Befestigungsindustrie – Dübelbemessungsprogramm Powers Design Assist

Die Berechnung und Bemessung der Befestigungen wird mittels Echtzeitberechnung, die im Programmhintergrund abläuft, durchgeführt. Dies bedeutet, dass bei jeder Veränderung der Eingaben, die einen Einfluss auf die Rechenergebnisse haben, die Berechnung beim Verlassen des jeweiligen Eingabefeldes gestartet wird. Die Ergebnisse der Berechnung/Bemessung werden in der Programmoberfläche und einer Bericht-Vorschau für die vorab ausgewählten Anker, die in einer Produktdatenbank gespeichert sind, dargestellt.

Weiterhin kann unter Verwendung einer FE-Berechnung die erforderliche Ankerplattendicke ermittelt und im Bericht dargestellt werden. Der Bericht kann aus der Vorschau gedruckt oder als PDF-Dokument mit weiteren Anhängen (Datenblatt, Zulassung des Ankers) gespeichert werden. Eine Vielzahl an zusätzlichen Informationen wird in PDA im Tab „Bibliothek“ zur Verfügung gestellt. Dort finden Sie alle Powers Zulassungen, Links zu technischer Literatur und zum Powers Onlinekatalog.

Das Powers PDA–Dübel-Bemessungsprogramm ist für die Bemessung von Verankerungen in Beton konzipiert. Die Bemessung folgt dem Konzept der Teilsicherheitsbeiwerte. Die Ankerzulassungen (ETA und ICC-ES) basieren auf dem CC-Verfahren mit charakteristischen Werten (Widerständen). Die charakteristischen Widerstände in den Zulassungen wurden von unabhängigen Prüf- und Zulassungsinstituten (wie zum Beispiel CSTB, DIBt, ICC-ES,…) abgeleitet. Basierend auf diesen Auswertungen und Zulassungen hat der Anwender die Möglichkeit, Befestigungen für eine Lebensdauer von 50 Jahren zu bemessen.

PDA verwendet für die Berechnung automatisch das Bemessungskonzept, das in der jeweiligen Zulassung definiert ist. Im Allgemeinen werden die meisten Powers Produkte mit dem ausführlichsten Bemessungs-verfahren A bemessen. Das Bemessungsverfahren berücksichtigt sowohl den Einfluss von Achs- und Randabständen als auch den Einfluss von erhöhter Betonfestigkeit.

Das Bemessungsverfahren A unterscheidet in den verschiedenen Lastrichtungen zwischen den möglichen Versagensarten des Befestigungselementes (Beton- ausbruch, Stahlversagen, Spaltversagen, Herausziehen, Betonkantenbruch und Betonversagen auf der last- abgewandten Seite). Die Standardeinstellung für US Lastkombinationen ist stets „Abschnitt 9.2“.

Abhängig von der jeweiligen zugehörigen Zulassung können Dübel für Anwendungen in der Zugzone (gerissener Beton) oder in der (nachgewiesenen) Druckzone (ungerissener Beton) berechnet werden. Mit dem Programm können Einzelbefestigungen und Befestigungsgruppen mit oder ohne Randeinfluss berechnet bzw. bemessen werden. Im Falle einer Biegebelastung des Ankers wird die Zunahme des Hebelarms (für die Querkräfte) automatisch berücksichtigt.

Der Verankerungsgrund muss aus Normalbeton (oder Sand-Leichtbeton nach ACI 318 App. D) bestehen und entsprechend den Zulassungen eine Festigkeit zwischen C20/25 und C50/60 (ETAG + ETA) bzw. 2500 psi und 8000 psi (ACI 318 App. D, AC 308 + ICC-ES) aufweisen. Kleinere oder größere Festigkeiten sind nicht erlaubt. Anmerkung: Die Bemessung nach ACI 318, Appendix D, erlaubt Betonfestigkeiten bis 10.000 psi für Einlegeteile. In PDA ist dies jedoch begrenzt auf Festigkeiten bis 8.000 psi.

Für die Belastung sowohl der Anker als auch des Verankerungsgrundes sind nur statische oder quasi-statische (keine dynamischen) Belastungen erlaubt. Die folgenden Lasten (Bemessungs- oder charakteristische Lasten – ETAG, erhöhte Bemessungslasten – ACI318 App. D, AC 308) können aufgebracht werden: Normalkraft (N), Querkräfte (Vx, Vy) und Biege- bzw. Torsionsmomente (Mx, My bzw. Mz).

Der Berechnung der Reaktionskräfte (Anker und Beton) liegen die folgenden Annahmen zugrunde:

• die Ankerplatte ist steif (Bernoulli-Hypothese)
• Zugkräfte werden durch die Anker aufgenommen
• Druckkräfte überträgt der Beton (wenn keine Abstandsmontage vorliegt!)
• das Materialverhalten der Anker und des Betons ist linear-elastisch
• E-Modul des Stahls 210000 N/mm² (30.5 x 106 ksi)

Prinzipiell überprüft das Programm (für die verschiedenen möglichen Versagensursachen), ob der Bemessungswert der Einwirkungen (Sd) kleiner oder gleich dem Bemessungswert des Widerstandes (Rd) ist.

ETAG: Wenn Sd ≤ Rd erfüllt ist (Ausnutzung ≤ 100%) ist der Nachweis in Ordnung.
ACI318: Wenn U ≤ Φ(Nennwiderstand) erfüllt ist (Ausnutzung ≤ 100%) ist der Nachweis in Ordnung.
Eine eingehende Beschreibung der Annahmen und der Berechnungsabläufe kann der ETAG001 (European Technical Approval Guideline) bzw. ACI 318 Appendix D (Editions 2002, 2005, 2008) und AC 308 (2009) entnommen werden.