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D. Adam, K. Breit, J. Stadler, A. Kainrath:
"Zur Wirkungsweise von vorgespannten Ankern";
Hauptvortrag: 32. Christian Veder Kolloquium, Graz; 20.04.2017 - 21.04.2017; in: "Beiträge zum 32. Christian Veder Kolloquium", Mitteilungshefte der Gruppe Geotechnik Graz, Heft 58 (2017), ISBN: 978-3-900484-75-0; S. 1 - 16.

Vorgespannte Anker gehören zu den wichtigsten Zugelementen in der Geotechnik. Sie werden vor allem eingesetzt, um hohe Zugkräfte vorrangig im Zusammenhang mit verformungsarmen Konstruktionen in den Untergrund einzuleiten. In der Praxis zeigt sich, dass für die Wirkungsweise dieser Zugelemente oftmals ein unzureichendes Verständnis besteht und deshalb auf wesentliche Bemessungskriterien zu wenig Rücksicht genommen wird.
Im gegenständlichen Beitrag soll ein vertieftes Verständnis für die Wirkungsweise und das grundsätzliche Tragverhalten von vorgespannten Ankern geschaffen werden. Dafür wird das Interaktionssystem Anker-Boden durch ein einfaches gekoppeltes, linear-elastisches Federmodell simuliert. Sowohl der Prozess des Vorspannens als auch das Aufbringen bzw. die Aufnahme der äußeren Lasten werden mit dem Modell beschrieben, grafisch anhand des aus dem Stahlbau bekannten Vorspanndreiecks (auch: Verspannungsdreiecks) dargestellt und die Vorgänge im Anker und im Boden eingehend beleuchtet.
Mit dem vorgestellten Federmodell wird gezeigt, welchen Einfluss die Dehnsteifigkeit des Ankers im Verhältnis zur Steifigkeit des Untergrundes auf die Verteilung der Kräfte und Verformungen beim Spannen und das spätere Aufbringen der äußeren Kräfte im System hat. Damit können auf einfache Weise grundlegende Aussagen zur Wirkungsweise und zum Tragverhalten sowie zur Dimensionierung von vorgespannten Ankern getroffen werden.
(Kriech- bzw. Schub-)Verformungen zufolge der Einleitung der Kräfte vom Verpresskörper in den umgebenden Untergrund sowie (Parallel-)Verschiebungen des durch den Anker zusammengespannten Bodenkörpers aufgrund von darauf angreifenden äußeren (horizontalen) Belastungen (Erddruck) werden bewusst ausgeklammert, um die wesentlichen Mechanismen beim Spannen und Belasten von vorgespannten Ankern nicht durch andere Effekte zu überlagern.

Prestressed (ground) anchors have evolved to be one of the most frequently used special foundation engineering techniques to transfer large tensile forces into the ground. In practice, the fundamental principle and the structural behavior of such anchors repeatedly lead to misinterpretation and, thus, to unfavorable design and application. In this contribution, the system ground-anchor is modelled by a coupled spring system and the individual phases - prestressing and loading the system by external forces - is illustrated by the bracing triangle, which is well known from calculation of prestressed screws in structural steel engineering. The stiffness ratio between the spring representing the ground and the spring representing the anchor indicates the influence on the distribution of the forces within the system. The application of the coupled spring model allows a better understanding of the fundamental bearing behavior of prestressed anchors and the provision of design rules for dimensioning.

Vorgespannte Anker, Gekoppeltes Federmodell, Spezialtiefbau, Baugrund-Tragwerk-Interaktion

http://publik.tuwien.ac.at/files/publik_259333.pdf