Ausstanzmodell mit Rissreibung für Verbunddübelleisten im gerissenen Beton

Die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten mit Ausstanzversagen wird durch Querrisse im Betongurt vermindert. Experimentelle Untersuchungen zeigen, dass Querrisse als Begrenzungen des Betonausstanzkegels wirken, an denen eine Kraftübertragung lediglich durch Rissreibung erfolgt. In den bisherigen Bemessungsansätzen für Verbunddübelleisten wird der Einfluss von Rissbildung im Beton nicht berücksichtigt. Hieraus kann ein Sicherheitsdefizit in der Bemessung von Verbundträgern mit Verbunddübelleisten resultieren, falls der Betongurt vollständig oder bereichsweise aufreißt. Im vorliegenden Beitrag wird daher ein mechanisch basierter Modellansatz für das Ausstanzen von Verbunddübelleisten im gerissenen und ungerissenen Beton hergeleitet, der die Übertragung von Schubspannungen durch Rissverzahnung berücksichtigt. Mit dem Modell lassen sich die vorhandenen Versuche mit guter Genauigkeit nachrechnen. Das Ausstanzmodell für den gerissenen und ungerissenen Beton wird anhand einer Versuchsdatenbank validiert und auf das Bemessungsniveau überführt. Das entwickelte Modell lässt sich auf das Tragverhalten von Befestigungen (Kopfbolzen und Hinterschnittdübel) im gerissenen Ankergrund übertragen. Alle vorgestellten Untersuchungen wurden im Rahmen von [1] durchgeführt und sind hierin ausführlich beschrieben.

[1]  Joost C. Walraven,et al.  Aggregate interlock: A theoretical and experimental analysis , 1980 .

[2]  F. Vecchio,et al.  THE MODIFIED COMPRESSION FIELD THEORY FOR REINFORCED CONCRETE ELEMENTS SUBJECTED TO SHEAR , 1986 .

[3]  Rolf Eligehausen,et al.  Lateral Blow out Failure of Headed Studs Near a Free Edge , 1992, SP-130: Anchors in Concrete--Design and Behavior.

[4]  Rolf Eligehausen,et al.  Influence of crack width on the concrete cone failure load , 1992 .

[5]  Rolf Eligehausen,et al.  Behavior of fasteners loaded in tension in cracked reinforced concrete , 1995 .

[6]  Trag‐ und Verformungsverhalten von Verbundträgern mit Betondübeln zur Übertragung der Längsschubkräfte (C. Zapfe) , 2001 .

[7]  Isabel Valente,et al.  Experimental analysis of Perfobond shear connection between steel and lightweight concrete , 2004 .

[8]  Andrea Frangi,et al.  Innovative Composite Slab System with Integrated Installation Floor , 2009 .

[9]  Jin Hee Ahn,et al.  Shear resistance of the perfobond-rib shear connector depending on concrete strength and rib arrangement , 2010 .

[10]  Rolf Eligehausen,et al.  Behavior of Anchors in Concrete at Seismic-Relevant Loading Rates , 2011 .

[11]  Josef Hegger,et al.  Zum Trag- und Verformungsverhalten von Verbundträgern aus ultrahochfestem Beton mit Verbundleisten , 2011 .

[12]  Wolfgang Kurz,et al.  Tragverhalten randnaher Betondübel unter Längsschubbeanspruchung , 2013 .

[13]  Günter Seidl,et al.  Die Bemessung von Verbunddübelleisten nach neuer Allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung , 2014 .

[14]  Wojciech Lorenc,et al.  The behaviour of puzzle-shaped composite dowels — Part I: Experimental study , 2014 .

[15]  Wolfgang Kurz,et al.  Entwicklung eines weitgespannten Sandwichdeckensystems mit integrierter Haustechnik in Verbundbauweise , 2014 .

[16]  Josef Hegger,et al.  Einfluss von Querrissen auf das Schubtragverhalten von Verbunddübelleisten in schlanken Betongurten , 2014 .

[17]  M. Classen,et al.  Shear behaviour of composite dowels in transversely cracked concrete , 2015 .

[18]  Akanshu Sharma,et al.  Influence of Tension Loading Protocol on Crack Cycling Tests on Undercut Anchors , 2016 .

[19]  Oliver Fischer,et al.  Structural behaviour of composite dowels in thin UHPC elements , 2016 .

[20]  Josef Hegger,et al.  Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton‐ und Spannbetontragwerken – Teil 1‐1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau:2011‐01 mit A1‐Änderung:2015‐03 , 2016 .

[21]  Josef Hegger,et al.  Ausstanzen von Verbunddübelleisten im gerissenen Beton , 2017 .

[22]  Zum Trag- und Verformungsverhalten von Verbundträgern mit Verbunddübelleisten und großen Stegöffnungen , 2017 .