Einfluss der Bodenreaktionskraft bei Durchstanzen von Einzelfundamenten

Beim Durchstanznachweis von Fundamenten wird die Spannungsverteilung in der Sohlfuge sehr vereinfacht nach dem Spannungstrapezverfahren ermittelt. Infolgedessen wird eine Interaktion zwischen Bauwerk und Baugrund nicht berücksichtigt. Im Rahmen eines gemeinsam mit dem Lehrstuhl und Institut für Massivbau (IMB) durchgeführten AiF- Forschungsvorhabens wurden erstmals Durchstanzversuche an Fundamenten auf realem Baugrund durchgeführt. Anhand der Untersuchungen, die durch Versuchsergebnisse aus der Literatur ergänzt wurden, waren zwei Fragestellungen zu untersuchen:

1. Welche Neigung des Durchstanzkegels ist bei Fundamenten realistisch?
2. Stellt der Ansatz der vereinfachten Sohlspannungsverteilung eine sinnvolle Näherung
beim Durchstanznachweis von Fundamenten dar?

Ein Vergleich der nationalen und ausgewählten internationalen Normen in Kapitel 2 hat gezeigt, dass die Durchstanztragfähigkeit von Fundamenten sehr unterschiedlich geregelt ist. Dies ist im Wesentlichen auf die unterschiedliche Neigung des Durchstanzkegels und den daraus resultierenden Ansatz der Bodenreaktionskraft zurückzuführen. Einige Normen wie der British Standard 8110-1997 oder der EC2 führen beim Durchstanznachweis zusätzliche Kriterien zur Begrenzung der Schubspannungen am Stützenanschnitt ein, bei denen die Bodenreaktionskraft nicht berücksichtigt wird. Insbesondere bei gedrungenen Platten werden diese Kriterien häufig maßgebend und ersetzen den eigentlichen Durchstanznachweis. Durch den Normenvergleich konnte die Beobachtung von Ricker/Hegger in (Hegger et al. 2005), (Hegger et al. 2006 (a)), dass DIN 1045-1 und das Heft 525 des DAfStB für gedrungene Fundamente mit einer Schubschlankheit ? < 1,5 tendenziell höhere Durchstanzlasten berechnen als die internationalen Normen, nochmals bestätigt werden. Durch die Ergebnisse der gemeinsam mit dem IMB durchgeführten Versuche konnte bestätigt werden, dass die an Flachdecken kalibrierte Gleichung nach DIN 1045-1 nicht ohne weiteres auf gedrungene (Fundament-) Platten übertragen werden kann, da sie zu hohe Durchstanzlasten vorhersagt. Die Versuche zum Durchstanzverhalten von Fundamenten wurden in Kapitel 3 beschrieben, die Versuchsergebnisse werden in Kapitel 4 vorgestellt. Bei den Versuchen wurde neben der Lagerungsdichte des Sandes auch die Schubschlankheit durch Wahl unterschiedlicher Plattendicken und Stützenabmessungen variiert. Ein Fundament war mit Schubbewehrung versehen. Alle Versuche versagten auf Durchstanzen. Die Versagensrisse verliefen mit einer Neigung von 45° bezogen auf die Horizontale deutlich steiler, als in Versuchen an Flachdecken beobachtet wurde.