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Zur Zuverlässigkeit der Bemessung gegen Durchstanzen bei Einzelfundamenten

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[Quelle: http://publications.rwth-aachen.de]

Die Sicherheit und Zuverlässigkeit eines Bauwerks werden durch die Streuung der Einwirkungen und der Widerstände beeinflusst. Dieser stochastische Charakter kann durch probabilistische Verfahren erfasst werden und eine Versagenswahrscheinlichkeit als Maß für die Sicherheit berechnet werden. Mit der Einführung der Methode der Grenzzustände in der Normung kann die Wahl der Sicherheitselemente für einen Zielwert der Versagenswahrscheinlichkeit erfolgen. Die wesentlichen Verfahren zur Ermittlung der Versagenswahrscheinlichkeit werden beschrieben und für eine Überprüfung des Durchstanznachweises bei Fundamenten verwendet. Infolge der konzentrierten Lasteinleitung kann im Bereich des Anschlusses zwischen Fundament und Stütze ein lokales Querkraftversagen auftreten, das als Durchstanzen bezeichnet wird. Versuchsauswertungen belegen, dass die Schubschlankheit einen großen Einfluss auf die Durchstanztragfähigkeit von Fundamenten hat. Das Durchstanzen bei Fundamenten wird trotz einer kleineren Schubschlankheit in den meisten Normen wie bei punktgestützten Platten behandelt. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Versuchsdatenbank erstellt, um ausgewählte normative Regelungen und mechanische Modelle zu analysieren und mit probabilistischen Methoden zu bewerten. Zur Untersuchung des Tragverhaltens wurden 22 Durchstanzversuche an Fundamenten durchgeführt. Zehn Fundamente wurden in Zusammenarbeit mit dem Institut für Geotechnik der RWTH Aachen unter wirklichkeitsnahen Randbedingungen auf Sand gebettet. Bei zwölf Versuchskörpern wurde eine gleichmäßige Bodenpressung durch hydraulische Pressen simuliert. Die Ergebnisse waren eindeutig durch die Schubschlankheit beeinflusst: Der Versagensriss verlief bei gedrungenen Fundamenten deutlich steiler als bei schlanken Fundamenten und die aufnehmbare Querkraft nahm mit zunehmender Schubschlankheit ab. Die Wirksamkeit einer Durchstanzbewehrung war bei gedrungenen Fundamenten zudem deutlich geringer als bei schlanken. In nichtlinearen numerischen Simulationen wurde der Einfluss verschiedener Parameter auf den Durchstanzwiderstand systematisch untersucht. Dabei konnten zwei Tragmechanismen bei Fundamenten ohne Durchstanzbewehrung beobachtet werden. Bei gedrungenen Fundamenten kann das Tragverhalten durch eine Schar von Druckkegelschalen beschrieben werden. Der Durchstanzkegel im Versagenszustand entsteht dann durch ein Spalten der Druckkegelschalen. Schlankere Fundamente versagen dagegen, wenn die Druckzone am Stützenanschnitt ihre Tragfähigkeit infolge der Beanspruchung durch den tangentialen Biegedruck und die vertikale Querkraft erreicht. Basierend auf den experimentellen und theoretischen Untersuchungen wurden bestehende Modelle für Fundamente mit und ohne Durchstanzbewehrung erweitert.

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Urs Müller
Mineralische Baustoffe
Erhalten historisch bedeutsamer Bauwerke
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2021, 320 S., 350 Abb. u. 12 Tab., Softcover
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Forschungsberichte

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Ernst Niederleithinger, Julio Cesar Galindo Guerreros, Rolf Katzenbach
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2017, 130 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
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Bei einer geplanten Weiter- oder Wiedernutzung von Bestandsfundamentierungen stellt sich die Frage nach der Lage, der Geometrie und dem Zustand der im Baugrund nur selten direkt sichtbaren Bestandsfundamentierung. Diese Informationen sind erforderlich, um die erforderlichen Nachweise der Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit im Zuge der aktuellen Baumaßnahme führen zu können. Mit Hilfe von unterschiedlichen zerstörungsfreien Prüfverfahren können wesentliche Informationen über die Bestandsfundamentierungen gewonnen werden, wobei die jeweiligen Methoden Anwendungsgrenzen unterliegen. Methoden und Grenzen sind bisher nicht genau definiert und validiert. In diesem Projekt wurden Anwendungsmatrizen und Untersuchungs-Ablaufdiagramme für unterschiedlichen Fundamenttypen entwickelt und in einem Handbuch zusammengefasst.

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Abschlussbericht
Bau- und Wohnforschung, Band F 2459
2005, 73 S., m. zahlr. Abb. 29,5 cm,
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Ziel des Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der das Schubtrag- und Verformungsverhalten verbessernden Wirkung der Vorspannung in Mauerwerkswänden mit angekoppelter Decke, gerade im Hinblick auf erdbebenbedingte Einwirkungen. Das Forschungsvorhaben gliedert sich in folgende drei Teilbereiche: a) Untersuchung unterschiedlicher Spannverfahren und Spannwerkzeuge. b) Experimentelle Untersuchungen an vorgespannten Mauerwerkswänden unter Erdbebeneinwirkungen. Dazu gehören auch Materialprüfungen an Mörtel, Steinen und Mauerwerk sowie die eigentlichen Wandversuche. c) Ingenieurmodell für erdbebenbeanspruchtes vorgespanntes Mauerwerk. Hierzu zählen rechnerische Voruntersuchungen, Nachrechnen der Wandversuche mittels FEM Parameterstudien und die Bestimmung des Verhaltensfaktors q. An vier verschiedenen Wandkörpern wurden statisch zyklische Schubversuche durchgeführt. Neben der Nachrechnung der Versuchsergebnisse mit dem FEM Programm Atena wurde die Schubkapazität der Versuchswände bestimmt und mit nach einem Modell von Bachmann/Lang ermittelten Werten verglichen. Die Nachrechnungen zeigen eine gute Übereinstimmung zwischen Versuch und Rechnung.

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F. Derflinger, K. Janovic
Risslasten dicker Fundamentplatten infolge von Zwang- und Eigenspannungen aus abfliessender Hydratationswaerme bei unterschiedlich aufbereiteten Sohlfugen
1985, 32 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Fuer eine wirklichkeitsnahe Bemessung von dicken Fundamentplatten im Hinblick auf Zwang- und Eigenspannungen ist ein vertieftes Wissen ueber die Zugfestigkeit des Betons sowie die Entwicklung von Rissen unter der gegebenen Beanspruchung erforderlich. Um die fuer eine Theorie notwendige experimentelle Absicherung zu erhalten wurde entsprechende Vorversuche angestellt. In Versuchen an drei unbewehrten Betonbalken mit praxisgerechten Abmessungen und ueblicher Betonzusammensetzung wurden insbesondere Messungen - des Temperaturverlaufes aus Hydratationswaerme, - der dabei entstehende Dehnungen und Risse, - der Rissentwicklung bis zum Bruch hin, - der Festigkeiten geplant und durchgefuehrt. Die dabei gewonnenen wichtigsten Ergebnisse und die Versuchsdurchfuehrung werden dargestellt. (-y-)

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Edvard B. Grunau
Gasbetonsteine für Kellerwände
1984, 9 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Fuer Kelleraussenmauern sind Gasbetonsteine ausreichender Festigkeit (Festigkeitsklasse G 4) geeignet. Es koennen sowohl Plansteine im Duennbettverfahren verarbeitet, als auch Blocksteine mit Waermedaemm- Moertel oder auch normalem Mauermoertel verwendet werden. Neben Standardlaengen von 50 cm bzw. auch Blocksteinen von 49 cm Laenge werden spezielle Kellersteine mit Laengen von 30 bis 33 cm hergestellt. Nutzt man den Vorteil einer homogenen, waermedaemmenden Kellerwand aus Gasbeton, muss diese wie bei jedem anderen Baustoff auch, gegen eindringende Feuchtigkeit sicher und dauerhaft isoliert werden. Dabei solten die Aussenflaechen der Kellerwaende gegen die Wasserbelastung geschuetzt werden. Mit diesen Moeglichkeiten befasst sich der Bericht. -y-

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Zeitschriftenartikel

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Seibel, Mark
Das PMBC-Urteil des OLG Hamm. Trotz Rechtskraft kein verbindliches Grundsatzurteil! - Revisionsrechtliche Erläuterungen und Klarstellungen
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Korthals, Ingo
Baugrundverbesserung und Bauteilanhebung durch Injektion von Expansionsharzen
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PMBC-Abdichtung am Übergang von der WU-Bodenplatte zum Kellergeschoss-Mauerwerk
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Kueres, Dominik; Schmidt, Philipp; Hegger, Josef
Durchstanztragverhalten von Einzelfundamenten mit variierenden Durchstanzbewehrungsgraden
Beton- und Stahlbetonbau, 2019

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Minnert, Jens; Fominow, Sergei
Bemessung von Stahlbetonbodenplatten mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode
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