Würth Technical Software II
RELAST ® Verbundankerschraube: Durchstanzen und Querkranftverstärken
Das System
Mit der RELAST® Verbundankerschraube ist es möglich, nachträglich Betonbauteile hinsichtlich ihrer Querkrafttragfähigkeit zu verstärken. Der wesentliche Vorteil des Systems ist die einseitige Montage ohne Nutzungseinschränkung im gegenüberliegenden Stockwerk bzw. Aufbau. Das System kann umgehend belastet werden. Die Montage ist einfach – aufwändige Zusatzmaßnahmen wie ergänzende Stahl- oder Betonkonstruktionen können umgangen werden. Es ist lediglich der Schraubenkopf mit Sicherungsscheibe und Mutter sichtbar. Durchfahrtshöhen werden nur unwesentlich reduziert. Anwendung finden die Schrauben typischerweise im Hochbau bei Nutzungsänderungen und einer damit verknüpften Laststeigerung bzw. Nachrechnung des Tragwerks, aber vor allem auch bei der Ertüchtigung von Brückenbauwerken im laufenden Verkehr. Regelmäßig erreichen uns auch Anfragen zu Situationen, bei denen im Neubau die Durchstanzbewehrung nicht wie geplant eingebaut wurde.
Bemessung/Software
Die Bemessung erfolgt nach bauaufsichtlicher Zulassung Z-15.1-344 für die Querkraftverstärkung bzw. Z-15.1-345 für das Durchstanzen. Um es dem verantwortlichen Ingenieur möglichst einfach zu machen, lehnen sich diese Zulassungen sehr stark an die DIN EN 1992-1-1 an. Innerhalb der Würth Technical Software hat Würth in der hier gewohnten Qualität ein Modul zur Bemessung der RELAST® Verbundankerschraube für die Anwendungsfelder Durchstanzen und Querkraftverstärken entwickelt. Nach Definition des zu verstärkenden Betonbauteils, der Auflagersituation und der Belastung findet das Programm selbstständig eine mögliche Lösung. Sobald der Nutzer den Verbundankerschraubendurchmesser bzw. den Einbauzustand zur gegenüberliegenden Bewehrung ändert, erhält er sofort ein Feedback zur erforderlichen Geometrie und Schraubenstückzahl bezogen auf eine 100-Prozent- Auslastung.
Modul Durchstanzen
Mit dem Anwendungsmodul Durchstanzen kann der statische Nachweis einer Verstärkungsmaßnahme mittels RELAST® Verbundankerschrauben geführt werden. Die Nachweise basieren auf Grundlage der DIN EN 1992-1-1 bzw. der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung Z-15.1-345. Es wird zunächst geprüft, ob eine Verstärkungsmaßnahme erforderlich ist. Hierzu wird die Tragfähigkeit des unverstärkten Querschnitts am kritischen Rundschnitt ermittelt. Er darf mit einem Abstand von zweimal der Nutzhöhe (d) zur Stütze gezogen werden. Durch Einsatz der RELAST Verbundankerschraube kann diese Tragfähigkeit um 40 Prozent gesteigert werden. Die dafür benötigte Anzahl an Schrauben in den einzelnen Reihen bzw. die Einhaltung der minimalen und maximalen Achsabstände wird vom Programm nach den Regelungen der Zulassung bestimmt. Mit dem äußersten kritischen Rundschnitt wird die erforderliche Größe des durchstanzbewehrten Bereichs ermittelt. Der Abstand zur äußersten Schraube darf maximal 1,5 d betragen.
Um Bewehrungstreffer zu vermeiden, muss auf der Seite bei der die Bohrung gesetzt wird unbedingt vor der Montage eine Detektion durchgeführt werden. Auf der gegenübe liegenden Seite kann für den gleichen Effekt die RELAST® Verbundankerschraube nur bis zur Unterkante der Bewehrung geführt werden. Diese Verlegeart beeinflusst das Bemessungsergebnis nicht negativ. Es sind runde und rechteckige Stützenformen, Wandenden und Wandecken, aber auch Durchbrüche modellierbar. Speziell für den Anwendungsfall Brückenbau können auch ermüdungsrelevante Belastungen diskutiert werden.
Das Modul Durchstanzen ermöglicht den statischen Nachweis einer Verstärkungsmaßnahme mittel RELAST Verbundankerschrauben.
Modul Querkraftverstärken zum statischen Nachweis der Querkrafttragfähigkeit beim Einsatz von RELAST Verbundankerschrauben.
Modul Querkraftverstärken
Im Modul Querkraftverstärken kann die Ertüchtigung von Balken oder Platten hinsichtlich der Querkrafttragfähigkeit durch Einsatz von RELAST® Verbundankerschrauben statisch nachgewiesen werden. Ähnlich wie im vorgenannten Fall, wird zunächst geprüft, ob ein unverstärktes Bauteil die Querkraft aufnehmen kann. Bei einem Verstärkungsbedarf wird die Druckstrebe hinterfragt und nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Z-15.1-344, Kapitel 3.2.2 die verstärkte Zugstrebe nachgewiesen. Neben der Anzahl bzw. der Fläche der Schrauben im untersuchten Bereich geht hier der Ausnutzungsfaktor der Schraube und die Verankerung über oder unter der Längsbewehrung ein. Kann die Schraube bis zur Oberkante der Bewehrung geführt werden, kann auch die Tragfähigkeit erheblich gesteigert werden. Dieser Ausnutzungsfaktor wird in Anhang 3 der genannten Zulassung aufgeführt. Dennoch empfiehlt es sich in hochbewehrten Bauteilen die Schraube nur bis zur Unterkante des Betonstahls zu führen. Bewehrungstreffer werden so effektiv vermieden. Auch bei der Querkraftverstärkung sucht das Programm selbstständig nach einer wirtschaftlichen Schraubengeometrie unter Einhaltung der erforderlichen Rand- und Achsabständen.
Die RELAST® Verbundankerschraube wird einseitig eingebaut. Lediglich der Schraubenkopf mit Sicherungsscheibe und Mutter ist nach dem Einbau sichtbar.
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