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2024 | Book

Stahlbau 1

Bemessung von Stahlbauten nach Eurocode mit zahlreichen Beispielen

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About this book

Erfolgreiches Bauen setzt neben dem Wissen von Werkstoffeigenschaften und Korrosions- und Brandverhalten fundierte Kenntnisse in der Statik und Festigkeitslehre, aber auch eine gründliche Ausbildung in den wesentlichen Konstruktionsprinzipien dieser speziellen Bauweise voraus. Das Buch widmet sich diesen Konstruktionsprinzipien und vermittelt das hierfür notwendige Grundwissen. Es werden die wichtigsten Konstruktions- und Bemessungsregeln für Vollwandträger, Fachwerkträger, Fachwerke, Kranbahnen, Rahmentragwerke sowie für Tragelemente mit dünnwandigen Querschnittsteilen behandelt. Neben der ausführlichen zeichnerischen Dokumentation der Konstruktionen werden in verständlicher und umfassender Weise die zugehörigen Nachweise in Form vieler Berechnungsbeispiele dargestellt. Basis aller Berechnungen sind nun die neuen deutschen (DIN 18800-1 bis -2) und europäischen Normen (EC 3 [Stahlbau]). Die Verbundkonstruktionen aus Stahl und Beton werden auf der Grundlage des EC 4 [Verbundbau] in einem eigenen Abschnitt behandelt. Ebenfalls sind Dauer- und Betriebsfestigkeit des Stahls bei dynamischer Beanspruchung mit den zugehörigen Nachweisen ein ausführliches Thema in diesem Buch.

Table of Contents

Frontmatter
1. Stahl – Herstellung, Verwendung, Schutz
Zusammenfassung
Kapitel 1 enthält grundlegende Erläuterungen zum Werkstoff Stahl (Herstellung und Erzeugnisse), der Herstellung und Ausführung von Stahlbauten sowie der Beschreibung von Methoden zur Erzielung eines angemessenen Korrosions- und Brandschutzes.
Jörg Laumann, Christian Wolf
2. Bemessung von Stahlbauten
Zusammenfassung
Die maßgebenden Vorschriften waren bis 2010 bzw. 2012 die Stahlbau-Grundnormen DIN 18800-1 bis -8 [1] sowie eine ganze Reihe spezieller Anwendungsnormen (Fachnormen), wie beispielsweise DIN 18801 [2] für den Stahlhochbau; in ihnen waren die Bemessung, Konstruktion und Herstellung der Stahlbauten geregelt.
Jörg Laumann, Christian Wolf
3. Verbindungstechnik
Zusammenfassung
Die Einzelteile aus Profilen und Blechen werden nach den Konstruktionszeichnungen zu Bauteilen bzw. zu ganzen Bauwerken zusammengefügt. Unlösbare Verbindungen entstehen durch Schweißnähte oder Kleben, lösbare durch Schrauben, Bolzen, Dübel oder Keile. Die Sicherung der Muttern macht Schraubenverbindungen jedoch teilweise unlösbar. Bedingung ist, dass stets alle in den Bauteilen auftretenden Kräfte ordnungsgemäß übertragen werden können und die Verformungen in den für das Bauteil geltenden Grenzen bleiben.
Jörg Laumann, Christian Wolf
4. Zugstäbe
Zusammenfassung
Zugstäbe sind oft Bauglieder in Fachwerkbindern und Verbänden, und sie kommen vor als Zuglaschen, Zuganker usw. Für die Tragfähigkeit ist neben dem Werkstoff allein die nutzbare Querschnittsfläche, für die Gestaltung der Anschlüsse jedoch auch die Form des Querschnitts ausschlaggebend.
Jörg Laumann, Christian Wolf
5. Hochfeste Zugglieder
Zusammenfassung
Hochfeste Zugglieder als Seile oder Spannstähle werden im Stahlhochbau im Wesentlichen eingesetzt zur Abspannung von Trägern bei großen Überdachungen, wie z. B. für Tribünen (siehe Abb. 5.1a), Sport- und Mehrzweckhallen (siehe Abb. 5.1b) sowie Flugzeughangars. Neben ihrer eigentlichen Aufgabe als tragendes Element bieten sie dem Architekten die Möglichkeit ästhetischer und repräsentativer Gestaltung. In der Fördertechnik werden stehende und laufende Seile eingesetzt. Die Seile werden i. d. R: aus unlegierten, beruhigt vergossenen Kohlenstoff-Stählen hergestellt und erreichen Festigkeiten von bis zu 2000 N/mm2. Damit sind sie besonders geeignet, die hohen Zugkräfte bei schlankem Querschnitt zu übertragen.
Jörg Laumann, Christian Wolf
6. Stabilitätsnachweise für Stäbe und Stabwerke
Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden die Stabilitätsprobleme Biegeknicken und Biegedrillknicken ausführlich behandelt. Neben den Nachweisen zur Tragfähigkeit – welche vor allem mit Abminderungsfaktoren oder dem Ersatzimperfektionsverfahren erfolgen – werden Wege zur Ermittlung kritischer Lastfaktoren, von Schnittgrößen nach Theorie II. Ordnung sowie zur Berücksichtigung von Aussteifungen aufgezeigt und ihre Anwendung mit geeigneten Beispielen verdeutlicht.
Jörg Laumann, Christian Wolf
7. Stützen
Zusammenfassung
Stützen dienen in der Regel zum Abtrag vertikaler Lasten. Diese werden aus Dachbindern, Deckenträgern, Unterzügen, Kranbahnträgern oder anderen, horizontalen Bauteilen in die Stützen abgeleitet und führen dort zu einer Druckbeanspruchung. Je nach Art der Gebäudeaussteifung und der Anschlussausbildung zwischen den horizontalen Bauteilen und den Stützen kommt hierzu noch eine Biegebeanspruchung, die bei Außenstützen auch durch Windkräfte verursacht sein kann. Es ist daher sinnvoll, die beiden folgenden, grundsätzlich unterschiedlichen Aussteifungsvarianten von Gebäuden zu unterscheiden (siehe auch Abb. 7.1):Ein wichtiger Aspekt bei der Bemessung und Auslegung von Stützen ist heutzutage die Erfüllung des erforderlichen Brandschutzes. Während in Industrieanlagen aufgrund geringerer Anforderungen häufig auf eine Ummantelung der Stützen verzichtet werden kann, ist sie in Geschossbauten in der Regel unerlässlich (siehe Abschn. 1.​4.​2 und Band 2).
Jörg Laumann, Christian Wolf
8. Träger
Zusammenfassung
Träger sind vorwiegend auf Biegung beanspruchte Bauteile, die im Stahlhochbau als Deckenträger und Unterzüge sowie bei Dächern als Dachträger oder Pfetten zum Einsatz kommen. In diesem Kapitel wird zunächst ihre Verwendung und Anordnung im Hochbau erläutert, wobei auf statische Systeme und Querschnitte ebenso eingegangen wird wie auf die Bemessung. Vertieft wird in diesem Zusammenhang die Anwendung der Fließgelenktheorie erläutert, bevor im dritten Abschnitt die konstruktive Durchbildung mit Auflagerkonstruktionen und Stößen den Schwerpunkt bildet.
Jörg Laumann, Christian Wolf
9. Anhang
Zusammenfassung
Der Anhang enthält Bezeichnungen und Definitionen, Querschnittskennwerte für Walzprofile sowie Formeln zu deren Berechnung genauso wie Formeln zur Bestimmung von Torsionsschnittgrößen bei gemischter Torsion. Abgeschlossen wird dass Kapitel durch die Angabe von Grenztragfähigkeiten für druckbeanspruchte Bauteile (Biegeknicken).
Jörg Laumann, Christian Wolf
Backmatter
Metadata
Title
Stahlbau 1
Authors
Jörg Laumann
Christian Wolf
Copyright Year
2024
Electronic ISBN
978-3-658-41324-8
Print ISBN
978-3-658-41323-1
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-41324-8