Thema: Ermüdungsverhalten von mechanischen Befestigungen in Beton bei überlagerter statischer Beanspruchung
Projektnummer: IGF 20458 N
Kurzfassung:
Der vorliegende Wissensstand zur Ermüdungstragfähigkeit von Befestigungen in Beton basiert im Wesentlichen auf Schwingversuchen im Schwellbereich mit geringer Unterlast, wobei die Versagensart Stahlbruch des Befestigungsmittels häufig maßgebend wird. Bei der Bemessung werden für Befestigungen unter kombinierter Beanspruchung daher sehr konservative Annahmen getroffen, die jedoch insbesondere bei Stahlversagen deutlich von geltenden Normenregelungen im Bauwesen abweichen und vergleichsweise unwirtschaftliche Ergebnisse liefern.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll das Ermüdungsverhalten von Befestigungen in Beton systematisch untersucht werden, um den Einfluss des statischen Lastniveaus auf die Tragfähigkeit ermüdungsbeanspruchter Befestigungen zu ermitteln. Hierzu sollen experimentelle und numerische Untersuchungen an drei verschiedenen Typen mechanischer Befestigungsmittel aus Kohlenstoffstahl erfolgen, die durch unterschiedliche Kerbdetails gekennzeichnet sind. Ziel ist es, auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse ein Konzept zur Bestimmung der Ermüdungstragfähigkeit von Befestigungen unter kombinierter statischer und dynamischer Beanspruchung abzuleiten, das als Grundlage für einen einheitlichen praxistauglichen Bemessungsansatz dienen soll. Eine effizientere Auslegung von Befestigungen erhöht die Wirtschaftlichkeit und Einsatzmöglichkeiten dieser Bauweise, wovon KMU im Bereich der Herstellung, Ausführung und Nutzung von Befestigungsmitteln profitieren. Bei der Planung können Ingenieurbüros, die überwiegend KMU sind, auf vereinfachte und sichere Bemessungsverfahren zurückgreifen.
Beteiligte Forschungsstellen:
- Materialprüfungsanstalt Universität Stuttgart
- Universität Stuttgart, Institut für Werkstoffe im Bauwesen
Forschungsförderung: AiF
Laufzeit des Vorhabens: Dezember 2018 - Mai 2021
Veröffentlichungen:
Froehlich, T.; Castridis, S.; Hofmann, J.: Ultrasonic tests on fastenings under fatigue loading. In: Zhao B., Lu X. (Eds.): Concrete Structures for Resilient Society; Proceedings of the fib Symposium 2020, Held Online, China, 22-24 November 2020, pp. 765-772
Fröhlich, T.; Castridis, S.: Detection of fatigue damage in fasteners using ultrasound. In: Otto Graf Journal 19 (2020), S. 21-32
Fröhlich, T.; Lotze, D.: Fatigue behaviour of fastenings under combined static and dynamic loading. In: Derkowski, W., u.a. (Eds.): Concrete - Innovations in Materials, Design and Structures; Proceedings of the fib Symposium 2019, Krakow, Poland, 27-29 May 2019, pp. 1920-1927
Fröhlich, T.; Lotze, D.: Fatigue of fastenings - investigations on the effect of static load level. In: Otto Graf Journal 18 (2019), S. 79-88
Kontakt
Dieter Lotze
Abteilungsleiter
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- Abteilung Baukonstruktionen und Bauteilprüfung
Thilo Fröhlich
Stellvertretender Referatsleiter