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Aufrufe: 0 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 29.09.2026 Herkunft: Website
Schraubverbindungen sind einer der wichtigsten Teile eines Stahlkonstruktionsprojekts im Ausland.
Bei internationalen Projekten sind zwei häufig anzutreffende Systeme:
ASTM F3125/F3125M Klasse A325 in Projekten, die der US-amerikanischen Strukturverschraubungspraxis folgen
EN 14399 hochfeste strukturelle Schraubbaugruppen in Projekten unter Verwendung europäischer Normen
Auf den ersten Blick scheinen beide hochfeste Konstruktionsschrauben zu sein.
Sie sollten jedoch nicht einfach als gleichwertige Schraubenqualitäten behandelt werden.
Sie gehören unterschiedlichen Normungssystemen mit unterschiedlichen Anforderungen an:
Bolzenbaugruppen
Mechanische Eigenschaften
Abmessungen und Gewinde
Vorspannung
Installation
Testen
Inspektion
Dokumentation
Die Auswahl des richtigen Systems sollte daher mit den Projektzeichnungen, Spezifikationen, den geltenden Designstandards und den Anforderungen des Ingenieurs beginnen.
Die Bezeichnung A325 ist im Stahlbau noch immer weit verbreitet.
Allerdings wurde die frühere eigenständige ASTM A325-Spezifikation in ASTM F3125/F3125M konsolidiert , die nun mehrere Güten hochfester Strukturschrauben und Baugruppen abdeckt.
Die Sorte A325 ist für strukturelle Verbindungen mittels hochfester Schrauben vorgesehen.
Typische Anwendungen sind:
Industriegebäude aus Stahl
Lagerhäuser
Hochhauskonstruktionen aus Stahl
Brücken
Stahlplattformen
Schwere strukturelle Verbindungen
Infrastrukturprojekte
Schwere Sechskantschrauben der Klasse A325 nach ASTM F3125 sind in Zollgrößen erhältlich, während das metrische System der Klasse A325M metrische Größen abdeckt.
Für Strukturverbindungen nach US-amerikanischem Vorbild werden die Installations- und Inspektionsanforderungen üblicherweise mit der RCSC-Spezifikation für Strukturverbindungen mit hochfesten Schrauben koordiniert.
Bei der EN 14399 handelt es sich nicht nur um eine Schraubensorte.
Dabei handelt es sich um eine Reihe europäischer Normen für hochfeste, vorspannbare Konstruktionsschrauben.
In der Serie sind mehrere Systeme enthalten.
EN 14399-3 deckt System HR-Sechskantschrauben und -Muttern ab.
Abhängig von der Systemkonfiguration können HR-Baugruppen Eigenschaftsklassen verwenden wie:
8,8/8
10,9/10
Die erforderliche Duktilität erhält das System vor allem durch die Dehnung des Bolzens.
EN 14399-4 deckt Sechskantschrauben- und Mutternbaugruppen des Systems HV ab.
HV-Baugruppen erreichen ihr duktiles Verhalten im Allgemeinen durch Verformung der ineinandergreifenden Gewinde.
HV sollte nicht mit einer Spannungskontroll- oder Abdrehschraube verwechselt werden.
EN 14399-10 deckt System-HRC-Schraubverbindungen mit kalibrierter Vorspannung ab.
HRC-Baugruppen verwenden eine Spline- oder Break-Neck-Anordnung und werden häufig mit Tension Control Bolts (TCBs) verglichen..
Beim Anziehen der Mutter reagiert ein spezieller Montageschlüssel gegen die Verzahnung. Am Ende des Anziehvorgangs wird die Verzahnung abgeschert.
| Artikel | ASTM F3125 Klasse A325 | EN 14399 |
|---|---|---|
| Normensystem | US ASTM / RCSC | Europäisches EN/Eurocode-System |
| Hauptverwendung | Hochfeste Strukturverbindungen | Vorgespannte strukturelle Verschraubungsbaugruppen |
| Typische Bolzenformen | Schwerer Fluch; Es gibt auch verwandte F3125-Spannungskontrollsysteme | HR, HV, HRC und verwandte Baugruppen |
| Gemeinsame Abmessungen | Zollsorte A325; Auch metrische Güteklasse A325M erhältlich | Abhängig vom System hauptsächlich metrisch M12–M36 |
| Vorspannungskontrolle | RCSC-zugelassene Installationsmethoden | EN 1090-2-kompatible Anzugsmethoden |
| Fadensystem | Zoll oder metrisch entsprechend der angegebenen F3125-Sorte | ISO-Metrik |
| Installationskontrolle | Turn-of-Mutter, kalibrierter Schraubenschlüssel, Twist-Off-TC-Schrauben, DTI und kombinierte Methoden | Drehmoment, kombiniert, HRC, DTI und andere zulässige Methoden je nach Spezifikation |
| Hauptauswahlbasis | Projektspezifikation und Verbindungsdesign in den USA | Eurocode/EN-Projektanforderungen |
| Auswechslung | Erfordert technische und technische Überprüfung | Erfordert technische und technische Überprüfung |
Wichtig: ASTM-Klasse A325- und EN 14399-Baugruppen sollten nicht nur deshalb gegeneinander ausgetauscht werden, weil ihre Nennfestigkeit ähnlich erscheint.
Die erste Frage sollte nicht lauten:
„Welche Schraube ist günstiger?“
Es sollte sein:
'Welches Verschraubungssystem ist für dieses Projekt spezifiziert?'
Überprüfen:
Strukturzeichnungen
Verbindungsdetails
Projektspezifikation
Anwendbarer Designcode
Ausschreibungsunterlagen
Anforderungen des Eigentümers
Anforderungen an den Engineer of Record
Wenn das Projekt einer in den USA ansässigen Spezifikation für strukturelle Verbindungen folgt, ist möglicherweise ASTM F3125 Klasse A325 oder eine andere spezifizierte F3125-Klasse erforderlich.
Für Eurocode-Projekte mit vorgespannten strukturellen Schrauben werden üblicherweise EN 14399-Baugruppen spezifiziert.
Zwei Schrauben können ähnliche Zugfestigkeiten haben und dennoch nicht direkt austauschbar sein.
Zu den Unterschieden können gehören:
Gewindegeometrie
Muttergeometrie
Anforderungen an die Waschmaschine
Maßtoleranzen
Mechanische Eigenschaften
Prüfung der Schraubenmontage
Vorspannungseigenschaften
Anzugsverfahren
Inspektionsmethode
Jeder vorgeschlagene Ersatz sollte daher vor der Beschaffung oder Installation vom zuständigen Projektingenieur geprüft werden.
Hochfeste Strukturschrauben können wie folgt eingebaut werden:
Passgenaue Verbindungen
Vorgespannte Gelenke
Rutschkritische Verbindungen
Der erforderliche Zustand hängt vom Verbindungsdesign und der geltenden Projektspezifikation ab.
Durch die Vorspannung entsteht eine definierte Klemmkraft zwischen den verbundenen Stahlplatten.
Diese Klemmkraft ist besonders wichtig bei Verbindungen, bei denen:
Der Schlupf muss kontrolliert werden
Müdigkeit ist erheblich
Es kommt zu einer Lastumkehr
Die Vorspannung ist konstruktionsbedingt ausdrücklich erforderlich
Für RCSC-Strukturverbindungen wird die erforderliche Mindestvorspannung je nach Schraubengruppe und Nenndurchmesser angegeben.
Für Schrauben der Gruppe 120, zu denen auch Baugruppen der Güteklasse A325 gehören, betragen die typischen Mindestvorspannungswerte des RCSC-Systems ungefähr:
| Nennschraubendurchmesser, | Mindestvorspannung |
|---|---|
| 1/2 Zoll. | 12 Kip |
| 5/8 Zoll. | 19 Pfund |
| 3/4 Zoll. | 28 Kip |
| 7/8 Zoll. | 39 Kip |
| 1 Zoll. | 51 Kip |
| 1-1/8 Zoll. | 64 Kip |
| 1-1/4 Zoll. | 81 Kip |
| 1-3/8 Zoll. | 97 Kip |
| 1-1/2 Zoll. | 118 Kip |
Diese Werte beziehen sich auf die angegebene Mindestvorspannung der Schrauben – nicht auf das universelle Montagedrehmoment.
Der tatsächliche Installationsvorgang muss der genehmigten Vorspannmethode und den Projektanforderungen entsprechen.
EN 14399-Baugruppen, die für die Vorspannung vorgesehen sind, basieren auf einem spezifizierten Vorspannungskonzept.
Eine häufig genannte Beziehung zur Mindestvorspannung ist:
Fp,C = 0,7 × fub × As
Wo:
Fp,C = spezifizierte Vorspannung
fub = Höchstzugfestigkeit der Schraube
As = Zugspannungsbereich der Schraube
Der tatsächliche Installationsvorgang hängt ab von:
EN 14399-System
Eigenschaftsklasse
K-Klasse
Anzugsmethode
EN 1090-2 Ausführungsanforderungen
Projektspezifikation
Aus diesem Grund sollte die Schraubenvorspannung nicht mithilfe eines generischen Koeffizienten in ein Montagedrehmoment umgerechnet werden, ohne die tatsächliche Schraubenmontage zu überprüfen.
Eine häufig verwendete technische Näherung ist:
T = K × D × F
Wo:
T = Anzugsdrehmoment
K = Mutterfaktor oder Drehmomentkoeffizient
D = Nennbolzendurchmesser
F = Soll-Schraubenspannung
Diese Gleichung ist nützlich, um den Zusammenhang zwischen Drehmoment und Schraubenspannung zu verstehen.
Es sollte jedoch nicht automatisch als universelle Feldinstallationsregel verwendet werden.
Das Drehmoment-Spannungs-Verhältnis kann aus folgenden Gründen erheblich variieren:
Thread-Zustand
Schmierung
Beschichtung
Oberflächenverschmutzung
Zustand der Mutter
Zustand der Waschmaschine
Bolzenlos
Installationsausrüstung
Allein eine Änderung der Schmierung kann die durch das gleiche Drehmoment erzeugte Schraubenspannung erheblich verändern.
Aus diesem Grund sollten sich Projektinstallationsverfahren auf die genehmigte Standardmethode und geprüfte Schraubenbaugruppen und nicht auf eine generische Internet-Drehmomenttabelle stützen.
Die RCSC-Spezifikation erkennt mehrere Methoden zum Vorspannen hochfester Strukturschrauben an.
Die Schrauben werden zunächst in den erforderlichen festen Anzugszustand gebracht.
Der Mutter- oder Schraubenkopf wird dann um einen bestimmten zusätzlichen Betrag gedreht, abhängig von:
Schraubenlänge
Verbindungsgeometrie
Oberflächenorientierung
Die Übereinstimmungsmarkierung kann zur Überprüfung der Drehung verwendet werden.
Ein wichtiger Vorteil der „Turn-of-Mutter“-Methode besteht darin, dass die endgültige Vorspannung hauptsächlich durch die Schraubendehnung gesteuert wird und nicht ausschließlich auf dem Drehmoment beruht.
Zur Herstellung der erforderlichen Vorspannung wird ein kalibrierter Montageschlüssel verwendet.
Das erforderliche Installationsdrehmoment sollte jedoch durch eine Überprüfung vor der Installation für die tatsächlichen Schrauben und Installationsbedingungen ermittelt werden.
Zu den wichtigen Variablen gehören:
Bolzenlos
Eine Menge Nuss
Schmierung
Oberflächenzustand
Werkzeugzustand
Der Schlüssel- und Installationsvorgang muss gemäß der geltenden Spezifikation kontrolliert werden.
Spezielle Schraubenbaugruppen zur Spannungskontrolle verwenden ein verzahntes Ende.
Das Montagewerkzeug zieht die Mutter fest und wirkt dabei gegen die Verzahnung.
Wenn der vorgesehene Einbauzustand erreicht ist, verdreht sich die Verzahnung.
Diese Systeme bieten eine praktische visuelle Anzeige, dass der Installationsvorgang abgeschlossen ist.
Direkte Spannungsindikatoren (DTIs) sind speziell entwickelte Unterlegscheiben oder Lastanzeigegeräte.
Ihre Verformung gibt einen Hinweis auf die Schraubenspannung während der Montage.
DTIs können nützlich sein, wenn eine direkte Überprüfung des Klemmzustands erforderlich ist.
Die kombinierte Methode verwendet einen anfänglichen kontrollierten Anzugsschritt, gefolgt von einer festgelegten Drehung.
Die genaue Vorgehensweise sollte sich an den jeweiligen RCSC-Projektanforderungen orientieren.
Europäische vorgespannte Verschraubungssysteme verwenden Anzugsverfahren, die auf EN 1090-2 und die entsprechende EN 14399-Baugruppe abgestimmt sind.
Zu den gängigen Methoden gehören:
Für den drehmomentgesteuerten Einbau sind eine geeignete Verschraubung und definierte Kalibrierkennlinien erforderlich.
der Baugruppe wichtig. K-Klasse Bei der Auswahl der Installationsmethode ist die
Beispielsweise erfordert eine drehmomentbasierte Installation typischerweise eine strengere Kontrolle des Drehmoment-Vorlast-Verhältnisses.
Die kombinierte Methode nutzt sowohl Drehmoment als auch kontrollierte Rotation.
Es umfasst normalerweise:
Passgenaues Anziehen
Vorläufige Verschärfung
Letzte kontrollierte Drehung
Die Übereinstimmungsmarkierung kann bei der Inspektion hilfreich sein.
HRC-Schrauben werden mit einem speziellen Scherenschlüsselwerkzeug montiert.
Die Verzahnung am Ende der Schraube wird beim abschließenden Anzugsvorgang abgeschert.
Das HRC-System sollte nicht mit dem EN 14399 HV-System verwechselt werden.
Sofern zulässig, können direkte Spannungsanzeiger auch in EN 14399 HR- oder HV-Baugruppen integriert werden.
Sie liefern einen direkten Hinweis auf die Schraubenvorspannung.
Das europäische System klassifiziert bestimmte Schraubverbindungen nach ihren Anzugseigenschaften.
Zu den gebräuchlichen Bezeichnungen gehören:
K0
K1
K2
Die erforderliche K-Klasse hängt von der gewählten Anziehmethode ab.
Beispielsweise erfordern drehmomentgesteuerte Methoden im Allgemeinen strenger kontrollierte Drehmoment-/Vorlasteigenschaften als Methoden, die weniger stark vom Drehmoment abhängen.
Aus diesem Grund sollte die Installationsmethode zusammen mit der eigentlichen EN 14399-Schraubenmontage festgelegt werden und nicht erst, nachdem die Schrauben bereits vor Ort eingetroffen sind.
Die Überprüfung vor der Installation ist ein wichtiger Bestandteil der Qualitätskontrolle hochfester Schrauben.
Bei strukturellen Schrauben nach US-amerikanischem Vorbild kann eine Überprüfung dabei helfen, Folgendes zu bestätigen:
Eignung der kompletten Verschraubung
Schmierzustand
Fähigkeit, die erforderliche Vorspannung zu erreichen
Korrekter Betrieb der Spannausrüstung
Eignung der gewählten Installationsmethode
Dies sollte abgeschlossen sein, bevor bei Bedarf überprüfte Schraubenpakete in die dauerhafte Struktur eingebaut werden.
Die Inspektion sollte sich darauf konzentrieren, ob das genehmigte Installationsverfahren korrekt befolgt wurde.
Die Methode hängt vom gewählten Verschraubungssystem ab.
Zu den typischen Inspektionsgegenständen gehören:
Bestätigung des festen Zustands
Übereinstimmungsmarken
Erforderliche Mutter- oder Kopfdrehung
Installationsreihenfolge
Zu den typischen Inspektionsgegenständen gehören:
Überprüfung vor der Installation
Schraubenschlüsselkalibrierung
Korrekte Schraubencharge
Installationsvorgang
Werkzeugeinstellungen
Anzugsreihenfolge
Eine einfache „Drehmomentprüfung“ nach der Installation sollte nicht automatisch als Beweis für die tatsächliche Schraubenvorspannung gewertet werden.
Zu den typischen Kontrollen gehören:
Korrekte Schraubenmontage
Richtiges, festes Anziehen
Zustand der Verzahnung vor dem endgültigen Anziehen
Abschluss des vorgeschriebenen Installationsvorgangs
Visuelle Bestätigung der Spline-Verdrehung, sofern zutreffend
Durch die Inspektion wird überprüft, ob der Indikator den erforderlichen Zustand gemäß dem vorgeschriebenen Installationsverfahren erreicht hat.
Die Messung der Schraubendehnung mittels Ultraschall kann in speziellen Anwendungen zur Schätzung der Schraubenspannung eingesetzt werden.
Es kann in Betracht gezogen werden für:
Kritische Strukturen
Spezielle Industrieausrüstung
Forschungs- oder Verifizierungsprogramme
Projekte mit spezifischen Eigentümeranforderungen
Allerdings sollte die Ultraschallmessung nicht automatisch als Standardabnahmemethode für jede ASTM F3125- oder EN 14399-Verbindung angesehen werden.
Seine Verwendung sollte durch die Projektspezifikation, das Testverfahren und den verantwortlichen Ingenieur definiert werden.
Wählen Sie Schrauben nicht nur anhand des Vergleichs der Nennzugfestigkeit aus.
A325- und EN 14399-Baugruppen gehören zu unterschiedlichen Systemen.
HV ist ein Sechskant-Verschraubungssystem nach EN 14399.
Das europäische System mit Scherverzahnung ist HRC.
Ein fester Drehmomentwert kann je nach Schmierung und Montagezustand zu sehr unterschiedlichen Schraubenspannungen führen.
Verwenden Sie stattdessen das genehmigte Installationsverfahren.
Schmierung beeinflusst die Reibung.
Durch einen Wechsel des Schmiermittels kann sich das Drehmoment ändern, das zum Erzeugen der gleichen Vorspannung erforderlich ist.
Jeder Schmierstoffwechsel sollte daher entsprechend dem entsprechenden Installationsverfahren kontrolliert werden.
Hochfeste Schrauben sollten als Baugruppe betrachtet werden.
Schrauben, Muttern und Unterlegscheiben sollten den angegebenen System- und Projektanforderungen entsprechen.
Bei internationalen Projekten kann die Qualitätsdokumentation genauso wichtig sein wie der physische Bolzen selbst.
Typische Dokumentationen können Folgendes umfassen:
Materialzertifikate
Produktidentifikation
Rückverfolgbarkeit von Chargen
Aufzeichnungen zur Überprüfung vor der Installation
Aufzeichnungen zur Werkzeugkalibrierung
Aufzeichnungen zur Installationsinspektion
| Projektanforderung, | empfohlener Ansatz |
|---|---|
| In den USA spezifizierte strukturelle Verschraubung | Überprüfen Sie die ASTM F3125-Klasse und die RCSC-Anforderungen |
| Vorinstallierter Eurocode-Anschluss | Überprüfen Sie die anwendbare EN 14399-Montage und EN 1090-2 |
| Schwere Sechskantschraube erforderlich | A325 schwerer Sechskant oder EN HR/HV wie angegeben |
| Installation einer Spannungsregelung erforderlich | Verwenden Sie die angegebene ASTM TC-Baugruppe oder das EN 14399 HRC-System |
| Schlupfkritische Verbindung | Bestätigen Sie die erforderliche Vorspannung, die Passfläche und das Installationsverfahren |
| Küstenumgebung | Bestätigen Sie die Kompatibilität der Beschichtung und die Korrosionsanforderungen |
| Verzinkte Bolzen | Überprüfen Sie die Schmierung, die Kompatibilität der Baugruppe und das Installationsverfahren |
| Standardersatz vorgeschlagen | Holen Sie vor der Beschaffung die technische Genehmigung ein |
Bevor Sie eine Bestellung für ein Stahlkonstruktionsprojekt im Ausland aufgeben, bestätigen Sie Folgendes:
ASTM / AISC / RCSC oder Eurocode / EN-System?
Eng anliegend
Vorgespannt
Schlupfkritisch
ASTM F3125 Klasse A325
Andere ASTM F3125-Qualität
EN 14399 HR
EN 14399 HV
EN 14399 HRC
Anderes spezifiziertes System
Bestätigen:
Durchmesser
Länge
Gewindelänge
Anforderungen an die Waschmaschine
Beispiele können sein:
Schmucklos
Verzinkt
Zugelassene Schutzbeschichtung
Projektspezifischer Korrosionsschutz
Vor dem Versand bestätigen:
Drehmutter
Kalibrierter Schraubenschlüssel
Spannungskontrolle
DTI
Kombinierte Methode
Anderes genehmigtes Verfahren
Bestimmen Sie, welche Aufzeichnungen und Tests bereitgestellt werden müssen für:
Eigentümer
Ingenieur
Inspektor
EPC-Auftragnehmer
Lokale Behörde
Bei der Auswahl von Strukturschrauben für ein Stahlprojekt im Ausland geht es nicht nur darum, die Schraubenstärke zu vergleichen.
Der richtige Prozess ist:
Projektstandard → Verbindungsdesign → Schraubenmontage → Vorspannmethode → Installationsüberprüfung → Inspektion → Dokumentation
Bei in den USA ansässigen Projekten werden häufig ASTM F3125 Grade A325 und RCSC-Anforderungen angewendet.
Für europäische Projekte bilden die Schraubverbindungen nach EN 14399 zusammen mit den Ausführungsanforderungen nach EN 1090-2 den zentralen Rahmen für vorgespannte Strukturverbindungen.
Am wichtigsten ist, dass ASTM- und EN-Schraubsysteme nicht allein auf der Grundlage der Nennfestigkeit gemischt oder ausgetauscht werden sollten.
Bei internationalen Stahlkonstruktionsprojekten sollte die Schraubenauswahl immer mit den genehmigten Zeichnungen, der technischen Spezifikation und dem zuständigen Statiker abgestimmt werden.
ZSJH STEEL unterstützt maßgeschneiderte Stahlkonstruktionsprojekte mit folgenden Dienstleistungen:
Entwurfskoordination → Technische Detaillierung → Stahlbau → Qualitätsprüfung → Verpackung → Export → Installationsanleitung
Wenn Sie Strukturzeichnungen oder Anforderungen an Schraubverbindungen für ein Projekt im Ausland haben, senden Sie uns Ihre Projektspezifikationen zur technischen Überprüfung und Angebotserstellung.
Senden Sie Ihre Zeichnungen und Verbindungsanforderungen
