An der TU Dresden wurde eine Forschungsarbeit zur experimentell-theoretischen Analyse des Tragverhaltens von Verankerungen durchgeführt, die hauptsächlich zur oberflächenparallelen Einleitung großer Schubkräfte in einen Betongrund ausgelegt sind. Diese Verankerungen ermöglichen die Übertragung einer großen Querkraftbe¬anspruchung mit geringer Exzentrizität zur Oberfläche, die mit einer Normalbean¬spruchung in Zug- oder Druckrichtung kombiniert werden kann. Die wesentlichen Grundelemente sind zumindest ein Schubdübel, ein Zuganker und eine Grundplatte, mehrere Schubdübel oder Anker können vorhanden sein. Der quaderförmige Schub¬dübel überträgt die Kraft in den Beton. Die angreifenden Lastmomente und das Moment aus der exzentrischen Einleitung der Schublast werden in ein vor und hinter dem Dübel wirkendes Kräftepaar zerlegt. Die Zugkomponente wird dem Zuganker in Form eines Kopfbolzendübels zugewiesen. Die Grundplatte verbindet die lastseitige Befestigungskonstruktion mit den lastübertragenden Bauteilen Schubdübel und Zug¬anker. Gleichzeitig kann die Grundplatte in den Beton eingelassen sein und überträgt dann ebenfalls Schublasten. Die Lastabtragung und das Verhalten der Einbauteile im Versuch wurden analysiert. Von besonderer Bedeutung ist hierbei die Last-Verschiebungslinie, die die Lastüber¬tragung charakterisiert. Ziel war es, ein Bemessungskonzept zur Dimensionierung der Schubdübel zu erarbeiten. Um die im Versuch erkennbare maßgebende Beein¬flussung der Lastübertragungskapazität durch den sich einstellenden Verformungs¬zustand eingehender untersuchen zu können, wurde der Versuch mit finiten Elemen¬ten abgebildet. So war es möglich, in einem ersten Schritt Lastübertragungskapazitä¬ten für unverformte Systeme zu ermitteln, die praktisch im Versuch nicht oder nur extrem aufwändig realisiert werden könnten. In einem zweiten Schritt kann dann der Einfluss der Verformung berücksichtigt werden. Hierbei können die Parameter ge¬nauer und vielschichtiger variiert werden als dies bei den relativ aufwändigen Versu¬chen rein quantitativ möglich war. Das in dieser Arbeit vorgestellte Berechnungsver¬fahren liefert neben der maximal aufnehmbaren Schubbeanspruchung geometrisch beliebiger Einbauteile auch die Beanspruchbarkeit einzelner Baugruppen und erlaubt es zu beurteilen, inwieweit die einzelnen Lastübertragungsmechanismen additiv oder alternativ wirksam sind. Das Verfahren gibt Auskunft über das zu erwartende lastabhängige Verhalten der Einbauteile inklusive der Vorhersage von Teilversagens¬zuständen. Das Potential der Befestigungssysteme zur Übertragung großer Schublasten ist durch die Aufsplittung der Lastkomponenten und Übertragung durch spezialisierte Bauteile begründet. Diese können in ihrer Beschaffenheit den Erfordernissen optimal angepasst werden. Einsatzgebiete für diese Befestigungen sind alle konzentrierten Lasteinleitungen oder Montagestöße zwischen Betonbauteilen oder Stahl-Holz-Kon¬struktionen auf der einen und Betonelementen auf der anderen Seite. Neben der Auflagerung von Trägern oder Fassadenelementen ist vor allem auch an die Ertüchti¬gung und Verstärkung bestehender Betonbauteile durch zusätzliche Stahlkonstrukti¬onen zu denken. / An experimental and theoretical analysis of the behaviour of complex shear loaded fastenings was carried out at Dresden University of Technology. The main focus was on applications which introduce a great amount of shear load value parallel to the surface into a concrete base using a stell shear lug. The behaviour of these special fixings is presented as the result of the finished research program. Structures, as shown in the opposite figure, are able to transmit high values of shear loads to the anchor ground. An additional loading of normal force und bending moment is suitable, but will only be supposed to cover the necessary tolerance and off centre condition of the fixture parts. The advantage of fastening with shear lugs is based on the splitting of the load transfer into different components. The shear lug/lugs caries/carry the shear load, and the tie bar itself only balances the system by tension load due to moment loading and normal loading. Thusall loads are transferred by highly specialized components. If the base plate is embedded, there will be a shear load transferred in front of the base plate, too. The load carrying behaviour of the fastenings in the experiments is analyzed. Here, the load-displacement relationship is of special importance . This thesis aims at elaborating a dimensioning concept for the design of shear lugs. The tests show a decisive influence of the movements – displacements as well as rotations – of the fastenings to the load carrying capacity. In order to to be able to examine this behaviour, the experiment is redesigned by finite elements. In a first step it is therefore possible to examine fastenings without movements based on the anchor bolt stiffness. In a second step, the influence of the deformation can be explored. Here, the parameters can be varied more exactly and in a more complex way than this is possible in terms of quantity with the comparetively extensive test setup. The calculation method being introduced here does not only supply the maximum shear load transfer capacity of the hole fastening system, a system with free geometries, but also shows the partial shear load transfer capacity of the individual parts of the unit. This method is a means of predicting the load-related behaviour of the fastenings to be expected, including the forecast of partial failure states. As a result, a suggestion for the design of the fittings is shown. This design can be applied to all fittings by splitting the different load components to especially provided anchor elements. The design resistance and behaviour of the fastenings is estimated, depending on different geometries and stiffness conditions of the lug. Different strength classes of the concrete as well as different load combinations are taken into consideration. First examples from building sites are also available.

An der TU Dresden wurde eine Forschungsarbeit zur experimentell-theoretischen Analyse des Tragverhaltens von Verankerungen durchgeführt, die hauptsächlich zur oberflächenparallelen Einleitung großer Schubkräfte in einen Betongrund ausgelegt sind. Diese Verankerungen ermöglichen die Übertragung einer großen Querkraftbe¬anspruchung mit geringer Exzentrizität zur Oberfläche, die mit einer Normalbean¬spruchung in Zug- oder Druckrichtung kombiniert werden kann. Die wesentlichen Grundelemente sind zumindest ein Schubdübel, ein Zuganker und eine Grundplatte, mehrere Schubdübel oder Anker können vorhanden sein. Der quaderförmige Schub¬dübel überträgt die Kraft in den Beton. Die angreifenden Lastmomente und das Moment aus der exzentrischen Einleitung der Schublast werden in ein vor und hinter dem Dübel wirkendes Kräftepaar zerlegt. Die Zugkomponente wird dem Zuganker in Form eines Kopfbolzendübels zugewiesen. Die Grundplatte verbindet die lastseitige Befestigungskonstruktion mit den lastübertragenden Bauteilen Schubdübel und Zug¬anker. Gleichzeitig kann die Grundplatte in den Beton eingelassen sein und überträgt dann ebenfalls Schublasten. Die Lastabtragung und das Verhalten der Einbauteile im Versuch wurden analysiert. Von besonderer Bedeutung ist hierbei die Last-Verschiebungslinie, die die Lastüber¬tragung charakterisiert. Ziel war es, ein Bemessungskonzept zur Dimensionierung der Schubdübel zu erarbeiten. Um die im Versuch erkennbare maßgebende Beein¬flussung der Lastübertragungskapazität durch den sich einstellenden Verformungs¬zustand eingehender untersuchen zu können, wurde der Versuch mit finiten Elemen¬ten abgebildet. So war es möglich, in einem ersten Schritt Lastübertragungskapazitä¬ten für unverformte Systeme zu ermitteln, die praktisch im Versuch nicht oder nur extrem aufwändig realisiert werden könnten. In einem zweiten Schritt kann dann der Einfluss der Verformung berücksichtigt werden. Hierbei können die Parameter ge¬nauer und vielschichtiger variiert werden als dies bei den relativ aufwändigen Versu¬chen rein quantitativ möglich war. Das in dieser Arbeit vorgestellte Berechnungsver¬fahren liefert neben der maximal aufnehmbaren Schubbeanspruchung geometrisch beliebiger Einbauteile auch die Beanspruchbarkeit einzelner Baugruppen und erlaubt es zu beurteilen, inwieweit die einzelnen Lastübertragungsmechanismen additiv oder alternativ wirksam sind. Das Verfahren gibt Auskunft über das zu erwartende lastabhängige Verhalten der Einbauteile inklusive der Vorhersage von Teilversagens¬zuständen. Das Potential der Befestigungssysteme zur Übertragung großer Schublasten ist durch die Aufsplittung der Lastkomponenten und Übertragung durch spezialisierte Bauteile begründet. Diese können in ihrer Beschaffenheit den Erfordernissen optimal angepasst werden. Einsatzgebiete für diese Befestigungen sind alle konzentrierten Lasteinleitungen oder Montagestöße zwischen Betonbauteilen oder Stahl-Holz-Kon¬struktionen auf der einen und Betonelementen auf der anderen Seite. Neben der Auflagerung von Trägern oder Fassadenelementen ist vor allem auch an die Ertüchti¬gung und Verstärkung bestehender Betonbauteile durch zusätzliche Stahlkonstrukti¬onen zu denken. / An experimental and theoretical analysis of the behaviour of complex shear loaded fastenings was carried out at Dresden University of Technology. The main focus was on applications which introduce a great amount of shear load value parallel to the surface into a concrete base using a stell shear lug. The behaviour of these special fixings is presented as the result of the finished research program. Structures, as shown in the opposite figure, are able to transmit high values of shear loads to the anchor ground. An additional loading of normal force und bending moment is suitable, but will only be supposed to cover the necessary tolerance and off centre condition of the fixture parts. The advantage of fastening with shear lugs is based on the splitting of the load transfer into different components. The shear lug/lugs caries/carry the shear load, and the tie bar itself only balances the system by tension load due to moment loading and normal loading. Thusall loads are transferred by highly specialized components. If the base plate is embedded, there will be a shear load transferred in front of the base plate, too. The load carrying behaviour of the fastenings in the experiments is analyzed. Here, the load-displacement relationship is of special importance . This thesis aims at elaborating a dimensioning concept for the design of shear lugs. The tests show a decisive influence of the movements – displacements as well as rotations – of the fastenings to the load carrying capacity. In order to to be able to examine this behaviour, the experiment is redesigned by finite elements. In a first step it is therefore possible to examine fastenings without movements based on the anchor bolt stiffness. In a second step, the influence of the deformation can be explored. Here, the parameters can be varied more exactly and in a more complex way than this is possible in terms of quantity with the comparetively extensive test setup. The calculation method being introduced here does not only supply the maximum shear load transfer capacity of the hole fastening system, a system with free geometries, but also shows the partial shear load transfer capacity of the individual parts of the unit. This method is a means of predicting the load-related behaviour of the fastenings to be expected, including the forecast of partial failure states. As a result, a suggestion for the design of the fittings is shown. This design can be applied to all fittings by splitting the different load components to especially provided anchor elements. The design resistance and behaviour of the fastenings is estimated, depending on different geometries and stiffness conditions of the lug. Different strength classes of the concrete as well as different load combinations are taken into consideration. First examples from building sites are also available.