Durchstanztragverhalten von exzentrisch belasteten Einzelfundamenten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Josef Hegger
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 396630727

Das Durchstanztragverhalten zentrisch belasteter Einzelfundamente wurde in der Vergangenheit bereits von verschiedenen Forschern experimentell untersucht. Die Ergebnisse dieser Versuche dienten als Grundlage zur Herleitung der aktuellen Ansätze zum Durchstanzen bei Fundamenten. Bei der Herleitung der verschiedenen Bemessungsansätze wurde eine gleichmäßige Verteilung der Schubspannungen entlang des kritischen Rundschnitts unterstellt. In der Praxis bilden zentrisch belastete Einzelfundamente jedoch einen Sonderfall, da ungewollte Ausmitten aus Imperfektionen und planmäßige Lastexzentrizitäten aus äußeren Lasten auftreten. Hierfür sind in den verschiedenen Ansätzen zum Durchstanzen Lasterhöhungsbeiwerte definiert, die den Einfluss der Lastexzentrizität auf den Durchstanzwiderstand auf der Einwirkungsseite erfassen sollen. Eine Aussage über das Sicherheitsniveau der verschiedenen Ansätze ist auf Grundlage der geringen Versuchsbasis bislang nicht möglich.Durch die Überlagerung von Biege- und Querkraftbeanspruchung entsteht bei punktförmig gestützten Bauteilen ein mehraxialer Spannungszustand entlang des Stützenanschnitts. Bei zentrisch belasteten Einzelfundamenten bildet sich ein Druckring entlang des Stützenanschnitts aus, der die Querkrafttragfähigkeit im Vergleich zu einer liniengelagerten Platte deutlich vergrößert. Mit zunehmender Lastexzentrizität ist die Ausbildung dieses rotationssymmetrischen, mehraxialen Spannungszustands auf der lastabgewandten Seite nicht vollständig möglich, sodass eine reduzierte Tragfähigkeit zu erwarten ist. Weiterhin ist die innere Schubrissbildung stark von der Lastexzentrizität beeinflusst.Ziel des Forschungsvorhabens ist die grundlegende Untersuchung des Durchstanztragverhaltens exzentrisch belasteter Einzelfundamente. Neben der Planung und Durchführung von experimentellen Untersuchungen an exzentrisch belasteten Einzelfundamenten mit einachsigen und zweiachsigen Lastausmitten sind numerische Untersuchungen zur Erweiterung des Parameterfeldes geplant. Im Mittelpunkt steht hierbei die systematische Untersuchung des mehraxialen Spannungszustandes entlang des Stützenanschnitts (Druckringlänge) und der Schubrissbildung in Abhängigkeit der Laststellung und der Fundamentgeometrie. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen der Herleitung eines konsistenten Modells, das eine grundlegende Beschreibung der Druckringlänge und der Schubrissbildung von exzentrisch belasteten Einzelfundamenten für beliebige Laststellungen und Fundamentgeometrien ermöglicht. Die Kenntnis der grundlegenden Zusammenhänge zwischen Druckringlänge bzw. Schubrissbildung und Lastexzentrizität wird im Folgenden dafür verwendet, bestehende Modelle zum Durchstanzen von zentrisch belasteten Einzelfundamenten für exzentrische Laststellungen zu erweitern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen