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Tragverhalten von Kopfbolzen in Verbundträgern bei senkrecht spannenden Trapezprofilblechen. Online Ressource

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[Quelle: http://d-nb.info]

Verbundträger aus Stahlträgern mit aufliegender Verbundplatte aus querspannenden Trapezblechen und Aufbeton werden üblicherweise mit Kopfbolzen als Verbindungsmittel ausgeführt. Die Ergebnisse von 17 eigenen Push-Out Versuchen bestätigen die Ergebnisse bereits vorangegangener Untersuchungen, dass der normative Ansatz für den Fall senkrecht spannender Trapezprofilbleche die Kopfbolzentragfähigkeit in einer Vollbetonplatte mit Abminderungsfaktoren zu multiplizieren, die Tragfähigkeit im Mittel überschätzt sowie eine große Streubreite besitzt. Dem gegenüber zeigen die beiden empirisch ermittelten normativen Bestimmungsgleichungen für die mittlere Kopfbolzentragfähigkeit in einer Vollbetonplatte eine gute Übereinstimmung zwischen Versuchsergebnissen und rechnerischer Traglast bei jedoch ebenfalls unbefriedigender Streubreite. Es liegt also nahe anzunehmen, dass der Abminderungsfaktor zur Berücksichtigung der Rippengeometrie unzureichend ist und zur Überschätzung der Kopfbolzentragfähigkeit bei Verwendung von senkrecht spannenden Trapezprofilblechen führt. In der Arbeit wird deshalb ein verbesserter Ansatz zur Bestimmung der Kopfbolzentragfähigkeit in Vollbetonplatten auch bei Verwendung von senkrecht spannenden Trapezblechen entwickelt. Der Vergleich mit 140 Push-Out Versuchen mit Vollbetonplatten zeigt, dass der neue Ansatz deutlich bessere Ergebnisse liefert als die momentan gültige normative Regelung. Hierbei ist auch auf die Anwendbarkeit bei höherfesten Materialien hinzuweisen. Ausgehend von diesen neuen Bestimmungsgleichungen, werden mit Hilfe einer umfangreichen FE-Parameterstudie die geometrischen Haupteinflussgrößen der Rippengeometrie auf die Kopfbolzentragfähigkeit bei Verwendung von senkrecht spannenden Trapezblechen mit Aufbeton erfasst. Mit Hilfe dieser Ergebnisse können neue Abminderungsfaktoren vorgeschlagen werden, die für die vorliegende Datenbasis im Vergleich zur Norm sowie zu den anderen Ansätzen/Modellen die genauesten Ergebnisse sowohl bezogen auf den Mittelwert als auch auf die Streubreite aufweisen.

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Matthias Friedrich Albiez
Zur statischen Tragfähigkeit geklebter Kreishohlprofilverbindungen im Stahlbau
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In der Arbeit wird eine leistungsfähige Klebverbindung für den Anschluss von Kreishohlprofilen im Stahlbau entwickelt. Insbesondere werden dabei die Randbedingungen und Anforderungen des Bauwesens berücksichtigt. Das Tragverhalten der geklebten Verbindung, die als Überlappungsstoß ausgeführt ist, wird anhand experimenteller und numerischer Untersuchungen unter Variation der geometrischen Parameter Überlappungslänge, Klebschichtdicke, Kreishohlprofilgeometrie sowie definiert eingebrachten Imperfektionen bestimmt und analysiert.

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2015, XII, 340 S., m. Abb. 24 cm, Softcover
Reguvis Fachmedien

 

 

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Rolf Kindmann, Michael Stracke
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Ernst & Sohn

 

 

Zentrale Themen des Buches sind geschweißte und geschraubte Verbindungen im Stahl- und Verbundbau. Darüber hinaus werden auch andere Verbindungstechniken und Verbindungsmittel behandelt, wie z. B.: Kontakt, Kopfbolzendübel, Setzbolzen, Niete, Augenstäbe, Bolzen, Hammerschrauben, Zuganker, Dübel und Ankerschienen. Auf die Methoden und Vorgehensweisen zur Bemessung und konstruktiven Durchbildung von Verbindungen wird ausführlich eingegangen. Neben den allgemeingültigen Grundlagen werden die Regelungen der DIN 18800 und der Eurocodes behandelt und Erläuterungen zum Verständnis gegeben. Zahlreiche Konstruktions- und Berechnungsbeispiele auf Grundlage der Eurocodes zeigen die konkrete Anwendung und Durchführung der Tragsicherheitsnachweise.

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Gerd Wagenknecht
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4., Aufl.
2014, 436 S., m. zahlr. Abb. 170 x 240 mm, Softcover
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Fügetechnik Schweißtechnik
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8., Aufl.
2012, o. Ang. v. S., 30 cm, Softcover
DVS Media

 

 

Das Werk gibt einen umfassenden Überblick über die Grundlagen von Fügetechnik und Schweißtechnik und ist hervorragend einsetzbar sowohl für die Lehre als auch für das Selbststudium. Zum Inhalt: - Schweißtechnische Einführung; - Werkstoffe und deren Schweißverhalte; - Schweißverfahren und Geräte; Verwandte Verfahren; - Beschichten; - Thermisches Trennen; - Schweißtechnische Fertigung; - Konstruktion und Berechnung; - Anwendungs- und Ausführungsbeispiele; - Technologietransfer in der Schweißtechnik. Das Werk wurde komplett überarbeitet und aktualisiert.

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Forschungsberichte

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C. Könke, J. P. Bergmann, M. Ganß, J. Hildebrand, M. Kuhne, S. Hammer, Y. Ali
Zustandsmonitoring von mit Kohlefaserlamellen verstärkten Stahlverbindungen unter Einsatz integrierter Fasersensorik. Intelligentes CFK-Pflaster. Abschlussbericht
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Ein neuer Ansatz zur Ertüchtigung von Stahlkonstruktionen ist die klebetechnische Applikation von Kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK). In die Klebverbindung integrierte sehr dünne faseroptische Sensoren können hier helfen neue Detailkenntnisse zu den Verbundeigenschaften insbesondere zu dem Klebfugenverhalten unter komplexen Umgebungsbedingungen und Belastungen zu erlangen. Die Untersuchungen an den Stahl-CFK-Klebverbindungen und CFK-verstärkten Bauteilen mit in der Klebfuge integrierten faseroptischen Sensoren verdeutlichen, dass während der mechanischen und thermisch-hygrischen Belastung der Stahl-CFK-Klebverbindungen sehr genau und ortsauflösend lokale Dehnungen sowie inhomogene Dehnungszustände in Sensorfaserrichtung in der Klebfuge ermittelt werden können. Mit der Fasersensorik können somit tatsächliche Dehnungszustände und eine Schädigung des Verbundes in Form einer Delamination ortsaufgelöst und in Echtzeit detektiert werden. Die Ergebnisse des Vorhabens liefern somit einen neuen Ansatz für die Optimierung von strukturellen Klebverbindungen auf Basis einer Detailanalyse der Klebfugen.

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Ulrike Kuhlmann, Matthias Konrad
Sicherstellung ausreichender Tragfähigkeit von Kopfbolzendübeln bei Einsatz von Profilblechen
Bauforschung , Band T 3236
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Ausgehend von einer Datenbasis mit ca. 300 Push-Out Tests konnte gezeigt werden, dass die normative Regelung in DIN 18800-5 zur Bestimmung der Kopfbolzentragfähigkeit in Trapezblechsicken (senkrecht zum Träger) zum Teil ungenügende Ergebnisse liefert. So berücksichtigt die Regel in DIN 18800-5 die Haupteinflussparameter Einbindetiefe, Profilblechgeometrie, Kopfbolzenposition nur unzureichend. Bestehende Modelle aus der Literatur versuchen unter Berücksichtigung dieser Parameter sowie der vorhandenen Versagensmechanismen die Kopfbolzentragfähigkeit bei Verwendung von Trapezblechprofilen zu bestimmen. Der Vergleich dieser Modelle mit den Versuchen der Datenbasis lieferte teilweise bessere Ergebnisse im Hinblick auf Genauigkeit und dem geforderten Sicherheitsniveau. Manche Modelle sind jedoch sehr komplex in ihrer Anwendung und für die Praxis nur bedingt geeignet. Auch musste festgestellt werden, dass die qualitativ guten Modelle teils sehr strikte Anwendungsgrenzen haben und somit einen kleinen Anwendungsbereich. Aus diesem Grund wird mit Hilfe einer FE-Parameterstudie ein eigener Vorschlag zur Bestimmung der Kopfbolzentragfähigkeit bei Verwendung von senkrecht zum Träger spannenden Trapezblechen gemacht. Im Vergleich zu den meisten Ansätzen und Modellen zeigte der eigene Ansatz eine bessere Übereinstimmung zwischen Versuch und rechnerischer Tragfähigkeit sowie einen ausreichend großen Anwendungsbereich.

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Peter Schaumann, Frithjof Marten
Experimentelle Ermittlung von Wöhlerlinien großer Schrauben. Abschlussbericht
Bauforschung , Band T 3198
2009, 88 S., 87 Abb., 24 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Anlass: Schrauben der Größenordnung M48 in Ringflanschverbindungen von modernen Windenergieanlagen (WEA) erfahren Ermüdungsbeanspruchungen aus kombinierten Axial- und Biggespannungen bei über 10 hoch 9 Schwingspielen. Dem Nachweis gegen Ermüdung kommt daher eine große Bedeutung zu. Der im Hochbau für den Nachweis maßgebende EN 1993-1-9 ordnet Schrauben bei Beanspruchungen in Axialrichtung die Wöherllinie der Kerbgruppe 50 zu. Für Durchmesser größer M36 ist diese Wöhlerlinie allerdings nicht abgesichert. Für Schrauben unter reiner Biegebelastung existieren keine Ermüdungsfestigkeitskurven. Ziel: Das Ziel dieses Forschungsprojekts ist die Erstellung von Wöhlerlinien für hochfeste Schrauben des Durchmessers M48 unter Axial-, und Biegebeanspruchungen zur Absicherung bzw. Erweiterung der vorhandenen Richtlinien. Arbeitsplan: 1. Vorversuchsreihe zur Kalibrierung der Messeinrichtung. 2. Schwingversuche im Zeitfestigkeits- und Übergangsbereich an hochfesten Schrauben M48 unter Axialbeanspruchung. 3. Schwingversuche Im Zeitfestigkeits- und Übergangsbereich an hochfesten Schrauben M48 unter Biegebeanspruchung. 4. Statistische Auswertung der Schwingversuche und Erstellung der Wöhlerlinien 5. Schlussbericht. Durchführung: Zur Bestimmung des Zeitfestigkeitsbereichs werden auf zwei Lasthorizonten Schwingversuche mit jeweils 10 Probekörpern durchgeführt. Der Übergangsbereich zur Dauerfestigkeit wird über Schwingversuche mit 30 Probekörpern bestimmt. Als Grundlage für die zu erwartenden Schwingspielzahlen werden für Axialbeanspruchung die Kerbgruppe 50 und für Biegebeanspruchung die Kerbgruppe 71 herangezogen. Die Erstellung der Wöhlerlinien erfolgt im Anschluss durch eine statistische Auswertung der Messergebnisse und liefert als Streubreite die 10-, 50- und 90-prozentige Bruchwahrscheinlichkeit p. Ergebnis: Ergebnis sind die Wöhlerlinien für Schrauben des Durchmessers M48 unter Axial- und Biegebeanspruchung.

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H. Saal, Th. Misiek
Trag- und Verformungsverhalten querkraftbeanspruchter dübelartiger Verbindungen im Stahlbau
Bauforschung , Band T 3163
2008, 214 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Der Verwendbarkeitsnachweis dübelartiger Verbindungselemente für Verbindungen an Hohlprofilen und anderen rückseitig schwer zugänglichen Konstruktionen ist durch eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung zu erbringen. Bei den genannten Verbindungselementen erfolgt die Fixierung durch Spreizung einer Hülse mittels eines im unzugänglichen Bereich der Verbindung liegenden Konus. Infolge der auf der unzugänglichen Seite fehlenden Auflage ergeben sich bei querkraftbeanspruchten dübelartigen Verbindungen unter Gebrauchslastniveau zwangsläufig größere Verformungen als bei Verbindungen mit rohen Schrauben oder gar Passschrauben. Andererseits führt die sich spreizende Hülse zu einer Verklemmung im Bohrloch, die die Verformungen behindert. Erneute Fragestellungen zum Trag- und Verformungsverhalten der o.g. Verbindungselemente haben sich insbesondere im Zusammenhang mit der Verwendung dieser Verbindungselemente bei der Kattwykbrücke in Hamburg ergeben. Bei den dort ausgeführten Anschlüssen traten große und von den Ausführenden nicht erwartete Verformungen auf, deren Einfluss auf die tatsächliche Tragfähigkeit der Anschlüsse unklar blieb. In Rahmen des Forschungsprojekts wurde das Trag- und Verformungsverhalten und somit auch die Gebrauchstauglichkeit dübelartiger Verbindungen im Stahlbau untersucht.

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Peter Schaumann, Tim Rutkowski
Messung von erzielten Vorspannkräften unter realen Montagebedingungen. Abschlussbericht
Bauforschung , Band T 3112
2006, 109 S., m. zahlr. Abb.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Vorspannkraft von planmäßig vorgespannten Stahlbauverschraubungen ist bei dynamisch beanspruchten Konstruktionen eine sicherheitsrelevante Größe. Da bei bestehenden Bauwerken Vorspannkräfte beobachtet wurden, die unterhalb der Nennvorspannkraft bzw. den rechnerischen Ansätzen lagen, stellte sich die Frage, ob es sich dabei um Einzelfälle oder um die Auswirkungen eines grundlegenden Fehlers der Schraubenmontage handelt. Schwerpunkt der durchgeführten Arbeiten war die systematische Vermessung von Schraubenvorspannkräften, die bei der Montage von vorgespannten Ringflanschverbindungen erzielt wurden. Weiterhin wurden der Rückgang der erzielten Vorspannkräfte infolge von Setzungserscheinungen sowie die Auswirkung von Wartungsarbeiten auf die Höhe der Schraubenvorspannkräfte untersucht. Dazu wurde zunächst ein Verfahren zur Messung von Schraubenvorspannkräften unter Baustellenbedingungen entwickelt und validiert. Um eventuelle Fehlerursachen zu identifizieren, wurden weitere Einflussfaktoren der Schraubenvorspannkraft, wie etwa die Montagedrehmomente, vermessen. Im Verlauf der Messungen traten Schraubenkräfte auf, die innerhalb der einzelnen Messkampagnen wenig, jedoch im Vergleich zu Messungen bei anderen Kampagnen stark voneinander abwichen. Dabei lagen sie zum Teil deutlich unterhalb der Mindestvorspannkraft. Voneinander abweichende und fehlerhafte Reibeigenschaften von HV-Garnituren konnten durch vergleichende Untersuchungen der Schrauben ausgeschlossen werden. Ebenso erwiesen sich die Drehmomente der verwendeten Montagegeräte als korrekt. Die abweichenden Versuchsergebnisse in den verschiedenen Messkampagnen korrespondierten mit der unterschiedlichen Funktionsweise der jeweils verwendeten Geräte. Ein direkter Vergleich der Anziehgeräte zeigte, dass die Höhe des maximal erzeugten Drehmomentes während des Verschraubungsvorganges in den untersuchten Fällen keine ausreichende Größe zur Bestimmung der erzielbaren Vorspannkraft ist. Die Geschwindigkeit, mit der die Schraube montiert wird, bzw. der Zeitraum, in dem

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Wagenknecht, Gerd
Quasigelenkiger Stirnplattenanschluss mit Kontakt am unteren Trägerflansch
Konstruktiver Ingenieurbau KI, 2019

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Lehnert, Tobias; Kühn, Bertram; Krieglstein, Tim
Einsatz dicker Grobbleche im Brückenbau
Stahlbau, 2019

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Maali, Mahyar; Kilic, Mahmut; Aydin, Abdulkadir Cüneyt
Experimental behaviour of bolted connections with stiffeners
Steel Construction, 2019

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Ciupack, Yvonne; Ledecky, Lukas; Pasternak, Hartmut; Fischer, Vitali; Stammen, Elisabeth; Dilger, Klaus
Lebensdauer von zyklisch beanspruchten Klebverbindungen im Stahlbau. Teil 2: Untersuchungen zur Betriebsfestigkeitsprüfung einer Klebverbindung
Bauingenieur, 2019

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Ledecky, Lukas; Ciupack, Yvonne; Pasternak, Helmut; Fischer, Vitali; Stammen, Elisabeth; Dilger, Klaus
Lebensdauer von zyklisch beanspruchten Klebverbindungen im Stahlbau. Teil 1: Einflüsse auf das Tragverhalten
Bauingenieur, 2019

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