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Verfasser: Prof. Dr.-Ing. U. Dorka / Dipl.-Ing. A. Paul Erstelldatum: 26.05.10

Beispiel 6: Anschlusskonstruktion unter Zug- und Schubkraft

Es soll der Anschluss des Zugstabes für die Bemessungslast FEd = 300 kN

nachgewiesen werden.

Zur Anwendung kommen Schrauben M 20 der Festigkeitsklasse 8.8,

Stahlsorte S 235.

Die Konstruktion ist dem Wetter ausgesetzt.



1. Kontrolle der Rand- und Lochabstände der Schrauben nach

DIN EN 1993-1-8, nach Abschnitt 3.5 Tabelle 3.3

d� � 20 � 2 � 22 mm

1.1. Randabstände:

→ kleinster Randabstand in Kraftrichtung e1 = 35 mm

1,2 · d� � 1,2 · 22 mm � 26,4 mm � 35 ��

→ größter Randabstand in Kraftrichtung e2 = 35 mm

35 mm � 4 · � � 40 �� 4 · 15 � 40 �� 100 ��

→ kleinster Randabstand senkrecht zur Kraftrichtung e2 = 30 mm

1,2 · d� � 1,2 · 22 mm � 26,4 mm � 30 ��

→ größter Randabstand senkrecht zur Kraftrichtung

30 mm � 4 · � � 40 �� 4 · 15 � 40 �� 100 ��

1.2. Lochabstände:

→ kleinster Lochabstand in Kraftrichtung p1 = 180 mm

2,2 · d� � 2,2 · 48,4 � 180 ��

→ größter Lochabstand in Kraftrichtung p1 = 180 mm, der kleinste Wert von

14t oder 200 mm

180 mm � 200 ��

→ kleinster Lochabstand senkrecht zur Kraftrichtung p2 = 70 mm

2,4 · d� � 2,4 · 52,8 � 70 ��

→ größter Lochabstand senkrecht zur Kraftrichtung p2 = 70 mm, der kleinste

Wert von 14t oder 200 mm

70 mm � 200 ��



2. Anschlussnachweise

Einwirkende Kraft:

FEd = 300 kN

Diese Kraft wird in zwei Komponenten zerlegt, eine Zugkraft und eine

Scherkraft, deren Werte gleich sind mit:

FEd = VEd = NEd = 300 kN

Also wird jede Schraube durch eine Zugkraft

Ft,Ed = 300 kN/4 = 75 kN

und eine Schubkraft

FV,Ed = 300 kN/4 = 75 kN

beansprucht.



2.1. Grenzabscherkraft der Schrauben nach DIN EN 1993-1-8, Abschnitt 3.6

Tab. 3.4

F�,�� F�,�� α� · f�� · Aγ !

mit:

α� � 0,6 Schaft in der Scherfuge

f�� 80 kN/cm² Abschnitt 3.1.1, Tab. 3.1

γ ! � 1,25 Abschnitt 2.2, Tab. 2.1

A � 'π · 2!4 ) � πcm²

Nachweis Abscheren:

F�,�� 75 kN � F�,�� 0,6 · 80 kNcm! · π cm²1,25 � 121 kN

Nachweis erfüllt!



2.2. Grenzlochleibungskraft nach DIN EN 1993-1-8, Abschnitt 3.6 Tab. 3.4

F�,�� F�,�� k* · α� · f� · d · tγ !

mit:

k* � min .2,8 · e!d� 0 1,7; 2,52 � min .2,8 · 3022 0 1,7; 2,52 � min32,12; 2,54

k* � 2,12

α� � min . e!3 · d� ; f��f� ; 1,02 � min . 353 · 22 ; 80

36 ; 1,02 � min30,53; 2,22; 1,04

α� � 0,53 f� � 36 kN/cm² Zugfestigkeit S 235

γ ! � 1,25 Abschnitt 2.2, Tab. 2.1

Nachweis der Lochleibung:

F�,�� 75 kN � F�,�� 2,12 · 0,53 · 36 kNcm! · 2 cm · 1,5 cm1,25

F�,�� 75 kN � F�,�� 97,08 kN

Nachweis erfüllt!



2.3. Grenzzugkraft der Schrauben DIN EN 1993-1-8, Abschnitt 3.6 Tab. 3.4

F6,�� F6,�� k! · f�� · A7γ !

mit:

k! � 0,9 A7 � 2,45 Spannungsquerschnittsfläche aus Schneider 16. Auflage

Nachweis auf Zug:

F6,�� 75 kN � F6,�� 0,9 · 80 kNcm! · 2,45cm²1,25

F6,�� 75 kN � F6,�� 141,12 kN

Nachweis erfüllt!

2.4. Nachweis auf Durchstanzen DIN EN 1993-1-8, Abschnitt 3.6 Tab. 3.4

B9,�� 0,6 π d:t9f� γ !⁄

mit:

d: � 3,0 cm t9 � 0,8 cm

f� � 36 kN/cm²

F6,�� 75 kN � B9,�� 0,6 · π · 3 cm · 0,8 cm · 36 kN/cm²1,25 � 130,29 kN

Nachweis erfüllt!



2.5. Nachweis für die kombinierte Beanspruchung durch Scher-/ Lochleibung

und Zug DIN EN 1993-1-8, Abschnitt 3.6 Tab. 3.4

F<,��F<,�� F6,��1,4 · F6,�� = 1,0

75 kN137,41 kN � 75 kN

1,4 · 141,2 kN � 0,93 = 1,0

Nachweis erfüllt!



2.6. Nachweis des Anschlussblechs nach DIN EN 1993-1-8

Die hier zu führenden Nachweise können nach Tab. 6.1 bestimmt werden. Für

den vorliegenden Anschluss gibt die Tabelle folgendes aus:

2.6.1. Tragfähigkeit nach 6.2.6.5

Abmessungen:

bp = 130 mm

w = 70 mm

ex = 35 mm

e = 30 mm

mx = 10 mm



Ermittlung der wirksamen Länge für ausgesteifte Stützenflansche nach Tab. 6.6:

Lage der Schraubenreihe: Äußere Schraubenreihe neben Trägerzugflansch

Schraubenreihe einzeln betrachtet

Kreisförmiges

Muster leff,cp

der kleinste Wert von: 2πm> � 2π · 10 � 62,83 ? maßgeblich πm> � w � π · 10 � 70 � 101 πm> � 2e � π · 10 � 2 · 30 � 91

Nicht

kreisförmiges

Muster leff,nc

der kleinste Wert von: 4m> � 1,25e> � 4 · 10 � 1,25 · 35 � 84 e � 2m> � 0,625e> � 30 � 2 · 10 � 0,625 · 35 � 71,875 0,5 · b9 � 0,5 · 130 � 65 ? maßgeblich

0,5 · w � 2m> � 0,625e> � 0,5 · 70 � 2 · 10 � 0,625 · 35 � 76,88

Modus 1:

lGHH,* � lGHH,IJ jedoch lGHH,* = lGHH,J9

lGHH,* � 65 mm aber lGHH,* � 65 mm K lGHH,J9 � 62,83

somit: lGHH,* � 62,83 mm

Modus 2: lGHH,! � lGHH,IJ � 65 mm

→ Kreisförmiges Muster (siehe Vortrag!) stellt sich ein!

Ermittlung der Tragfähigkeit FT,Rd eines äquivalenten T-Stummelflansches bei

Zugbeanspruchungen nach Tabelle 6.2:

Auftreten von Abstützkräften:

Lb < Lb*

mit:

L� � t � tM � max m2 � k

2 � 15 mm � 8,5 mm � 6,5 mm � 8 mm � 39 mm

Dicke Fußplatte t 15 mm Halbe Mutterhöhe m/2 9,5 mm

Halbe Kopfhöhe k/2 6,5 mm Unterlegscheibe tP 8 mm

L�O � 8,8 · m³ · AQ∑ lGHH,* · tHS� 8,8 · T10 mmU³ · 245 mm²

62,83 mm · T8,5 mmU³ � 55,88 mm



somit ist: L� � 39 mm = L�O � 55,88 mm

→ es treten Abstützkräfte auf!

M9W,*,�� 0,25 X lGHH,* · tH! · fY γ:�⁄

M9W,*,�� 0,25 · 62,83 mm · T15 mmU² · 235 N/mm² 1,0⁄ � 0,83 kNm

M9W,!,�� 0,25 X lGHH,! · tH! · fY γ:�⁄

M9W,!,�� 0,25 · 65 mm · T15 mmU² · 235 N/mm² 1,0⁄ � 0,859 kNm

Verfahren 1

Modus 1 *

ohne Futterplatten FZ,*,�� 4 · M9W,*,��m � 4 · 0,83 kNm

0,01 m � 332,2 kN

Modus 2 ** FZ,!,�� 2 · M9W,!,�� n ∑ F6,��m � n � 2 · 0,859 � 0,035 · 4 · 1430,01 m � 0,035 m

FZ,!,�� 483,07 kN

Modus 3 *** FZ,S,�� X F6,�� 4 · 143 kN � 572 kN

Modus 1 wird maßgebend

Modus 1 * Vollständiges Fließen des Flansches

Modus 2 ** Schraubenversagen gleichzeitig mit Fließen des Flansches

Modus 3 *** Schraubenversagen (bereits nachgewiesen)

Nachweis:

F6,��min FZ,�� 300 kN332,2 kN � 0,903

Nachweis erfüllt!



(4.4)

3. Schweißnahtnachweis

3.1. Schweißnahtnachweis nach DIN EN 1993-1-8

gew. Nahtdicke: 5 mm

nach 4.5.2 (2) ist bei Kehlnähten eine Mindestnahtdicke von 3 mm einzuhalten!

Vereinfacht werden die Kräfte den Nähten zugewiesen, die in ihrer Richtung

wirken, d.h.

Gurtkräfte -> Zugkraft

Stegnähte -> Schubkraft

Gurt:

Scherfestigkeit der Schweißnaht nach 4.5.3.3 (3):

f<[,� � f�√3 · β[ · γ !

� 36 kN/mm²√3 · 0,8 · 1,25 � 20,79 kN/cm²

mit:

f� � 36 kN/cm² β[ � 0,8 Tab. 4.1 γ ! � 1,25

Grenzkraft der Kehlnaht am Zuggurt pro Längeneinheit:

F[,�� f<[,� · a � 20,79 kNcm! · 0,5 � 10,39 kN/cm



Wirksame Länge der Kehlnaht an den Zuggurten für IPE 200, wegen

Umschweißung auch an den Enden voll ausgeführt:

lGHH � Tb � b 0 2 · r 0 t[U · 2 � tH · 2 lGHH � T8,2 cm � 8,2 cm 0 2 · 0,9 cm 0 0,5 cmU · 2 � 0,74 cm · 2 � 29,7 cm

Nachweis:

N��F[,�� · lGHH � 300 kN10,39 kNcm · 29,7cm � 0,97

Steg:

Grenzkraft der Kehlnaht am Steg pro Längeneinheit:

F[,�� f<[,� · a � 20,79 kNcm! · 0,5 � 10,39 kN/cm

Wirksame Länge der Kehlnaht am Steg:

lGHH � 2 · Th 0 2 · tH 0 2a 0 2rU · 1,41 lGHH � 2 · T16 cm 0 2 · 0,74 cm 0 2 · 0,5 cm 0 2 · 0,9U · 1,41 � 33,1 cm

Nachweis:

V��F[,�� · lGHH � 300 kN10,39 kNcm · 33,1cm � 0,87

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