Analyse des Tragverhaltens vorgespannter Anker unter Verwendung des Federmodells

Abstract

Der Hauptteil befasst sich mit der Analyse des Tragverhaltens vorgespannter Anker. Die Wir-kungsweise der Vorspannung wird anhand eines parallel geschalteten Federsystems analy-siert. Dabei wird der Anker und der Boden als Feder dargestellt und die Reaktion auf äußere Krafteinflüsse bestimmt. Die Idee zu diesem Verfahren stammt aus dem Stahlbau und wird dort bei vorgespannten Schraubenverbindungen (Vorspanndreieck) eingesetzt. Das Haupt-problem besteht in der Bestimmung der Federkonstante des Bodens für vertikale oder hori-zontale vorgespannte Anker. Für vertikale vorgespannte Anker wird in dieser Arbeit ein ana-lytisches Verfahren hergeleitet, welches von den bekannten Gleichungen der direkten oder indirekten Setzungsberechnung ausgeht. Die Bestimmung einer Federkonstante des Bodens für einen horizontal vorgespannten Anker erfolgt anhand von FE-Berechnungen.<br />Ziel der vorliegenden Diplomarbeit ist es, ein Modell zu entwickeln, das die Beurteilung des Einflusses äußerer Laständerungen auf die Ankerkräfte ermöglicht. Die Auswirkungen des Zuggliedes (Stabstahl, Litze), der Ankerplatte (Größe und Form), der Ankerlänge und der Verbauart (weich oder steif) fließen in das Modell ein und bilden die Grundlage zur Abschät-zung des Tragverhaltens vorgespannter Anker.<br />

The main part of the thesis deals with the analysis of the structural behaviour of the prestres-sed anchor. The mode of action of this prestress will be analysed using a consisting of parallel springs system. The anchor and the soil will be clearly represented as a spring, and the res-ponse to external forces will be determined. The idea for this method is coined by the steel construction, where it is used for prestressed bolted connections. The main problem is the determining the spring constant of the soil for vertical or for horizontal prestressed anchors. An analytical method can be derived for the vertical prestressed anchor, which starts from the known equations of direct and indirect analysis of settlement. Determining the spring constant of the ground for a horizontally prestressed anchor is based on FE-calculations.<br />The purpose of this Master thesis is to introduce an objective method of assessing the impact of external load changes on the anchor forces. The effects of the tendon (steel bar, strand), the anchor plate (size and shape), the length of the anchor and sheeting type (soft or stiff) are in-corporated into the process and form the basis for the assessment of the structural behaviour of prestressed anchors.