Zum Tragverhalten und zur Bemessung von Schrauben unter kombinierter Zug‐Abscher‐Belastung

Abstract

Herrn Univ.‐Prof. Dr.‐Ing. habil. Frank Werner zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet Das Tragverhalten von stahlbautypischen Schrauben, die einer Interaktionsbelastung, also einer kombinierten Belastung aus Zug‐ und Abscherkraft, ausgesetzt sind, wurde am Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik der TU Darmstadt grundlegend untersucht. Auslöser war, dass die Neuauswertung der bestehenden Versuchsreihen zu diesem Thema für die Erstellung des Eurocodes 3 gezeigt hatte, dass die bis zu diesem Datum als valid angesehene quadratische Interaktionsbedingung zum Nachweis kombiniert belasteter Schrauben nicht auf der sicheren Seite liegt. Dies führte zur Änderung der Nachweisformel im Eurocode 3. Eine genauere Betrachtung der Datenlage zeigt, dass die Anzahl der bisher durchgeführten Versuche überraschend gering ist. Durch das Fehlen wichtiger Bezugswerte wie der Festigkeiten der getesteten Schrauben sind die Daten auch nur bedingt auswertbar. Eine grundlegende Betrachtung, wie sich kombiniert belastete Schrauben verhalten, fehlte gänzlich. Aus diesem Grund wurden im Rahmen eines Forschungsvorhabens die bestehenden Studien neu und zusammenfassend ausgewertet, neue Versuche durchgeführt, diese mithilfe der Methode der finiten Elemente nachgebildet und das Tragverhalten so erstmals grundlegend analysiert. Anhand von Parameterstudien konnte die Übertragbarkeit der Ergebnisse überprüft werden. Im vorliegenden Beitrag werden die Erkenntnisse zusammengefasst und die Möglichkeiten für eine zukünftige Handhabung des Interaktionsnachweises für Schrauben diskutiert.

Brandbemessung von Stahltragwerken mit der Finite‐Elemente‐Methode

“…Zusätzlich ist die Interaktion von Zug‐ und Abscherkraft zu berücksichtigen. In Untersuchungen von Renner [14] und Kawohl [15] wird aufgezeigt, dass die Interaktionsformel nach EN 1993‐1‐8 [13] stark auf der sicheren Seite liegt und stattdessen eine alternative Interaktionsformel vorgeschlagen (Gl. (9)): …”