Beschreibung
P 742 – Scher-Lochleibungsverbindungen mit mehr als zwei Schrauben in Kraftrichtung hintereinander in Bauteilen aus hochfestem Stahl (S 690)
Die Bemessungsregeln für die Abscher- und Lochleibungstragfähigkeit von Schraubengruppen nach Eurocode 3, Teil 1-8 basieren auf theoretischen Untersuchungen und umfangreichen Versuchen an Schraubverbindungen mit Blechen aus üblichen Baustählen S235 und S355. Aufgrund der hohen Duktilität dieser Stahlgüten erreichen schubbeanspruchte Schraubenverbindungen im Grenzzustand der Tragfähigkeit eine plastische Verteilung der Schraubenkräfte. Die im Vergleich zu üblichen Baustählen geringere Duktilität von hochfestem Baustahl wirft die Frage auf, ob ein ausreichendes Verformungsvermögen der Bleche gegeben ist und ob eine plastische Verteilung der Schraubenkräfte erreicht werden kann. Um diese Fragestellung zu beantworten sind im Rahmen des Forschungsvorhabens insgesamt 17 Traglastversuche an schubbeanspruchten Schraubenverbindungen mit drei Schrauben in Kraftrichtung hintereinander durchgeführt worden. In Anlehnung an den Eurocode 3, Teil 1-12, der zusätzliche Regeln für die Verwendung von Stahlgüten bis S700 beinhaltet, wurden für die Versuche Bleche aus Baustahl der Güte S690 verwendet.
Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die nach Eurocode 3, Teil 1-8 bestimmten Anschlusstragfähigkeiten zusätzliche Sicherheiten beinhalten. Bei Versuchen mit Abscheren der Schrauben als maßgebendem Versagensmechanismus stimmen die experimentell bestimmten Traglasten unabhängig vom Rand- und Lochabstand sehr gut mit den Anschlusstragfähigkeiten nach Eurocode 3, Teil 1-8 überein. Bei Lochleibung als maßgebendem Versagensmechanismus stimmen die Versuchsergebnisse nur für große Rand- und Lochabstände gut mit den nach Eurocode 3, Teil 1-8 bestimmten Anschlusstragfähigkeiten überein. Für kleine Rand- und Lochabstände sind die Bemessungsregeln konservativ und liefern um bis zu 27% kleinere Anschlusstragfähigkeiten. Auf Basis der Versuchsergebnisse und parallel durchgeführter numerischer Untersuchungen mit der Methode der finiten Elemente (FE) wurde ein Vorschlag für die Modifizierung der Bemessungsregeln für die Grenzlochleibungstragfähigkeit erarbeitet, der die Ausnutzung der vorhandenen Tragfähigkeitsreserven erlaubt. Die Überprüfung des modifizierten Bemessungsansatzes erfolgte anschließend mit Hilfe von FE – Parameterstudien an schubbeanspruchten Schraubenverbindungen mit drei Schrauben in Kraftrichtung hintereinander.
Abschließend wurden weitere Fragestellungen zur Schraubenkraftverteilung bei schubbeanspruchten Schraubverbindungen mit mehr als drei Schrauben in Kraftrichtung hintereinander sowie zu “unausgewogenen Schraubenbildern“ und dem
Autoren:
D. Ungermann, S. Schneider
Veröffentlichung:
2010
