Trag- und Verformungsverhalten von Verbunddübeln im Erdbebenfall

  • Nachträglich installierte Injektionsanker aus handelsüblichen Gewindestangen und Bewehrungsstäben nehmen inzwischen ein breites Spektrum von Einbaumöglichkeiten in der Bautechnik ein. Der aktuelle Forschungsstand ermöglicht den Einsatz von Befestigungen sowohl in ungerissenem als auch in gerissenem Beton unter quasistatischen und seismischen Beanspruchungen. Die Qualifikation und Zulassung von nachträglich in Beton installierten Injektionsankern erfolgt nach der gültigen Richtlinie EAD 330499-01-0601. Zur Beurteilung von Querzugtragfähigkeiten der Injektionsanker wird die Stahlzugfestigkeit des Befestigungsmittels bislang als eine maßgebliche Einflussgröße betrachtet. Der Einfluss der Stahldehnung bei Höchstlast auf verwendete Gewinde- und Bewehrungsstäbe wird für die Bewertung von statischen und seismischen Querzugversuchen jedoch in keiner Richtlinie berücksichtigt. Außerdem werden Einflüsse der Verbundmörteleigenschaften auf die Querzugtragfähigkeit von Injektionsankern nicht in die Versuchsauswertung einbezogen. In Rahmen dieser Dissertation stand das Trag- und Verformungsverhalten von querbelasteten Injektionsankern in gerissenem Beton im Fokus. Dafür wurden statische und seismische Querzugversuche mit unterschiedlichen Güteklassen und Verbundmörteln durchgeführt. Der Vergleich der Versuchsergebnisse und der rechnerischen Querzugtragfähigkeiten ergab, dass die Berechnung der Querzugtragfähigkeit die Berücksichtigung weiterer Einflussgrößen erfordert. In der vorliegenden Arbeit wird die Einflussnahme der Stahldehnung bei Höchstlast und der Verbundfestigkeit des verwendetes Verbundmörtels auf das Versuchsergebnis von statischen und seismischen Eignungsversuchen veranschaulicht. Die Bruchbildanalyse der freigestemmten Injektionsankern in Verbindung mit den ermittelten Materialkennwerten lieferte neue Erkenntnisse in Bezug auf eine qualitative Bewertung von querzugbeanspruchten Injektionsankern. Auf Grundlage der erfolgten Untersuchungen wurden Empfehlungen zur Versuchsdurchführung und zur Qualifikation von Injektionsankern in gerissenem Beton unter quasistatischen und seismischen Querzugbeanspruchungen ausgearbeitet und eine Ergänzung der bestehenden Richtlinie EAD 330499-01-0601 vorgeschlagen.
  • Post-installed injection anchors, using commercially available threaded rods and reinforcing bars, have been extensively applied in civil engineering. As per current knowledge, fasteners can be utilized in both non-cracked and cracked concrete under the action of quasi-static and seismic loads. The qualification and approval of post-installed injection anchors in concrete is carried out according to the currently valid guideline EAD 330499-01-0601. The assessment of shear load-bearing capacities of injection anchors currently emphasizes the steel tensile strength of the fastening element. However, the influence of steel elongation at the maximum load of the utilized threaded and reinforcing bars used is not considered in any of the guidelines for the evaluation of static and seismic shear tests. Additionally, the effect of composite mortar properties on the shear capacity of injection anchors are not taken into account in the test evaluation. This thesis aimed to investigate the load-bearing and deformation behavior of shear-loaded injection anchors in cracked concrete. Static and seismic shear tests were carried out with different variations of steel grades and injection mortars. Upon comparing the test results with the calculated shear capacities, it was determined that the computational determination of shear capacity necessitates the consideration of additional influencing factors. In this thesis, the influence of steel elongation at maximum load and the bond strength of the composite mortar used on the test results of static and seismic approval tests is clarified. The performance of a fracture pattern analysis on the freely grouted injection anchors, in conjunction with the determined material characteristics, provided new insights into the qualitative evaluation of injection anchors subjected to shear stress. Based on these investigations, recommendations for test performance and qualification of injection anchors in cracked concrete under quasistatic and seismic shear loading are formulated. Additionally, a supplement to the existing guideline EAD 330499-01-0601 is proposed that aims to enhance the accuracy and reliability of shear load assessments for injection anchors.
Metadaten
Author:Nikolai Sklarov
URN:urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-83731
DOI:https://doi.org/10.26204/KLUEDO/8373
Advisor:Catherina Thiele, Wolfgang Kurz
Document Type:Doctoral Thesis
Cumulative document:No
Language of publication:German
Date of Publication (online):2024/09/01
Year of first Publication:2024
Publishing Institution:Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau
Granting Institution:Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau
Acceptance Date of the Thesis:2024/04/18
Date of the Publication (Server):2024/09/03
Tag:Injektionsanker; Querbolzen; Querkraft; Scherkraft; Verbundanker
Page Number:XIII, 321
Faculties / Organisational entities:Kaiserslautern - Fachbereich Bauingenieurwesen
DDC-Cassification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Licence (German):Creative Commons 4.0 - Namensnennung, nicht kommerziell, keine Bearbeitung (CC BY-NC-ND 4.0)