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Träger-Stützen-Anschluss mit Doppelwinkeln nach SIA 263

Weist zwei Winkel nach, die an einen Stützenflansch geschraubt und an den Trägersteg geschraubt oder geschweisst sind und die Auflagerkraft des Trägers übertragen, nach SIA 263:2013: zwei Exzentrizitäten in zwei Ebenen, die Schrauben, die Winkel und den Trägersteg. Jeder Schritt zeigt seine Formel und die Ziffer der Norm, aus der er stammt.

Pro SIA 263:2013

Im Pro-Abonnement enthalten

Dieses Modul ist ab dem Pro-Abonnement enthalten, mit seinem Berechnungsbericht.

Über diesen Nachweis

Ziffern, Berechnungsbeispiel und Fragen

Weist zwei Winkel nach, die an einen Stützenflansch geschraubt und an den Trägersteg geschraubt oder geschweisst sind und die Auflagerkraft des Trägers übertragen, nach SIA 263:2013: zwei Exzentrizitäten in zwei Ebenen, die Schrauben, die Winkel und den Trägersteg. Jeder Schritt zeigt seine Formel und die Ziffer der Norm, aus der er stammt.

Was nachgewiesen wird

  • Die Schrauben: Eine Scherfuge widersteht Fv,Rd = 0.6 · fub,k · A/γM2, Gleichung (75), und eine Schraube auf Zug Ft,Rd = 0.9 · fub,k · As/γM2, Gleichung (77), mit dem Loch d0 nach Tabelle 17.
  • Exzentrizitäten, wobei jeder Winkel VEd/2 vom Gelenk an der Stützenoberfläche aus übernimmt: in der Stegebene e = gb bis zum Schwerpunkt der Stegschrauben; rechtwinklig dazu a = gc + tw/2 vom Schwerpunkt der Stützenschrauben bis zur Stegachse.
  • Stegschrauben auf Abscheren und Zug: die ungünstigste Abscherkraft Fv,Ed aus der elastischen Gruppe eines Winkels unter VEd/2 und (VEd/2) · e sowie die Zugkraft auf eine Schraube der obersten Reihe aus (VEd/2) · a, wobei sich die Gruppe um ihre unterste Reihe dreht: (Fv,Ed/Fv,Rd)² + (Ft,Ed/Ft,Rd)² ≤ 1, Gleichung (78).
  • Stützenschrauben: nur Abscheren am Gelenk, VEd/2 pro Winkel, eine Scherfuge, Gleichung (75).
  • Lochleibung, Gleichung (76): 0.85 · (e/d0) · fu,k · d · t/γM2 ≤ 2.4 · fu,k · d · t/γM2, am Trägersteg unter der doppelten Kraft eines Winkels, an beiden Schenkeln eines Winkels und am Stützenflansch. e ist der kleinere Wert aus dem Endabstand und dem Abstand zur Schenkelkante; wo der Lochabstand p < e + d0/2 ist, tritt p − d0/2 an seine Stelle.
  • Nettoquerschnitte auf Schub, Gleichung (82): ein Winkel, (ha − nr · d0) · ta, und der Trägersteg, Av nach Gleichung (42a) abzüglich nr · d0 · tw (Ziffer 5.1.4.3).
  • Winkel auf Schub und Biegung am Ansatz des Stützenschenkels: Hebelarm l = gc − ta, τ = (VEd/2)/(ta · ha) über die ganze Länge und Mpl,V,Rd = √(fy,k² − 3τ²) · ta · ha²/4/γM1.
  • Anordnung der Löcher an jedem Schenkel und am Stützenflansch: e1, e2 und p1, verglichen mit den Mindestwerten von Tabelle 17, mit e2 ≥ d0 für den Lochleibungswiderstand.

Was Sie eingeben und was Sie erhalten

Sie geben fy,k und fu,k aus Tabelle 1 ein, die fünf Abmessungen des Walzträgers, Festigkeitsklasse (Tabelle 2) und Grösse der Schrauben, ob die Scherfugen im Schaft oder im Gewinde liegen, γM1 und γM2 (Ziffer 4.1.3) sowie VEd. Für die Winkel: die Schenkel Lb und Lc, ta, ha und den Abstand c zum Trägerende. Dann, ob die Winkel an den Steg geschraubt oder geschweisst sind, die Reihen, den Lochabstand, die Spalten und das Wurzelmass der Schrauben am Stegschenkel und am Stützenschenkel sowie die Dicke tf,c und die Breite bc des Stützenflanschs.

Sie erhalten die Exzentrizitäten, jede Kraft und jeden Widerstand sowie die Ausnutzung jedes Nachweises mit dem Vermerk erfüllt oder nicht erfüllt. Mit dem Pro-Abonnement lässt sich die Berechnung als A4-Berechnungsbericht drucken.

Annahmen und Grenzen

  • Das Gelenk liegt an der Oberfläche des Stützenflanschs. Die Winkel sind in jedem Fall an die Stütze geschraubt.
  • Das Moment rechtwinklig zur Stegebene drückt die Winkel an einem Ende gegen die Stütze; dieser Kontakt wird nicht nachgewiesen.
  • Die Ausrundung des Winkels wird im Hebelarm l vernachlässigt.
  • Die Stütze selbst, ihr Flansch auf Biegung und ihr Steg, wird nicht nachgewiesen.

Berechnungsbeispiel

Ein Walzträger mit h = 270 mm und tw = 6.6 mm, mit fy,k = 235 N/mm² und fu,k = 360 N/mm², unter VEd = 45 kN, angeschlossen mit zwei 120 mm langen Winkeln 90 × 60 × 6 mm, an den Steg und an einen 13 mm dicken Stützenflansch geschraubt, mit zwei Schrauben M16 der Festigkeitsklasse 4.6 im Lochabstand von 50 mm an jedem Schenkel, gb = 50 mm und gc = 35 mm. Die folgenden Resultate sind jene des Moduls für sein Berechnungsbeispiel, berechnet beim Erstellen dieser Seite.

Eingaben
EingabeWertRef.
Charakteristische Fliessgrenze fy,k235 N/mm²§ t.1
Charakteristische Zugfestigkeit fu,k360 N/mm²§ t.1
Gesamthöhe h270 mm
Flanschbreite b135 mm
Stegdicke tw6.6 mm
Flanschdicke tf10.2 mm
Ausrundungsradius r15 mm
Festigkeitsklasse der Schrauben4.6§ t.2
SchraubengrösseM16§ t.17
Die Scherfugen liegen imSchaft — der gewindefreie Teil
Widerstandsbeiwert, Bruttoquerschnitte γM11.05§ 4.1.3
Widerstandsbeiwert, Schrauben, Schweissnähte und Nettoquerschnitte γM21.25§ 4.1.3
Bemessungswert der Querkraft VEd45 kN
Schenkel am Trägersteg Lb90 mm
Schenkel an der Stütze Lc60 mm
Dicke ta6 mm
Länge der Winkel ha120 mm
Spiel, Stützenoberfläche bis zum Trägerende c10 mm
Die Winkel sindAm Trägersteg angeschraubt
Reihen der Stegschrauben nr2
Vertikaler Lochabstand p150 mm
Spalten der Stegschrauben nc1
Wurzelmass der ersten Lochreihe (Abstand vom Winkelrücken zur Lochachse) gb50 mm
Reihen nr,c2
Vertikaler Lochabstand p1,c50 mm
Spalten nc,c1
Wurzelmass der ersten Lochreihe (Abstand vom Winkelrücken zur Lochachse) gc35 mm
Dicke des Stützenflanschs tf,c13 mm
Breite des Stützenflanschs bc160 mm
Berechnung: Gemeinsame Werte
SchrittWertRef.
Schraube– = M16, Festigkeitsklasse 4.6, Loch d0 = 18 mm§ t.17
Abscherwiderstand einer Scherfuge0,6·fub,k·A/γM2, fub,k = 400 N/mm², A = 201.1 mm².Fv,Rd = 38.60 kN§ (75)
Querkraft pro WinkelVEd/2 = 22.50 kN
Exzentrizität in der Ebenegb: von der Stützenoberfläche bis zum Schwerpunkt der Stegschrauben.e = 50.0 mm
Exzentrizität rechtwinklig dazua = gc + tw/2: vom Schwerpunkt der Stützenschrauben bis zur Achse des Trägerstegs.a = 38.3 mm
Moment in der Ebene pro Winkel(VEd/2)·e = 1.125 kN·m
Moment rechtwinklig dazu pro WinkelEs drückt die Winkel an einem Ende gegen die Stütze (Kontakt, nicht nachgewiesen) und zieht am anderen an den Schrauben.(VEd/2)·a = 0.862 kN·m
Stegschrauben an jedem Winkelnr·nc = 2·1.n = 2
Berechnung: Nachweis 1 — Stegschrauben, Abscheren und Zug
SchrittWertRef.
Abscheren in einer Scherfuge der ungünstigsten SchraubeDie elastische Gruppe eines Winkels unter VEd/2 und (VEd/2)·e um ihren Schwerpunkt.Fv,Ed = 25.16 kN
Zug auf eine Schraube der obersten Reihe(VEd/2)·a·zmax/(nc·Σz²), die Gruppe dreht um ihre unterste Reihe: mit zwei Schrauben, (VEd/2)·a/p1.Ft,Ed = 17.23 kN
Zugwiderstand0,9·fub,k·As/γM2.Ft,Rd = 45.22 kN§ (77)
Stegschrauben, Abscheren und Zug(Fv,Ed/Fv,Rd)² + (Ft,Ed/Ft,Rd)² ≤ 1η = 0.570 · erfüllt57 % des Tragwiderstands ausgenutzt§ (78)
Berechnung: Nachweis 2 — Lochleibung des Trägerstegs
SchrittWertRef.
Verwendeter Endabstandgb − c, ab dem Trägerende.e = 40.0 mm§ (76)
Lochleibungswiderstand pro Schraube0,85·(e/d0)·fu,k·d·t/γM2 ≤ 2,4·fu,k·d·t/γM2, t = 6.6 mm.Fb,Rd = 57.45 kN§ (76)
Lochleibung des Trägerstegs2·Fv,Ed ≤ Fb,Rdη = 0.876 · erfüllt88 % des Tragwiderstands ausgenutzt§ (76)
Berechnung: Nachweis 3 — Lochleibung eines Winkels, Stegschenkel
SchrittWertRef.
Verwendeter EndabstandDer kleinere Wert aus dem Endabstand 35.0 mm und dem Abstand zur Schenkelkante 40.0 mm.e = 35.0 mm§ (76)
Lochleibungswiderstand pro Schraube0,85·(e/d0)·fu,k·d·t/γM2 ≤ 2,4·fu,k·d·t/γM2, t = 6.0 mm.Fb,Rd = 45.70 kN§ (76)
Lochleibung eines Winkels, StegschenkelFb,Ed ≤ Fb,Rdη = 0.551 · erfüllt55 % des Tragwiderstands ausgenutzt§ (76)
Berechnung: Nachweis 4 — Winkel, Nettoquerschnitt auf Schub
SchrittWertRef.
Netto-Schubfläche eines Winkels(ha − nr·d0)·ta, entlang einer Lochspalte.Av,net = 504 mm²§ (82)
Winkel, Nettoquerschnitt auf SchubVEd/2 ≤ Veff,Rdη = 0.298 · erfüllt30 % des Tragwiderstands ausgenutzt§ (82)
Berechnung: Nachweis 5 — Trägersteg, Nettoquerschnitt auf Schub
SchrittWertRef.
Netto-SchubflächeAv − nr·d0·tw, Av gemäss (42a).Av,net = 1’976 mm²§ 5.1.4.3
Trägersteg, Nettoquerschnitt auf SchubVEd ≤ Veff,Rdη = 0.152 · erfüllt15 % des Tragwiderstands ausgenutzt§ (82)
Berechnung: Nachweis 6 — Endabstand
SchrittWertRef.
Endabstande1 ≥ 25 mmη = 0.714 · erfüllt71 % des Tragwiderstands ausgenutzt§ t.17
Berechnung: Nachweis 7 — Randabstand
SchrittWertRef.
Randabstande2 ≥ 20 mmη = 0.500 · erfüllt50 % des Tragwiderstands ausgenutzt§ t.17
Berechnung: Nachweis 8 — Lochabstand in Kraftrichtung
SchrittWertRef.
Lochabstand in Kraftrichtungp1 ≥ 40 mmη = 0.800 · erfüllt80 % des Tragwiderstands ausgenutzt§ t.17
Berechnung: Gemeinsame Werte
SchrittWertRef.
Stützenschrauben an jedem Winkelnr,c·nc,c = 2·1.nc = 2
Kraft pro StützenschraubeVEd/(2·nc): am Gelenk, nur Querkraft.Fv,Ed = 11.25 kN
Berechnung: Nachweis 1 — Stützenschrauben auf Abscheren
SchrittWertRef.
Stützenschrauben auf AbscherenFv,Ed ≤ Fv,Rdη = 0.291 · erfüllt29 % des Tragwiderstands ausgenutzt§ (75)
Berechnung: Nachweis 2 — Lochleibung eines Winkels, Stützenschenkel
SchrittWertRef.
Verwendeter EndabstandDer kleinere Wert aus dem Endabstand 35.0 mm und dem Abstand zur Schenkelkante 25.0 mm.e = 25.0 mm§ (76)
Lochleibungswiderstand pro Schraube0,85·(e/d0)·fu,k·d·t/γM2 ≤ 2,4·fu,k·d·t/γM2, t = 6.0 mm.Fb,Rd = 32.64 kN§ (76)
Lochleibung eines Winkels, StützenschenkelFb,Ed ≤ Fb,Rdη = 0.345 · erfüllt34 % des Tragwiderstands ausgenutzt§ (76)
Berechnung: Nachweis 3 — Lochleibung des Stützenflanschs
SchrittWertRef.
Verwendeter EndabstandEntfernt von jedem Flanschrand: Die Obergrenze ist massgebend, ausser bei kurzem Lochabstand. Der Lochabstand p = 50 mm ist kleiner als e + d0/2, daher ersetzt p − d0/2 den Wert e.p − d0/2 = 41.0 mm§ (76)
Lochleibungswiderstand pro Schraube0,85·(e/d0)·fu,k·d·t/γM2 ≤ 2,4·fu,k·d·t/γM2, t = 13.0 mm.Fb,Rd = 115.98 kN§ (76)
Lochleibung des StützenflanschsFb,Ed ≤ Fb,Rdη = 0.097 · erfüllt10 % des Tragwiderstands ausgenutzt§ (76)
Berechnung: Nachweis 4 — Winkel auf Schub und Biegung
SchrittWertRef.
Hebelarmgc − ta: vom Schwerpunkt der Stützenschrauben bis zur Oberfläche des Stegschenkels; die Ausrundung vernachlässigt.l = 29.0 mm
Schubspannung(VEd/2)/(ta·ha).τ = 31.3 N/mm²
Abgemindertes plastisches Moment√(fy,k² − 3τ²)·ta·ha²/4/γM1.Mpl,V,Rd = 4.704 kN·m
Winkel auf Schub und Biegung(VEd/2)·l ≤ Mpl,V,Rdη = 0.139 · erfüllt14 % des Tragwiderstands ausgenutzt
Berechnung: Nachweis 5 — Endabstand
SchrittWertRef.
Endabstande1 ≥ 25 mmη = 0.714 · erfüllt71 % des Tragwiderstands ausgenutzt§ t.17
Berechnung: Nachweis 6 — Randabstand
SchrittWertRef.
Randabstande2 ≥ 20 mmη = 0.800 · erfüllt80 % des Tragwiderstands ausgenutzt§ t.17
Berechnung: Nachweis 7 — Lochabstand in Kraftrichtung
SchrittWertRef.
Lochabstand in Kraftrichtungp1 ≥ 40 mmη = 0.800 · erfüllt80 % des Tragwiderstands ausgenutzt§ t.17
Berechnung: Nachweis 8 — Randabstand
SchrittWertRef.
Randabstande2 ≥ 20 mmη = 0.480 · erfüllt48 % des Tragwiderstands ausgenutzt§ t.17

Wie dieses Modul geprüft wird

Vor der Veröffentlichung Ziffer für Ziffer anhand der SIA 263:2013 sowie mit unabhängigen, in realen Projekten verwendeten Berechnungen geprüft.

Fragen

Warum tragen die Stegschrauben bei einem Querkraftanschluss Zug?

Die Stützenschrauben liegen ausserhalb der Stegachse: Im Berechnungsbeispiel ergibt a = 38.3 mm ein Moment (VEd/2) · a = 0.86 kN·m pro Winkel, und die Schraube der obersten Reihe übernimmt Ft,Ed = 17.2 kN. Mit der Abscherkraft von 25.2 kN ergibt Gleichung (78) η = 0.570.

Wird die Stütze nachgewiesen?

Nur die Lochleibung der Schrauben an ihrem Flansch; deshalb wird tf,c abgefragt. Ihr Flansch auf Biegung und ihr Steg werden nicht nachgewiesen.

Welches Abonnement enthält dieses Modul?

Das Pro-Abonnement, mit seinem Berechnungsbericht.

Siehe auch

Norm: SIA 263:2013 · Seite aktualisiert: 8. November 2026