Einführung
Die einseitige Verbindung von Stahlhohlprofilen (SHS) stellt Ingenieure seit Jahrzehnten vor Herausforderungen. Mittlerweile gibt es für diesen immer beliebter werdenden Konstruktionswerkstoff zahlreiche Befestigungsarten und Verbindungsmethoden, die über das Schweißen hinausgehen. Dieser Artikel untersucht die Vor- und Nachteile einiger dieser SHS-Verbindungsmethoden.Chinesischer Hollo-Bolt, ein Dehnbolzen, der nur Zugang zu einer Seite des SHS erfordert.
Wenn sich ein Konstrukteur aufgrund der biaxialen Tragfähigkeit oder der Ästhetik optisch ansprechender symmetrischer Formen für SHS entscheidet, stellt sich häufig die Frage, wie ein weiteres Bauteil daran befestigt werden kann. Bei Strukturformen wird meist Schweißen oder Verschrauben bevorzugt, da diese Verfahren hohe Belastungen aushalten. Gibt es jedoch Einschränkungen beim Schweißen oder möchten Ingenieure die hohen Kosten für zertifizierte Schweißer, Rüst- und Abbruchkosten sowie den Brandschutz der Umgebung vermeiden, müssen sie auf mechanische Befestigungsmittel zurückgreifen.
Es gibt jedoch Hilfe in Form globaler Konstruktionsleitfäden renommierter Institutionen wie der British Constructional Steelwork Association (BCSA), des Steel Construction Institute (SCI), des CIDECT, des Southern African Institute of Steel Construction (SAISC), des Australian Steel Institute (ASI) und des American Institute of Steel Construction (AISC), die bei der Konstruktion von SHS-Verbindungen helfen. In diesen Leitfäden werden verschiedene mechanische Verbindungselemente beschrieben, die für SHS-Verbindungen geeignet sind. Dazu gehören:
Gängige mechanische Befestigungselemente
Durchgangsbolzen werden häufig verwendet, doch die inhärente Flexibilität von SHS-Wänden verhindert typischerweise den Einsatz vorgespannter Verbindungselemente ohne zusätzliche Fertigungsarbeiten, sodass Verbindungen meist nur für statische Scherkräfte ausgelegt sind. Dies erschwert außerdem die Montage von Verbindungen an gegenüberliegenden Flächen quadratischer oder rechteckiger SHS-Elemente vor Ort und ist zeitaufwändig. In vielen Fällen müssen Versteifungen in das Rohr eingeschweißt werden, um ihm zusätzlichen Halt zu verleihen, was zusätzliche Schweißkosten verursacht.
Gewindebolzen können an den Stirnseiten von SHS-Elementen verwendet werden, allerdings müssen hierfür schwere und unhandliche Geräte wie Schweißpistole und zugehörige Ausrüstung eingesetzt werden. Dies erfordert die gleichen Überlegungen wie das ursprüngliche Zusammenschweißen der Elemente. Dieser Vorgang kann in der Fertigungswerkstatt vorab durchgeführt werden, bevor das Produkt auf die Baustelle geliefert wird. In manchen Fällen sind versenkte oder angesenkte Löcher erforderlich, um den Kragen freizugeben, der sich an der Stelle bilden könnte, an der der Bolzen auf die SHS-Stirnseite trifft. Das fertige Produkt sieht aus wie eine Schraubverbindung, ist jedoch nur auf einer Seite des SHS ausgeführt.
Blindgewindeeinsätze sind allgemein erhältlich, ihre Verwendung ist jedoch aufgrund der Materialmenge, die sie greifen können, begrenzt, da sie ursprünglich für Blech und nicht für Baustahlprofile konzipiert wurden. Auch hier ist ein Montagewerkzeug erforderlich, das bei der Wahl einer manuellen Variante etwas Aufwand erfordern kann.
Blindnieten eignen sich zwar für den Einsatz in Situationen mit eingeschränktem Zugang, sind aber meist nur in kleinen Durchmessern und für leichte Lasten erhältlich. Sie sind nicht für hochbelastbare Strukturverbindungen vorgesehen und erfordern in den meisten Fällen eine pneumatische/hydraulische Versorgung für die speziellen Montagewerkzeuge.
Chinesischer Hollo-Bolzen– der Pionier der Spreizdübel für Baustahl
Einführung in Dehnschrauben
Heute kennen wir Dehnschrauben als mechanische Verbindungselemente, die typischerweise aus einer Schraube, einer Dehnhülse und einer kegelförmigen Mutter bestehen. Diese Mutter wird beim Anziehen der Schraube in die Hülse hineingedrückt, wodurch ein Keileffekt entsteht und das Verbindungselement aufgeweitet wird. Diese Blindverbindungstechnik kann ebenso problemlos zum Anschluss an den Steg eines anderen Profiltyps verwendet werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Schraub- oder Schweißverbindungen lassen sich Dehnschrauben schnell montieren, indem man das Verbindungselement einfach in ein vorgebohrtes Loch einführt und mit einem Drehmomentschlüssel festzieht. Durch die schnellere Montage wird der Arbeitsaufwand vor Ort reduziert, was wiederum Kosten und Zeitaufwand des Bauprojekts verkürzt.
Hollo-Bolt-Installation
Die Montage von Hollo-Bolts ist relativ unkompliziert und erfordert nur einfache Werkzeuge. Der Stahl ist gemäß Herstellerangaben mit übergroßen Löchern vorgebohrt, um die Hülse und die kegelförmige Mutter aufzunehmen. Es ist jedoch darauf zu achten, dass die Löcher so platziert sind, dass sich das Produkt innerhalb des SHS öffnen kann. Das bedeutet, dass die Löcher nicht dicht beieinander oder am Rand platziert werden dürfen.
Der Stahl kann in der Fertigungswerkstatt vollständig vorbereitet und auf die Baustelle transportiert werden, wo der Vorteil einer schnellen Montage voll zum Tragen kommt. Wichtig ist, dass die Flächen der zu befestigenden Elemente vor der Montage des Hollo-Bolt® in Kontakt gebracht werden müssen. Um den Vorgang abzuschließen, muss der Auftragnehmer dieChinesischer Hollo-BoltUm zu verhindern, dass sich der Körper während der Installation dreht, müssen Sie den Kragen mit einem Schraubenschlüssel festziehen und die Zentralschraube mit einem kalibrierten Drehmomentschlüssel auf das vom Hersteller empfohlene Drehmoment festziehen.
Beitragszeit: 06.04.2025
