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Anhang A

1 Einleitung

In diesem Anhang wird angegeben, welche Versuche zur Ermittlung der zulässigen Anwendungsbedingungen erforderlich sind. Die Anzahl der Versuche hängt ab:

• von der Option, die vom Hersteller gewählt wird;
• von den Erfahrungen, die über das Tragverhalten der Dübel vorliegen, und
• von der Frage, ob die vorliegenden Erfahrungen im jeweils betroffenen Fall auch anwendbar sind.

2 Vorliegende Erfahrungen

2.0 Allgemeines

Im Allgemeinen gelten die nachfolgenden Gleichungen für Bruchlasten für Einzelbefestigungen. Sie basieren auf vorliegenden Versuchserfahrungen und dienen in entsprechenden Fällen der Ableitung der mittleren Bruchlasten und der 5 %-Fraktilwerte. Wo nur unzureichende Erfahrungen vorliegen, um eine theoretische Lösung zu ermöglichen, ist ein entsprechender Hinweis im Text enthalten.

Die vorliegenden Erfahrungen gelten für Spreiz- und Hinterschnittdübel gemäß Definition in Teil 1, Bild 2.2 a bc. Gleichungen für Verbunddübel sind in Teil 5 aufgeführt.

Die nachfolgenden Gleichungen zur Berechnung der Betonbruchlasten basieren auf der Druckfestigkeit der Betonprüfkörper, f _c,test", die an Würfeln mit einer Seitenlänge von 200 mm gemessen wird. Bei Messung der Druckfestigkeit an Würfeln mit anderer Seitenlänge oder an Zylindern dürfen die Messwerte mit Hilfe der Gleichungen (2.1) des Anhangs A entsprechend umgerechnet werden.

Wenn die mittleren Bruchlasten F_Ru,m und der Variationskoeffizient v gegeben sind, kann die charakteristische Versagenslast F_Rk anhand der Gleichung (2.1) ermittelt werden.

F_Rk = F_Ru,m (1 - 1,645 v)                             (2.1)

2.1 Begriffe

Es werden die gleichen Begriffe verwendet wie in der Terminologie von Teil 1 und Anhang C.

2.2 Zugbeanspruchung

2.2.1 Stahlversagen

Die mittlere Versagenslast wird durch Gleichung (2.2) angegeben und gilt für gerissenen und ungerissenen Beton C20/25 bis C50/60.

N_Ru,m = A_s f_u,test                                              (2.2)

Die charakteristische Versagenslast darf durch Verwendung von f k anstelle von f es in Gleichung (2.2) errechnet werden.

2.2.2 Betonausbruch

Die mittlere Versagenslast im ungerissenen Beton C20/25 bis C50/60 ergibt sich durch Gleichung (2.3)

N_Ru,m = 13,5 h^1,5_ef f^0,5_c,test v = 15 %                   (2.3)

Die mittlere Versagenslast im gerissenen Beton C20/25 bis C50/60 ergibt sich durch Gleichung (2.4)

N_Ru,m = 9,5 h^1,5_ef f^0,5_c,test v = 15 %                     (2.4)

Der Abstand zwischen Dübeln, der erforderlich ist, um eine Last gemäß Gleichung (2.3) oder Gleichung (2.4) im gerissenen oder ungerissenen Beton C20/25 bis C50/60 weiterzuleiten, darf gewählt werden als

s_cr,N = 3 h_ef                                                          (2.5)

Der Randabstand, der erforderlich ist, um eine Last gemäß Gleichung (2.3) oder Gleichung (2.4) im gerissenen oder ungerissenen Beton C20/25 bis C50/60 weiterzuleiten, darf gewählt werden als

c_cr,N = 1,5 h_ef                                                        (2.6)

2.2.3 Versagen durch Herausziehen

Zum gegenwärtigen Zeitpunkt liegen keine allgemeingültigen Erfahrungen vor, da die Versagenslast durch die jeweilige Ausbildung des Dübels bestimmt wird. Es ist daher erforderlich, die charakteristische Tragfähigkeit durch Versuche abzuleiten.

Der Achs- und Randabstand, der erforderlich ist, um die Last bei Versagen durch Herausziehen weiterzuleiten, kann herkömmlich nach den Gleichungen (2.5) und (2.6) gewählt werden.

2.2.4 Versagen durch Spalten

Zum gegenwärtigen Zeitpunkt liegen keine allgemeingültigen Erfahrungen vor, um die Versagenslast im ungerissenen Beton C20/25 bis C50/60 für diese Versagensart zu berechnen. Als eine erste Angabe können die folgenden Randabstände gewählt werden, wobei zu gewährleisten ist, dass die Versagenslast gemäß Gleichung (2.3) nicht reduziert wird:

c_cr,sp = 2,0 h_ef für Hinterschnittdübel                                                                         (2.7a)

c_cr,sp = 3,0 h_ef für kraftkontrolliert spreizende Dübel                                                  (2.7b)

s_cr,sp = 2,0 c_crsp                                                                                                        (2.8)

Bei gerissenem Beton wird davon ausgegangen, dass ein Spalten des Betons nicht maßgebend sein wird, wenn die Rissbreite durch eine Bewehrung auf wk∼0,3 mm begrenzt wird.

2.3 Querbeanspruchung

2.3.1 Stahlversagen

Die mittlere Versagenslast wird durch Gleichung (2.9a) angegeben und gilt für gerissenen und ungerissenen Beton C20/25 bis C50/60.

V_Ru,m = 0,6 A_s f _u,test                             (2.9a)

Die charakteristische Versagenslast darf anhand der Gleichung (2.9b) errechnet werden.

V_Rk = 0,5 A_s f _u,test                                          (2.9b)

2.3.2 Betonkantenbruch

Die mittlere Versagenslast im ungerissenen Beton C20/25 bis C50/60 wird durch Gleichung (2.10) angegeben.

V_Ru,m = 0,90 d^0,5_nom (l_f / d_nom)^0,2 f ^0,5_c,test c^1,5₁ v = 17 %                          (2.10)

Die mittlere Versagenslast im gerissenen Beton C20/25 bis C50/60 wird durch Gleichung (2.11) angegeben. Wegen unzureichender Erfahrungen wird im Vergleich zu Gleichung (2.10) ein Abminderungsfaktor von 0,7 angewandt.

V_Ru,m = 0,63 d^0,5_nom (l_f / d_nom)^0,2 f ^0,5_c,test c^1,5₁ v = 17 %                           (2.11)

Die Gleichungen (2.10) und (2.11) gelten für eine Beton-Bauteildicke von h >1,5 c₁.

Der Abstand zwischen Dübeln, der erforderlich ist, um eine Last gemäß Gleichung (2.10) oder Gleichung (2.11) im gerissenen oder ungerissenen Beton C20/25 bis C50/60 weiterzuleiten, darf gewählt werden als

s_cr,V =3-c₁                                                (2.12)

Der Randabstand senkrecht zur Lastrichtung, der erforderlich ist, um eine Last gemäß Gleichung (2.10) oder Gleichung (2.11) im gerissenen oder ungerissenen Beton C20/25 bis C50/60 weiterzuleiten, darf gewählt werden als

c_cr,V =1,5 c₁                                              (2.13)

Der Achsabstand s und die Randabstände c₁ und c₂ sollten nicht kleiner als der Mindestwert sein, um ein Spalten des Betonbauteils bei der Montage des Dübels zu vermeiden.

2.3.3 Pryout-Versagen (Betonausbruch auf der lastabgewandten Seite)

Die mittlere Versagenslast im ungerissenen Beton C20/25 bis C50/60 wird in Gleichung (2.14) angegeben.

V_Ru,m = k N_RU,m v = 15 %                           (2.14)

Die mittlere Versagenslast im gerissenen Beton C20/25 bis C50/60 wird in Gleichung (2.15) angegeben. Wegen unzureichender Erfahrungen wird im Vergleich zu Gleichung (2.14) ein Abminderungsfaktor von 0,7 berücksichtigt durch Verwendung von N_RU,m gemäß Gleichung (2.4)

V_Ru,m = k N_RU,m v = 15 %                           (2.15)

Es gelten die unter 2.2.2 angegebenen Achs- und Randabstände. Werden bei dem Versuch kleinere Achs- und Randabstände gewählt, müssen die Einflussfaktoren A_c,N/ A⁰_c,N und ψ_s,N auf N_Ru,m gemäß Bemessungsverfahren A im Anhang C, 5.2.2.3(b) und (c) berücksichtigt werden.

2.4 Schrägzugbeanspruchung

2.4.1 Stahlversagen

Die mittlere Versagenslast wird durch Gleichung (2:16) angegeben, die für gerissenen und ungerissenen Beton C20/25 bis C50/60 gilt.

(N_s/ N_Ru,m)20 + (V_s/ V_Ru,m)2,0 >1,0                                           (2.16)

2.4.2 Andere Versagensarten

Die mittlere Versagenslast wird durch Gleichung (2.17) angegeben, die für gerissenen und ungerissenen Beton C20/25 bis C50/60 gilt.

(N_s/ N_Ru,m)1,5 + (V_s/ V_Ru,m)1,5 >1,0                                         (2.17)

Die folgende vereinfachte Form der Gleichung darf ebenfalls zur Berechnung der mittleren Versagenslast unter Schrägzugbeanspruchung im gerissenen und ungerissenen Beton C20/25 bis C50/60 verwendet werden (die Gleichung gilt nicht für reine Zug- oder Querlasten).

(N_s/ N_Ru,m) + (V_s/ V_Ru,m) >1,2                                                       (2.18)

3 Versuchsprogramm

Das Versuchsprogramm wird zwischen der Zulassungsstelle und dem Antragsteller vereinbart. Im Allgemeinen verfügt der Hersteller über Versuchsergebnisse. Wenn der entsprechende Prüfbericht alle relevanten Daten enthält (siehe Anhang A, 6), dürfen Versuchsergebnisse vom Hersteller verwendet werden (siehe Teil 1, 5.1.3). Sie werden jedoch nur dann bei der Beurteilung berücksichtigt, wenn die Ergebnisse mit den Versuchsergebnissen des Instituts oder mit den vorliegenden Erfahrungen übereinstimmen.

3.1 Vollständiges Versuchsprogramm

Die nachfolgenden Tabellen enthalten das Versuchsprogramm zur Ermittlung der zulässigen Anwendungsbedingungen für die Optionen 1 bis 12 in den Fällen, in denen keine entsprechenden anwendbaren Angaben vorliegen und daher eine Reduzierung der Anzahl der Versuche nicht möglich ist.

Über die zu wählende Option muss der Antragsteller entscheiden. Die Tabellen gelten insbesondere in folgenden Fällen:

• Neue Dübeltypen sollen ein signifikant verbessertes Verhalten aufweisen als diejenigen, für die die vorliegenden Erfahrungen gelten. Wenn insbesondere im Fall von Betonversagen höhere Versagenslasten erwartet werden als von den entsprechenden Gleichungen angegeben, so sind die entsprechenden Werte für den Randabstand c_cr, und Achsabstand s_cr ebenfalls zu bestimmen.
• Die Dübel versagen in einer Art, über die nur begrenzte Erfahrungen vorliegen (z.B. Versagen durch Herausziehen). In diesem Fall dürfen die Werte für c_cr und s_cr im Vergleich zu den in 2.2 und 2.3 für Optionen 3 bis 6 und 9 bis 12 angegebenen Werten eventuell reduziert werden.

3.2 Reduziertes Versuchsprogramm

Auf Ersuchen des Antragstellers und bei Zustimmung der Zulassungsstelle darf ein reduziertes Versuchsprogramm an Dübeln durchgeführt werden in der Annahme, dass ihr Leistungsverhalten mit den vorliegenden Erfahrungen übereinstimmt. Hierbei wird Folgendes vorausgesetzt:

1. Es wird ein Mindest-Versuchsprogramm verwendet, um festzustellen, ob das Verhalten des Dübels bei Beurteilung nach allen in 2 angegebenen Parametern in den Bereich der vorliegenden Erfahrungen fällt. Der Nachweis ist durch eine entsprechende statistische Auswertung der Versuchsergebnisse für eine Aussagewahrscheinlichkeit (zweiseitig) von P = 90 % zu erbringen.
2. Für den Vergleich der Mittelwerte sollte der t-Test verwendet werden. Jedoch sollte der Variationskoeffizient einer Versuchsreihe nicht direkt mit dem in 2 angegebenen Variationskoeffizienten für vorliegende Erfahrungen verglichen werden. Grund hierfür ist die Tatsache, dass die Gleichungen zur Berechnung der mittleren Versagenslasten unter Verwendung der Ergebnisse einer großen Zahl von in verschiedenen Betonbauteilen durchgeführten Versuchsreihen abgeleitet wurden. Daher schließen die angegebenen Variationskoeffizienten den Einfluss verschiedener Betonmixturen und verschiedener Nachbehandlungen mit ein. Der Variationskoeffizient einer in einem Betonbauteil durchgeführten Versuchsreihe kann signifikant kleiner sein als die in 2 angegebenen Werte. In diesem Fall funktioniert ein normaler F-Test nicht, und es ist durch eine technische Beurteilung nachzuweisen, dass der Variationskoeffizient der Versuchsreihe in den Bereich der vorliegenden Erfahrungen fällt.
3. Wenn die Tragfähigkeit der Dübel größer ist als anhand der Gleichungen errechnet, und wenn der Variationskoeffizient die vorliegenden Erfahrungen nicht überschreitet, verlangt der Hersteller keine verbesserten Werte, sondern akzeptiert die vorliegenden Erfahrungswerte.

Die Reduzierung der Anzahl der Versuche ist in den Anmerkungen 1 bis 5 und 7 bis 10 der nachfolgenden Optionstabellen 1 bis 12 aufgeführt.

Die Tabellen am Ende dieses Dokumentes zeigen das reduzierte Versuchsprogramm für die Optionen 1 bis 12, das für die Bestimmung der zulässigen Anwendungsbedingungen erforderlich ist, wenn das Bemessungsverfahren C angewendet wird.

3.3 Detaillierte Angaben zu den Optionen

Die Zahl der für die einzelnen Optionen erforderlichen Versuche ist in den folgenden Optionstabellen aufgeführt. Die Optionen 1 bis 6 erstrecken sich auf Dübel zur Verwendung im gerissenen und ungerissenen Beton, die Optionen 7 bis 12 gelten für Dübel, die nur im ungerissenen Beton zu verwenden sind. Folglich enthält das Versuchsprogramm für die Optionen 1 bis 6 zusätzliche Versuche im gerissenen Beton.

Die Option 12 beinhaltet das kleinste und die Option 1 das umfangreichste Versuchsprogramm. Daher werden detaillierte Angaben zunächst für die Optionen 12 bis 7 und anschließend für die Optionen 6 bis 1 aufgeführt.

Die Tabellen am Ende dieses Dokumentes zeigen das reduzierte Versuchsprogramm für die Optionen 1 bis 12, wenn das Bemessungsverfahren C angewendet wird.

Anmerkungen

In den Tabellen werden folgende Anmerkungen verwendet:

Anmerkung 1

Die Versuche dürfen entfallen, wenn nachgewiesen wird, dass die in Teil 1, 6.1.2.2.5 aufgeführte Bedingung erfüllt ist.

Anmerkung 2

Die Zahl der Versuche darf um 50 % reduziert werden, wenn das Verhalten des Dübels den vorliegenden Erfahrungen entspricht (siehe 3.2).

Anmerkung 3

Die Zahl der Versuche darf um 50 % reduziert werden, wenn die Betonausbruchlasten mit den vorliegenden Erfahrungen für Einzeldübel ohne Einfluss von Achs- und Randabstand übereinstimmen und der Randabstand entsprechend Gleichung (2.6) gewählt wird.

Anmerkung 4

Stimmen die Betonausbruchlasten von Einzeldübeln ohne Einfluss von Achs- und Randabständen mit den vorliegenden Erfahrungen überein und entspricht der gewählte charakteristische Achsabstand dem in Gleichung (2.5) genannten Wert, so sind nur Versuche mit der Dübelgröße "s" erforderlich.

Anmerkung 5

Die Versuche dürfen entfallen, wenn nachgewiesen werden kann, dass die Bruchlasten gleich oder größer sind als diejenigen bei anderen Lastrichtungen.

Anmerkung 6

Der Wert c₁ muss so gewählt werden, dass Betonversagen erfolgt.

Anmerkung 7

Die Versuche dürfen entfallen, wenn die Versuche an Einzelbefestigungen am Bauteilrand mit Querbeanspruchung in Richtung Bauteilrand zeigen, dass die Bruchlast des Dübels mit Hilfe der Gleichung (2.10) vorhergesagt werden kann, gegebenenfalls unter Berücksichtigung zusätzlicher Einflussfaktoren (z.B. Bauteildicke nach Bemessungsverfahren A im Anhang C, 5.2.3.3).

Die Werte für den Achsabstand s_cr,v und Randabstand c_cr,v müssen den Gleichungen (2.12) und (2.13) entnommen werden.

Anmerkung 8

Die Versuche dürfen entfallen, wenn bei den Versuchen in Betonbauteilen C20/25 ein Versagen durch Stahlbruch auftritt.

Anmerkung 9

Die Versuche dürfen entfallen, wenn die Versuchsergebnisse an Einzelbefestigungen im ungerissenen Beton nach Gleichung (2.10) vorhersagbar sind, gegebenenfalls unter Berücksichtigung des Einflusses der Bauteildicke gemäß Bemessungsverfahren A im Anhang C, 5.2.3.3. Man kann davon ausgehen, dass ein Abminderungsfaktor von 0,7 zur Berücksichtigung der Rissbildung im Beton auf der sicheren Seite liegt.

Anmerkung 10

Werden die vorliegenden Erfahrungen akzeptiert (siehe 2.3.3), so sind nur Versuche mit einer Dübelgröße erforderlich. Die Verankerungstiefe dieser Dübelgröße sollte bei 60 mm und darüber liegen. Stehen von einer Dübelgröße verschiedene Dübelarten zur Verfügung, ist der steifste Dübel mit der höchsten Stahltragfähigkeit zu wählen.

Der Achsabstand muss s = s_cr,N betragen. Tritt jedoch Stahlversagen auf, darf der Achsabstand reduziert werden auf den größten Wert, der ein pryout-Versagen gewährleistet. In diesem Fall darf der Einfluss des Achsabstandes auf die Versagenslast mit Hilfe des Faktors A_c,N / A⁰_c,N nach Bemessungsverfahren A im Anhang C berechnet werden.

Anmerkung 11

Die Bauteildicke muss gleich dem in der ETA angegebenen Mindestwert sein.

Anmerkung 12

Die Bauteildicke darf größer als der in der ETA angegebene Mindestwert sein.

Anmerkung 13

Diese Versuchsserie mit mindestens 5 Versuchen pro Dübelgröße wird nur benötigt, wenn der Dübel eine signifikante Querschnittsminderung über die Länge des Bolzens aufweist oder wenn die Hülse eines Hülsendübels berücksichtigt werden soll oder für Innengewindeteile.

Anmerkung 14

Es reichen 5 Versuche pro Dübelgröße, wenn ein Modell für Spaltversagen für alle Dübelgrößen angewendet wird.

weiter .