Читать книгу Stahlbau-Kalender 2021 - Ulrike Kuhlmann - Страница 100

(1) Ein Anschluss, der weder die Merkmale für starre Anschlüsse noch für gelenkige Anschlüsse erfüllt, ist als verformbarer Anschluss einzustufen.

Anmerkung : Verformbare Anschlüsse führen zu einem vorausberechenbaren Zusammenwirken der Bauteile im Tragwerk, das durch die Momenten-Rotations-Charakteristik gesteuert wird.

(2) Verformbare Anschlüsse sollten in der Lage sein, alle auftretenden Schnittgrößen zu übertragen.

Tabelle 5.3. Berücksichtigung von Biegemomenten

Komponente	Biegemomente hervorgerufen durch
Sekundäreinflüsse	Querbelastung	Knotenexzentrizität
Druckbeanspruchter Gurt	Nein, sofern 5.1.5(3) erfüllt ist	Ja	Ja
Zugbeanspruchter Gurt	Nein, sofern 5.1.5(3) und (5) erfüllt sind
Strebe	Nein, sofern 5.1.5(3) und (5) erfüllt sind
Anschluss	Nein, sofern 5.1.5(3) und (5) erfüllt sind

Zu 5.2.2

Bei der Klassifizierung nach der Rotationssteifigkeit ist nach Bild 5.4 zu differenzieren zwischen : starren, gelenkigen und verformbaren Anschlüssen. Die zugehörigen Grenzkriterien sind in 5.2.2.5 für Träger- und Stützenfußanschlüsse angegeben. Bei den Trägeranschlüssen muss die elastische Anfangssteifigkeit Sj_,ini nach Abschnitt 6.3 für die Klassifizierung berechnet und mit den Grenzkriterien verglichen werden. Sollen verformbare Anschlüsse zur statischen und wirtschaftlichen Optimierung der Konstruktion eingesetzt werden, ist ein iterativer Prozess erforderlich. Mit einer abgeschätzten Rotationssteifigkeit Sj_,app sind die Schnittgrößen des Systems zu bestimmen. Dann wird der Anschluss für die einwirkenden Beanspruchungen bemessen und die zugehörige elastische Anfangssteifigkeit Sj_,ini ermittelt und mit der ersten Abschätzung verglichen. Von einer ausreichenden Genauigkeit der Abschätzung kann ausgegangen werden, wenn die mit Sj_,ini ermittelten Schnittgrößen um nicht mehr als 10 % von den im ersten Schritt ermittelten abweichen.

Für häufig vorkommende Anschlusskonfigurationen mit zwei Schrauben in einer Reihe kann die Rotationssteifigkeit Sj_,app von Stirnplattenanschlüssen und Anschlüssen mit Gurtwinkeln nach [K19] mit folgender Gleichung abgeschätzt werden :

Dabei ist z der Abstand zwischen der Druck- und Zugkraftresultierenden, t_fc die Stützengurtdicke und c ein von der Anschlusskonfiguration abhängiger Hilfswert. Das Verfahren beruht auf vereinfachten Ansätzen und ist an die Einhaltung bestimmter Parameter (z. B. d = 1,5t_fc ) gebunden, siehe hierzu auch [K45].

Für Anschlusskonfigurationen mit vier Schrauben in einer Reihe hat Schmidt im Rahmen seiner Dissertation [K34] zwei Näherungsfunktionen aufgestellt, mit denen in Abhängigkeit von Stirnplattendicke und Schraubendurchmesser die Rotationssteifigkeit von IH2- und IH4-Anschlüssen abgeschätzt werden kann.

Neben der Rotationssteifigkeit ist die Rotationskapazität – also die maximale im Anschluss mögliche Rotation vor dem Versagen – eine entscheidende, den Anschluss charakterisierende Kenngröße. Bei der Rotationskapazität werden die Klassen 1, 2 und 3 unterschieden (Bild K3).

Anschlüsse der Klasse 1 erreichen ihre plastische Beanspruchbarkeit und aufgrund der Verformbarkeit des Anschlusses können sie ohne Verlust der plastischen Beanspruchbarkeit ein plastisches Gelenk ausbilden. Ein Klasse-1-Anschluss besitzt dabei eine ausreichend große Rotationskapazität für eine plastische Umlagerung der Schnittgrößen im System. Diese ausreichende Rotationskapazität ist bei Querschnitten der Klasse 2 nicht mehr gegeben, jedoch erreichen sie aufgrund der Verformbarkeit einzelner Komponenten und der damit möglichen inneren Umlagerung der Beanspruchungen die plastische Anschlusstragfähigkeit. Bei Querschnitten der Klasse 3 bestimmen verformungsarme Komponenten wie Schweißnähte oder Schrauben die Beanspruchbarkeit des Anschlusses. Innere plastische Umlagerungen sind nicht möglich, der Querschnitt erreicht nur die elastische Momententragfähigkeit.

Bild K3. Anschlussklassifizierung nach der Rotationskapazität