Stahlbau-Kalender 2021. Ulrike Kuhlmann
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Hohlprofilen sollte 460 N/mm2 im Endprodukt nicht überschreiten. Für Endprodukte mit einem Nennwerte der Streckgrenze größer als 355 N/mm2 sind in der Regel die in diesem Abschnitt angegebenen Tragfähigkeiten mit dem Abminderungsbeiwert 0,9 zu reduzieren.
(5) Der Nennwert der Wanddicke von Hohlprofilen sollte mindestens 2,5 mm betragen.
(6) Der Nennwert der Wanddicke von Gurtstäben aus Hohlprofilen sollte 25 mm nicht überschreiten, es sei denn, es werden entsprechende Maßnahmen zur Sicherstellung geeigneter Werkstoffeigenschaften in Dickenrichtung getroffen.
(7) Der Ermüdungsnachweis ist in EN 1993-1-9 geregelt.
(8) Die geregelten Anschlusstypen sind in Bild 7.1 dargestellt.
7.1.2 Anwendungsbereich
(1) Die Anwendungsregeln für Anschlüsse mit Hohlprofilen gelten nur, wenn die Bedingungen 7.1.2(2) bis 7.1.2(8) eingehalten sind.
(2) Die druckbeanspruchten Querschnittselemente der Bauteile sollten den Anforderungen der Querschnittsklassen 1 oder 2, die in EN 1993-1-1 für axialen Druck angegeben sind, entsprechen.
(3) Für die Anschlusswinkel θi zwischen Gurtstäben und Streben bzw. zwischen benachbarten Streben sollte gelten :
θi ≥ 30°
(4) Die Enden der Bauteile, die am Anschluss zusammentreffen, sollten derart vorbereitet werden, dass die äußere Profilform nicht verändert wird. Abgeflachte und angedrückte Endverbindungen werden in diesem Abschnitt nicht behandelt.
(5) Bei Anschlüssen mit Spalt sollte die Spaltweite zwischen den Streben nicht geringer als (t1 + t2) sein, so dass genügend Platz für die erforderlichen Schweißnähte vorhanden ist.
(6) Bei Anschlüssen mit Überlappung sollte eine ausreichende Überlappung vorhanden sein, um die Querkraftübertragung von einer Strebe zur anderen zu ermöglichen. In jedem Fall sollte das Überlappungsverhältnis mindestens 25 % betragen. Wenn die Überlappung größer als λov,lim = 60 % ist, falls die verdeckte Naht der überlappten Strebe nicht geschweißt ist oder λov,lim = 80 % ist, falls die verdeckte Naht der überlappten Strebe geschweißt ist oder wenn die Streben recht eckige Profile mit hi < bi und/oder hj < bj, sind, sollte die Verbindung zwischen den Streben und der Oberfläche des Gurtstabes auf Abscherung überprüft werden.
Zu 7.1.1(4)
Für Hohlprofile mit Streckgrenzen über 460 N/mm2 bis 700 N/mm2 ist nach DIN EN 1993-1-12 ein Abminderungsbeiwert von 0,8 anzusetzen.
Zu 7.1.1(5)
Zur Vermeidung des Durchfallens der Naht wird eine Mindestwanddicke von 2,5 mm gefordert. Kann die Stahlbaufirma durch eine Verfahrensprüfung nachweisen, dass sie auch dünnwandigere Hohlprofile schweißen kann, darf von der geforderten Mindestwanddicke abgewichen werden.
Zu 7.1.2(3)
Die Forderung nach Anschlusswinkel θi ≥ 30° stellt sicher, dass auch die Schweißnaht zwischen der Strebe und dem Gurtprofil bei Punkt D (vgl. Bild K13) einwandfrei ausgeführt werden kann. Anschlusswinkel größer als θi = 50° sollten bei Strebenfachwerken aus Hohlprofilen vermieden werden.
Bild K13. Knotenanschluss mit Spalt
Zu 7.1.2(4)
Anschlüsse mit abgeflachten oder halbabgeflachten Profilenden werden vornehmlich bei Rundhohlprofilen für Konstruktionen mit geringen Spannweiten oder untergeordneter Bedeutung im Gesamtsystem eingesetzt, um den Aufwand bei dem Zuschnitt der Profilenden zu vermeiden. Die Nachweisführung für derartige Anschlüsse ist normativ nicht geregelt, kann aber mit Hilfe der Fachliteratur z. B. [K17], [K49] erfolgen. Bei größeren Wanddicken sollte die Abflachung nicht durch Kaltumformung hergestellt werden, da aufgrund der großen plastischen Verformungen Risse an den Profilenden entstehen können.
Zu 7.1.2(6)
Das Überlappungsverhältnis wird mit λov bezeichnet und ist nach der in Bild 1.3 angegebenen Gleichung zu bestimmen.
Überlappungsverhältnisse λov < 25 % sind zu vermeiden, da die Steifigkeit des Anschlusses im Bereich der Überlappung wesentlich größer ist als bei dem Anschluss zwischen der überlappenden Strebe und dem Gurtprofil. Die unterschiedlichen Steifigkeitsverhältnisse führen zu lokalen Spannungsspitzen und können zu einem vorzeitigen Versagen des Anschlusses beitragen.
Überschreitet die Überlappung λov die Grenzwerte λov,lim, liegen die Anschlüsse – unabhängig von dem Querschnitt des Gurtstabes (Hohlprofil, I-, H- oder U-Profil) – nicht mehr innerhalb des Gültigkeitsbereiches der DIN EN 1993-1-8. Für Kreis- und Rechteck-Hohlprofile kann für solche Fälle abweichend auf die CIDECT-Design Guides (vgl. [K28], [K49]) zurückgegriffen werden. Zum Nachweis auf Abscherung siehe auch Tabelle 7.8, 7.20 und 7.23.
Bild 7.1. Anschlusstypen in Fachwerken mit Hohlprofilen
(7) Wenn überlappende Streben unterschiedliche Wanddicken und/oder unterschiedliche Werkstofffestigkeiten aufweisen, sollte die Strebe mit dem geringeren Wert ti fyi die andere Strebe überlappen.
(8) Wenn überlappende Streben unterschiedliche Breiten aufweisen, sollte die Strebe mit der geringeren Breite die Strebe mit der größeren Breite überlappen.
7.2 Berechnung und Bemessung
7.2.1 Allgemeines
(1)P Im Grenzzustand der Tragfähigkeit dürfen die Bemessungswerte der Schnittgrößen in den Streben und in den Gurten die Tragfähigkeiten der Bauteile nach EN 1993-1-1 nicht überschreiten.
(2)P Im Grenzzustand der Tragfähigkeit dürfen darüber hinaus die Bemessungswerte der Schnittgrößen in den Streben die Tragfähigkeiten der Anschlüsse nach 7.4, 7.5, 7.6 oder 7.7 nicht überschreiten.
(3) Die einwirkenden Spannungen σ0,Ed oder σp,Ed im Gurt eines Anschlusses sind wie folgt zu berechnen :
(7.1)
(7.2)
Dabei ist
7.2.2 Versagensformen von Anschlüssen mit Hohlprofilen
(1) Die Tragfähigkeiten von Anschlüssen mit Hohlprofilen und mit Kombinationen von Hohlprofilen