Entwicklung eines neuen Single-Push-Out-Versuchsstands zur zyklischen Untersuchung der Verbunddübelleiste

Das Tragverhalten der Verbunddübelleiste bei statischer Beanspruchung ist weitestgehend erforscht [1], sodass Verbundkonstruktionen mit Verbunddübelleisten nach den Regeln der entsprechenden Allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung [2] bemessen werden können. Das Ermüdungskonzept der Verbunddübelleiste zielt jedoch bislang stark vereinfachend darauf ab, jegliche Ermüdungsschäden der Verbundpartner Stahl und Beton auszuschließen. Eine Erweiterung des Ermüdungskonzepts durch die Berücksichtigung von Resttragfähigkeiten angerissener Stahlzähne sowie von Kraftumlagerungen im Träger hin zu weniger belasteten Verbunddübel birgt große ökonomische Potentiale und ist Ziel eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanzierten Projekts.
Im ersten Schritt soll dabei das Ermüdungsverhalten eines einzigen Verbunddübels in Kleinteilversuchen untersucht werden. Um die Kraft- und Spannungsverhältnisse innerhalb eines Verbundträgers möglichst exakt mit den Kleinteilversuchen wiederzugeben, wurde ein neuer Single-Push-Out-Versuchsstand entwickelt, in dem durch eine Schrägstellung des Prüfkörpers die Lasteinleitung, die resultierende Kraftübertragung zwischen Stahl und Beton und die Auflagerkraft in einer Wirkungslinie liegen. Anhand von FE-Untersuchungen kann so gezeigt werden, dass sowohl die Spannungsverteilungen im Stahlzahn als auch der Kraft-Schlupf-Verlauf eines Verbunddübels in Kleinteilversuch und Verbundträger übereinstimmen.

Development of a new single push-out test for composite dowels to analyse cyclic loading.
The load-bearing capacity of composite dowels under static loading has been researched comprehensively [1], so that composite constructions with composite dowels can be dimensioned according to the rules of the corresponding German technical approval [2]. However, the fatigue concept of composite dowels is greatly simplified to prevent any fatigue damage of steel and concrete. An extension of the fatigue concept by taking into account the residual carrying capacities of cracked steel dowels as well as a redistribution of forces in composite beams towards less stressed dowels has great economic potential and is the goal of a project funded by the German research society.
In the first step, the fatigue behaviour of a single composite dowel is investigated. A new angled single-push-out test was developed in order to reproduce the force and stress ratios within a composite beam as precisely as possible, in which the load introduction, the resulting force transmission between steel and concrete and the reaction force have the same line of action. On the basis of FE investigations, it can be shown that the stress distributions in the steel dowel as well as the force-slip-curve of a composite dowel in small part tests and composite beams coincide.