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Betonschrauben als Durchstanzertuechtigung fuer statisch und zyklisch belastete Platten

Concrete screws as punching shear strengthening for static and cyclic loaded plates

Es wird eine neue Methode zur Erhoehung des Durchstanzwiderstandes bei Brueckenplatten aus Beton oder Flachdecken, die auf Einzelstuetzen lagern, vorgestellt. Bei der Nachrechnung solcher Knotenpunkte nach den neuen Regelwerken zeigt sich in einigen Faellen ein rechnerisch zu geringer Durchstanzwiderstand. Zu dessen Erhoehung gibt es verschiedene Methoden, auf die kurz eingegangen wird. Der Schwerpunkt der Ausfuehrungen liegt jedoch bei der Vorstellung eines Verstaerkungssystems mit Betonschrauben. Diese Methode hat den grossen Vorteil, dass die Schrauben von unten in die Platte geschraubt werden koennen, sodass die Abdichtung der Brueckenplatte nicht beschaedigt wird. Die Betonschraube besteht aus Stahl und weist auf einer Seite ein betonschneidendes Gewinde und am anderen Ende ein Anschlussgewinde auf. Beim Eindrehen in vorgebohrte Sackloecher kann so eine formschluessige Verbindung hergestellt werden. Durch die Schrauben werden Zug- und Druckzone der Platte so verbunden, dass die bei Bildung von Schubrissen auftretenden Zugkraefte aufgenommen werden koennen und sich somit der Durchstanzwiderstand erhoeht. Zur Untersuchung der Eigenschaften des neuen Vestaerkungssystems und dessen Wirksamkeit wurden an der Universitaet Innsbruck drei Versuchsserien durchgefuehrt, deren Versuchsaufbau im Einzelnen beschrieben wird. Die kreisrunden Probeplatten hatten einen Durchmesser von 2,7 Metern und eine Plattendicke von 20 Zentimetern. Zentrisch wurde ein 10 Zentimeter hoher Stuetzenstummel mitbetoniert, um den im Abstand von 1,2 Metern von der Plattenmitte die Ankerloecher vorgesehen, die Schrauben eingebohrt und bei einer Versuchsserie zusaetzlich eingemoertelt wurden. Die Platten erhielten sowohl auf der Unter- als auch auf der Oberseite eine schlaffe Bewehrung. In saemtliche Probeplatten baute man fuer die Messungen Dehnungsmessstreifen, induktive Wegaufnehmer und Kraftmessringe ein. An den Platten wurden Versuche unter statischer und zyklischer Belastung durchgefuehrt. Die Versuchsauswertung zeigte, dass nachtraeglich installierte Betonschrauben zu einer signifikanten Steigerung des Durchstanzwiderstands und zu einem weniger sproeden Durchstanzversagen fuehren. Selbst ohne den Einsatz von Verbundmoertel kann der Durchstanzwiderstand deutlich gesteigert werden. Zudem ergab sich, dass zyklische Vorbelastungen auf einem realitaetsnahen Niveau keine negativen Auswirkungen auf die Verstaerkungswirkung der Methode haben. Derzeit laufen Untersuchungen zur Herleitung eines Bemessungsansatzes fuer die vorgestellte Verstaerkungsmethode. ABSTRACT IN ENGLISH: The support regions of existing bridges and slabs often show a lack of punching shear resistance. This is due to modified load requirements and more restrictive design rules. Conventional methods for the subsequent increase of the punching resistance are associated with great effort and high costs and the accessibility of the lower and upper surface of the structure is necessary. Therefore, restricted operation and expensive detail solutions for the rearrangement of the structure sealing arise. This contribution deals with a technically innovative, resource saving and economic system for subsequent strengthening through concrete screws. These screws are installed from the soffit of the slab in vertically predrilled holes and are arranged concentrically around the column stub. The results of two test series consisting of eleven specimens are discussed in this contribution. To test the suitability of the system in bridge building and to verify its resistance against fatigue tests under cyclic load were performed. It is shown that this strengthening method leads to a significant increase of the shear punching capacity and to a less brittle failure mode. Also the application of cyclic loads on realistic serviceability level has no influence on the effectiveness of the strengthening system. (A)

  • Availability:
  • Authors:
    • Spiegl, M
    • Walkner, R
    • Axmann, H
    • Pilch, E
    • Schoen, A
    • Feix, J
  • Publication Date: 2018-7

Language

  • German

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References; Tables;
  • Pagination: pp 274-85
  • Serial:
    • Bauingenieur
    • Volume: 93
    • Issue Number: 7/8
    • Publisher: Springer-VDI-Verlag GmbH
    • ISSN: 0005-6650

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01685290
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Nov 13 2018 1:46PM