Читать книгу Stahlbau-Kalender 2021 - Ulrike Kuhlmann - Страница 64

(1) Die Bemessungsregeln für massive Rundbolzen sind in Tabelle 3.10 angegeben.

(2) Die einwirkenden Biegemomente in einem Bolzen sind in der Regel unter der Annahme zu berechnen, dass die Augenstabbleche gelenkige Auflager bilden. Dabei ist anzunehmen, dass die Lochleibungspressung zwischen dem Bolzen und den Augenstabblechen gleichmäßig über die jeweilige Kontaktfläche verteilt ist, siehe Bild 3.11.

Zu 3.11

Abstützkräfte können zum Beispiel in einem T-Stoß von Zugstäben auftreten (Bild K1).

Die Abstützkräfte vergrößern die Zugbeanspruchungen der Schrauben und müssen bei der Bemessung berücksichtigt werden. Ob sich Abstützkräfte einstellen, hängt von den Vorverformungen und Abmessungen der Stirnplatte und der Schrauben ab. Bei Vorverformungen, wie im rechten Teilbild skizziert, stellen sich keine Abstützkräfte ein.

In dem T-Stummel-Modell nach Abschnitt 6.2.4, mit dem in der Komponentenmethode die Tragfähigkeit von auf Biegung beanspruchten Komponenten wie Stirnplatten oder Stützenflansch bestimmt wird, sind die Abstützkräfte implizit berücksichtigt.

Bild K1. Zusätzliche Beanspruchungen infolge von Abstützkräften

Zu 3.13.2

Die Bemessung von Bolzen nach DIN EN 1993-1-8 entspricht bis auf geringfügige Änderungen bei den Geometrievorgaben für Augenstäbe (Tabelle 3.9, Möglichkeit B), den aus DIN 18800-1 bekannten Regeln. Neu sind die Regeln für austauschbare Bolzen. Hier fordert DIN EN 1993-1-8 die Begrenzung der Lochleibungsspannung σ_h,Ed nach Gleichung (3.14) und, wie in Tabelle 3.10 aufgeführt, die Begrenzung der Lochleibungskraft und der Bolzenbiegung im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (GdG). Um sicherzustellen, dass austauschbare Bolzen und auch die Augenstäbe unter Gebrauchslasten im elastischen Bereich bleiben, sind die Beanspruchbarkeiten im GdG um bis zu 60 % zu reduzieren. Bei der Bemessung von austauschbaren Bolzen sind daher die Anforderungen im GdG immer maßgebend. Wann ein Bolzen als austauschbar definiert und entsprechend bemessen werden muss, ist von dem jeweiligen Anwendungsfall abhängig. Bei nur temporär genutzten Tragwerken, wie zum Beispiel Traggerüsten, kann in aller Regel auf die Anwendung der Bemessungsregeln für austauschbare Bolzen verzichtet werden, da die Bolzen ihrem Einsatzzweck entsprechend „nur“ demontierbar sein müssen.

Tabelle 3.9. Geometrische Anforderungen an Augenstäbe

Zu Tabelle 3.9

Die in der Tabelle 3.9 aufgeführten Möglichkeiten zur Festlegung der Geometrie von Augenstäben gehen im Wesentlichen auf die konstruktiven Empfehlungen und von Winkler zurück [K29]. Unter der Voraussetzung gleicher Tragfähigkeiten im Stab und Auge ergeben sich hieraus direkt die bei Möglichkeit A angegebenen Bestimmungsgleichungen für a und c.

Bei der Möglichkeit B sind weitergehende Überlegungen zur Ermüdungsfestigkeit mit berücksichtigt worden. Petersen leitet in [K29] für einen Augenstab mit gleicher Wangen- und Scheiteltragfähigkeit und unter Ansatz eines experimentell abgesicherten Kerbfaktors folgende im Hinblick auf die Ermüdungsfestigkeit besonders geeignete geometrische Vorgaben ab :

; ;

Diese sind mit geringfügigen Modifikationen in DIN EN 1993-1-8 als Möglichkeit B übernommen worden. Die Mindestblechdicke hängt bei Ermüdungsbeanspruchungen von dem Durchmesser d₀ des Loches und der damit verbundenen Kerbwirkung ab. Unter der Voraussetzung, dass die einwirkende Kraft F_Ed der Grenzzugtragfähigkeit des Stabquerschnitts entspricht und der Lochdurchmesser d₀ = 2,5 t beträgt, ergibt sich die in Tabelle 3.9 aufgeführte Gleichung : . Werden kleinere Lochdurchmesser als d₀ < 2,5 t bei dynamisch beanspruchten Konstruktionen ausgeführt, kann nach [K29] diese Gleichung korrigiert werden.

Tabelle 3.10. Bemessungsregeln für Bolzenverbindungen

Bild 3.11. Biegemoment in einem Bolzen

(3) Soll der Bolzen austauschbar sein, ist neben den Anforderungen in 3.13.1 und 3.13.2 die Lochleibungsspannung wie folgt zu beschränken :

(3.14)

Dabei ist

(3.15)

(3.16)

Dabei ist

d	der Bolzendurchmesser;
d 0	der Bolzenlochdurchmesser;
F b,Ed,ser	der Bemessungswert der einwirkenden Lochleibungskraft im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit.