DASt-Forschungsbericht 3/2009
Entwicklung eines Bemessungsmodells für geschraubte, momententragfähige Kopfplattenverbindungen mit 4 Schrauben in einer Schraubenreihe auf der Grundlage der prEN 1993-1-8: 2003
et al., Markus Feldmann, Otto Oberegge, Dieter Ungermann
Geschraubte momententragfähige Stirnplattenverbindungen werden bei der Konstruktion von fast jedem Stahlhochbau eingesetzt, sei es um momententragfähige Anschlüsse zwischen Trägern und Stützen oder Stöße biegebeanspruchter Träger auszuführen. Dabei wird in der Regel auf typisierte Verbindungen wie z.B. die „Typisierte Anschlüsse im Stahlhochbau – Band 2“ vom Deutschen Stahlbauverband zurückgegriffen, die durch CAD – CAM – Koppelungen eine sehr effektive Fertigung erlauben und durch den Wegfall der Detailnachweise auch den planerischen Aufwand minimieren, im Gegenzug dafür aber relativ kräftige Stirnplatten und stützenseitige Steifen bei Träger – Stützen – Verbindungen erfordern.
Mit der Komponentenmethode, die Eingang in die europäische Stahlbaunorm DIN EN 1993-1-8 gefunden hat, lässt sich das Trag- und Verformungsverhalten von 2-reihigen momententragfähigen Stirnplattenverbindungen detailliert berechnen, was eine Optimierung von Anschlüssen im Hinblick auf die Material- und Fertigungskosten ermöglicht. Auf 4-reihige Anschlusskonfigurationen, wie die in Deutschland gebräuchlichen und auch typisierten IH2 und IH4 – Anschlüsse, kann die Komponentenmethode nicht direkt übertragen werden. Eine erste Erweiterung der Komponentenmethode von Sedlacek und Weynand, die Basis für die „Typisierte Anschlüsse im Stahlhochbau – Band 2“ ist, liefert konservative Grenztragfähigkeiten für 4-reihige Anschlüsse und führt somit zu wirtschaftlich nicht optimalen Konstruktionen. Hieraus ist das Ziel des Forschungsvorhabens – die Erweiterung der Komponentenmethode auf Anschlüsse mit vier Schrauben in einer Reihe – abgeleitet worden. Um das Forschungsziel zu erreichen, sind im Rahmen des Forschungsvorhabens Bauteil- und Komponentenversuche durchgeführt worden. Auf Basis der Versuchsergebnisse ist das T – Stummelmodell, mit dem in der Komponentenmethode biegebeanspruchte Bauteile wie Stirnplatten oder Stützenflaschen erfasst werden, auf vier Schrauben erweitert worden. Das im Rahmen des Forschungsvorhabens entwickelte Bemessungsmodell stellt ein allgemeingültiges, auf den Grundprinzipien der Komponentenmethode basierendes Bemessungsmodell dar, mit dem das Trag- und Verformungsverhalten von 4-reihigen Anschlusskonfigurationen realitätsnah erfasst werden kann und so zu einer wirtschaftlicheren Anwendung von 4-reihigen, momententragfähigen Stirnplattenverbindungen beiträgt.
