Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.18419/opus-9706
Authors: Jebara, Khalil
Title: Pryout capacity and bearing behavior of stocky headed stud anchorages
Other Titles: Tragverhalten und Bemessung von gedrungenen Verankerungen bei rückwärtigem Betonausbruch
Issue Date: 2018
metadata.ubs.publikation.typ: Dissertation
metadata.ubs.publikation.seiten: 177
URI: http://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/9723
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:93-opus-ds-97233
http://dx.doi.org/10.18419/opus-9706
metadata.ubs.bemerkung.extern: Previous publications: Pryout failure capacity of single headed stud anchors; Khalil Jebara, Josko Ozbolt, Jan Hofmann; Materials and Structures (2016) 49:1775-1792, DOI 10.1617/s11527-015-0611-9; Pryout failure of single headed stud anchor: 3D numerical FE analysis; Khalil Jebara, Josko Ozbolt, Jan Hofmann; Materials and Structures (2016) 49:4551-4563, DOI 10.1617/s11527-016-0806-8
Abstract: Concrete pryout failure mode, which occurs for relatively short and stocky cast-in headed studs or post installed anchors, has been investigated only to a limited extent in the past. The increasing use of such anchorages in engineering practice emphasizes the need to clarify the pryout failure mechanism and to formulate design rules that assure safe and economical structural design. Currently used design provisions to predict the pryout capacity are conservative and based on the so-called indirect-tension model, which applys the CC-Method for anchors loaded in tension to predict the pryout capacity of anchors loaded in shear and fail in pryout. The aim of this dissertation is to get more understanding into the load bearing behaviour and the pryout mechanism of shallowly embedded anchors and anchor groups, which are likely fail in concrete pryout. Furthermore, it aims at extending the CC-method to account for the pryout failure mode and improving current design recommendations. This dissertation covers experimental and numerical investigations. The experimental investigation aims at clarifying the bearing bahavior and influencing parameter of stocky cast-in single welded headed studs, which fail in concrete pryout. On the other hand, the numerical investigation aims at parametric study and pryout failure simulation of single anchor and anchor group. The results of the experimental and numerical investigation are evaluated and discussed. Finally, based on the obtained results a pryout capacity prediction equation for anchors under pure shear load is presented. An extended CC-method for pryout failure mode, which accounts for single anchor and anchor group as well as for edge and corner influence, is proposed and compared with current design formula.
Bei querbelasteten und gedrungenen Verankerungen kann unter Scherbeanspruchung ein Betonausbruch auf der lastabgewandten Seite der Verankerung auftreten. Diese Art des Versagens, auch rückwärtiger Betonausbruch genannt, wurde bislang nur unzureichend untersucht. Mit vermehrter Anwendung solcher Verankerungen steigt die Notwendigkeit den Tragmechanismus zu ergründen und ein geeignetes Bemessungskonzept zu erstellen, um künftig eine sichere und wirtschaftliche Anwendung zu gewährleisten. Das gegenwärtige Bemessungskonzept für die Versagensart rückwärtiger Betonausbruch unterschätzt die Bruchlasten und beruht auf dem sogenannten indirekten-Zug Modell. Dieses Modell wendet das CC-Verfahren für zugbeanspruchte Verankerungen an, um die rückwärtige Betonausbruchlast zu bestimmen. Ziel dieser Dissertation ist es, sowohl das Tragverhalten als auch den Tragmechanismus bei der Versagensart rückwärtiger Betonausbruch bei Einzel- und Mehrfachbefestigungen zu beschreiben. Anschließend wird angestrebt, das CC-Verfahren für zugbeanspruchte Verankerung zu erweitern, um es für die Versagensart rückwärtiger Betonausbruch anzuwenden und dadurch das Bemessungskonzept zu verbessern. Diese Dissertation umfasst experimentelle und numerische Untersuchungen. Das Ziel der experimentellen Untersuchungen ist es, sowohl das Tragverhalten als auch den Einfluss der maßgebenden Parameter auf die Versagensart rückwärtiger Betonausbruch von gedrungenen Kopfbolzenverankerungen aufzuklären. Das Ziel der numerischen Untersuchungen ist es, die Versagensart des rückwärtigen Betonausbruchs für gedrungene Einzel- und Mehrfachbefestigungen zu beschreiben und eine Parameterstudie der Einflussfaktoren vorzunehmen. Ausgehend von den in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnissen wird eine Bemessungsgleichung zur Traglastbestimmung des rückwärtigen Betonausbruches vorgeschlagen. Dieser Vorschlag zur Bemessung soll für die Einzel- und Mehrfachbefestigung sowie für die verschiedenen geometrischen Einsatzfälle wie Rand- und Eckbereiche gelten. Abschließend wird dieser Vorschlag als erweitertes CC Verfahren für die Versagensart rückwärtiger Betonausbruch näher beschrieben und mit gegenwärtigen Bemessungsbestimmungen verglichen.
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