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Stirnplattenstoß

Ein Träger wird mit zwei angeschweißten Stirnplatten biegesteif gestoßen – bündig oder mit überstehender Platte. Der Rechner bestimmt nach der Komponentenmethode, welches Moment der Stoß überträgt, und prüft Querkraft, Schweißnähte und Abstände.

Was berechnet dieser Rechner? – Erklärung mit Beispiel

Was berechnet wird

Das Biegemoment zieht die Stirnplatten auf einer Seite auseinander und drückt sie auf der anderen Seite zusammen. Die Zugkraft tragen die Schrauben neben dem Zugflansch; dabei biegt sich die Platte zwischen Schraube und Flansch bzw. Steg. Für jede Schraubenreihe wird ein gedachter T-förmiger Plattenstreifen (T-Stummel) untersucht: Fließt die Platte, reißen die Schrauben, oder beides? Die Reihenkräfte mal ihrem Abstand zum Druckflansch ergeben das Moment, das der Stoß aufnehmen kann. Die Querkraft tragen die Schrauben auf der Druckseite. Aus den Steifigkeiten von Platte und Schrauben folgt außerdem, wie stark sich der Stoß verdreht – und ob er in der Statik als starr gelten darf.

Wofür

Für Montagestöße von Deckenträgern und Unterzügen, Riegelstöße im Hallenbau und Stöße von Kragträgern. Steht die Platte über den Flansch über, passt dort eine weitere Schraubenreihe mit großem Hebelarm hin – der Stoß trägt deutlich mehr.

Beispiel

IPE 300 aus S235, Stirnplatten 150 × 20 mm, oben und unten 80 mm überstehend, je eine Schraubenreihe 45 mm über bzw. unter dem Flansch und 45 mm innen neben jedem Flansch, M20-10.9, w = 90 mm, Kehlnähte a_f = 6 mm und a_w = 4 mm, M_Ed = 100 kNm (Zug unten), V_Ed = 60 kN:

Reihe im Überstand: 184,5 kN (Platte fließt, Modus 1), Reihe innen: 295,2 kN (Modus 2)
M_j,Rd = 0,340 · 184,5 + 0,239 · 295,2 = 133,2 kNm – Ausnutzung 0,75
Querkraft über die vier Schrauben oben: Ausnutzung 0,12
Maßgebend ist die Kehlnaht am Zugflansch mit 0,94

Datengrundlagen

Träger und Schnittgrößen

Profilreihe

Profil

Stahlsorte (Träger und Stirnplatte)

Moment – M_y,Ed kNm

Querkraft – V_z,Ed kN

Normalkraft – N_Ed kN

Bemessungswerte. Positives Moment: Zug unten (Feldmoment), negatives: Zug oben (Stützmoment). Normalkraft positiv als Zug.

Stützweite des Trägers – L m, für die Einstufung

Tragwerk

Stirnplatte

Dicke – t_p mm

Breite – b_p mm, mindestens b

Überstand oben – ü_o mm über den Flansch

Überstand unten – ü_u mm über den Flansch

Kehlnaht Flansch – a_f mm

Kehlnaht Steg – a_w mm

Bündige Platte: Überstand 0 bis etwa 20 mm, ohne Schraubenreihe im Überstand. Plattendicke bis 40 mm.

Schrauben

Größe

Festigkeitsklasse

Schraubentyp

Scherfuge im Gewinde – anhaken, wenn die Schraubenlänge nicht festliegt vorgespannt, Kategorie E – mit F_p,Cd rechnen, wenn die höhere Steifigkeit vorgespannter Schrauben angesetzt wird

Reihen im Überstand

oben Abstand zum Flansch – a_o mm

unten Abstand zum Flansch – a_u mm

Reihen zwischen den Flanschen, je Flansch

Anzahl

erste zum Flansch – u mm

untereinander – p mm

Abstand quer – w mm, Schraube zu Schraube

Abstände zur Flanschaußen- bzw. -innenkante, gemessen bis zur Schraubenachse. Zwei Schrauben je Reihe.

Ergebnis

Nachweise

Ansicht

Schraubenreihen

Berechnungsschritte

Nicht abgedeckt

Vier Schrauben je Reihe, Steifen an der Stirnplatte
Träger-Stützen-Anschlüsse (Stützenflansch, Stützensteg), Rahmenecken und Vouten
Biegung um die schwache Achse und zweiachsige Biegung
Geschweißte Profile, Querschnitte der Klasse 4, Stirnplatten über 40 mm
Nicht vorwiegend ruhende Beanspruchung (Ermüdung)