In industry and plant engineering especially, high flexibility is required at joints between steel and concrete. According to current standards, the maximum number of fasteners is limited to an arrangement of 3 × 3 anchors on an anchor plate. The load‐carrying behaviour of large anchor plates under tension, shear and restraining forces was investigated within the scope of the research project ”Large Anchor Plates with Headed Studs for Highly Stressed Constructions in Industry and Plant Engineering“. This paper describes the research results obtained at the University of Stuttgart for large anchor plates under shear loading. Findings for large anchor plates under tension and restraining forces are given in [20], which were mainly investigated at the University of Kaiserslautern. The shear behaviour and distribution of forces within the anchor plate are crucial issues in the development of a design concept for steel‐to‐concrete joints with large anchor plates. The influence of different parameters, such as the dimensions of the anchor plate, the embedment depth of the headed studs or the eccentricity of the shear force, have been studied in several test series. Supplementary reinforcement was placed close to the headed studs in tension to strengthen the load‐carrying capacity of the joint. The distribution of the shear forces has been assessed by means of numerical investigations together with the influence of further parameters such as concrete strength and reinforcement ratio. With regard to the load distribution within the anchor plate, elastic and plastic design approaches have been taken into account. Based on these studies, a suitable design model has been developed for steel‐to‐concrete joints with large anchor plates and a higher number of fasteners than originally permitted. Owing to the consideration of supplementary reinforcement, in addition to the plastic design approach, an alternative economical solution is given which links the component method according to EN 1993‐1‐8 to the fastener technique according to EN 1992‐4.

Dieser Beitrag befasst sich mit dem Tragverhalten von steifen Ankerplatten mit Kopfbolzen in stabförmigen Stahlbetonbauteilen insbesondere unter Schubbeanspruchung quer zum Bauteilrand, aber auch unter zentrischer Zugbeanspruchung. Für beide Belastungsrichtungen wurden Versuche mit Ankerplatten in Stahlbetonbauteilen mit einer Standardbügelbewehrung in gerissenem und ungerissenem Beton durchgeführt. Außerdem erfolgten zahlreiche numerische Simulationen mit dem FE‐Programm MASA. Die FE‐Modelle wurden an den Versuchsergebnissen verifiziert, so dass umfangreiche Parameterstudien durchgeführt werden konnten. Dadurch konnten weitere Effekte untersucht werden, die das Anwendungsfeld der Ankerplatten erweitern und die Entwicklung eines sicheren Bemessungsmodells unterstützen. Auf Grundlage der Ergebnisse aus Versuchen und FE‐Simulationen wurde für Ankerplatten mit Kopfbolzen in stabförmigen Stahlbetonbauteilen ein Komponentenmodell zur Berechnung der Traglast dieser Ankerplatten unter Schub sowie zentrischem Zug entwickelt, das die im Bauteil vorhandene Bewehrung berücksichtigt und das Tragverhalten der Ankerplatte realistisch wiedergibt. Improvement of the load carrying capacity of anchor plates with welded headed studs in narrow reinforced concrete members. This contribution deals with the structural behavior of stiff anchor plates with welded headed studs in narrow reinforced concrete members under shear loading perpendicular to the edge as well as pure tension loading. For both directions of loading tests were carried out with anchor plates in concrete structures with a standard stirrup reinforcement in cracked and non‐cracked concrete. Furthermore numerous numerical simulations using the finite element program MASA have been done. The FE models were verified by the experimental results and extensive parameter studies were carried out. Further effects were examined which extend the application field of the anchor plates and support the development of a reliable design model. Based on these experimental and numerical results a component model for the calculation of the load capacity of anchor plates with headed studs in narrow reinforced concrete structures under shear loads and tension loads has been developed. The model takes into account the reinforcement in the concrete member and predicts the resistance of the anchor plate in a realistic way.

Im Rahmen des Europäischen Forschungsvorhabens INFASO (INnovative FAstening SOlutions between Steel and Concrete) wurden Anschlüsse zwischen Stahl und Beton geprüft und Bemessungsmodelle auf Grundlage der Komponentenmethode entwickelt. Im nachfolgenden Aufsatz wird das Nachweiskonzept eines gelenkigen Anschlusses beschrieben, der unter anderem im Rahmen dieses Forschungsprojektes näher untersucht wurde. Für die Nachweisführung wird das analytische Modell des Anschlusses in Stahl- und Betonkomponenten unterteilt. Traglaststeigerungen auf Seite der Betonkomponenten sind im Vergleich zum aktuellen Stand der Normung durch die gezielte Berücksichtigung der zusätzlichen Rückhängebewehrung möglich, die in INFASO entwickelt wurde, indem das Zusammenwirken von Beton und Bewehrungsstahl am Lastabtrag betrachtet wird. In derzeit gültigen Nachweiskonzepten wird hier zwischen einzelnen Versagensmechanismen unterschieden, deren gleichzeitige und gemeinsame Wirkung nicht erfasst wird. Auf Seite der Stahlkomponenten wurden neue Ansätze entwickelt, bei denen mit dünnen Ankerplatten duktile Anschlüsse nachgewiesen werden können. Im Nachfolgeprojekt INFASO+ wurden Handbücher verfasst, in denen neue Komponenten und weitere Bemessungskonzepte für Anschlüsse zwischen Stahl und Beton beschrieben und die Hintergründe zu den in diesem Projekt entwickelten Bemessungsprogrammen dargestellt werden. Zusätzlich sind konkrete Anwendungsbeispiele gegeben.

No abstract

Herrn Univ.‐Prof. Dr.‐Ing. Gerhard Hanswille zur Vollendung seines 65. Lebensjahres gewidmet Im Rahmen des Forschungsvorhabens “Große Ankerplatten mit Kopfbolzen für hochbeanspruchte Konstruktionen im Industrie‐ und Anlagenbau” wurde das Tragverhalten von Ankerplatten mit mehr als der aktuell zulässigen Anzahl an Verbindungsmitteln unter Zugkraft, Querkraft und Zwangsbeanspruchung untersucht. Die Darstellung der Ergebnisse des gemeinsamen Vorhabens erfolgt in zwei Beiträgen: Im vorliegenden Beitrag werden Untersuchungen zu den Querkraftanschlüssen der Universität Stuttgart und in einem weiteren Beitrag die Untersuchungen zur Normalkraft‐ und Zwangsbeanspruchung vorgestellt, die im Wesentlichen an der Technischen Universität Kaiserslautern erarbeitet wurden. Die Schlussfolgerungen zeigen das Gesamtkonzept. In den Versuchsserien wurden zur Bestimmung der wesentlichen Einflussgrößen auf das Tragverhalten und die Lastverteilung Parameter wie die Ankerplattendicke, die Einbindelänge der Kopfbolzen und die Exzentrizität der Querkraft variiert. Im Bereich der auf Zug beanspruchten Kopfbolzen wurde zusätzlich eine Rückhängebewehrung berücksichtigt. Mit Hilfe numerischer Untersuchungen wurden neben offenen Fragen zur Lastverteilung die Einflüsse weiterer Faktoren wie die Betondruckfestigkeit und der Bewehrungsgrad untersucht. Auf Grundlage dieser Untersuchungen konnte ein auf der Komponentenmethode basierendes Bemessungsmodell entwickelt werden, mit dem eine Bemessung von Ankerplatten mit mehr als der aktuell zulässigen Anzahl an Verbindungsmitteln möglich ist. Hinsichtlich der Lastverteilung finden elastische und plastische Bemessungsansätze im analytischen Modell Anwendung. Steel‐to‐concrete joints with large anchor plates under shear loading. Within the framework of the research project “Large Anchor Plates for Industry and Plant Engineering” the load and deformation behavior under tension‐, shear and constraining forces of anchor plates with a higher number of headed studs has been investigated. The results of the joint project will be presented in two parts: In this part investigations on large anchor plates under shear loading made at the Universität Stuttgart are described. This is followed by the description of the investigations under tension‐ and constraining forces made at the Technischen Universität Kaiserslautern. The overall approach is shown in the conclusions. Within the tests parameters like the thickness of the anchor plate, the embedment depth of the headed studs and the load eccentricity were changed in order to investigate the key determinants on the load‐bearing behavior and the load transfer. In the area of the tension loaded fasteners supplementary reinforcement has been placed to strengthen the concrete failure modes and to determine the influence for the increase of the load carrying capacity depending on the variation of the reinforcement ratio. Within further numerical investigations outstanding issues like the distribution of the shear forces and the effect of further parameters such...