Querkraft- und Durchstanzverstärkung mit eingeklebten Betonschrauben

Die ursprüng­lich aus der Verankerungstechnik stam­men­den Verbundankerschrauben wer­den für die­sen Einsatz modi­fi­ziert, um den geän­der­ten Anforderungen zu ent­spre­chen. Während Betonschrauben als Verankerungselement exter­ne Lasten in die Struktur ablei­ten müs­sen, über­neh­men sie beim Einsatz als nach­träg­li­che Bewehrung die Aufnahme inter­ner Kräfte der bestehen­den Struktur, die dann wie­der in die Struktur abge­lei­tet wer­den müs­sen. Demnach ist es erfor­der­lich, dass nicht nur Kräfte an der Schraubenspitze über das Verbundgewinde auf­ge­nom­men wer­den, son­dern dass die­se auch am ande­ren Ende der Schraube wie­der abge­lei­tet wer­den, vgl. Feix, Lechner (2020).

Bei RELAST® wird eine Druckverteilungsscheibe mit einer Keilsicherungsfederscheibe und eine Mutter am metri­schen Gewinde der Schraube auf der Aussenseite des Tragwerks ange­ord­net, was als Rückverankerung bezeich­net wird. Durch Anziehen der Mutter an der Aussenseite ist es mög­lich, eine defi­nier­te Vorspannung mit einem fest­ge­leg­ten Drehmoment in der Schraube zu erzeu­gen. Um die Tragfähigkeit der Betonschraube zu stei­gern, wird die­se mit dem spe­zi­el­len RELAST®-Verbundmörtel in das Bauteil ein­ge­klebt. Die ein­zel­nen Bestandteile des Systems sind in Abbildung 1 abge­bil­det. Das Tragverhalten der Verbundankerschraube basiert folg­lich auf den Effekten des Form- und Stoffschlusses. Während bei ers­te­ren die Kräfte über den Hinterschnitt des Betonschneidegewindes vom Beton in die Schraube über­tra­gen wer­den, erfolgt die Lastübertragung beim Stoffschluss über Verbundkräfte, vgl. Abbildung 2.

Der all­ge­mei­nen bau­auf­sicht­li­chen Zulassungen von RELAST® gin­gen jah­re­lan­ge wis­sen­schaft­li­che Untersuchungen und zahl­rei­che Bauteilversuche an der Universität Innsbruck vor­aus. Diese zeig­ten, dass mit­hil­fe von RELAST® die Traglasten um bis zu 100% (Querkraftverstärkung) bzw. um bis zu 40% (Durchstanzverstärkung) gestei­gert wer­den kön­nen. Basierend auf den Versuchsergebnissen wur­den anschlies­send Bemessungskonzepte abge­lei­tet, wel­che auf den Bemessungsmodellen des Eurocode 2 auf­bau­en und somit der aktu­el­len Normung ent­spre­chen.

Zahlreiche Projekte haben gezeigt, dass der gros­se Vorteil von RELAST® in der ein­fa­chen Installation und sofor­ti­gen Belastbarkeit der Schrauben liegt. Es muss nicht auf das Aushärten der Verbundmasse gewar­tet wer­den. Das Verstärkungssystem kann von einer Seite in die zu ver­stär­ken­de Struktur ein­ge­baut wer­den. Dadurch ent­fällt der Abtrag von Fussboden- oder Fahrbahnaufbauten auf der Oberseite des Tragwerks, wel­cher bei ande­ren Verstärkungssystemen oft­mals not­wen­dig ist. Ausserdem kann die Verstärkung unter lau­fen­dem Betrieb durch­ge­führt wer­den.

Quellen:

Feix, Lechner (2020). „Das neue Bauaufsichtlich zuge­las­se­ne System RELAST® zur nach­träg­li­chen Bauwerksverstärkung; Von der Grundidee über wis­sen­schaft­li­che Forschung zur Zulassung“, In: Das Planermagazin für Ingenieure, Architekten und Planer, Nr. 19, Jahrgang 14, März 2020

Tobias Knapp und Fabian Strobl, Adolf Würth GmbH & Co. KG, Künzelsau