Randnahe Vierfachbefestigungen unter Querlast: Fid-Bau Portal

Randnahe Vierfachbefestigungen unter Querlast

Experimentelle und numerische Untersuchung

Unterweger, Andreas / Spyridis, Panagiotis / Mihala, Ronald / Bergmeister, Konrad

10.1002/best.200800644.abs

Ankergruppen in Beton kommen als Befestigungsmittel häufig am Rand zur Anwendung. Bei der Verbindung der Stahlanker mit der Montageplatte kommt es wegen des Lochspiels zu einer zufälligen Ankerstellung in den Durchgangslöchern der Montageplatte. Dadurch werden bei einer Querbelastung nicht alle Anker gleichzeitig aktiviert, was die Tragfähigkeit der Gruppenbefestigung beeinflusst. Bei randnahen Vierfachbefestigungen unter Querlast ist die für die Bruchlast ungünstigste Ankerstellung dann erreicht, wenn die randnäheren Anker zuerst belastet werden. Ausgehend davon berücksichtigt die derzeitige Bemessung nach ETAG 001 für den Grenzzustand der Tragfähigkeit (ULS) ausschließlich die randnähere Ankerreihe. Unter anderem wird hier gezeigt, dass Versuche gängiger Geometrien mit ungünstigster Ankerstellung im Vergleich dazu wesentlich höhere Bruchlasten aufweisen.

Zu Beginn dieser Arbeit werden randnahe Vierfachversuche ungünstigster Ankerstellung mit der derzeitigen Bemessung verglichen. Anschließend werden Einzelversuche durchgeführt, um mittels elektronischer Speckle‐Interferometrie (ESPI) die Beeinflussung des einzelnen Ankers auf die umgebende Betonoberfläche zu untersuchen. Abschließend zeigen Kraftflussüberlegungen einer finiten Elemente Simulation die Auswirkungen auf den inneren Spannungszustand.

Shear Loaded Quadruple Fastenings Close to edge – Experimental and Numerical Analysis

Fastenings in concrete with anchor groups placed close to a free edge are often met in practice. At the connection of anchors with a steel base plate, installation tolerances are present and so the anchors are randomly placed in the clearance holes of the plate. Consequently, by shear loading of an anchorage, the individual anchors are not activated simultaneously and the group's shear capacity is strongly affected. At shear loaded quadruple anchorages close to an edge the most unfavourable configuration is reached if the first row of anchors is loaded first. Based on that, the current design of shear loaded anchor groups close to an edge according to ETAG 001 considers only the anchors near the edge for ultimate limit state (ULS). In experiments with common geometries and unfavourable anchor configurations in contrary essential higher ultimate loads are shown.

To provide a basis, the influence of a single anchor on the ambient concrete surface is investigated by non‐contact Electronic Speckle Pattern Interferometry (ESPI). It enables to show the three dimensional deformation of the concrete surface in the range of micrometers, to detect micro cracks at their initiation and to measure their width. Supported by finite element simulations the influence of the most unfavourable anchor configuration on the internal flow of forces is analysed.