Tragfähigkeit von U-Profilen (UPN) — Spannweitentabellen für einzelne und gepaarte U-Profile
U-Profile sind Träger mit einem Haken: in der Stegebene belastet verdrehen sie sich, daher setzen die Tabellen unten voraus, dass die Last durch den Schubmittelpunkt wirkt oder das Profil gehalten ist (an eine Decke geschraubt, zum Kasten geschlossen oder gepaart). Die Werte sind Gebrauchslasten (unfaktorisiert) für S235JR, EN 1993-1-1 mit einem Beiwert von etwa 1,4, Durchbiegung L/250. Gepaarte U-Profile (Rücken an Rücken, geschweißt oder mit Abstandhaltern verschraubt) tragen das Doppelte des Einzelwerts und verdrehen sich nicht.
Querschnittswerte (starke Achse)
| Profil | kg/m | Ix (cm⁴) | Wel,x (cm³) | Wpl,x (cm³) | ix (cm) |
|---|---|---|---|---|---|
| UPN 50 | 5.6 | 26.4 | 10.6 | 13.1 | 1.92 |
| UPN 65 | 7.1 | 57.5 | 17.7 | 21.7 | 2.52 |
| UPN 80 | 8.6 | 106 | 26.5 | 31.8 | 3.10 |
| UPN 100 | 10.6 | 206 | 41.2 | 49.0 | 3.91 |
| UPN 120 | 13.4 | 364 | 60.7 | 72.6 | 4.62 |
| UPN 140 | 16.0 | 605 | 86.4 | 103 | 5.45 |
| UPN 160 | 18.8 | 925 | 116 | 138 | 6.21 |
| UPN 180 | 22.0 | 1 350 | 150 | 179 | 6.95 |
| UPN 200 | 25.3 | 1 910 | 191 | 228 | 7.70 |
| UPN 220 | 29.4 | 2 690 | 245 | 292 | 8.48 |
| UPN 240 | 33.2 | 3 600 | 300 | 358 | 9.22 |
| UPN 260 | 37.9 | 4 820 | 371 | 442 | 9.99 |
| UPN 300 | 46.2 | 8 030 | 535 | 632 | 11.7 |
Gebrauchs-Gleichlast (kN/m) — einzelnes U-Profil, gehalten, S235JR
| Profil | Spannweite 1 m | 1,5 m | 2 m | 3 m | 4 m | 5 m | 6 m |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UPN 50 | 17.6 | 7.8 | 3.6 | 1.1 | — | — | — |
| UPN 65 | 29.1 | 12.9 | 7.3 | 2.3 | 1.0 | — | — |
| UPN 80 | 42.7 | 19.0 | 10.7 | 4.3 | 1.8 | — | — |
| UPN 100 | 65.8 | 29.2 | 16.4 | 7.3 | 3.5 | 1.8 | — |
| UPN 120 | 97.5 | 43.3 | 24.4 | 10.8 | 6.1 | 3.2 | 1.8 |
| UPN 140 | 138 | 61.5 | 34.6 | 15.4 | 8.7 | 5.2 | 3.0 |
| UPN 160 | 185 | 82.4 | 46.3 | 20.6 | 11.6 | 7.4 | 4.6 |
| UPN 180 | 240 | 107 | 60.1 | 26.7 | 15.0 | 9.6 | 6.7 |
| UPN 200 | 306 | 136 | 76.5 | 34.0 | 19.1 | 12.2 | 8.5 |
| UPN 220 | 392 | 174 | 98.0 | 43.6 | 24.5 | 15.7 | 10.9 |
| UPN 240 | 481 | 214 | 120 | 53.4 | 30.0 | 19.2 | 13.4 |
| UPN 260 | 593 | 264 | 148 | 65.9 | 37.1 | 23.7 | 16.5 |
| UPN 300 | 848 | 377 | 212 | 94.2 | 53.0 | 33.9 | 23.6 |
Gepaarte (Rücken-an-Rücken-)Profile: mit 2 multiplizieren. Ungehaltenes einzelnes Profil auf dem Flansch belastet: um 30–50 % abmindern — Torsion prüfen. Einzellast in Feldmitte P ≈ Gleichlast × L / 2.
Rechenbeispiele
Treppenwange: 4 m Schräglänge, 1,2 m breite Treppe, Verkehrslast 3 kN/m² → 1,8 kN/m je Wange plus Stufen (0,5) → 2,3 kN/m → UPN 120 (6,1) reicht reichlich; UPN 140 ist wegen der Steifigkeit üblich. Sturz über einer 2,5-m-Tür in einer 200-mm-Wand: Wandlast ~12 kN/m → zwei UPN 100 Rücken an Rücken (2 × 11) mit Blech. Maschinenfundamentschiene: 2 m Spannweite, 20-kN-Maschine als Einzellast → P ≈ Gleichlast × L/2 → UPN 120 (24,4 × 1 = 24 kN) oder UPN 140 mit Reserve. Rohrbrücken-Kragarm: als Kragarm behandeln — Tragfähigkeit ≈ ein Viertel des Einfeldträgerwerts bei gleicher Länge.
Verdrehung und seitliche Halterung
Ein auf dem Flansch belastetes U-Profil (Last nicht durch den Schubmittelpunkt, der hinter dem Steg liegt) verdreht sich; die Tabellen setzen Halterung voraus — Deck am Obergurt befestigt, oder Profile gepaart, zum Kasten geschlossen oder alle 1–1,5 m ausgesteift. Für ungehaltene einzelne U-Profile den halben Wert ansetzen oder auf Hohlprofil oder IPE wechseln. Zwei U-Profile Steg an Steg zum Kasten geschweißt ergeben ein torsionssteifes Bauteil, ideal für Stützen und Pfosten.
Stützen aus U-Profilen
Ein einzelnes UPN ist eine schlechte Stütze (schwache Achse iy 1,5–3 cm); zwei U-Profile Rücken an Rücken im Abstand 50–100 mm mit Bindeblechen ergeben eine effiziente mehrteilige Stütze: 2 × UPN 100 bei 3 m tragen etwa 180 kN Gebrauchslast, 2 × UPN 140 etwa 330 kN. Bindebleche nach EN 1993-1-1 §6.4 bemessen.
Häufige Fragen
Wie viel Last trägt ein UPN 100?
Etwa 7,3 kN/m (730 kg/m) über 3 m Spannweite als gehaltener Einfeldträger in S235, 16,4 kN/m über 2 m; das Doppelte für zwei Profile Rücken an Rücken.
Welches U-Profil für eine Treppenwange?
UPN 120–160 für typische Wangen von 3–5 m, eher nach Steifigkeit (Schwingung) als nach Festigkeit gewählt; UPN 140 ist die gängige Exportgröße.
Warum verdrehen sich U-Profile unter Last?
Der Schubmittelpunkt eines U-Profils liegt außerhalb des Querschnitts hinter dem Steg, sodass eine Last auf dem Flansch Torsion erzeugt. Flansch halten, Profile paaren oder zum Kasten schließen.
UPN oder UPE für dieselbe Spannweite?
UPE hat bei gleicher Höhe ähnliche oder leicht höhere Tragfähigkeit bei 5–10 % weniger Gewicht und parallelen Flanschen; die UPN-Tabelle als konservativen Richtwert für UPE nutzen.