Die Bemessung von Dübeln nach Europäischen Vorschriften (ETAG 001, Anhang C und Technischer Report TR 029) führt in der weitaus überwiegenden Anzahl der Anwendungsfälle zu logischen und leicht nachvollziehbaren Ergebnissen. In Einzelfällen können aber auch widersprüchliche Resultate auftreten, die den Erwartungen der Anwender widersprechen und naturgemäß Zweifel an der Richtigkeit verwendeter Bemessungsprogramme wecken (Mallée, R.: Anmerkungen zur Bemessung von Dübeln nach europäischen Regelungen. Verlag Ernst & Sohn, Beton- und Stahlbetonbau, 2014, Heft 10, S. 699 – 712). Zum Beispiel kann der charakteristische Widerstand zugbeanspruchter Injektionsdübel bei der Versagensart ‚Spalten‘ mit zunehmender Verankerungstiefe abnehmen.

Im Bild ist der charakteristische Widerstand einer Gruppe mit vier Injektionsdübeln M16 in einer Bauteilecke für die Versagensart ‚Spalten‘ in Abhängigkeit von der Verankerungstiefe der Dübel aufgetragen. Die Achsabstände betragen s = 160 mm und die Randabstände c = 150 mm, die Bauteildicke beträgt h = 300 mm. Der Beton ist ungerissen und entspricht der Festigkeitsklasse C20/25.

Dübelbemessung

Es ist zu erkennen, dass der charakteristische Widerstand zunächst zunimmt, ab einer Verankerungstiefe von hef ≈ 150 mm sehr deutlich abfällt und erst ab hef = 230 mm wieder leicht ansteigt. Dieses unerwartete Verhalten ist auf die Ansätze für den charakteristischen Randabstand ccr,sp zurückzuführen. Gemäß Europäischer Zulassung des gewählten Injektionsdübels hängt dieser Abstand vom Verhältnis Bauteildicke h zur Verankerungstiefe hef ab und beträgt:

Für Verankerungstiefen hef ≤ 114 mm darf der Spaltnachweis entfallen, da die Bedingungen gemäß ETAG 001, TR 029 in Bezug auf die Bauteildicke und den Randabstand eingehalten sind:

Für Verankerungstiefen zwischen hef = 115 mm und hef = 150 mm nimmt der charakteristische Widerstand wie erwartet zu. In diesem Bereich steigt der charakteristische Randabstand ccr,sp proportional zur Verankerungstiefe hef an (Gleichung (3)). Außerdem ist kein Randeinfluss vorhanden, da der Randabstand c = 150 mm größer als der charakteristische Wert ist. Der negative Einfluss der beiden Achsabstände s = 160 mm nimmt zwar mit der Verankerungstiefe zu, er wird aber durch den mit hef ansteigenden Widerstand Rk,c eines Einzeldübels überkompensiert.

Im Bereich zwischen hef = 150 mm und hef = 230 mm vermindert sich der charakteristische Widerstand deutlich, was auf die überproportionale Zunahme des charakteristischen Randabstands ccr,sp nach Gleichung (2) zurückzuführen ist. Er vergrößert sich in diesem Bereich von ccr,sp = 150 mm auf ccr,sp ≈ 518 mm. Dadurch vermindert sich das Verhältnis der idealisierten Bruchflächen von Ac,N/A°c,N = 2,351 auf Ac,N/A°c,N = 0,639 und der Randeinflussfaktor von ψs,N = 1,000 auf ψs,N = 0,787. Gleichzeitig verringert sich mit zunehmender Verankerungstiefe auch der Faktor zur Berücksichtigung der Bauteildicke von ψh,sp = 1,375 auf ψh,sp = 1,083. Dieser negative Einfluss wird durch die Zunahme des charakteristischen Widerstands eines Einzeldübels von Rk,c = 92,77 kN auf Rk,c = 176,15 kN nicht kompensiert:

hef = 150 mm: Rk,cAc,N/A°c,Nψs,Nψh,sp = 92,77 ∙ 2,351 ∙ 1,000 ∙ 1,375 = 299,9 kN
hef = 230 mm: Rk,cAc,N/A°c,Nψs,Nψh,sp = 176,15 ∙ 0,639 ∙ 0,787 ∙ 1,083 = 95,9 kN

Die Größe der Abnahme des charakteristischen Widerstands im Bereich zwischen hef = 150 mm und hef = 230 mm hängt wesentlich von der Anzahl der Bauteilränder ab (vgl. Tabelle).

Für Verankerungstiefen hef > 230 mm steigt der charakteristische Widerstand wieder leicht an. In diesem Bereich nimmt der charakteristische Randabstand wie für Verankerungstiefen hef ≤ 150 mm nicht mehr überproportional, sondern linear mit der Verankerungstiefe zu.

Die Ausführungen belegen, dass die widersprüchlichen Bemessungsergebnisse nicht auf Fehler in der Bemessung, sondern auf das Bemessungsverfahren selbst zurückzuführen sind. Die Special Activity Group SAG 4 ‚Fastenings to Structural Concrete and Masonry Structures‘ der International Federation for Structural Concrete (fib) hat eine Arbeitsgruppe gebildet, die sich mit dem Problem ‘Spalten’ beschäftigt. Der Autor ist Mitglied von SAG 4. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen bleiben abzuwarten.

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Diese Demoversion ist primär für Ankerhersteller und Händler konzipiert und enthält das Produktsortiment einer virtuellen Firma mit der Bezeichnung Your Company. Die implementierten Produkte bestehen aus chemischen und mechanischen Ankern. Weitere Informationen zum Thema Installation und Systemvoraussetzungen.