Kehlnaht Rechner

Warum Sie eine Kehlnaht berechnen

Eine Kehlnaht trägt die Last über ihre Nahtdicke, den kürzesten Abstand von der Wurzel zur Nahtoberfläche; in Europa heißt sie a-Maß. Bei einer gleichschenkligen Kehlnaht beträgt sie 0,707 mal das Schenkelmaß. Der Rechner multipliziert die Nahtdicke mit der Länge zur Nahtfläche, wendet die Schubfestigkeit des Schweißguts von 0,60 mal Elektrodenfestigkeit an und dann den Faktor nach LRFD oder ASD gemäß AISC 360.

Die Formel, um eine Kehlnaht zu berechnen

Die Schweißgutfestigkeit nach AISC für eine Kehlnaht, die längs ihrer Achse auf Schub beansprucht wird:

Für Elektroden E70 ergibt das die bekannten 1,392 kips je Zoll für jedes 1/16 Zoll Schenkelmaß nach LRFD und 0,928 kips je Zoll nach ASD. In Europa wird nach DIN EN 1993-1-8 mit dem a-Maß und dem richtungsbezogenen oder vereinfachten Verfahren gerechnet; die Grundidee, Nahtfläche mal Festigkeit, ist dieselbe.

Beispiel: Kehlnaht berechnen

Eine Kehlnaht mit 1/4 Zoll, E70, 6 Zoll lang, LRFD:

Das sind 5,568 kips je Zoll oder insgesamt 148,6 kN. Nach ASD trägt dieselbe Naht 3,712 kips je Zoll, eine Last von 20 kips braucht also 5,39 Zoll Naht.

So können Sie die Kehlnaht berechnen

Geben Sie das Schenkelmaß in Zoll ein, etwa 0,25 für eine Kehlnaht mit 1/4 Zoll (6,4 mm), und die gesamte wirksame Nahtlänge. Wählen Sie die Elektrodenklasse, meist E70XX, und Ihr Bemessungsverfahren. Ergänzen Sie die Last, damit der Rechner die nötige Länge ermittelt. Nutzen Sie die wirksame Länge: Lassen Sie Nahtanfänge und Endkrater weg, die nicht das volle Maß erreichen.

Die berechnete Kehlnaht richtig deuten

Das Ergebnis ist nur die Festigkeit des Schweißguts. Die verbundenen Bauteile müssen die Last entlang der Naht ebenfalls tragen, und dünnes Grundmaterial kann vor der Naht maßgebend werden. AISC legt zudem Mindestmaße nach dem dickeren Bauteil fest, Höchstmaße an Kanten und eine Mindestlänge vom Vierfachen des Schenkelmaßes. Nähte, die schräg zu ihrer Achse belastet werden, tragen mehr, bis zum 1,5-Fachen bei einer Quernaht; dieses konservative Ergebnis lässt das außer Acht.

Wann Sie eine Kehlnaht berechnen

• Kehlnähte an Konsolen und Laschen bemessen
• Prüfen, wie lang eine Naht für eine Last sein muss
• Elektroden E60, E70 und E80 vergleichen
• Zwischen Tragfähigkeiten nach LRFD und ASD umrechnen
• Zeigen, wie Nahtdicke und Nahtlänge zusammenspielen

Häufige Fehler, wenn Sie eine Kehlnaht berechnen

• Das Schenkelmaß als a-Maß nutzen. Das a-Maß ist 0,707 mal das Schenkelmaß.
• Nahtanfänge und Enden mitzählen. Nutzen Sie nur die wirksame Länge mit vollem Maß.
• LRFD und ASD mischen. Passen Sie das Verfahren an Ihre Lasten an.
• Das Grundmaterial übergehen. Dünne Bleche können maßgebend sein.

Tipps, um eine Kehlnaht zu berechnen

• Ziehen Sie eine längere, kleinere Naht einer kurzen, großen vor.
• Führen Sie Nähte, wo zulässig, um Ecken herum, um Länge zu gewinnen.
• Lassen Sie tragende Nähte von einem qualifizierten Ingenieur prüfen.

Verwandte Rechner zur Kehlnaht

Nahtnachweise stehen neben Bauteilnachweisen. Der Stahlträger Rechner bemisst den Träger, der Spannung und Dehnung Rechner prüft das Blech, und der Flachstahl Gewicht Rechner wiegt Platten und Laschen.

Kehlnaht berechnen: Regeln für das Nahtmaß

Größer ist nicht immer besser. Eine Kehlnaht, die deutlich größer ist als nötig, bringt mehr Wärme, Verzug und Kosten, und das Nahtvolumen wächst mit dem Quadrat des Schenkelmaßes: Eine Naht mit 1/2 Zoll braucht viermal so viel Schweißgut wie eine mit 1/4 Zoll, trägt je Zoll aber nur das Doppelte. Deshalb ziehen Planer oft eine längere kleine Naht einer kurzen großen vor. AISC legt ein Mindestmaß nach dem dickeren Bauteil fest, zum Beispiel 3/16 Zoll für Bauteile über 1/4 bis 1/2 Zoll Dicke, damit die Naht langsam genug abkühlt, um sauber zu verschmelzen; Eurocode 3 verlangt ein a-Maß von mindestens 3 mm. An der Kante eines Blechs über 1/4 Zoll ist das Höchstmaß die Blechdicke minus 1/16 Zoll. Prüfen Sie das Blech selbst auf Zug oder Schub mit dem Spannung und Dehnung Rechner.

Kehlnaht nach LRFD und ASD

Beide Verfahren beginnen bei derselben Nenntragfähigkeit Rn. LRFD vergleicht Bemessungslasten, die größer sind als die Gebrauchslasten, mit φRn, ASD vergleicht Gebrauchslasten mit Rn geteilt durch einen Sicherheitsbeiwert. Bei Schweißnähten liefern beide für eine übliche Mischung aus ständiger und veränderlicher Last dieselbe Bemessung, deshalb ist der Wert nach LRFD genau das 1,5-Fache des Werts nach ASD. Nutzen Sie das Verfahren, das zu Ihren Lastannahmen passt, und bleiben Sie in der ganzen Verbindung dabei, auch bei einem Träger aus dem Stahlträger Rechner. Tragende Schweißnähte sollte immer ein qualifizierter Tragwerksplaner prüfen.

Tabelle: Kehlnaht Tragfähigkeit je Zoll

Tragfähigkeit einer Kehlnaht mit E70XX je Zoll Länge:

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