Lernfeld 10 · Prüfung Teil 2

Bauelemente und Anschlüsse des Stahl- und Metallbaus

Bauelemente im Stahl- und Metallbau: Walz- und Hohlprofile, Pfetten, Verbände, Fußplatten, Stöße und Anschlüsse, Lochbild und Positionsmassen.

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Darum geht es

Stahlhallen und Bühnen bestehen aus wenigen Grundelementen. Die Last läuft von der Eindeckung über Pfetten zu den Bindern oder Rahmenriegeln, dann über Stützen und Fußplatten ins Fundament. Verbände in Dach und Wand nehmen Wind und Bremskräfte auf und halten Druckgurte seitlich. Schmale I-Profile der Reihe IPE sind gute Biegeträger, breite HEA- und HEB-Profile oder quadratische Hohlprofile eignen sich für Stützen, weil sie um beide Achsen steif sind. Hohlprofile sind torsionssteif und haben weniger Oberfläche zum Beschichten.

Anschlüsse werden gelenkig oder biegesteif ausgeführt. Gelenkige Anschlüsse mit Winkeln oder Fahnenblechen übertragen im Wesentlichen die Querkraft. Biegesteife Anschlüsse wie überstehende Stirnplatten übertragen auch das Biegemoment und brauchen oft Steifen. Trägerstöße werden als Stirnplatten- oder Laschenstoß ausgeführt. Bei Schraubanschlüssen gelten Mindestabstände als Vielfache des Lochdurchmessers $d_{0}$ , und das normale Lochspiel beträgt bei M16 bis M24 zwei Millimeter.

Für Kalkulation, Transport und Beschichtung braucht man Masse und Oberfläche jeder Position. Beide stehen je Meter in der Profiltabelle, Bleche rechnet man über Volumen und Dichte. Leichte Profile haben je Tonne viel Oberfläche. In der Werkstatt folgt auf Sägen und Bohren das Heften und Schweißen von Fußplatten und Konsolen, dann die Prüfung der Nähte und zuletzt Strahlen und Beschichten.

Das solltest du dir merken

IPE für Biegung, HEB oder Hohlprofil für knickgefährdete Stützen.
Kreuzverbände rechnen nur mit der gezogenen Diagonale.
Gelenkig überträgt Querkraft, biegesteif zusätzlich das Biegemoment.
Normales Lochspiel bei M16 bis M24 beträgt 2 mm, also bei M20 ein Loch von 22 mm.
Masse und Mantelfläche je Meter aus der Profiltabelle mal Gesamtlänge.

Formeln

Masse einer Profilposition: $m = n \cdot l \cdot m^{'}$; $n$ Stückzahl, $l$ Länge je Stück in m, $m^{'}$ Masse je Meter in kg/m
Beschichtungsfläche: $A = n \cdot l \cdot A^{'}$; $A^{'}$ Mantelfläche je Meter in m²/m aus der Profiltabelle
Masse eines Blechs: $m = l \cdot b \cdot s \cdot ρ$; Maße in dm, $ρ = 7, 85 kg/dm^{3}$ für Stahl

Typische Fehler in der Prüfung

Ein schmales IPE als Stütze gewählt; es knickt um die schwache Achse.
Fußplatten und Konsolen bei der Positionsmasse vergessen.
Bleche in mm statt dm mit der Dichte in kg/dm³ gerechnet.

Tipps aus der Werkstatt

IPE trägt Biegung, für knickgefährdete Stützen nimmt man HEB oder ein Hohlprofil. Im Kreuzverband zählt nur die gezogene Diagonale. Für Masse und Beschichtungsfläche die Werte je Meter aus der Profiltabelle mit der Gesamtlänge malnehmen und Fußplatten extra rechnen.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

14 Aufgaben zu „Bauelemente und Anschlüsse des Stahl- und Metallbaus“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Konstruktionsmechaniker/-in (2004 i. d. F. 2018), Lernfeld 10 (Herstellen von Konstruktionen aus Profilen); DIN EN 1993-1-8 allgemein. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.