Innovation: HDB-Schwan – ­Durchstanzbewehrung für Fundamente

Infolge der geringeren Schlankheit und der Belastung durch Bodenpressungen stellt sich bei Fundamenten ein Lastabtrag ein, der aufgrund der steileren Druckstrebenneigung höhere Durchstanztragfähigkeiten ermöglicht als bei Flachdecken. Die steileren Schubrisse führen jedoch dazu, dass vertikale Durchstanzbewehrungselemente weniger effizient sind als in Flachdecken, sodass geneigte Bewehrungselemente geeigneter für den Einsatz in Fundamenten erscheinen. Aufbauend auf vorhandenen experimentellen Untersuchungen wurde daher ein neuartiges Durchstanzbewehrungselement für Einzelfundamente und Bodenplatten mit geneigten Bewehrungsstäben entwickelt.

Die neuartige Durchstanzbewehrung wurde am Institut für Massivbau der RWTH Aachen in Kooperation mit der Halfen GmbH im Rahmen eines DFG-Erkenntnistransferprojekts (DFG-GZ HE2637/18-1) entwickelt. Die HDB-Schwan-Durchstanzbewehrung (Abb. 1a) hat eine optimierte Form, um das Schubrisswachstum möglichst effizient zu begrenzen. Aufgrund der geneigten Bewehrungsstäbe und der S-Form der Elemente werden die Schubrisse mehrfach gekreuzt (Abb. 1b). Die starre Verankerung durch aufgestauchte Köpfe an den Enden der S-förmigen Bewehrungselemente ermöglicht eine gute Aktivierung der Durchstanzbewehrung. Im oberen Bereich ist zusätzlich ein Klemmblech angeordnet, das dem dreidimensionalen Bewehrungselement Stabilität verleiht und zu einer deutlichen Verbesserung der Verankerungsqualität des Bewehrungselements führt.

Deutliche Steigerung der Tragfähigkeit

Im Verlauf der Produktentwicklung wurden insgesamt 14 Durchstanzversuche an Einzelfundamenten mit einer gleichmäßigen Sohlpressung und einem Versagen innerhalb und außerhalb des durchstanzbewehrten Bereichs sowie auf dem Niveau der maximalen Durchstanztragfähigkeit durchgeführt. Dabei wurden die wesentlichen Einflussparameter variiert. Der Vergleich der Ergebnisse der neu durchgeführten Versuche mit vergleichbaren vorhandenen Versuchen beziehungsweise mit der Durchstanztragfähigkeit ohne Durchstanzbewehrung nach DIN EN 1992-1-1+NA(D) belegte eine deutliche Tragfähigkeitssteigerung durch die neuartige Durchstanzbewehrung. Desweiteren haben die Versuche ergeben, dass sich für die Ermittlung der erforderlichen Durchstanzbewehrungsmenge ein signifikanter Betontraganteil ansetzen lässt. Dies ist auf die gute Rissvernadelung der neuen Durchstanzbewehrungselemente zurückzuführen, wodurch sich deutlich verringerte erforderliche Bewehrungsmengen ergeben.

Aufgrund der begrenzten Transportabmessungen bietet sich der Einsatz der neuartigen Durchstanzbewehrung insbesondere in Fertigteilfundamenten an. In Kombination mit einem Normalbeton mit höherer Betondruckfestigkeit lassen sich bereits bei geringeren Bauteilabmessungen sehr hohe Durchstanztragfähigkeiten erreichen. Darüber hinaus ist das neuartige Bewehrungselement im Vergleich zu einer Bügelbewehrung einfacher einzubauen, da ein zeitaufwendiges Einfädeln der Längsbewehrung wie bei Bügeln entfällt.