Thema: Ermüdungsverhalten randnaher Anschlüsse an Stahlbetonbauteile unter dem Ansatz von Rückhängebewehrung
Projektnummer: IGF 22283 N
Kurzfassung:
Im Bereich von Fundamentsockeln, Verbundbauwerken und im Infrastrukturbau müssen häufig Stahlelemente an Betonbauteile angeschlossen werden. Die Bemessung stellt den Ingenieur vor eine besondere Herausforderung, da hier Lasten konzentriert in begrenzte Bereiche eingeleitet werden müssen. Diese Anschlussbereiche werden im Infrastrukturbau durch das erhöhte Verkehrsaufkommen und in vermehrt filigraneren Baustrukturen infolge Windlasten zunehmend zyklisch beansprucht. Daher gewinnen Konzepte zur Vermeidung eines Versagens infolge Ermüdung an Bedeutung.
Für den Fall einer zyklischen Beanspruchung dieser randnahen Anschlüsse zwischen Stahl und Beton liegen bisher nur wenige Forschungsergebnisse vor. Daher kann im Gegensatz zum statischen Fall die im Bauteil vorhandene Bewehrung unter Ermüdungsbeanspruchung nicht angesetzt werden. Die rechnerische Ermüdungstragfähigkeit des Anschlusses ist somit durch Betonkantenbruch begrenzt, was zu sehr unwirtschaftlichen Ergebnissen führt.
Ziel des Vorhabens ist die Untersuchung von diesen randnahen, ermüdungsbeanspruchten Anschlüssen unter Berücksichtigung des Einflusses der Bewehrung. Hierzu sollen experimentelle und numerische Untersuchungen an Einzelbefestigungen und ausgewählten Anschlussdetails unter Variation des Lastniveaus und der wirksamen Bewehrung durchgeführt werden.
Angestrebtes Ergebnis des Vorhabens ist die Entwicklung eines praxisgerechten Bemessungskonzepts für ermüdungsbeanspruchte Anschlüsse, das normungsreif aufgearbeitet ist und sich in bisherige Konzepte der Befestigungstechnik und des Verbundbaus einfügt. Das Modell soll die im Bauteil vorhandene Bewehrung sowie Effekte aus Randeinflüssen berücksichtigen. Ein einfaches Nachweiskonzept für eine wirtschaftliche und ressourcenschonende Auslegung dieser Anschlüsse ist von besonderem Nutzen für KMU, da von den erhöhten Einsatzmöglichkeiten dieser Anschlüsse Ingenieurbüros und Betriebe im Bereich der Herstellung und Ausführung davon profitieren.
Das Vorhaben schließt an das Vorgängerprojekt IGF 20458 N Ermüdung Befestigungen an, in dem randferne Anschlüsse unter kombinierter zyklischer und statischer Beanspruchung für den Fall untersucht wurden, dass deren Ermüdungstragfähigkeit durch Stahlbruch des Verankerungsmittels begrenzt ist.
Beteiligte Forschungsstellen:
- Materialprüfungsanstalt Universität Stuttgart
- Universität Stuttgart, Institut für Konstruktion und Entwurf
Forschungsförderung: AiF-Projekt über Gemeinschaftsausschuss Kaltformgebung e.V.
Laufzeit des Vorhabens: April 2022 - September 2024
Kontakt
Thilo Fröhlich
M. Sc.Stellvertretender Referatsleiter