Es gibt verschiedene Arten von Stahlträgeranschlüssen, die in Bauwerken verwendet werden. Stahlträgeranschlüsse werden in zwei Gruppen eingeteilt, nämlich in gerahmte und sitzende Anschlüsse.
Bei gerahmten Stahlträgeranschlüssen wird der Träger mit dem tragenden Stahlelement durch Beschläge verbunden, wohingegen bei sitzenden Anschlüssen der Träger auf einem Sitz positioniert wird, ähnlich wie in dem Fall, in dem der Träger auf einem Mauerwerk platziert wird.
In diesem Artikel werden verschiedene Arten von Stahlträgeranschlüssen diskutiert.
Abbildung 1: Verschiedene Arten von Stahlträgeranschlüssen
Abb.2Stahlträger-zu-Träger-Verbindungen
Arten von Stahlträgerverbindungen
Nachfolgend sind verschiedene Arten von Trägerverbindungen dargestellt:
- Geschraubte Rahmenverbindungen
- Geschraubte Sitzverbindungen
- Geschweißte Rahmenverbindungen
- Geschweißte Sitzverbindungen
- Endplattenverbindungen
- Sonderverbindungen
- Einfache, starre und halbstarre Verbindungen
Geschraubte Stahlträgerverbindungen
Bei dieser Art von Verbindungen werden Stahlträger mit tragenden Elementen verbunden, seien es Stahlträger oder Stützen mit Steganschlusswinkeln, wie in Abbildung-3 zu sehen.
Abb.3Abb.3: Geschraubter Stahlträgeranschluss
Gemeinsam wird der Anschluss auf der Grundlage der Lasten am Ende des Trägers entworfen. Bei der Bemessung des Anschlusses müssen Festigkeit, Art und Größe der Befestigungsmittel sowie die Festigkeit des Grundmaterials berücksichtigt werden.
Die Mindestlänge des Anschlusswinkels sollte mindestens die Hälfte der lichten Stegtiefe des Trägers betragen. Diese Maßnahme wird festgelegt, um eine ausreichende Steifigkeit und Stabilität zu gewährleisten.
Es gibt verschiedene Standardgrößen von geschraubten Rahmenverbindungen zusammen mit ihrer Kapazität, die von Codes bereitgestellt werden. Der Zweck einer solchen standardisierten Verbindung ist es, die Geschwindigkeit der Konstruktion zu erhöhen.
Es wird empfohlen, eine Mindestverbindung zu verwenden, die ausreicht, um die angewendete Last zu tragen, um die Konstruktion so wirtschaftlich wie möglich zu machen.
Geschraubte Stahlträgerverbindungen
Es gibt zwei Haupttypen von geschraubten Verbindungen, darunter unversteifte geschraubte Verbindungen und versteifte geschraubte Verbindungen, wie in Abbildung 4 und Abbildung 5 dargestellt.
Abbildung 4Unversteifte Schraubensitzverbindung
Abb.5Versteifte Sitzverbindung
Wenn die Reaktionen am Ende des Trägers groß sind, empfiehlt es sich, versteifte Sitzverbindungen in Betracht zu ziehen, da sie eine ausreichende Kapazität haben, um großen Kräften zu widerstehen, während die Kapazität der unversteiften Sitzverbindung aufgrund der begrenzten Biegekapazität des horizontal abstehenden Sitzwinkelschenkels eingeschränkt ist.
Der herausragendste Vorteil des Sitzanschlusses ist, dass der Träger kostengünstig hergestellt werden kann und der Sitz eine sofortige Unterstützung während der Montage bietet.
Die Funktion des oberen Winkels, der im Sitzanschluss verwendet wird, besteht darin, zu verhindern, dass der Träger unter zufälligen Drehungen leidet.
Es ist erwähnenswert, dass diese Art von Anschluss keine beträchtliche Detailarbeit in der Werkstatt erfordert. Schraubverbindungen sind unter Umweltgesichtspunkten erwünscht, da die Konstruktion demontiert und die Elemente in anderen Projekten verwendet werden können. Hinzu kommt, dass geschraubte Verbindungen mit großer Leichtigkeit montiert werden können.
Geschweißte Stahlträgerverbindungen
Wie bei den anderen beiden Arten von Trägerverbindungen sind verschiedene Größen von geschweißten Rahmenverbindungen mit ihren Kapazitäten verfügbar und in den Normen vorgesehen.
Die Schweißnaht der Verbindung ist direkten Scherspannungen und Spannungen ausgesetzt, die durch die auf den Träger wirkenden Lasten verursacht werden und das Schweißbild beeinflussen. Daher müssen diese Spannungen berücksichtigt werden.
Ein Teil des Schweißens wird vor Ort durchgeführt, was eine Herausforderung darstellt, da es schwierig ist, eine qualitativ hochwertige Schweißnaht aufgrund von Bewegungen der Stahlteile durch Wind oder andere Faktoren zu erzielen.
Schweißsitz-Stahlträgerverbindungen
Sie ähneln der Schraubensitzverbindung, aber das Schweißen wird zur Befestigung anstelle von Bolzen verwendet. Die auf den Träger wirkenden Lasten wirken exzentrisch auf das Schweißbild und erzeugen Spannungen. Wie bei geschweißten Rahmenverbindungen müssen diese Spannungen also berücksichtigt werden.
Zu den Arten von geschweißten Sitzverbindungen gehören der unversteifte Sitz und der versteifte Sitz. Erstere wird bei kleinen Lasten verwendet, während letztere für große Lasten geeignet ist.
Es wird empfohlen, Schrauben zu verwenden, um den unteren Flansch des Trägers mit dem Sitz zu verbinden. Diese Schrauben können nach Beendigung des Schweißvorgangs entfernt oder in ihrer Position belassen werden. Eine geschweißte Verbindung ist aus Sicht des Umweltschutzes und der Arbeiter nicht erwünscht. Dies liegt daran, dass eine solche Verbindung weder demontiert noch leicht montiert werden kann.
Endplatte Stahlträgerverbindung
Diese Art der Verbindung wird durch den Einsatz von Schweißtechnik ermöglicht. Die Endplatte wird mit dem Trägersteg durch eine Schweißnaht verbunden, da ihre Kapazität und Größe durch die Scherkraft des an die Schweißnaht angrenzenden Trägerstegs bestimmt wird.
Die auf die Verbindung am Ende des Trägers wirkende Last weist keine Exzentrizitäten auf. Es gibt verschiedene Arten von Endplattenanschlüssen, einschließlich flexibler, halbstarrer und starrer Endplattenanschlüsse.
Es sollte bekannt sein, dass die Herstellung und der Zuschnitt mit äußerster Sorgfalt durchgeführt werden sollten, um Fehler zu vermeiden. Zum Beispiel muss das Ablängen der Träger so genau wie möglich erfolgen.
Schließlich sind Endplattenverbindungen nicht für hohe Stahlkonstruktionen geeignet.
Spezielle Stahlträgerverbindungen
Diese Art von Verbindungen wird für den Fall verwendet, dass die Anordnung des Strukturelements so ist, dass Standardverbindungen nicht verwendet werden können.
Zum Beispiel können die Schnittwinkel um ein bestimmtes Maß unterschiedlich sein und die Balkenmitten sind von den Stützenmitten versetzt.
Beispiele für spezielle Verbindungen sind gebogene Platten, einseitige Stegplatten, einseitig gerahmte, ausgeglichene Stegplatten und Z-Verbindungen.
Die Fähigkeit der Verbindungen, Momente auf die Stützen zu übertragen, basiert auf dem Grad der Festigkeit der Verbindungen. Je höher der Festigkeitsgrad des Trägeranschlusses ist, desto größer ist die Fähigkeit, Momente auf die Stützen zu übertragen.
Wenn der Anschluss für die Übertragung von Momenten ausgelegt ist, sollte er in der Lage sein, Scherkräften vom Träger standzuhalten und Momente auf die Stützen zu übertragen.
Welche Arten von Stahlkonstruktionen gibt es?
Typen von Deckensystemen für den mehrgeschossigen Stahlbau
Konstruktion von Stahlrahmenkonstruktionen Fundamente, Stützen, Träger und Böden
Eigenschaften von Baustahl für Entwurf und Konstruktion von Stahlkonstruktionen
- D G Brown, D C Iles, E Yandzio. Steel Building Design: Medium Rise Braced Frames: In accordance with Eurocodes and the UK National Annexes. Das Institut für Stahlbau. Berkshire, S. 72-75. 2009. (P365).
- Frederick S. Merritt, Jonathan T. Ricketts. Building Design and Construction Handbook. 6th. ed. New York: McGraw-Hill, 2001.
- Steel Framing. 2016. Zitiert am 28. Oktober 2017.