Tragfähigkeit von randnahen Kopfbolzen bei der Versagensart seitlicher Betonausbruch

Kopfbolzen, die sehr nahe am Bauteilrand verankert werden, können infolge seitlichen Betonausbruchs versagen. Bei dieser Versagensart kommt es zu einem Abplatzen des Betons auf der Seitenfläche des Bauteils. Die Berechnung der Tragfähigkeit erfolgt dabei mit dem CC-Verfahren.
Numerische und experimentelle Untersuchungen zeigen, dass der bisherige Berechnungsansatz konservative Ergebnisse liefert. Um den Einfluss einzelner Parameter auf die Tragfähigkeit zu bestimmen, wurden Versuche verschiedener Autoren ausgewertet und ergänzende numerische Untersuchungen durchgeführt. Diese zeigen, dass
- der kritische Randabstand von 3.c1 auf 2.c1 reduziert werden kann.
- der Einfluss des Randabstandes geringer als bisher angenommen ist.
- der Einfluss der Betondruckfestigkeit unterschätzt wird.
- der Einfluss direkt nebeneinander liegender Kopfbolzen nicht berücksichtigt wird. Um wirtschaftlichere Ergebnisse für die Tragfähigkeit von randnahen Kopfbolzen zu erhalten wird ein modifizierter Berechnungsansatz aufgezeigt, der die Versuchsergebnisse und numerischen Berechnungen gut abbildet. Dieser Ansatz findet Eingang in die neue europäische Bemessungsnorm 'Design of Fasteners for Use in Concrete' und ermöglicht damit eine genauere Berechnung von Kopfbolzenverankerungen nahe am Bauteilrand für die Versagensart Blow Out.

Load Bearing Capacity of Headed Studs in Case of Blow Out Failure Mode
Headed studs placed near to the edge of a concrete member can fail because of blow out. In case of this failure mode the concrete spalls at the lateral surface of the concrete member. The failure load can be calculated by the Concrete capacity method (CCmethod).
Numerical and experimental investigation show that the CC-method leads to conservative results. To determine the influence parameters on the load bearing capacity the tests of different authors are evaluated and advanced numerical simulations are carried out. The evaluation shows that
- the critical edge can be reduced to two times the edge distance.
- the influence of the edge distance is smaller than assumed.
- the influence of the concrete compressive strength is underestimated.
- the influence of headed stud placed sided by side is not considered. To get more economic results relating the load capacity of headed studs at the edge a modification of the CC-Method is proposed. This modified CC-method corresponds quite well with the test results as well as with the results of the numerical simulations. The proposed design equation will be included in the European design guide 'Design of Fasteners for Use in Concrete'.