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1 Stahlbaunormen
ОглавлениеDIN EN 1993-1-8: Bemessung von Anschlüssen
Prof. Dr.-Ing. Dieter Ungermann
Dipl.-Ing. Stephan Schneider
Inhaltsverzeichnis
Anmerkung zum Abdruck von DIN EN 1993-1-8
Eurocode 3 : Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-8 : Bemessung von Anschlüssen
Hintergrund des Eurocode-Programms
Status und Gültigkeitsbereich der Eurocodes
Nationale Fassungen der Eurocodes
Nationaler Anhang zu EN 1993-1-8
1 Allgemeines 1.1 Anwendungsbereich 1.2 Normative Verweisungen 1.2.1 Bezugsnormengruppe 1 : Schweißgeeignete Baustähle 1.2.2 Bezugsnormengruppe 2 : Toleranzen, Maße und technische Lieferbedingungen 1.2.3 Bezugsnormengruppe 3 : Hohlprofile 1.2.4 Bezugsnormengruppe 4 : Schrauben, Muttern und Unterlegscheiben 1.2.5 Bezugsnormengruppe 5 : Schweißzusatzmittel und Schweißen 1.2.6 Bezugsnormengruppe 6 : Niete 1.2.7 Bezugsnormengruppe 7 : Bauausführung von Stahlbauten 1.3 Unterscheidung nach Grundsätzen und Anwendungsregeln 1.4 Begriffe 1.4.1 Grundkomponente (eines Anschlusses) 1.4.2 Verbindung 1.4.3 angeschlossenes Bauteil 1.4.4 Anschluss 1.4.5 Anschlusskonfiguration 1.4.6 Rotationskapazität 1.4.7 Rotationssteifigkeit 1.4.8 Kennwerte (eines Anschlusses) 1.4.9 ebener Anschluss 1.5 Formelzeichen
2 Grundlagen der Tragwerksplanung 2.1 Annahmen 2.2 Allgemeine Anforderungen 2.3 Schnittgrößen 2.4 Beanspruchbarkeit von Verbindungen 2.5 Annahmen für die Berechnung 2.6 Schubbeanspruchte Anschlüsse mit Stoßbelastung, Belastung mit Schwingungen oder mit Lastumkehr 2.7 Exzentrizitäten in Knotenpunkten
3 Schrauben-, Niet- und Bolzenverbindungen 3.1 Schrauben, Muttern und Unterlegscheiben 3.1.1 Allgemeines 3.1.2 Vorgespannte Schrauben 3.2 Niete 3.3 Ankerschrauben 3.4 Kategorien von Schraubenverbindungen 3.4.1 Scherverbindungen 3.4.2 Zugverbindungen 3.5 Rand- und Lochabstände für Schrauben und Niete 3.6 Tragfähigkeiten einzelner Verbindungsmittel 3.6.1 Schrauben und Niete 3.6.2 Injektionsschrauben 3.7 Gruppen von Verbindungsmitteln 3.8 Lange Anschlüsse 3.9 Gleitfeste Verbindungen mit hochfesten 8.8 oder 10.9 Schrauben 3.9.1 Gleitwiderstand 3.9.2 Kombinierte Scher- und Zugbeanspruchung 3.9.3 Hybridverbindungen 3.10 Lochabminderungen 3.10.1 Allgemeines 3.10.2 Blockversagen von Schraubengruppen 3.10.3 Einseitig angeschlossene Winkel und andere unsymmetrisch angeschlossene Bauteile unter Zugbelastung 3.10.4 Anschlusswinkel für indirekten Anschluss 3.11 Abstützkräfte 3.12 Kräfteverteilung auf Verbindungsmittel im Grenzzustand der Tragfähigkeit 3.13 Bolzenverbindungen 3.13.1 Allgemeines 3.13.2 Bemessung der Bolzen
4 Schweißverbindungen 4.1 Allgemeines 4.2 Schweißzusätze 4.3 Geometrie und Abmessungen 4.3.1 Schweißnahtarten 4.3.2 Kehlnähte 4.3.3 Schlitznähte 4.3.4 Stumpfnähte 4.3.5 Lochschweißungen 4.3.6 Hohlkehlnähte 4.4 Schweißen mit Futterblechen 4.5 Beanspruchbarkeit von Kehlnähten 4.5.1 Schweißnahtlänge 4.5.2 Wirksame Nahtdicke 4.5.3 Tragfähigkeit von Kehlnähten 4.6 Tragfähigkeit von Schlitznähten 4.7 Tragfähigkeit von Stumpfnähten 4.7.1 Durchgeschweißte Stumpfnähte 4.7.2 Nicht durchgeschweißte Stumpfnähte 4.7.3 T-Stöße 4.8 Tragfähigkeit von Lochschweißungen 4.9 Verteilung der Kräfte 4.10 Steifenlose Anschlüsse an Flansche 4.11 Lange Anschlüsse 4.12 Exzentrisch belastete einseitige Kehlnähte oder einseitige nicht durchgeschweißte Stumpfnähte 4.13 Einschenkliger Anschluss von Winkelprofilen 4.14 Schweißen in kaltverformten Bereichen
5 Tragwerksberechnung, Klassifizierung und statische Modelle 5.1 Tragwerksberechnung 5.1.1 Allgemeines 5.1.2 Elastische Tragwerksberechnung 5.1.3 Starr-plastische Tragwerksberechnung 5.1.4 Elastisch-plastische Tragwerksberechnung 5.1.5 Berechnung von Fachwerkträgern 5.2 Klassifizierung von Anschlüssen 5.2.1 Allgemeines 5.2.2 Klassifizierung nach der Steifigkeit 5.2.3 Klassifizierung nach der Tragfähigkeit 5.3 Statisches Modell für Träger-Stützenanschlüsse
6 Anschlüsse mit H- oder I-Querschnitten 6.1 Allgemeines 6.1.1 Geltungsbereich 6.1.2 Kenngrößen 6.1.3 Grundkomponenten eines Anschlusses 6.2 Tragfähigkeit 6.2.1 Schnittgrößen 6.2.2 Querkräfte 6.2.3 Biegemomente 6.2.4 Äquivalenter T-Stummel mit Zugbeanspruchung 6.2.5 Äquivalenter T-Stummel mit Druckbeanspruchung 6.2.6 Tragfähigkeit der Grundkomponenten 6.2.7 Biegetragfähigkeit von Träger-Stützenanschlüssen und Stößen 6.2.8 Tragfähigkeit von Stützenfüßen mit Fußplatten 6.3 Rotationssteifigkeit 6.3.1 Grundmodell 6.3.2 Steifigkeitskoeffizienten für die Grundkomponenten eines Anschlusses 6.3.3 Stirnblechanschlüsse mit zwei oder mehr Schraubenreihen mit Zugbeanspruchung 6.3.4 Stützenfüße 6.4 Rotationskapazität 6.4.1 Allgemeines 6.4.2 Geschraubte Anschlüsse 6.4.3 Geschweißte Anschlüsse
7 Anschlüsse mit Hohlprofilen 7.1 Allgemeines 7.1.1 Geltungsbereich 7.1.2 Anwendungsbereich 7.2 Berechnung und Bemessung 7.2.1 Allgemeines 7.2.2 Versagensformen von Anschlüssen mit Hohlprofilen 7.3 Schweißnähte 7.3.1 Tragfähigkeit 7.4 Geschweißte Anschlüsse von KHP-Bauteilen 7.4.1 Allgemeines 7.4.2 Ebene Anschlüsse 7.4.3 Räumliche Anschlüsse 7.5 Geschweißte Anschlüsse von KHP- oder RHP-Streben an RHP-Gurtstäbe 7.5.1 Allgemeines 7.5.2 Ebene Anschlüsse 7.5.3 Räumliche Anschlüsse 7.6 Geschweißte Anschlüsse von KHP- oder RHP-Streben an I- oder H-Profil Gurtstäbe 7.7 Geschweißte Anschlüsse von KHP- oder RHP-Streben an U-Profil Gurtstäbe
Ergänzende Vorspannverfahren zu DIN EN 1090-2
Anmerkung zum Abdruck von DIN EN 1993-1-8
Auf den folgenden Seiten wird der Normentext von DIN EN 1993-1-8 :2010-12 in zweispaltiger Darstellung wiedergegeben. Zusätzlich wird der Nationale Anhang DIN EN 1993-1-8/NA :2010-12 und die „Zusätzlichen Regeln zur Erweiterung von DIN EN 1993 auf Stahlgüten bis S700“ nach DIN EN 1993-1-12 :2010-12 mit dem zugehörigen Nationalen Anhang DIN EN 1993-1-12/NA :2010-10 an den jeweiligen Stellen im Normentext zitiert.
Um einen guten Lesefluss zu garantieren, wurde für die Darstellungsart Folgendes festgelegt. Der Normentext wird zweispaltig und durchgehend dargestellt. Auf eine besondere Kennzeichnung der Berichtigungen wird verzichtet. Textstellen aus dem Nationalen Anhang werden durch einen zur Blattmitte hin offenen, grauen Kasten gekennzeichnet. Links oben befindet sich dabei die Bezeichnung NDP (nationally determined parameters) für national festgelegte Parameter und NCI (non-contradictory complementary information) für ergänzende nicht widersprechende Angaben zur Anwendung von DIN EN 1993-1-8. Kommentare zum Normentext werden in einem grauen Kasten im unteren Bereich der rechten Spalte in serifenloser Schrift abgedruckt.
DIN EN 1993-1-8
Eurocode 3 : Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-8 : Bemessung von Anschlüssen
ICS 91.010.30; 91.080.10
Eurocode 3 : Design of steel structures –
Part 1-8 : Design of joints
Eurocode 3 : Calcul des structures en acier –
Partie 1-8 : Calcul des assemblages
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 16. April 2004 angenommen.
Die Berichtigung tritt am 29. Juli 2009 in Kraft und wurde in EN 1993-1-8 :2005 eingearbeitet.
Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum des CEN oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage erhältlich.
Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Management-Zentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Königreich und Zypern.
Dieses Dokument ersetzt ENV 1993-1-1 :1992.
Nationales Vorwort
Dieses Dokument (EN 1993-1-8 :2005 +AC:2009) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 250 „Eurocodes für den konstruktiven Ingenieurbau“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom BSI (Vereinigtes Königreich) gehalten wird.
Die Arbeiten auf nationaler Ebene wurden durch die Experten des NABau-Spiegelausschusses NA 005-08-16 AA „Tragwerksbemessung (Sp CEN/TC 250/SC 3)“ begleitet.
Die Norm ist Bestandteil einer Reihe von Einwirkungs- und Bemessungsnormen, deren Anwendung nur im Paket sinnvoll ist. Dieser Tatsache wird durch das Leitpapier L der Kommission der Europäischen Gemeinschaft für die Anwendung der Eurocodes Rechnung getragen, indem Übergangsfristen für die verbindliche Umsetzung der Eurocodes in den Mitgliedstaaten vorgesehen sind. Die Übergangsfristen sind im Vorwort dieser Norm angegeben.
Die Anwendung dieser Norm gilt in Deutschland in Verbindung mit dem Nationalen Anhang.
Es wird auf die Möglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berühren können. Das DIN [und/oder die DKE] sind nicht dafür verantwortlich, einige oder alle diesbezüglichen Patentrechte zu identifizieren.
Hintergrund des Eurocode-Programms
1975 beschloss die Kommission der Europäischen Gemeinschaften, für das Bauwesen ein Programm auf der Grundlage des Artikels 95 der Römischen Verträge durchzuführen. Das Ziel des Programms war die Beseitigung technischer Handelshemmnisse und die Harmonisierung technischer Normen.
Im Rahmen dieses Programms leitete die Kommission die Bearbeitung von harmonisierten technischen Regelwerken für die Tragwerksplanung von Bauwerken ein, die im ersten Schritt als Alternative zu den in den Mitgliedsländern geltenden Regeln dienen und sie schließlich ersetzen sollten.
15 Jahre lang leitete die Kommission mit Hilfe eines Steuerkomitees mit Repräsentanten der Mitgliedsländer die Entwicklung des Eurocode-Programms, das zu der ersten Eurocode-Generation in den 80er Jahren führte.
Im Jahre 1989 entschieden sich die Kommission und die Mitgliedsländer der Europäischen Union und der EFTA, die Entwicklung und Veröffentlichung der Eurocodes über eine Reihe von Mandaten an CEN zu übertragen, damit diese den Status von Europäischen Normen (EN) erhielten. Grundlage war eine Vereinbarung1) zwischen der Kommission und CEN. Dieser Schritt verknüpft die Eurocodes de facto mit den Regelungen der Ratsrichtlinien und Kommissionsentscheidungen, die die Europäischen Normen behandeln (z. B. die Ratsrichtlinie 89/106/EWG zu Bauprodukten, die Bauproduktenrichtlinie, die Ratsrichtlinien 93/37/EWG, 92/50/EWG und 89/440/EWG zur Vergabe öffentlicher Aufträge und Dienstleistungen und die entsprechenden EFTA-Richtlinien, die zur Einrichtung des Binnenmarktes eingeleitet wurden).
Das Eurocode-Programm umfasst die folgenden Normen, die in der Regel aus mehreren Teilen bestehen :
EN 1990, Eurocode 0 : Grundlagen der Tragwerksplanung;
EN 1991, Eurocode 1 : Einwirkung auf Tragwerke;
EN 1992, Eurocode 2 : Bemessung und Konstruktion von Stahlbetonbauten;
EN 1993, Eurocode 3 : Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten;
EN 1994, Eurocode 4 : Bemessung und Konstruktion von Stahl-Beton-Verbundbauten;
EN 1995, Eurocode 5 : Bemessung und Konstruktion von Holzbauten;
EN 1996, Eurocode 6 : Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten;
EN 1997, Eurocode 7 : Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik;
EN 1998, Eurocode 8 : Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben;
EN 1999, Eurocode 9 : Bemessung und Konstruktion von Aluminiumkonstruktionen.
Die Europäischen Normen berücksichtigen die Verantwortlichkeit der Bauaufsichtsorgane in den Mitgliedsländern und haben deren Recht zur nationalen Festlegung sicherheitsbezogener Werte berücksichtigt, so dass diese Werte von Land zu Land unterschiedlich bleiben können.
Status und Gültigkeitsbereich der Eurocodes
Die Mitgliedsländer der EU und von EFTA betrachten die Eurocodes als Bezugsdokumente für folgende Zwecke :
– als Mittel zum Nachweis der Übereinstimmung der Hoch- und Ingenieurbauten mit den wesentlichen Anforderungen der Richtlinie 89/106/EWG, besonders mit der wesentlichen Anforderung Nr. 1 : Mechanischer Festigkeit und Standsicherheit und der wesentlichen Anforderung Nr. 2 : Brandschutz;
– als Grundlage für die Spezifizierung von Verträgen für die Ausführung von Bauwerken und dazu erforderlichen Ingenieurleistungen;
– als Rahmenbedingung für die Herstellung harmonisierter, technischer Spezifikationen für Bauprodukte (ENs und ETAs)
Die Eurocodes haben, da sie sich auf Bauwerke beziehen, eine direkte Verbindung zu den Grundlagendokumenten2), auf die in Artikel 12 der Bauproduktenrichtlinie hingewiesen wird, wenn sie auch anderer Art sind als die harmonisierten Produktnormen3). Daher sind die technischen Gesichtspunkte, die sich aus den Eurocodes ergeben, von den Technischen Komitees von CEN und den Arbeitsgruppen von EOTA, die an Produktnormen arbeiten, zu beachten, damit diese Produktnormen mit den Eurocodes vollständig kompatibel sind.
Die Eurocodes liefern Regelungen für den Entwurf, die Berechnung und Bemessung von kompletten Tragwerken und Baukomponenten, die sich für die tägliche Anwendung eignen. Sie gehen auf traditionelle Bauweisen und Aspekte innovativer Anwendungen ein, liefern aber keine vollständigen Regelungen für ungewöhnliche Baulösungen und Entwurfsbedingungen, wofür Spezialistenbeiträge erforderlich sein können.
Nationale Fassungen der Eurocodes
Die Nationale Fassung eines Eurocodes enthält den vollständigen Text des Eurocodes (einschließlich aller Anhänge), so wie von CEN veröffentlicht, mit möglicherweise einer nationalen Titelseite und einem nationalen Vorwort sowie einem Nationalen Anhang.
Der Nationale Anhang darf nur Hinweise zu den Parametern geben, die im Eurocode für nationale Entscheidungen offen gelassen wurden. Diese national festzulegenden Parameter (NDP) gelten für die Tragwerksplanung von Hochbauten und Ingenieurbauten in dem Land, in dem sie erstellt werden. Sie umfassen :
– Zahlenwerte für γ-Faktoren und/oder Klassen, wo die Eurocodes Alternativen eröffnen;
– Zahlenwerte, wo die Eurocodes nur Symbole angeben;
– landesspezifische, geographische und klimatische Daten, die nur für ein Mitgliedsland gelten, z. B. Schneekarten;
– Vorgehensweise, wenn die Eurocodes mehrere zur Wahl anbieten;
– Entscheidungen zur Anwendung informativer Anhänge;
– Verweise zur Anwendung des Eurocodes, soweit diese ergänzen und nicht widersprechen.
Verbindung zwischen den Eurocodes und den harmonisierten Technischen Spezifikationen für Bauprodukte (EN und ETAZ)
Die harmonisierten Technischen Spezifikationen für Bauprodukte und die technischen Regelungen für die Tragwerksplanung4) müssen konsistent sein. Insbesondere sollten die Hinweise, die mit den CE-Zeichen an den Bauprodukten verbunden sind und die die Eurocodes in Bezug nehmen, klar erkennen lassen, welche national festzulegenden Parameter (NDP) zugrunde liegen.
Nationaler Anhang zu EN 1993-1-8
Diese Norm enthält alternative Methoden, Zahlenangaben und Empfehlungen in Verbindung mit Anmerkungen, die darauf hinweisen, wo Nationale Festlegungen getroffen werden können. EN 1993-1-8 wird bei der nationalen Einführung einen Nationalen Anhang enthalten, der alle national festzulegenden Parameter enthält, die für die Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten im jeweiligen Land erforderlich sind.
Nationale Festlegungen sind bei folgenden Regelungen vorgesehen :
– 1.2.6 (Bezugsnormengruppe 6 : Niete);
– 2.2(2);
– 3.1.1(3);
– 3.4.2(1);
– 5.2.1(2);
– 6.2.7.2(9).
