Stahlbau in Beispielen: Berechnungspraxis nach DIN 18800-1 bis -3 ; (Ausgabe Nov . 1990 bzw. berichtigte Neuauflage 1992)
Gespeichert in:
| Beteiligte Personen: | , |
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| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
Werner
2001
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| Ausgabe: | 5. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Werner-Ingenieur-Texte
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| Umfang: | XIII, 277 S. graph. Darst. |
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Titel: Stahlbau in Beispielen
Autor: Hünersen, Gottfried
Jahr: 2001
Inhaltsverzeichnis
Seite
1 Bemessungsvoraussetzungen 1
1.0 Allgemeines 1
1.1 Erlauterungen 1
1.1.1 Einwirkungen, EinwirkungsgroBen 1
1.1.2 Widerstand, WiderstandsgroBen 1
1.1.3 Bemessungswerte 2
1.1.4 Charakteristische Wcrte 2
1.1.5 Teilsicherheitsbeiwerte 2
1.1.6 Kombinationsbeiwerte 3
1.1.7 Beanspruchungen, Grenzzustande und Beanspruchbarkeiten 3
1.1.8 Nachweise, Nachweisverfahren 3
1.2 Verwendete Formelzeichen 6
1.2.1 Koordinaten, Verschiebungs- und SchnittgroBen, Spannungen sowie Imper-
fektionen 6
1.2.2 Physikalische KenngroBen, Festigkeiten 6
1.2.3 QuerschnittsgroBen 7
1.2.4 SystemgroBcn 7
1.2.5 Einwirkungen, WiderstandsgroBen und Sicherheitselemente 7
1.2.6 Nebenzeichen 8
1.3 Hinweise zu den Stahlsorten und zu deren charakteristischen Werten 8
1.4 Nachweisschema flir die Bemessungsvoraussetzungen 12
1.5 Beispiele fiir die Ermittlung der Bemessungsvoraussetzungen 13
1.5.1 Randstiitze unter einer Biihne 13
1.5.2 Triiger 14
2 Nachweisverfahren fiir die Tragsicherheit 16
2.0 Allgemeines 16
2.1 Nachweisverfahren Elastisch-Elastisch 16
2.1.0 Vorbemerkungen 16
2.1.1 Allgemeine Form des Spannungsnachweises 17
2.1.2 Ortliche Plastizierung 18
2.1.3 Charakteristische Werte der Werkstoffe fur die Nachweisfuhrung Elastisch-
Elastisch 18
2.2 Nachweisverfahren Elastisch-Plastisch 20
2.2.0 Vorbemerkungen 20
2.2.1 Allgemeine Querschnittsformen 21
2.2.2 Interaktionsbeziehungen fUr I-Querschnitte mit N, Afy, Vz (einachsige
Biegung) 22
2.2.3 Interaktionsbeziehungen fiir I-Querschnitte mit N, Mz, Vy (einachsige
Biegung) 22
2.2.4 Nachweisschema fiir I-Querschnitte mit N, Vz Vy My, Mz (zweiachsige
Biegung) 23
2.2.5 SchnittgroBen im vollplastischen Zustand fur gewalzte I-Querschnitte aus
St 37 in kNcm und kN 24
2.2.6 Formeln zur Berechnung der SchnittgroBen im vollplastischen Zustand . 25
2.3 Nachweisverfahren Plastisch-PIastisch 26
VII
Inhaltsverzeichnis
2.4 Beispiele zum Nachweis der Tragsicherheit
2.4.1 Querschnitt mit N, My, Vz
2.4.2 Eingespannter Trager, / = 5m * *
2.4.3 Eingespannter Trager, / = 11m
2.4.4 Eingespannter Rahmen ohne Stabilitatsberechnung
3 Schraubenverbindungen
3.0 Allgemeines
3.1 Schraubenwerkstoff
3.2 Schraubenarten
3.3 AusfLihrungsformen der Schraubenverbindung
3.4 Hinweise • •
3.5 Nachweis fur Schraubenverbindungen - Beanspruchung rechtwinklig
zur Schaftrichtung
3.5.0 Nachweisschema
3.5.1 Ermittlung der Beanspruchbarkeit auf Abscheren
3.5.2 Tabelle der Grenzabscherkrafte VaR(J in kN je Scherfuge fur einschnittig
gcstutzte und mehrschnittige Verbindungen
3.5.3 Ermittlung der Beanspruchbarkeit auf Lochleibung
3.5.4 Tabelle der Grenzlochspannungskrafte in kN fiir SL-, SLV- und
GV-Verbindungen
3.5.5 Tabelle der Grenzlochspannungskrafte in kN fiir SLP-, SLVP- und
GVP-Verbindungen
3.5.6 Erglinzungsnachweis fiir gleitfeste, planmaBig vorgespannte Schrauben .
3.6 Nachweis fiir Schraubenverbindungen - Beanspruchung auf Zug in Schaft¬
richtung und auf Abscheren
3.6.0 Nachweisschema
3.6.1 Tabelle zur Ermittlung der Grenzzugkraft NRd je Schraube in kN
3.7 Beispiele fUr Schraubenverbindungen
3.7.1 ZugbandstoB
3.7.2 TrageranschluB
3.7.3 Angchangter Trager
3.7.4 TragerstoB
4 SchweiBverbindungen
4.0 Allgemeines
4.1 Stahlauswahl
4.2 MaBe und Querschnittswerte
4.2.1 Nahtdicke
4.2.2 Nahtliinge
4.2.3 SchweiBnahtfliiche
4.3 SchweiBnahtspannungen
4.4 Nachweis fur SchweiBverbindungen
4.4.0 Nachweisschema
4.4.1 Ermittlung der SchweiBnahtgeometrie
4.4.2 Ermittlung der SchweiBnahtspannungen
4.5 Beispiele fiir SchweiBanschliisse
4.5.1 KnotenblechanschluB
4.5.2 GcschweiBter biegesteifer TrageranschluB !!!!".
4.6 PunktschweiBverbindungen
4.6.0 Allgemeines
VIII
27
27
29
32
33
36
36
36
36
37
38
39
39
40
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42
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46
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48
48
50
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54
62
62
62
63
63
63
63
64
65
65
66
67
68
68
70
72
72
Inhaltsverzeichnis
4.6.1 Nachweisschema fiir PunktschweiBverbindungen 73
4.6.2 Tabelle fur die Traglast von SchweiBpunkten in Abhangigkeit von der Ver-
sagensform 74
4.6.3 Beispiel - punktgeschweiBter ZugbandstoB 75
5 Zugstabe 76
5.0 Allgemeines 76
5.1 Berechnungsvoraussetzungen 76
5.2 Nachweisschema fur Zugstabe 77
5.3 Beispiele fiir Zugstabe 78
5.3.1 Zugstab mit mittigem AnschluB 78
5.3.2 Zugstab mit auBermittigem AnschluB 79
6 Knicklangenbeiwert p 80
6.0 Allgemeines 80
6.1 Ermittlung der Knicklangenbeiwerte mit Formeln 80
6.2 Ermittlung der Knicklangenbeiwerte mit Diagrammen 81
6.2.1 Unverschiebliche Systeme 81
6.2.2 Verschiebliche Systeme 82
6.3 Schema zur Ermittlung von p mit Formeln 84
6.4 Ermittlung der Knicklangenbeiwerte von unverschieblichen Systemen . 85
6.4.0 Nachweisschema 85
6.4.1 Diagramm fiir die Ermittlung der Knicklangenbeiwerte von
unverschieblichen Systemen 86
6.5 Ermittlung der Knicklangenbeiwerte von verschieblichen Systemen 87
6.5.0 Nachweisschema 87
6.5.1 Diagramm fiir die Ermittlung der Knicklangenbeiwerte von
verschieblichen Systemen 88
6.6 Beispiele fur die Ermittlung der Knicklangenbeiwerte p 89
6.6.1 Rahmenformeln nach [19] 89
6.6.2 Rahmenformeln nach DIN 18 800 T 2 89
6.6.3 Durchlaufende Stiitze 90
6.6.4 Stockwerkrahmen 93
7 Mittig gedruckte einteilige Stabe 97
7.0 Allgemeines 97
7.1 Biegeknicken 97
7.2 Biegedrillknicken 98
7.3 Bezeichnungen 99
7.4 Nachweis fur mittig gedruckte einteilige Stabe (Biegeknicken) 100
7.4.0 Nachweisschema 100
7.4.1 Ermittlung der Knickspannungslinie 101
7.4.2 Tabelle der Abminderungsfaktoren k 102
7.5 Nachweis fiir mittig gedruckte einteilige Stabe mit einfach- und doppelt-
symmetrischem Querschnitt (Biegedrillknicken) 104
7.5.0 Nachweisschema 104
7.5.1 Ermittlung des Drehradius c und der Ordinate des Schubmittelpunktes 105
7.5.2 Diagramm zur Ermittlung der maBgebenden Versagensform bei L-Profilen
nach [9] 106
7.5.3 Diagramm zur Ermittlung der maBgebenden Versagensform bei T-Profilen
nach [9] 107
7.6 . Beispiele fur mittig gedruckte einteilige Stabe 108
IX
Inhaltsverzeichnis
7.6.1 Stutzc mil I-Querschnitt
7.6.2 Druckstab mit T-Querschnitt
7.6.3
8
Dcr cinfachsymmetrische Diagonalstab ' ^
Stabe mit einachsiger Biegung ohne Normaikraft lj4
8.0 Allgemeines J ^
8.1 Ausweichen rechtwinklig zur Momcntenebcne I*4
8.2 Nachweisschema fur Stabe mit einachsiger Biegung ohne Normaikraft 116
8.2.1 Exaktc Ermittlung von MKiy U8
8.2.2 Berucksichtigung aussteifcnder Bauelemente beim Biegedrillknick-
nachweis
8.2.3 Nachwcis der wirksamen Drehbettung 120
8.3 Diagramm zur Ermittlung von max A7y nach der Druckstabanalogie 121
8.4 Diagramm zur Ermittlung von A/Kiy mit zp = - h/2 122
8.5 Diagramm zur Ermittlung von MKi mit zp = 0 123
8.6 Abmindcrungsfaktor fur Walztrager ohne Ausklinkung (n = 2,5) 124
8.7 Abmindcrungsfaktor km fur Walztrager mit Ausklinkung und
SchweiBtrager (n = 2,0) 125
8.8 Bcispiele fur den Biegedrillknicknachweis bei Biegetragern (Kippnachweis) 126
8.8.1 Exakter Nachweis (nach Arbeitsschema 8.2) 126
8.8.2 Niihcrungsnachweis nach der Druckstabanalogie 128
8.8.3 Nachweisfiihrung fur eine Biihnentragerlage 129
9 Stabe mit einachsiger Biegung und Normaikraft 132
9.0 Allgemeines 132
9.1 Biegeknicknachweis 132
9.2 Biegedrillknicknachweis 133
9.3 Nachweis bei einachsiger Biegung mit Normaikraft (Biegeknicken) 134
9.3.0 Nachweisschema 134
9.3.1 Momentenbeiwert Pm und 135
9.4 Nachweisschema bei einachsiger Biegung mit Normaikraft (Biegedrill-
knicken) 136
9.5 Beispiele fur Triiger mit Druck und einachsiger Biegebeanspruchung 137
9.5.1 Triiger mit konstanter Normaikraft 137
9.5.2 Triiger mit veriinderlicher Normaikraft 140
9.5.3 Rahmenstiel mit Biege- und Normalkraftbeanspruchung 143
10 Stiibe mit zweiachsiger Biegung mit oder ohne Normaikraft 147
10.0 Allgemeines I47
10.1 Biegeknicknachweis I47
10.2 Biegedrillknicknachweis 14g
10.3 Nachweisschema fur zweiachsige Biegung mit Normaikraft - Biege¬
knicken, Nachweismethode 1 ^49
10.4 Nachweisschema fur zweiachsige Biegung mit Normaikraft - Biege-
knicken, Nachweismethode 2 ^0
10.5 Nachweisschema fur zweiachsige Biegung mit Normaikraft - Biegedriil-
knicken ^
Beispicl fur Triiger mit Druck und zweiachsiger Biegebeanspruchung 152
Stabe mit zweiachsiger Biegung und Torsion °
10.7.1 Erlauterungen
10.7.2 Nachweisschema fur zweiachsige Biegung und Torsion '. !.! * * ! * ! 158
10.6
10.7
X
Inhaltsverzcichnis
10.7.3 Zusammenstellung der Belastungswerte 159
10.7.4 Tabelle fiir Hilfswerte k{ und K.y 160
10.7.5 Tabelle fur die Hilfswerte/j,/2,V5./6,/7 161
10.7.6 Beispiel fiir einen Trager mit zweiachsiger Biegung und Torsion 162
11 Mehrteilige einfeldrige Stiibe mit unveriinderlichem Querschnitt und
konstanter Normalkraft 166
11.0 Allgemeines 166
11.1 Rahmenstiibe 167
11.2 Gitterstabe 167
11.3 Bezeichnungen 167
11.4 Nachweis fiir Rahmenstiibe mit normaler Spreizung 169
11.4.0 Nachweisschema 169
11.4.1 Nachweis der Bindebleche und deren AnschluB 170
11.4.2 Ermittlung der Lange eines Gurtstabes 171
11.5 Nachweisschema fiir Stiibe mit geringer Spreizung 172
11.6 Nachweisschema fiir Gitterstabe 173
11.7 Beispiele fur mehrteilige Druckstabe 174
11.7.1 Rahmenstab mit normaler Spreizung 174
11.7.2 Rahmenstab mit geringer Spreizung 177
11.7.3 Gitterstab 179
12 Elastisch gestiitzte Druckgurte 183
12.0 Allgemeines 183
12.1 Grundlagen der Nachweisfuhrung 183
12.2 Bezeichnungen 184
12.3 Nachweisschema fiir federnd gehaltene Druckstabe 185
12.4 Beispiele fiir elastisch gestiitzte Druckgurte 186
12.4.1 Haupttriiger aus einer Vollwandkonstruktion 186
12.4.2 Haupttriiger aus einer Fachwerkkonstruktion 188
13 Nachweisfuhrung fiir Tragwerke nach Theorie II. Ordnung 191
13.0 Allgemeines 191
13.1 Vorverdrehungen 192
13.2 Vorkriimmung 192
13.3 Nachweisschema fur Naherungsberechnung nach Theorie II. Ordnung 193
13.3.1 Ermittlung der Imperfektionen 194
13.4 Beispiele zur Berechnung nach Theorie II. Ordnung 194
13.4.1 Eingespannte Stiitzc mit gekoppelter Pendelstiitze 194
13.4.2 Varianten zu Zweigelenkrahmen 196
14 Plattenbeulen 205
14.0 Allgemeines 205
14.1 Unversteifte Beulfelder 205
14.2 Versteifte Beulfelder 206
14.3 Bezeichnungen 206
14.4 Tabellen fur die Grenzwerte grenz (b/t) bei cx 208
14.4.1 Grenzwerte grenz {b/t) beim Tragsicherheitsnachweis nach dem Verfahren
Elastisch-Elastisch • ¦ ¦ • • ¦ • ¦ • 208
14.4.2 Grenzwerte grenz {bit) beim Tragsicherheitsnachweis nach dem Verfahren
Elastisch-Plastisch 209
XI
Inhaltsverzeichnis
14.4.3 Grenzwerte grenz (b/t) beim Tragsicherheitsnachweis nach dem Verfahren
Plastisch-Plastisch * * " ' '
14.5 Nachweisschema fur die Beulsicherheit eines unversteiften Feldes
mil Niiherungsverfahren ,7 7.7 7 V
14 5 1 Unversteifte, allseitig gelagerte Beulfelder - grenz (b/t) fur St 37 bei ax und
r nach [23] 77 7 " 7 '. 7
14.5.2 Unversteifte, allseitig gelagerte Beulfelder - grenz (b/t) fiir St 52 bei crx una
T nach [23] 212
14.6 Nachweis fur die Beulsicherheit eines unversteiften Feldes mit exaktem
Verfahren, 7x- und r-Beanspruchung 213
14.6.0 Nachweisschema 2J^
14.6.1 Ermittlung der Beulwerte km und kT 214
14.6.2 Ermittlung des Beulwertes k nach [39] 214
14.6.3 UbcrprUfung von knickstabiihnlichem Verhalten 215
14.6.4 Abminderungsfaktoren K (bezogene Tragbculspannung) bei alleiniger
Wirkung von C7x, 7 oder r 216
14.7 Nachweisschema fiir die Beulsicherheit eines versteiften Feldes 217
14.8 Beispicle fiir den Nachweis der Beulsicherheit 218
14.8.1 Unversteiftes Beulfeld - Beulsicherheit nach Naherungsverfahren 218
14.8.2 Unversteiftes Beulfeld mit Spannungen Tx und r - Beulsicherheit nach
exaktem Verfahren 219
14.8.3 Ausgesteiftes Beulfeld 221
14.9 Nachweis der Beulsicherheit eines unversteiften Feldes mit zusatzlicher
Randbeanspruchung 223
15 PlanmiiBig geradc Stabe mit ebenen diinnwandigen Querschnittsteilen . 224
15.0 Allgemeincs 224
15.1 Bezeichnungen 225
15.2 Nachweis fiir planmaBig gerade Stabe mit ebenen diinnwandigen Quer¬
schnittsteilen 226
15.2.0 Nachweisschema 226
15.2.1 Ermittlung der maBgebenden Querschnittswerte 227
15.2.2 Beulwerte k 228
15.2.3 Aufteilung der wirksamen Breite b' 229
15.3 Beispiel fiir einen Stab mit diinnwandigen Querschnittsteilen 230
16 StutzenfuBe 233
16.0 Allgemeincs 233
16.1 Gelenkige StiitzenfUBe 233
16.2 Eingespannte StiitzenfUBe 234
16.3 Nachweisschema fur gelenkige StutzenfuBe - geringe Profilhohe "!" ! 235
16.4 Nachweisschema fur gelenkige StutzenfuBe - groBe Profilhohe . 236
* Nachweisschema fur eingespannte StutzenfuBe 237
Bcispiele zu StutzenfuBen 238
Gelenkiger StutzenfuB mit geringer Profilhohe .!!]'.!!! 238
Gelenkiger StutzenfuB mit groBer Profilhohe . . 239
16.6.3 Eingespannte Stutze mit Ankerbefestigung . 242
16.5
16.6
16.6.1
16.6.2
17 Biegesteife Rahmenecken
17.0 Allgemeines
XII
Inhaltsverzcichnis
17.1 Biegesteife Stirnplattenverbindungen mit normalfesten Schrauben 246
17.1.1 Rahmenecke mit normalfesten Schrauben 246
17.2 Biegesteife Stirnplattenverbindungen mit hochfesten Schrauben 248
17.2.1 Rahmenecke mit hochfesten Schrauben bei iiberstehender Stirnplatte 249
17.2.2 Rahmenecke mit hochfesten Schrauben bei biindiger Stirnplatte 252
18 Ortliche Krafteinleitungen 257
18.0 Allgemeines 257
18.1 Ermittlung der mittragenden Liinge bei ortlicher Krafteinleitung 258
18.2 Beispiele fur ortliche Krafteinleitungen ohne Aussteifung 259
18.2.1 Auflagerung Trager auf Trager 259
18.2.2 Auflagerung Trager auf Knagge 260
18.2.3 Biegesteifer TrageranschluB - Druckseite 260
19 Biegetorsionsbeanspruchung von U-Profilen 262
19.0 Allgemeines 262
19.1 Berechnungsgrundlagen 262
19.2 Nachweisschema fur U-Profile mit planmaBiger Torsion 263
19.2.1 Diagramme fur charakteristische Tragmomente von U-Profilen mit
Beanspruchung in der Stegebene 264
19.3 Beispiel fur einen Biihnentrager 266
20 Dachverbande in Hallenkonstruktionen 267
20.0 Allgemeines 267
20.1 Berechnungsvoraussetzungen 267
20.2 Berechnungsmethoden 268
20.3 Bezeichnungen 269
20.4 Nachweisschema fur die Beanspruchung von Dachverbanden in Hallen-
dachern 270
20.5 Beispiel fur die Erfassung der Beanspruchung aus Stabilisierungskraften . 271
21 Literaturverzeichnis 274
22 Stichwortverzeichnis 276
XIII |
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0001 05.2004 A 54
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