EN 1993-1-8 Connection Design
Geschraubte Trägerstumpfverbindung nach EN 1993-1-8
Auslegung von geschraubten Trägerstumpfverbindungen unter kombinierter Scher- und Momentbeanspruchung nach EN 1993-1-8. Berechnungsbeispiel mit IPE 450, Laschenbemessung und Kraftflussanalyse.
Download EN 1993-1-8 Cheatsheet (free PDF)Figure: Force flow — tension in upper bolts, compression strut at bottom, moment couple transferred via endplate.
When to Use This Connection
Geschraubte Trägerstumpfverbindungen wurden eingesetzt wenn: Trägerlänge die verfügbare Profilänge überschreitet; die Verbindung in einer Zone niedrigen Moments hergestellt werden muss (idealiter Mittelspann oder Umkehrpunkt); oder Baustellen-Beschränkungen vollgeschweißte Verbindungen verhindern. Typische Anwendungen: Fachwerk-Rafter für Transport gespleißt, Mehrgeschoss-Träger und Kranbahnträger.
Worked Example
Configuration: IPE 450 Träger am Umkehrpunkt gespleißt; MEd = 85 kNm; VEd = 120 kN; S355; 8.8 M20 Schrauben; Stoßlaschen 200×10mm.
Design moment: MEd = 85 kNm; VEd = 120 kN
Schritt 1 — Bemessungskräfte ermitteln
EN 1993-1-8
MEd, VEd from frame analysis
An Stoßstelle: axiale NEd ist vernachlässigbar. Bemesse für MEd und VEd gleichzeitig.
Schritt 2 — Stoßlaschen-Bemessung
EN 1993-1-8 3.5
VRd = Av·fy / (√3·γM0)
200×10mm Stoßlasche (eine pro Seite): Av = 2000 mm² → VRd = 410 kN.
Schritt 3 — Schraubengruppen-Auslegung
EN 1993-1-8 3.4
Fv = VEd / nbolts
6-Schrauben-Gruppe (3 pro Seite): Fv = 20 kN/Schraube. M20 8.8: Fv,Rd = 94.1 kN.
Schritt 4 — Kombinierte Scher+Zug-Prüfung
EN 1993-1-8 3.4.1(4)
Fv,Ed/Fv,Rd + Ft,Ed/Ft,Rd ≤ 1.0
Prüfe kombinierte Beanspruchung für alle Schrauben der Gruppe.
Bolt Capacity Reference
γM2 = 1.25; fub per EN ISO 4014/4017; Ft,Rd per EN 1993-1-8 3.4.1; Fv,Rd in double shear
| Bolt | Grade | d (mm) | As (mm²) | Ft,Rd (kN) | Fv,Rd (kN) |
|---|---|---|---|---|---|
| M16 | 8.8 | 16 | 157 | 113.0 | 88.9 |
| M16 | 10.9 | 16 | 157 | 141.3 | 88.9 |
| M20 | 8.8 | 20 | 245 | 176.4 | 138.2 |
| M20 | 10.9 | 20 | 245 | 220.5 | 138.2 |
| M24 | 8.8 | 24 | 353 | 254.2 | 199.0 |
| M24 | 10.9 | 24 | 353 | 317.7 | 199.0 |
Common Failure Modes
Schraubenscherbruch
Bestimmt durch einfache Scherung bei asymmetrischen Stoßausführungen. Verwende immer Stoßlaschen an beiden Flanschen.
Stoßlaschenplastifizierung
Dünne Stoßlaschen (<8mm) knicken unter Druck. Verwende ≥ 10mm für S355.
Stegknicken am Stoß
Steg-Stoßlaschen müssen ≥ 50% der Steghöhe auskragen.
Hebelwirkung in dünnen Stoßlaschen
Prüfe Hebelwirkung nach EN 1993-1-8 Anhang A.
Detailing Gotchas
- Stoßposition: am Umkehrpunkt oder ≤ 0.2L vom Auflager für minimale Momentzone
- Steg-Stoßlasche: Mindestdicke 6mm; Breite ≤ Träger-Steghöhe − 2 × Wurzellinienradius
- Schraubenanordnung: versetzte Anordnung reduziert Spannungskonzentrationen in dünnen Stegen
- Kehlnähte zwischen Stoßlaschen und Trägersteg: 6mm Kehlnaht wenn werkstattgeschweißt