Geschraubte Verbindungen - bauforumstahl.de

1 Normen f r Geschraubte Verbindungen im Stahlbau Entwurf, Berechnung, Bemessung Produkte Garnituren f r den Metallbau vorwiegend ruhende Belastung nicht vorwiegendruhende Belastung 1) Ausf hrung,Kontrolle nicht planm ig vorgespannt planm igvorspannbar DIN EN 1993-1-8 DIN EN 1993-1-8/NA DIN EN 1993-1-9 DIN EN 1993-1-9/NA DIN EN 1090-2 DIN EN 15048-1 DIN EN 14399-11)Die Verwendung geschraubter Verbindungen unter nicht vorwiegend ruhender Belastung muss unter Ber cksichtigung der einschl gigen Anwendungsnormen f r Stahlbr cken, T rme, Maste, Schornsteine und Kranbahnen erfolgen. Scheibe (hier mit Innen und Au enfase gezeichnet)Schl sselweiteSchraubenkopfSchaftl ngeSchraubenl nge 1 Klemml nge Definition 1 Klemml nge Definition 2 Gewindel nge bScheibe (hier ohne Fase gezeichnet)MutterGarnitur Schrauben Muttern Scheiben Schirm-Produkt-norm Produktnorm FK 1) Kennzeich-nung 4) ProduktnormProduktnorm FK 2)3) Kenn-zeich-nung Kenn-zeich-nung Kate-gorie HK 5) Garnituren f r nicht planm ig vorgespannte Schraubenverbindungen f r den Metallbau DIN 7990 11) 7990 SB DIN 7989-1 DIN 7969 DIN 7989-2 EN ISO 4016EN ISO 4018 SB EN ISO 4034 46) 5 5 EN ISO 7091 DIN 7990 11) 7990 SB DIN 7989-1 DIN 7968 11) 7968 SB DIN 7989-2 100 EN ISO 4014 EN ISO 4017 EN ISO 4034 EN ISO 7089 7) 8 EN ISO 7090 200300200300EN ISO 7091 100 ohne DIN EN15048-1 EN ISO 4014 EN ISO 4017 EN ISO 10642 7) SB EN ISO 4032 10 SB DIN 34820 300 9)

2 A D A-D Garnituren f r hochfeste planm ig vorspannbare Schraubenverbindungen f r den Metallbau EN ISO 4014 EN ISO 4017 )EN ISO 4032 )DIN 34820 9) EN 14399-3EN 14399-3EN HR EN 14399-7810 HR EN 14399-3EN 14399-3EN 14399-7HR EN 14399-7HR EN 14399-4HV EN 14399-4EN 14399-8 HVP EN 14399-8HV DIN EN14399-1 EN 14399-10 HRCEN 14399-10 HR HRDEN 14399-6 10)300 H 9) A B C D E A-D A-E B-E C-E Anmerkung 1: Als DIN-Normen bernommene EN- und EN ISO - Normen werden ohne den Zusatz DIN angegeben. Anmerkung 2: Scheiben (vierkant und keilf rmig) zur Verwendung mit I- und U-Tr gern sind in den Produktnormen DIN 434, DIN 435, DIN 6917 und DIN 6918 genormt. 1) FK = Festigkeitsklasse entsprechend DIN EN ISO ) FK = Festigkeitsklasse entsprechend DIN EN 20898-2. 3) Entsprechend DIN EN 15048-1 d rfen auch Muttern einer h heren Festigkeitsklasse als angegeben als Kom-ponente der Garnitur verwendet werden.

3 4) Diese zus tzlichen Kennzeichnungen erg nzen die Kennzeichnung mit der Festigkeitsklasse und dem Hersteller-zeichen entsprechend DIN EN ISO 898-1 bzw. DIN EN 20898-2. 5) HK = H rteklasse gem Produktnorm. 6) F r Schraubendurchmesser M16 ist FK 5 erforderlich. 7) F r die Festigkeitsklassen und in einem ein-schnittigen Anschluss mit nur einer Schraube oder ein-zelner Schraubenreihen sind nach DIN EN 1993-1-8 Scheiben mit einer H rte von min. 300 HV zu verwenden. 8) Zus tzliche Buchstaben, die das System kennzeichnen(z. B. R f r HR oder V f r HV), sind bei Schrauben und Muttern dem Buchstaben H hinzuf gen 9) Gekennzeichnet mit dem Herstellerzeichen 10) Unter der Mutter sind alternativ flache Scheiben ohne Fase nach DIN EN 14399- 5 zul ssig. 11) In [1] als deutsche Stahlbauschraube Verbindungen , wie in Bild 1 schematisch dargestellt, stellen eine klassische Verbindungstechnik im Stahlbau dar.

4 Der Entwurf, die Berechnung und die Bemessung geschraubter Ver-bindungen erfolgt f r vorwiegend ruhende Belastungen entspre-chend DIN EN 1993-1-8. Nicht vorwiegend ruhende Belastungen, wie sie in Br cken, T r-men, Masten, Schornsteinen und Kranbahnen vorkommen, werden bei Entwurf, Berechnung und Bemessung durch die entsprechen-den Anwendungsnormen gesondert geregelt. Die Ausf hrung und Kontrolle geschraubter Verbindung erfolgt in bereinstimmung mit den Regeln nach DIN EN 1090-2, siehe Tabelle VerbindungenBild 1 Schematische Darstellung einer Garnitur aus Sechskantschraube, Sechskantmutter und zwei Scheiben aus [1] Tabelle 1 Schematische Darstellung einer Garnitur aus Sechskantschraube Garnituren f r Geschraubte Verbindungen bestehen aus einer Schraube, einer Mutter und einer bzw. zwei Scheiben. Diese Komponenten einer Garnitur sind genormte Produkte nach Ta-belle 2, die in der Verantwortung eines Herstellers zu Garnituren zusammengestellt werden.

5 Schraubengarnituren, die im Stahlbau eingesetzt werden sollen, m ssen die Anforderungen einer der beiden Schirm-Produktnormen DIN EN 15048-1 oder DIN EN 14399-1 erf llen. Ausf hrliche Erl uterungen hierzu sind in [1] EN 15048-1 regelt die Anforderungen an Garnituren f r nicht planm ig vorgespannte Schraubenverbindungen, die in den Festigkeitsklassen und als deutsche Stahlbaugarnituren sowie als Standard-Metallbaugarnituren der Festigkeitsklasse auf dem deutschen Markt verf gbar sind, siehe Tabelle f r hochfeste planm ig vorspannbare Schraubenver-bindungen entsprechend DIN EN 14399-1 werden als HV-Garnituren nach DIN EN 14399-4 in der Festigkeitsklasse seit langem in Deutschland erfolgreich eingesetzt und sind daher aus Lagerbe-st nden verf gbar. Garnituren nach DIN EN 14399-1 d rfen auch f r nicht planm ig vorgespannte Schraubenverbindungen eingesetzt werden. Die CE-Kennzeichnung dieser Produkte entsprechend den Schirm-Produktnormen erlaubt die Verwendung dieser Garnituren im Stahlbau.

6 Die Schraube und die Mutter einer Garnitur sind anhand ihrer spezifischen Kennzeichnungen vor und nach dem Einbau identifizierbar, siehe Tabelle 2 und Bild 2 Garnituren f r nicht planm ig vorgespannte und hochfeste planm ig vorspannbare Schraubenverbindungen im Metallbaubauforumstahl 1 Kate-gorie Ausf hrungsform FK Vorspannung Oberfl chen-behandlung 4) Nachweis-kriterium 1) A Scher - /Lochleibungs -verbindung 2) 2) handfest angezogen 3) keinebesondereerforderlich Fv,RdFv,RdFb,RdB Gleitfeste Verbindungim Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit planm ig vorgespanntauf Mindestvorspannkraft Fp,C nach DIN EN 1090-2 planm ig vorgespanntauf Mindestvorspannkraft Fp,C nach DIN EN 1090-2 Fv,Ed,serFv,EdFv,EdFt,EdFv,EdFv,RdFb,RdF b,RdNnet,RdFs,RdFt,RdBp,RdFv,Ed,ser C Scherv erbind u ngen Gleitfeste Verbindungim Grenzzustand derTragf higkeit nachDIN EN1090-2,Tab. 18 und Anhang D Nicht vorgespannt 2) 2)handfest angezogen 3) keinebesondereerforderlich planm ig vorgespanntauf Mindestvorspannkraft Fp,Cnach DIN EN 1090-2 E Zugver b in dungen Vorgespannt voll vorgespanntauf Regelvorspannkraft Fp,C*nach DIN EN 1993-1-8/NA nachDIN EN1090-2,Anhang 5) 1) Die Berechnung der Tragf higkeiten FRd unter vorwiegend ruhender Belastung erfolgt nach Arbeitshilfe , Tabelle ) Schrauben der Festigkeitsklassen und d rfen als Qualit tssicherungs-ma nahme nach den Regeln von DIN EN 1090-2 oder DIN EN 1993-1-8/NA vorgespannt ) Empfehlungen f r Handfest - Anziehmomente enthalten Arbeitshilfe und [1].

7 4) Oberfl chenbehandlung zur Sicherstellung des Tragverhaltens und der rechnerischen Tragf higkeiten. Nicht ber cksichtigt ist die Oberfl chenbehandlung f r den Schutz vor ) F r vorgespannte Verbindungen m ssen Vorspannkraftverluste durch Setzen und/oder Kriechen vermieden oder ber cksichtigt werden. F r die Oberfl chenbehandlung, z. B. als Korrosionsschutz, gelten daher f r die durch die vorgespannten Schrauben beans-pruchten Oberfl chen besondere Anforderun-gen an die Eigenschaften der Beschichtung, insbesondere an die Trockenschichtdicke. DIN EN 15048-1 SchraubeMutterScheibeX Y ZHerstellerkennzeichenDIN EN 14399-1 SchraubeMutterX Y ZHerstellerkennzeichenGeschraubte Verbindungen werden hinsichtlich ihrer Beanspru-chungsart in Scher- und Zugverbindungen unterschieden, siehe Tabellen 3 und werden entsprechend ihrer Wirkungsweise in Scher-/Lochleibungsverbindungen (Kategorie A) und gleitfeste Verbindungen (Kategorien B und C) unterteilt.

8 Bei Scher-/Loch-leibungsverbindungen (SL- Verbindungen ) erfolgt die Kraft ber-tragung durch Beanspruchung der Schraube auf Abscherung und durch Beanspruchung der Lochleibung zwischen Schraubenschaft bzw. -gewinde und Lochwandung. Gleitfeste Verbindungen ber-tragen Beanspruchungen senkrecht zur Schraubenachse durch Haftreibung in den Kontaktfl chen zwischen den zu verbindenden Bauteilen. Die gleitfeste Verbindung ist daher immer als planm ig vorgespannte Verbindung auszuf hren, die ber eine geeignete Kontaktfl chenbehandlung verf gen Beanspruchung von Zugverbindungen erfolgt in Richtung der Schraubenachse. Werden Zugverbindungen mit planm iger Vorspannung der Schrauben (Kategorie E) ausgef hrt, sind aus-schlie lich hochfeste planm ig vorspannbare Garnituren in den Festigkeitsklasse oder zu verwenden. Zugverbindungen ohne planm ige Vorspannung (Kategorie D) d rfen auch mit Gar-nituren der Festigkeitsklassen und ausgef hrt werden.

9 Die Kombination aus Scher- und Zugbeanspruchung von Verbindungen wird zus tzlich au erhalb der benannten Kategorien Nachweis der Tragsicherheit einer Schraubenverbindung wird unter Verwendung der Nachweiskriterien nach Tabelle 3 gef hrt. Die Berechnung der unterschiedlichen Tragf higkeiten ist in Arbeitshilfe , Tabellen 5 und 6 zusammengestellt, die Tragf hig-keitswerte g ngiger Abmessungen und Werkstoffe finden sich in den dortigen Tabellen 7 bis Nennlochspiel d f r normale runde L cher ist nach DIN EN 1090-2 in Abh ngigkeit des Nenndurchmessers der Schrauben vorgegeben. Das zul ssige Nennlochspiel betr gt:- f r M12 und M14: d = 1 mm,- f r M16 bis M24: d = 2 mm,- ab M27: d = 3 Nennlochspiel darf bei Nenndurchmessern M12 und M14 unter den Bedingungen von DIN EN 1993-1-8 auf 2 mm vergr ert wer-den. Bei Passschrauben haben nach DIN EN 1090-2 Schraubenloch und schaft einen identischen Nenndurchmesser (Nennlochspiel d = 0).

10 Der Einbau von Passschrauben wird ber die vorgege-bene Toleranzklasse f r das Loch der Passschraube gew hrleistet. Die Bestellung von Garnituren f r den Metallbau erfolgt unter Verweis auf die Schirm-Produktnorm sowie unter Angabe der Liefermenge, der Produktbezeichnung und im Falle hochfester vorspannbarer Garnituren unter Festlegung der k-Klasse. Sonstige Anforderungen d rfen zwischen Lieferanten und K ufer vereinbart werden. Bespiele von Bestellangaben sind in Tabelle 5 zusammen-gestellt. Bez glich der Klemml ngendefinition ist zu beachten, dass f r HV-Garnituren - auch f r nicht planm ig vorgespannte Verbindungen die ge nderte Klemml ngendefinition 2 gem Bild 1 gilt, nach der die Klemml nge als Dicke des zu klemmenden Bauteilpakets einschlie lich der beiden Scheiben, also als lichter Abstand zwischen Kopf und Mutter definiert 2 Kennzeichnung von GarniturenTabelle 3 Kategorien und Nachweiskriterien von Schraubenverbindungen nach DIN EN 1993-1-8bauforumstahl 2 Arbeitshilfe | Geschraubte VerbindungenScher-verbindungenKategorie AScher-verbindungenKategorie B/CZug-verbindungenKategorie DZug-verbindungenKategorie EEN 15048-1 Garnituren f r nicht planm igvorgespannte Schraubenverbindung 100 Schrauben ISO 4014 M20 75 tZn 100 Muttern ISO 4032 M20 8Z tZn 100 Scheiben ISO 7091 20 100 HV tZn EN 15048-1 Garnituren f r nicht planm igvorgespannte Schraubenverbindung 150 Schrauben ISO 4017 M12 60 tZn 150 Muttern ISO 4032 M12 8 tZn 300 Scheiben ISO 7089 12 300 HV tZn EN 14399-1 Schraubengarnituren zum Vorspannen 100 Garnituren Schraube/Mutter EN 14399-4 M16 80 HV 200 Scheiben