Nachträgliche Durchstanzertüchtigung mittels Betonschrauben - Numerische Untersuchungen und Vergleich mit den Ergebnissen eines Bemessungsansatzes

An der Universität Innsbruck wurde ein nachträgliches Verstärkungssystem entwickelt, das den Durchstanzwiderstand von Betonbauteilen durch den Einbau von Betonschrauben signifikant anheben kann. Gerade der Bereich des Stützenanschlusses weist bei bestehenden Plattenbrücken und Flachdecken, verglichen mit den nach aktuellen Normen anzusetzenden Einwirkungen, oft Defizite hinsichtlich des Durchstanzwiderstands auf. In vier Versuchsserien wurde das Verstärkungssystem auf seine Wirksamkeit und Effizienz untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass das System zu einer signifikanten Erhöhung des Durchstanzwiderstands führt. In diesem Aufsatz wird ein numerisches Modell beschrieben, das die Prognose der Durchstanzwiderstände von schraubenverstärkten Platten erlaubt. Dazu werden ausgewählte Durchstanzplatten aus den Laborversuchen nachgerechnet. Es zeigt sich, dass das numerische Modell sowohl die Traglasten von unverstärkten Durchstanzplatten als auch jene von schraubenverstärkten Platten sehr gut prognostiziert. Die in den Laborversuchen und in den numerischen Simulationen erhaltenen Traglasten werden anschließend mit den Ergebnissen eines Bemessungsansatzes verglichen. Dieser ermöglicht es, die Wirkung der Durchstanzverstärkung mit Betonschrauben in der Bemessung zu berücksichtigen. Die Berechnungen zeigen, dass der Bemessungsansatz die Durchstanzwiderstände mit hinreichender Sicherheit prognostiziert.

Post-strengthening with concrete screws - Numerical investigations and comparison with a design approach's results
A strengthening system using concrete screws as a post-installed punching reinforcement was developed at the University of Innsbruck. The system leads to a significant increase in the punching resistance. Compared to the demands of current standards especially the support regions of existing bridges and slabs often show a lack of punching shear resistance. The effectiveness and efficiency of the new strengthening system were investigated in four series of laboratory tests. The tests showed that the installation of the system leads to a significant increase of the punching resistance. This contribution deals with the development of a numerical model that can predict the punching loads of screw-strengthened plates. The modelling of the laboratory tests shows that this model is able to predict the punching load of unstrengthened plates as well as of screw-strengthened plates in an appropriate way. The punching loads from the laboratory tests and the simulations are compared to the predictions of a design approach. This approach allows to take the screws influence on the punching resistance into account of calculations. The recalculations of the tests show that the design approach predicts the punching resistances on the safe side.