Numerische Untersuchungen zum Durchstanzen von gedrungenen Einzelfundamenten

摘要

Several punching tests on compact footings with and without shear reinforcement were conducted at RWTH University by the Institute of Structural Concrete (1MB) and the Institute of Geotechnical Engineering (GiB). Additional nonlinear finite element analyses were performed to investigate the influence of the main parameters on the punching shear strength more in detail. After calibrating by existing punching tests on compact footings, the numerical results were in good accordance with the experimental failure loads as well as with the measured strains. As main parameters on the punching shear strength, the shear slenderness, the concrete strength, the size effect of the effective depth, and the ratio of the column perimeter to the effective depth were investigated. The numerical model revealed a change of the failure mode in dependence of the shear slenderness and confirmed the observations in tests. Additional parametric studies on footings including shear reinforcement confirmed the influence of the spacing of the stirrups on the punching strength.%Zum Durchstanzen von gedrungenen Einzelfundamenten mit und ohne Durchstanzbewehrung wurden in den letzten Jahren systematische Versuchsreihen an der RWTH Aachen durchgeführt. Zur Erweiterung des Parameterfelds wurden zusätzlich nichtlineare FE-Modelle erstellt, die sowohl die Bruchlasten als auch die Verformungszustände zutreffend abbilden können. In einer FE-Parameterstudie wurde der Einfluss der Schubschlankheit, der Betonfestigkeit, des Biegebewehrungsgrades, des Maßstabseffekts der statischen Nutzhöhe und des bezogenen Stüt-zenumfangs auf das Tragverhalten von Fundamenten ohne Durchstanzbewehrung untersucht. Dabei konnten - wie auch bei den Versuchen - zwei Versagensmechanismen in Abhängigkeit der Schubschlankheit beobachtet werden. Anhand weiterer FE-Para-meterstudien wurden die konstruktiven Abstandsregelungen für eine Durchstanzbewehrung aus Bügeln überprüft.