Design and execution of joints with lock-bolts for steel structures. A large number of mechanical joints for steel structures is generated with conventional bolts. Still, this proven joining technology has some significant disadvantages. These include the big scattering of inserting the preload using the torque-tightening method, the risk of self-loosening by cyclic loads causing a cross movement of the components as well as the low fatigue resistance for axial loads. The lock-bolt technology was already invented in the 1930s and mainly used for the aviation and space industry in support of its evident advantages. Due to demands from different industrial markets, like aviation, truck, trailer, rail, bus, agriculture, mining, military and steel construction industry, the lock-bolt technology was further developed and applied. Its application, particularly in the mechanical engineering sector, was mainly possible due to individual investigations performed by the users of the technology. These investigations were costly but necessary due to the lack of consistent design rules, which hindered a broader implementation and the calculation of lock-bolt connections in the construction and building industry. Within the scope of several research projects funded by the AiF (German Federation of Industrial Research Associations) the Fraunhofer-Application Center for Large Structures in Production Engineering successively developed calculation rules, which will be introduced to the reader within the scope of this paper with the aim to utilise the advantages of this joining technique. Furthermore, the applicability in the building industry with general technical approvals will be exemplified and current applications demonstrated

Wenn schubbeanspruchte Anschlüsse im Stahlbau Belastungen aus Schwingungen und/oder Lastumkehr ausgesetzt sind, kein Schlupf auftreten darf und auf der Baustelle gefügt werden muss, sind gleitfest vorgespannte Schraubverbindungen vorzusehen. Diese so genannten GV‐Verbindungen müssen mit hohem Herstellungsaufwand gefertigt werden, was auf die Reibflächenvorbehandlung zurückzuführen ist. Wird der Korrosionsschutz für die Stahlkonstruktion durch eine Feuerverzinkung gewährleistet, sind für die Reiboberflächen ohne aufwendige Nachbehandlung geringe Haftreibungszahlen festzustellen, die zudem stark in Abhängigkeit von der sich ausbildenden Zinkschicht schwanken. Vor diesem Hintergrund wurden in einem kürzlich abgeschlossenen Forschungsvorhaben Untersuchungen angestellt, die eine Erhöhung der Tragfähigkeit in GV‐Verbindungen durch den Einsatz von Klebstoff aufzeigen. Für die erhebliche Traglaststeigerung gegenüber den elementaren Fügeverfahren – Klebung oder GV‐Verbindung – ist bei der Verfahrenskombination, die im Weiteren als vorgespannte Hybridverbindung verstanden wird, die eingebrachte Vorspannkraft verantwortlich. Bei sorgfältiger Kombination beider Verfahren können die Einzeltragfähigkeiten in etwa addiert werden.

Der Problematik des selbsttätigen Losdrehens wird offensichtlich auch im Stahl‐ und Metallbau eine solche technische und wirtschaftliche Relevanz beigemessen, dass Keilsicherungsscheiben auch für die Verwendung im bauaufsichtlich geregelten Bereich vorgesehen sind. Die Sicherungswirkung stellt hierbei ein Gebrauchstauglichkeitskriterium dar, welches auf der Ausnutzung einer Vorspannkraft beruht. In diesem Beitrag wird die Verwendung der Keilsicherungsscheiben in Schraubenverbindungen vor dem Hintergrund der derzeitigen Normungslage des bauaufsichtlich geregelten Bereiches diskutiert. Aus den Erfahrungen umfangreicher experimenteller Untersuchungen wird in diesem Beitrag eine Methodik vorgestellt, mit deren Hilfe der Verwendbarkeitsnachweis für Keilsicherungsscheiben experimentell und rechnerisch abgebildet werden kann.

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