Numerische Untersuchungen und Modellbildung zur Beschreibung der Spannungszustände innerhalb des Kronendübels

Abstract

Diese Arbeit beinhaltet für den Schubverbinder von Stahl-Beton-Verbundkonstruktionen, den Kronendübel KrL 75-36, Serie 3, einen Vergleich zwischen den von Petraschek vorgestellten Belastungsmodellen und einem mittels eines numerischen Modells nachgebildeten Push-Out Versuchskörpers. Es soll untersucht werden, ob die Spannungszustände in der Dübelleiste mit Hilfe dieser Belastungsmodelle nach Petraschek und ohne die direkte Berücksichtigung des Betonkörpers angenähert werden können. Dies erfolgt, im Hinblick auf eine Ermüdungsuntersuchung, insbesonders für die freie brenngeschnittene Kante und die kritischen Schnitte. Des Weiteren werden von diesen Modellen abweichende Lastansätze betrachtet. Sie besitzen eine bessere Übereinstimmung der Spannungen entlang der brenngeschnittenen Stahlzahnkante mit der numerischen Simulation des Push-Out Versuchs. Für die Modelle nach Petraschek wird jeweils die plastische und elastische Grenzlast berechnet. Die Bestimmung der elastischen Grenzlast erfolgt mittels verschiedener Modellbildungen der Lastabtragung innerhalb des Dübelzahns.<br />

This study deals with the so-called crown dowel KrL 75-36, a shear connector for steelconcrete composite systems. This dowel geometry achieved the best results in former Push-Out experiments made by Petraschek. Based on Petrascheks derived models to describe the impacting forces on the steel crown, the use of analysis models without consideration of concrete is verified. For this reason the FEM preparation of the full concrete model, examining a quarter-symmetric part of the push-out experiment, is described based on investigations of Antesberger and Iwancsics. Its results are compared to the ones obtained by using three different models without the consideration of concrete.<br />Strains, especially at the oxy-acetylene cutted surface and at the bottom of the steel dowel, are determined for a dynamic material fatigue analysis. Furthermore, new load models are investigated, in order to obtain better correlation with numeric results of the Push-Out experiment at the oxy-acetylene cutted surface. Regarding to Petraschek's models, the plastic and elastic collapse loads are determined. Therefore, different modeling of forces inside the crown dowel is being made.