19179 - Konzentrierte Lasteinleitung

Langtitel: Konzentrierte Lasteinleitung im Stahl- und Stahlverbundbau unter Verwendung von hochfesten Kopfbolzen

Forschungsstelle: Universität Stuttgart

Forschungsstellenleiter: Prof. Dr.-Ing. Ulrike Kuhlmann

Laufzeit: 01.12.2016 - 30.11.2018

Wirtschaftliche Mischkonstruktionen, bei denen Stahl- bzw. Verbundelemente mit Stahlbetonbauteilen kombiniert werden, sind nur konkurrenzfähig, wenn einfach montierbare, sowie ausreichend tragfähige Anschlüsse zwischen Stahl- oder Verbundelementen an Stahlbetonbauteile ermöglicht werden. Es werden vermehrt Konstruktionen erforderlich, bei denen sehr hohe Lasten konzentriert in Betonbauteile eingeleitet werden. Hochfeste Kopfbolzen zusammen mit gezielter Rückhängebewehrung eröffnen hier neue Möglichkeiten. Kritisch sind besonders schmale oder schlanke Bauteile wie Lagersockel oder Stützen, wo Randeffekte zu frühzeitigem Betonausbruch führen können.

Forschungsziel des vorliegenden Antrags ist die Untersuchung von Anschlüssen zwischen Stahl und Beton bei konzentrierter Lasteinleitung mit höherfesten Kopfbolzen. Unter höheren Schubkräften reichen die Tragfähigkeiten normalfester Kopfbolzen aus S235 nicht aus und ein geeignetes Nachweiskonzept von Kopfbolzen oder anderen Befestigungsmitteln ist nicht existent. Möglicher Lösungsweg ist die Verwendung von hochfesten Kopfbolzen mit einer Streckgrenze von 640 N/mm² unter Berücksichtigung der im Bauteil vorhandenen oder zusätzlich eingelegten Rückhängebewehrung, um ein Betonversagen auszuschließen. Insbesondere in Stützen und Lagersockeln ist diese Bewehrung vorhanden, kann aber auf Grund fehlender Nachweiskonzepte noch nicht angesetzt werden.

Angestrebtes Ergebnis des Vorhabens ist die Entwicklung eines Bemessungsmodells für die Praxis, welches normungsreif aufbereitet ist. Dazu soll durch experimentelle sowie theoretische Untersuchungen ein Bemessungsmodell auf Grundlage der Komponentenmethode für Verankerungen mit Ankerplatten in randnahen Bereichen entwickelt werden, das die im Bauteil vorhandene Bewehrung sowie verschiedene Effekte infolge der Bauteilränder berücksichtigt. Ein einfaches Nachweiskonzept für Anschlüsse zwischen Stahl-und Beton ist von besonderem Nutzen für KMU, da dessen Anwendungsbereiche vielfältig sind.