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Bemessung von Befestigungen mit elastischen Ankerplatten unter Zug‐ und Biegebeanspruchung
Die Bemessung von Befestigungen mit Ankerplatten unter Zug‐ und Biegebeanspruchung nach FprEN 1992‐4 (EC2, Teil 4) [1] setzt voraus, dass die Ankerzugkräfte von der Ankerplatte auf Beton eben verteilt werden. Um diese Voraussetzung zu erfüllen, müssen die Ankerplatten ausreichend steif bzw. biegestarr sein. Die Bedingung für eine biegestarre Ankerplatte ist seit Jahrzehnten ohne zufriedenstellende Lösung untersucht und diskutiert worden. Die neuesten Untersuchungen zeigen, dass die erforderliche Dicke für die biegestarre Ankerplatte in vielen Anwendungsfällen so groß sein kann, dass sie für die Praxis kaum mehr Bedeutung hat. Dies bestätigt die Aussagen von Schneider von 1999 und 2014 [2, 3], dass die Annahme der biegestarren Ankerplatten für die Berechnung der Ankerzugkräfte bei normalen Plattendicken unbrauchbar zu sein scheint. Das heißt, es ist unverzichtbar, dass die elastischen Ankerplatten mit normalen Dicken in der Praxis verwendet werden und die Ankerplatten‐Biegeverformungen in der Bemessung berücksichtigt werden müssen.
Im vorliegenden Aufsatz werden die Vorschriften nach FprEN 1992‐4 [1] zur Ankerzugkraftermittlung analysiert. Die Besonderheiten für die Bemessung von Befestigungen mit elastischen Ankerplatten werden durch Rechenbeispiele mit einer herstellerunabhängigen Bemessungssoftware für Kopfbolzen und Dübel [4] erläutert und diskutiert.
Design of anchor fastenings with elastic base plates – subjected to tension and bending
For the design of anchor fastenings with base plates under the combined loadings of tension and bending, FprEN 1992‐4 (EC2, part 4) [1] dictates that the anchor tension forces are distributed in a linear fashion assuming that the base plate remains flat. To fulfill this condition, the base plate must be sufficiently stiff or rigid so that relative deformation caused by bending is negligibly small. The condition for a rigid base plate has been studied and discussed for decades without a satisfactory solution. The latest investigations show that the required thickness for the rigid base plate can be so great in many application cases that it cannot be used in practice. This is confirmed by Schneider's statements of 1999 and 2014 [2, 3] that the assumption of rigid base plates seems to be useless for the calculation of anchor tension forces for plates with normal thicknesses. That means, for base plates of normal thicknesses, the bending deformations of the base plate must be considered in the design and an elastic base plate model must be used in practice.
In this paper, the regulations in FprEN 1992‐4 for the calculation of anchor tension force are analyzed. The special features for the design of anchor fastenings with elastic base plates are explained and discussed by calculation examples using a third‐party anchor design software for headed studs and post‐installed anchors [4].
Bemessung von Befestigungen mit elastischen Ankerplatten unter Zug‐ und Biegebeanspruchung
Die Bemessung von Befestigungen mit Ankerplatten unter Zug‐ und Biegebeanspruchung nach FprEN 1992‐4 (EC2, Teil 4) [1] setzt voraus, dass die Ankerzugkräfte von der Ankerplatte auf Beton eben verteilt werden. Um diese Voraussetzung zu erfüllen, müssen die Ankerplatten ausreichend steif bzw. biegestarr sein. Die Bedingung für eine biegestarre Ankerplatte ist seit Jahrzehnten ohne zufriedenstellende Lösung untersucht und diskutiert worden. Die neuesten Untersuchungen zeigen, dass die erforderliche Dicke für die biegestarre Ankerplatte in vielen Anwendungsfällen so groß sein kann, dass sie für die Praxis kaum mehr Bedeutung hat. Dies bestätigt die Aussagen von Schneider von 1999 und 2014 [2, 3], dass die Annahme der biegestarren Ankerplatten für die Berechnung der Ankerzugkräfte bei normalen Plattendicken unbrauchbar zu sein scheint. Das heißt, es ist unverzichtbar, dass die elastischen Ankerplatten mit normalen Dicken in der Praxis verwendet werden und die Ankerplatten‐Biegeverformungen in der Bemessung berücksichtigt werden müssen.
Im vorliegenden Aufsatz werden die Vorschriften nach FprEN 1992‐4 [1] zur Ankerzugkraftermittlung analysiert. Die Besonderheiten für die Bemessung von Befestigungen mit elastischen Ankerplatten werden durch Rechenbeispiele mit einer herstellerunabhängigen Bemessungssoftware für Kopfbolzen und Dübel [4] erläutert und diskutiert.
Design of anchor fastenings with elastic base plates – subjected to tension and bending
For the design of anchor fastenings with base plates under the combined loadings of tension and bending, FprEN 1992‐4 (EC2, part 4) [1] dictates that the anchor tension forces are distributed in a linear fashion assuming that the base plate remains flat. To fulfill this condition, the base plate must be sufficiently stiff or rigid so that relative deformation caused by bending is negligibly small. The condition for a rigid base plate has been studied and discussed for decades without a satisfactory solution. The latest investigations show that the required thickness for the rigid base plate can be so great in many application cases that it cannot be used in practice. This is confirmed by Schneider's statements of 1999 and 2014 [2, 3] that the assumption of rigid base plates seems to be useless for the calculation of anchor tension forces for plates with normal thicknesses. That means, for base plates of normal thicknesses, the bending deformations of the base plate must be considered in the design and an elastic base plate model must be used in practice.
In this paper, the regulations in FprEN 1992‐4 for the calculation of anchor tension force are analyzed. The special features for the design of anchor fastenings with elastic base plates are explained and discussed by calculation examples using a third‐party anchor design software for headed studs and post‐installed anchors [4].
Bemessung von Befestigungen mit elastischen Ankerplatten unter Zug‐ und Biegebeanspruchung
Li, Longfei (author)
Stahlbau ; 88 ; 762-774
2019-08-01
13 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
German
Berechnungs‐ und Bemessungsverfahren , Balkentheorie , Ankerplattenbemessung , Dübelbemessung , biegestarre Ankerplatte , elastische Ankerplatte , Ankerplattensteifigkeit , Stahlhochbau , Entwurf und Konstruktion base plate stiffness , rigid base plate , analysis and calculation , steel buildings , anchor design , elastic base plate , conception and design , base plate design , beam theory
Bemessung texilbetonverstärkter Stahlbetonbauteile unter Biegebeanspruchung
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