part5_de

Ausgabe 2005 323

5 Nachträgliche

Bewehrungsanschlüsse

1. Anwendung von nachträglichen Bewehrungsanschlüssen 324

1.1 Vorteile von nachträglichen Anschlüssen 324

1.2 Anwendungsbeispiele 324

2. Produktinformation Hilti HIT-Rebar Injektionssysteme 325

2.1 Systemkomponenten 327

2.2 Zweikomponenten Verbundmörtel 327

2.2.1 Hilti HIT-HY 150: Schnell aushärtend 327

2.2.2 Hilti HIT-RE 500: Hoch belastbar und langsam aushärtend 327

2.3 Setzanweisungen 328

2.3.1 Für kurze Einbindelängen 328

2.3.2 Für Standardlängen bei nachträglichen Bewehrungsanschlüssen 329 3. Auslegung für Bewehrungsanschlüsse mit Hilti-HIT 330

3.1 Allgemeine Regeln 330

3.2 Grundwerte für umschnürten Beton 331

3.3 Standardbemessungsfälle 332

3.4 Spezialfälle 335

3.5 Vereinfachter Ansatz mit Hilfe von Schubnachweisen (Betonkegelausbruch) 338

4. Berechnungsbeispiele 341

4.1 Verankerung: Plattenanschluss 341

4.2 Übergreifungsstoss 342

4.3 Wandanschluss 343

5. Zulassungen/ Literatur 345

Die vorliegende Leitlinie für die professionelle Handhabung von nachträglich eingemörtelten Bewehrungsan-schlüssen mit dem Hilti HIT-Injektionssystem basiert auf dem Sicherheitskonzept des Eurocode 2 (ENV 1992-1-1 : 1992). Für eine Leitlinie auf nationalen Vorschriften basierend, wenden Sie sich bitte an Ihre Hilti Vertretung.

5

Nachträgliche Bewehrungsanschlüsse

324 Ausgabe 2005

Anwendungen von nachträglichen Bewehrungsanschlüssen

1.1 Vorteile von nachträglichen Bewehrungsanschlüssen Die Verwendung der Hilti-HIT Injektionssysteme erlaubt den Anschluss von neuem an bestehenden Beton. Optimale Zuverlässigkeit und Flexibilität sind dabei gewährleistet.

Flexible Planung So sicher wie einbetoniert Montage horizontal, senkrecht, über Kopf

Einfachere Schalung Definierte Lasten Einfache und zuverlässige Anwendung

1.2 Anwendungsbeispiele

Deckenanschluss Einziehen von Zwischendecken Bauliche Änderungen, Renovierungen Verschliessen von temporären Öffnungen

Einfachere Schalung Flexible Bauweise Keine Behinderung bei temporären Öffnungen Geringeres Risiko von Schäden an der Bewehrung

Wand- und Trägeranschlüsse Konstruktive Verbindungen Bauwerkserweiterungen Horizontale Bewehrungsanschlüsse

Einfacheres Ein- und Ausschalen Durchgehende Bewehrung Kleine Bohrlöcher

Vertikale Anschlüsse Neue Säulen und Stützen Tragwerksergänzung Pfahlanschlüsse

Korrekte Positionierung der Anschlusseisen Keine umständliche Bewehrungsmontage Unbehinderter Baustellenzugang


Ausgabe 2005 325

5

Sanierung and Ertüchtigung Tragwerksverstärkung Betonsanierung Brückengeländer

Weniger Betonausbau Vermeiden von Schweissen und ähnlichen Verbindungen Einfache Überkopfmontage

Konstruktive Verbindungen Treppen Mannöffnungen Konsolen

Korrekte Positionierung der Anschlusseisen Erleichtert komplexe Gestaltung Vereinfachte Schalungs-/Fugenausbildung Geruchsarm für Innenanwendungen

Stützwände Schlitzwände Borhpfahlwände Spritzbetonverkleidungen

Einfache Handhabung Kleine Bolochdurchmesser Auch für gebogenen Anschlussstäbe

Aufbeton Erneuerung Brückenplatte Verbund alter/neuer Beton Statische Verstärkung von Platten und Balken

Schnelle Serienmontage Kleine Bohrlochdurchmesser Schnelles Aushärten

Auskragende Bauteile Balkone Eingangsstiegen Podeste

Vernachlässigbarer Schlupf Auch für gebogenen Bewehrung So zuverlässig wie einbetoniert Vermeiden von Rostspuren durch kurzfristige Montage


326 Ausgabe 2005

Verbundmörtel Auspressgeräte

Schnelle Aushärtung Hilti HIT-HY 150

Foliengebinde 330ml/ 500ml mit Kassette und Mischer

Hilti HIT-HY-M 150

Hohe Leistungsfähigkeit, langsame Aushärtung

Hilti HIT-RE 500

Foliengebinde 330ml/ 500ml mit Kassette und Mischer Hilti

HIT-HY-RE-M

Manuelle Auspressgeräte MD 2000 / 2500

Akku Auspressgerät BD 2000

Druckluft Auspressgerät P 3000 / 3500

Grosskartusche 1100 ml und Mischer Hilti HY-M

Grosskartusche 1100 ml und Mischer Hilti HY-RE-M

Druckluft Auspressgerät P 5000HY

Grosskartusche 1400 ml mit Halter

und Mischer Hilti HIT-RE-M

Grosskartusche 1400 ml mit Halter

und Mischer Hilti HIT-RE-M Pneumatisches Auspressgerät

HIT P-8000 D

2 Produkt Information über die Hilti HIT-Rebar Injektionssysteme

2.1 Systemkomponenten Das Hilti HIT-Injektionssystem ist auf sichere und einfache Ausführung ausgelegt. Die verschiedenen Komponenten machen die Anwendung bei unterschiedlichsten Bedingungen möglich. Dadurch ergeben sich Verankerungen von hoher Qualität.


Ausgabe 2005 327

5

Arbeits- und Aushärtezeit von Hilti HIT-HY 150

Untergrund-temperatur

Verarbeitungszeit tgel

Aushärtezeittcure

Voll belastbar

-5OC 23°F 90 min 6 h

0OC 32°F 45 min 3 h

5OC 41°F 25 min 1.5 h

10°C 50°F 8 min 1.3 h

15°C 60°F 5 min 1.0 h

20OC 70°F 3 min 50 min

30OC*) 85°F 3*) min 45 min

40OC*) 104°F 2*) min 30 min

2.2.2 Hilti HIT-RE 500: Hoch belastbar und langsam aushärtend

Hilti HIT-RE 500 ist ein hochbelastbarer Verbundmörtel zur nachträglichen Verankerung von Bewehrungsstäben und Gewindestangen. Seine innovative Formel steht für:

Zuverlässigkeit: Sehr hohe Belastbarkeit in für alle Durchmesser (8 bis 40 mm) Vernachlässigbares Schwinden geeignet für fast alle Bohrlöcher (z. B. Diamantbohrer) Gutes Verhalten in übergrossen und feuchten Bohrlöchern Rote Farbe für eine einfache Überprüfung auf der Baustelle

Komfort: Bewährte, selbstöffnende Folienverpackung Geringer Kraftaufwand beim Injizieren, für schnelle und genaue Arbeitsweise Breites Sortiment an Auspressgeräten für verschiedenste Anwendungsfälle Abfallreduzierung durch einzigartige Folienverpackung Geruchlos

Arbeits- und Aushärtezeit Hilti HIT-RE 500

Untergrund-temperatur

twork / tgel

Bewehrungsstäbe setzen

tcure, ini

nicht bewegen tcure,full

Bewehrung ergänzen, betonieren

Voll belastbar

-5°C 23°F 4 h 36 h 72 h

0°C 32°F 3 h 25 h 50 h

10°C 50°F 2 h 12 h 24 h

20°C 70°F 30 min 6 h 12 h

30°C 85°F 20 min 4 h 8 h

40°C 104°F 12 min 2 h 4 h

Bemerkungen:

- Alle Zeitangaben vom Zeitpunkt des Durchgangs durch den Mischer

- Zwischen tcure,ini und tcure,full kann weitergearbeitet werden (ca. 25% der vollen Belastbarkeit).

- Nach tcure,full, volle Belastbarkeit.

Bemerkungen : - Alle Zeitangaben vom Zeitpunkt des Durchgangs durch

den Mischer

- Temperatur des Foliengebindes zwischen +5°C und 25°C bei Ausführung, *) Kartusche auf 15°C / 60°F abkühlen

2.2 Zwei-Komponenten Verbundmörtel

2.2.1 Hilti HIT-HY 150: Schnell aushärtend

Beim Mörtel Hilti HIT-HY 150 handelt es sich um ein Hybridsystem mit organischen und anorganischen Bindemitteln. Diese Mischung bietet:

Zuverlässigkeit: Zementreaktion verbessert Steifigkeit und Verbund, besonders bei hohen Temperaturen

Zusammenwirken der beiden Komponenten reduziert das Schwindverhalten auf ein vernachlässigbares Mass

Sehr guter Verbund zwischen Bewehrungsstab und Beton, ähnlich dem einbetonierter Stab

Komfort: Bewährte, selbstöffnende Folienverpackung Geringer Kraftaufwand beim Injizieren, für schnelle und genaue Arbeitsweise

Breites Sortiment an Auspressgeräten für verschiedenste Anwendungsfälle

Abfallreduzierung durch einzigartige Folienverpackung Geruchloser Mörtel


328 Ausgabe 2005

2.3 Setzanweisungen

2.3.1 Für kurze Einbindelängen (bis ca. 30 cm)

Foliengebinde: • Foliengebinde auf

Beschädigungen überprüfen

• Foliengebinde in den Halter einführen

• Für die Anwendung muss die Temperatur des Foliengebindes zwischen +5°C (40°F) und +40°C (105°F) liegen

Bohrlöcher: • Zum Bohren

Elektro Bohrhammer oderDruckluft Bohrhammer verwenden.

Nur für Hilti HIT-RE 500:• Zusätzlich kann

Diamantbohrgerät verwendet werden

Bohrloch reinigen • Bohrloch direkt vor der

Injektion reinigen • Bohrloch ausbürsten • Bohrloch durch

Ausblasen von Staub und stehendem Wasser befreien

• Bohrloch muss frei sein von Eis und Öl

Nur für Hilti HIT-HY 150: • Bohrloch muss rau und

trocken sein

Foliengebinde • Die ersten Hübe*) verwerfen z.B.

in eine leere Verpackungsfolie

Grosskartusche• Die erste Raupe nicht

verwenden*).

*) zu verwerfende Menge siehe

Packungsbeilage.

Mischdüse • Zugehörigen Mischer aufdrehen • Sicherstellen, dass die

Mischerspirale eingebaut ist. Mischer in keinem Fall abändern!

Foliengebinde • Foliengebinde im Halter in

das Auspressgerät einführen

Grosskartusche • Grosskartusche in das

Auspressgerät einführen

Auspressgerät entspannen • Entspannerhebel betätigen

(MD 2000 / 2500 and BD 2000) nachdem die richtige Mörtelmenge im Bohrloch ist. Dies entlastet das Folienge-binde und stoppt das Austreten von Mörtel aus der Düse

4 x


Ausgabe 2005 329

5Empfohlene maximale Bohrlochtiefe für Auspressgeräte:

max inst [cm]

MD2000 / 2500 P3000 / 3500

BD2000 P5000 Verlängerungen und Stauzapfen verwenden:

70 70 HIT-VL 9/1.0 für Durchmesser bis und mit 12 mm

200 HIT-VL 16/0.7 für Durchmesser grösser als 12 mm

2.3.2 Normale Setzanweisung für nachträgliche Bewehrungsanschlüsse

Lage der vorhandenen Bewehrung bestimmen. Randabstand cs laut Bewehrungsplan einhalten. Bohrerausrichtung parallel zur Aussenkante und zur vorhandenen Bewehrung halten.

Einbindetiefe auf dem Stab markieren ( inst)Bohrlochtiefe ( inst) und Gängigkeit überprüfen.

Bohrloch mit ölfreier Druckluft ausblasen. Dazu Aus-blasdüse verwenden (Druckluft 6 bar oder 90 psi).

Bohrloch mit Rundbürste reinigen. Dazu Verlängerung je nach Bohrlochtiefe verwenden.

Bohrloch mit ölfreier Druckluft kontroll- ausblasen.

Mischerverlängerung entsprechend der Bohrlochtiefe auswählen.

Stauzapfen fest auf die Mischerverlängerung aufpressen.

Injektionstiefe ( m) auf der Mischerverlängerung markieren.

Mörtel vorsichtig ohne Luftblasen injizieren. Vom Bohrlochtiefsten nach aussen vorgehen.

Bewehrungsstab mit kontinuierlicher Drehbewegung in Bohrloch einsetzen.

Kontrolle: Verdrängter Mörtel ist rund um Bohrloch zu sehen Markierung der Einbindelänge am Stab sitzt direkt

an der Betonoberfläche

inst

cs

inst

inst

11


330 Ausgabe 2005

3 Bemessung für Bewehrungsanschlüsse mit Hilti HIT-Verbundmörtel

3.1 Allgemeine Voraussetzungen

3.1.1 Generelle Bemessungsgrundsätze Die Bewehrung muss so verankert werden, dass die vorhandene Kraft im Stahl vollständig in das bestehende Bauteil eingeleitet wird, ohne dass Spalten oder Abplatzen im Beton auftreten kann. Der Einfluss von Betondeckung, Stababständen und Querbewehrung ist dabei zu berücksichtigen.

Der Einbau von nachträglichen Bewehrungsanschlüssen kann nur mit geraden Stabenden erfolgen. Wenn für einbetonierte Stäbe normalerweise Aufbiegungen und Haken verwendet werden, muss die Verankerung des eingemörtelten Stabes sorgfältig modelliert werden. Spezielle Ansätze dazu wurden aufbereitet und in diesem Kapitel zusammengestellt. Im Allgemeinen ist nach den Regeln der Stahlbeton Norm vorzugehen. Die Eignung von abweichenden Lösungen ist nachzuweisen.

Im Besonderen ist auf die Weiterleitung der zu verankernden Kraft im bestehenden Bauteil nach den Regeln des Stahlbetonbaus zu achten. Es liegt in der Verantwortung des Anwenders, den allgemeinen Kraftfluss und das globale Gleichgewicht des Bauteils sicherzustellen.

3.1.2 Übertragung von Querkräften (raue Fuge vorschreiben) Im Stahlbetonbau werden Bewehrungstäbe nur zur Aufnahme von Normalkräften angesetzt. Querkraftübertragung wird nach dem Fachwerkmodel modelliert, wobei die schräge Druckstrebe vom Beton über die raue Fuge und die Zugkomponente vom Stahl übertragen werden. Für mehr Details siehe Anhang A1.

3.1.3 Betrachtete Versagensarten

Stahlversagen: Verbundversagen:

siehe Tabelle 3.2

Betonversagen:

a) Spalten oder Abplatzen im Beton b) Betonausbruch

siehe Tabelle 3.3 a+b siehe Tabelle 3.5 a+b

s/2 s/2 s

cs1

cs1

cs2

s s s

cs3=s/2

Zur Berechnung der massgebenden Versagensart kann Hilti EXBAR verwendet werden1)

cs3 cs4s

cs1


Ausgabe 2005 331

5

Die erforderliche Verankerungslänge zur Übertragung der Zugkraft bei der Ausnutzungsgrenze des Stahles Fyd,s ist in Tabelle 3.2 angegeben. Liegt die tatsächliche Stabkraft unter der Ausnutzungsgrenze, kann die Verankerungslänge proportional nach der folgenden Formel verkürzt werden:

)F(F;F

Fsyd,vorhd,

syd,

vorhd,b0erfef,

3.2 Grundwerte für umschnürten Beton (ohne Berücksichtigung von Rand- und Stababstand)

3.2.1 Bemessungswerte für Verbund und Stahl Das Grundmass der Verankerungslänge ist die Länge, welche die Zugkraft bei der Streckgrenze des Stahls

überträgt. Dabei wird für den Grenzzustand der Tragfähigkeit eine konstante Verbundspannung über die gesamte Verankerungslänge angenommen.

Die Werte in Tabelle 3.2 gelten für Normalbedingungen. Zur Anpassung an die objektbezogenen Gegebenheiten werden sie mit den Einflussfaktoren aus Tabelle 3.2 a bis d multipliziert.

Das Grundmass der Verankerungslänge wird ohne den Einfluss von Rand- und Stababständen oder Belastungszuständen bestimmt. Es dient als Grundwert zur weiteren Berechnung des Verbundwiderstandes welcher von EXBAR zum Vergleich mit den Widerständen von Beton und Stahl herangezogen wird.

Table 3.2: ’b0 [cm] Grundmass der Verankerungslänge bei Erreichen der Stahlstreckgrenze ohne Berücksichtigung von

Rand- und Stababstand (Betonstahl nach EC 2 in Beton C20/25)

1 Stabdurchmesser [mm] 10 12 14 16 20 25 28 32 36 40

2 Bohrlochdurchmesser D0 [mm] 12-14 16-18 18-20 20-22 25-28 30-32 35-37 39-42 42-46 48-52

3 Stahlquerschnitt As [mm2] 79 113 154 201 314 491 616 804 1018 1257

4 Ausnutzungsgrenze Stahl1) Fyd,s [kN] 34 49 67 87 137 213 268 350 443 547

5 Verankerung ’b0 [cm] 22 29 37 44 61 90

6 Als vielfaches von 22 24 27 28 31 36

7

Hilti HIT-HY 1502)

Verbundspannung4) [N/mm2] 5.0 4.5 4.1 3.9 3.5 3.0

Für Stabdurchmesser über 25 mm wird

Hilti HIT-RE 500 empfohlen

8 Verankerung ’b0 [cm] 16 19 22 25 31 39 50 62 76 91

9 Als vielfaches von 16 16 16 16 16 16 18 19 21 23

10

Hilti HIT-RE 5003)

Verbundspannung4) [N/mm2] 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.0 5.6 5.2 4.8 1)Fyd,s = 2 x /4 x fyk // ms, fyk = 500 N/mm²; ms = 1.15 2)Trockenes, aufgerautes und gereinigtes Bohrloch zum Zeitpunkt der Installation, b =1.5 (Teilsicherheitsbeiwert für Verbund) 3) Beton nicht wassergesättigt zum Zeitpunkt der Installation, Bohrloch gereinigt, b = 1.8 (Teilsicherheitsbeiwert für Verbund) 4) Bemessungswert

Tabelle 3.2a fB,N

Einfluss der Betonfestigkeit

Tabelle 3.2b fTemp

Temperatureinfluss

Tabelle 3.2c fcrackEinfluss von Rissen in Stabrichtung

Hilti HIT-RE 500Beton-festigkeits-

klasse

Hilti

HIT-HY 150

Hilti

HIT-RE 500

1 C20/25 1.00 1.00

Untergrund-temperatur Setzen des

Ankers Lebens-dauer

Hilti

HIT-HY 150

Hilti

HIT-RE 500

2 C25/30 0.91 0.98 1 - 5 °C 1.25 - 1 2.0 1.5

3 C30/37 0.82 0.95 2 0 °C 1.10 - Tabelle 3.2d fw,sat

4 C35/45 0.82 0.93 3 5 °C 1.00 - Beton wassergesättigt

5 C40/50 0.82 0.89 4 50 °C - 1.00 HIT-HY 150 HIT-RE 500

6 C45/55 0.82 0.87 5 60 °C - 1.15 1 n.a. 1.4

Einflussfaktoren für Verbund: Das Grundmass der Verankerungslänge ’b0 wird mit den oben angegebenen Faktoren wie folgt angepasst:

sat,wcrackTempN,B'

0b0b ffff

3.2.2 Berücksichtigung der tatsächlichen Stabkraft


332 Ausgabe 2005

Übergreifungslänge s

auszuführendeVerankerungslänge inst

Fuge aufgeraut

Verankerung von Druckstäben

Überprüfen der Platte auf Durchstanzen für die gesamte Last.Zur Verankerung der Stäbe: es sind 2 alternative Ansätze möglich

a) nach Norm: {Abschnitt 5.2.3.4, EC 2 :1992} b) - Berechnen der Stabkraft - Verankerungslänge nach Abschnitt 3.2 bestimmen - falls Stab randnah: Betonspalten nach Abschnitt 3.3.3 überprüfen

3.3.2 Übergreifungsstoss von eingemörteltem Stab mit vorhandener Bewehrung

Vorgehensweise: Eingemörtelte Stäbe:

Verankerungslänge lb = linst für eingemörtelten Stab mitHilti EXBAR Rebar Design1) (Betonspalten) bestimmen

Einbetonierte Stäbe:

Bestimmen der Übergreifungslänge s

- nach Norm { EC 2, Abschnitt 5.2.4}- oder mit Hilti EXBAR Rebar Design1) (Betonspalten) nach ACI 318

Berücksichtigung von Abständen zwischen sich übergreifenden Stäben (Differenz vom Abstand „a“ zu 4 ) nach dem Fachwerkmodelsowie von cf (Betondeckung Stirnseite)

Massgebenden, grössten Wert s ausmax{einbetoniert, eingemörtelt} bestimmen

1) Hilti EXBAR Rebar Design: Excel Tabelle zur Berechnung nachträglicher Bewehrungsanschlüsse

s/2 s/2 s

cs1

cs3 cs4s

cs1

3.3 Bemessungsfälle nach Stahlbetonnorm

3.3.1 Verankerung “am Ort, an dem der Stab nicht mehr zur Kraftübertragung benötigt wird”

Endauflager, gelenkig gelagertFür obere Bewehrungslage: siehe Abschnitt 3.5. Für Anschluss unten: es sind 2 alternative Ansätze möglich a) nach Norm: {Abschnitt 5.4.2.1.4, EC 2 :1992} b) - Berechnung der Zugkraft nach dem Fachwerkmodel - Verankerungslänge nach Abschnitt 3.2 bestimmen - Seitenflächen auf Betonspalten überprüfen

Gestaffelte Bewehrung

Bemessung nach Norm: Zugkraftdeckung {Abschnitt 5.4.2.1.3, EC 2 :1992}} Bemerkung: Diese Regelung beinhaltet auch das Versatzmass aus der Querkraft.


Ausgabe 2005 333

5

3.3.3 Typische Tabellen für Spalten und Abplatzen im Beton

Typische Tabelle 3.3a

Hilti HIT-HY 150Bemessungslast per Stab

}R;R;R{Min cdbdsd

1 Stabdurchmesser [mm] 10 12 14 16 20 25

2 Bohrlochdurchmesser D0 [mm] 12-14 16-18 18-20 20-22 25-28 30-32

3 Stahlquerschnitt As [mm2] 78.5 113 154 201 314 491

4 Ausnutzungsgrenze Stahl1) Fyd,s [kN] 34.1 49.2 66.9 87.4 136.6 213.4

5 Verankerung ’b0 [cm] 22 29 37 44 61 90

6 als Vielfaches von 22 24 27 28 31 36

7

Verbund2)

Bemessungsverbundspannung [N/mm2] 5.0 4.5 4.1 3.9 3.5 3.0

8 min. Rand- / Stababstände cs1/s cm 4.5/9 4.5/9 5/10 5.5/11 6.5/13 8/16 9 Grundmass Verankerungslänge b cm 22 29 37 44 61 90

10 10 cm 15.8

11 12 cm 18.9 20.2

12 14 cm 22.1 23.6 25.0

13 16 cm 25.2 27.0 28.6 31.6

14 18 cm 28.4 30.3 32.2 35.6

15 20 cm 31.5 33.7 35.8 39.5 44.6

16 22 cm 34.1 37.1 39.3 43.5 49.1

17 25 cm 42.1 44.7 49.4 55.8 59.6

18 30 cm 49.2 53.6 59.3 66.9 71.5

19 35 cm 62.6 69.2 78.1 83.5

20 40 cm 66.9 79.1 89.2 95.4

21 45 cm 87.4 100.4 107.3

22 50 cm 111.5 119.2

23 55 cm 122.7 131.1

24 60 cm 133.8 143.1

25 70 cm 136.6 166.9

26 80 cm 190.7

27

Rip

pe

ns

tah

l mit

ho

he

m V

erb

un

d, f

yk=

50

0 N

/mm

2

Be

ton

fest

igke

itskl

ass

e C

20

/25

Bem

essu

ng

sla

st

im G

ren

zzu

sta

nd

der

Tra

gfä

hig

keit

3) in

[kN

](m

ass

ge

be

nd

er

We

rt v

on

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tah

l, V

erb

un

d u

nd

Sp

alte

n v

on

Be

ton

)

Vera

nkeru

ng

slä

ng

eb

90 cm 213.4

1) Fyd,s = 2 x /4 x fyk / ms, fyk = 500 N/mm²; ms = 1.15 2) Trockenes, aufgerautes und sauberes Bohrloch zum Zeitpunkt der Installation, b =1.5 (Teilsicherheitsbeiwert für Verbund) 3) Die Werte für Belastung können bis zum Erreichen des Grundmasses der Verankerung linear inter- und extrapoliert werden

Für abweichende Randbedingungen: Hilti EXBAR Rebar Design: Excel Tabelle zur Berechnung nachträglicher Bewehrungsanschlüsse, EC2

s/2 s/2s

cs1

s

cs1

cs3 cs4Rsd Rbd Rcd


334 Ausgabe 2005

Typische Table 3.3b

Hilti HIT-RE 500Bemessungslast per Stab

}R;R;R{Min cdbdsd




4 Ausnutzungsgrenze Stahl1) Fyd,s [kN] 34.1 49.2 66.9 87.4 136.6 213.4 267.7 349.7 442.6 546.4

5 Verankerung ’b0 [cm] 16 19 22 25 31 39 50 62 76 91

6 als Vielfaches von 16 16 16 16 16 16 18 19 21 23

7

Verbund2)

4)Verbundspannung [N/mm2] 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.0 5.6 5.2 4.8

8 min. Rand- / Stababstände cs1/s cm 5/10 6/12 7/14 8/16 10/20 12.5/25 12.5/25 15/30 15/30 15/30

9 Grundmass Verankerungslänge b cm 18 21 25 28 38 56 69 75 93 113

10 10 cm 19.2

11 12 cm 23.1 27.7

12 14 cm 26.9 32.3 37.6

13 16 cm 30.7 36.9 43.0 49.2

14 18 cm 34.1 41.5 48.4 55.3

15 20 cm 46.1 53.8 61.5 71.5

16 22 cm 49.2 59.2 67.6 78.7

17 25 cm 66.9 76.8 89.4 96.0

18 30 cm 87.4 107.3 115.3 117.2

19 35 cm 125.2 134.5 136.8 162.9

20 40 cm 136.6 153.7 156.3 186.2 189.7 193.2

21 45 cm 172.9 175.8 209.4 213.4 217.3

22 50 cm 192.1 195.4 232.7 237.1 241.5

23 55 cm 211.3 214.9 256.0 260.8 265.6

24 60 cm 213.4 234.5 279.2 284.5 289.8

25 70 cm 267.7 325.8 331.9 338.1

26 80 cm 349.7 379.3 386.4

27 90 cm 426.8 434.7

28 100 cm 442.6 483.0

29 110 cm 531.3

30

Rip

pe

ns

tah

l mit

ho

he

m V

erb

un

d, f

yk=

50

0 N

/mm

2

Be

ton

fest

igke

itskl

ass

e C

20

/25

Bem

essu

ng

sla

st

im G

ren

zzu

sta

nd

der

Tra

gfä

hig

keit

3) in

[kN

](m

ass

ge

be

nd

er

We

rt v

on

: S

tah

l, V

erb

un

d u

nd

Sp

alte

n v

on

Be

ton

)

Vera

nkeru

ng

slä

ng

eb

120 cm 546.4

1) Fyd,s = 2 x /4 x fyk / ms, fyk = 500 N/mm²; ms = 1.15 2) min. Rand- und Stababstände sind anzuwenden 3) Gültig für eine Gebrauchstemperatur unter +50°C

- Bohrloch sauber und Untergrundtemperatur mehr als +5°C zum Zeitpunkt des Einbaus- für wassergesättigten Beton beim Einbau: Verankerungslänge mit Faktor 1.4 multiplizieren - Werte für Belastung können bis zum Erreichen des Grundmasses der Verankerung linear inter- und extrapoliert werden - Teilsicherheitswerte s = 1.15 und b = 1.8 (in Bezug auf charakteristische Werte).

4) Bemessungswert


s/2 s/2s

cs1

s

cs1

cs3 cs4Rsd Rbd Rcd


Ausgabe 2005 335

5

3.4 Sonderfälle

Dieser Abschnitt behandelt Anwendungen, bei denen einbetonierte Stäbe aufgebogen würden, um Zugkräfte auf andere Stäbe zu übertragen oder in der Druckzone zu verankern. Nachträglich eingemörtelte Stäbe sind nur mit geraden Stabenden im Bohrloch ausführbar. Daher ist für diese Fälle für die nachträglichen Bewehrungsanschlüsse eine geeignete Modellierung des Kraftflusses im bestehenden Bauteil nach den Regeln des Stahlbetonbaus notwendig. Die Bemessung soll ein Versagen des Bauteils mit Vorankündigung ergeben (duktiles Stahlversagen).Bitte beachten: Die folgenden Modellierungen sind Vereinfachungen. Im Einzelfall ist eine ingenieurmässige Beurteilung über die zweckmässigen Anwendung notwendig.

Tabelle 3.4: Anwendungsübersicht:

Kapitel einbetoniert eingemörtelt einbetoniert eingemörtelt

3.4.1

Rahmenknoten mit Querkraft und Biegemoment

3.4.2

Rahmenecke mit Querkraft und öffnendem Biegemoment

3.4.3

Rahmenecke mit Querkraft und schliessendem Biegemoment

3.4.4 3.4.5

Konsolen Zugverbindungen


336 Ausgabe 2005

1) Hilti HIT: Berechnung von Rahmenknoten, Kopie bitte beim Hilti Technischer Service erfragen 2) Hilti EXBAR Rahmenknoten: Excel Tabelle zur Berechnung von Rahmenknoten

Europa EC2

+N2

Bild 3.4a Vorzeichenregel und Symbole für Schnittkräfte, Pfeilrichtung gibt positive Kraftrichtung an

1

32+N

+N1

+M1

+M3

+M2

+V1

+V3

+V2P

x = z1/2 x = z1/2

x = z/2

+A

3.4.1 Rahmenknoten mit Biegemoment Erklärung der Tests und Formeln siehe Bericht 1).

Ermittlung der Schnittkräfte im Knoten: Vorraussetzung für die Bemessung ist das innere Gleichgewicht der Schnittkräfte am Knoten und das globale Gleichgewicht im Bauteil. Die Steifigkeit des Bauteils sowie die Auflagerbedingungen bestimmen die Aufteilung der Schnittkräfte. Normalerweise kann plastische Berechnung angewendet werden.

Berechnungsverfahren (mit EXBAR Rahmenknoten2))Festlegung und Überprüfung des lokalen Gleichgewichtsan den Aussenflächen des Knotens in Relation zum Punkt P:

02

zVV

2

zVMMMM 1

321321p

0NNVH 321 0AVVNV 321

Die Bemessungskräfte für Bewehrung sind:

yd1sd11

d1d1s fA

2

11N

z

MF , mit = 1.0 nur für schliessendes Moment und sonst = 0,85

yd2sd2d2

d2s fA2

N

z

MF ; yd3s

d3d3d3s fA

2

N

z

MF

yd0Sd2Sd2Sd0S fAFFF mit: 1z

zV

z

1

z

1

2

zVVMF

0

1d1

0

1d3d2d1d2S

Bemerkung: die Gurtkräfte Fs0 und Fs3 müssen ausreichend in der Druckzone des Bauteils verankert werden.

Verankerung b1 und Hebelarm z0:

uf

F

bd

d,1S1b ; fbd siehe Tabelle 3.2; u = Stabumfang aller Stäbe As1;

2chz 1bs0

Spaltzugkraft S0, zum Überlagern mit Schub- oder Endbewehrung:

ydsp

b

ddd

sp

d fAzzz

zzVVM

zS

2

211

2)(

M101

321

spd

0

Vom Beton zu übertragende Spaltzugspannung fsp:

ctddb

dddd

sp

spd

spd

fdb

V

zbzz

zzVVM

db

V

W

Mf 2

2

101321

2 41.2

211

2; mit 3

2

8.1

3.07.0ckctd ff

Fs3

b1/2

S0

DS0

D0S

D0

Fc0

Fc1

Fc3

As3 Fs3

Fs2 As2

b1/2

Fs1

As1 FS0 As0

z0

z

z1r

S0

0S

0

Bild 3.4b Detail des lokalen Fachwerkmodells Beschränkung: 0.58 cot i 2.0

z0

b1

cs

zh

z1

h1

M2

M1

V1

S0 inst

As0 Fs0

FS3 AS3

N3

V2

V3

Pfsp

A/2s z z1

Bereich 2 Bereich 3

Fc3

Fc1

z1r

Be

reic

h 1

(n

eu

es

Ba

ute

il)

N2 M3

Fs1

As1

N1

As2 Fs2

A/2

Fc2

Bereich 0

Bild 3.4c Fachwerkmodel im Rahmenknoten


Ausgabe 2005 337

5

3.4.4 Konsolen

Eingemörtelte Gurtbewehrung und horizontale Bügel können nach dem Fachwerkmodell bestimmt werden. Verankerungslänge mit Hilti EXBAR Rebar Design2)

(Betonausbruch) überprüfen.

3.4.5 Zugverbindungen

Betonausbruch mit Hilti EXBAR Rebar Design2)

überprüfen.Rissbildung im Beton in Stabrichtung beachten.

1) Hilti EXBAR Rahmenknoten: Excel Tabelle zur Berechnung von Rahmenknoten, bitte bei Hilti Technischer Service erfragen 2) Hilti EXBAR Rebar Design: Excel Tabelle zur Berechnung nachträglicher Bewehrungsanschlüsse, Hilti Technischer Service

3.4.2 Rahmenecke mit Querkraft und öffnendem Biegemoment

Ansatz aus Abschnitt 3.4.1 (mit EXBAR Rahmenknoten1))

aber: 0,0,0 333 NVM

3.4.3 Rahmenecke mit Querkraft und schliessendem Biegemoment

a) Verbindung zu Bauteil mit Überstand (Sporn):

Ansatz aus Abschnitt 3.4.1 (mit EXBAR Rahmenknoten1))

aber: 0,0,0 222 NVM

b) Verbindung am Bauteilende (ohne Überstand):

Einfachste und sicherste Ausführung als Übergreifungsstoss:

Für kleine Belastungen kann die vereinfachte Bemessung nachAbschnitt 3.5 verwendet werden.Um Spalten im Beton zu verhindern, ist eine ausreichendeVerankerung der vorhandenen Bewehrung nachzuweisen.

3.4.4 Konsolen

e


338 Ausgabe 2005

3.5 Vereinfachter Ansatz mit Hilfe von Schubnachweisen (Betonausbruch)

3.5.1 Allgemeines Nachträglich eingemörtelte Bewehrungsstäbe können nicht wie einbetonierte Stäbe mit Winkelhaken verankert werden. Um dennoch die erforderliche Verankerungslänge so klein wie möglich zu halten, bietet die Hilti HIT-Rebar CC Methode den geeigneten Ansatz. Diese Methode basiert auf dem Ankermodell und ist im Hilti Handbuch der Befestigungstechnik beschrieben.

3.5.2 Berechnungsgrundlagen für Tabelle 3.5a and 3.5b Der Widerstand eines Einzelstabes aus einer Stabreihe ergibt sich aus dem kleinsten der drei Widerstände von Stahl, Verbund und Beton (Betonausbruch):

}R;R;R{Min cdbdsd

Stahl Verbund (Auszug) Betonausbruch (Schub)

Rsd Rbd Rcd

Zusätzlich zu den Angaben in den Tabellen sind die folgenden geometrischen Bedingungen zu beachten:

1) Wenn cs,3 < 0.5 s oder cs,4 < 0.5 s: Randeinfassung (Bügel) vorsehen

cs1

cs2

s s s

cs3=s/2

ss

inst

D0cs,1 inst

c1

inst 10s 5

s

cs,41) 4.5

0.5s

cs,31) 4.5

0.5s

cs,2 inst


Ausgabe 2005 339

5

Typische Tabelle 3.5a

Hilti HIT-HY 150

}R;R;R{Min cdbdsd Bemessungslast pro Stab

1 Stabdurchmesser [mm] 10 12 14 16 20 25

2 Bohrlochdurchmesser D0 [mm] 12-14 16-18 18-20 20-22 25-28 30-32

3 Stahlquerschnitt As [mm2] 79 113 154 201 314 491

4 Ausnutzungsgrenze Stahl1)Fyd,s [kN] 34.1 49.2 66.9 87.4 136.6 213.4

5 Verankerung ’b0 [cm] 22 29 37 44 61 90

6 als Vielfaches von 20 24 27 28 31 36

7

Verbund3)

Bemessungsverbundspannung [N/mm2] 5.0 4.5 4.1 3.9 3.5 3.0

8 min. Stababstand smin cm 18 22 26 29 36 45

9 Grundmass Verankerungslänge b cm 22 29 37 44 61 90

10 10 cm 15.8

11 12 cm 18.9 20.2

12 14 cm 22.1 23.6 25.0

13 16 cm 25.2 27.0 28.6 31.6

14 18 cm 28.4 30.3 32.2 35.6

15 20 cm 31.5 33.7 35.8 39.5 44.6

16 22 cm 34.1 37.1 39.3 43.5 49.1

17 25 cm 42.1 44.7 49.4 55.8 59.6

18 30 cm 49.2 53.6 59.3 66.9 71.5

19 35 cm 62.6 69.2 78.1 83.5

20 40 cm 66.9 79.1 89.2 95.4

21 45 cm 87.4 100.4 107.3

22 50 cm 111.5 119.2

23 55 cm 122.7 131.1

24 60 cm 133.8 143.1

25 70 cm 136.6 166.9

26 80 cm 190.7

27

Rip

pe

ns

tah

l mit

ho

he

m V

erb

un

d, f

yk=

50

0 N

/mm

2

Be

ton

fest

igke

itskl

ass

e C

20

/25

Bem

essu

ng

sla

st

im G

ren

zzu

sta

nd

der

Tra

gfä

hig

keit

2) in

[kN

](m

ass

ge

be

nd

er

We

rt v

on

: S

tah

l, V

erb

un

d u

nd

Be

ton

au

sbru

ch)

Vera

nkeru

ng

slä

ng

ein

st

90 cm 213.4

1) Fyd,s = 2 x /4 x fyk / ms, fyk = 500 N/mm²; ms = 1.15 2) Trockenes, aufgerautes und gereinigtes Bohrloch zum Zeitpunkt der Installation, für Stäbe > 25, wird Hilti HIT-RE 500 als Mörtel empfohlen,

Teilsicherheitsfaktor s =1.15 für Stahl, c =1.5 für Beton und b = 1.5 für Verbund, die Werte für Belastung können linear interpoliert werden. 3) für Randabstände siehe Skizze:


ss

inst

D0cs,1 inst

c1

inst 10s 5

s

cs,4 4.5 0.5s

cs,3 4.50.5s

cs,2 inst

cs1 cs2

ssc3=s/2Rsd Rbd

Rcd


340 Ausgabe 2005

Typische Tabelle 3.5b

Hilti HIT-RE 500

}R;R;R{Min cdbdsd Bemessungslast pro Stab




4 Ausnutzungsgrenze Stahl1)Fyd,s [kN] 34.1 49.2 66.9 87.4 136.6 213.4 267.7 349.7 442.6 546.4

5 Verankerung ’b0 16 19 22 25 31 39 50 62 76 91

6 als Vielfaches von 16 16 16 16 16 16 18 19 21 23

7Verbund4)

5)Verbundspannung [N/mm2] 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9 6.0 5.6 5.2 4.8

8 min. Stababstand smin cm 18 22 26 29 36 45 54 60 65 72

9 Grundmass Verankerungslänge b cm 16 19 22 25 31 39 50 67 87 110

10 10 cm 21.8

11 12 cm 26.1 31.4

12 14 cm 30.5 36.6 42.7

13 16 cm 34.1 41.8 48.8 55.8

14 18 cm 47.1 54.9 62.7

15 20 cm 49.2 61.0 69.7 87.1

16 22 cm 66.9 76.7 95.8

17 25 cm 87.1 108.9 136.1

18 30 cm 87.4 130.7 163.4 159.6

19 35 cm 136.6 190.6 186.1 197.1

20 40 cm 213.4 212.7 225.3 233.4 239.8

21 45 cm 239.3 253.4 262.5 269.8

22 50 cm 265.9 281.6 291.7 299.7

23 55 cm 267.7 309.8 320.9 329.7

24 60 cm 331.2 350.1 359.7

25 70 cm 349.7 393.2 419.6

26 80 cm 422.4 455.6

27 90 cm 442.6 485.6

28 100 cm 515.5

29 110 cm 545.5

30

Rip

pe

ns

tah

l mit

ho

he

m V

erb

un

d, f

yk=

50

0 N

/mm

2

Be

ton

fest

igke

itskl

ass

e C

20

/25

Bem

essu

ng

sla

st

im G

ren

zzu

sta

nd

der

Tra

gfä

hig

keit

2) in

[kN

] (m

ass

ge

be

nd

er

We

rt v

on

: S

tah

l, V

erb

un

d u

nd

Be

ton

au

sbru

ch)

Vera

nkeru

ng

slä

ng

ein

st

120 cm 546.4

1) Fyd,s = x /4 x fyk / ms, fyk = 500 N/mm²; ms = 1.15 2) Bohrloch gereinigt, Beton nicht wassergesättigt und Temperatur +5°C zum Zeitpunkt des Einbaus, Temperatur unter Belastung + 50°C, Teilsicherheitsfaktoren s =1.15 für Stahl, c =1.5 für Beton und b = 1.8 für Verbund, Werte für Belastung können linear interpoliert werden. 3) Stabdurchmesser grösser 32 nicht für Biegung verwenden 4) für erforderliche Randabstände siehe Skizze:5) Bemessungswert


ss

inst

D0cs,1 inst

c1

inst 10s 5

s

cs,41) 4.5

0.5s

cs,31) 4.5

0.5s

cs,2 hinst

cs1 cs2

ssc3=s/2Rsd Rbd

Rcd


Ausgabe 2005 341

5

p

300260

300

150 260

= 6.50 m

4 Berechnungsbeispiele

4.1 Plattenanschluss, gelenkig gelagert berechnet (s. Abschnitt 3.3)

Platte: = 6.50 m; p = 5 kN/m2 ; h = 300 mm; d = 260 mm Wand: h = 300 mm; d = 260 mm, Vertikalbew.: 12 s = 200 mm

Beton C20/25, Stahl BSt 500 Feuerwiderstandsklasse : F90 (1 1/2 h) Belastung: gsd = 1.35 x 7.5 = 10.1 kN/ m2; psd = 1.5 x 5.0 = 7.5

kN/m2 qsd = 17.6 kN/ m2

Schnittgrössen:msd = 17.6 x 6.762 / 8 = 100.5 kNm/m;vsd = 17.6 x (6.50 / 2) = 57.2 kN/m

erforderliche Bewehrung unten in Feldmitte:A s,erf = 100.5 x 1.15 / (0.26 x 0.9 x 0.5) = 988 mm2/m

gewählte Bewehrung: 16 s = 200 mm; A s,vorh = 1010 mm2/mUntere Bewehrung am Auflager: As,min = 0.4 x 0.8 x 3 x 150 x 1000 / 500 = 288 mm2/m {Abschnitt 4.4.2.2, EC 2 : 1992} As,min = 0.50 x 988 = 494 mm2/m {Abschnitt 5.4.3.2.2, EC 2 : 1992} As,erf = 57.2 x 1.15 / 0.5 = 132 mm2/m {Abschnitt 5.4.3.2.1(1), EC 2 : 1992}

a) Verankerung {Abschnitt 5.2.3.4.1 und 5.4.2.1.4, EC 2 : 1992}: gewählte Bewehrung: 12, s = 150 mm; A s,vorh = 754 mm2/m

b = (12 / 4) x 500 / (1.15 x 2.3) = 567 mm; b,net = 2/3 x (567 x 494 / 754) = 248 mm

b,min = 2 / 3 x (max{0.3 x 567; 10 x 12; 100}) = 113 mm

b) Hilti EXBAR Rebar Design (Betonspalten): gewählte Bewehrung: 12, s = 200 mm; A s,vorh = 565 mm2/m

Bemerkung: Bewehrung kann durch die Berechnung mit Hilti EXBAR reduziert werden. Fyd,s = 494 x 0.5 / 1.15 = 215 KN/m

Hilti HIT-HY150: inst = 26 cm, NRd = 219 KN/m > 215 KN/m ok Hilti HIT-RE 500: inst = 17 cm, NRd = 222 KN/m > 215 KN/m ok

Brandschutz (s. Anhang A10): Feuerwiderstandsklasse F 90 (1 1/2h) FsT,req = 0.6 x 57.2 = 34.3 KN/m = 6.9KN/Stab {ENV 1992 (EC 2), Teil 1-2:1995, Abschnitt 2.4.3 (4) und (5)}

Hilti HIT-HY 150: 12 inst = 26 cm; Fs,T > 36.4 kN > 6.9 kN ok Hilti HIT-RE 500: 12 inst = 17 cm; Fs,T = 12.4 kN > 6.9 kN ok

Obere Bewehrung (s. Abschnitt 3.5):Mindestbewehrung: 25% der erf. Feldbewehrung in Feldmitte {Abschnitt 5.4.3.2.2 (2), EC 2 : 1991} As,req = 0.25 x 988 = 247 mm2/mAs,min = 0.4 x 0.8 x 3 x 150 x 1000 / 500 = 288 mm2/m {Abschnitt 4.4.2.2, EC 2 : 1991} Gewählt: 12 s = 300 mm; A s,vorh = 377 mm2/m

Berechnung mit Hilti EXBAR Rebar (Betonausbruch): Fyd,s = 288 x 0.5 / 1.15 = 125.2 kN/m

Hilti HIT-HY 150: inst = 23 cm NRd = 129.3 kN/m > 125.2 kN/m okHilti HIT-RE 500: inst = 15 cm NRd = 130.7 kN/m > 125.2 kN/m ok

300260

300

130 260

= 6.50 m


342 Ausgabe 2005

4.2 Übergreifungsstoss (siehe Abschnitt 3.3.2)

Stützmoment: msd = 120 kNm/m; Schub in der Fuge: vsd = 50 kN/m h = 300 mm; d = 250 mm, c = 4 cm

Beton C25/C30, Stahl BSt 500

Feuerwiderstandsklasse: F60 (1h) Brandschutzverputz 3 cm

obere Bewehrung vorh.: 16 s = 150 mm; As,prov = 1340 mm2/m,Betondeckung zur Fuge cf = 3 cm

untere Bewehrung: 10 s = 200 mm; As,vorh = 390 mm2/m

Hinweis: reduzierte Last im einbetonierten Stab aus Hebelarm: = 25 / 27 = 0.93

a) Übergreifungsstoss nach Norm: {Abschnitt 5.2.4, EC 2 : 1992} ds2 = 250 mm, z2 0.9 x 250 = 225 mm;

As,erf = 120 x 1.15 / (0.225 x 0.5) = 1227 mm2/m

einbetoniert: s = 16 / 4 x 500 / (2.7 x 1.15) x 1.4 x 1227 / 1340 = 826 mm

erforderliche Einbindetiefe inst :lichter Abstand der Stäbe s1 14cm, im ungünstigsten Fall liegt der eingemörtelte Stab genau in der Mitte zwischen den einbetonierten Stäben

Berücksichtigung des Abstandes der übergreifenden Stäbe grösser 4 x s2 = s1 / 2 – 4 x = 14 / 2 - 4 x 1.6 = 0.6 cm ~ 1cm

inst = s + cf + s2= 83 + 3 + 1 = 87 cm

b) Alternative Bemessung mit Hilti EXBAR Rebar Design (Betonspalten):Fsd = 1227 x 0.5 / 1.15 = 533 kN/m, cs1 = 5 cm (gemessen zur Stabachse)

HIT HY 150 + HIT RE 500 (Beton ist massgebend):

b = 46 cm Übergreifungslänge nach ACI 318 ist massgebend: s = 53 cm

inst = s + cf + s2 = 53 + 3 + 1 = 57 cm (aber für RE 500 Brandschutz beachten)

Brandschutz (s. Anhang A10):Feuerwiderstandsklasse: F60 (1h)

Lichte Betondeckung incl. Brandschutzverputz: c = 4 + 3 = 7 cmFsT = 0.6 x 120/0.225 + 50 x 0.6 = 350 KN/m = 52.2 KN/Stab {ENV 1992 (EC 2), Teil 1-2:1995,

Abschnitt 2.4.3 (4) und (5)}

T,erf = 52 200 / (16 x x 530) = 1.96 N/mm2

Hilti HIT-HY 150: T = 2.2 N/mm2 > 1.96 N/mm2 ok

Hilti HIT-RE 500: T = 1.0 N/mm2 < 1.96 N/mm2 z. B. Verankerungslänge erhöhen ( inst = 63 cm) und Verputzdicke auf 5 cm erhöhen.

10

300250

30

5030


Ausgabe 2005 343

5

z0

b1

cs

zh

z1

h1

M2

M1

V1

S0 inst

As0 Fs0V2

Pfsp

Fc1

z1r

N2

Fs1

As1

N1

As2 Fs2

Fc2

4.3 Wandanschluss (Rahmenknoten s. Abschnitt 3.4)

4.3.1 Öffnendes Moment (Wasserdruck) Schnittkräfte (massgebend für Bewehrungsanschluss)

V1d = s x p x h2 / 2 = 1.4 x 10 x 3.52 / 2 = 86 kN/m e = h / 3 = 3.5 / 3 = 1.17 m M1d = V1d x e = 86 x 1.17 = 100 kNm/m

-M2d = M1d + V1d x z / 2 = 100 + 0.25 x 86 =121.5 kNm/m N2d = V1d = 86 kN/m Ms3 = 0; V2 = V3 = 0; N1 = N3 = 0

Material:Beton: C20/25; Stahl: BSt 500

h1 = 420 mm; h2 = h3 = 600 mm; d1 = 380 mm; d2 = d3 = 560 mm; z 0.9 d: z1 = 340 mm; z2 = z3 = 500 mm As1 = 905 mm2/m ( 12 s = 125 mm) As0 = As2 = As3 = 804 mm2/m ( 16 s = 250 mm) cS = h2 – d2 = 40 mm

Einbindetiefe der Anschlussbewehrung: inst = 54 cm (für die Berechnung mit EXBAR Rahmenknoten: öffnendes Moment verwenden und entsprechende Schnittkräfte „= 0“ setzen)

Berechnung:Kräfte im nachträglichen Bewehrungsanschluss: z1r = 0.85 x z1 = 0.85 x 340 = 289 mm Fs1d = M1d / z1r = 100.0 / 0.289 = 346 kN/m

Mörtel: Hilti HIT-HY 150: b1 = 26 cmHebelarm z0 = inst – cs - b1 / 2= 540 – 40 – 260 / 2 = 370 mm

zusätzliche Kraft Fs2d in der Bewehrung:Fs2d = M1d x (1 / zo – 1 / z) + V1d x (z1/z0 –1)

= 100.0 x (1 / 0.37 – 1 / 0.50) + 86 x (0.34 / 0.37 –1)= 63 kN/m

Kraft Fs in Bewehrung: Fs0d = M2d / z2 + N2d / 2 + Fs2d = 121.5 / 0.50 + 86 / 2 + 63 = 349 kN/m Fs2d = M2d / z2 + N2d / 2 = 121.5 / 0.50 + 86 / 2 = 286 kN/m

Kontrolle:As1 Fs1d x s / fyk: As1, erf = 346 x 1.15 / 0.5 = 796 mm2/m As1, vorh = 905 mm2/m ok As0 Fs0d x s / fyk: As0, erf = 349 x 1.15 / 0.5 = 803 mm2/m As0, vorh = 804 mm2/m ok As2 Fs2d x s / fyk: As2, erf = 286 x 1.15 / 0.5 = 658 mm2/m As2, vorh = 804 mm2/m ok

Zugspannung im Beton aus Spaltkraft S0:

Bemessungszugspannung: 232

32

ckct

ctd mm/N86.020117.0f3.07.0

f {Abschnitt 3.1.2.3, EC 2}

fsp,d = M1d x (1 – z0 /z) x (1 - b1 / 2z) x 2,41 / (b z2) = 100 x (1 – 0.37 / 0.50) x (1 – 0.26/(2 x 0.5) x 2.41 / (1.0 x 0.52) = 185 kN/m2 = 0.18 N/mm2 fctd = 0.86 N/mm2 ok

max. Wasserhöhe

3.5 m

0.60 m

0.42 m

12 s = 125 mm 12 s = 250 mm

16 s = 250 mm

V1e

Bemerkung: Querbewehrung nicht dargestellt


344 Ausgabe 2005

z0

b1

cs

z3d3h3

z1

d1

h1

M3

M1

N3

V1

Fs1; As1

Fs2

As2

Fs0

As

0

inst

S0

V1

e

4.3.2 Schliessendes Moment: Anforderungen:Anschlussbewehrung soll so verankert werden, dass der Stahlfür Biegung voll ausgenutzt wird. As1 = 452 mm2/m ( 12 s = 250 mm)

z1 = 340 mm Fs1d = As1 x fyk / s = 452 x 0.5 / 1.15 = 196.5 kN/m = 49.1 kN/Stab M1d = Fs1d x z1 = 196.5 x 0.34 = 66.8 kNm/m V1d = M1d / e = 66.8 / 1.2 = 55.7 kN/m -N3d = V1d = 55.7 kN/m -M3d = M1d – N3d x z3/2 = 66.8 + 55.7 x 0.25 = 80.7 kNm/mM2d = 0; V2 = V3 = 0; N1 = N2 = 0

Material: Beton C20/25, Stahl BSt 500

h1 = 420 mm; h2 = h3 = 600 mm; d1 = 380 mm; d2 = d3 = 560 mm; z 0.9 d: z1 = 340 mm; z2 = z3 = 500 mm As0 = As2 = As3 = 804 mm2/m ( 16 s = 250 mm) cs 40 mm

Einbindetiefe der Anschlussbewehrung: inst = 39 cmMörtel: Hilti HIT-HY 150: b = 29 cm

Berechnung: Hebelarm z0 = inst – cs - b1 / 2 = 390 – 40 – (290 / 2) = 205 mm zusätzliche Kraft Fs2d in der Bewehrung:

Fs2d = M1d x (1/zo – 1/z) + V1d x (z1/z0 –1) = 66.8 x (1/ 0.205 – 1/ 0.50) + 55.7 x (0.34/ 0.205 –1) = 229 kN/m

Kraft Fs in Bewehrung: Fs0d = Fs2d = 229 kN/m Fs3d = M3d / z3 + N3d/2 = 80.7 / 0.50 – 55.7 / 2 = 133.5 kN/m

Kontrolle: As1 Fs1d x s / fyk: As1, erf = 196.5 x 1.15 / 0.5 = 452 mm2/m = As1, vorh = 452 mm2/m ok As0 Fs0d x s / fyk: As0, erf = 229 x 1.15 / 0.5 = 527 mm2/m As0, vorh = 804 mm2/m ok As3 Fs3d x s / fyk: As3, erf = 133.5 x 1.15 / 0.5 = 307 mm2/m As3, vorh = 804 mm2/m ok

Spaltzugkraft S0: aufgenommen von Bewehrung in Plattenüberstand S0d M1d x (1 - z0/z) x (1 - b / (2 x z)) x 2/z = 66.8 x (1 – 0.205/0.5) x (1 - 0.29 / (2 x 0.5)) x 2 / 0.5 = 112 kN/m As,erf = 112 x 1.15 / 0.5 = 258 mm2/m As3, vorh = 804 mm2/m ok

Fs3

As3


Ausgabe 2005 345

5

5 Zulassungen / Literatur / Technische Anhänge

5.1 Liste der Zulassungen für Hilti HIT-HY 150

Land: USAZulassungsbehörde: International Conference of Building

Officials (ICBO) Zulassungsnr..: Evaluation Report # 5193 Titel: Hilti HIT HY-150 Adhesive Anchor System Bemerkung: Beinhaltet die Verankerung von

Gewindestangen und Bewehrungsanschlüssen

Land: USAZulassungsbehörde: City of Los Angeles (COLA) Zulassungsnr..: Research Report 25257 Land: USAZulassungsbehörde: Southern Building Code Congress International (SBCCI) Zulassungsnr..: Report No. 9930

Land: DeutschlandApproval body: Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt) Zulassungsnr..: Z-12.8-1648 Titel: Bewehrungsanschluss mit Hilti- Injektionsmörtel HIT-HY 150 Bemerkung: Nachträglich montierte

Bewehrungsanschlüsse mit BSt 500 Ø8 – Ø25, Bemessung nach DIN 1045 / EC 2

Land: FrankreichZulassungsbehörde: SOCOTEC Zulassungsnr..: BX 1032 Titel: HY 150 fers à béton Bemerkung: Bewehrungsanschlüsse

5.2 Liste der Zulassungen Hilti HIT-RE 500

Land: USAZulassungsbehörde: International Conference of Building Officials (ICBO) Zulassungsnr..: Evaluation Report # 6010 Titel: Hilti HIT RE 500 Adhesive Anchor System Bemerkung: Beinhaltet die Verankerung von

Gewindestangen und Bewehrungsanschlüssen

Land: FrankreichZulassungsbehörde: SOCOTEC Zulassungsnr..: KX 0893 Titel: HIT-RE500 pour l’ancrage

d’armatures pour béton armé Bemerkung: Bewehrungsanschlüsse

5.3 Anhänge (erhältlich beim Technischen Dienst von Hilti)

A01 Grundlagen für die Darstellung

A02 Mörtel Füllvolumen und Markierungslängen

A03 Grundlagen zur Bemessung von Verankerung und Übergreifung von Betonstabstahl

A04 Bemessungsrelevante Abschnitte aus Eurocode 2 (ENV 1992-1-2)

A05 Verbundverhalten von Rippenstahl in Beton

A06 Zusammenwirken von Betonspalten und Verbund, Hinweis auf Literatur und Hilti Versuche

A07 Hilti HIT-Rebar Bemessung und ACI 318-02 Ansatz, Hinweis auf Literatur und Hilti Prüfberichte

A08 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit

A09 Korrosionsverhalten eingemörtelter Stäbe, Hinweis auf Prüfberichte der SGK

A10 Brandschutzbemessung, Hinweis auf Prüfberichte der Universität Braunschweig

A11 Ermüdung von nachträglich montierten Bewehrungsanschlüssen, Hinweis auf Hilti Versuchsberichte

5.4 Bemessungshilfen (erhältlich beim Technischen Dienst von Hilti)

Hilti EXBAR Rebar Design EC2: Excel Tabelle zur Berechnung von nachträglichen Bewehrungsanschlüssen Hilti EXBAR Rahmenknoten EC2: Excel Tabelle zur Berechnung von nachträglichen Bewehrungsanschlüssen bei Rahmenknoten

346 Ausgabe 2005

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