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mb-news 1|2015

|  Typisierte Anschlüsse im Stahlbau

Allgemeines

Typisierte Anschlüsse im Hochbau sind eindeutig festgelegte Anschlusskonfigurationen mit fest definierten Geometrie- und Materialdaten. Unterschieden wird dabei in momen-tentragfähige I-Trägeranschlüsse und gelenkige I-Trägeran-schlüsse [1]. Die Berechnungsgrundlagen zu den einzelnen Anschlusstypen sind im Ringbuch der Stahlbau-Verlags- und Service-Gesellschaft [1] ausführlich beschrieben, so dass an dieser Stelle darauf verwiesen wird. Folgende Anschlüsse können mithilfe des BauStatik-Moduls berechnet werden:• biegesteife Stirnplattenanschlüsse

(Trägerstöße oder Träger-Stützen-Anschlüsse)• gelenkige Stirnplattenanschlüsse• gelenkige Winkelanschlüsse• gelenkige Winkelanschlüsse mit Spalt• Ausklinkungen

Alle Anschlusstypen, die mit dem Modul bearbeitet werden können, sind in Tabelle 1 dargestellt.

System

Für den zu bemessenden bzw. nachzuweisenden Anschluss wird im Kapitel „System“ der entsprechende Anschlusstyp ausgewählt.

Bild 1. Auswahl der möglichen typisierten Anschlüsse

Dipl.-Ing. Katrin Büscher

Typisierte Anschlüsse im StahlbauLeistungsbeschreibung des BauStatik-Moduls  S733.de Typisierte Anschlüsse im Stahlhochbau – DIN EN 1993-1-8

Die Sammlung typisierter Anschlüsse für den Stahlhochbau [1] umfasst sowohl gelenkige Trägeranschlüsse 

als auch momententragfähige Trägerstöße und Träger-Stützenanschlüsse. Diese typisierten Anschlüsse für 

I-Profile können mithilfe des Moduls S733.de nachgewiesen werden, das nachfolgend beschrieben wird. 

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Bei momententragfähigen Trägerstößen oder momenten-tragfähigen Träger-Stützen-Anschlüssen kann die Stirn-platte bündig oder überstehend vorgesehen werden. Soll ein gelenkiger Stirnplattenanschluss berechnet werden, ist zu definieren, ob die Stirnplatte am oberen Flansch des Decken trägers oder mittig in Bezug auf die Trägerhöhe an-geordnet werden soll.

Typ IH

VzMy,2=My,1

VzMy,2=My,1

My,2

Vz

My,1

Typ IH1 und IH2Trägerstöße oder Träger-Stützen-An-schlüsse mit bündigen Stirnplatten

Typ IH3 und IH4Trägerstöße oder Träger-Stützenan-schlüsse mit einseitig überstehenden Stirn-platten

Typ IW

hwi

wt

hwi

Vj,Rd

Vj,Rd

tuTräger

Typ 1Gleichschenkliger Winkel anschluss mit einer vertikalen Schrauben reihe

Typ 2Ungleichschenkliger Winkelanschluss mit zwei vertikalen Schrauben reihen

Typ IS

hp

w

tu

Deckenträger

tp

hpa

Vj,Rd

hp

w

tu

Deckenträger

tp

hpa

Vj,Rd

5 bzw. 10 mm

Typ 1Gelenkige Stirnplatten-anschlüsse mit mittiger Stirnplatte

Typ 2Gelenkige Stirn-plattenanschlüsse mit am oberen Flansch an-geschweißter Stirn-platte

Typ IK

ha had

a10

e

e

a10

r

Typ IK1 und IK2Ausklinkung durch Ab-bohren, einseitig bzw. beidseitig

Typ IK3 und IK4Ausgerundete Aus-klinkung, einseitig bzw. beidseitig

Typ IG

hwi

Vj,Rd gh

Typ 1Gelenkiger Winkel-anschluss mit Spalt bis 100 mm

Typ 2Gelenkiger Winkel-anschluss mit Spalt bis 150 mm

Tabelle 1. Typisierte Anschlüsse nach [1], für die das Modul S733.de anwendbar ist

Einwirkungen

Als Einwirkungen können projektweite Einwirkungen aus S030.de übernommen werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit die charakteristischen Einwirkungen nach DIN EN 1990/NA zuzuordnen. Anhand der gewählten Einwir-kungstypen werden programmseitig automatisch die Kom-binationen für die zu untersuchenden Bemessungssituatio-nen gebildet. Außerdem können die Einwirkungen auch als Bemessungslasten definiert werden.

Belastung

Momententragfähige Anschlüsse mit Stirnplatten können durch geringe Normalkräfte (Nd/Npl,d) ≤ 0,05, Querkräfte Vz und Biegemomente My beansprucht werden, während gelenkige Anschlüsse nur infolge von Querkräften Vz zu belasten sind.

Bild 2. Definition der Belastungen für momenten tragfähige Anschlüsse

Die Belastung kann auch aus anderen BauStatik-Modulen oder EuroSta übernommen werden.

Material/Querschnitt

Für die Stahlfestigkeit des Profils und der Anschlussteile ste-hen, wie im Ringbuch, Stahl S 235 und S 355 zur Auswahl. Die Auswahlmöglichkeiten von Trägerprofilen, Anschluss-profilen, Schraubenfestigkeiten und Schraubendurchmes-sern werden in Abhängigkeit vom gewählten Anschlusstyp gesteuert. Sind, wie in Bild 3 gezeigt, alle Auswahlmöglich-keiten angehakt, so erfolgen die Berechnung und die An-schlussauswahl über alle momententragfähigen Anschlüsse für das hier gewählte HEA 300 Profil.

Bild 3. Definition von Material und Querschnitt für biegetragfähige Anschlüsse

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lichen Anschlusstypen IH 3.1 A 30 20 und IH 4.1 A 30 20; d.h. Anschlüsse eines HEA 300-Profils mit überstehenderStirnplatte und zwei bzw. vier hochfesten Schrauben M20pro Reihe. Bei gleicher Beanspruchung ergeben sich infolgeder unterschiedlichen Tragfähigkeiten unterschiedliche Aus-nutzungen. Im Beispiel ändert sich auch das Versagenskri-terium: Beim Anschlusstyp IH3.1 sind die Nachweise derStirnplatte auf Biegung (EPB) und der Schrauben auf Zug(BT) maßgebend, beim Anschluss IH4.1 dagegen ist dasVersagen von Trägerflansch und -steg auf Druck (BFC) dasNachweiskriterium.

Proj.Bez Typ. Verbindungen Seite

1Datum 20.01.2015 Projekt Typ. Verbindungen

mb AEC Software GmbH Europaallee 14 67657 Kaiserslautern

Position

mb BauStatik S733.de 2016.150119

Nachweise (GZT) Momententragfähiger Träger-Stützenanschluss mitStirnplatte als typisierter Anschluss

IH 3.1 A 30 20 Stahlfestigkeit S 235Schraubenfestigkeitsklasse 10.9

StirnplatteArt hp bp tp u1n u1

[mm] [mm] [mm] [mm] [mm]oben übersteh. 380.0 300.0 20.0 20.0 70.0

Schrauben M 20e1 p1,1 p1,2 e1n w e2

[mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm]30.0 95.0 180.0 75.0 150.0 75.0

BeanspruchbarkeitEk Npl,d Mj,1,Rd Mj,2,Rd Vj,Rd Mc,Rd Vers.-

[kN] [kNm] [kNm] [kN] [kNm] form 2 2655.50 173.19 81.44 252.70 325.07 EPB+BT*

Elast. Anfangssteifigkeit Sj,ini = 129.8MNm/radKehlnahtdicke am Trägersteg aw = 4.0 mmKehlnahtdicke am Trägerflansch af = 7.0 mm

Ausnutzungsgrad V = 0.74M = 0.88

IH 4.1 A 30 20 Stahlfestigkeit S 235Schraubenfestigkeitsklasse 10.9

StirnplatteArt hp bp tp u1n u1

[mm] [mm] [mm] [mm] [mm]oben übersteh. 380.0 300.0 25.0 20.0 70.0

Schrauben M 20e1 p1,1 p1,2 e1n w p2 e2[mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm]30.0 95.0 180.0 75.0 90.0 70.0 35.0

BeanspruchbarkeitEk Npl,d Mj,1,Rd Mj,2,Rd Vj,Rd Mc,Rd Vers.-

[kN] [kNm] [kNm] [kN] [kNm] form 2 2655.50 284.95 115.93 252.70 325.07 BFC

Elast. Anfangssteifigkeit Sj,ini = 279.2MNm/radKehlnahtdicke am Trägersteg aw = 5.0 mmKehlnahtdicke am Trägerflansch af = 10.0 mm

Ausnutzungsgrad V = 0.74M = 0.54

Zusammenfassung Zusammenfassung der Nachweise

Nachweise (GZT) Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit

Nachweis Typ [-]

Anschluss IH 3.1 A 30 20 OK 0.88

mb-

Vie

wer

Ver

sion

201

5 - C

opyr

ight

201

4 - m

b A

EC

Sof

twar

e G

mbH

Proj.Bez Typ. Verbindungen Seite

1Datum 20.01.2015 Projekt Typ. Verbindungen

mb AEC Software GmbH Europaallee 14 67657 Kaiserslautern

Position

mb BauStatik S733.de 2016.150119

Pos. 1 Trägeranschluss

System Momententragfähiger Trägerstoß mit Stirnplatte alstypisierter Anschluss gem. DIN EN 1993-1-8,Prüfbericht TP-12-001 vom 28.03.2013

Anordnung der Stirnplatte: oben überstehendAnschlusstyp: TrägerstoßTrägerprofil: HEA 300

IH 3.1 A 30 20

M 1:14

IH 4.1 A 30 20

M 1:14

Belastungen Belastungen auf das System Komm. Nx My Vz

[kN] [kNm] [kN]Gk 3.00 -40.00 50.00Qk.N 5.00 -66.00 80.00

Kombinationen Kombinationen nach DIN EN 1990Ek Typ ( * * EW)2 GK 1.35*Gk+1.50*Qk.N

Bem.-schnittgrößen Ek Nx,Ed My,Ed Vz,Ed[kN] [kNm] [kN]

2 11.55 -153.00 187.50

mb-

Vie

wer

Ver

sion

201

5 - C

opyr

ight

201

4 - m

b A

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Sof

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mbH

Bild 5. Ergebnisse für einen momententragfähigen Trägerstoß eines HEA 300-Profils (Auszug)

Dipl.-Ing. Katrin Büschermb AEC Software GmbHmb-news@mbaec.de

Literatur

[1] Weynand, K. und Oerder, R.: Typisierte Anschlüsse im Stahl-hochbau nach DIN EN 1993-1-8, Gesamtauflage 2013,Stahlbau Verlags- und Service GmbH, Düsseldorf.

Ein Nachweis für einen speziellen Anschlusstyp ist in Ver-bindung mit den Definitionen unter System und den Anga-ben gemäß Bild 4 möglich. Der nachzuweisende Anschluss in Bild 4 a) entspricht einem Trägerstoß mit einem HEA 300 Profil der Stahlfestigkeit S 235, bei der die überstehende Stirnplatte mit hochfesten M20-Schrauben der Festigkeits-klasse 10.9 zu verbinden ist.

Bild 4. a) Definition eines speziellen Trägeranschlusses

Bild 4. b) Definition eines speziellen Träger-Stützen-Anschlusstyps mit 100 % Ausnutzung des Anschlusses

Ausgabe

Die Ausgabe enthält neben den Berechnungsergebnissen alle Eingabewerte und alle Zwischenwerte der Berechnung. Der Ausgabeumfang kann vom Anwender gezielt gesteu-ert werden. Durch die Auswahl „maßgebend“ wird nur der Anschluss ausgegeben, für den sich unter der gegebenen Beanspruchung die höchste Ausnutzung ergibt. Die Aus-wahl „alle“ bewirkt, dass aus der Gesamtzahl der typisier-ten Anschlüsse alle für diesen Anschlusstyp ausführbaren Anschlüsse aufgelistet werden. Für alle aufgelisteten An-schlüsse werden die kompletten Geometrie- und Material-daten sowie die Bemessungsergebnisse dokumentiert.

Die nachfolgende Ausgabe zeigt beispielhaft die Ergeb-nisse für einen momententragfähigen Trägerstoß eines HEA 300-Profils. Die Bemessung liefert als Ergebnis die mög-

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S733.de  Typisierte Anschlüsse im Stahl-hochbau – EC 3, DIN EN 1993-1-8

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Es gelten unsere Allgemeinen Geschäftsbedingungen. Änderungen und Irrtümer vorbehalten. Alle Preise zzgl. Versand kosten und MwSt. – Hardlock für Einzelplatzlizenz je Arbeits platz er-forderlich (95,- EUR). Folgel izenz-/Netzwerkbedingungen auf Anfrage. – Stand: Februar 2015

Unterstütztes Betriebssystem: Windows 10 (64)

Preisliste www.mbaec.de