In etwa 70 % der Bemessungen nach EN 1992-4 ist Betonversagen bei Zug, Querzug oder im kombinierten Nachweis die maßgebende Versagensart. Durch den Ansatz und die Berücksichtigung von Zusatzbewehrung kann – unter Einhaltung der vom Eurocode definierten Randbedingungen – Ihre Bemessung gelöst und optimiert werden.  

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Mit der Veröffentlichung des MVV TB 2020/1 am 19.01.2021 ist der Grundstein für die offizielle Einführung des EN 1992-4 für Befestigungen im Beton in den verschiedenen Bundesländern von Deutschland gelegt. In Österreich und der Schweiz ist der EN 1992-4 bereits in die ÖNORM und SIA-Norm überführt worden. Ein der Änderungen zu den alten Bemessungsrichtlinien ETAG 001 und TR 029 ist die Möglichkeit des Ansatzes der Zusatzbewehrung. Bereits in der CEN/TS 1992-4 für Einlegeteile geregelt, wurde ihre Berücksichtigung nun auch für nachträglich verankerte Systeme - den Dübel - erweitert. 
 
Doch was bringt der Ansatz der Zusatzbewehrung überhaupt? 
In etwa 70% der Bemessungen nach EN 1992-4 ist Betonversagen bei Zug, Querzug oder im kombinierten Nachweis die maßgebende Versagensart. Dies liegt meist an vorliegenden Parametern wie beispielsweise der geringen Verankerungstiefe, engen Randabständen, niedrigen Betonfestigkeiten oder geringen Achsabständen. Durch Adaption der Dübelsysteme oder Änderung des Dübellayouts können einige dieser Parameter optimiert werden. Jedoch gibt es immer wieder Einbausituationen, in denen durch die äußeren Randbedingungen das Ende der Optimierungs- oder Anpassungsmöglichkeiten erreicht wird. Gerade in schlanken oder schmalen Bauteilen oder bei vordefinierten Ankerplatten ist der Anpassungsspielraum begrenzt.  
 

Abbildung 1: Haupteinflussfaktoren für Betonversagen 

Eine Möglichkeit verbirgt sich im Beton selbst, die vorhandene oder im Falle eines Neubaus, zu berücksichtigende Zusatzbewehrung. Bei einer erfolgreichen Einleitung der Lasten über die Ankerplatte, durch die Dübel in die Bewehrung können einige Betonversagensmodi komplett ausgeschlossen werden. PROFIS Engineering ist die erste Software am Markt die es Ihnen ermöglicht Zusatzbewehrung anzusetzen, zu platzieren und zu bemessen.  
 

Abbildung 2: Ansatz von Zusatzbewehrung auf Querkraft in PROFIS Engineering 

Im PROFIS Engineering können Sie unter dem Reiter „Bewehrung“ die vorhandene Bewehrung im Bauteil entweder faktoriell (Ansatz der Rückhängebewehrung mit  ψ(re,V)ψ(re,V) = 1,4 ) oder durch Aktivierung der Zusatzbewehrung auf Zug oder Quer berücksichtigen. 
 

Abbildung 3: Aktivierung der Zusatzbewehrung (links) , Berücksichtigung von  

Rückhängebewehrung faktoriell (rechts) 

Neben der Definition des Durchmessers, Bewehrungstypen (geschlossener Bügel, Steckbügel, Haken, gerades Ende) und des Bewehrungsabstandes sind zwei weitere Eingabefelder hervorzuheben.

1)   Bestehende Ausnutzung der Bewehrung 
Häufig ist vorhandene Zusatzbewehrung nicht für die Kraftweiterleitung aus dem Dübel angeordnet worden, sondern wurde für die strukturelle Sicherheit des Bauteils eingebaut. Auch im Neubau ist damit zu rechnen, dass die eingebaute Bewehrung auch anderweitig beansprucht wird. Diese Beanspruchung kann durch Eingabe der bereits vorhandenen Ausnutzung für die Bemessung der Zusatzbewehrung für die Dübelverankerung berücksichtigt werden.  

Abbildung 4: Berücksichtigung der Ausnutzung der Bewehrung durch das Bauteil 

 

Ist die Bewehrung beispielsweise zu 80% ausgenutzt werden in PROFIS Engineering nur die restlichen 20% für die Bemessung verwendet. 
 
2)  Toleranz der Bewehrungslage 
Für die Berücksichtigung und den Ansatz von Zusatzbewehrung ist es wichtig die Lage, Art und Durchmesser der Bewehrung zu kennen. Während die ersten beiden Informationen nun meist von Bewehrungsplänen ablesbar sind, entspricht die eingezeichnete Lage jedoch oft nicht der Wirklichkeit. Durch die Eingabe einer Toleranz (in mm) kann sichergestellt werden, dass wir auch den ungünstigsten Positionsfall (Bewehrung zu Dübel) abdecken. Bei Eingabe der Toleranz empfehlen wir, bei Unsicherheit, den halben Dübelachsabstand zu berücksichtigen. 
 

Abbildung 5: Berücksichtigung der Toleranz der Position des Bewehrungsstabes in Bezug zur Dübelposition 

Allgemeine Randbedingungen: 
Die Zusatzbewehrung kann unter Einhaltung bestimmter Randbedingungen für nachträgliche Befestigungsmittel angesetzt und die Nachweise für Betonausbruch und Betonkantenbruch vernachlässigt werden.  
 

• Die Bemessungs- und Konstruktionsregeln in EN 1992-4 müssen sowohl für die Dübel als auch die Zusatzbewehrung eingehalten werden (z.B. Betongüte, Dübelanordnung etc.). 
• Die Zusatzbewehrung besteht aus gerippten Stäben mit fyk ≤ 600 N/mm2 und der Durchmesser ist nicht grösser als 16 mm. Der Biegerollendurchmesser stimmt mit EN 1992-1 überein. 
• Die Bewehrung entlang des Randes des Bauteils wird für die Kräfte nach einem geeigneten Fachwerkmodell ausgeführt und bemessen. Zur Vereinfachung darf ein Winkel der Druckstrebe von 45° angenommen werden. 
• Der angenommene Ausbruchkörper sollte der gleiche wie der sein, der für die Berechnung des Widerstandes gegen Betonkantenbruch oder Betonausbruch verwendet wird.  
• Die Verankerungslänge l1 im Betonausbruchkörper beträgt mindestens l1 = 10d bei geraden Stäben mit oder ohne angeschweisste Querstäbe und mindestens l1 = 4d bei Stäben mit Winkelhaken, Haken oder Schlaufen.  
• Die Bewehrung muss innerhalb des Betonkegels eine ausreichende Länge l1 aufweisen, um die Übertragung der Zugspannung zu gewährleisten. 
• Die Zusatzbewehrung muss außerhalb des angenommenen Bruchkörpers mit einer Verankerungslänge lbd nach EN 1992-4 verankert sein. 
• Die Zusatzbewehrung ist mit demselben Querschnitt bei jedem Befestigungselement, das für Betonausbruch oder Betonkantenbruch als wirksam angesehen wird, einzubauen.  

 
Zusatzbewehrung für Zugbelastung: 
Bei Zusatzbewehrung auf Zugbelastung kann der Nachweis für die Versagensart Betonausbruch vernachlässigt werden, wenn die Bewehrung sowohl innerhalb als auch außerhalb des Ausbruchkegels ausreichend verankert ist, um eine Übertragung der Zugspannung zu gewährleisten.  

Abbildung 6: Randbedingung für Zusatzbewehrung unter Zugbeanspruchung 

Zusatzbewehrung für Querbelastung: 
Beim Ansatz der Zusatzbewehrung auf Querlasten können Sie die Versagensart Betonkantenbruch vermeiden, wenn die Bemessungsquerkraft in Richtung der eingelegten Zusatzbewehrung wirkt. Bei mehr als einer Kante müssen alle Ränder nachgewiesen werden. Die Zusatzbewehrung darf hierbei nicht für die randparallele Querkraft orthogonal zur Bewehrung angesetzt werden.  
 

Abbildung 7: Randbedingung für Zusatzbewehrung auf Querbeanspruchung 

Schlussfolgerung  
Der Ansatz von Zusatzbewehrung bedarf die Berücksichtigung einiger Randbedingungen. Stimmt die Position Bewehrung zu Dübel nicht, setzt PROFIS die Zusatzbewehrung nicht für die Bemessung an. Folglich ist Zusatzbewehrung nicht das „Allerheilmittel“ für jede Anwendung die durch Betonversagen betroffen ist,  kann jedoch unter Einhaltung der Randbedingungen in Bemessungen mit Betonausbruch oder Betonkantenversagen einen erheblichen Vorteil bieten.  
 
 
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