Tragfähigkeit von Hohlprofilen — wie viel Last Vierkant- und Rechteckrohr als Träger oder Stütze tragen kann
Die Frage, die jeder Stahlbauer stellt — „wie viel Last trägt ein Rohr 100×100×4?“ — hat zwei Antworten: als Träger (Biegung, Durchbiegung) und als Stütze (Knicken). Die Tabellen unten geben Richtwerte für kaltgeformte Hohlprofile S235JRH nach EN 10219, bemessen nach EN 1993-1-1 mit bereits berücksichtigtem Sicherheitsbeiwert (γM = 1,0 auf den Widerstand, Lasten im Grenzzustand der Tragfähigkeit ≈ 1,4 × Gebrauchslast), plus Durchbiegung auf L/200 begrenzt für Träger. Sie dienen der Vorbemessung; der Projektingenieur bestätigt die endgültige Bemessung.
Verwendete Querschnittswerte
| Profil | kg/m | A (cm²) | Ix (cm⁴) | Wel,x (cm³) | Wpl,x (cm³) | ix (cm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 40 × 40 × 2 | 2.31 | 2.94 | 6.9 | 3.5 | 4.1 | 1.53 |
| 40 × 40 × 3 | 3.30 | 4.21 | 9.3 | 4.7 | 5.7 | 1.49 |
| 50 × 50 × 2 | 2.93 | 3.74 | 14.1 | 5.7 | 6.6 | 1.94 |
| 50 × 50 × 3 | 4.25 | 5.41 | 19.5 | 7.8 | 9.4 | 1.90 |
| 60 × 60 × 3 | 5.19 | 6.61 | 35.1 | 11.7 | 14.0 | 2.30 |
| 70 × 70 × 3 | 6.13 | 7.81 | 57.5 | 16.4 | 19.4 | 2.71 |
| 80 × 80 × 3 | 7.07 | 9.01 | 87.8 | 22.0 | 25.8 | 3.12 |
| 80 × 80 × 4 | 9.22 | 11.7 | 111 | 27.8 | 33.1 | 3.07 |
| 100 × 100 × 3 | 8.96 | 11.4 | 177 | 35.4 | 41.1 | 3.94 |
| 100 × 100 × 4 | 11.7 | 14.9 | 226 | 45.3 | 53.3 | 3.89 |
| 100 × 100 × 5 | 14.4 | 18.4 | 271 | 54.2 | 64.6 | 3.84 |
| 120 × 120 × 4 | 14.2 | 18.1 | 402 | 67.0 | 78.0 | 4.71 |
| 120 × 120 × 5 | 17.5 | 22.4 | 485 | 80.9 | 95.4 | 4.66 |
| 150 × 150 × 5 | 22.3 | 28.4 | 982 | 131 | 153 | 5.88 |
| 150 × 150 × 6 | 26.4 | 33.6 | 1 146 | 153 | 180 | 5.84 |
| 200 × 200 × 6 | 35.8 | 45.6 | 2 833 | 283 | 329 | 7.88 |
| 200 × 200 × 8 | 46.5 | 59.2 | 3 566 | 357 | 421 | 7.76 |
| 100 × 50 × 3 (strong axis) | 6.60 | 8.41 | 105 | 21.0 | 26.1 | 3.54 |
| 120 × 60 × 4 (strong axis) | 10.5 | 13.3 | 230 | 38.4 | 47.7 | 4.15 |
| 150 × 100 × 5 (strong axis) | 18.6 | 23.7 | 739 | 98.5 | 119 | 5.58 |
| 200 × 100 × 6 (strong axis) | 26.4 | 33.6 | 1 626 | 163 | 202 | 6.96 |
Trägertragfähigkeit — Gleichlast
Maximale Gebrauchs-Gleichlast in kN/m (1 kN ≈ 100 kg) für einen Einfeldträger, S235JRH, maßgebend der kleinere Wert aus Biegung (Wpl × fy / 1,4) und Durchbiegung L/200. Für S355J2H mit 1,4 multiplizieren, wo die Biegung maßgebend ist (kurze Spannweiten); durchbiegungsbestimmte Werte (lange Spannweiten) ändern sich mit der Güte nicht.
| Profil | Spannweite 1,0 m | 1,5 m | 2,0 m | 3,0 m | 4,0 m | 5,0 m | 6,0 m |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 40 × 40 × 2 | 5.5 | 2.4 | 1.0 | 0.3 | — | — | — |
| 50 × 50 × 3 | 12.6 | 5.6 | 2.4 | 0.7 | 0.3 | — | — |
| 60 × 60 × 3 | 18.8 | 8.3 | 4.4 | 1.3 | 0.5 | — | — |
| 80 × 80 × 3 | 34.6 | 15.4 | 8.6 | 3.3 | 1.4 | 0.7 | — |
| 80 × 80 × 4 | 44.4 | 19.7 | 11.1 | 4.1 | 1.7 | 0.9 | 0.5 |
| 100 × 100 × 4 | 71.5 | 31.8 | 17.9 | 7.9 | 3.5 | 1.8 | 1.0 |
| 100 × 100 × 5 | 86.7 | 38.5 | 21.7 | 9.6 | 4.2 | 2.2 | 1.3 |
| 120 × 120 × 5 | 128 | 56.9 | 32.0 | 14.2 | 7.5 | 3.9 | 2.2 |
| 150 × 150 × 5 | 205 | 91.3 | 51.4 | 22.8 | 12.8 | 7.9 | 4.5 |
| 150 × 150 × 6 | 241 | 107 | 60.4 | 26.8 | 15.1 | 9.2 | 5.3 |
| 200 × 200 × 6 | 441 | 196 | 110 | 49.0 | 27.6 | 17.6 | 12.2 |
| 200 × 200 × 8 | 565 | 251 | 141 | 62.8 | 35.3 | 22.6 | 15.7 |
| 100 × 50 × 3 (strong axis) | 35.0 | 15.6 | 8.8 | 3.6 | 1.6 | 0.8 | — |
| 150 × 100 × 5 (strong axis) | 160 | 71.0 | 40.0 | 17.8 | 9.6 | 5.3 | 3.4 |
| 200 × 100 × 6 (strong axis) | 271 | 120 | 67.8 | 30.1 | 16.9 | 10.8 | 7.0 |
Richtwerte, γ ≈ 1,4 auf die Lasten; Biegedrillknicken bei Hohlprofilen vernachlässigbar. Für eine Einzellast in Feldmitte die Gleichlast-Tragfähigkeit mit L/2 multiplizieren, um die Einzellast in kN zu erhalten.
Stützentragfähigkeit — zentrischer Druck
Gebrauchs-Normalkraft in kN für eine beidseitig gelenkig gelagerte Stütze (Knicklänge = Höhe), S235JRH, EN 1993-1-1 Knicklinie c (kaltgeformt), γ ≈ 1,4 berücksichtigt. Für S355J2H mit 1,3 (gedrungene Stützen) bis 1,1 (schlanke Stützen) multiplizieren.
| Profil | Höhe 2,0 m | 2,5 m | 3,0 m | 4,0 m | 5,0 m | 6,0 m |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 50 × 50 × 3 | 46 | 33 | 24 | 14 | 9 | — |
| 60 × 60 × 3 | 68 | 52 | 39 | 23 | 15 | 11 |
| 80 × 80 × 3 | 113 | 95 | 78 | 49 | 33 | 23 |
| 80 × 80 × 4 | 145 | 121 | 98 | 62 | 41 | 29 |
| 100 × 100 × 4 | 202 | 180 | 156 | 109 | 75 | 54 |
| 100 × 100 × 5 | 248 | 220 | 190 | 132 | 91 | 65 |
| 120 × 120 × 5 | 312 | 288 | 260 | 196 | 143 | 105 |
| 150 × 150 × 5 | 410 | 390 | 365 | 302 | 238 | 184 |
| 150 × 150 × 6 | 484 | 460 | 430 | 355 | 279 | 216 |
| 200 × 200 × 6 | 670 | 652 | 630 | 570 | 495 | 418 |
| 200 × 200 × 8 | 868 | 845 | 815 | 738 | 640 | 540 |
Stützen mit eingespanntem Fuß / gelenkigem Kopf: 0,7 × Höhe ansetzen; Kragstützen (eingespannter Fuß, freier Kopf): 2 × Höhe ansetzen.
Rechenbeispiele
Vordachträger: 4 m Spannweite, Dachlast 0,75 kN/m² über 2 m Breite = 1,5 kN/m plus Eigengewicht → 100×100×4 (3,5 kN/m bei 4 m) reicht mit Reserve; 80×80×4 (1,7) ist knapp. Zwischengeschossstütze: 3 m hoch mit 120 kN → 100×100×4 (156 kN) in S235 oder 80×80×4 in S355. Torpfosten: 2,5 m Kragarm mit einem 200-kg-Tor — als Biegeproblem behandeln (Moment = Gewicht × Hebelarm) und mindestens 100×100×4 einbetoniert verwenden. Regalständer: ein 4 m langes 60×60×3 trägt 23 kN Normalkraft — ausreichend für leichte Regale, nicht für Palettenregale, die ein bemessenes System brauchen.
Was die Tabellen nicht abdecken
- Kombinierte Biegung und Druck (Biegeknicken): Interaktion nach EN 1993-1-1 §6.3.3
- Einzellasten nahe den Auflagern (Stegbeulen) und Torsion
- Dynamische, Stoß-, Ermüdungs- und Erdbebenlasten
- Anschlüsse — geschraubte und geschweißte Verbindungen sind meist bemessungsmaßgebend
- Korrosionszuschlag und Wanddicken unter 3 mm in bewitterten Konstruktionen
Häufige Fragen
Wie viel Last trägt ein Vierkantrohr 100×100×4?
Als Einfeldträger über 3 m etwa 7,9 kN/m (≈ 790 kg/m, 2,4 t gesamt) in S235; als 3 m hohe gelenkig gelagerte Stütze etwa 156 kN (≈ 15,6 t). Die Werte enthalten einen Sicherheitsbeiwert von etwa 1,4.
Ist ein Vierkantrohr stärker als ein I-Träger?
Je Kilogramm ist ein IPE in einachsiger Biegung stärker; ein Vierkantrohr ist in Torsion steifer und in beiden Achsen gleich stark, deshalb gewinnt es als Stütze und für Vordächer mit Last aus jeder Richtung.
Trägt S355 mehr als S235?
In Biegung und bei gedrungenen Stützen ja — etwa 40 % mehr (355/235 ≈ 1,5, abzüglich Knickeffekte); wo die Durchbiegung maßgebend ist (lange Spannweiten), ist die Steifigkeit gleich, also kein Gewinn.
Welche Wanddicke soll ich wählen?
Für Konstruktionen mindestens 3 mm (Korrosion, Schweißen); 2 mm für Zäune, Möbel und Regale; die Tabelle zeigt, wie 4 mm die Tragfähigkeit eines 100×100-Trägers um ~25 % gegenüber 3 mm erhöht.