Verankerung am Kragarmende (Bsp.)

Berechnungsbeispiel zur Verankerung am Kragarmende

Aufgabenstellung

Für den dargestellten Träger mit Kragarm ist die Verankerungslänge am Kragarmende zu bestimmen. Gegeben sind folgende Daten:

• Beton: $C30/37$
• Betondeckung: $c_{nom}=50mm$
• Nutzhöhe obere Bewehrungslage: $d=64cm$
• Gewählte Bewehrung oben am Kragarmende: $2\emptyset 16$
• Druckstrebenneigungswinkel: ${\theta }=18,4$° → $cot{\theta }=3,00$

Lösung

Verbundfestigkeit

Bewehrung oben → mäßiger Verbund

→ C30/37 -> $f_{bd}=0,7\cdot 3,0N/mm^{2}=2,1N/mm^{2}=0,21kN/cm^{2}$

Versatzmaß

$z=0,9\cdot d=0,9\cdot 64cm=57,6cm$

Bei seitlich ausgelagerter Bewehrung ist das Versatzmaß um den Abstand $x$ der ausgelagerten Stäbe vom Stegrand zu erhöhen. Dieser Wert beträgt hier $x=10cm$.

$a_{L}=z\cdot (cot{\theta }+cot{\alpha })/2+x$

$a_{L}=57,6cm\cdot (3,0+0)/2+10cm=96,4cm$

Randzugkraft

Die Randzugkraft wird hier über das Verschieben der Zugkraftlinie um das Versatzmaß $a_{L}$ ermittelt. Dazu wird das Moment an der Stelle $x_{0}$ berechnet.

$p_{Ed}=1,35\cdot 40kN/m+1,5\cdot 25kN/m=91,5kN/m$

$D_{min}=4\cdot \emptyset _{s}=4\cdot 1,6cm=6,4cm$

$x_{0}=c_{nom}+\emptyset _{s}+D_{min}/2=5,0cm+1,6cm+6,4cm/2=9,8cm$

$M_{Ed,x0}=p_{Ed}\cdot {\frac {(x_{0}+a_{L})^{2}}{2}}=91,5kN/m\cdot {\frac {(0,098m+0,964m)^{2}}{2}}=51,60kNm$

$F_{sd}={\frac {M_{Ed,x0}}{z}}={\frac {51,60kNm}{0,576m}}=89,58kN$

Erforderliche Bewehrung

$A_{s,erf}={\frac {F_{sd}}{f_{yd}}}={\frac {89,58kN}{43,5kN/cm^{2}}}=2,06cm^{2}$

Stahlspannung

Vorhanden: $2\emptyset 16$ → $A_{s,vorh}=4,02cm^{2}$

${\sigma }_{sd}=f_{yd}\cdot {\frac {A_{s,erf}}{A_{s,vorh}}}=43,5kN/cm^{2}\cdot {\frac {2,06cm^{2}}{4,02cm^{2}}}=22,28kN/cm^{2}$

Grundwert der Verankerungslänge

$l_{b,rqd}={\frac {\emptyset _{s}}{4}}\cdot {\frac {{\sigma }_{sd}}{f_{bd}}}={\frac {1,6cm}{4}}\cdot {\frac {22,28kN/cm^{2}}{0,21kN/cm^{2}}}=42,45cm$

Bemessungswert der Verankerungslänge

$l_{bd}={\alpha }_{1}\cdot {\alpha }_{3}\cdot {\alpha }_{4}\cdot {\alpha }_{5}\cdot l_{b,rqd}$

Formgebung: Gerades Stabende → ${\alpha }_{1}=1,0$

Querbewehrung: Vernachlässigbar → ${\alpha }_{3}=1,0$

Angeschweißte Querstäbe: Keine → ${\alpha }_{4}=1,0$

Querdruck: Nicht vorhanden → ${\alpha }_{5}=1,0$

$l_{bd}=1,0\cdot 1,0\cdot 1,0\cdot 1,0\cdot 42,45cm=42,45cm$

Mindestverankerungslänge

$l_{b,min}=max\left\{{\begin{matrix}0,3\cdot {\alpha }_{1}\cdot {\alpha }_{4}\cdot {\alpha }_{5}\cdot \left({\frac {\emptyset _{s}}{4}}\cdot {\frac {f_{yd}}{f_{bd}}}\right)\\10\cdot {\alpha }_{5}\cdot \emptyset _{s}\end{matrix}}\right\}$

$l_{b,min}=max\left\{{\begin{matrix}0,3\cdot 1,0\cdot 1,0\cdot 1,0\cdot \left({\frac {1,6cm}{4}}\cdot {\frac {43,5kN/cm^{2}}{0,21kN/cm^{2}}}\right)\\10\cdot 1,0\cdot 1,6cm\end{matrix}}\right\}$

$l_{b,min}=max\left\{{\begin{matrix}24,86cm\\16cm\end{matrix}}\right\}$

Nachweis der Verankerungslänge

Als Verankerungslänge soll hier gewählt werden: $l_{b,vorh}=45cm$.

<math>l_{bd} = 42,45 cm \leq 45,00 cm = l_{b,vorh}

Überprüfung

Der errechnete Wert lässt sich nicht mit Hilfe von Tragwerksplanungsprogrammen überprüfen.

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