Verstärkungs- und Instandsetzungsmaßnahmen mittels Aufbeton werden zunehmend an Stahlbeton- und Spannbetonkonstruktionen eingesetzt. Eine Norm-konforme Bemessung ist jedoch zeitaufwendig und bis vor kurzem nur mit Berechnungstools wie beispielsweise Microsoft Excel® oder Handberechnungen möglich gewesen. Um Ihren Arbeitsablauf zu vereinfachen hat Hilti das PROFIS Engineering Aufbetonmodul zur EOTA TR 066 konformen Bemessung von nachträglich installierten Verbindern entwickelt.  
 
Mehr Informationen zu der Anwendung Aufbeton und der Bemessungsrichtlinie EOTA TR 066 finden Sie auch im Fachartikel: Verstärkung und Instandsetzung von Stahlbetonteilen mit Aufbeton 
Lesedauer: 8 Minuten 
 
Die Bemessung von Aufbeton beziehungsweise deren Verbundfuge mittels nachträglich installierter Schubverbinder wird für Planer und Anwender aufgrund der steigenden Instandsetzungsmaßnahmen immer wichtiger. 
Aus Mangel an Alternativen wurden solche Anwendungen bisher mit EN 1992-1-1, oder gar überschlägig bemessen.  
Während überschlägige Pi-Mal Daumen Bemessungen häufig unwirtschaftlich und ohne Normgrundlage sowie Produktzulassung sind, ist der EN 1992-1-1 nicht für die Bemessung von nachträglich installierten Schubverbindern vorgesehen.  
Der Eurocode fasst die Tragmechanismen "Kohäsion/Verzahnung" und "Reibung" in einer Gleichung zusammen, wobei davon ausgegangen wird, dass es sich bei der Verbindung beider Betonierabschnitte um einen ideal verankerten, einbetonierten Verbinder handelt, wie man ihn aus Halbbetonfertigteilen kennt. 

Abbildung 1: Schubübertragung in der bewehrten Verbundfuge: Kohäsion / Verzahnung, Reibung und Dübelwirkung 

Dem gegenüber berücksichtigt die EOTA TR 066 neben der "Kohäsion/Verzahnung" und "Reibung" zusätzlich den Traganteil der sogenannten "Dübelwirkung" und ist konkret für die Bemessung von nachträglich installierten Verbindern geschrieben worden und berücksichtigt im Gegensatz zum EN 1992-1-1 die individuellen Eigenschaften von nachträglich installierten Verbinder. 
 
Da eine Handberechnung gemäss EOTA TR 066 und die Berücksichtigung der verschiedenen Verbinder Eigenschaften nicht nur langwierig, sondern je nach Erfolg auch iterativ sein kann, hat Hilti Mitte September 2021 das neue Aufbetonmodul in PROFIS Engineering für die Bemessung nachträglich installierter Schubverbinder und die Verbundfuge gemäß dem aktuellen Stand der Technik veröffentlicht.  

Abbildung 2: Verfügbare Berechungsmodule in PROFIS Engineering 

 
Was bedeutet das für Sie? 
Neben dem Vorteil einer normkonformen- und ETA unterstützten Bemessungen, reduzieren Sie Ihren Zeitaufwand auf wenige Klicks und generieren einen Bemessungsbericht mit allen relevanten Informationen für Prüfingenieure und Behörden sowie für die Ausführung vor Ort. Dieser enthält nicht nur Berechnungsdetails, Normenverweisen und Produktinformationen, einschließlich Artikelnummern und Anzahl der Schubverbinder pro Zone sondern auch ein 2D-Schema mit einer detaillierten Tabelle zur Installation der Verbinder. 

Für eine erfolgreiche Bemessung sind 5 Schritte notwendig: 
 
1)   Auswahl der richtigen Anwendung 

Abbildung 3: vier mögliche Aufbetonverstärkungen in PROFIS 

 

In PROFIS Engineering können Sie Platten, Wand, Balken und allgemeine Verstärkungen bemessen. Platte, Wand und Balken liegen innerhalb der Definitionsgrenzen des EN 1992-1-1, 5.3.1. Wenn Ihre Anwendung von der Eurocode Definition variiert können Sie mit der „Verstärkung allgemein“ Ihr System annähern.

2)   Eingabe der Geometrien  

Abbildung 4: Eingabe der Geometrie 

Im Reiter Geometrie definieren Sie Länge und Breite Ihrer Zone sowie Höhe, Betongüte und Bewehrung von Auf- und Bestandsbeton. Anzahl der Zonen, Symmetrie und die automatische Berücksichtigung des Randbereichs können individuell eingestellt werden.

3)   Eingabe der Lasten 

Abbildung 5: Eingabe der Querkraft 

PROFIS Engineering ermöglicht die Bemessung von statischen, seismischen und ermüdungsrelevanten Lastsituationen. Die Eingabe der Lasten erfolgt entweder über die Schubspannung oder die Querkraft samt innerem Hebelarm z und β (Verhältnis zwischen der Längskraft im neuen Beton und der Gesamtlängskraft in der Druck- oder Zugzone).

4)   Auswahl des Verbinders 

Abbildung 6: Verfügbares Verbinderportfolio in PROFIS Engineering 

PROFIS bietet Ihnen verschiedene Verbinder für die Bemessung der Anwendung. Je nach Eingabe Ihrer Parameter werden relevante Verbinder vorgefiltert (z.B. für ermüdungsrelevante Anwendungen der HCC-B mit dem RE 500 V4). 

5)   Definition der Installationsbedingungen 

Um letzten Schritt ist es wichtig die Installationsbedingungen zu definieren. Dabei ist vor allem die Oberflächenrauigkeit von großer Bedeutung. Die Definition der Rautiefe in der Ausschreibung der Spezifikation ist daher empfehlenswert. 

Abbildung 7: Definition der Oberflachen Rauigkeit erfolgt über die Rautiefe 

 
PROFIS Engineering optimiert automatisch das Verbinderlayout, um die effizienteste Nutzung von Material und Montagezeit auf der Baustelle zu gewährleisten. Sie entscheiden lediglich, ob Sie auf Basis der Einbindetiefe, oder der Anzahl der Schubverbinder optimieren möchten.  
Aufgrund der automatischen Optimierung wird die Verbundfugenausnutzung Ihrer Bemessung in der Regel, wenn nicht der Mindestbewehrungsgrad maßgeblich ist, zwischen 95-100% liegen. Weitere Sicherheiten können zudem über die Einwirkungsseite bei Bedarf abgedeckt werden.  
 
Für eine zusätzliche Optimierung Ihrer Bemessung (im Falle einer Ausnutzung > 100%) stehen Ihnen fünf Hebel zur Verfügung: 

• Betonfestigkeit: Erhöhen Sie Ihre Betonfestigkeitsklasse 
• Oberflächenrauigkeit: Definieren Sie eine höhere Rauigkeit 
• Verbindertyp: Wählen Sie einen Verbinder für höhere Belastung 
• Verbindergröße: Erhöhen Sie den Verbinderdurchmesser 
• Aufbetonstärke: Erhöhen Sie die Stärke / das Verhältnis Auf- zu Bestandsbeton  

 
 
Schlussfolgerung 
Mit dem PROFIS Engineering Aufbetonmodul können Sie nicht nur gemäss dem aktuellen Stand der Technik schnell und einfach Ihre Aufbetonanwendungbemessung lösen, sondern Sie erhalten gleichzeitig ein bereits optimiertes Verbinderlayout und einen transparenten Bemessungsbericht mit allen notwendigen Informationen für die Baustelle und Montage. 
 
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