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Bemessung von Kopfbolzendübeln in Randlage unter Vermeidung eines Versagens infolge Herausziehens

  • Horizontal liegende Kopfbolzen ermöglichen den Anschluss von dünnen Betonplatten an Stahlkonstruktionen wie bei Stabbogenbrücken mit außen liegenden Versteifungsträgern. Die Schubtragfähigkeit randnaher liegender Kopfbolzen wird durch Spaltkräfte im Beton beeinflusst. Aufgrund des geringen Randabstandes der Kopfbolzen zur Betonkante ist die Tragfähigkeit der Schubverbindung nach DIN EN 1994-2 Anhang C zu berechnen. Zusätzliche geometrische Randbedingungen für die erforderliche Länge der Kopfbolzen in Randlage verhindern ein Herausziehen der Kopfbolzen, das bei früheren Push-Out Versuchen beobachtet wurde. Diese Anforderungen an die Mindestlänge der Kopfbolzen können zu vergleichsweise langen Dübeln führen, die in der Praxis unwirtschaftlich oder nicht ausführbar sind. Der Einfluss von Parametern wie der Bewehrungsgrad oder die Betongüte, die das Tragverhalten randnaher Dübel positiv beeinflussen, darf aktuell noch nicht bei Ermittlung der Tragfähigkeit angesetzt werden. Aufgrund der jüngsten Entwicklungen in der Befestigungstechnik besteht die Möglichkeit, die geometrischen Randbedingungen zu vernachlässigen und die Abtragung der Zugkräfte in der Achse der Kopfbolzen explizit nachzuweisen. Basierend auf neuen experimentellen und numerischen Untersuchungen wird anstelle dieser geometrischen Einschränkungen ein neues Nachweiskonzept auf Basis der Komponentenmethode entwickelt und für die Praxisanwendung aufbereitet.
  • Horizontally lying headed studs allow thin concrete slabs to be connected to steel girders such as the main girders of tied-arch bridges. The shear capacity of studs close to the concrete edge is affected by splitting forces in the concrete. Due to the small edge distance of headed studs to the concrete edge, a reduction in the capacity of shear connection according to EN 1994-2 Annex C is required. Thereby additional geometric boundary conditions for the required length of headed studs in the edge position are defined preventing a pull-out failure, which was observed in previous push-out tests. These requirements for the minimum length of the headed studs can lead to comparatively long studs, which in practice are uneconomical or not feasible. Influences of load-carrying parameters such as the degree of shear reinforcement or the concrete strength cannot be considered. On the basis of recent developments in the fastening technology, the possibility is given to neglect the geometric restrictions and to assess the transfer of the actual tensile forces occurring in the bolt axis. Based on new experimental and numerical investigations, neglecting these restrictions a new design approach based on the component method has been developed and is presented for the use in practice.

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Metadaten
Author:Ulrike Kuhlmann, Lena Stempniewski
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-23518
ISBN:978-3-95606-508-8
Subtitle (German):Bericht zum Forschungsprojekt 89.0326
Title Additional (German):Design of headed studs close to the concrete edge preventing pull-out failure
Series (Serial Number):Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe B: Brücken- und Ingenieurbau (152)
Publisher:Fachverlag NW in der Carl Ed. Schünemann KG
Place of publication:Bremen
Document Type:Book
Language:German
Date of Publication (online):2020/04/15
Date of first publication:2020/04/15
Publishing institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Contributing corporation:Institut für Konstruktion und Entwurf (Stuttgart)
Release Date:2020/04/15
Number of pages:94
Institutes:Sonstige
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):License LogoBASt

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