tragfhigkeit von Voutenflansch und -steg mit Druck (Gk 7) magebend, am Anschluss Voute-Trger muss nach EC 3-1-8, 6.2.6.7(3), die Tragfhigkeit des Trgerstegs mit Querdruck (Gk 2) nachgewiesen werden.


4.2 Teilschnittgren

Schnittgrentransformation Sind die Schnittgren im Knotenpunkt der Schwerachsen gegeben (KOS Sta-tik), werden sie zunchst in die Anschlussschnittgren (KOS EC 3-1-8) bezogen auf die Systemlinie transformiert.

Die Schnittgrenkombination (Nb,Ed, Mb,Ed, Vb,Ed) lsst sich auch direkt (Schnittgren im An-schnitt der Verbindung, s. Abs. 3.4, S. 20) eingeben. Das Biegemoment am Anschnitt Voute-Trger wird nach der o.a. Formel berechnet, Normalkraft und Querkraft sind ber die Voutenlnge konstant. Die zur Transformation notwendigen Winkelinformationen sind mit

gegeben.

Anschlieend werden aus den Schnittgren im Anschluss die Schnittgren senkrecht zur Anschlussebene ermittelt.

Auch diese Schnittgrenkombination (Nd, Md, Vd) lsst sich direkt (Schnittgren senkrecht zur Anschlussebene, Abs. 3.4, S. 20) eingeben. Zur Bemessung einzelner Elemente z.B. der Rippen im Voute-Trger-Anschluss oder der Grundkomponenten mit Teilschnittgren (s. Abs. 3.1, S. 11) sind die Teilschnittgren in den Flanschen und Stegen zu ermitteln.


4.3 Nachweise

Folgende Nachweise knnen gefhrt werden Querschnittsnachweis Nachweis der Anschlusstragfhigkeit mit der Komponentenmethode ... Anschlusstragfhigkeit mit Teilschnittgren ... Schweinhte am Trger

Die Ausnutzungen aus den durchgefhrten Nachweisen werden extremiert und anschlieend sowohl lastfallweise als auch im Gesamtergebnis ausgegeben.

4.3.1 Querschnittsnachweis

Der Tragsicherheitsnachweis der offenen, dnnwandigen Querschnitte kann nach den Nach-weisverfahren

Elastisch-Elastisch (EC 3-1-1, 6.2.1(5)) Elastisch-Plastisch (E-P) (EC 3-1-1, 6.2.1(6))

gefhrt werden. Beim Nachweisverfahren Elastisch-Elastisch werden die Schnittgren (Beanspruchungen) auf Grundlage der Elastizittstheorie bestimmt. Der Spannungsnachweis erfolgt mit dem Flie-kriterium aus EC 3-1-1, 6.2.1(5), Gl. 6.1. Beim Nachweisverfahren Elastisch-Plastisch werden die Schnittgren (Beanspruchungen) ebenfalls auf Grundlage der Elastizittstheorie bestimmt. Anschlieend wird mit Hilfe des Teil-schnittgrenverfahrens (TSV) mit Umlagerung (s. Lit. /8/) berprft, ob die Schnittgren vom Querschnitt unter Ausnutzung der plastischen Reserven aufgenommen werden knnen (plasti-sche Querschnittstragfhigkeit). Es knnen Dreiblechquerschnitte (I-, C-, U-, Z-, L-, T-Querschnitte) und Rohre als Profile oder typisierte Querschnitte unter zweiachsiger Beanspruchung einschlielich St. Venant'scher Tor-sion und Wlbkrafttorsion nachgewiesen werden. Dieses Berechnungsverfahren ist allgemein-gltiger als die in EC 3 angegebenen Interaktionen fr spezielle Schnittgrenkombinationen. Die Grenzwerte grenz(c/t) werden je nach Nachweisverfahren aus EC 3-1-1, 5.5.2, Tab.5.2, er-mittelt. Dies entspricht der berprfung der erforderlichen Klassifizierung des Querschnitts. Ist das Nachweisverfahren Elastisch-Plastisch gewhlt und lsst die Klassifizierung keinen plas-tischen Nachweis zu, wird eine Fehlermeldung ausgegeben; dann sollte der elastische Nach-weis gefhrt werden.

4.3.2 Nachweis der Anschlusstragfhigkeit mit der Komponentenmethode

Es knnen die Biegetragfhigkeit Zugtragfhigkeit ggf. die kombinierte Biege-/Zugtragfhigkeit Abscher-/Lochleibungstragfhigkeit

der Verbindung ausgewertet werden. Nach EC 3-1-8, 6.2.7.1(1), gilt fr den Bemessungswert des einwirkenden Moments

berschreitet jedoch die einwirkende Normalkraft in dem angeschlossenen Bauteil 5% der plas-tischen Beanspruchbarkeit, wird nach EC 3-1-8, 6.2.7.1(3), die folgende Nherung benutzt

Die Abscher-/Lochleibungstragfhigkeit ergibt sich zu


4.3.3 Nachweis der Anschlusstragfhigkeit mit Teilschnittgren

Zustzlich oder alternativ zu der Ermittlung der Tragfhigkeit mit der Komponentenmethode knnen die Grundkomponenten auch separat mit den Teilschnittgren (Abs. 4.2, S. 29) nach-gewiesen werden. Zu weiterfhrenden Informationen fhrt die Beschreibung der einzelnen Grundkomponenten Abs. 4, S. 22.

4.3.4 Nachweis der Schweinhte

I.A. werden die Verbindungselemente (Trger und Stirnblech, Trger und Sttze) mit Kehlnh-ten verbunden, deren Schweinaht konzentriert in der Wurzellinie angenommen wird. Die Wurzellinien der Einzelnhte bilden den Linienquerschnitt (s. Lit. /7/) zur Aufnahme bzw. Weiterleitung der Schnittgren. Beispielhaft sind nebenstehend die Einzelnhte, die den Linienquerschnitt bilden, fr einen einachsig be-lasteten Doppel-T-Querschnitt dargestellt. Die Nummerierung in rot kennzeichnet die Naht, die Zahlenangaben in blau bezeichnen die magebenden Nachweispunkte auf der jeweiligen Naht.

Bezogen auf den Schwerpunkt des Linienquerschnitts werden die Flche der z-Nhte Aw,z, die gesamte Querschnittsflche Aw, das Trgheitsmoment Iw,y und Lage der Schwerachse zw ermit-telt. Da der Schwerpunkt des Linienquerschnitts nicht zwangslufig mit dem Schwerpunkt des Pro-fils bereinstimmt, muss ggf. ein Zusatzmoment bercksichtigt werden (Beispielberechnung). Damit werden die Spannungen in den magebenden Nachweispunkten berechnet. Sowohl Druck- als auch Zugnhte werden entweder nach dem richtungsabhngigen oder vereinfachten Verfahren bemessen.


Da die Beschreibung der Schweinahtnachweise nach EC 3 programmbergreifend identisch ist, wird auf die allgemeine Beschreibung des Schweinahtnachweises verwiesen (Abs. 7.2, S. 55).

Nachweis der Schweinhte der Stegsteifen (Rippen) Stegsteifen oder auch Rippen knnen zur Verstrkung des Profil-stegs angeschweit werden, was hufig bei hohen Druckkrften senkrecht zum Flansch sinnvoll ist. Normalerweise wird die Tragfhigkeit der Steifen durch die Schweinhte an Steg und Flansch begrenzt. Bei beidseitiger Anordnung von Rippen gelten folgende Annahmen

die aus dem Flansch in die Rippen einzuleitende Kraft verteilt sich gleichmig ber die Breite 2bR + tw

bei Walzprofilen wird der im Bereich von Steg und Ausrundungen (2r + tw) wirkende Teil der Kraft unmittelbar in den Steg eingeleitet. Bei geschweiten Profilen wird die gesamte Kraft ber die Rippen gelenkt.

bei zweiseitigem Rippenanschluss (Teilrippe) wird eine dreiecksfrmige Spannungsver-teilung in der Rippe angenommen, der Hebelarm ergibt sich zu eH = lR - l1/3. Bei dreiseiti-gem Rippenanschluss (Vollrippe) ist der Hebelarm eH = lR.

die Lnge der Aussparung rR an den Rippen wird im Programm 4H-EC3BT angenommen zum 1.5-fachen des Ausrundungsradius' bzw. des Schweinahtschenkels.

Die Bemessungslast auf dem Flansch Fc,Ed wird transformiert in die Bemessungsgren fr die Schweinhte fr Flansch und Steg

Die Schweinhte an Flansch und Steg werden mit den berechneten Bemessungsgren nach dem vereinfachten Verfahren nachgewiesen.


4.4 Rotationssteifigkeit

Nach EC 3-1-8, 6.3.1, ist die Rotationssteifigkeit eines Anschlusses i.d.R. anhand der Verform-barkeiten der einzelnen Grundkomponenten zu berechnen. Die Gkn sind ber ihre Steifigkeits-koeffizienten gekennzeichnet, die in EC 3-1-8, Tab. 6.11, angegeben sind. Die Ermittlung der Rotationssteifigkeit wird sinnvollerweise nur fr Knotenschnittgren (s. Re-gister 4, Abs. 3.4, S. 20) durchgefhrt. Die zu bercksichtigenden Grundkomponenten sind in EC 3-1-8, Tab. 6.9, fr geschweite Ver-bindungen und geschraubte Flanschwinkelverbindungen und in EC 3-1-8, Tab. 6.10, fr ge-schraubte Stirnblechverbindungen angegeben.

Im Programm 4H-EC3BT werden folgende Steifigkeitskoeffizienten zur Ermittlung der Rotations-steifigkeit einseitig belasteter Verbindungen herangezogen.

geschweite Verbindungen - k1, k2, k3 Flanschwinkelverbindungen - k1, k2, k3, k4, k6, k10, k11, k12 Trger-Sttzenanschluss mit Stirnblech bei einer Schraubenreihe mit Zugbelastung - k1,

k2, k3, k4, k5, k10 Trger-Sttzenanschluss mit Stirnblech bei mehreren Schraubenreihen mit Zugbelastung

- k1, k2, keq Trgersto mit Stirnblech bei einer Schraubenreihe mit Zugbelastung - k5, k10 Trgersto mit Stirnblech bei mehreren Schraubenreihen mit Zugbelastung - keq

Der quivalente Steifigkeitskoeffizient keq ergibt sich nach EC 3-1-8, 6.3.3, zu

Die beteiligten Steifigkeitskoeffizienten sind

bei einem Trger-Sttzenanschluss mit Stirnblech - k3, k4, k5, k10 bei einem Trgersto mit Stirnblech - k5, k10

Wenn die Normalkraft im angeschlossenen Trger nicht mehr als 5% der plastischen Beanspruchbarkeit des Querschnitts betrgt, wird die Rotationssteifigkeit nach EC 3-1-8, 6.3.1(4), ermittelt mit

Das Steifigkeitsverhltnis berechnet sich nach EC 3-1-8, 6.3.1(6)

Der Beiwert hat nach EC 3-1-8, Tab.6.8, fr geschweite Verbindungen und geschraubte Stirnblechverbindungen den Wert 2.7 und fr geschraubte Flanschwinkelverbindungen den Wert 3.1. ber die Momenten-Rotations-Charakteristik lsst sich fr ein gegebenes Moment die Verdre-hung des Anschlusses bestimmen ber


Beispielhaft ist im Folgenden als Druckdokument die Berechnung der Rotationssteifigkeit eines unausgesteiften Trger-Sttzenanschlusses mit Stirnblech und zwei Schraubenreihen unter Zugbelastung dargestellt.

4.5 Rotationskapazitt

Nach EC 3-1-8, 6.4.1(1), mssen die Anschlsse bei starr-plastischer Berechnung an den Stel-len, an denen plastische Gelenke entstehen knnen, ber ausreichende Rotationskapazitt ver-fgen. Bei einem Trger-Sttzenanschluss, dessen Biegetragfhigkeit durch die Schubtragfhigkeit des Sttzenstegfeldes bestimmt wird, kann davon ausgegangen werden, dass gengend Rota-tionskapazitt vorhanden ist, wenn gilt

Bei Stirnblech- oder Flanschwinkelverbindungen kann davon ausgegangen werden, dass gen-gend Rotationskapazitt vorhanden ist, wenn

die Biegetragfhigkeit des Anschlusses bestimmt wird durch die Tragfhigkeit des Stt-zenflansches oder von Stirnblech/Flanschwinkel

die Dicke des Sttzenflanschs, Stirnblechs oder Flanschwinkels folgende Bed. erfllt

Bei einem geschraubten Anschluss, dessen Biegetragfhigkeit durch die Abschertragfhigkeit der Schrauben bestimmt wird, darf nicht davon ausgegangen werden, dass gengend Rotati-onskapazitt vorhanden ist. Bei einem geschweiten Trger-Sttzenanschluss, bei dem der Sttzensteg nur in der Druck-zone ausgesteift ist und die Biegetragfhigkeit nicht durch die Schubtragfhigkeit des Sttzen-stegfeldes bestimmt wird, kann die Rotationskapazitt bestimmt werden mit

Bei einem nicht ausgesteiften Trger-Sttzenanschluss kann eine Rotationskapazitt ange-nommen werden von mindestens

Allgemeines zu Grundkomponenten 35

5 Allgemeines zu Grundkomponenten

5.1 Grundidee

Mit Einfhrung des Eurocode 3-1-8 wurde die Komponentenmethode zur Bemessung von Stahlbauanschlssen vorgestellt. Der Krfteverlauf innerhalb eines Anschlusses wird in seine grundlegenden Komponenten zerlegt, die unabhngig voneinander einzeln nachgewiesen wer-den knnen.

5.2 Anschlusskonfiguration

Ein Anschluss mit H- oder I-Profilen wird als eine Zusammenstellung von Grundkomponenten betrachtet. Die Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Momententragfhigkeit beruhen auf einer Verteilung der inneren Krfte und Momente, die zu folgenden Anschlusskonfigurationen gehrt: 1 einseitiger Trger-Sttzenanschluss 2 zweiseitiger Trger-Sttzenanschluss 3 Trgersto 4 Sttzensto 5 Fuplatte Anschlusskonfigurationen um die schwache Achse gelten nur fr ausgeglichene Momen-te

5.3 statisches Modell fr Trger-Sttzenanschlsse

Die Anschlsse sind fr die durch die angeschlossenen Bauteile eingetragenen Schnittgren zu bemessen. Die angegebenen Berechnungsverfahren sind allgemein gltig und knnen auf hnliche Kom-ponenten in anderen Anschlusskonfigurationen mit vergleichbarer Verteilung der inneren Krfte und Momente bertragen werden.


5.4 Berechnung allgemeiner Querschnittsgren wirksame Schubflche

gewalzte Profile mit I- und H-Querschnitt, Lastrichtung parallel zum Steg

vereinfachend geschweite Profile mit I- und H-Querschnitt, Lastrichtung parallel zum Steg

vereinf. Bei zustzlicher Anordnung von Stegblechen wird die wirksame Schubflche vergrert um

plastisches Widerstandsmoment eines Blechs

5.5 Klassifizierung von Querschnitten

Mit der Klassifizierung von Querschnitten soll die Begrenzung der Beanspruchbarkeit und Rota-tionskapazitt durch lokales Beulen von Querschnittsteilen festgelegt werden (EC 3-1-1, 5.5).

Klasse 1 Querschnitte knnen die plastische Momententragfhigkeit und ausreichend Rotationskapazitt fr die plastische Berechnung entwickeln

Klasse 2 Querschnitte knnen die plastische Momententragfhigkeit entwickeln, haben aber nur eine begrenzte Rotationskapazitt

Klasse 3 Querschnitte knnen keine plastische Momententragfhigkeit entwickeln, errei-chen aber die Streckgrenze in der ungnstigsten Querschnittsfaser

Klasse 4 Querschnitte, bei denen rtliches Beulen vor Erreichen der Streckgrenze auftritt

Die Klassifizierung ist vom c/t-Verhltnis abhngig (s. EC 3-1-1, Tab. 5.2) und steuert die Be-rechnung der Tragfhigkeit druckbeanspruchter Bauteile.

5.6 Teilsicherheitsbeiwerte fr Anschlsse

Fr die Berechnung der Tragfhigkeiten der Grundkomponenten werden folgende Materialsi-cherheitsbeiwerte verwendet. Beanspruchbarkeit von

... Querschnitten M0 (EC 3-1-1, 6.1) ... Bauteilen bei Stabilittsversagen M1 (EC 3-1-1, 6.1) ... Querschnitten bei Bruchversagen infolge Zugbeanspruchung M2 (EC 3-1-1, 6.1) bzw. ... Schrauben, Schweinhten, Blechen auf Lochleibung M2 (EC 3-1-8, 2.2, Tab. 2.1)

Die Zahlenwerte der Teilsicherheitsbeiwerte knnen im nationalen Anhang zum Eurocode 3 eingesehen und ggf. verndert werden.

Allgemeines zu Grundkomponenten 37

5.7 Formelzeichen

hw Stegblechhhe dc Hhe des Stegs zwischen den Ausrundungen (Hhe des geraden Stegteils) tw Blechdicke des Stegs r Ausrundungsradius (gewalzte Profile) g Spalt zwischen Trgerende und Sttzenflansch bei Verbindungen mit Flanschwinkeln t Blechdicke A Bruttoquerschnittsflche Av Schubflche As Spannungsflche (Schrauben) b Breite h Hhe dst Abstand der Stegsteifen fy Streckgrenze fu Zugfestigkeit z Hebelarm vom Druckpunkt zur resultierenden Zugkraft Indices c Sttze (column), Druck (compression) b Trger (beam), Lochleibung (bearing) w Steg (web) f Flansch (flange) a Winkel (angle) t Zug (tension) p Platte (plate) ep Stirnplatte (end plate) st Stegsteifen s Stegbleche 1 rechter Trgeranschluss 2 linker Trgeranschluss j Knotenpunkt der Schwerachsen Rd Bemessungswiderstand Ed Bemessungslast


6 Beschreibung der Grundkomponenten

6.1 Sttzenstegfeld mit Schubbeanspruchung

EC 3-1-8, 6.2.6.1, Grundkomponente 1, nur bei Trger-Sttzenverbindungen

6.1.1 Anwendungsvoraussetzung geschweite oder geschraubte Verbindungen knnen bemessen werden der Sttzensteg kann mit Stegblechen oder Stegsteifen ausgesteift sein die Schlankheit des Sttzenstegs ist begrenzt auf

(EC 3-1-1, 5.6, Tab. 5.2) bei beidseitigen Trger-Sttzenanschlssen wird angenommen, dass beide Trger die

gleiche Hhe besitzen

6.1.2 Tragfhigkeit

Die plastische Schubtragfhigkeit eines nicht ausgesteiften Sttzenstegfeldes ergibt sich zu

Avc s. Berechnung allgemeiner Querschnittsgren, Abs. 5.4, S. 36.

6.1.3 Verstrkungen des Sttzenstegs

Stegsteifen Werden zustzliche Stegsteifen in der Druck- und Zugzone der Sttze eingesetzt, wird die plastische Schubtragfhigkeit des Sttzenstegfeldes erhht um

Die plastischen Biegetragfhigkeiten ergeben sich nach EC 3-1-1, 6.2.5, zu

Dabei wird bei zweiseitigen Trger- Sttzenan-schlssen angenommen, dass beide Trger etwa die gleiche Hhe haben. Bei geschweiten An-schlssen sollten die Stegsteifen der Sttze in den Achsen der Trgerflansche liegen.

Beschreibung der Grundkomponenten 39

Stegbleche Wird der Sttzensteg durch zustzliche Stegbleche verstrkt, vergrert sich die wirksame Schubflche (s. Berechnung allgemeiner Querschnittsgren, Abs. 5.4, S. 36). Voraussetzungen

Stegbleche sollten die gleiche Stahlgte haben wie die Sttze

Abmessungen

6.2 Trger- oder Sttzensteg mit Querdruckbeanspruchung


6.2.1 Anwendungsvoraussetzung geschweite oder geschraubte Verbindungen (mit Stirnblech oder Flanschwinkeln) kn-

nen bemessen werden der Sttzensteg kann mit Stegblechen ausgesteift sein

6.2.2 Tragfhigkeit

Die Tragfhigkeit eines nicht ausgesteiften Sttzenstegs ergibt sich zu

dem Abminderungsbeiwert (s. Tab.6.3), um mgliche Interaktionseffekte mit der Schubbeanspruchung im Sttzenstegfeld zu erfassen. Der Abminderungsbeiwert ist abhngig vom bertragungsparameter (s. 5.3 (7)) und der Schubflche Avc (s. Berechnung allgemeiner Querschnittsgren, Abs. 5.4, S. 36). Dabei ist abhngig von der Ausfhrung des Anschlusses (einseitig oder zweiseitig) und der Momentenbelastung. Der Beiwert kann entweder nherungsweise Tab. 5.4 entnom-men oder mit den angreifenden Knotenmomenten berechnet werden zu

der wirksamen Breite beff,c,wc des Sttzenstegs fr Querdruck, die berechnet wird


Dabei sind s der Radius der Ausrundung bzw. die Lnge des Schweinahtschenkels am Steg, sp das Ausbreitungsma der Druckkraft durch das Stirnblech (Ann.: 45 Lastausbrei-

tung) mit tp < sp < 2tp Abminderungsbeiwert fr Plattenbeulen

Abminderungsbeiwert kwc in Abhngigkeit der maximalen Lngsdruckspannung im Sttzensteg

6.2.3 Verstrkungen des Sttzenstegs Wird der Sttzensteg durch zustzliche Steg-bleche verstrkt, vergrert sich die wirksame Stegdicke. Dann darf die effektive Dicke des Sttzenstegs angesetzt werden. Voraussetzungen

Stegbleche sollten die gleiche Stahlgte haben wie die Sttze Abmessungen

Die Sttzenstegverstrkung wirkt sich damit auch auf die Schubflche der Sttze aus (s. Be-rechnung allgemeiner Querschnittsgren, Abs. 5.4, S. 36).


6.3 Sttzensteg mit Querzugbeanspruchung


6.3.1 Anwendungsvoraussetzung geschweite oder geschraubte Verbindungen knnen bemessen werden der Sttzensteg kann mit Stegblechen ausgesteift sein

6.3.2 Tragfhigkeit

Die Tragfhigkeit eines nicht ausgesteiften Sttzenstegs ergibt sich zu

dem Abminderungsbeiwert (s. Tab.6.3), um mgliche Interaktionseffekte mit der Schubbeanspruchung im Sttzenstegfeld zu erfassen. Der Abminderungsbeiwert ist abhngig vom bertragungsparameter (s. 5.3 (7)) und der wirksamen Schubflche Avc (s. Berechnung allgemeiner Querschnittsgren, Abs. 5.4, S. 36). Dabei ist abhngig von der Ausfhrung des Anschlusses (einseitig oder zweiseitig) und der Momentenbelastung. Der Beiwert kann entweder nherungsweise Tab. 5.4 entnommen oder mit den angrei-fenden Knotenmomenten berechnet werden zu

der wirksamen Breite beff,t,wc des Sttzenstegs fr Querzug, die berechnet wird

fr eine geschraubte Verbindung: wirksame Lnge des quivalenten T-Stummels fr

den Sttzenflansch (s. Grundkomponente 4, Abs. 6.4, S. 42).

6.3.3 Verstrkungen des Sttzenstegs Stegbleche Wird der Sttzensteg durch zustzliche Stegbleche verstrkt, hngt die Tragfhigkeit fr Quer-zug von der Dicke der Lngsnhte entlang der Stegbleche ab.


Die effektive Dicke des Sttzenstegs darf vergrert werden bei Verwendung von

Voraussetzungen

Stegbleche sollten die gleiche Stahlgte haben wie die Sttze Abmessungen

Die Sttzenstegverstrkung wirkt sich damit auch auf die Schubflche der Sttze aus (s. Be-rechnung allgemeiner Querschnittsgren, Abs. 5.4, S. 36).

6.4 Sttzenflansch mit Biegebeanspruchung


6.4.1 Anwendungsvoraussetzung geschweite oder geschraubte Verbindungen knnen bemessen werden bei geschraubten Verbindungen kann der Sttzenflansch durch Quersteifen verstrkt sein

6.4.2 Tragfhigkeit einer geschweiten Verbindung

Die Tragfhigkeit eines nicht ausgesteiften Sttzenflansches ergibt sich zu

mit der wirksamen Breite beff,b,fc des Sttzenflansches fr Biegung, die berechnet wird mit (s. 4.10) s ist der Radius der Ausrundung bzw. die Lnge des Schweinahtschenkels am Steg

Voraussetzung

6.4.3 Tragfhigkeit einer geschraubten Verbindung

Die Tragfhigkeit eines ausgesteiften oder nicht ausgesteiften Sttzenflansches wird mit Hilfe des quivalenten T-Stummelflansches ermittelt. Das Modell des T-Stummelflansches ist fr eine beliebige Anzahl Schraubenreihen mit aller-dings nur zwei Schrauben je Reihe entwickelt worden. Daher knnen mit dieser Grundkompo-nente nur Anschlusskonfigurationen mit zwei Schrauben je Reihe nachgewiesen werden. Es kann sowohl jede einzelne Schraubenreihe als auch jede Gruppe von Schraubenreihen fr die bertragung der Zugkrfte magebend sein. Eine allgemeine Beschreibung zur Berechnung des quivalenten T-Stummels finden Sie in der Beschreibung der Basisverbindungen, Abs. 7.3, S. 57.


Um die Tragfhigkeit von Grundkomponente 4, Sttzenflansch mit Biegebeanspruchung, zu ermitteln, muss zunchst die wirksame Lnge des quivalenten T-Stummels bestimmt werden. Dazu ist die genaue Anordnung der zugbelasteten Schrauben im Sttzenflansch einzugeben. Annahme: Die Breite des Sttzenflansches ist geringer als die Breite des Anschlussblechs

(Stirnblech oder Flanschwinkel), d.h. der Achsabstand der auen liegenden Schrauben vom seitlichen Rand des Sttzenflansches e2s entspricht emin.

Anschlieend wird die Zugtragfhigkeit des T-Stummelflansches fr jede einzelne Schrauben-reihe sowie fr eine Gruppe von Schraubenreihen bestimmt und die zugehrige wirksame Ln-ge protokolliert. Die wirksame Lnge aus Grundkomponente 4 kann auch in Grundkomponente 3, Sttzensteg mit Querzugbeanspruchung (Abs, 6.3, S. 41), eingehen. Zur Bildung von Schraubengruppen s.u. Verstrkungen des Sttzenstegs.

6.4.4 Verstrkungen des Sttzenstegs Quersteifen Am Sttzenflansch angeschweite Quersteifen erhhen die Biegetragfhigkeit der Verbindung. Dabei wird bei zweiseitigen Trger-Sttzenanschlssen angenommen, dass beide Trger etwa die gleiche Hhe besitzen. Bei geschweiten Anschlssen sollten die Quersteifen der Sttze in den Achsen der Trgerflansche liegen. Es werden maximal zwei Quersteifen betrachtet.

6.4.5 Schraubengruppe

Ist der Sttzenflansch nicht ausgesteift, werden alle zugbeanspruchten Schrauben einer Schraubengruppe zugewiesen. Werden jedoch Quersteifen angeordnet, ist die Lage einer Quersteife in Bezug auf die erste Schraubenreihe entscheidend. Befindet sich die erste Schraubenreihe oberhalb der Steife (est > 0), wird diese Reihe nur ein-zeln betrachtet. Die Schraubenreihen zwischen den Quersteifen bilden dann eine Schrauben-gruppe. Befinden sich dagegen alle Schraubenreihen innerhalb der Quersteifen (est < 0), sind alle Schrauben in der Schraubengruppe vertreten.


6.5 Stirnblech mit Biegebeanspruchung

EC 3-1-8, 6.2.6.5, Grundkomponente 5, bei Trger-Sttzenverbindungen und Trgersten

6.5.1 Anwendungsvoraussetzung geschraubte Verbindungen knnen bemessen werden

6.5.2 Tragfhigkeit

Die Tragfhigkeit eines Stirnblechs wird mit Hilfe des quivalenten T-Stummelflansches ermit-telt. Das Modell des T-Stummelflansches ist fr eine beliebige Anzahl Schraubenreihen mit al-lerdings nur zwei Schrauben je Reihe entwickelt worden. Daher knnen mit dieser Grundkom-ponente nur Anschlusskonfigurationen mit zwei Schrauben je Reihe nachgewiesen werden. Es kann sowohl jede einzelne Schraubenreihe als auch jede Gruppe von Schraubenreihen fr die bertragung der Zugkrfte magebend sein. Eine allgemeine Beschreibung zur Berechnung des quivalenten T-Stummels finden Sie in der Beschreibung der Basisverbindungen, Abs. 7.3, S. 57. Um die Tragfhigkeit von Grundkomponente 5, Stirnblech mit Biegebeanspruchung, zu ermit-teln, muss zunchst die wirksame Lnge des quivalenten T-Stummels bestimmt werden. Dazu ist die genaue Anordnung der zugbelasteten Schrauben im Sttzenflansch einzugeben. Annahme: Die Breite des Stirnblechs ist geringer als die Breite oder gleich der Breite des An-

schlussblechs (Sttzenflansch), d.h. der Achsabstand der auen liegenden Schrauben vom seitlichen Rand des Sttzenflansches e2 entspricht emin.

Anschlieend wird die Zugtragfhigkeit des T-Stummelflansches fr jede einzelne Schrauben-reihe s

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