Fixanker W-FAZ Pro

Produktentwicklung

Diese enorme Laststeigerung ist eine Gemeinschaftsleistung. Im intensiven Zusammenspiel mit dem Stahlhersteller, dem Werkzeugbau, der Produktion und dem Verarbeiter haben die Würth Entwicklungsingenieure Ansätze gefunden ein bewährtes Produkt noch einmal deutlich zu verbessern. Eine Produktentwicklung ist dabei immer ein möglichst guter Kompromiss aus Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit. Die Geometrie und Konstruktion der Spreizhülse wurde so konstruiert, dass sie höchste Ansprüche an die Tragfähigkeit bzw. das Last-Verschiebungsverhalten erfüllt. Das bedeutet, dass weder im niederfesten, noch im hochfesten gerissenen und ungerissenen Beton unkontrollierte Verschiebungen auftreten. Auch Lastwechsel, sich ändernde Rissbreiten oder Erdbebeneinwirkungen führen nicht zum Versagen. Für die Konusbolzen werden bisher nicht verwendete, höherfeste Stähle eingesetzt, um höhere Widerstände gegen Stahlversagen insbesondere in Querrichtung und bei Erdbebeneinwirkung zu erzielen. Entstanden ist ein extrem zuverlässiges Produkt, das sich jedem Wettbewerb stellen kann.

Versuche

Um die enorme Anzahl von mehreren Tausend Versuchen, die für die Entwicklung notwendig waren, in kürzester Zeit durchführen zu können, wurden neue, speziell konstruierte Prüfstände angeschafft, die ein sehr effizientes Arbeiten bei größtmöglicher Präzision ermöglichen. Diese Prüfstände wurden ausschließlich von hochqualifizierten, sehr erfahrenen Prüfingenieuren bedient. Für das bestmögliche Ergebnis, wurden von allen Dübelteilen Muster in mehreren Varianten gefertigt, aus denen im Laufe der Prüfungen die besten selektiert werden konnten. Auch die Gesamtauswertung aller Versuche wurde nur von den erfahrensten Mitarbeitern in Zusammenarbeit mit der beauftragten Prüfstelle durchgeführt und erfolgte vollständig nach EAD 330232, Mechanical Fasteners for use in concrete. Dadurch konnten feiner abgestufte Lastklassen angewendet und optimierte Erhöhungsfaktoren in Abhängigkeit von der Betonfestigkeit ermittelt werden.

Variable Verankerungstiefen

In der Dübelbemessung werden verschiedene Versagensfälle diskutiert. Um den Vorteil im Versagensfall „Herausziehen“ auch in ein positives Gesamtergebnis zu überführen, wurde die Verankerungstiefe des W-FAZ PRO erhöht. Hierdurch wird die Fläche des Betonausbruchskegels und damit die hier übertragbare Kraft vergrößert. In vielen Anwendungsfällen wie beispielhaft dünnen Bauteilen ist jedoch eine geringe Einbindetiefe vorteilhaft. Der W-FAZ PRO ist entsprechend flexibel in der effektiven Verankerungstiefe. Ein W-FAZ PRO M12 beispielsweise variiert von minimal 50 mm bis maximal 125 mm. Die Möglichkeiten, Anschlussdetails zu optimieren bzw. überhaupt eine Lösung zu finden, sind entsprechend vielfältig.

Bedingt durch die große Variabilität der Verankerungstiefe in Kombination mit variabler Dicke des Betonbauteils musste ein Weg gefunden werden, um die volle Leistungsfähigkeit des Dübels auszunutzen und dies möglichst anwenderfreundlich in der ETA darzustellen. Es wurde ein fortschrittlicher Ansatz gewählt, um für jeden Anwendungsfall möglichst geringe Rand- und Achsabstände berechnen zu können. Auch die Ermittlung des charakteristischen Randabstandes ccr,sp erfolgte nach einem neuen Verfahren, um das ganze Potenzial des Dübels auszunutzen.

Bemessungsbeispiel

Eine Stahlkonstruktion soll durch eine Dübel-Vierergruppe randnah an einer Decke in der Betonklasse C30/37 befestigt werden. Neben einer Zuglast von 5 kN ist eine zum Rand gerichtete Querkraft von 8 kN und ein Moment von 4 kNm abzutragen. Die Leistungsfähigkeit des W-FAZ PRO lässt sich durch Vergleich der Situation mit den Auslastungen und Versagensfällen verschiedener Bolzenanker erkennen. Mit Hilfe der Würth Dübelbemessungssoftware können die Auslastung und der maßgebende Lastfall sofort abgebildet werden

Die Situation kann mit einem W-FAZ PRO M12 und einer effektiven Einbindetiefe hef von 105 mm nachgewiesen werden. Maßgebend wird die Interaktion der Versagensfälle im Beton. Hier hat das Herausziehen βN,p den größten Einfluss. Selbst mit einem Bolzenanker W-FAZ M16, hef85 mm, gelingt dieser Nachweis nicht. Die Auslastung resultiert bei 104,2 % – relevant wird der Betonausbruch βN,c. Auch ein W-FAZ PRO M16 mit der gleichen Einbindetiefe hef von 85 mm kommt hier an seine Grenzen. Der Verankerungsgrund und der damit verknüpfte Betonausbruch führen zur identischen Auslastung. Indem die Einbindetiefe hef auf die am Anfang genannten 105 mm gesetzt wird, kann der Bemessungswiderstand im Versagensfall Betonausbruch an das Herausziehen angeglichen werden. Durch eine 20 mm vergrößerte Einbindetiefe reduziert sich die Auslastung auf nur noch 80,6 %.