Schließringbolzensysteme - Berechnung von Verbindungen nach Eurocode 3 und VDI 2230-Blatt 1

Dieses Merkblatt behandelt die Berechnung von Schließringbolzenverbindungen unter statischer und schwingender Beanspruchung. Die folgenden Regelungen betreff en Verbindungen mit Einzelblechdicken ≥ 3 mm. Das hier angewendete Verfahren zur Berechnung bezieht sich auf die Verbindung mit einem Schließringbolzen.

Bei der Berechnung von Verbindungen mit mehreren Schließring bolzen muss eine wirklichkeitsnahe Verteilung der Schnittgrößen (Kräfte und Momente) angenommen werden. Hierzu sind geeignete Berechnungsmodelle zu wählen.

Die Festlegungen dieses Merkblattes gelten für scherbeanspruchte sowie zugbeanspruchte Verbindungen mit Schließringbolzen aus Stahl der Festigkeitsklassen 5.8, 8.8 und 10.9 nach DIN EN ISO 898-1 [1] und dazugehörigen Schließringen. Weiterhin behandelt dieses Merkblatt Schließringbolzen und dazugehörige Schließringe aus austenitischem Stahl sowie Aluminium. Die Tabellenwerte gelten für die Nenndurchmesser von 5 bis 36 mm bzw. von 3/16 bis 1 3/8 Inch.

Eine Schließringbolzenverbindung mit der Aufgabe Bauteile so miteinander zu verbinden, dass das Auftreten von Schlupf oder das Auseinanderklaff en verhindert wird, muss vorgespannt werden.

Auf das Vorspannen darf verzichtet werden, wenn Verformungen (Schlupf bzw. Klaff ungen) bis zum Erreichen der Gebrauchslast in Kauf genommen werden können. Die korrekte Montage des Schließringbolzensystems mit einem geeigneten Verarbeitungswerkzeug bewirkt immer das Einbringen einer Vorspannkraft in die Verbindung. Vorgespannte Verbindungen werden i. d. R. mit Schließ ringbolzen aus Stahl der Festigkeitsklassen 8.8 und 10.9 und dazugehörigen Schließringen aus Stahl erzeugt.

Bei Querkraftbeanspruchung wird die Schließringbolzenverbindung normal zur Bolzenachse beansprucht (Scherverbindung), bei Axialbeanspruchung in Richtung der Bolzenachse ( Zugverbindung) (siehe Bild 1). Bei gleichzeitiger Einwirkung von Axial- und Querkräften ist ein Interaktionsnachweis zu führen.

Inhalt
1. Zweck und Geltungsbereich des Merkblattes
2. Grundsätze für die Konstruktion
2.1. Begriff e
2.2. Grundlagen zur Kraftübertragung
2.2.1. Scherbeanspruchte Verbindungen
2.2.2. Zugbeanspruchte Verbindungen
2.3. Allgemeine Anforderung an die Konstruktion
2.4. Spannungsquerschnitt bei Schließringbolzen
2.5. Lochen
2.5.1. Maße von Löchern
2.5.2. Toleranzen von Lochdurchmessern
2.5.3. Ausführung von Löchern 2.6. Schnittigkeit der Schließringbolzenverbindung
3. Bemessung von Verbindungen mit Schließringbolzen
3.1. Regeln zur Bemessung im Stahlbau (nach Eurocode 3)
3.1.1. Kategorien von Schließringbolzenverbindungen
3.1.2. Vorspannkraft
3.1.3. Loch- und Randabstände
3.1.4. Scherverbindung
3.1.5. Zugverbindungen
3.1.6. Kombinierte Scher- und Zugbeanspruchung
3.1.7. Nachweis der Ermüdungsfestigkeit
3.1.8. Bemessungsregeln nach der Richtlinie für Windenergieanlagen
3.1.9. Ergänzende Regelungen und Einschränkungen
3.2. Regeln zur Bemessung im Maschinenbau (nach VDI 2230)
3.2.1. Festlegungen zur Anwendung der Regeln nach VDI 2230
3.2.2. Rechenschritte nach VDI 2230
3.2.3. Empfehlungen für die Anwendung der Rechenschritte
4. Verzeichnisse
4.1. Abkürzungsverzeichnis
4.2. Symbolverzeichnis
5. Schrifttum
6. Berechnungsbeispiele
6.1. Stahlbauverbindungen (nach Eurocode 3)
6.2. Verbindungen für den Maschinenbau (i. A. a. VDI 2230-Blatt 1)