Ausführung von Stahltragwerken nach DIN EN 1090 – was bleibt ...

Prof. em. Herbert Schmidt Ausführung von Stahltragwerken nach DIN EN 1090 1/74

Ausführung von Stahltragwerkennach DIN EN 1090

Was bleibt und was ändert sich ?

Univ.-Prof. em. Dr.-Ing. Herbert SchmidtIngenieurbüro Prof. Schmidt & Partner, Essen

Emeritus am Inst. f. Metall- und Leichtbau d. Universität Duisburg-Essen

Vortrag 29.06.2012

Arbeitstagung 2012der

Vereinigung der Prüfingenieure für Bautechnik,Landesvereinigung Baden-Württemberg,

in Baden-Baden


1 Einleitung

Normensituation

Ersatz durch das Normenpaar:

DIN EN 1090-1plus

DIN EN 1090-2

DIN EN 1090-3 behandelt Aluminiumtragwerke


Ausführung von Stahlbautenbisher: ganzheitlicher Vorgang ⇒ DIN 18800-7jetzt: Aufspaltung in

Herstellen von (tragenden) Bauteilen

Zusammenfügen vonBauteilen zum Tragwerk

Externe „Bürokratie“:Bauproduktenrichtlinie, Zertifizierung

TechnischeRegeln für Herstellung

TechnischeRegeln für Montage

Interne „Bürokratie“: Qualitätssicherung der Montage

DIN EN 1090-1 DIN EN 1090-2

1 Einleitung

Struktur der DIN EN 1090


1 Einleitung

Harmonisierte europäische Produktnorm,veröffentlicht im Europ. Amtsblatt – Dez. 2010, im Bundesanzeiger – Feb. 2011Bauregelliste B Teil 1 – Ausgabe 2011/1Musterliste der Technischen Baubestim-mungen (M-LTB), Teil 2, lfd. Nr.5.62 –März 2011

⇒ Koexistenzperiode, in der für vorge-fertigte tragende Bauteile aus Stahl sowohl eine Kennzeichnung mit dem Ü-Zeichen auf der Grundlage von DIN 18800-7 gemäßBauregelliste A als auch eine CE-Kenn-zeichnung auf der Grundlage von DIN EN 1090-1 möglich ist*), endet am 30.06.2014.

⇒ Danach gilt ausschließlich DIN EN 1090-1.

ARGEBAU – Dez. 2010 (DIBt-Mitteilungen)⇒ für die Anwendung als „gleichwertige

Lösung“ ab Jan. 2011 freigegeben,aber nur zusammen mit den wesentlichen Teilen der DIN EN 1993 (Eurocode 3)

⇒ Parallelgeltungsdauer mit Normenreihe DIN 18800 endet am 30.06.2012,

vereinbart in ARGEBAU und veröffent-licht durch Ergänzung der M-LTBvom Dez. 2011

⇒ Danach: zusammen mit Normenreihe DIN EN 1993 (EC3) einzige Technische Baubestimmung in den LTB der Bundesländer**)

Baurechtlicher Übergang

DIN EN 1090-1 DIN EN 1090-2

Termindiskrepanz !**) Neueste Information: Zwei Bundesländer halten sich nicht daran es lebe der Föderalismus !!

*) Neueste Information: Nach grober Schätzung sind schon 70% d. Fertiger nach EN 1090-1 zertifiziert !!


DIN EN 1090-1 DIN EN 1090-230.06.2014 Termindiskrepanz 30.06.2012

Das ist eine Notlösung, ausgelöst durch die europäische Verlängerung der Koexistenzphase der EN 1090-1 (von wem auch immer die betrieben wurde!)Das bedeutet keine Verlängerung der DIN 18800 als Technische Baubestimmung!!Vorgefertigte Stahlbauteile mit Ü-Zeichen sollten die absolute Ausnahme sein!!

1 Einleitung

Baurechtlicher Übergang

Was ist, wenn ein Bauteilfertiger noch nicht nach EN 1090-1 zertifiziert istund deshalb seine Bauteile nicht mit CE-Kennzeichnung liefern kann?

… dann muss er notgedrungen wie bisher „vorgefertigte Stahlbauteile“ nach Bauregelliste A Teil 1, Nr. 4.10.2, mit Ü-Zeichen liefern!

Konsequenz: Wegen des „Mischungsverbots“ der Normenpakete müssen dieseBauteile noch nach den technischen Regeln der Normenreihe DIN 18800bemessen und ausgeführt worden sein.

Zu diesem Zweck (und nur zu diesem Zweck) lässt man in der Spalte „TechnischeRegeln“ der BRL die DIN-18800er Normen bis zum 30.06.2014 provisorisch stehen.


1 Einleitung

Beuth-Kommentare


1 Einleitung

Überblick Vortrag

2 Konformitätsnachweis nach DIN EN 1090-12.1 Neue Begrifflichkeiten2.2 Elemente des Nachweisprocederes

3 Ausführungsunterlagen u. Dokumentation nach DIN EN 1090-2, Kap.4

4 Stahlvorprodukte („Konstruktionsmaterialien“) nach DIN EN 1090-2, Kap.5

1 Einleitung

5 Fertigung („Vorbereitung u. Zusammenbau“) nach DIN EN 1090-2, Kap.6

6 Geschweißte Verbindungen nach DIN EN 1090-26.1 Planung, Qualifizierung (Kap.7)6.2 Ausführung (Kap.7)6.3 Kontrolle und Prüfung (Kap.12)

7 Geschraubte Verbindungen nach DIN EN 1090-27.1 Verbindungsmittel („Konstruktionsmaterialien“, Kap.5)7.2 Ausführung (Kap.8)7.3 Kontrolle und Prüfung (Kap.12)

8 Geometrische Toleranzen nach DIN EN 1090-2, Kap.11 und Anh.D

Kap.9 MontageKap.10 Oberflächen-

behandlungAnh.F Korrosions-

schutz

…nicht behandelt


2 Konformitätsnachweis DIN EN 1090-12.1 Neue Begrifflichkeiten

Überblick wichtige Begriffe

Bauteilspezifikation (Component Specification)„Dokument oder Dokumente, das/die alle für die Herstellung des Bauteilserforderlichen Angaben und technischen Anforderungen enthält/enthalten“

Konstruktionsmaterialien (Constituent Products)„ … bei der Herstellung verwendete Materialien oder Produkte mit Eigenschaften, die in die Bemessung eingehen oder sonst mit der mechanischen Festigkeit und der Stand-sicherheit des Bauwerks oder Teilen hiervon und/oder mit deren Feuerwiderstand, Dauerhaftigkeit und Gebrauchstauglichkeit zusammenhängen“

Tragende Bauteile (Structural Components)„Bauteile zur Sicherstellung der mechanischen Festigkeit und Stabilität und/oder des Feuerwiderstandes unter Berücksichtigung von Dauerhaftigkeit und Gebrauchstauglichkeit“

Herstellung (Manufacturing)„ … diejenigen Arbeitsvorgänge, die zur Herstellung eines Bauteils erforderlich sind, die Folgendes umfassen können: Bearbeitung, Schweißen, mechanisches Verbinden, Zusammenbau, Prüfung und Dokumentation der angegebenen Leistungsmerkmale“

Leistungsmerkmale (Performance Characteristics)Eigenschaften der vorgefertigten Bauteile bei der CE-Kennzeichnung zu „deklarieren“!

(siehe Folie XXX)



Bauprodukt „Tragendes Bauteil“Von serienmäßig „auf Lager“gefertigten Gitterrosten, Treppen-stufen usw. …

bis zu …

Montagesegmenten einer als Unikatgefertigten Bahnsteigüberdachung

© STACO


Definitionen und Zusam-menhänge in EN 1090-1 sehr verwirrend dargestellt!

Interpretationnach

Beuth-Kommentar

Reihenfolge in Tabelle ZA.1


Leistungsmerkmale – Übersicht

7654--119/108321

„Leistungsmerkmal“= Oberbegriff für„Herstellungsmerkmal“und „Tragfähigkeitsmerkmal“,

aber…



„Basismerkmal“Die Tragfähigkeit/Gebrauchstauglichkeit eines Bauteils ist gemäß EN 1090-1 stets durch Bemessung (nach Eurocode 3) und Herstellung (nach EN 1090-2) sicherzustellen

Das heißt: Die Herstellung muss „bemessungsgeeignet“ sein.

Das Merkmal „Herstellung nach Bauteilspezifikation und EN 1090-2“ ist daher nebenseiner primären Eigenschaft als Herstellungsmerkmal gleichzeitig auch einTragfähigkeitsmerkmal.



(Spezielle) Herstellungsmerkmale

Geometrische Toleranzen (= Toleranzen für Maße und Form)Die Einhaltung der vorgeschriebenen geometrischen Toleranzen bei der Bauteilfertigung ist das wichtigste der bei der CE-Kennzeichnung von Bauteilen nach DIN EN 1090-1 zu deklarierenden Herstellungsmerkmale maßgebend ist DIN EN 1090-2 .

Schweißeignung Bruchzähigkeit

Gehören eng zusammen / sind strenggenommen keine Bauteil-eigenschaften / stellen ein verkapptes Merkmal „Werkstoff“ dar:Deklaration i. d. R. durch präzise Angabe des Werkstoffes.

Brandverhalten

Freisetzung gefährlicher Stoffe (Cadmium, radioaktive Strahlen)

Dauerhaftigkeit

Entflammbarkeit nach DIN EN 13501-1 i. d. R. Klasse A1.

Europarechtliche Standardforderung für Stahlbauteile unproblematisch.

... bezieht sich ausschließlich auf Korrosion. Wenn Korrosionsschutz vorgesehen: Angabe der Oberflächenvorbehandlung und ggf. des Systems nach DIN EN ISO 12944.



TragfähigkeitGemeint: Tragfähigkeit unter quasi-statischen (bisher: vorwiegend ruhenden) Lasten.Deklaration nur in Ausnahmefällen in Form von zahlenmäßigen „Tragfähigkeitswerten“(z.B. charakteristische Traglasten von Trapezblechen), dagegen i. d. R. durch Verweis auf eine statische Berechnung.

Grenzverformung (korrekt: Verformung im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit)

Ermüdungsfestigkeit

Feuerwiderstand

Tragfähigkeitsmerkmale= „Eigenschaften eines Bauteils, die sich auf dessen Funktionsfähigkeit unter Last beziehen“

Gemeint: Grenzwerte für vertikale und/oder horizontale Verformungen. Zur Deklaration gilt analog das Gleiche wie für die Tragfähigkeit.

Gemeint: S-N-Kurve bzw. Kerbfallkategorie nach DIN EN 1993-1-9, evtl. auch erwartbare Lebensdauer oder ertragbare Schwingbreite. Zur Deklaration gilt analog das Gleiche wie für die Tragfähigkeit.

Deklaration als Brandschutz-Leistungsmerkmal „R“ nach DIN EN 13501-2 (z.B. R90).

(Spezielle) Tragfähigkeitsmerkmale


2 Konformitätsnachweis DIN EN 1090-12.2 Elemente des Nachweisprocederes

Übersicht



(Betriebsinterne) Erstprüfung

Merke: Die Erstprüfung ist weniger wichtig als die WPK, wird vom Zertifizierer nicht überprüft!

Zweck der Erstprüfung

Art der Erstprüfung

… ist die erstmalige Überprüfung durch den Bauteilhersteller (zu seiner eigenen betrieb-lichen Planungssicherheit!), ob seine Fertigungseinrichtungen und -abläufe für eine Her-stellung der geplanten tragenden Bauteile nach DIN EN 1090-2 grundsätzlich geeignet sind.

In DIN EN 1090-1 chaotisch beschrieben, lässt sich wie folgt darstellen:(eigentliche) Erstprüfung„ITT“ (Initial Type Testing)

Basisberechnung„ITC“ (Initial Type Calculation)

… muss immer durchgeführt werden, bezieht sichauf die Produktion: Werkstoffe, Schneiden, Schwei-ßen, Oberflächenbehandlung, Toleranzen usw.

… nur durchzuführen, sofern derHersteller auch Tragfähigkeits-merkmale deklarieren will

Umfang der Erstprüfung

„Die Erstprüfung umfasst die Gesamtheit von Prüfungen u. Verfahrensweisen, mit denen alle für den Bauteiltyp repräsentativen Leistungsmerkmale stichprobenartig bestimmt werden.“



Werkseigene Produktionskontrolle (WPK) Zweck der WPK

„Der Hersteller muss ein System der werkseigenen Produktionskontrolle WPK einrichten, dokumentieren und aufrechterhalten, um sicherzustellen, dass die in den Verkehr gebrach-ten Bauteile die zu deklarierenden Leistungsmerkmale aufweisen.“

Aufbau der WPK

WPK ist ein anderes Wort für „Eigenüberwachung“

Merke: Eine funktionierende WPK ist das „A & O“ d. Konformitätsnachweises n. DIN EN 1090-1

Es ist eine WPK-Systembeschreibung zu erstellen

Ein zertifiziertes QM-System nach ISO 9001 ist nur dann als WPK-System ausreichend,wenn es speziell „den Anforderungen der EN 1090-1 angepasst wurde“

Die WPK muss weisungsbefreit sein („Stabsstelle“)– diese selbstverständliche Aussage fehlt in DIN EN 1090-1 !

Wurde übrigens auchin DIN 18800-7 gefordert !

Aufgaben der WPK… können in ihrer Fülle hier nicht aufgeführt werden DIN EN 1090-1 u. Beuth-Kommentar



Erstinspektion durch Z-Stelle

… ist die erstmalige Überprüfung des Werkes sowie der WPK (System und Funktionieren) durch eine notifizierte Stelle (Z-Stelle)

Zweck der Erstinspektion

Ähnlich wie bisher nach DIN 18800-7 durcheine anerkannte Stelle

Umfang der Erstinspektionbezüglich Produktion – allgemein

bezüglich Produktion – Schweißarbeiten

bezüglich Bemessungs-tätigkeiten

Überprüfung der in der WPK-Systembeschreibung festgelegten betrieblichen Abläufehinsichtlich Einhaltung der technischen Vorgaben von DIN EN 1090-2

Überprüfung der zur Verfügung stehenden Ressourcen für die Produktion(Räumlichkeiten, betriebliche Einrichtungen, Personal einschl. Stellenbeschreibungen)

Überprüfung der in der WPK-Systembeschreibungfestgelegten Vorgehensweise bei Nichtkonformität

… nur, sofern HerstellerTragfähigkeitsmerkmale deklarieren will

DVS-Richtlinie 1711 Checkliste für Erstinspektionspunkte

Überprüfung der vorgenannten Punkte hinsichtlichSchweißprozesse, -einrichtungen, -personal usw.

„Schweißzertifikat“



Schweißzertifikat

Beispiel aus Beuth-Kommentar

… ist der notifiziertenStelle (Z-Stelle) bei der Erstinspektion vorzulegen!



WPK-Zertifikat durch Z-Stelle


Nach positiv beurteilter Erstinspektion des Werkes und der WPK erstellt die notifizierte Stelle (Z-Stelle) ein Zertifikat über die WPK, mit dem sie deren Wirksamkeit bestätigt.

Im Unterschied zu der in Deutschland nach DIN 18800-7 bisher erforderlichen Bescheini-gung über die Herstellerqualifikation zum Schweißen von Stahlbauten umfasst das WPK-Zertifikat nach EN 1090-1 sämtliche in DIN EN 1090-2 genannten Aufgaben im Rahmen der Herstellung von Stahlbauteilen – also nicht nur das Schweißen.Ggf. umfasst es sogar die Bemessung von Bauteilen, sofern deren Hersteller bei der CE-Kennzeichnung auch Tragfähigkeits-merkmale deklariert siehe Folie 21.

Achtung:



Konformitätserklärung durch Betrieb„… muss der Hersteller oder sein im EWR ansäs-siger Bevollmächtigter eine Konformitätserklärung erstellen und aufbewahren, welche es dem Her-steller erlaubt, die CE-Kennzeichnung anzubringen.“

Inhalt der Konformitätserklärung:Name und Anschrift des Herstellers (oder seines Vertreters im EWR).Beschreibung der Stahlbauteile.Maßgebende Eur. Techn. Spezifikation,d.h. hier: EN 1090-1 mit Anhang ZA.Ggf. besondere Verwendungshinweise. Nummer des WPK-Zertifikats, Name u. Anschrift der notifizierten Stelle (Z-Stelle).Name u. Funktion d. Person, die die Kon-formitätserklärung unterzeichnen darf.

„Der Konformitätserklärung muss ein Zertifikat über die WPK beigefügt sein, das von der notifizierten Stelle erstellt wurde. … Die Erklärung ist auf Anforderung vorzulegen.“




CE-Kennzeichnung durch Betrieb„Der Hersteller oder sein im EWR ansässiger Bevollmächtigter ist für das Anbringen der CE-Kennzeichnung verantwortlich.“

Es gibt formal vier Deklarationsverfahren fürdie CE-Kennzeichnung. Unterschiede werdenüberschätzt und sind praktisch unerheblich!!

Bei allen vier Verfahren obligatorisch:Basismerkmal

Bei allen vier Verfahren obligatorisch:Sechs Herstellungsmerkmale

Bei den Verfahren 1 und 3a keine Tragfähigkeitsmerkmale, deshalb:„NPD“ (No Performance Determined)

Bei den Verfahren 2 und 3b einige oder alle vier Tragfähigkeitsmerkmale (i. d. R. Verweis auf eine stat. Berechnung)

Muster für Verfahren 1 (aus Beuth-Kommentar - von M. Volz)



Lfd. Überwachung durch Z-StelleZiel der lfd. Überwachung

Überwachungsintervalle

… ist die regelmäßige Überprüfung des Systems der WPK des Herstellers, um immer wieder erneut zu bestätigen, dass das WPK-System zur Steuerung einer qualitätsge-sicherten Produktion der vom Hersteller nach EN 1090-2 gefertigten tragenden Stahlbau-teile tatsächlich funktioniert.

„Die erste Inspektion innerhalb der laufenden Überwachung ist ein Jahr nach der Erstinspektiondurchzuführen.“

In Deutschland nach DVS-Richtlinie 1711 angedacht: Eine ggf. vorhandene Bescheinigung über die Herstellerqualifikation zum Schweißen nach DIN 18800-7wird durch Vergrößerung der vorstehenden Überwachungsintervalle günstig angerechnet.Jedoch: Einwände unserer europäischen Nachbarn dagegen – endgültige Regelung derzeit unklar!


DIN EN 1090-2Gliederung in 12 Kapitel identisch mit DIN 18800-7 (es fehlt nur Kapitel 13, dessen Funktion quasi von DIN EN 1090-1 übernommen wurde)


3 Ausführungsunterlagen u. Dokumentation

Ausführungsunterlagen Funktion, Art und Umfang

… müssen „alle am Ausführungsprozess beteiligten Nutzer mit den notwendigen Informa-tionen versehen“ (Zitat DSTV-Richtlinie „Ausführungsunterlagen für Stahlbauten“).

(Im Prinzip wie bisher nach DIN 18800-7)

EN 1090-2 gibt keine Hinweise zur konkreten Art/Form der Ausführungsunterlagen(„execution specification“ = „set of documents“). Jedoch völlig klar:Zentraler Bestandteil der Ausführungsunterlagen sind die Ausführungszeichnungen.

Stahlbaupläne (HOAI) / -konstruktionszeichnungen / -übersichtszeichnungen (DSTV-Ri)plusplus Werkstattzeichnungen = Ausführungszeichnungen im Sinne von EN 1090-2.

Inhalte Checklisten für erforderliche Angaben Beuth-Kommentar sowie DSTV-Richtlnie.Außerdem folgende konkrete Forderungen von DIN EN 1090-2 beachten:

a) Zusatzangaben (zusammengestellt in Anhangtabelle A.1) b) Auswahlmöglichkeiten (zusammengestellt in Anhangtabelle A.2) c) Ausführungsklassen (Konsequenzen zusammengestellt in Anhangtabelle A.3)d) Oberflächen-Vorbereitungsgrade nach DIN EN ISO 8501-3 e) Geometrische Toleranzen (Kap.11 und Anhang D) f) Technische Anforderungen an die Arbeitssicherheit

Tabellen sehr gut:Unbedingt beachten !



Bauteilspezifikation


(Component Specification)

Neuer Begriff:… ist de facto die Werkstattzeichnungeines vorgefertigten tragenden Bauteilsnach DIN EN 1090-1, gehört also zu den Ausführungsunterlagen im Sinne von DIN EN 1090-2


Vier Ausführungsklassen EXC1 bis EXC4 – statt fünf Klassen A bis E in DIN 18800-7


Ausführungsklassen

Verbindliche Festlegungen durch deutsche Bauaufsicht in Anlage 2.4/2 zu Teil 1 der LTB

Definition und Handhabung

Festlegung der Ausführungsklasse

Keine verbindliche Angaben in EN 1090-2, sehr vage (im Gegensatz zu DIN 18800-7).Grundidee: Festlegung durch einvernehmliche Abstimmung zwischen allen Beteiligten. Hilfestellung: Informativer (!) Leitfaden in Anhang B.

Ausführungsklasse kann für das gesamte Tragwerk oder einen Teil oder ein Detail gelten


QualitätssicherndeDokumentation

BeweissicherndeDokumentation

Vor Beginn derAusführungsarbeiten

Nach Beendigung derAusführungsarbeiten

AusführungsdokumentationQualitätsdokumentation

Qualitätsmanagementplan(QM-Plan)

(obligatorisch ab EXC2)


Herstellerdokumentation(ähnlich wie bisher nach DIN 18800-7)

(obligatorisch für alle Ausführungsklassen)

(optional, im Beuth-Kommentarab EXC3 empfohlen)

Inhalte: Organigramm, vorgesehene Arbeitsprozesse, Prüfplan, Vorgehens-weise bei Änderungen / Nichtkonfor-mitäten, Produktionsprüfstopps Inhalte: Prüfbescheinigungen nach EN 10204,

Aufzeichnungen zwecks Rückverfolgbarkeit, Berichte über Prüfungen, Messprotokolle, usw.Wichtig: Bestandszeichnungen („as-built draw.“)

Es sind alle „Ausführungsbelege“(in DIN 18800-7: „Nachweisunterlagen“) zu sammeln und zu dokumentieren.


4 Stahlvorprodukte („Konstruktionsmaterialien“)

Prüfbescheinigungen - allgemein

siehe nächste Folie



a Für Baustahlsorte S355JR oder J0 sind Prüfbescheinigungen 3.1 für EXC2, EXC3 und EXC4 erforderlich.b DIN EN 10025-1 fordert, dass die in der CEV-Formel enthaltenen Elemente in der Prüfbescheinigung

anzugeben sind. Die Angabe weiterer, nach DIN EN 10025-2 geforderter, zugefügter Elemente sollten Al, Nb, und Ti enthalten.

3.1 oder 3.2Festgelegte Mindeststreckgrenze > 355 N/mm2.

3.1 oder 3.2Festgelegte Mindeststreckgrenze ≤ 355 N/mm2 und eine festgelegte Kerbschlagarbeit, die bei einer Temperatur unter 0 °C zu prüfen ist.

2.2S355JR/0 bei EXC2/3/4:

3.1 (siehe a)

Festgelegte Mindeststreckgrenze ≤ 355 N/mm2 und eine festgelegte Kerbschlagarbeit, die bei einer Temperatur von 0 °C oder 20 °C zu prüfen ist.

nach Tabelle B.1 von DIN EN 10025-1 a,b:BaustähleDIN EN 10025-1 bis 6,DIN EN 10210-1,DIN EN 10219-1,DIN EN 10149-1 und -2

PrüfbescheinigungenKonstruktionsmaterialienPrüfbescheinigungen für metallische Erzeugnisse nach DIN EN 1090-2

a Für Baustahlsorte S355JR oder J0 sind Prüfbescheinigungen 3.1 für EXC2, EXC3 und EXC4 erforderlich.b DIN EN 10025-1 fordert, dass die in der CEV-Formel enthaltenen Elemente in der Prüfbescheinigung

anzugeben sind. Die Angabe weiterer, nach DIN EN 10025-2 geforderter, zugefügter Elemente sollten Al, Nb, und Ti enthalten.

3.1 oder 3.2Festgelegte Mindeststreckgrenze > 355 N/mm2.

3.1 oder 3.2Festgelegte Mindeststreckgrenze ≤ 355 N/mm2 und eine festgelegte Kerbschlagarbeit, die bei einer Temperatur unter 0 °C zu prüfen ist.

2.2S355JR/0 bei EXC2/3/4:

3.1 (siehe a)

Festgelegte Mindeststreckgrenze ≤ 355 N/mm2 und eine festgelegte Kerbschlagarbeit, die bei einer Temperatur von 0 °C oder 20 °C zu prüfen ist.

nach Tabelle B.1 von DIN EN 10025-1 a,b:BaustähleDIN EN 10025-1 bis 6,DIN EN 10210-1,DIN EN 10219-1,DIN EN 10149-1 und -2

PrüfbescheinigungenKonstruktionsmaterialienPrüfbescheinigungen für metallische Erzeugnisse nach DIN EN 1090-2

Prüfbescheinigungen - Baustähle (Im Prinzip wie bisher nach DIN 18800-7)



Baustähle für den Stahlbau

(…) Nur unter Beachtung der Zusatzregelnin DIN EN 1993-1-12 einsetzbar --- aber:Keine abZ oder ZiE mehr erforderlich!

((…)) Nach Eurocode 3 (DIN EN 1993) nicht einsetzbar



Baustahl-Gütegruppen

85100120140160185200506070851001201403035455565809540-20M/NS42013015017520020020021080951101351551802005060759011013015527-50ML/NL951101301501752002005565809511013515535405060759011040-20K2/M/N809511013015017520045556580951101352535405060759027-20J2607080951101301503040455565809515202535405060270J045556070809511025253040455565101515202535402720JR

S355

1451651902002002002309511513015518020020065759511013516018527-50ML/NL110125145165190200200708095115130155180455565759511013540-20M/N951101251451651902005570809511513515535455565759511027-20J270809511012514516540505570809511525303545556575270J0556070809511012530354050557080152025303545552720JR

S275

100115135155175200200657590105125145170405060759010512527-20J27585100115135155175455565759010512530354050607590270J06065758510011513535404555657590202530354050602720JR

S235

σEd = 0,25 ⋅ fy(t)σEd = 0,50 ⋅ fy(t)σEd = 0,75 ⋅ fy(t)

-50-40-30-20-10010-50-40-30-20-10010-50-40-30-20-10010Jmin

bei T

[°C]

Stahl-güte-

gruppe

Stahl-sorte

Bezugstemperatur TEd [°C] 1)

Kerb-schlag-arbeit

KV

Stahlsorte

85100120140160185200506070851001201403035455565809540-20M/NS42013015017520020020021080951101351551802005060759011013015527-50ML/NL951101301501752002005565809511013515535405060759011040-20K2/M/N809511013015017520045556580951101352535405060759027-20J2607080951101301503040455565809515202535405060270J045556070809511025253040455565101515202535402720JR

S355

1451651902002002002309511513015518020020065759511013516018527-50ML/NL110125145165190200200708095115130155180455565759511013540-20M/N951101251451651902005570809511513515535455565759511027-20J270809511012514516540505570809511525303545556575270J0556070809511012530354050557080152025303545552720JR

S275

100115135155175200200657590105125145170405060759010512527-20J27585100115135155175455565759010512530354050607590270J06065758510011513535404555657590202530354050602720JR

S235

σEd = 0,25 ⋅ fy(t)σEd = 0,50 ⋅ fy(t)σEd = 0,75 ⋅ fy(t)

-50-40-30-20-10010-50-40-30-20-10010-50-40-30-20-10010Jmin

bei T

[°C]

Stahl-güte-

gruppe

Stahl-sorte

Bezugstemperatur TEd [°C] 1)

Kerb-schlag-arbeit

KV

Stahlsorte

Werkstoffwahl mit Erzeugnisdickentabelle wie bisher – nur: statt DASt-Ri 009 jetzt DIN EN 1993-1-12 + DIN EN 1993-1-12/NA

Bezugstemperatur = Einsatztemperatur:

0 °C für innen liegende Hochbauteile,−5 °C für vollständig unter Wasser liegende Stahlwasserbauteile,−15 °C für einseitig von Wasser benetzte Stahlwasserbauteile,−30 °C für außen liegende Hochbauteile und Brücken.

Bezugsspannung = maximal anliegende Zugspannung (bei Druck σEd = 0,25 fy(t))

(wie bisher)



Besondere WerkstoffeigenschaftenZugbeanspruchung in Dickenrichtung,Beispiele:


Baustahlerzeugnisse mit Z-GüteUS-geprüfte Flacherzeugnisse

… müssen wegen der Gefahr von Dopplungen bei EXC3 und EXC4 eingesetzt werden (ähnlich wie bisher bei Klasse E nach DIN 18800-7),… sollten auch bei EXC2 in kriti-schen Fällen verwendet werden.

… nach DIN EN 10164 müssen ggf. wegen der Gefahr von Terassenbrüchen eingesetzt werden (wie bisher nach DIN 18800-7),…haben verbesserte Verformungseigenschaf-ten (Brucheinschnürung Z) in Dickenrichtung

Klassen Z15 / Z25 / Z35,…Auswahl mit Tabelle wie bisher,nur: statt DASt-Ri 014 jetzt DIN EN 1993-1-10.



Nichtrostende StähleTabelle in DIN EN 1090-2:

Achtung: In Deutschland ist gemäß LTB Teil II für die Ver-wendung von Bauteilen nach DIN EN 1090-1 aus nichtro-stenden Stählen weiterhin die abZ Nr. Z-30.3-6 zu beachten!!

Daraus folgt:Die Vorprodukte werden mit CE-Zeichen (Flachmaterial und Stäbe usw. nachEN 10088-4 und -5) oder mit Ü-Zeichen (Rohre nach EN 10296-2 und 10297-2) bezogen. Die daraus gefertigten Bauteile müssen dann mit CE-Zeichen nach DIN EN 1090-1und mit Ü-Zeichen nach abZ Nr. Z-30.3-6 versehen werden.

für Bauwesen nicht mehr aktuell,stattdessen:DIN EN 10088-4 und 10088-5(harmonisierte Produktnormen!)


5 Fertigung („Vorbereitung u. Zusammenbau“)

Rückverfolgbarkeit, Identifizierbarkeit

„Die Eigenschaften von gelieferten Konstruktionsmaterialien müssen so dokumentiert sein, dass sie mit den Sollwerten verglichen werden können. Die Übereinstimmung mit der entsprechenden Produktnorm muss geprüft werden.“

„Bei EXC3 und EXC4 muss die Rückverfolgbarkeit für Konstruktionsmaterialien in allen Stadienvon der Lieferung bis zum Einbau in der Stahlkonstruktion gegeben sein.“

„Zu allen Zeitpunkten der Fertigung muss jeder Bestandteil oder jede Verpackung gleichartiger Bestandteile von Stahlbauteilen durch ein geeignetes System identifizierbar sein.“

(Im Prinzip wie bisher nach DIN 18800-7)Forderungen

Methoden der Kennzeichnung

manuelle oder gesprühte Farbbeschichtung

aufgeklebte oder angehängte Barcodes

maschinelle Prägungen:-- hartes Stempeln,-- Fräsen,-- Plasmamarkieren,-- Nadeln.

Diese „Hartprägungen“sind nicht generell zulässig



Schneiden

„Schneiden muss so erfolgen, dass die in dieser Norm festgelegten Anforderungen für die geometri-schen Toleranzen, die maximale Härte und die Scharfkantigkeit der Schnittflächenkanten erfüllt sind.“

(Im Prinzip wie bisher nach DIN 18800-7)Forderungen

© Trumpf

„Bei Baustählen muss, sofern festgelegt, die Härte der Schnittflächen Tabelle 10 entsprechen“

„Die Qualität der Schnittfläche muss in Überein-stimmung mit DIN EN ISO 9013 .. sein.“

bezieht sich auf die geometrische Qualität:Rechtwinkligkeits-/ Neigungstoleranz, Rautiefe

Achtung: Keine obligatorische Forderung! Empfehlung: Möglichst vertraglich ausschließen,da eigentlich sachlich unbegründet und überzogen!

Anerkannte Schneidverfahren Sägen, Schneiden mittels Trennscheibe,Scherschneiden / Nibbeln / Stanzen,Wasserstrahlschneiden,Thermische Schneiden:-- autogenes Brennschneiden

(manuell, halb- u. vollautomatisch),-- Plasmaschneiden,-- Laserstrahlschneiden



Formgebung(Im Prinzip wie bisher nach DIN 18800-7)Allgemeine Forderung

„Stahl darf, um die geforderte Form zu erzielen, entweder durch Warmumformen oder durch Kalt-umformen gebogen, gepresst oder geschmiedet werden, unter der Voraussetzung, dass die für den verarbeiteten Werkstoff festgelegten Eigenschaften erreicht werden.“

d.h.: nach dem Umformprozess!

… ist wichtig, weil viele der im Stahlbau eingesetzten Werkstoffe, u.a. alle thermo-mechanisch gewalzten Feinkornbaustähle, dazu neigen, beim Umformen (Kalt- oder Warmumformen einschl. Flammrichten) ihre Werkstoffeigenschaften zu verändern.

Eignung zum Warmumformen Unl. Baustähle EN 10025-2 (außer „M“) ja

Feinkornbaustähle EN 10025-3 ja

Feinkornbaustähle EN 10025-4 nein

WT-Baustähle EN 10025-5 (außer „M“) ja

Vergütete Stähle EN 10025-6 jein (!)

© ZIS MeeraneKaltumformen Ausführliche Einzelrege-lungen in DIN EN 1090-2



LochenNennlochdurchmesser Auszug Tabelle in DIN EN 1090-2:

in Sonderfällen: 2

baupraktisch wenig relevante Festlegungen !Lochherstellung

(ähnlich wie bisher nach DIN 18800-7)Bohren und maschinelles therm. Schneiden= gleichwertige zulässige Verfahren

© Kaltenbach, Lörrach

Manuelles Brennschneiden unzulässig

Stanzen zulässig für d ≥ t (wird diskutiert!);in EXC3 und EXC4 bei t > 3 mm ist Aufreibenum 2 mm erforderlich


6 Geschweißte Verbindungen6.1 Planung, Qualifizierung (Kap.7)

Qualitätsanforderungen

„Schweißen muss in Übereinstimmung mit den Anforderungen des maßgebenden Teils von DIN EN 3834 … durchgeführt werden.“

„Je nach Ausführungsklasse gelten die folgenden Teile von DIN EN 3834:-- EXC1 Teil 4 „Elementare Qualitätsanforderungen“;-- EXC2 Teil 3 „Standard-Qualitätsanforderungen;-- EXC3 / EXC4 Teil 2 „Umfassende Qualitätsanforderungen.“

entspricht im Prinzip der bisherigen Funk-tion derTabelle 14 von DIN 18800-7



„Ein Schweißplan muss vorliegen als Bestandteil der geforderten Planung der Produktrealisierung des maßgebenden Teils von DIN EN ISO 3834.“

Schweißplan

… d.h.: wird generell gefordert, unabhängig von der Ausführungsklasse.

im Gegensatz zu DIN 18800-7!

Erfordernis, Definition

Definition nach DIN ISO 857-1: „Plan, der das gesamte Schweißverfahren festlegt (z. B. Schweißfolgeplan, Schweißbedingungen, Schweißparameter)“

quasi Oberbegriff für alle schweißtechnischen Fertigungspläne: Heftfolgeplan,Schweißfolgeplan, Schweißanweisung, Prüfplan/-anweisung, Wärmebehandlungsplan usw.

Inhalte

a) Schweißanweisungen einschl. Anforde-rungen an Schweißzusätze und…;

b) Maßnahmen zur Vermeidung von Verzug…; c) Schweißfolge mit allen Einschränkungen…; d) Anforderungen bzgl. Zwischenprüfungen; e) Drehen der Bauteile während d. Schweißens; f) Details der anzubringenden Einspannungen;

g) Maßnahmen z. Vermeiden v. Terrassenbrüchen;h) Spezialausrüstung für Schweißzusätze…;j) Abnahmekriterien für Schweißnähte;k) Verweis auf Kontroll- und Prüfplan;l) Anforderungen an die Schweißnahtidentifizierung;m) Anforderungen an den Oberflächenschutz.“

„Je nach vorliegenden Gegebenheiten: Hilfestellung DVS-Merkblatt 1710



Schweißanweisung WPS

Erstellen einer pWPS

Qualifizierung des Schweißverfahrensdurch ein Verfahren nach Tab. 12 u. 13

(WPQR)

Vorbereitung der WPS für die Herstellungauf Basis des maßgebenden Berichts über

die WPQR

Anwendung der WPS für die Herstellungder ersten 5 Schweißnähte mit

doppeltem ZfP-Umfang nach Tab. 24

Anwendung der WPS für die Herstellungnach den ersten 5 Schweißnähten mit

ZfP-Umfang nach Tab. 24


„Schweißen muss mit qualifizierten Verfahren durchgeführt werden, für die je nach Anwendungsfall eine Schweißanweisung (WPS) entsprechend des maßgeblichen Teils von EN ISO 15609 … vorliegen muss.“

Erfordernis

Erstellung… erfolgt aus einer pWPS („provisional …“)durch Qualifizierung des Schweißverfahrens.

Anlage L

pWPS = Schweißanweisung, von welcher der Benutzer annimmt, dass mit den in ihr enthaltenen schweißtechnischen Angaben die geforderten Anforderungen für die Schweißverbindung erfüllt werden können,



Qualifizierungsmethoden für WPS Tabelle aus DIN EN 1090-2:

Verschärfung gegenüber DIN 18800-7, Tabelle 3B!



Schweißer, Bediener

„Schweißer müssen nach EN 287-1 und Bediener von Schweißeinrichtungen nach EN 1418qualifiziert werden.“

Erfordernis (Im Prinzip wie bisher nach DIN 18800-7)

Anzahl von Schweißern in einem Betrieb

Die Mindestanzahl von Schweißern oder Bedienern für jeden vorgesehenen Schweißprozess in einem Betrieb sollte generell zwei sein.:Erleichterung gemäß DVS-Richtlinie 1711: Nur für das hauptsächlich angewendete Schweißverfahren obligatorisch. Für einen weiteren, nur sporadisch eingesetzten Schweißprozess reicht dafür ein Schweißer mit gültiger Prüfungsbescheinigung. ⇒ Diese Erleichterung sollte aber nicht für EXC 3 und EXC 4 angewendet werden.Im europäischen Ausland gibt es eine derartige Regelung (leider) nicht.

keine Angabe dazu in DIN EN 1090-1 und -2

Durchführung der Prüfungenkeine Angabe dazu in DIN EN 1090-1 und -2… entweder durch notifizierte Prüfstelle… oder durch Schweißaufsichtspersonal des Betriebes.

Einzelheiten sieheDVS-Richtlnie 1711



„Bei EXC2, EXC3 und EXC4 muss die Schweißaufsicht während der Ausführung der Schweißarbeiten durch ausreichend qualifiziertes Schweißaufsichtspersonal sichergestellt sein. Sie muss über Erfahrungen in den zu beaufsichtigenden Schweißarbeiten, wie in EN ISO 14731 festgelegt, verfügen.“

„In Bezug auf die zu beaufsichtigenden Schweißarbeiten muss das Schweißaufsichtspersonal technische Kenntnisse nach den Tabellen 14 und 15 besitzen.“

Schweißaufsicht

C IWES IWTB IWS

bedeutet de factoeine erhebliche Erweiterung derEinsatzmöglich-keiten eines IWS(eines Schweiß-fachmanns)


6 Geschweißte Verbindungen6.2 Ausführung (Kap.7)

Schweißprozesse

111: Lichtbogenhandschweißen; 114: Metall-Lichtbogenschweißen mit

selbstschützender Fülldrahtelektrode; 121: Unterpulverschweißen mit Drahtelektrode; 122: Unterpulverschweißen mit Bandelektrode; 123: Unterpulverschweißen mit mehr. Drahtelektr.; 124: Unterpulverschweißen mit Metallpulverzusatz; 125: Unterpulverschweißen mit Fülldrahtelektr.; 131: Metall-Inertgasschweißen; MIG-Schweißen; 135: Metall-Aktivgasschweißen; MAG-Schweißen; 136: Metall-Aktivgasschweißen mit Fülldrahtelektr.; 137: Metall-Inertgasschweißen mit Fülldrahtelektr.; 141: Wolfram-Inertgasschweißen; WIG-Schweißen;

„Schweißen kann mit einem der folgenden Schweiß-prozesse nach EN ISO 4063 durchgeführt werden:“

(Prozesse 21 ff. weggelassen!)


Da in EN 1090-2 auf EN ISO 4063 „undatiert“ ver-wiesen wird, gilt jetzt die aktuelle Ausgabe DIN EN ISO 4063:2011-03 mit folgenden Änderungen:

123 entfällt – stattdessen 121-2 / 121-3 / usw.

Prozess 14 ist in sechs Varianten 141,142,143 usw. unterteilt worden

Neu: 132 – MIG mit schweißpulvergefüllter Dtahtelektr.133 – MIG mit metallpulvergefüllter Drahtelektr.

136 – MAG (nur) mit schweißpulvergefüllter Drahtelektr.

Neu: 138 – MAG mit metallpulvergefüllter Drahtelektr.

Der Schweißprozess 15 „Plasmaschweißen“wird in EN 1090-2 nicht genannt (im Gegensatz zu DIN 18800-7), darf aber im Stahlbau eingesetzt werden.



Schweißnahtvorbereitung

„Die Schweißnahtvorbereitung muss für den Schweißprozess geeignet sein. Erfolgt die Quali-fizierung des Schweißverfahrens nach EN ISO 15614-1, EN ISO 15612 oder EN ISO 15613, dann muss die Schweißnahtvorbereitung mit der Vorbereitung bei der Schweißverfahrens-prüfung übereinstimmen.“




Bolzenschweißen

„Bolzenschweißen muss in Übereinstimmung mit EN ISO 14555 durchgeführt werden.“

„Bolzen zum Lichtbogenbolzenschweißen einschließlich Kopfbolzen für Verbundtragwerke aus Stahl und Beton müssen den Anforderungen von EN ISO 13918 genügen.“


… schließt Schweiß-Gewindebolzen ein. Achtung: DIN EN ISO 13918 ist noch nicht harmonisiert – deshalb keine CE-Kennzeichnung, sondern Ü-Zeichen

Produktnorm

Durchführung

Qualifizierung i.d.R. mit Verfahrensprüfung(für EXC3 und EXC4 obligatorisch)

Fertigungsüberwachung vorgeschrieben:-- Arbeitsprüfung in größeren Abständen,-- vereinfachte Arbeitsprüfung vor Schichtbeginn,-- laufende Fertigungsüberwachung.

Regeln für Ausbessern mangelhafter Bolzenschweißungen


6 Geschweißte Verbindungen6.3 Kontrolle, Prüfung (Kap.12)

Abnahmekriterien / Bewertungsgruppen

„Die Abnahmekriterien für Schweißnahtunregelmäßigkeiten müssen unter Bezugnahme auf EN ISO 5817 wie folgt sein, mit Ausnahme von „Schroffer Nahtübergang“ (505) und „Mikro-Bindefehler“ (401), die nicht zu berücksichtigen sind. Alle zusätzlichen Anforderungen, die für Schweißnahtgeometrie und Nahtquerschnitt festgelegt sind, müssen berücksichtigt werden. - EXC1 Bewertungsgruppe D; - EXC2 im Allgemeinen Bewertungsgruppe C

mit Ausnahme von Bewertungsgruppe D für „Einbrandkerbe“ (5011, 5012),„Schweißgutüberlauf“ (506), „Zündstelle“ (601) und „offener Endkraterlunker“ (2025);

- EXC3 Bewertungsgruppe B; - EXC4 Bewertungsgruppe B+, die sich aus Bewertungsgruppe B und den in Tabelle 17

angegebenen Zusatzanforderungen zusammensetzt.“

bedeutet insgesamt eine breitere Differenzierung als in DIN 18800-7 – sowohl nach unten (Gruppe D!), als auch nach oben (Gruppe B+)

Zusatzanforderungen z.B.:-- Einbrandkerbe nicht zulässig,-- Größtmaß einer einzelnen Pore

schärfer als in Gruppe B,-- Wurzelrückfall nicht zulässig, usw.



Kontrolle nach dem SchweißenSichtprüfung

„Alle Schweißnähte müssen über deren gesamte Länge einer Sichtprüfung unterzogen werden. Werden Oberflächenunregelmäßigkeiten festgestellt, muss an der kontrollierten Schweißnaht eine Oberflächenprüfung mittels Eindringprüfung oder Magnetpulverprüfung durchgeführt werden.“

„Die Sichtprüfung muss nach Fertigstellung des Schweißens in einem Bereich erfolgen und bevor jegliche andere ZfP-Kontrolle durchgeführt wird.“

Ziel: Überprüfen der lokalen äußeren Merkmale bzgl. der jeweils maßgebenden Bewer-tungsgruppe; aber auch: Vorhandensein, Lage, Abmessungen, Zündstellen, Schweißspritzer.

Durchführung: Neben Prüfpersonal auch durch Schweißer, Bediener, SA-Perspnen.

Ergänzende ZfP

„Sofern nichts anderes festgelegt wird, ist bei Schweißnähten bei EXC1 keine ergänzende ZfPerforderlich. Bei Schweißnähten bei EXC2, EXC3 und EXC4 ist der Umfang der ergänzenden ZfP wie unten angegeben. Der Umfang der ZfP umfasst die Prüfung der Oberflächenunregelmäßigkeiten und gegebenenfalls der inneren Unregelmäßigkeiten.“


Einsetzbare ZfP-Verfahren: Eindringprüfung PT, Magnetpulverprüfung MT, Ultraschallprüfung UT, Durchstrahlungsprüfung RT



Zugb

eans

pruc

hte

quer

verla

ufen

de N

ähte

Ergänzende ZfP

Erhebliche Verschärfung des Prüfumfangs !

!!

!!

!!!!Kehl-

nähte


7 Geschraubte Verbindungen7.1 Verbindungsmittel („Konstruktionsmaterialien“ Kap.5)

Begrifflichkeiten „Vorspannen“

1974: DASt-Richtlinie 010 unterscheidet „planmäßig vorgespannte“ und „nicht planmäßigvorgespannte“ Schraubenverbindungen.

(Idee dahinter: Gezielt geplantes Vorspannen mit quantitativen Vorgaben absetzen vom eher intuitiven Vorspannen durch erfahrene Richtmeister als allgemein qualitätsverbessernde Montagemaßnahme)

1990: Die neue DIN-18800-Generation übernimmt die beiden Begriffe

Seit ca. 2005:Englische Versionen von EN 1993-1-8, EN 1090-2, EN 14399, EN 15048 unterscheidenzwischen „preloaded“ und „non-preloaded“ bolt connections;DIN EN 1993-1-8 übersetzt das sprachlich korrekt mit „vorgespannt“ und „nichtvorgespannt“;DIN EN 1090-2, DIN EN 14399, DIN EN 15048 übersetzen das historisch korrekt mit „planmäßig vorgespannt“ und „nicht planmäßig vorgespannt“

Fazit: Sprachlicher Wirrwarr derzeit nicht zu ändern, aber …„preloaded“ = „vorgespannt“ = „planmäßig vorgespannt“,„non-preloaded“ = „nicht vorgespannt“ = „nicht planmäßig vorgespannt“ !!!

Zuküftig geplant:„vorgespannt“und „nicht vorgespannt“


Nicht (planmäßig) vorgespannteSchraubenverbindungen

(Planmäßig) vorgespannteSchraubenverbindungen

DIN EN 15048-1 DIN EN 14399-1Harmonisierte „Schirm“-Produktnorm Harmonisierte „Schirm“-Produktnorm


Schraubengarnituren - Übersicht

Schrauben u. Muttern (u. Scheiben) müssen folgendes Zusatzkennzeichen tragen:

Zentrale Forderungen:Maße, Toleranzen, Werkstoffe müssen in einer europäischen / internationalen (ersatz-weise auch nationalen) Produktnorm eindeutig beschrieben sein

Schrauben + Muttern (+ Scheiben) müssen in Garnituren lieferbar sein, d.h. von einemHersteller, und die WPK muss regelmäßig „Garnituren-Zugversuche“ durchführen

Schrauben u. Muttern (u. Scheiben) müssen mit CE-Kennzeichnung geliefert werden

„SB“ (Structural Bolting) „H“ (High Strength)



Nicht (planmäßig) vorspannbare Schraubengarnituren

Beispiele !



HV-Garnitur Sonderformen:HRC-SchraubenDTI-Scheiben

(Planmäßig) vorspannbare Schraubengarnituren



Gewindeteile für geschraubte Verbindungen

„Besondere Gewindebohrungen oder Gewindebolzen können unter der Voraussetzung als gleichwertig zum Einsatz von Garnituren … verwendet werden, dass die Werkstoffe sowie Gewindeformen und -toleranzen mit den entsprechenden Produktnormen übereinstimmen.“

… bedeutet: Nicht jede Verbindung mit Gewindeteilen, die keine Schraube/Mutter-Kom-bination darstellt, ist deshalb schon eine „besondere Verbindung“, für die nach EN 1090-2 eine Verfahrensprüfung erforderlich wäre. Solche Verbindungen sind zwar keine „Schrau-benverbindungen“, aber „geschraubte Verbindungen“, die ebenfalls durch EN 1090-2 abgedeckt sind!

Gewindeteile mit Außengewinde-- Ankerschrauben, -bolzen, -stangen,-- Hammerschrauben,-- Rundstahl-Zugstäbe mit Endgewinde,-- Gewindebolzen und -stangen

nach DIN 976-1,-- Schweiß-Gewindebolzen

nach EN ISO 13918

Gewindeteile mit Innengewinde-- Schraub-, Gewindemuffen,-- Spannschlösser nach DIN 1478

und DIN 1480,-- Gewinde- und Sacklöcher


7 Geschraubte Verbindungen7.2 Ausführung (Kap.8)

Kontaktflächen… für gleitfeste Verbindungen

wie D

IN 18

800-

7kle

iner

als i

n DI

N 18

800-

7

… für nicht gleitfeste VerbindungenKeine klaren Regelungen in DIN EN 1090-2 sehr unbefriedigend!

Kontaktflächen von Schraubenverbindungen benötigen in aller Regel einen Mindest-korrosionsschutz Fertigungsbeschichtung, besser Grundbeschichtung.

Vorspannkraftverluste durch Kriechen der Beschichtung beachtenTabelle 4 von DIN 18800-7 weiterhin zu empfehlen

Verfahrensprüfung f. Ermitt-lung der Haftreibungszahlin Anlage G beschrieben !

!!


Fb

[kN]

M [Nm]Mi

0,7 f Aub s

⇒ Die k-Klasse beschreibt die Qualität der Schmierung im Anlieferungszustand der vorspannbaren Schraubengarnitur

⇒ Auf ihrer Basis gewährleistet der Schraubenher-steller, dass nach sachgemäßem Anziehen der Garnitur die Schraube die gewünschte Vor-spannkraft aufweist.

p,C

Mkd F

=⋅

Definition der k-Klassen nach EN 14399-1 Wortlaut EN 14399-1, Tabelle 6

Bemerkungen der Verfasserk-Klasse zu liefernde Information

K0 keine Anforderung an den k-Faktor ---

K1 Bereich der individuellen Prüfwerte kientspricht im Prinzip der traditionellen

deutschen Vorspanntechnologie

K2 Mittelwert des k-Faktors km ,Variationskoeffizient des k-Faktors Vk

sehr kostenaufwendig


Kalibrierung /k-Klassen



Vorspannkräfte / VorspannverfahrenTabelle aus Beuth-Kommentar:

Fp,C = „Mindestvorspannkraft“nach DIN EN 1090-2

p,C ub SF 0,7 f A= ⋅ ⋅

Fp,C* = „reduzierte Vorspannkraft“nach DIN EN 1993-1-8/NA(identisch mit DIN 18800-7 !)

p,C yb SF * 0,7 f A= ⋅ ⋅

… gravierenden Unterschied beachten!


Vorspannziel:Quantitative Erhöhung

der Tragsicherheit

Vorspannziel:Qualitative Verbesserung

der Gebrauchstauglichkeit


Vorspannverfahren – Einsatz

Kategorien B, C und Enach DIN EN 1993-1-8

Kategorien A und Dnach DIN EN 1993-1-8

(d.h. vorspannungsfrei bemessen),aber dennoch vorgespannt zwecks qualitativer

Verbesserung der Gebrauchstauglichkeit(Schlupfminimierung, Verformungssteifigkeit,

Korrosionsschutzverbesserung usw.)

Modifiziertes Drehmomentverfahrennach DIN EN 1993-1-8/NA

empfohlenOriginal EN-Drehmomentverfahren nach DIN EN 1090-2

in Deutschland nicht zulässig

Reduzierte Vorspannkraft Fp,C*ausreichend

Volle EN-Vorspannkraft Fp,Cerforderlich

Kombiniertes EN-Vorspannverfahrennach DIN EN 1090-2

empfohlen


Soll-Anziehmomente [Nm] von Schraubengarnituren

Zugrunde liegendes Produkt-Regelwerk

EN 14399 DASt-Ri 021M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30 M36 M42 M48 M56 M64

10.9-HR/HVEN 1090-2

K2

MA,Soll= min 1) 78 193 377 513 652 954 1296 2265 --- --- --- ---

1,10·km·d·Fp,C max 1) 179 445 868 1181 1500 2195 2981 5209 --- --- --- ---

10.9-HVmodifiziert

K1

MA,Soll*= genau 96 237 464 631 801 1171 1591 2778 4450 6683 10742 16182

0,15·d·Fp,C* rund 2) 100 250 450 650 800 1250 1650 2800 4500 6500 10000 15000

8.8-HREN 1090-2

K2

MA,Soll= min 1) 62 155 302 412 521 763 1037 1813

1,10·km·d·Fp,C max 1) 143 357 694 947 1199 1755 2386 4170

8.8-SBmodifiziert

K1

MA,Soll*= genau 68 168 330 448 570 833 1131 1977

0,15·d·Fp,C* rund 2) 70 170 300 450 600 900 1200 2100

1) nach EN 1993-1-8 / EN 1090-2 (K2) 2) nach DIN EN 1993-1-8/NA (K1)


Drehmoment-Vorspannverfahren

Bisherige Anziehmomente nach DIN 18800-7

… jetzt nach DIN EN 1993-1-8/NA


F /Fb b,u

0,7

M[Nm]M = 0,75 MA,KV r

~0,5

0,7~0,8

~0,91,0

F /F [-]b b,u

θ [°]θ2θ1

δθθA,kV

Δθ1

Δθ2

Mr

[-]

δθδθ

Streubreiteder individuellenVerbindungen

1. AnziehschrittVorspannkraft-Anziehmoment-Kurve

2. AnziehschrittVorspannkraft-Drehwinkel-Kurve


Kombinierte Vorspannverfahren


1. Anziehschritt:Es wird drehmomentgesteuert auf ein Voranziehmoment von 75% des Referenz-Anziehmomentes angezogen

2. Anziehschritt:Es wird ein Weiterdrehwinkel δθ nach folgender Tabelle aufgebracht:

Weiterdrehwinkel des zweiten Anziehschrittes der Kombinierten Vorspannverfahren

Klemmlänge: Gesamtnenndicke „Σt“

der zu verbindenden Teile (einschließlich aller

Futterbleche und Scheiben)(d = Schrauben-Ø)

Im 2. Anziehschritt aufzubringender Weiterdrehwinkel

Zähigkeits-/ Duktilitätskriteriennach EN 14399-3 und -4

KombiverfahrenEN 1090-2

10.9-HR/HV δθ

modifiziertes Kombiverfahren

10.9-HVδθ* Δθ1 Δθ2

Σt < 2d 60° 45° ≥ 90° ≥ 210°

2d ≤ Σt < 6d 90° 60° ≥ 120° ≥ 240°

6d ≤ Σt <10d 120° 90° ≥ 150° ≥ 270°


Kombinierte Vorspannverfahren


7 Geschraubte Verbindungen7.3 Kontrolle, Prüfung (Kap.12)

„Bei EXC2, EXC3 und EXC4 muss die Kontrolle während und nach dem Anziehen folgendermaßen durchgeführt werden:“

a) Auswahl der zu kontrollierenden Garnituren nach dem Zufallsprinzip.Die Stichprobe muss die Parameter Anschlussart, Schraubengruppe, Los, Art und Größe der Verbindungsmittel, verwendete Ausrüstung und Arbeitskräfte erfassen.

b) Zusammenfassung von Schraubengarnituren gleicher Herkunft / Größe / Festigkeits-klasse in ähnlichen Verbindungstypen zu einer Garniturengruppe. Ggf. Unterteilung großer Gruppen in mehrere Untergruppen.

c) Die Gesamtanzahl der in einem Tragwerk kontrollierten Garnituren muss sein:EXC2 ≥ 5 %; EXC3 / EXC4 ≥ 10 %

d) Kontrolle i.d.R. (sofern nichts anderes festgelegt) mit sequentiellen Stichproben-plänen ( Anhang M) bis zur vorzeitigen Annahme oder Rückweisung der jeweiligen Garniturengruppe/-untergruppe (oder bis alle Garnituren der Gruppe kontrolliert sind).

e) g) Nach dem 1. Anziehschritt Sichtprüfung vollständig zusammengezogen?

f) h) Nach dem Endanziehen Überprüfung der Zielgröße (MA bzw. δθ).

i) j) Bei Rückweisung einer Gruppe alle Garnituren d. Gruppe prüfen, Korrekturen.

Vorspannungskontrolle nach dem Anziehen



Sequentieller StichprobenplanPrinzip des grafisches Verfahren nach ISO 2859-5 nach Anhang M


Grundlegende Toleranzen Ergänzende Toleranzen

tragsicherheitsrelevant funktions- undgebrauchstauglichkeitsrelevant

(Essential Tolerances) (Functional Tolerances)

Tabellierte Werte nach Anhang D.1

müssen eingehalten werden !

8 Geometrische Toleranzen

Toleranzkategorien

Tabellierte Werte nachAnhang D.2

können „abgewählt“ werden, aber …Enthält die Bauteil- oder Tragwerks-spezifikation keine alternativen Angaben,

so gelten sie automatisch !

Beide Toleranzkategorien sind nach Herstelltoleranzen und Montagetoleranzen

gegliedert.



Grundlegende Toleranzen – Hintergrund

… sollen Tragfähigkeiten gewährleisten !Dabei geht es um drei Typen von Teil-Tragfähigkeiten:

Querschnittstragfähigkeiten (z.B. Biegetragfähigkeit),Anschlusstragfähigkeiten (z.B. Lochleibungstragfähigkeit),Stabilitätstragfähigkeiten (z.B. Knick- oder Beultragfähigkeit).

Hinter den meisten der insgesamt ca. 50 grundlegenden Toleranzmerkmale in Anhang D.1 steht die Stabilität. Zu ihrer Gewährleistung müssen die stabilitätsrelevanten geometrischen Imperfektionen begrenzt werden; davon gibt es fünf Arten:

Krümmungsabweichungen von druckbeanspruchten schalenartigen Bauteilen

Herstelltoleranzen der Bauteile

Montagetoleranzen des fertigen Tragwerks

beeinflussbar durch:

Geradheitsabweichungen / Vorkrümmungen von Druckstäben

Parallelitätsabweichungen / Vorverdrillungen von Biegeträgern

Richtungsabweichungen / Vorverdrehungen / Schiefstellungenvon Stützen und Rahmenstielen

Ebenheitsabweichungen von druckbeanspruchten plattenartigen Bauteilen

Δ = L/750

Basis-werte

Δ = L/750

Δ = h/300,Δ = h/500

Δ = b/250

Δ = L/100



Grundlegende Toleranzen – Übersicht Anhang D.1

D.1.1: Grundlegende Herstelltoleranzen — Geschweißte Profile D.1.2: Grundlegende Herstelltoleranzen — Gekantete kaltgeformte Profile D.1.3: Grundlegende Herstelltoleranzen — Flansche geschweißter Profile D.1.4: Grundlegende Herstelltoleranzen — Flansche geschweißter Kastenprofile D.1.5: Grundlegende Herstelltoleranzen — Stegaussteifungen von Profilen und

Kastenprofilen D.1.6: Grundlegende Herstelltoleranzen — Ausgesteifte Platten D.1.7: Grundlegende Herstelltoleranzen — Kaltgeformte Profilbleche D.1.8: Grundlegende Herstelltoleranzen — Löcher, Ausklinkungen und Schnittkanten D.1.9: Grundlegende Herstelltoleranzen — Zylindrische und konische Schalen D.1.10: Grundlegende Herstelltoleranzen — Fachwerkbauteile

D.1.11: Grundlegende Montagetoleranzen — Stützen einstöckiger Gebäude D.1.12: Grundlegende Montagetoleranzen — Mehrstöckige Stützen D.1.13: Grundlegende Montagetoleranzen — Kontaktstöße D.1.14: Grundlegende Montagetoleranzen — Türme und Maste D.1.15: Grundlegende Montagetoleranzen für Balken und druckbeanspruchte Bauteile



Grundlegende Toleranzen – Beispiel

… dient der Sicherstellung der Querschnittstragfähigkeit ⇒ deshalb nur Minustoleranzen!

doppelt so streng wie Höhe (ergänzende Toleranz gleich)

fertigungstechnisch unkritisch (ergänzende Toleranz enger!)



Grundlegende Herstelltoleranzen – Beispiel

… dient der Sicherstellung der Beultragfähigkeit, d.h. der Vermeidung solcher Beulen

Bildliche Darstellung sehr schlecht,Messlänge „1“ ist missverständlich

siehe Beuth-Kommentar

Untersicht Versuchskörper



Grundlegende Montagetoleranzen – Beispiel

… dient der Sicherstellungder Gesamtstabilität

Vorsichtige Festlegung (DIN 18800-1: h/400)

Relativ liberale Festlegung,nicht schärfer als ergänzende Toleranz


8 Geometrische ToleranzenD.2.1: Ergänzende Herstelltoleranzen — Geschweißte Profile D.2.2: Ergänzende Herstelltoleranzen — Gekantete kaltgeformte Profile D.2.3: Ergänzende Herstelltoleranzen — Flansche geschweißter Profile D.2.4: Ergänzende Herstelltoleranzen — Geschweißte Kastenprofile D.2.5: Ergänzende Herstelltoleranzen — Stege von geschweißten Profilen und Kastenprofilen D.2.6: Ergänzende Herstelltoleranzen — Stegaussteifungen geschweißter Profile und Kastenprofile D.2.7: Ergänzende Herstelltoleranzen — Bauteile D.2.8: Ergänzende Herstelltoleranzen — Löcher, Ausklinkungen und Schnittkanten D.2.9: Ergänzende Herstelltoleranzen — Stützenstöße und Fußplatten D.2.10: Ergänzende Herstelltoleranzen — Fachwerkbauteile D.2.11: Ergänzende Herstelltoleranzen — Ausgesteifte Platten D.2.12: Ergänzende Herstelltoleranzen — Türme und Maste D.2.13: Ergänzende Herstelltoleranzen — Kaltgeformte Profilbleche D.2.14: Ergänzende Herstelltoleranzen — Brückenfahrbahnen D.2.15: Ergänzende Montagetoleranzen — Brücken D.2.16: Ergänzende Montagetoleranzen — Brückenfahrbahnen (Teil 1/3) D.2.17: Ergänzende Montagetoleranzen — Brückenfahrbahnen (Teil 2/3) D.2.18: Ergänzende Montagetoleranzen — Brückenfahrbahnen (Teil 3/3) D.2.19: Ergänzende Herstell- und Montagetoleranzen — Kranbahnträger und -schienen D.2.20: Ergänzende Montagetoleranzen — Betonfundamente und Abstützungen D.2.21: Ergänzende Montagetoleranzen — Kranbahnen D.2.22: Ergänzende Montagetoleranzen — Stützenpositionen D.2.23: Ergänzende Montagetoleranzen — Stützen einstöckiger GebäudeD.2.24: Ergänzende Montagetoleranzen — Mehrstöckige Stützen D.2.25: Ergänzende Montagetoleranzen — Gebäude D.2.26: Ergänzende Montagetoleranzen — Träger in Gebäuden D.2.27: Ergänzende Montagetoleranzen — Bedachungselemente als Schubfeld D.2.28: Ergänzende Montagetoleranzen — Dünnwandige Profilbleche

Ergänzende Toleranzen– Übersicht Anhang D.2



Ergänzende Herstelltoleranzen – DIN EN ISO 13920

Allerdings darf dabei nicht vergessen werden, dass die haben

… darf u.a. für die ergänzenden Herstelltoleranzen von Bauteilenalternativ herangezogen werden – aber…

grundlegende Toleranzen derD.1-Tabellen haben absolutenVorrang gegenüber allg. Gerad-heits-, Ebenheits- und Paralleli-tätstoleranzen d. EN ISO 13920

EN ISO 13920

D.2.1/1

D.1.1/2

D.1.1/1

Vergleich Längentoleranzen

ein Teil der (durchaus nützlichen)Herstelltoleranzen des AnhangsD.2 (z.B. Schraubenlöcher D.2.8,Stützenexzentrizitäten D.2.9,Fachwerke D.2.10) kann mit denelementaren „Grenzabmaßen fürLängen“ der EN ISO 13920 nichtgleichwertig abgedeckt werden

Merke: Ergänzende Herstelltoleranzen nach Anhang D.2 nicht unbesehen „abwählen“ !



… darf u.a. für die ergänzenden Montagetoleranzen von Tragwerkenalternativ herangezogen werden – aber…

grundlegende Montagetoleranzender D.1-Tabellen haben absolutenVorrang gegenüber allgemeinenMaß-, Winkel- und Fluchttoleranzender DIN 18202

ein Teil der (durchaus nützlichen)speziellen Stahlskeletttoleranzendes Anhangs D.2 (z.B. Betonfunda-mente D.2.20, StützenpositionenD.2.22 und Gebäude D.2.25) kannmit den allgemeinen Hochbautole-ranzen der DIN 18202 nicht gleich-wertig abgedeckt werden

Merke: Ergänzende Montagetoleranzen nach Anhang D.2 nicht unbesehen „abwählen“ !

© IMO Leipzig

Ergänzende Montagetoleranzen – DIN 18202


Danke fürs Zuhören !

Ausführung von Stahltragwerken nach DIN EN 1090 – was bleibt ...

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