Bemessung von zugbeanspruchten Befestigungen in Beton mit einem nicht-linearen Federmodell- Hintergrund und Softwarelösung für die Versagensart Betonausbruch/A non-linear spring model for design of tension loaded anchorages in concrete- Background and software solution for concrete cone failure

Die Bemessung von zugbeanspruchten Befestigungen in Beton nach den aktuellsten Normen und Richtlinien weist viele grundlegende Einschränkungen zur Anwendung der Konzepte auf. Sie beschränkt sich beispielsweise auf rechteckige Dübelanordnungen und setzt die Verwendung einer ausreichend steifen Ankerplatte voraus. Definitionen und Regelungen zur Bestimmung einer ausreichend steifen Ankerplatte sind in den derzeitig gültigen Vorschriften nicht enthalten. Aufgrund von technischen, funktionellen oder baulichen Anforderungen werden jedoch auch solche Befestigungen in der Baupraxis ausgeführt, für die die Bemessung durch die aktuellen Vorschriften nicht abgedeckt ist. Dieser Beitrag stellt ein neuartiges Bemessungskonzept vor, das einen federmodellbasierten Ansatz mit einem 3D-Finite-Elemente-Solver kombiniert. Dadurch steht eine Softwarelösung für die Bemessung und Bewertung von zugbeanspruchten Gruppenbefestigungen in Beton zur Verfügung, die die wesentlichen Einschränkungen der aktuellen Bemessungsnormen behebt. Das Konzept des nicht-linearen Federmodells, das in einer benutzerfreundlichen Dübelbemessungssoftware implementiert ist, basiert auf der Annahme, dass innerhalb einer Gruppenbefestigung die Zugkräfte von den Befestigungsmitteln aufgenommen werden, während die Druckkräfte direkt durch das Anbauteil in den Beton eingeleitet werden. Zur Modellierung des Dübelverhaltens werden nicht-lineare Federn verwendet. Um den Einfluss des Bauteilrandes und der benachbarten Befestigungen zu berücksichtigen, wird ein Ansatz für die Flächenaufteilung angewendet, der auf der Grundlage einer Vielzahl von experimentellen Untersuchungen der Autoren entwickelt wurde, Bokor et al. [25]. Die Ankerplatte wird mit finiten Solid-Elementen modelliert, um die Steifigkeit der Ankerplatte und Lastumlagerungen zwischen den Befestigungen einschließlich möglicher Versteifungen der Ankerplatte realistisch zu betrachten.