mb322 geschraubte verbindungen im stahlbau

40
Merkblatt 322 Geschraubte Verbindungen im Stahlbau Stahl-Informations-Zentrum

Upload: wewewewo

Post on 11-Nov-2015

441 views

Category:

Documents


41 download

DESCRIPTION

Geschraubte Verbindungen

TRANSCRIPT

  • Merkblatt 322

    Geschraubte Verbindungen im Stahlbau

    Stahl-Informations-Zentrum

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:30 Seite 1

  • 2Merkblatt 322

    Stahl-Informations-Zentrum

    Das Stahl-Informations-Zentrum ist eine Gemeinschaftsorganisation Stahl erzeugenderund verarbeitender Unternehmen. Markt- undanwendungsorientiert werden firmenneutraleInformationen ber Verarbeitung und Einsatzdes Werkstoffs Stahl bereitgestellt.

    Verschiedene Schriftenreihen bieten einbreites Spektrum praxisnaher Hinweise frKonstrukteure, Entwickler, Planer und Ver -arbeiter von Stahl. Sie finden auch Anwendungin Ausbildung und Lehre.

    Vortragsveranstaltungen schaffen ein Forum fr Erfahrungsberichte aus der Praxis.

    Messen und Ausstellungen dienen derPrsentation neuer Werkstoffentwicklungenund innovativer, zukunftsweisender Stahlan-wendungen.

    Als individueller Service werden auch Kon-takte zu Instituten, Fachverbnden sowie Spezia-listen aus Forschung und Industrie vermittelt.

    Die Pressearbeit richtet sich an Fach-, Tages- und Wirtschaftsmedien und informiertkontinuierlich ber neue Werkstoffentwicklun-gen und -anwendungen.

    Das Stahl-Informations-Zentrum zeichnetbesonders innovative Anwendungen mit demStahl-Innovationspreis (www.stahl-innovationspreis.de) aus. Er ist einer der bedeutendstenWettbewerbe seiner Art und wird alle drei Jahreausgelobt.

    Die Internet-Prsentation (www.stahl-info.de) informiert ber aktuelle Themen und

    Mitglieder des Stahl-Informations-Zentrums: AG der Dillinger Httenwerke ArcelorMittal Bremen GmbH ArcelorMittal Commercial RPS S..r.l. ArcelorMittal Duisburg GmbH ArcelorMittal Eisenhttenstadt GmbH Benteler Steel Tube GmbH Bllinghaus Steel GmbH Gebr. Meiser GmbH Georgsmarienhtte GmbH Outokumpu VDM GmbH Saarstahl AG Salzgitter AG ThyssenKrupp Bautechnik GmbH ThyssenKrupp Electrical Steel GmbH ThyssenKrupp Rasselstein GmbH ThyssenKrupp Steel Europe AGWickeder Westfalenstahl GmbH

    Veranstaltungen und bietet einen berblickber die Verffentlichungen des Stahl-Informa-tions-Zentrums. Publikationen knnen hier bestellt oder als PDF-Datei heruntergeladenwerden. Anmeldungen zu Veranstaltungen sindebenfalls online mglich.

    Der Newsletter informiert Abonnenten perE-Mail ber Neuerscheinungen, Veranstaltungenund Wissenswertes.

    Impressum

    Merkblatt 322Geschraubte Verbindungen im StahlbauAusgabe 2012, ISSN 0175-2006

    Herausgeber: Stahl-Informations-Zentrum,Postfach 10 48 42, 40039 Dsseldorf

    Autoren: Prof. Dr.-Ing. Rolf Kindmann,Ruhr Universitt Bochum,Lehrstuhl fr Stahl-, Holz- und LeichtbauProf. Dr.-Ing. Jan Vette,Fachhochschule Mnster, Fachbereich Bauingenieurwesen

    Redaktion: Stahl-Informations-Zentrum

    Ein Nachdruck dieser Verffentlichung ist auch auszugsweise nur mit schriftlicher Ge-nehmigung des Herausgebers und bei Quellen-angabe gestattet. Die zugrunde liegenden Infor-mationen wurden mit grter Sorgfalt recher-chiert und redaktionell bearbeitet. Eine Haftungist jedoch ausgeschlossen.

    DIN-Normen: Wiedergegeben mit Erlaubnisdes DIN Deutsches Institut fr Normung e.V.Magebend fr das Anwenden der DIN-Normist die Fassung mit dem neuesten Ausgabe -datum, die bei der Beuth Verlag GmbH, Burg -grafen strae 6, 10787 Berlin, erhltlich ist.

    InhaltSeite

    1 Einleitung und bersicht .......................... 22 Schrauben, Muttern und Scheiben ............ 73 Herstellen von geschraubten Verbindungen ..................... 16

    4 Kraftbertragung und Tragverhalten ........ 205 Bemessung nach DIN EN 1993-1-8 ........... 256 Bemessungsbeispiele nach DIN EN 1993-1-8 .............................. 33

    7 Normen ..................................................... 388 Literatur .................................................... 39

  • 3Geschraubte Verbindungen im Stahlbau

    1 Einleitung und bersicht

    1.1 Einfhrung

    Stahltragwerke bestehen in der Regel ausTrgern, Sttzen und Rahmen, die aus Blechenund gewalzten Profilen hergestellt werden. Frdie erforderlichen Verbindungen, Ste, An-schlsse und Befestigungen werden geeigneteTechniken bentigt, die die Ausfhrung wirt-schaftlicher und dauerhafter Konstruktionenermglicht.

    Alte Stahlkonstruktionen belegen, dass manVerbindungen frher ausschlielich mit Nie-ten hergestellt hat. Da sie keine Zugkrfte auf-nehmen konnten, musste man so konstruieren,dass sie nur durch Scherkrfte beansprucht wur-den, also nur durch Krfte senkrecht zur Niet-achse. Von wenigen Ausnahmen abgesehenkommen Nietverbindungen heutzutage nichtmehr zum Einsatz. Aus wirtschaftlichen Grndensind sie schon seit langem durch geschweiteund geschraubte Verbindungen ersetzt worden.

    Aufgrund der runden, stiftartigen Formsind Nieten und Schrauben unmittelbar mitein-ander vergleichbar. Dies galt zeitweise auchfr das Tragverhalten, weil man Schrauben zu-nchst so angeordnet hat, dass sie wie Nietennur durch Scherkrfte beansprucht wurden. DieWeiterentwicklung der Konstruktionstechnikenund Schraubenfestigkeiten hat zwischenzeit-lich zu einem weiteren Wandel gefhrt: Heut-zutage knnen Schrauben sowohl Scherkrfteals auch Zugkrfte aufnehmen. Diese Entwick-lung ist auch an den einschlgigen Normen frStahlbauten erkennbar. In den Regelungen vonDIN 18800 stehen Scher-/Lochleibungsverbin-dungen im Vordergrund, was dort insbesonderedurch die Einteilung in sechs Ausfhrungsformenvon geschraubten Verbindungen deutlich wird.In DIN EN 1993-1-8, die die DIN 18800 abgelsthat, werden scher- und zugbeanspruchte Verbin-dungen mit Schrauben gleichrangig behandelt.Grundlage der folgenden Ausfhrungen ist dieDIN EN 1993-1-8 in Verbindung mit dem natio-nalen Anhang fr Deutschland. Darber hinauswerden die aktuellen Produktnormen fr Schrau-ben und die DIN EN 1090-2 heran gezogen.

    Dieses Merkblatt richtet sich an Studenten,Ingenieure und Architekten. Es betrifft Stahl-bauten im Sinne der DIN EN 1993 (Eurocode 3)und gilt fr die Bemessung und Konstruktiontragender Bauteile aus Stahl. Fr Bauteile mitnicht vorwiegend ruhender Belastung sind zu-stzliche Regelungen zu beachten, ebenso wiezustzliche Bestimmungen in den entsprechen-den Teilen der DIN EN 1993 oder in den Vor-

    schriften der Bahn. Auf solche Regeln wird indiesem Merkblatt nicht eingegangen. Das Merk-blatt behandelt die im Stahlbau blichen Schrau-ben mit metrischem Gewinde und Sechskant-kpfen der Festigkeitsklassen 4.6, 5.6, 8.8 und10.9 sowie die zugehrigen Sechskantmutternund Scheiben, siehe Tabelle 2.5.

    1.2 Inhalt der Kapitel

    1.2.1 Einleitung und bersicht

    Nach einer allgemeinen Einfhrung in dieThematik wird die prinzipielle Vorgehensweisebei der Bemessung geschraubter Verbindungenanhand eines Einfhrungsbeispiels beschrieben,und es wird auf Grundstze fr die konstruktiveAusbildung und die Berechnungen hingewie-sen. Darber hinaus werden die Kategorienfr geschraubte Verbindungen nach DIN EN1993-1-8 und die verwendeten Bezeichnungenzusammengestellt.

    1.2.2 Schrauben, Muttern und Scheiben

    Dieses Kapitel enthlt Informationen zuden Produkten, die in Schraubengarnituren zuverwenden sind. Im Wesentlichen geht es dabeium die entsprechenden Normen, Abmessungenund Festigkeiten.

    1.2.3 Herstellung

    Die Herstellung geschraubter Verbindungenwird erlutert, aber auch die Darstellung aufZeichnungen vermittelt, und es werden Hin-weise zum Korrosionsschutz und zur Vorspan-nung gegeben.

    1.2.4 Kraftbertragung und Tragverhalten

    Das Kapitel enthlt Erluterungen zur Be-rechnung von Krften in den Schrauben einerVerbindung, zur bertragung der Schnittgrenund zum Tragverhalten einzelner Schrauben.

    1.2.5 Bemessung nach DIN EN 1993-1-8

    Hier sind die wichtigsten Grundlagen fr nor-mengerechte Nachweise zusammengestellt. DasKapitel enthlt Berechnungsformeln und Tabel-len mit den Bemessungswerten der Tragfhigkeiteinzelner Schrauben nach DIN EN 1993-1-8.

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:30 Seite 3

  • 41.2.6 Bemessungsbeispiele

    Mithilfe von sechs Bemessungsbeispielenwird die Durchfhrung der erforderlichen Nach-weise erlutert.

    1.3 Einfhrungsbeispiel

    Bei der konstruktiven Ausbildung und derBemessung geschraubter Verbindungen sinddie folgenden Grundstze zu beachten: Ste und Anschlsse sollen gedrungen aus-

    gebildet werden. Es ist eine unmittelbare und symmetrische

    Stodeckung anzustreben. Versatzmomente sollten mglichst vermieden

    werden. Die einzelnen Querschnittsteile sollen fr sich

    angeschlossen oder gestoen werden. Die Beanspruchung der Verbindung eines

    Querschnittsteils soll aus den Schnittgren-anteilen dieses Querschnittsteils bestimmtwerden.

    Die Vorgehensweise bei der Bemessung geschraubter Verbindungen wird mit dem inAbb. 1.1 dargestellten Trgersto erlutert. DerTrger besteht aus einem Walzprofil HEA500,d.h., er hat einen doppeltsymmetrischen Quer-schnitt. Die rechts in der Abbildung angegebe-nen Schnittgren wirken unmittelbar an derStostelle.

    Zunchst sollte man entsprechend deno.g. Grundstzen die Teilschnittgren in denEinzelteilen des Querschnitts infolge N, M undV ermitteln und dann festlegen, wie diese Teil-schnittgren durch die Schrauben bertragenwerden sollen.

    Beim klassischen Laschensto, siehe Abb.1.1b, werden die Schrauben nur durch Scher-krfte beansprucht, was unmittelbar anhandder Teilschnittgren erkennbar ist. Dies sindin den Gurten die Normalkrfte infolge N undM, die von den Gurten durch die Schrauben indie Laschen und auf der anderen Seite des Sto-es wieder in die Gurte bertragen werden. Im Steg ergeben sich die Teilschnittgren Nw,Mw und Vw = V, die die Schrauben ebenfallsdurch Scherkrfte beanspruchen. Bei der Er-mittlung der Krfte in den Schrauben ist zu be-achten, dass infolge V ein Versatzmoment auf-tritt. Als prinzipielle Vorgehensweise knnendie folgenden Grundstze fr die Nachweisfh-rung herangezogen werden:1. Teilschnittgren in den Einzelteilen des Quer-

    schnitts ermitteln.2. Scherkrfte in den einzelnen Schrauben er-

    mitteln (in der Regel die Maximalwerte).3. Nachweise fhren: Abscheren der Schrauben,

    Lochleibung der Bleche, Beanspruchung desNettoquerschnitts (Lochabzug).

    Bei dem in Abb. 1.1c dargestellten Stirn-plattensto wird der Obergurt infolge N und Mdurch eine Drucknormalkraft beansprucht. Siekann unmittelbar durch die Stirnplatten undDruckkontaktkrfte bertragen werden. ImUntergurt ergibt sich infolge N und M eine Zug -normalkraft, so dass die Schrauben im Bereichdes Untergurtes durch Zugkrfte beanspruchtwerden. Die Tragfhigkeit des Stirnplattensto-es wird in der Regel unter Verwendung desT-Stummel-Modells ermittelt (siehe Abschnitt5.12). Aufgrund der Zugbeanspruchung in denSchrauben wird der Stirnplattensto gemDIN EN 1993-1-8 den Kategorien D oder E zu -geordnet (siehe Abschnitt 1.4). Die Querkraft Vwird in der Regel den Schrauben im Bereichdes Obergurtes zugewiesen. Sie hat hufig eineuntergeordnete Bedeutung.

    Merkblatt 322

    Abb. 1.1: Einfhrungsbeispiel Trgersto

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:30 Seite 4

  • 5Geschraubte Verbindungen im Stahlbau

    1.4 Kategorien nach DIN EN 1993-1-8

    Geschraubte Verbindungen werden gemDIN EN 1993-1-8 in die Kategorien A bis E ein-geteilt. Die Kategorien beziehen sich auf die Bean-spruchung der Schrauben (Abscheren oder Zug)und Varianten in der Ausfhrung (gleitfest, vor-gespannt, handfest angezogen). Weitere Einzel-heiten knnen Tabelle 1.1 entnommen werden.

    Geschraubte Verbindungen mit scherbe -anspruchten Schrauben werden in der Regelfr die Bemessung in folgende Kategorienunterteilt:

    a) Kategorie A: Scher-/LochleibungsverbindungenZu dieser Kategorie gehren Schrauben der

    Festigkeitsklassen 4.6 bis 10.9. Vorspannungund besondere Oberflchenbehandlungen sindin der Regel nicht erforderlich. Der Bemessungs-wert der einwirkenden Scherkraft darf wederden Bemessungswert der Schertragfhigkeitnoch den Bemessungswert des Lochleibungs-widerstandes berschreiten, siehe Abschnitt 5.4.

    b) Kategorie B: Gleitfeste Verbindungen im Grenz-zustand der GebrauchstauglichkeitZu dieser Kategorie gehren hochfeste

    Schrauben, die kontrolliert vorgespannt werden.Im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit darfin der Regel kein Gleiten auftreten. Der Be-messungswert der einwirkenden Scherkraft imGrenzzustand der Gebrauchstauglichkeit darf inder Regel den Bemessungswert des Gleitwider-standes nicht berschreiten. Der Bemessungs-wert der einwirkenden Abscherkraft im Grenz-zustand der Tragfhigkeit darf in der Regel denBemessungswert der Schertragfhigkeit und desLochleibungswiderstandes nicht berschreiten.

    c) Kategorie C: Gleitfeste Verbindungen im Grenz-zustand der TragfhigkeitZu dieser Kategorie gehren hochfeste

    Schrauben, die kontrolliert vorgespannt werden.Im Grenzzustand der Tragfhigkeit darf keinGleiten auftreten. Der Bemessungswert der ein-wirkenden Scherkraft im Grenzzustand der Trag-fhigkeit darf den Bemessungswert des Gleit -

    Kategorie Nachweiskriterium Anmerkungen

    Scherverbindungen (scherbeanspruchte Schrauben)

    A Fv,Ed Fv,RdKeine Vorspannung erforderlich.

    Scher-/Lochleibungsverbindungen Fv,Ed Fb,RdSchrauben der Festigkeitsklassen 4.6 bis 10.9

    drfen verwendet werden.

    B Fv,Ed,ser Fs,Rd,ser In der Regel sind hochfeste Schrauben Gleitfeste Verbindungen im Grenz- Fv,Ed Fv,Rd der Festigkeitsklasse 8.8 oder 10.9 zu verwenden.zustand der Gebrauchstauglichkeit Fv,Ed Fb,Rd Gleitwiderstand fr die Gebrauchstauglichkeit.

    C Fv,Ed Fs,Rd In der Regel sind hochfeste Schrauben der Gleitfeste Verbindungen im Fv,Ed Fb,Rd Festigkeitsklasse 8.8 oder 10.9 zu verwenden.Grenzzustand der Tragfhigkeit Fv,Ed Nnet,Rd Gleitwiderstand fr die Tragfhigkeit.

    Zugverbindungen (zugbeanspruchte Schrauben)

    D Ft,Ed Ft,RdKeine Vorspannung erforderlich.

    Nicht vorgespannt Ft,Ed Bp,RdSchrauben der Festigkeitsklassen 4.6 bis 10.9 drfen

    verwendet werden. Bp,Rd siehe Abschnitt 5.5.

    E Ft,Ed Ft,RdIn der Regel sind hochfeste Schrauben der

    Vorgespannt Ft,Ed Bp,RdFestigkeitsklasse 8.8 oder 10.9 zu verwenden.

    Bp,Rd siehe Abschnitt 5.5.

    Fv,Rd Grenzabscherkraft pro SchraubeFb,Rd Grenzlochleibungskraft pro SchraubeFs,Rd,ser Grenzgleitwiderstand pro Schraube im Grenzzustand der GebrauchstauglichkeitFs,Rd Grenzgleitwiderstand pro Schraube im Grenzzustand der TragfhigkeitFt,Rd Grenzzugkraft pro Schraube

    Tabelle 1.1: Kategorien vongeschraubten Ver-bindungen nachDIN EN 1993-1-8

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:30 Seite 5

  • 6widerstandes und des Lochleibungswiderstandesnicht berschreiten. Zustzlich darf bei Zugver-bindungen der Bemessungswert des plastischenWiderstands des Nettoquerschnitts im kriti-schen Schnitt durch die Schraubenlcher Nnet,Rd(siehe DIN EN 1993-1-1, 6.2) nicht berschrittenwerden.

    Fr die Baupraxis hat die Kategorie A diemit Abstand grte Bedeutung. Gleitfeste Ver-bindungen nach den Kategorien B und C kom-men nur selten zum Einsatz, weil sie eine Be-handlung der Reibflchen zur Sicherstellungder Reibung erfordern. Bezglich des Tragver-haltens bieten sie bei ermdungsbeanspruchtenVerbindungen, d.h. bei hufig vernderlichenBeanspruchungen, Vorteile.

    Bei geschraubten Verbindungen mit zug -beanspruchten Schrauben werden in der Regelfr die Bemessung folgende Kategorien unter-schieden:

    a) Kategorie D: Nicht vorgespanntZu dieser Kategorie gehren Schrauben der

    Festigkeitsklassen 4.6 bis 10.9. Vorspannung istnicht erforderlich. Diese Kategorie darf bei Ver-bindungen, die hufig vernderlichen Zugbean-spruchungen ausgesetzt sind, nicht verwendetwerden. Der Einsatz in Verbindungen, die durchnormale Windlasten beansprucht werden, istdagegen erlaubt.

    b) Kategorie E: VorgespanntZu dieser Kategorie gehren hochfeste vor-

    gespannte Schrauben der Festigkeitsklasse 8.8oder 10.9, die kontrolliert vorgespannt werden.In Tabelle 1.1 sind die Nachweiskriterien frdiese Verbindungskategorien zusammengefasst.

    Vereinzelt werden Schrauben in Verbindun-gen durch hohe Scher- und hohe Zugkrfte be -ansprucht, so dass dann auch die Kombinationnachzuweisen ist. Einzelheiten zur Kraftber -tragung und zum Tragverhalten werden in Kapitel 4 vermittelt, Einzelheiten zur Bemessungnach DIN EN 1993-1-8 in Kapitel 5.

    1.5 Bezeichnungen

    Schrauben, Muttern und Scheibend Schraubendurchmesserd1 Kerndurchmesser d2 Flankendurchmesser d0 LochdurchmesserDd Lochspiel

    A SchaftquerschnittAs Spannungsquerschnittb Gewindelnges Schlsselweitee Eckenmak Kopfhhem Mutternhheh ScheibendickeP Steigung Schraubenlnge (ohne Kopf)

    Allgemeine BezeichnungenM BiegemomentN NormalkraftV QuerkraftA Querschnittsflche (brutto)Anet Querschnittsflche (netto)Fv Abscherkraft pro SchraubeFb Lochleibungskraft pro SchraubeFt Zugkraft pro Schraubet Blechdicke t Klemmlngets Paketdicke der verbundenen Bleche ohne

    Scheibenn Bedeutung 1: Anzahl der Schrauben in einer

    VerbindungBedeutung 2: Abstand der Schraubenreihezum Angriffspunkt der Absttzkrfte(T-Stummel-Modell)

    m Bedeutung 1: Anzahl der Scherfugen (Schnittigkeit)Bedeutung 2: Abstand der Schraubenreihezum gezogenen Blech (T-Stummel-Modell)

    e Abstand von der Schraubenreihe bis zumRand (T-Stummel-Modell)

    p Abstand der Schrauben untereinandergM0 Teilsicherheitsbeiwert fr die Beanspruch-

    barkeit von QuerschnittengM1 Teilsicherheitsbeiwert fr die Beanspruch-

    barkeit von Bauteilen bei StabilittsversagengM2 Teilsicherheitsbeiwert fr die Beanspruch-

    barkeit von Querschnitten bei Bruchver -sagen infolge Zugbeanspruchung

    gF Teilsicherheitsbeiwert fr Einwirkungenm Reibungszahl Normalspannungt Schubspannungfu Zugfestigkeitfy Streckgrenze

    Indizesf Flansch (engl.: flange)w Steg (engl.: web)Ed Bemessungswert der EinwirkungRd Bemessungswert der Beanspruchbarkeit

    Merkblatt 322

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:30 Seite 6

  • 7Geschraubte Verbindungen im Stahlbau

    2 Schrauben, Muttern und Scheiben

    2.1 Normen

    Die DIN EN 1993-1-8 umfasst die folgendenBezugsnormen hinsichtlich der Schrauben, Mut-tern und Unterlegscheiben: DIN EN 14399: Hochfeste planmig vor-

    spannbare Schraubenverbindungen fr denMetallbau Teil 1: Allgemeine Anforderungen

    (2006-06) Teil 2: Prfung der Eignung zum

    Vorspannen (2006-06) Teil 3: System HR Garnituren aus Sechs-

    kantschrauben und -muttern (2006-06) Teil 4: System HV Garnituren aus Sechs-

    kantschrauben und -muttern (2006-06) Teil 5: Flache Scheiben (2006-06) Teil 6: Flache Scheiben mit Fase (2006-06)

    DIN EN 20898-2: Mechanische Eigenschaftenvon Verbindungselementen Teil 2: Mutternmit festgelegten Prfkrften; Regelgewinde(1994-02)

    DIN EN ISO 898-1: Mechanische Eigenschaf-ten von Verbindungselementen aus Kohlen-stoffstahl und legiertem Stahl Teil 1: Schrau-ben mit festgelegten Festigkeitsklassen Regel-gewinde und Feingewinde (2009-08)

    DIN EN ISO 4014: Sechskantschrauben mitSchaft Produktklassen A und B (2011-06)

    DIN EN ISO 4016: Sechskantschrauben mitSchaft Produktklasse C (2011-06)

    DIN EN ISO 4017: Sechskantschrauben mitGewinde bis Kopf Produktklassen A und B(2011-07)

    DIN EN ISO 4018: Sechskantschrauben mitGewinde bis Kopf Produktklasse C (2011-07)

    DIN EN ISO 4032: Sechskantmuttern, Typ 1 Produktklassen A und B (2012-05)

    DIN EN ISO 4033: Sechskantmuttern, Typ 2 Produktklassen A und B (2012-05)

    DIN EN ISO 4034: Sechskantmuttern Pro-duktklasse C (2012-06)

    DIN EN ISO 7089: Flache Scheiben NormaleReihe, Produktklasse A (2000-11)

    DIN EN ISO 7090: Flache Scheiben mit Fase Normale Reihe, Produktklasse A (2000-11)

    DIN EN ISO 7091: Flache Scheiben NormaleReihe, Produktklasse C (2000-11)

    In Klammern ist jeweils das Ausgabedatumder zurzeit aktuellen Norm angegeben (z.B.2011-10).

    Darber hinaus ist fr die Ausfhrung vonStahlbauten und somit auch fr geschraubte Ver-bindungen von Bedeutung: DIN EN 1090-2: Ausfhrung von Stahltrag-

    werken und Aluminiumtragwerken Teil 2:Technische Regeln fr die Ausfhrung vonStahltragwerken (2011-10)

    In der Ausfhrungsnorm DIN EN 1090-2wird ergnzend auf die folgenden Normen ver-wiesen, die geschraubte Verbindungen betreffen: DIN EN 14399: Hochfeste planmig vor-

    spannbare Schraubenverbindungen fr denMetallbau Teil 7: System HR Garnituren aus Senk-

    schrauben und Muttern (2008-03) Teil 8: System HV Garnituren aus Sechs-

    kant-Passschrauben und Muttern (2008-03) Teil 9: System HR oder HV Direkte Kraft -

    anzeiger fr Garnituren aus Schrauben undMuttern (2009-07)

    Teil 10: System HRC Garnituren ausSchrauben und Muttern mit kalibrierterVorspannung (2009-07)

    DIN EN 15048: Garnituren fr nicht planmigvorgespannte Schraubenverbindungen fr denMetallbau Teil 1: Allgemeine Anforderungen (2007-07) Teil 2: Eignungsprfung (2007-07)

    Die aufgefhrten, bergeordneten Regel-werke DIN EN 14399-1 und DIN EN 15048-1sind in der Bauregelliste B enthalten, so dassauch nationale Produkte nach DIN-Normen,die den Konformittsnachweis dieser Normenerfllen, in Deutschland gehandelt werden dr-fen und die CE-Kennzeichnung tragen.

    2.2 Schraubenformen und -arten

    2.2.1 Beschreibung einer geschraubten Verbindung

    Eine Schraube besteht aus dem Kopf unddem Schaft, siehe Abb. 2.1. Der Schaft hat be-reichsweise oder ber die gesamte Lnge einGewinde. Bei den im Stahlbau blichen Schrau-ben werden in der Regel Schrauben mit glattemSchaft und Gewinde verwendet (siehe Abb. 2.1,oben).

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:30 Seite 7

  • 8Die Mutter wird auf das Gewinde der Schrau-be aufgeschraubt. Es gibt aber auch die Mglich-keit, ein Gewinde in ein Bauteil einzuschneiden,wobei das Bauteil dann die Funktion der Mutterbernimmt.

    Zwischen den zu verbindenden Blechteilenund dem Schraubenkopf bzw. der Mutter wer-den Unterlegscheiben (nachfolgend als Scheibenbezeichnet) angeordnet. In der Regel befindensich diese unter dem Teil, das beim Anziehengedreht wird. Bei hochfesten planmig vorge-spannten Schrauben der Festigkeitsklasse 10.9sind sowohl unter dem Schraubenkopf als auchunter der Mutter Scheiben anzuordnen. Sie die-nen zu einer gleichmigeren Krafteinleitungund schtzen durch Fasen den bergang desSchraubenkopfes in den Schaft vor einer Kerb-wirkung.

    Insgesamt werden die Schrauben zusam-men mit den Muttern und den zugehrigen Schei-ben als Schraubengarnitur bezeichnet, sieheAbb. 2.2.

    Whrend nach den alten, deutschen Rege-lungen die Klemmlnge als Summe der alsKlemmpaket verbundenen Bleche definiert war(jetzt Klemmpaketdicke ts), wird nach den euro-pischen Regelungen die Klemmlnge alsLnge zwischen Schraubenkopf und Mutterdefiniert, siehe Abb. 2.2. Die Klemmlnge istdaher gleich der Dicke des Klemmpakets ein-schlielich der Dicke der Scheiben.

    Gem DIN EN 1993-1-1 wird zwischenplanmig vorgespannten und planmignicht vorgespannten Schraubenverbindun-gen unterschieden. Vorgespannte Verbindun-gen bestehen in der Regel aus planmig vor-spannbaren Schraubengarnituren. Vorge-

    spannte, auf Zug beanspruchte Schrauben ge-m Abschnitt 3.3.2 haben gegenber nicht vor-gespannten Verbindungen, siehe Abschnitt 3.3.1,Vorteile im Hinblick auf den Korrosionsschutzund die Ermdung. Auf den Begriff planmigwird im Folgenden bei vorgespannten Verbin-dungen verzichtet.

    Gem den bergeordneten Schrauben -normen DIN EN 14399-1 und DIN EN 15048-1soll die gesamte Schraubengarnitur von einemHersteller geliefert werden. Er ist fr die Funk-tionsfhigkeit der Garnitur verantwortlich. DasGleiche gilt fr den Oberflchenberzug derGarnituren, siehe Abschnitt 3.2. Der Grund hier-fr liegt darin, dass die Schrauben sehr empfind-lich auf Unterschiede in der Herstellung undSchmierung reagieren.

    2.2.2 Gewinde

    Die im Stahlbau verwendeten Schraubenund Muttern haben ein metrisches Gewindenach DIN ISO 724. Die Gewindetoleranzen sindin DIN ISO 965-1 geregelt. Die Schrauben undMuttern werden mit dem Buchstaben M bezeich-net. M16 bedeutet: Schraube oder Mutter mitmetrischem Gewinde und Nenndurchmesser d = 16 mm. In Abb. 2.3 ist ein typisches Regel-gewinde mit den wichtigsten Abmessungendargestellt. Folgende Bezeichnungen sind nachDIN ISO 724 am Auengewinde zu unterschei-den:d: Auendurchmesser (Nenndurchmesser)d2: Flankendurchmesserd1: Kerndurchmesser

    Merkblatt 322

    Abb. 2.1: Schrauben

    Abb. 2.2: Schraubengarnitur mit Klemmpaket-Bezeichnungen

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:30 Seite 8

  • 9Geschraubte Verbindungen im Stahlbau

    Der Flankenwinkel ist fr alle Durchmesserkonstant. Die Mae P und H sind von d abhn-gig. Das ISO-Regelgewinde hat beispielsweisefr d = 12 mm (Schraube M12) die Steigung P = 1,75 mm und bei M30 ist P = 3,5 mm. Auerdem Regelgewinde gibt es noch Feingewinde,die hier nicht behandelt werden, da sie im Stahl-bau keine Rolle spielen.

    2.2.3 Schraubenkpfe und -schfte

    Im Allgemeinen werden Schrauben mitSechskantkpfen und Sechskantmutternverwendet. Das wichtigste Ma ist der Durch-messer der Schraube, da die Tragfhigkeitenvon der Querschnittsflche und somit vomDurchmesser abhngen. Die brigen Mae wiez.B. die Schlsselweite s und die Gewindelnge bsind vom Durchmesser des Schraubenschaftes dabhngig.

    Schraubengarnituren, die fr nicht vorge-spannte Schraubenverbindungen (KategorienA und D gem Tabelle 1.1) geeignet sind, wer-den in der bergeordneten DIN EN 15048-1geregelt. Darber hinaus werden die Schraubenin Produktklassen eingeordnet.

    Fr nicht vorgespannte Schraubengarniturenknnen smtliche Produktnormen herangezogenwerden, wenn sie den Konformittsnachweisnach DIN EN 15048-1 erfllen. Dafr muss diebereinstimmung der Komponenten und Gar-nituren mit den dort angegebenen Anforderun-gen nachgewiesen werden. Diese umfassen eineErstprfung und die werkseigene Produktions-kontrolle durch den Hersteller, einschlielichder Beurteilung des Produktes.

    Nhere Informationen hierzu sind in DIN EN15048-1 und bezglich des Eignungsnachweisesin DIN EN 15048-2 enthalten. Aus diesem Grundknnen Schraubengarnituren nach den europ -ischen Normen, siehe Abschnitt 2.1, und auchnach den deutschen Produktnormen verwendetwerden. Schrauben nach den deutschen Pro-duktnormen haben krzere Gewinde. Damitkann leichter erreicht werden, dass der glatteTeil des Schaftes in der Scherfuge liegt, so dasseine hhere Schertragfhigkeit ausgenutzt wer-den kann (siehe Abschnitt 5.4). Nachteilig ist,dass eine genaue Planung der Schraubenlngenerforderlich ist. Die Produktklasse hngt imWesentlichen von der Festigkeitsklasse und demSchraubendurchmesser ab. Diese Angaben frStahlbauschrauben knnen Tabelle 2.1 entnom -men werden. Bemerkenswert ist, dass neben denSchrauben mit glattem Schaft auch die Schrau-ben mit Gewinde bis zum Kopf verwendet wer-den knnen. Die Angaben hierzu finden sichebenfalls in Tabelle 2.1.

    Hochfeste Schraubengarnituren, die denAnforderungen in DIN EN 14399-1 gengen,drfen als vorgespannte Schraubenverbin-dungen (Kategorien B, C und E), aber auch alsnicht vorgespannte Schraubenverbindungen(Kategorien A und D) verwendet werden. Frden Nachweis der CE-Konformitt ist neben derErstprfung und der werkseigenen Kontrolleauch der Nachweis der Funktionseigenschaftengem DIN EN 14399-2 vorgeschrieben. NachDIN EN 14399 werden vorspannbare Schraubenin HV-Schrauben (mit kurzem Gewinde) und HR-Schrauben (mit mittellangem Gewinde) unter-schieden. Vorspannbare Schraubengarnituren

    Abb. 2.3: Metrisches Regelgewinde nach DIN ISO 724

    Tabelle 2.1: Schrauben fr nicht vorspannbare Schraubenverbindungen

    Produktnorm Gewindelnge Produkt- Festig-b klasse keits-

    klasse

    DIN 7990 Kurz 4.6, 5.6C

    DIN 79681) (1,4 bis 1,6) d 5.6

    DIN EN ISO 4014 Mittellang M24: A 5.6, 8.8, > M24: B 10.9

    (2,2 bis 2,5) dDIN EN ISO 4016 C 4.6

    DIN EN ISO 4017 Lang M24: A 5.6, 8.8,

    > M24: B 10.9

    DIN EN ISO 4018 C 4.6

    1) Passschraube mit ds = d + 1 mm.

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:30 Seite 9

  • 10

    haben eine grere Schlsselweite als nicht vor-spannbare Schraubengarnituren. Schrauben mitgeringerer Festigkeitsklasse (4.6 und 5.6) drfengrundstzlich nur handfest angezogen, aberplanmig nicht vorgespannt werden. NhereAngaben enthalten die Tabellen 2.2 und 2.6.

    Die HR-Schraube unterscheidet sich vonder HV-Schraube durch ihr lngeres Gewinde.Auerdem weisen die Muttern vom Typ HR einegrere Hhe auf. Ansonsten sind die Abmes-sungen nahezu identisch. Begrndet werdendie Unterschiede damit, dass sich bei einer HV-Garnitur das Verformungsvermgen durchAbstreifen der Mutter einstellen soll. Demgegen-ber soll bei einer HR-Garnitur die Schraube ihrDehnungsvermgen durch plastische Verlnge-rung der Schraube erreichen.

    Passschrauben nach DIN 7968 (nicht vor -gespannt) und DIN EN 14399-8 (vorspannbar)werden nach DIN EN 1993-1-8 im Wesentlichenwie normale Schrauben bemessen und daherhier nicht gesondert behandelt.

    Neben den Sechskantschrauben gibt es imStahlbau unter anderem die Senkschrauben nachDIN 7969 bzw. DIN EN 14399-7 (siehe Abb. 2.4)und HRC-Schrauben nach DIN EN 14399-10.Aufgrund ihrer eher untergeordneten Bedeutungwerden sie hier nur der Vollstndigkeit halbererwhnt.

    2.2.4 Muttern und Scheiben

    Genauso wie die Schrauben sind auch dieMuttern sowie die Scheiben in Produktnormengeregelt. Auch hierbei ist die Unterscheidungzwischen Muttern und Scheiben fr vorspann-bare und nicht vorgespannte Schraubengarni-turen zu beachten. In Tabelle 2.3 sind Produkt-normen fr Muttern und in Tabelle 2.4 fr Schei-ben zusammengestellt. Wie bei den Schraubensind die Schlsselweiten der Muttern bei nichtvorgespannten Verbindungen ca. 1,5 bis 1,6 d.Bei vorspannbaren Schraubengarnituren sind dieMuttern wie die Schraubenkpfe eine Schlssel-weite grer als bei nicht vorspannbaren Garni-turen (siehe Tabelle 2.6).

    Bei den Scheiben wird zwischen Scheibenmit und ohne Fasen unterschieden. Whrend es fr die Scheiben unter den Muttern und beinicht vorspannbaren Schraubengarnituren auchunter dem Kopf keine Rolle spielt, ob Scheibenmit oder ohne Fase verwendet werden, drfenunter den Schraubenkpfen bei vorspannbarenSchrauben nur die mit Fase verwendet werden.Die Fasen sind innen und auen vorhanden undsind beim Einbau dem Schraubenkopf bzw. derMutter zugewandt. Dadurch wird der bergangvom Schraubenkopf zum Schaft vor einer Kerbegeschtzt. Die auenliegende Fase ermglichtdie Kontrolle des richtigen Einbaus von auen.Auf der anderen Seite liegt die Scheibe vollflchigauf und gewhrleistet eine konstante Kraftber-tragung.

    2.3 Schraubenbezeichnung und -kennzeichnung

    Alle Schrauben und Muttern fr geschraubteVerbindungen mssen ein Herstellerkennzeichenund die Kennzeichnung der Festigkeitsklassebzw. des Schraubentyps enthalten, so dass dieGefahr einer Verwechselung minimiert wird undeine sptere Kontrolle der Verbindungsmittelmglich ist. In Abb. 2.5 sind beispielhaft dieHerstellerangaben auf Scheiben fr vorspann -bare Schraubengarnituren, auf Schraubenkpfenund Muttern dargestellt.

    Die Kennzeichnung der Festigkeitsklassefr Schrauben erfolgt durch zwei Zahlen, z.B.4.6. Die beiden Zahlen werden durch einenPunkt getrennt; der Punkt wird mitgelesen: vierPunkt sechs.

    Fr den Stahlhochbau kommen in Deutsch-land gem nationalem Anhang zur DIN EN1993-1-8 nur Schrauben der Festigkeitsklassen4.6, 5.6, 8.8 und 10.9 in Frage. Fr die Muttern

    Merkblatt 322

    Produktnorm Bez. Gewindelnge Produkt- Festig-b klasse keits-

    klasse

    DIN EN 14399-3 HR Mittellang B 8.8, 10.9 (2,2 3,3) d

    DIN EN 14399-4 HV Kurz B 10.9 (1,4 1,9) d

    DIN EN 14399-81) HV Kurz B 10.9 (1,4 1,9) d1) Passschraube mit ds = d + 1 mm.

    Tabelle 2.2: Schrauben fr vorspannbare Schraubenverbindungen

    Abb. 2.4: Verbindung mit einer Senk-schraube

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:30 Seite 10

  • 11

    Geschraubte Verbindungen im Stahlbau

    und Scheiben gelten die entsprechenden Festig-keits- und Hrteklassen (siehe Tabelle 2.5). DieBedeutung der Festigkeitsklassen fr die Trag -fhigkeit und die zugehrigen Werte werden inden Kapiteln 4 und 5 behandelt. Darber hin-aus muss bei Schrauben, Muttern und Scheibendurch eine CE-Kennzeichnung auf dem Etikettder Verpackung besttigt werden, dass sie denAnforderungen der Produktnorm entsprechen.Durch eine werkseigene Produktionskontrolledes Herstellers sind die geforderten Grenzbedin-gungen im Zugversuch an einer komplettenGarnitur nach DIN EN 15048-2 oder im Anzieh-versuch nach DIN EN 14399-2 nachzuweisen.

    Zustzlich zur Festigkeitsklasse ist die Ver-wendungsart der Schraubengarnitur durch einKurzzeichen anzugeben. Schrauben fr nichtvorspannbare Verbindungen werden mit SB(Structural Bolting) gekennzeichnet. Bei vor-spannbaren Verbindungen tragen Schrau-ben, Muttern und Scheiben die BezeichnungH. Dazu kommt die Angabe des Systems, sodass die vollstndige Bezeichnung HV oderHR zu finden ist. Die Kennzeichnung beiScheiben befindet sich auf der der Fase gegen-berliegenden Seite, damit keine Beeintrchti-gung des Vorspannvorgangs entsteht. Scheibenin nicht vorspannbaren Verbindungen brauchennicht gekennzeichnet zu werden.

    Die folgende Angabe zeigt beispielhaft dievollstndige Bezeichnung einer Schraubengar-nitur, bestehend aus Schraube und Mutter:

    Garnitur Schraube/Mutter DIN EN 14399-4 M16 x 80 10.9/10 HV tZn

    Es handelt sich um eine vorspannbareSchraubengarnitur mit d = 16 mm in der Festig-keitsklasse 10.9 vom Typ HV. Die zustzlicheBezeichnung tZn weist auf eine Feuerverzinkungder Garnitur hin, siehe Abschnitt 3.2.

    Produkt- Muttern- Produkt- Festig-norm hhe klasse keits-

    klasse

    DIN EN ISO M16: A (6), 8, 4032 Mittel > M16: B 10

    DIN EN ISO m 0,9 dC 4, 5

    4034

    DIN EN ISO Gro M16: A(9), 12

    4033 m d > M16: B

    DIN EN Mittel

    14399-3 m 0,9 d B 8, 10

    (HR)

    DIN EN Kurz

    14399-4 m 0,8 d B 10

    (HV)

    Nich

    tvor

    span

    nbar

    Vors

    pann

    bar

    Tabelle 2.3: Muttern fr nicht vorspannbare und vorspannbare geschraubte Verbindungen

    Produkt- Geo- Pro- Min. Fasennorm metrie dukt- Hrte

    klasse

    DIN 7989-1 C100 HV OhneTyp 1

    DIN 7989-2 A

    DIN EN ISO 200 Ohne7089 oderADIN EN ISO

    Typ 2300

    Auen7090 HV

    DIN EN ISOC 100 HV Ohne

    7091

    DIN EN Ohne

    14399-5 Typ 3 A 300 HV

    DIN EN Innen und14399-6 auen

    Nich

    tvor

    span

    nbar

    Vors

    pann

    bar

    Tabelle 2.4: Scheiben fr nicht vorspannbare und vorspannbare Verbindungen

    ( ) keine VorzugsvarianteTyp 1: Dicke: h = 8 mm (dick)

    Auen-: da e + (3 bis 5 mm)Typ 2: Dicke: h 2,5 bis 5 mm (dnn)

    Auen-: da e + (3 bis 5 mm)Typ 3: Dicke: h 3 bis 6 mm (mittel)

    Auen-: da e

    Abb. 2.5: Kennzeichnung von Schrauben

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:30 Seite 11

  • 12

    2.4 Zusammenstellung der Schraubengarnituren

    Entsprechend den Regelungen in den Pro-duktnormen wurden in Abschnitt 2.2 Schrauben,Muttern und Scheiben vorgestellt. Dabei flltauf, dass es unterschiedliche Bezeichnungenbei den Festigkeitsklassen gibt. Fr Scheibenwird statt einer Festigkeitsklasse (FK) eine Hrte-klasse (HK) angegeben. Die Festigkeiten undHrten beziehen sich auf DIN ISO 898-1 frSchrauben, auf DIN ISO 898-2 fr Muttern so-wie auf die Produktnormen der Scheiben. InTabelle 2.5 sind die Festigkeitsklassen sozusammen gestellt, dass die Schraubengarnitu-ren den Forderungen nach DIN EN 1993-1-8entsprechen, siehe auch DIN EN 15048-1 undDIN EN 14399.

    Bei der Konstruktion von vorwiegend nichtruhenden Konstruktionen sind in der Regelvorgespannte Schraubenverbindungen oderbei reiner Scherbeanspruchung auch Passschrau-ben zu verwenden. Die wesentlichen Vorteileder Vorspannung liegen in der Sicherung gegen Lockern und in der Reduzierung des Spannungs-spiels in der geschraubten Verbindung, so dasssie bezglich der Ermdung Vorteile aufweisen.

    2.5 Abmessungen und Mae

    In diesem Abschnitt sind Abmessungen vonSchrauben, Muttern und Scheiben sowie dieKlemmlngen fr die in der Regel verwendetenStahlbauschrauben zusammengestellt.

    Schrauben, die grer als M36 sind, werdenin der DASt-Richtlinie 021 Schraubenverbin-dungen aus feuerverzinkten Garnituren M39 bisM64 entsprechend DIN 6914, DIN 6915, DIN6916 geregelt. Die Richtlinie ist in der Bau -regelliste A enthalten und ist bauaufsichtlicheingefhrt. Der bereinstimmungsnachweiswird anhand des -Zeichens besttigt. Da siesich auf die deutschen Produktnormen bezieht,ist zu berprfen, ob sie auch in Verbindungmit den europischen Bemessungsnormen an-gewendet werden darf.

    Bei Passschrauben ist zu beachten, dass derNenndurchmesser gleich dem Gewindedurch-messer ist. Der Schaftdurchmesser ist einen Milli-meter grer als der Nenndurchmesser (sieheTabelle 2.6).

    Da in Deutschland zu einem sehr groenAnteil die hochfesten vorspannbaren Schrau-ben vom Typ HV verwendet werden, sind inTabelle 2.7 die Klemmlngen fr vorspannbareSchraubengarnituren nach DIN EN 14399-4 bzw.14399-8 zusammengestellt.

    Fr ein einwandfreies Funktionieren dervorspannbaren geschraubten Verbindungen ms-sen die Klemmlngen t folgende Bedingungerfllen:

    (lg max + 2 P) < t < (lmin P mmax)

    Darin ist P die Steigungshhe und mmaxdie maximale Mutternhhe nach Tabelle 2.6.Die in Tabelle 2.7 aufgefhrten Klemmlngen tmin und tmax liegen in diesem Bereich.

    Die Werte fr tmax werden unter der Be-dingung festgelegt, dass im nicht vorgespanntenZustand das Schraubengewinde mindestens eineSteigungshhe hinausragt.

    In Tabelle 2.8 sind darber hinaus die mg-lichen Paketdicken ts unter Bercksichtigungvon Scheiben unter Schraubenkopf und Mutterzusammengestellt.

    Merkblatt 322

    Tabelle 2.5: Schraubengarnituren nach DIN EN 15048 undDIN EN 14399 in Abhngigkeit von der Kategorie

    Kategorie Schrauben Muttern Flache Scheiben gem FK gem FK gem HK gem DIN EN 1993-1-81) DIN EN ISO 898-1 DIN EN ISO 898-2 Produktnorm [HV]

    A, D 4.6 > M16: 43)

    M16 : 53) 100A, D 5.6 53)

    100A, D 200

    8.8 8 300

    AE2) 3004)

    AE2) 10.9 10 3004)

    1) Grundstzlich ist vorwiegend ruhende Zugbeanspruchung zulssig. 2) Zustzlich auch fr nicht vorwiegend ruhende Zugbeanspruchung zulssig.3) Auch Muttern der Festigkeitsklasse 8 sind zulssig. 4) Zustzlich gekennzeichnet mit dem Herstellerkennzeichen an der Fase

    gegenberliegenden Seite.

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:30 Seite 12

  • 13

    Geschraubte Verbindungen im Stahlbau

    Tabelle 2.6: Abmessungen von Schrauben, Muttern und Scheiben gem den Produktnormen

    Bezeichnungen M12 M16 M20 M24 M27 M30 M36

    Gewinde(nenn)durchmesser in mm d 12 16 20 24 27 30 36Schaftdurchmesser der Schrauben in mm d 12 16 20 24 27 30 36Lochdurchmesser bei normalen runden Lchern d0 13 18 22 26 30 33 39Schaftdurchmesser von Passschrauben in mm d 13 17 21 25 28 31 37Schaftquerschnitt der Schrauben in mm2 A 113 201 314 452 573 707 1018Schaftquerschnitt von Passschrauben in mm2 A 133 227 346 491 616 755 1075Spannungsquerschnitt fr normale Schrauben und Passschrauben in mm2

    As 84,3 157 245 353 459 561 817

    Steigungshhe in mm P 1,75 2 2,5 3 3 3,5 4

    Schrauben fr nicht vorspannbare Garnituren nach DIN EN ISO 4014, DIN EN ISO 4016, DIN EN ISO 4017, DIN EN ISO 4018 sowie DIN 7990

    Schlsselweite in mm s 18 24 30 36 41 46 55Ma ber Eck in mm e 19,85 26,17 32,95 39,55 45,2 50,85 60,79Kopfhhe in mm k 7,5 10 12,5 15 17 18,7 22,5Gewindelnge in mm nach DIN 7990 b 17,75 21 23,5 26 29 30,5 Gewindelnge in mm nach Lnge 125 mm b 30 38 46 54 60 66 DIN EN ISO 4014 und 125 mm < Lnge 200 b 36 44 52 60 66 72 84DIN EN ISO 4016 Lnge > 200 mm b 49 57 65 73 79 85 97

    Gewindelnge in mm nach DIN EN ISO 4017und DIN EN ISO 4018 b Gewinde geht bis zum Kopf

    Muttern fr nicht vorspannbare Garnituren nach DIN EN ISO 4032, DIN EN ISO 4033, DIN EN ISO 4034

    Schlsselweite in mm s 18 24 30 36 41 46 55Mutterhhe m in mm auer nach DIN EN ISO 4033

    min./max. 10,37/10,8 14,1/14,8 16,9/18 20,2/21,5 22,5/23,8 24,3/25,6 29,4/31,0

    Mutterhhe m in mm nach DIN EN ISO 4033 min./max. 11,57/12,0 15,7/16,4 19,0/20,3 22,6/23,9 27,3/28,6 33,1/34,7

    Scheiben fr nicht vorspannbare Garnituren nach DIN EN ISO 7089, DIN EN ISO 7090 und DIN EN ISO 7091 sowie nach DIN 7989

    Lochdurchmesser der Scheibe in mm, auer nach DIN EN ISO 7091

    d1 13 17 21 25 28 31 37

    Lochdurchmesser der Scheibe in mm nach DIN EN ISO 7091

    d1 13,5 17,5 22 26 30 33 39

    Scheibendurchmesser in mm d2 24 30 37 44 50 56 66Scheibendicke nach DIN EN ISO 7089, DIN EN ISO 7090 und DIN EN ISO 7091 in mm

    h 2,5 3 3 4 4 4 5

    Scheibendicke nach DIN 7989-1 und DIN 7989-2 in mm h 8

    Schrauben fr vorspannbare Garnituren nach DIN EN 14399-4 bzw. -8 (Typ HV) und DIN EN 14399-3 (Typ HR)

    Schlsselweite in mm s 22 27 32 41 46 50 60Ma ber Eck in mm e 23,91 29,56 35,03 45,2 50,85 55,37 66,44Kopfhhe in mm nach DIN EN 14399-4 (Typ HV) k 8 10 13 15 17 19 23Gewindelnge in mm nach DIN EN 14399-4 (Typ HV) b 23 28 33 39 41 44 52Kopfhhe in mm nach DIN EN 14399-3 (Typ HR) k 7,5 10 12,5 15 17 18,7 22,5

    Gewindelnge in mm nachLnge 125 mm b 30 38 46 54 60 66 78

    DIN EN 14399-3 (Typ HR)125 mm < Lnge 200 b 44 52 60 66 72 84Lnge > 200 mm b 65 73 79 85 97

    Muttern fr vorspannbare Garnituren nach DIN EN 14399-4 (Typ HV) und DIN EN 14399-3 (Typ HR)

    Schlsselweite in mm s 22 27 32 41 46 50 60Mutterhhe m in mm nach min./max. DIN EN 14399-4 (Typ HV) = nom.

    9,64/10 12,3/13 14,9/16 18,7/20 20,7/22 22,7/24 27,7/29

    Mutterhhe m in mm nachDIN EN 14399-3 (Typ HR)

    min./max. 10,37/10,8 14,1/14,8 16,9/18 20,2/21,5 22,5/23,8 24,3/25,6 29,4/31

    Scheiben fr vorspannbare Garnituren nach DIN EN 14399-5 (ohne Fasen) und DIN EN 14399-6 (mit Fasen)

    Lochdurchmesser der Scheibe in mm d1 13 17 21 25 28 31 37Scheibendurchmesser in mm d2 24 30 37 44 50 56 66Dicke der Scheibe in mm h 3 4 4 4 5 5 6

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:30 Seite 13

  • 14

    Merkblatt 322

    Tabelle 2.7: Klemmlngen t nach DIN EN 14399-4 und DIN EN 14399-8 fr vorspannbare Schrauben

    Schraube M12 M16 M20 M24 M27 M30 M36

    Lnge Klemmlngen tmin und tmax

    30

    35 16211)

    40 21261) 17221)

    45 26311) 22271) 18231)

    50 3136 27321) 23281)

    55 3641 32371) 28331)

    60 4146 37421) 33381) 29341)

    65 4651 4247 38431) 34391)

    70 5156 4752 43481) 39441) 36411)

    75 5661 5257 4853 44491) 41461) 39441)

    80 6166 5762 5358 49541) 46511) 44491)

    85 6671 6267 5863 54591) 51561) 49541) 43481)

    90 7176 6772 6368 5964 56611) 54591) 48531)

    95 7681 7277 6873 6469 6166 59641) 53581)

    100 7782 7378 6974 6671 64691) 58631)

    105 8287 7883 7479 7176 6974 63681)

    110 8792 8388 7984 7681 7479 68731)

    115 9297 8893 8489 8186 7984 73781)

    120 97102 9398 8994 8691 8489 78831)

    125 102107 98103 9499 9196 8994 8388

    130 1071121) 103108 99104 96101 9499 8893

    135 108113 104109 101106 99104 9398

    140 113118 109114 106111 104109 98103

    145 118123 114119 111116 109114 103108

    150 123128 119124 116121 114119 108113

    155 128133 124129 121126 119124 113118

    160 129134 126131 124129 118123

    165 134139 131136 129134 123128

    170 139144 136141 134139 128133

    175 144149 141146 139144 133138

    180 149154 146151 144149 138143

    185 154159 151156 149154 143148

    190 1591641) 156161 154159 148153

    195 1641691) 161166 159164 153158

    200 166171 164169 1581631) Nur nach DIN EN 14399-4.

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:30 Seite 14

  • 15

    Geschraubte Verbindungen im Stahlbau

    Tabelle 2.8: Paketdicken ts = t 2 h gem DIN EN 14399-4 und DIN EN 14399-8 fr vorspannbare Schrauben fr Garnituren mit zwei Scheiben

    Schraube M12 M16 M20 M24 M27 M30 M36

    Lnge Minimale und maximale Paketdicken ts

    30

    35 10151)

    40 15201) 9141)

    45 20251) 14191) 10151)

    50 2530 19241) 15201)

    55 3035 24291) 20251)

    60 3540 29341) 25301) 21261)

    65 4045 3439 30351) 26311)

    70 4550 3944 35401) 31361) 26311)

    75 5055 4449 4045 36411) 31361) 29341)

    80 5560 4954 4550 41461) 36411) 34391)

    85 6065 5459 5055 46511) 41461) 39441) 31361)

    90 6570 5964 5560 5156 46511) 44491) 36411)

    95 7075 6469 6065 5661 5156 49541) 41461)

    100 6974 6570 6166 5661 54591) 46511)

    105 7479 7075 6671 6166 5964 51561)

    110 7984 7580 7176 6671 6469 56611)

    115 8489 8085 7681 7176 6974 61661)

    120 8994 8590 8186 7681 7479 66711)

    125 9499 9095 8691 8186 7984 7176

    130 991041) 95100 9196 8691 8489 7681

    135 100105 96101 9196 8994 8186

    140 105110 101106 96101 9499 8691

    145 110115 106111 101106 99104 9196

    150 115120 111116 106111 104109 96101

    155 120125 116121 111116 109114 101106

    160 121126 116121 114119 106111

    165 126131 121126 119124 111116

    170 131136 126131 124129 116121

    175 136141 131136 129134 121126

    180 141146 136141 134139 126131

    185 146151 141146 139144 131136

    190 1511561) 146151 144149 136141

    195 1561611) 151156 149154 141146

    200 156161 154159 1461511) Nur nach DIN EN 14399-4.

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:30 Seite 15

  • 16

    3 Herstellen von geschraubten Verbindungen

    3.1 Vorbemerkungen

    Das Herstellen von geschraubten Verbindun-gen kann in die Herstellung im Werk und dasHerstellen auf der Baustelle unterteilt werden.

    Die Arbeitsvorgnge, die im Werk oder in einer Fertigungshalle ausgefhrt werden, z.B. dasHerstellen der Lcher und das Aufbringen desKorrosionsschutzes, knnen als Herstellungim Werk bezeichnet werden.

    Die Herstellung auf der Baustelle umfasstu.a. das Ausrichten der Bauteile und das Verbin-den mit den Schrauben. Dazu gehren z.B. dasAufbringen der planmigen Vorspannung unddie Kontrolle der geschraubten Verbindungen.

    Die normative Grundlage zur Herstellungvon geschraubten Verbindungen ist DIN EN1090-2. In dieser Norm sind die Regelungenenthalten, die fr die Herstellung geschraubterVerbindung von Bedeutung sind. Darber hin-aus enthlt der nationale Anhang der DIN EN1993-1-8 ergnzende Regelungen, die bei derHerstellung von geschraubten Verbindungen zubeachten sind.

    3.1 Schraubenlcher

    Um eine Schraube durch das vorbereiteteLoch stecken zu knnen, ist es erforderlich,Fertigungstoleranzen zu bercksichtigen. Ausdiesem Grund werden die Schraubenlcheretwas grer gebohrt als der Durchmesser desSchraubenschaftes betrgt. Die Differenz wirdals Lochspiel Dd bezeichnet und ist vom Durch-messer der Schraube abhngig. Darber hinausbesteht die Mglichkeit, Langlcher auszubilden,um Verschiebungen der geschraubten Verbin-dung in einer festgelegten Richtung zuzulassen.In Tabelle 3.1 sind die Nennlochspiele von nor-malen runden und bergroen runden Lchernsowie von kurzen und langen Langlchern an-gegeben. Fr normale runde Schraubenlcherbei kleinen Schraubendurchmessern (M12) sindnach DIN EN 1090-2 etwas kleinere Lcher zubohren als nach DIN 18800-7.

    Werden jedoch die Schraubenlcher frSchrauben M12 wie in DIN 18800-7 mit einemLochspiel von 2 mm ausgefhrt, so muss derBemessungswert der Abschertragfhigkeit klei-ner sein als der Bemessungswert der Lochlei-bungstragfhigkeit. Zustzlich ist bei hochfes -ten Schrauben die Abschertragfhigkeit um 15 %zu reduzieren.

    Bei geschraubten Verbindungen mit ber-groen runden Lchern ist die Lochleibungstrag-fhigkeit um den Faktor 0,8 abzumindern, beiLanglchern quer zur Lngsachse um den Fak-tor 0,6. Nach DIN EN 1993-1-1 ist der Schlupfin Schraubenlchern bei der Tragwerksberech-nung zu bercksichtigen, falls er magebend ist.

    Fr Passschraubenverbindungen haben dieSchraubenlcher den gleichen Nenndurchmes-ser wie der Schaft (Dd = 0 mm). Whrend sichfr die normalen Lcher kaum nderungen ergeben, sind die Regelungen bei Passschrau-benverbindungen gegenber der DIN 18800-7(Dd = 0,3 mm) in der Form so verndert worden,dass sie nun der Toleranzklasse H11 entspre-chen mssen. Die Abweichungen drfen dem-entsprechend bis zu Dd = 0,16 mm je nachDurchmesser betragen. Aufgrund der hohenPassgenauigkeit und des damit verbundenenhohen Montageaufwands werden in der Regelnormale Schrauben den Passschrauben vorge-zogen.

    Bezglich Tabelle 3.1 sind folgende Anmer-kungen zu beachten: Bei Anwendungsfllen, wie z.B. bei Trmen

    oder Masten, muss das Nennlochspiel fr nor-male runde Lcher um 0,5 mm abgemindertwerden, sofern nichts anderes festgelegt wird.

    Bei beschichteten Verbindungsmitteln M12mit normalen runden Lchern kann das Nenn-lochspiel von 1 mm um die berzugdicke desVerbindungsmittels erhht werden.

    Bei Schrauben in Langlchern muss das Nenn-lochspiel in Querrichtung gleich dem fr nor-male runde Lcher beim entsprechendenDurchmesser sein.

    Merkblatt 322

    Lochdefinition Schraubengre

    M12 M16 und M24 M27 undM20 grer

    Normale runde Lcher

    1 2 2 3

    bergroe runde Lcher

    3 4 6 8

    Kurze Langlcher (in der Lnge)

    4 6 8 10

    Lange Langlcher (in der Lnge)

    1,5 d

    Tabelle 3.1: Nennlochspiel Dd in mm bei Schrauben undBolzen nach DIN EN 1090-2

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:30 Seite 16

  • 17

    Geschraubte Verbindungen im Stahlbau

    3.2 Korrosionsschutz

    Grundstzlich gilt nach DIN EN 1090-2 derGrundsatz, dass eine vergleichbare Korrosions-bestndigkeit der Verbindungsmittel und der an-zuschlieenden Bauteile bestehen soll.

    Nach der Herstellung der Konstruktionsteileoder nach der Montage der Bauteile erhalten dieSchrauben den gleichen Korrosionsschutz durchberzge (z.B. Anstrich oder Verzinkung) wiedie Stahlkonstruktion. Bei verzinkten Konstruk-tionen sind verzinkte Schrauben zu verwenden.Immer hufiger werden auch bei nicht verzink-ten Konstruktionen verzinkte Schrauben ein -gesetzt.

    Bei wetterfesten Sthlen werden entspre-chende wetterfeste Schrauben verwendet. Frmechanische Verbindungselemente aus nicht-rostenden Sthlen gelten gem der bauaufsicht-lich eingefhrten Zulassung Z 30.3-6 die tech-nischen Lieferbedingungen nach DIN ISO 3506Teil 1 und 2.

    Stahlbauteile werden zum Schutz gegenKorrosion hufig feuerverzinkt. Die Montagedieser Teile erfolgt mit feuerverzinkten Schrau-ben, deren technische Lieferbedingungen inDIN EN ISO 10684 geregelt sind. Werden feuer-verzinkte oder galvanisch verzinkte Schraubenverwendet, so ist die komplette Schraubengarni-tur entsprechend beschichtet.

    Auch hochfeste Schrauben werden vorwie-gend in feuerverzinkter Ausfhrung verwendet.Die namhaften Schraubenhersteller sind heute inder Lage, auch hochfeste Schrauben so zu verzin-ken, dass Wasserstoffversprdung, Sprdbruch-anflligkeit und Spannungsrisskorrosion in derFlssigzinkphase ausgeschlossen werden knnen.

    3.3 Anziehen und Vorspannen von geschraubten Verbindungen

    3.3.1 Handfestes Anziehen

    Nach DIN EN 1090-2 sind geschraubte Ver-bindungen mindestens handfest anzuziehen.Damit ist gemeint, dass der Schraubenkopf bzw.die Mutter flchig aufliegt und das Klemmpaketkeine klaffenden Fugen aufweist. Die Ausnahmesind Flle, bei denen im mittleren Bereich derVerbindung ein Anliegen der Kontaktflchenerreicht wird und kein planmiger Kontaktstofestgelegt ist. Bei diesen Verbindungen drfenbei Konstruktionsmaterialien mit t 4 mm beiBlechen und t 8 mm bei Profilquerschnittenbis zu 4 mm groe Spalte zwischen den Kantenverbleiben.

    Inwieweit durch das handfeste Anziehen festdefinierte Vorspannkrfte bzw. Anziehmomenteaufzubringen sind, ist in DIN EN 1090-2 nichtgeregelt. Als Anhaltswert wird in [3] empfoh-len, 10 % der Mindestvorspannkraft fr hoch-feste Schraubengarnituren zu whlen. Die da-durch aufgebrachte Vorspannkraft ist selbst bei Schrauben der Festigkeitsklasse 4.6 mit ca. 2530 % der Streckgrenze als akzeptabel zubewerten.

    3.3.2 Vorspannung von hochfesten Schraubengarnituren

    Fr vorgespannte geschraubte Verbindungen(Kategorien B, C und E nach Tabelle 1.1) sindSchrauben der Festigkeitsklassen 8.8 und 10.9nach DIN EN 14399 zu verwenden (siehe Tabelle2.2). Vorspannverfahren und Anforderungen andie Vorspannung geschraubter Verbindungensind in DIN EN 1090-2 und im nationalen Anhangzur DIN EN 1993-1-8 geregelt. Als Vorspannkraftfr gleitfeste Verbindungen (Kategorien B undC) und fr Verbindungen der Kategorie E ist inder Regel die Mindestvorspannkraft wie folgtanzusetzen:

    Fp,C = 0,7 fub As

    Fr die Vorspannung als Qualittssicherungs-manahme und fr nicht voll vorgespannte Ver-bindungen der Kategorie E darf eine Vorspann-kraft von bis zu

    Fp,C* = 0,7 fyb As

    ausgefhrt werden. Sie kann mit den in Tabelle3.4 aufgefhrten Verfahren aufgebracht werden.Die geringere Vorspannkraft Fp,C* wird nach -folgend als Regelvorspannkraft und Fp,C alsvolle Vorspannkraft bezeichnet. Fr die Siche-rung der Garnitur gegen Lockern reicht in derRegel eine reduzierte Vorspannung von 50 %von Fp,C* aus. Die volle Vorspannkraft Fp,C (70 %der Zugfestigkeit) wird z.B. zur Sicherstellungder Reibungskraft fr gleitfeste Verbindungender Kategorien B und C bentigt, whrend dieRegelvorspannkraft Fp,C* (70 % der Streckgrenze)als gebrauchstauglichkeitsorientiert angesehenwerden kann. Fr vorgespannte Schrauben mitvoller Vorspannung Fp,C drfen in der Regelnur Schrauben nach DIN EN 14399-3 (HR) und14399-4 (HV) mit den zugehrigen Muttern undScheiben verwendet werden.

    Zum Aufbringen der vollen Vorspannkraftsind nach DIN EN 1090-2 verschiedene Vorspann-verfahren zugelassen. Hierbei sind besondersdas Drehmomentverfahren und das kombinierte

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:30 Seite 17

  • ringere Abhngigkeit vom Schmierungsgrad derSchrauben und der Muttern. Es wird daher in[3] empfohlen, das kombinierte Vorspannver-fahren anzuwenden. Gem NA zur DIN EN1993-1-8 sind Verbindungen der KategorienB, C und E mit dem kombinierten Vorspann-verfahren nach DIN EN 1090-2 und der vol-len Vorspannkraft Fp,C vorzuspannen.

    Das Aufbringen der RegelvorspannkraftFp,C* kann gem Anhang A des NA zur DIN EN1993-1-8 mit den folgenden Vorspannmanah-men erfolgen: Drehimpulsverfahren modifiziertes Drehmomentverfahren modifiziertes kombiniertes Verfahren

    Einzelheiten zu diesen Verfahren sind inTabelle 3.3 fr Garnituren der Festigkeitsklas-sen 8.8 und 10.9 zusammengestellt. Sie geltenfr die k-Klasse K1 nach DIN EN 14399-1. Dasmodifizierte kombinierte Verfahren darf nur frSchrauben der Festigkeitsklasse 10.9 verwendetwerden.

    3.4 Kontrolle von vorgespannten Verbindungen

    Zunchst mssen alle Verbindungen mitplanmig vorgespannten mechanischen Ver-bindungsmitteln vor Beginn des Vorspannenseiner Sichtprfung unterzogen werden, nach-dem sie am rtlich ausgerichteten Tragwerkverschraubt wurden.

    Ist die Ursache fr die Nichtkonformitt einDickenunterschied in der gleichen Lage, derdie in DIN EN 1090-2 Abschnitt 8.1 festgelegtenWerte berschreitet, muss die Verbindung durchFutterbleche ergnzt werden. Andere Nichtkon-

    18

    Vorspannverfahren zu nennen. Um vom auf -gebrachten Drehmoment Mr Rckschlsse aufdie Vorspannkraft Fp,C machen zu knnen, istder Einfluss der Schmierung von Schraube undMutter von Bedeutung. Daher sind die Verfah-ren in verschiedene k-Klassen eingeteilt. In Ab-hngigkeit von der k-Klasse ist der Faktor km zubestimmen.

    Bei der K1-Klasse, geeignet fr das kombi-nierte Vorspannverfahren, liegt der km-Faktorin der Mitte des vom Schraubenhersteller ge-whrleisteten Streubands, d.h. zwischen 0,1 3,0; e2 / d0 = 45/26 = 1,73 k1 ab = 1,6Fb,Ed 92,4 = = 0,836 < 1,0Fb,Rd 1,6 1,0 2,4 36 / 1,25

    Horizontale Komponente:Bei analoger Vorgehensweise erhlt man:

    Fb,Ed / Fb,Rd = 54,2 / (1,44 1,0 2,4 36 / 1,25)= 0,55

    6.6 Anschluss eines Zugstabes mit Stirnplatte

    Ein vertikaler Zugstab soll an einen hori-zontal liegenden Trger mithilfe einer Stirn-plattenverbindung angeschlossen werden, sieheAbb. 6.6. Die Verbindung soll aus Grnden derGebrauchstauglichkeit planmig vorgespanntwerden. Sie entspricht der Kategorie E nach Tabelle 1.1.

    Fr die Nachweisfhrung wird der Anschlussin zwei T-Stummel-Anschlsse mit jeweils vierSchrauben aufgeteilt, siehe Abb. 6.7. Die Zug-kraft wird zu gleichen Teilen auf die Gurte auf-geteilt und der gnstige Einfluss des Steges wirdvernachlssigt.

    Mpl,Rd = 0,25 leff tp2 fy / gM0= 0,25 17 22 23,5 / 1,0 = 400 kNcm

    Ft,Rd = 176,4 kN

    Tragfhigkeit des T-Stummels nach Tabelle 5.9(vereinfacht, ohne den Steg des IPE 300):

    Lb = 2,0 + 2,6 + 2 0,4 + 1,6 / 2 + 1,3 / 2 = 6,85 cm8,8 3,173 2,45 2

    Lb* = = 10,1 cm17,0 2,03

    Wegen Lb < Lb* knnen Absttzkrfte auftreten.

    4 400FT,1,Rd =

    3,17= 505,0 kN

    2 400 + 3,0 4 176,4FT,2,Rd =

    3,17 + 3,0= 473,0 kN (magebend)

    FT,3,Rd = 4 176,4 = 705,6 kN

    Nachweis des T-Stummels:

    NEd 400 = = 0,846 < 1,0FT,Rd 473

    6.7 Biegesteifer Sto mit Stirnplatten

    Der in Abb. 6.8 dargestellte Sto (Katego -rien A und E nach Tabelle 1.1) eines IPE 400 mitberstehenden Stirnplatten ist fr die folgendenEinwirkungen nachzuweisen:My,Ed = 185 kNmVz,Ed = 100 kN

    Wie bei dem vorherigen Beispiel wird dasT-Stummel-Modell verwendet und es wird dergnstige Einfluss des Steges vernachlssigt. Den

    Abb. 6.6: Anschluss eines Zugstabes mit Stirnplatte

    Abb. 6.7: T-Stummel des Anschlusses von einem Zugstabflansch

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:31 Seite 37

  • 38

    beiden oberen Schrauben wird die bertra-gung der Querkraft zugewiesen, die daher derKategorie A nach Tabelle 1.1 zuzuordnen sind.Die Schrauben am Untergurt werden gemAbschnitt 4.6 durch Zugkrfte beansprucht undzustzlich vorgespannt (Kategorie E).

    Die Zugnormalkraft im unteren Flansch betrgt:NEd = 18500 / (401,35) = 478,6 kN

    Fr die Berechnung der Tragfhigkeit des T-Stummels werden folgende Werte bentigt:n = e = 3,0 cmleff = b = 18 cmm = (9,5 1,35) / 2 0,8 0,9 2 = 3,06 cmFt,Rd = 176,4 kNMpl,Rd = 0,25 22 18 23,5 / 1,0 = 423 kNcm

    Bemessungswert der Tragfhigkeit unterder Annahme, dass sich Absttzkrfte ausbildenknnen:

    4 423FT,1,Rd =

    3,06= 553 kN

    2 423 + 3,0 4 176,4FT,2,Rd =

    3,06 + 3,0= 489 kN (magebend)

    FT,3,Rd = 4 176,4 = 705,6 kN

    Nachweis des T-Stummels:

    NEd 478,6 = = 0,979 < 1,0FT,Rd 489

    Die Querkraft wird den beiden Schraubenim Bereich des oberen Trgerflansches zuge-wiesen.

    Nachweiskriterium Abscheren:

    Fv,Ed = 100 / 2 = 50 kN < 150,7 kN = Fv,Rd(siehe Tabelle 5.3, Schaft in der Scherfuge)

    Nachweiskriterium Lochleibung:

    Mit e2 / d0 = 45 / 22 = 2,05 ergibt sich ab k1 =2,5, so dass Fb,Rd fr 1 cm Blechdicke aus Tabelle 5.6 abgelesen werden kann.

    Fv,Ed = 50 kN < 114 2,0 = 228 kN = Fb,Rd

    7 Normen

    DIN EN 1090-2Ausfhrung von Stahltragwerken und Alumini-umtragwerken Teil 2: Technische Regeln frdie Ausfhrung von Stahltragwerken (2011-10)

    DIN EN 1993-1-1Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion vonStahlbauten Teil 1-1: Allgemeine Bemessungs-regeln und Regeln fr den Hochbau (2010-12)mit NA (2010-12)

    DIN EN 1993-1-8Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion vonStahlbauten Teil 1-8: Bemessung von Anschls-sen (2010-12) mit NA (12-2010)

    DIN EN 14399Hochfeste planmig vorspannbare Schrauben-verbindungen fr den Metallbau Teil 1: Allgemeine Anforderungen (2006-06) Teil 2: Prfung der Eignung zum Vorspannen

    (2006-06) Teil 3: System HR Garnituren aus Sechskant-

    schrauben und -muttern (2006-06) Teil 4: System HV Garnituren aus Sechskant-

    schrauben und -muttern (2006-06) Teil 5: Flache Scheiben (2006-06) Teil 6: Flache Scheiben mit Fase (2006-06) Teil 7: System HR Garnituren aus Senkschrau-

    ben und Muttern (2008-03) Teil 8: System HV Garnituren aus Sechskant-

    Passschrauben und Muttern (2008-03) Teil 9: System HR oder HV Direkte Kraft -

    anzeiger fr Garnituren aus Schrauben undMuttern (2009-07)

    Teil 10: System HRC Garnituren aus Schrau-ben und Muttern mit kalibrierter Vorspan-nung (2009-07)

    Merkblatt 322

    Abb. 6.8: Biegesteifer Sto eines IPE 400 mit Stirnplatten

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:31 Seite 38

  • 39

    Geschraubte Verbindungen im Stahlbau

    DIN EN 15048-1Garnituren fr nicht planmig vorgespannteSchraubenverbindungen fr den Metallbau Teil 1: Allgemeine Anforderungen (2007-07)

    DIN EN 20898-2Mechanische Eigenschaften von Verbindungs-elementen Teil 2: Muttern mit festgelegtenPrfkrften; Regelgewinde (1994-02)

    DIN EN ISO 286-2Geometrische Produktspezifikation (GPS) ISO-Toleranzsystem fr Lngenmae Teil 2: Tabel-len der Grundtoleranzgrade und Grenzabmaefr Bohrungen und Wellen (2010-11)

    DIN EN ISO 898-1Mechanische Eigenschaften von Verbindungs-elementen aus Kohlenstoffstahl und legiertemStahl Teil 1: Schrauben mit festgelegten Festig-keitsklassen Regelgewinde und Feingewinde(2009-08)

    DIN EN ISO 4014Sechskantschrauben mit Schaft ProduktklassenA und B (2011-06)

    DIN EN ISO 4016Sechskantschrauben mit Schaft ProduktklasseC (2011-06)

    DIN EN ISO 4017Sechskantschrauben mit Gewinde bis Kopf Pro-duktklassen A und B (2011-07)

    DIN EN ISO 4018Sechskantschrauben mit Gewinde bis Kopf Pro-duktklasse C (2011-07)

    DIN EN ISO 4032Sechskantmuttern, Typ 1 Produktklassen A undB (2012-05)

    DIN EN ISO 4033Sechskantmuttern, Typ 2 Produktklassen A undB (2012-05)

    DIN EN ISO 4034Sechskantmuttern Produktklasse C (2012-06)

    DIN EN ISO 7089Flache Scheiben Normale Reihe, ProduktklasseA (2000-11)

    DIN EN ISO 7090Flache Scheiben mit Fase Normale Reihe, Pro-duktklasse A (2000-11)

    DIN EN ISO 7091Flache Scheiben Normale Reihe, ProduktklasseC (2000-11)

    DIN ISO 724Metrische ISO-Gewinde allgemeiner Anwen-dung Grundmae (ISO 724:1993 + Cor. 1:2009)(2010-01)

    DIN ISO 965-1Metrisches ISO-Gewinde allgemeiner Anwen-dung Toleranzen Teil 1: Prinzipien undGrundlagen (1999-11)

    DIN ISO 1891Mechanische Verbindungselemente Benennun-gen (2009-09)

    8 Literatur

    [1] Oberegge, O., Hockelmann, H.-P.:Bemessungshilfen fr profilorientiertes Konstru-ieren. Stahlbau-Verlagsgesellschaft mbH, 3. Auf-lage, Kln 1997

    [2] Typisierte Anschlsse im Stahlhochbau. Stahlbau-Verlagsgesellschaft, 2. Auflage, Dssel-dorf 2002

    [3] Schmidt, H., Stranghner, N.:Ausfhrung geschraubter Verbindungen nachDIN EN 1090-2. Stahlbau-Kalender 2011, VerlagErnst & Sohn, Berlin 2011

    [4] Kindmann, R., Stracke, M.:Verbindungen im Stahl- und Verbundbau. VerlagErnst & Sohn, 2. Auflage, Berlin 2009

    [5] Kindmann, R., Kraus, M., Niebuhr, H. J.:Stahlbau kompakt. Verlag Stahleisen, 2. Auflage,Dsseldorf 2008

    [6] Schneider, S., Ungermann, D.:Geschraubte Anschlsse und Verbindungen nachDIN EN 1993-1-8. Stahlbau 89, Verlag Ernst &Sohn, Berlin 2010

    [7] Weynand, K., Stark, S.:Anwendungen von Schrauben im Stahlbau. Merk-blatt 322, Stahl-Informations-Zentrum, Dssel-dorf 2001

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:31 Seite 39

  • Stahl-Informations-Zentrumim Stahl-ZentrumPostfach 10 48 42 40039 DsseldorfSohnstrae 65 40237 DsseldorfE-Mail: [email protected] www.stahl-info.de

    322 Geschraubte Verb 110712_D 322 12.07.12 09:30 Seite 40