46R Stahlkonsole. Leistungsumfang: BTS STATIK-Beschreibung - Bauteil: 46R - Stahlkonsole Seite 1
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1 Programmvertriesgesellschaft mh Lange Wender Vellmar BTS STATIK-Beschreiung - Bauteil: 46R - Stahlkonsole Seite 1 46R Stahlkonsole Leistungsumfang: Stahlsorten nach DIN (St 37-2, USt 37-2,RSt 37-2, ST 37-3, St 52-3) sowie äquivalente Bezeichnungen nach DIN EN T1/T2 zw. EC3 und freie Werkstoffdaten-Eingae Üernahme von Profilen und Auflagerschnittgrößen aus anderen Positionen Nachweisverfahren ELASTISCH-ELASTISCH oder ELASTISCH-PLASTISCH Tragsicherheitsnachweis der Konsole nach DIN Teil 1 Nachweis der Grenzwerte /t der Konsole nach DIN Teil 1 Ta. 15 Nachweis der Schufeld nach Petersen und DIN Teil 1 Nachweis der Stirnplattenverindung nach DIN Teil 1 und DStV/DASt zw. Schineis Nachweis der Schrauenverindung nach DIN Teil 1 As. 8 Nachweis der Schweissnahtspannung nach DIN Teil 1 As. 8 Nachweis der Gewindestange nach DIN Teil 1 As. 8 mit Biegeknicken nach DIN Teil 2 As. 3 Nachweis der Normalspannung nach DIN Teil 1 As. 7 Nachweise der rippenlosen Krafteinleitung gemäß DIN (11/99) Teil 1 Element 744 Bemessung und Nachweis von Rippen
2 Programmvertriesgesellschaft mh Lange Wender Vellmar BTS STATIK-Beschreiung - Bauteil: 46R - Stahlkonsole Seite 2 System: Das Programm dient zur Bemessung und zum Nachweis einer Stahlkonsole an einer Stütze zw. einem Rahmenstiel mit oder ohne aufliegendem Träger. x x a N Vz Vz OK Konsole My My N L (Bild 2) L L = Lange der Konsolenoerkante, a = Astand des Trägers zum Stielflansch, x = Astand der Einwirkungen auf der Konsole zum Stielflansch, = Einflußreite der Querkraft Vz auf der Konsolenoerkante. Einwirkungen: Es können Design-Einwirkungen in is zu 4 Lastfällen eingegeen zw. aus anderen Positionen üernommen werden. Die Erfassung der Einwirkungen erfolgt taellarisch. Das Koordinatensystem und die positiven Richtungen der Einwirkungen entsprechen DIN 18800, Teil 1, Bild 1. Die Einwirkungen werden im Bezug auf die Konsolenoerkante und deren Schnittpunkt mit der Stielachse eingegeen (siehe Bild 2). Die Querkraft Vz auf der Konsole wird ggf. üer die Einflußreite verteilt. Bemessung und Nachweis: Profilauswahl für Stiel,Träger und Konsole: I-Profile (I, IPE, IPEo, IPEv, IPEa, IPB S, IPB SB, HE-A, HE-B, HE-M, HE-AA, HE, HD, HL, HP, HX) I zw. T aus Blechen geschweißt, mit veränderlichem Querschnitt. Tragsicherheit der Konsole nach DIN Teil 1 (ELASTISCH-PLASTISCH): Eine Querschnittsflächenaufteilung wird durchgeführt, indem die geeigneten Querschnittsteile den einzelnen Beanspruchungen zugewiesen werden. Grenzwerte grenz(/t) der Konsole: Für das gewählte Profil werden die Grenzwerte /t nach DIN Teil 1 Ta. 15 ermittelt und deren Einhaltung üerprüft. Schufeld nach Petersen und DIN Teil 1: Die Schuspannung aus der Umlenkwirkung im Eckfeld wird mit der auf das Ecklech entfallenden Normalspannung üerlagert, um die Vergleichsspannung zu ilden. Es wird der Tragsicherheitsnachweis nach DIN Teil 1 As. 7.5 geführt. Gewindestange Gewindestange zur Aufnahme der Normalkraft und als Lagesicherung des Trägers: Es werden die Tragsicherheitsnachweise für Zugeanspruchung nach DIN Teil 1 As. 8 geführt. Es wird der Biegeknicknachweis nach DIN Teil 2 Aschnitt 3 durchgeführt. (Bild 3)
3 Programmvertriesgesellschaft mh Lange Wender Vellmar BTS STATIK-Beschreiung - Bauteil: 46R - Stahlkonsole Seite 3 Geschraute Stirnplattenverindung nach DIN Teil 1 und DStV/DASt zw. Schineis: Biegesteife Stirnplattenverindungen nach dem Verfahren von DStV/DASt werden nur unter den folgenden Bedingungen ausgeführt und nachgewiesen (siehe Bild 4): Hochfeste vorgespannte Schrauen der Festigkeitsklasse 10.9 Stahlsorten ST 37-2, USt 37-2, RSt 37-2, St 37-3 Die Stirnplatte leit nicht ideal een (ELASTISCH-PLASTISCH) Berücksichtigung von Astützkräften an der Stirnplattenkante nach DIN Teil 1 As. 8.1 Im Fall eines schwächeren Stielgurtes werden zusätzliche Futterleche unter den zugeanspruchten Schrauen konstruktiv angeordnet. II I d II I c3 c1 K MI nz. Zt/2 w3 w2 w1 w2 w3 e1,o e(1) üo II III I I II III c3 c1 K MI nz. (Bild 4) Anderenfalls werden die Ausführung und Nachweise nach dem Verfahren von Schineis unter den folgenden Bedingungen geführt (siehe Bild 5): Stirnplatte und Gurt des Stiels sind starr und leien een (ELASTISCH-ELASTISCH) Die Schrauenkräfte werden linear veränderlich mit dem Astand vom Druckpunkt erechnet Nur Schrauen oerhal h/2 vom Druckpunkt nehmen Zugkräfte auf Vernachlässigung von Astützkräften an der Stirnplattenkante Zt e(2) d w3 w2 w1 w2 w3 e1,o e1,u üu h, Profil h Z1 üo Z2 e(1) z1 z2 z3 z4 Z3 Z4 z1/2 e(6) e(5) e(4) e(3) e(2) h, Profil h D e1,u üu (Bild 5)
4 Programmvertriesgesellschaft mh Lange Wender Vellmar BTS STATIK-Beschreiung - Bauteil: 46R - Stahlkonsole Seite 4 Es werden die Tragsicherheitsnachweise für Zugeanspruchung, Ascheren und Lochleiung in den Schrauen nach DIN Teil 1 As. 8 geführt. Es wird der Schweißnahtspannungsnachweis nach DIN Teil 1 As. 8.4 geführt. Normalspannungsnachweis der Flanschverindungen nach DIN Teil 1 (ELASTISCH-ELASTISCH): Es wird der Tragsicherheitsnachweis nach DIN Teil 1 As. 7.5 für die Flansche der geschrauten Verindungen Träger/Konsole und Gewindestange/Stielflansch geführt. Geschweißter Anschluß: Auf Wunsch wird die Verindung ohne Stirnplatte und Schrauen ausgeführt. Es wird der Schweißnahtspannungsnachweis nach DIN Teil 1 As. 8.4 geführt. Nachweis der rippenlosen Krafteinleitung: Nachweis der rippenlosen Krafteinleitung (siehe Bild 6) gemäß DIN (11/99) Teil 1 Element 744 für Walzoder geschweißte Stahlprofile mit I-förmigen Querschnitten. Rippen: (Bild 6) Rippen (siehe Bild 7) werden zur Einleitung der Kräfte aus der Konsole in den Stielsteg angeordnet. Es werden die Tragsicherheitsnachweise nach DIN Teil 1 As. 7.5 und As. 8 geführt. F,hor. h h F,ver. F,hor. F,ver. F,hor. F,hor. F,ver. F,ver. Literatur: (Bild 7) DIN Teil 1 und 2, Novemer Kahlmeyer, E.: Stahlau: Träger-Stützen-Verindungen; 3. Auflage, Werner-Verlag Düsseldorf Petersen,C.: Stahlau; 3. Auflage, Vieweg Braunschweig/Wiesaden Sieert, G.: Biegesteife Stirnplattenverindungen nach DSTV-Berechnung nach alter und neuer Norm; Stahlau 64(1995) S
5 Programmvertriesgesellschaft mh l Lange Wender 1 l Vellmar BTS - STATIK - Beispiele - '46R' Pos. 240 Seite 1 POS.240 STAHLKONSOLE STIEL: 1 x IPE 360 Achse: Neigung = 0.0 Grad EINWIRKUNGEN: (mm,knm,kn) LF Schnittpunkt x Pos. Myd Vzd Nd 1 Stiel(Oen) Konsole BEMESSUNG UND NACHWEIS (DIN ) WERKSTOFFDATEN: St 37-2, Erzeugnisdicke t <= 40 mm Streckgrenze/Zugfestigkeit fy,k/fu,k = 240 / 360 N/mm² E/G-Modul = / N/mm², Gamma M = 1.10 KONSOLE: 1 x IPE 160 Länge der Konsole = mm TRAGSICHERHEIT ei Querschnittsaufteilung E-P:(mm,kN,kNm) LF x Nd Myd Vzd fnx fmy fvz fnx,fmy,fvz: Ausnutzungsgrade aus Nd, Myd und Vzd (<=1.0)
6 Programmvertriesgesellschaft mh l Lange Wender 1 l Vellmar BTS - STATIK - Beispiele - '46R' Pos. 240 Seite 2 (/t) Nachweis: vorh.(/t)/grenz(/t) (<=1) Steg: LF 1, x = 0 mm, / = 0.10 Gurt: LF 1, x = 0 mm, 3.99 / = 0.18 Schufeld: Schuspannung: a//t = 299/ 145/ 8 mm (kn,n/mm²,cm³) LF Stelle Vd Sy Taud TauRd Tau/TauRd 1 Stiel < 1 Normalspannung am Feldrand: 4 (kn,knm,cm²,cm,n/mm²) LF Stelle Nd Md A Iy Sd Sd/SRd 1 Stiel < 1 Vergleichsspannung: (kn,knm,n/mm²) LF Stelle Nd Md Sd Vd Taud Svd Svd/SRd 1 Stiel < 1 Schweißnaht: Steg: Doppelkehlnaht, a = 4 mm Oergurt: Doppelkehlnaht, a = 4 mm Untergurt: Doppelkehlnaht, a = 4 mm Nachweis: Aw,gesamt = 21.5 cm², Iw = 806 cm 4 Aw,Steg = 10.2 cm², zsp = 80 mm (mm,kn,knm,n/mm²) LF z Nd Vd Myd Tau Swd Swv Swv/SwRd < < 1 Rippenlose Krafteinleitung: Konsole (mm,n/mm²,kn) LF c l Nd Myd SigX SigZ Vzd VzRd < Rippenlose Krafteinleitung: Stiel, oen (mm,n/mm²,kn) LF c l Nd Myd SigX SigZ Vzd VzRd < Rippenlose Krafteinleitung: Stiel, unten (mm,n/mm²,kn) LF c l Nd Myd SigX SigZ Vzd VzRd <
7 Programmvertriesgesellschaft mh l Lange Wender 1 l Vellmar BTS - STATIK - Beispiele - '46R' Pos. 241 Seite 3 POS.241 STAHLKONSOLE STIEL: 1 x I aus Blechen Außenkante: Neigung = 0.0 Grad Länge h,stiel(u,o) t,steg,gurt t,gurt aw / mm TRÄGER: (aus Position 50) 1 x HE-A 450 Astand zum Stielflansch = mm Kranschiene ( mittragend ) / h = 60 / 30 mm EINWIRKUNGEN: (mm,knm,kn) LF Schnittpunkt x Pos. Myd Vzd Nd 1 Stiel(Oen) Konsole BEMESSUNG UND NACHWEIS (DIN ) WERKSTOFFDATEN: St 37-2, Erzeugnisdicke t <= 40 mm Streckgrenze/Zugfestigkeit fy,k/fu,k = 240 / 360 N/mm² E/G-Modul = / N/mm², Gamma M = 1.10 KONSOLE: 1 x HE-A 280 vert. Astand/Länge = 5000/450.0 mm
8 Programmvertriesgesellschaft mh l Lange Wender 1 l Vellmar BTS - STATIK - Beispiele - '46R' Pos. 241 Seite 4 TRAGSICHERHEIT ei Querschnittsaufteilung E-P:(mm,kN,kNm) LF x Nd Myd Vzd fnx fmy fvz fnx,fmy,fvz: Ausnutzungsgrade aus Nd, Myd und Vzd (<=1.0) (/t) Nachweis: vorh.(/t)/grenz(/t) (<=1) Steg: LF 1, x = 0 mm, / = 0.09 Gurt: LF 1, x = 0 mm, 8.62 / = 0.38 Schufeld: Schuspannung: a//t = 745/ 240/15 mm (kn,n/mm²,cm³) LF Stelle Vd Sy Taud TauRd Tau/TauRd 1 Stiel < 1 Normalspannung am Feldrand: 4 (kn,knm,cm²,cm,n/mm²) LF Stelle Nd Md A Iy Sd Sd/SRd 1 Stiel < 1 Vergleichsspannung: (kn,knm,n/mm²) LF Stelle Nd Md Sd Vd Taud Svd Svd/SRd 1 Stiel < 1 Stirnplatte: /l/d = 300/ 366/30 mm, üo/üu = 75/ 20 mm Schweißnaht: Steg: Doppelkehlnaht, a = 5 mm Oergurt: Doppelkehlnaht, a = 10 mm Untergurt: Doppelkehlnaht, a = 10 mm Aw,gesamt = cm², Iw = cm 4 Aw,Steg = 19.7 cm², zsp = 146 mm
9 Programmvertriesgesellschaft mh l Lange Wender 1 l Vellmar BTS - STATIK - Beispiele - '46R' Pos. 241 Seite 5 Nachweis: (mm,kn,knm,n/mm²) LF z Nd Vd Myd Tau Swd Swv Swv/SwRd < < 1 Schrauen: 3 x 4 M24, 10.9, HR Astände h: Rand: w3 = 35 mm, Loch: w1/w2 = 110/ 60 mm vert.: oen: Rand(mm) e1 = Loch(mm) e = 110 unten: e1 = 80 LF Nachweis: (kn) 1 Zugkraft: Nd/NRd = 35.0/256.7 = 0.14 < 1 1 Ascheren: 1 Lochleiung: Vad/VaRd = Vld/VlRd = 58.9/ /260.5 = 0.26 < 1 = 0.23 < 1 Platte: (mm,kn,knm) Fv/Qpld/M2pld/M1pld(o/u) = 220/ / 10.8/ 16.2/ 0.4 oen: c1/c3 = 22/ 30 mm: LF 1: Md = < = MRd Stielgurt: tg = 25.0 mm (mm,cm³,kn,knm,n/mm²) Ort c,eff Wy,p LF Nd Myd Sd SRd Gewst < Stielgurt: t,gurt/d,schraue = 25/24 mm = 1.04 > 1.00 Gewindestange: 1 x M16, 4.6, Asp = 1.57 cm² LF 1, Normalkraft(kN): Nd/NRd = / 39.9 = -0.9 < 1.0 Biegeknicken (DIN T2, EL-PL): (mm,kn) LF Länge Lam,K Nd Kappa NRd Bed. (3) = 1.0 Schrauen im Träger: Rippen im Konsole: Schweißnaht: 4 M20, 10.9, HR Randastände: Konsole/Träger = 60/ 60 mm /t/h = 136/10/ 244 mm (mm,cm²,n/mm²) Stelle a lw Aw F Tau=Swv SwRd Swv/SwRd Steg: < 1 Untergurt: < 1
10 Programmvertriesgesellschaft mh l Lange Wender 1 l Vellmar BTS - STATIK - Beispiele - '46R' Pos. 241 Seite 6 Stelle a lw Aw Tau Swd Swv SwRd Swv/SwRd Oergurt: < 1 (F,vertikal/horizontal = 94.7/ 31.0 kn) Druckspannung: A = 11.2 cm², Sd/SRd = 97.2/218.2 N/mm² = 0.45 < 1 Rippen im Stiel, oen: Schweißnaht: /t/h = 132/15/ 400 mm (mm,cm²,n/mm²) Stelle a lw Aw F Tau=Swv SwRd Swv/SwRd Steg: < 1 Stelle a lw Aw Tau Swd Swv SwRd Swv/SwRd Innengurt: < 1 (F,vertikal/horizontal = 116.6/ 32.6 kn) Druckspannung: A = 16.6 cm², Sd/SRd = 78.0/218.2 N/mm² = 0.36 < 1 Rippen im Stiel, unten: Schweißnaht: /t/h = 132/15/ 375 mm (mm,cm²,n/mm²) Stelle a lw Aw F Tau=Swv SwRd Swv/SwRd Steg: < 1 Stelle a lw Aw Tau Swd Swv SwRd Swv/SwRd Innengurt: < 1 (F,vertikal/horizontal = 107.2/ 32.0 kn) Druckspannung: A = 16.6 cm², Sd/SRd = 72.6/218.2 N/mm² = 0.33 < 1
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