Geschraubte Stoßverbindung (AISC)

Teilsicherheitsbeiwert: LRFD

Verbindungstyp: Geschraubte Stoßverbindung

Einheitensystem: Metrisch

Bemessen nach: AISC 360-16

Untersucht: Schrauben auf Abscheren und Lochleibung

Plattenwerkstoff: A709, Gr. 50

Schrauben: 5/8'' A307

Geometrie

Einwirkende Last

Die geschraubte Stoßverbindung wird durch Zug belastet, sodass die Schrauben auf Abscheren zu 100 % ausgenutzt werden.

Vorgehensweise

Die zentrisch belastete geschraubte Stoßverbindung wird so bemessen, dass die Schrauben auf Abscheren versagen (AISC 360-16 – J3.6). Die Schraubentragfähigkeit auf Lochleibung (AISC 360-16 – J3.10) und die Tragfähigkeit der Platten auf Zug (AISC 360-16 – J4.1) werden ebenfalls nachgewiesen. Das Schraubengewinde wird von der Scherfuge geschnitten.

Handrechnung

Schraubentragfähigkeit

Der Widerstand einer Scherfuge einer Schraube auf Abscheren beträgt 27,6 kN. Jede Schraube hat zwei Scherfugen, und es sind 9 Schrauben in jeder Hälfte des Stoßes vorhanden. Der Widerstand beträgt daher 2 ∙ 9 ∙ 27,6 = 496,7 kN.

Die Lochleibungstragfähigkeit und die Ausreißtragfähigkeit widerstehen der auf beide Scherfugen wirkenden Kraft, d. h. 2 ∙ 27,6 = 55,2 kN. Die kleinste Tragfähigkeit ist die Ausreißtragfähigkeit der Schrauben nahe dem Rand der verbundenen Platten mit einer Dicke von 10 mm, 121 kN. Andere Schrauben haben eine Lochleibungstragfähigkeit von 128,1 kN, und maßgebend ist die Platte mit einer Dicke von 10 mm. Die Summe der Dicken der auf Lochleibung beanspruchten Laschen beträgt 12 mm.

Tragfähigkeit der Platten auf Zug

\[ \phi R_n = \phi F_y A_g = 0.9 \cdot 344.7 \cdot 2000 = 620.46 \, \textrm{kN} \]

\[ \phi R_n = \phi F_u A_e = 0.75 \cdot 448.2 \cdot 1476 = 496.16\,\textrm{kN} \]

Normnachweis in IDEA StatiCa Connection

Infolge der Plattenverformung treten in den Schrauben Zugkräfte auf. Die Schrauben sind zu 99,9 % ausgenutzt und die Platten fließen. Aus der plastischen Dehnung der angeschlossenen Platte ist ersichtlich, dass die Reserve nicht sehr groß ist.

Vergleich

Die Zugkräfte in den Schrauben werden in der Handrechnung vernachlässigt, beeinflussen die Abschertragfähigkeit der Schrauben jedoch nur geringfügig. Der Lastwiderstand in IDEA StatiCa Connection beträgt 494 kN, während er in der Handrechnung 496 kN beträgt. In IDEA StatiCa Connection sind die Schrauben maßgebend und die Platten fließen. In der Handrechnung haben die Schrauben und der Zugriss der Platte denselben Lastwiderstand. Die Abweichung zwischen den Ergebnissen der Software und der Handrechnung beträgt lediglich 0,4 %.