Stahlbau in Beispielen

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1 Stahlbau in Beispielen Berechnungspraxis nach DIN Teil 1 bis Teil 3 (11.90) Dr.-Ing. habil. Gottfried Hünersen Dr. sc. techn. Ehler Fritzsche Werner-Verlag

2 Inhaltsverzeichnis 1 Bemessungsvoraussetzungen Erläuterungen Einwirkungen Widerstand Charakteristische Werte Teilsicherheitsbeiwerte Kombinationsbeiwerte Bemessungswerte Grenzzustände Bezeichnungen Nachweisschema für die Bemessungsvoraussetzungen Beispiele für die Ermittlung der Bemessungsvoraussetzungen Randstütze unter einer Bühne Träger 7 2 Nachweisverfahren für die Tragsicherheit Nachweisverfahren Elastisch-Elastisch Allgemeine Form des Spannungsnachweises Örtliche Plastizierung Charakteristische Werte der Werkstoffe für die Nachweisführung Elastisch- Elastisch Nachweisverfahren Elastisch-Plastisch Allgemeine Querschnittsformen Interaktionsbeziehungen für I-Profile mit N, M, V z Interaktionsbeziehungen für I-Profile mit N, M v V Nachweisschema für I-Profile mit N, V v V M y, M z Schnittgrößen im vollplastischen Zustand für gewalzte I-Profile aus St Formeln zur Berechnung der Schnittgrößen im vollplastischen Zustand Nachweisverfahren Plastisch-Plastisch Beispiele zum Nachweis der Tragsicherheit Querschnitt mit N, M y, V z Eingespannter Träger, / = 5 m Eingespannter Träger, / = 11 m Eingespannter Rahmen 26 3 Schraubenverbindungen Schraubenwerkstoff Schraubenarten Ausführungsformen der Schraubenverbindung Hinweise ' Nachweisschema für Schraubenverbindungen - Beanspruchung rechtwinklig zur Schaftrichtung Ermittlung der Beanspruchbarkeit auf Abscheren Tabelle zur Ermittlung der Beanspruchbarkeit F ard je Scherfläche einer Schraube in kn.' Ermittlung der Beanspruchbarkeit auf Lochleibung Tabelle zur Ermittlung der Beanspruchbarkeit K Rd (Lochleibung) für 1 cm Bohrtiefe '..' 36 VII

3 3.5.5 Grenzlochleibungskraft F 1R)d für Schrauben mit einem Lochabstand e in Kraftrichtung für St 37.' Grenzlochleibungskraft F 1R^ für Schrauben mit einem Randabstand e x in Kraftrichtung für St 37..' Ergänzungsnachweis für gleitfeste, planmäßig vorgespannte Schrauben Nachweisschema für Schraubenverbindungen - Beanspruchung auf Zug in Schaftrichtung und auf Abscheren Tabelle zur Ermittlung der Grenzzugkraft iv Rd für eine Schraube in kn Beispiele für Schraubenverbindungen ' Zugbandstoß Trägeranschluß Angehängter Träger Trägerstoß 47 4 Schweißverbindungen Stahlauswahl Maße und Querschnittswerte Nahtdicke Nahtlänge Schweißnahtfläche Schweißnahtspannungen Nachweisschema für Schweißverbindungen - Elastisch-Elastisch Ermittlung der Schweißnahtgeometrie Ermittlung der Schweißnahtspannungen Beispiele für Schweißanschlüsse Knotenblechanschluß Geschweißter biegesteifer Trägeranschluß Punktschweißverbindungen Nachweisschema für Punktschweißverbindungen Tabelle für die Traglast von Schweißpunkten in Abhängigkeit von der Versagensform Beispiel - punktgeschweißter Zugbandstoß 66 X 5 Zugstäbe Berechnungsvoraussetzungen Nachweisschema für Zugstäbe Beispiele für Zugstäbe Zugstab mit mittigem Anschluß Zugstab mit außermittigem Anschluß 70 6 Knicklängenbeiwert ß Ermittlung der Knicklängenbeiwerte mit Formeln Ermittlung der Knicklängenbeiwerte mit Diagrammen Unverschiebliche Systeme Verschiebliche Systeme Schema zur Ermittlung von ß mit Formeln Schema für die Ermittlung der Knicklängenbeiwerte von unverschieblichen Systemen Diagramm für die Ermittlung der Knicklängenbeiwerte von unverschieblichen Systemen Schema für die Ermittlung der Knicklängenbeiwerte von verschieblichen Systemen 78 VIII

4 6.5.1 Diagramm für die Ermittlung der Knicklängenbeiwerte von verschieblichen Systemen Beispiele für die Ermittlung der Knicklängenbeiwerte ß Rahmenformeln nach DIN Rahmenformeln nach DIN T Durchlaufende Stütze Stockwerkrahmen 84 7 Mittig gedrückte einteilige Stäbe Biegeknicken Biegedrillknicken Bezeichnungen Nachweisschema für mittig gedrückte einteilige Stäbe (Biegeknicken) Ermittlung der Knickspannungslinie Tabelle für die Abminderungsfaktoren K Nachweisschema für mittig gedrückte einteilige Stäbe (Biegedrillknicken) Ermittlung des Drehradius c und der Ordinate des Schubmittelpunktes Diagramm zur Ermittlung der maßgebenden Versagensform bei L-Profilen nach [9] Diagramm zur Ermittlung der maßgebenden Versagensform bei T-Profilen nach [9] Beispiele für mittig gedrückte einteilige Stäbe Stütze mit I-Querschnitt Druckstab mit T-Querschnitt Der einfachsymmetrische Diagonalstab Stäbe mit einachsiger Biegung ohne Normalkraft Ausweichen senkrecht zur Momentenebene Nachweisschema für Stäbe mit einachsiger Biegung ohne Normalkraft Diagramm zur Ermittlung von max M y nach der Druckstabanalogie Diagramm zur Ermittlung von M kiy mit z p = - H Diagramm zur Ermittlung von M ü mit z p = Abminderungsfaktor K M für Walzträger ohne Ausklinkung (n = 2,5) Abminderungsfaktor K U für Walzträger mit Ausklinkung und Schweißträger (n = 2,0) Beispiele für den Biegedrillknicknachweis bei Biegeträgern (Kippnachweis) Exakter Nachweis (nach Arbeitsschema 8.2) Näherungsnachweis nach der Druckstabanalogie Stäbe mit einachsiger Biegung und Normalkraft Biegeknicknachweis Biegedrillknicknachweis Nachweisschema bei einachsiger Biegung mit Normalkraft (Biegeknicken) Momentenbeiwert ß m und ^ Nachweisschema bei einachsiger Biegung Beispiele für Träger mit Druck und einachsiger Biegebeanspruchung Träger mit konstanter Normalkraft Träger mit veränderlicher Normalkraft Stäbe mit zweiachsiger Biegung mit oder ohne Druckkraft X Biegeknicknachweis Biegedrillknicknachweis 129 IX

5 10.3 Nachweisschema für zweiachsige Biegung mit Druckkraft - Biegeknicken, Nachweismethode Nachweisschema für zweiachsige Biegung mit Druckkraft - Biegeknicken, Nachweismethode Nachweisschema für zweiachsige Biegung mit Druckkraft - Biegedrillknicken Beispiel für Träger mit Druck und zweiachsiger Biegebeanspruchung Stäbe mit zweiachsiger Biegung und Torsion Erläuterungen Nachweisschema für zweiachsige Biegung und Torsion Zusammenstellung der Belastungswerte Tabelle für Hilfswerte Jfcj und K { Tabelle für die Hilfswerte/,,/ 2,/ 5,/ 6,/ Beispiel für einen Träger mit zweiachsiger Biegung und Torsion Mehrteilige einfeldrige Stäbe mit unveränderlichem Querschnitt und konstanter Normalkraft Rahmenstäbe Gitterstäbe Bezeichnungen Nachweisschema für Rahmenstäbe mit normaler Spreizung Nachweis für Bindebleche und deren Anschluß Ermittlung der Länge eines Gurtstabes Nachweisschema für Stäbe mit geringer Spreizung Nachweisschema für Gitterstäbe Beispiele für mehrteilige Druckstäbe Rahmenstab mit nofmaler Spreizung Rahmenstab mit geringer Spreizung Gitterstab Elastisch gestützte Druckgurte Grundlagen der Nachweisführung Bezeichnungen Nachweisschema für federnd gehaltene Druckstäbe Beispiele für elastisch gestützte Druckgurte Hauptträger aus einer Vollwandkonstruktion Hauptträger aus einer Fachwerkkonstruktion Nachweisführung nach Theorie II. Ordnung Vorverdrehungen Vorkrümmung Nachweisschema für Näherungsberechnung nach Theorie II. Ordnung Ermittlung der Imperfektionen Beispiele zur Berechnung nach Theorie II. Ordnung Eingespannte Stütze mit gekoppelter Pendelstütze Varianten zu Zweigelenkrahmen Plattenbeulen Unversteifte Beulfelder Versteifte Beulfelder Abkürzungen Tabellen für die Grenzwerte grenz( /0 bei <r x 190 X

6 Grenzwerte grenz( >/0 beim Tragsicherheitsnachweis nach dem Verfahren Elastisch-Elastisch Grenzwerte grenz(b/t) beim Tragsicherheitsnachweis nach dem Verfahren Elastisch-Plastisch Grenzwerte grenz( >/r) beim Tragsicherheitsnachweis nach dem Verfahren Plastisch-Plastisch Nachweisschema für die Beulsicherheit eines unversteiften Feldes mit Näherungsverfahren Unversteifte allseitig gelagerte Beulfelder - grenz(6/f) für St 37 bei a x und mach [23] Unversteifte allseitig gelagerte Beulfelder - grenz(6/f) für ST 52 bei <r x und mach [23] Nachweisschema für die Beulsicherheit eines unversteiften Feldes mit exaktem Verfahren Ermittlung der Beulwerte k n und k T Überprüfung von knickstabähnlichem Verhalten Abminderungsfaktoren K (bezogene Tragbeulspannung) bei alleiniger Wirkung von <r x, a oder T Nachweisschema für die Beulsicherheit eines versteiften Feldes Beispiele für den Nachweis der Beulsicherheit Unversteiftes Beulfeld - Beulsicherheit nach Näherungsverfahren Unversteiftes Beulfeld - Beulsicherheit nach exaktem Verfahren Ausgesteiftes Beulfeld Planmäßig gerade Stäbe mit ebenen dünnwandigen Querschnittsteilen Abkürzungen Nachweisschema für planmäßig gerade Stäbe mit ebenen dünnwandigen Querschnittsteilen Ermittlung der maßgebenden Querschnittswerte Beulwerte k Aufteilung der wirksamen Breite b' Beispiel für einen Stab mit dünnwandigen Querschnittsteilen Stützenfüße Gelenkige Stützenfüße Eingespannte Stützenfüße Beispiele zu Stützenfüßen Gelenkiger Stützenfuß mit geringer Profilhöhe Gelenkiger Stützenfuß mit großer Profilhöhe Eingespannte Stütze mit Ankerbefestigung Biegesteife Rahmenecken Stirnplattenverbindungen mit normalfesten Schrauben Stirnplattenverbindungen mit hochfesten Schrauben Beispiele zu biegesteifen Stirnplattenanschlüssen Rahmenecke mit normalfesten Schrauben Rahmenecke mit hochfesten Schrauben Örtliche Krafteinleitungen Ermittlung der mittragenden Länge bei örtlicher Krafteinleitung Beispiele für örtliche Krafteinleitung ohne Aussteifung Auflagerung Träger auf Träger 230 XI

7 Auflagerung Träger auf Knagge Wölbnormalspannungen Näherungsverfahren zur Ermittlung der Wölbnormalspannungen Nachweisschema zur Ermittlung von Wölbnormalspannungen Beispiel für die Ermittlung von Wölbnormalspannungen Literaturverzeichnis 237 XII