Stahlbau-Kalender, Jahrgang 2019, Abschnitt 8
Beck, Hermann; Siemers, Michael; Reuter, Martin; Schöffendt, Erwin
Setzbolzen und Metallbauschrauben
Nr. Abschnitt Seite
1  Einleitung  485 
2  Technologie der Setzbolzen  487 
2.1  Befestigungssysteme  487 
2.1.1  Komponenten und Eintreibenergie  487 
2.1.2  Geschichtliche Entwicklung  490 
2.1.2.1  Von Schussgeräten zu Bolzensetzgeräten  490 
2.1.2.2  Optimierungen  490 
2.1.3  CE-Kennzeichnung von Bolzensetzgeräten  490 
2.1.4  CE-Kennzeichnung von Kartuschen  491 
2.2  Setzbolzen: Merkmale und Eigenschaften  491 
2.2.1  Geometrie und Form  492 
2.2.2  Randrierung  493 
2.2.3  Rondellen und Magazine  493 
2.2.4  Werkstoffe und mechanische Eigenschaften  493 
2.2.5  Korrosionsschutz  494 
2.2.6  Herstellung  494 
2.3  Systemzusammenhang: Setzbolzen – Setzgerät – Treibmittel  495 
2.4  Definitionen für Befestigungen mit Setzbolzen  495 
2.4.1  Eintreibtiefe und Nagelvorstand  495 
2.4.2  Anwendungsbereich und Anwendungsgrenzen  495 
2.5  Verankerung in unlegiertem Baustahl  496 
2.5.1  Verankerungsmechanismen  496 
2.5.2  Last-Verschiebungscharakteristik  497 
2.5.3  Einflussparameter auf die Verankerung  498 
2.5.3.1  Eintreibtiefe  498 
2.5.3.2  Untergrunddicke  500 
2.5.3.3  Untergrundfestigkeit  501 
2.5.3.4  Randrierung  501 
2.5.4  Zur Robustheit der Verankerung  502 
2.5.4.1  Schwingende Beanspruchung der Setzbolzen  502 
2.5.4.2  Einfluss einer statischen Untergrundbeanspruchung  504 
2.5.4.3  Einfluss einer schwingenden Untergrundbeanspruchung  504 
2.5.4.4  Einfluss abgeschliffener Setzbolzenspitzen  506 
2.5.4.5  Einfluss der Temperatur  506 
2.6  Verankerung in legierten Stählen, Gusseisen und Nichteisenmetallen  507 
2.7  Beeinflussung des Untergrunds Baustahl  508 
2.7.1  Einfluss auf die statische Tragfähigkeit  508 
2.7.2  Einfluss auf die Ermüdungsfestigkeit  511 
2.7.2.1  Setzbolzen mit Spitze  511 
2.7.2.2  Spitzenlose und einschraubbare Gewindebolzen  512 
2.7.3  Einfluss auf die zyklische Festigkeit  513 
2.8  Korrosion  514 
3  Technologie der Metallbauschrauben  515 
3.1  Grundlagen  515 
3.1.1  Methode und Terminologie  515 
3.1.2  Metallbauschrauben: Merkmale und Eigenschaften  515 
3.1.2.1  Gewindefurchende Schrauben  516 
3.1.2.2  Bohrschrauben  516 
3.1.2.3  Sandwichschrauben  517 
3.1.2.4  Schrauben zur Befestigung von Dichtbahnen  517 
3.1.2.5  Einschraubbare Gewindebolzen  518 
3.1.2.6  Schraubenköpfe und Antriebformen  518 
3.1.2.7  Dichtscheiben  519 
3.1.2.8  Werkstoffe und mechanische Eigenschaften  519 
3.1.2.9  Korrosionsschutz  519 
3.1.2.10  Herstellung  520 
3.1.3  Systemzusammenhang: Schrauben – Metallbauschrauber  520 
3.2  Definitionen für Befestigungen mit Schrauben  520 
3.2.1  Anwendungsbereich und Anwendungsgrenzen  520 
3.3  Verankerung  521 
3.3.1  Verankerungsmechanismen  521 
3.3.2  Einflussparameter auf die Verankerung  521 
3.3.2.1  Untergrunddicke  521 
3.3.2.2  Untergrundfestigkeit  522 
3.4  Beeinflussung des Untergrunds Baustahl  522 
3.4.1  Einfluss auf die statische Tragfähigkeit  522 
3.4.2  Einfluss auf die Ermüdungsfestigkeit  522 
4  Bemessung  522 
4.1  Tragfähigkeit  523 
4.1.1  Vorwiegend ruhende Einwirkungen  523 
4.1.2  Ermüdungsbeanspruchung  523 
4.1.3  Erbebenbeanspruchung  524 
4.1.4  Nachweis im Brandfall  525 
4.2  Gebrauchstauglichkeit  525 
4.3  Dauerhaftigkeit  525 
4.4  Nachweis für Befestigungen mit Bauteilen aus verschiedenen Werkstoffen  526 
5  Anwendungen im Stahl-, Fassaden- und Verbundbau  526 
5.1  Allgemeines  526 
5.2  Verbindungen mit dünnwandigen Kaltprofilen  528 
5.2.1  Untergrunddicke tII ≥ 6 mm  529 
5.2.2  Untergrunddicke tII < 6 mm  529 
5.2.3  Untergründe aus Holz und Beton  530 
5.2.3.1  Befestigungen auf Holz  530 
5.2.3.2  Befestigungen auf Beton  530 
5.3  Befestigung von Grundprofilen von Glasfassaden  530 
5.4  Befestigung von Sandwichelementen  532 
5.5  Vorgehängte hinterlüftete Fassaden  532 
5.6  Direktbefestigung dicker, vorgebohrter Bleche  534 
5.7  Befestigungen von Holz und Holzwerkstoffen  535 
5.8  Lösbare Befestigungen mit Gewindebolzen  536 
5.8.1  Auswahlkriterien  536 
5.8.2  Versagensarten und Ausführungshinweise  539 
5.8.3  Gruppenbefestigungen  540 
5.8.4  Anwendungen für Erdung, Potentialausgleich und Blitzschutz  541 
5.9  Befestigung von Dichtbahnen  542 
5.10  Setzbolzen als Verbindungsmittel  542 
5.11  Anwendungen im Verbundbau  543 
5.11.1  Genagelte Verbundmittel für Verbundträger  543 
5.11.2  Heften von Verbundblech  546 
5.11.3  Verbund in Hohlprofilverbundstützen  546 
6  Europäische Technische Bewertungen und nationale Zulassungen  546 
6.1  Bewertungsgrundlagen  546 
6.2  ETAs und Zulassungen, Status 07/2018  549 
7  Europäische Technische Bewertung (ETB) für die Verbindung dünnwandiger Kaltprofile  552 
7.1  Versuchskonzept und rechnerische Ansätze  552 
7.2  Übersicht Versuche zur Bewertung der Leistung von Verbindungsmitteln  554 
7.3  Bewertungsversuche – exemplarisches Tragverhalten  555 
7.3.1  Statische Blechtragfähigkeit in Längsrichtung  555 
7.3.2  Dynamische Blechtragfähigkeit in Längsrichtung  556 
7.3.3  Statische Auszugstragfähigkeit  556 
7.3.4  Statische Querzugtragfähigkeit bei einfacher und vierfacher Blechlage  557 
7.3.5  Kombinierter Quer- und Längszugversuch in der Zweifachlage bei Setzbolzen  559 
7.3.6  Anwendungsgrenze  559 
7.4  Aufbau und Inhalt der Europäischen Technischen Bewertung  560 
7.4.1  Allgemeines  560 
7.4.2  Setzbolzen  560 
7.4.3  Bohrschrauben  563 
7.4.4  Gewindefurchende Schrauben  563 
7.4.5  Besondere Anwendungsfälle und Interaktion  563 
7.5  Abweichungen von Bedingungen der Europäischen Technischen Bewertungen  563 
7.5.1  Thermomechanisch gewalzte und hochfeste Untergründe  563 
7.5.2  Abweichende Verbindungstypen  567 
7.5.3  Untergründe mit Brandschutzbeschichtung  567 
8  Europäische Technische Bewertung für Sandwichpaneel-Befestigung  568 
9  Europäische Technische Bewertung für Dichtbahnbefestigung  571 
10  Europäische Technische Bewertung für genagelte Verbundmittel  571 
10.1  Verwendungszweck und Übersicht Versuche  571 
10.2  Versuche und exemplarisches Tragverhalten  571 
10.2.1  Tragfähigkeit in Vollbetonplatten  571 
10.2.2  Tragfähigkeit in Profilblechdecken  573 
10.2.3  Tragfähigkeit für die Endverankerung von Verbundblech  575 
10.2.4  Tragfähigkeit in der Renovierung von Altbauten  575 
10.2.5  Tragfähigkeit im Brandfall  576 
10.2.6  Anwendungsgrenzen  576 
10.3  Aufbau und Inhalt der ETA  576 
11  Checkliste zur Eignungsbeurteilung von Setzbolzen und Metallbauschrauben  576 
11.1  Setzbolzen  576 
11.2  Metallbauschrauben  578 
12  Zusammenfassung  578 
13  Literatur  579