Schraub- und Schweißverbindung

Moin!
Ich habe eine Hausarbeit in Stahlbau aufbekommen und komme irgendwie nicht richtig voran!
Mir fehlen immer die Ansätze, kann mir da jemand weiterhelfen?
 

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Moin!
Ich habe eine Hausarbeit in Stahlbau aufbekommen und komme irgendwie nicht richtig voran!
Mir fehlen immer die Ansätze, kann mir da jemand weiterhelfen?
Du kannst doch wohl das Biegemoment errechnen?
Und auch das Widerstandsmoment einer Schweißnaht?
Und zul. Spannungen kannst du auch in Tabellen/ Büchern nachschlagen?
Oder bist du gänzlich hilflos?
Im Text:
"Scheißstoß".
Das sagt einiges aus;-)
 
Hallo,
Ich habe das mal durchgerechnet:
Der Ansatz liegt darin, das Widerstandsmoment gegen Biegung Wb der Nähte zu berechnen und diese
 
Hallo,
Ich habe das mal durchgerechnet:
Der Ansatz liegt darin, dass zwei Spannungen die Nähte belasten: Zugspannung und Biegespannung. Beide werden in eine Vergleichsspannung berechnet.
Zur Biegespannung Sigma B:
Das Biegemoment Mb geteilt durch das Widerstandsmoment gegen Biegung WB ergibt Sigma B.
Zur Zugspannung Sigma Zug:
Das ergibt sich durch die Kraft geteilt durch den Flächeninhalt BEIDER Nähte.
Nun lassen sich diese zu einer Vergleichsspannung berechnen. Die unbekannte Kehlnahtdicke habe ich mit "x" deklariert und nach ihr umgeformt. Für S235 wird bei Schweißungen meines Wissens nach eine maximal zulässige Spannung von 207 N/mm^2 angenommen; diesen Wert habe ich für Sigma v (Vergleichsspannung) eingesetzt und komme auf eine Nahtdicke von 4,8 mm (unberücksichtigt möglicher Sicherheitszahlen, also bei Sicherheitswert 1).

In den Anhängen sind meine genauen Rechnungen zu sehen.

Ich hoffe, dass ich helfen konnte!
 

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Hallo,
Ich habe das mal durchgerechnet:
Der Ansatz liegt darin, dass zwei Spannungen die Nähte belasten: Zugspannung und Biegespannung. Beide werden in eine Vergleichsspannung berechnet.
Zur Biegespannung Sigma B:
Das Biegemoment Mb geteilt durch das Widerstandsmoment gegen Biegung WB ergibt Sigma B.
Zur Zugspannung Sigma Zug:
Das ergibt sich durch die Kraft geteilt durch den Flächeninhalt BEIDER Nähte.
Nun lassen sich diese zu einer Vergleichsspannung berechnen. Die unbekannte Kehlnahtdicke habe ich mit "x" deklariert und nach ihr umgeformt. Für S235 wird bei Schweißungen meines Wissens nach eine maximal zulässige Spannung von 207 N/mm^2 angenommen; diesen Wert habe ich für Sigma v (Vergleichsspannung) eingesetzt und komme auf eine Nahtdicke von 4,8 mm (unberücksichtigt möglicher Sicherheitszahlen, also bei Sicherheitswert 1).

In den Anhängen sind meine genauen Rechnungen zu sehen.

Ich hoffe, dass ich helfen konnte!
Die Einheit des Widerstandsmomentes h³/h = (cm²) kann gar nicht stimmen.
 
Das habe ich auch nicht geschrieben. Im Bild 1 steht vor h^3 noch ein Faktor (t, bzw. 2x +t).
Dieser hat eine Längeneinheit, sodass mm^3 (habe in mm gerechnet) als Endeinheit herauskommt.
Und mein Endergebnis auf Seite 2 hält einer Einheitenbetrachtung stand.
 
Das habe ich auch nicht geschrieben. Im Bild 1 steht vor h^3 noch ein Faktor (t, bzw. 2x +t).
Dieser hat eine Längeneinheit, sodass mm^3 (habe in mm gerechnet) als Endeinheit herauskommt.
Und mein Endergebnis auf Seite 2 hält einer Einheitenbetrachtung stand.
Ach das soll ein "t" sein?
Für mich sieht's nach einer "7" mit Querstrich aus;-)
Du führst erst "t" ein um es danach gleich wieder zu subtrahieren?
 
Das "t" ergibt sich aus der Aufgabenstellung. Es steht für die Breite des Stegs in Zeichenebene.
Ja, denn ich habe das Widerstandsmoment der Nähte berechnet und dazu das Moment des Steges abgezogen. Über die Eleganz des Weges lässt sich streiten, das Ergebnis ist in jedem Fall so,wie es ist. Man könnte gewiss auch nur die Nähte betrachten, jedoch ist mein Weg jetzt halt so, ganz gleich, ob ich mir ein, zwei Rechenschritte sparen könnte.
 
Naja, da Michelle seit vier Tagen nicht eingeloggt war und sich davor registriert hat, besteht wohl kein Interesse mehr
 
Das "t" ergibt sich aus der Aufgabenstellung. Es steht für die Breite des Stegs in Zeichenebene.
Ja, denn ich habe das Widerstandsmoment der Nähte berechnet und dazu das Moment des Steges abgezogen. Über die Eleganz des Weges lässt sich streiten, das Ergebnis ist in jedem Fall so,wie es ist. Man könnte gewiss auch nur die Nähte betrachten, jedoch ist mein Weg jetzt halt so, ganz gleich, ob ich mir ein, zwei Rechenschritte sparen könnte.
Mag sein. Das "t" braucht man aber gar nicht.
W_ges. = a*h³/6 mit a als Nahtstärke, die man errechnen soll.
 
Betrachtet man meine Umformungen, wird man feststellen, dass WB bei mir auch a×h^2÷3 ergibt, nur dass ich dein "a" als "x" deklariert habe.
 
Hier sieht man ja zwei mögliche Arten von Widerstandsmoment:
https://www.schweizer-fn.de/maschinenelemente/schweissnaht/schweissverbindung.php

Trägheitsmoment bei Biegemoment senkrecht zum Steg und Trägheitsmoment bei Biegemoment parallel zur Naht.
Was geschieht nun, wenn man beides hat? Wenn man also eine Kehlnaht ringsum hat? Berechnet man dann die Spannung mit M/Wges , also das Widerstandsmoment des einen Kehlnahtpaares plus dem des anderen? Da nehmen dann ja alle 4 Seiten grob das Moment auf?!
 
So sieht das quasi aus, siehe Anhang.

Wie gehe ich da nach dem richtungsbezogenen und dem vereinfachten Verfahren vor, wenn ich die Normal- und Querkräfte kenne?

Bei richtungsbezogenen Verfahren hab ich die Normalkraft im Träger genommen und durch (0,5cm * 15cm) geteilt. 0,5cm die Schweißnahtdicke und 15cm die gesamte Schweißnahtlänge um das Blech rum. Das müsste Schubspannung parallel ergeben.
Für Schub- und Normalspannung senkrecht hab ich dann die Querkraft an der Stelle verwendet und durch (Wurzel (2) * 0,5cm * 15cm) geteilt. Zusätzlich ergibt sich ein Moment von dem angeschlossenen Stab quasi mit dem Hebelarm von 4,8cm. Dieses Moment hab ich durch die addierten W1+W2 geteilt (Widerstandsmoment für jeweils parallel verlaufende Schweißnähte mit 6cm, bzw. 1,5cm länge) und mit Wurzel 2.

Normalkraft im Träger hab ich 33,10kN und Querkraft 13,25kN.
Die Normalkraft im Stab beträgt 35,49kN (mit 22 Grad Winkel relevant für das Moment im Endeffekt 32,9058kN).
Insgesamt ergibt sich eine Beanspruchbarkeit von Sigma Rd = 43,56kn/cm² und ausgerechnet für die Beanspruchung habe ich 26,275kn/cm². Dies ergibt eine Auslastung von ca. 60%!

Nun müsste ich beim vereinfachten Verfahren mindestens auch 60% rauskriegen, bis zu 20% mehr (oder so ähnlich). Aber wie funzt das nun....und vielleicht ist das addieren der Widerstandskräfte auch schon falsch gewesen?!

Beim vereinfachten Verfahren hätte ich als parallele Kraft Fp = (Normalkraft) / (Länge Schweißnaht) = 33,10kN/12cm
Als senkrechte Kraft gibts Querkraft/Länge Schweißnaht also 13,25kN / 15cm und zusätzlich das Moment. Und da hab ich keine Ahnung. Für das Moment nehmen wir also an: 32,9058kN * 4,8 cm
Nun gilt also: Moment / Schweißnaht² ?! Woanders finde ich Formeln mit Moment / (Schweißnaht²/6) .....
Aber wielange ist die Schweißnaht? Nimmt nur der eine 1,5cm lange Teil die Druckkraft und der andere 1,5cm lange Teil die Zugkraft auf? Nehmen die 6cm langen Schweißnähte kein Moment auf? Aber egal was ich einsetze, 1,5cm, 7,5cm, 15cm.....ich komme niemals auf mehr als 60%, wie beim richtungsbezogenen Verfahren.
Diese beiden Kräfte übrigens nehme ich noch zum quadrat, addiere sie und ziehe die Wurzel....

Die Beanspruchbarkeit ergibt sich zu: Frd = 12,57kN/cm
 

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