Betonschrauben als Durchstanzertüchtigung für statisch und zyklisch belastete Platten

摘要

The support regions of existing bridges and slabs often show a lack of punching shear resistance. This is due to modified load requirements and more restrictive design rules. Conventional methods for the subsequent increase of the punching resistance are associated with great effort and high costs and the accessibility of the lower and upper surface of the structure is necessary. Therefore, restricted operation and expensive detail solutions for the rearrangement of the structure sealing arise. This contribution deals with a technically innovative, resource saving and economic system for subsequent strengthening through concrete screws. These screws are installed from the soffit of the slab in vertically predrilled holes and are arranged concentrically around the column stub. The results of two test series consisting of eleven specimens are discussed in this contribution. To test the suitability of the system in bridge building and to verify its resistance against fatigue tests under cyclic load were performed. It is shown that this strengthening method leads to a significant increase of the shear punching capacity and to a less brittle failure mode. Also the application of cyclic loads on realistic serviceability level has no influence on the effectiveness of the strengthening system.%Der Durchstanzwiderstand im Bereich des Stützenanschlusses ist heute bei bestehenden Plattenbrücken und Flachdecken im Vergleich zu den rechnerisch anzusetzenden Einwirkungen oft zu gering. Dies ist sowohl durch geänderte Nutzungsbedingungen wie zum Beispiel höhere Lasten als auch durch restriktivere Bemessungsansätze begründet. Herkömmliche Methoden der nachträglichen Durchstanzverstärkung gehen mit hohem Aufwand und hohen Kosten einher, da sie in der Regel bedingen, dass das Tragwerk von der Unter- und Oberseite aus zugänglich sein muss. Das führt zu massiven Nutzungseinschränkungen während der Arbeiten und erfordert zum Beispiel bei Brücken kostenintensive Detaillösungen zur Wiederherstellung der Tragwerksabdichtung. Am Arbeitsbereich Massivbau und Brückenbau der Universität Innsbruck wurde ein technisch innovatives, ressourcenschonendes und wirtschaftliches Verfahren zur nachträglichen Erhöhung des Durch-stanzwiderstandes entwickelt, bei dem aus der Verankerungstechnik bekannte Betonschrauben als Verstärkungselemente eingesetzt werden. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse von zwei durchgeführten Versuchsserien, bestehend aus elf Versuchsplatten, vorgestellt und miteinander verglichen. Um den möglichen Einsatz des Systems bei Brücken zu verifizieren und die Ermüdungsresistenz de? Systems zu untersuchen wurden auch Durchstanzversuche unter zyklischer Belastung durchgeführt. Es zeigt sich, dass mit dem Verstärkungssystem Betonschraube eine signifikante Erhöhung des Durchstanzwiderstandes erzielt wird, das Versagen weniger spröde eintritt und eine zyklische Vorbelastung auf Gebrauchslastniveaukeinen negativen Einfluss auf die Verstärkungswirkung des Systems hat.