Anschlüsse zwischen Stahl und Beton mit großen Ankerplatten unter Querkraftbeanspruchung

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hanswille zur Vollendung seines 65. Lebensjahres gewidmet
Im Rahmen des Forschungsvorhabens “Große Ankerplatten mit Kopfbolzen für hochbeanspruchte Konstruktionen im Industrie- und Anlagenbau” wurde das Tragverhalten von Ankerplatten mit mehr als der aktuell zulässigen Anzahl an Verbindungsmitteln unter Zugkraft, Querkraft und Zwangsbeanspruchung untersucht. Die Darstellung der Ergebnisse des gemeinsamen Vorhabens erfolgt in zwei Beiträgen: Im vorliegenden Beitrag werden Untersuchungen zu den Querkraftanschlüssen der Universität Stuttgart und in einem weiteren Beitrag die Untersuchungen zur Normalkraft- und Zwangsbeanspruchung vorgestellt, die im Wesentlichen an der Technischen Universität Kaiserslautern erarbeitet wurden. Die Schlussfolgerungen zeigen das Gesamtkonzept.
In den Versuchsserien wurden zur Bestimmung der wesentlichen Einflussgrößen auf das Tragverhalten und die Lastverteilung Parameter wie die Ankerplattendicke, die Einbindelänge der Kopfbolzen und die Exzentrizität der Querkraft variiert. Im Bereich der auf Zug beanspruchten Kopfbolzen wurde zusätzlich eine Rückhängebewehrung berücksichtigt. Mit Hilfe numerischer Untersuchungen wurden neben offenen Fragen zur Lastverteilung die Einflüsse weiterer Faktoren wie die Betondruckfestigkeit und der Bewehrungsgrad untersucht.
Auf Grundlage dieser Untersuchungen konnte ein auf der Komponentenmethode basierendes Bemessungsmodell entwickelt werden, mit dem eine Bemessung von Ankerplatten mit mehr als der aktuell zulässigen Anzahl an Verbindungsmitteln möglich ist. Hinsichtlich der Lastverteilung finden elastische und plastische Bemessungsansätze im analytischen Modell Anwendung.

Steel-to-concrete joints with large anchor plates under shear loading.
Within the framework of the research project “Large Anchor Plates for Industry and Plant Engineering” the load and deformation behavior under tension-, shear and constraining forces of anchor plates with a higher number of headed studs has been investigated. The results of the joint project will be presented in two parts: In this part investigations on large anchor plates under shear loading made at the Universität Stuttgart are described. This is followed by the description of the investigations under tension- and constraining forces made at the Technischen Universität Kaiserslautern. The overall approach is shown in the conclusions.
Within the tests parameters like the thickness of the anchor plate, the embedment depth of the headed studs and the load eccentricity were changed in order to investigate the key determinants on the load-bearing behavior and the load transfer. In the area of the tension loaded fasteners supplementary reinforcement has been placed to strengthen the concrete failure modes and to determine the influence for the increase of the load carrying capacity depending on the variation of the reinforcement ratio. Within further numerical investigations outstanding issues like the distribution of the shear forces and the effect of further parameters such as the concrete strength and the reinforcement ratio were investigated. In the course of this studies further influences were examined and a suitable design model has been developed. With this design model an economic design of large anchor plates with more than the permissible number of fasteners is possible.