Im Folgenden werden die verschiedenen technischen Aspekte von mechanischen und chemischen Verankerungen für den Einbau in Beton aufgeführt. Es werden verschiedene Situationen beschrieben, in denen eine korrekt installierte Verankerung versagen kann, und es werden die wichtigsten Fehler, die auftreten können, sowie die Gründe für ihr Auftreten beschrieben.
Während des Berechnungs- und Nachweisverfahrens muss geprüft werden, ob die Installation eine ausreichende Tragfähigkeit besitzt, um den folgenden Situationen standzuhalten:
Die Unterscheidung erfolgt nach den Lasten, denen die Verankerungen ausgesetzt sind. Das Versagen wurde in zwei Arten unterteilt: durch Zuglasteinwirkung und durch Querlasteinwirkung. Eine Überprüfung dieser Kategorien ist nur bei kombinierter Zug- und Querlasteinwirkung (Schrägzugbeanspruchung) erforderlich.
ZUGLAST
1. Stahlversagen
Bei dieser Versagensart bricht der Metallteil der Verankerung. Dieses Versagen tritt auf, wenn eine Verankerung einer Zuglast ausgesetzt wird, die größer als die Festigkeit des Stahls ist. Dies geschieht in der Regel im Bereich des kleinsten Querschnitts. Bei Verankerungen mit Außengewinde geschieht der Bruch im Bereich des Clips; ein Teil der Verankerung verbleibt im Bohrloch und sie bricht oberhalb des Clips.
2. Versagen durch Herausziehen
Bei dieser Art des Versagens wird der Körper der Verankerung herausgezogen, ohne dass die volle Tragfähigkeit des Betons erreicht wird. Dieses Versagen tritt auf, wenn die auf die Verankerung wirkende Zuglast die Reibungs- oder Klemmkraft zwischen dem Befestigungsmechanismus und der Innenseite des Betons übersteigt, was zu einem vollständigen Herausziehen der Verankerung führt. Bei Verankerungen mit Außengewinde verbleibt der Clip normalerweise im Bohrloch und die Stange wird vollständig herausgezogen. Diese Art des Versagens gilt nur für mechanische Verankerungen.
3. Versagen durch Betonausbruch
Bei dieser Versagensart kommt es zu einem Betonausbruch. Dieses Versagen tritt auf, wenn die auf die Verankerung einwirkende Zuglast die Festigkeit des Betons übersteigt, was zu einem Ausbruchskegel im Verankerungsgrund führt. Diese Versagensart steht in direktem Zusammenhang mit der Einbautiefe und der Festigkeitsstufe des Betons.
4. Kombiniertes Versagen durch Herausziehen und Betonausbruch (chemische Verankerungen)
Hierbei kommt es zu einem Versagen an der Schnittstelle zwischen dem Verbundmaterial oder Mörtel und dem Verankerungsgrund bzw. zwischen dem Verbundmaterial und dem Metallelement (Haftversagen) und zusätzlich zu einem kleinen Betonausbruch an oder nahe der Oberseite der Betonoberfläche. Dieses Versagen tritt auf, wenn die Zuglast, der die chemische Verankerung ausgesetzt ist, die Verbundtragfähigkeit übersteigt. Diese Art des Versagens gilt nur für chemische Verankerungen und ihre Überprüfung entbindet nicht von der Überprüfung der anderen Versagensarten.
5. Versagen durch Spalten
Hierbei bricht der Beton entlang der durch die Achse der Verankerung(en) verlaufenden Ebene. In diesen Fällen entsteht ein Riss im Verankerungsgrund, der die Haltekraft der Verankerung aufhebt. Es tritt unter bestimmten Bedingungen auf, wenn die auf die Verankerung einwirkende Zuglast die Festigkeit des Betons übersteigt. Dieses Versagensart muss nur dann überprüft werden, wenn der Abstand zum Rand des Betonelements kleiner ist als die kritische Rissdistanz (scr,sp) im Falle einer einzelnen Verankerung bzw. das 1,2-Fache der kritischen Rissdistanz in einer Gruppe von Verankerungen beträgt.
QUERLAST
1. Stahlversagen ohne Hebelarm
Bei dieser Versagensart bricht der Metallteil der Verankerung. Dieses Versagen tritt auf, wenn eine Verankerung einer Scherlast ausgesetzt wird, die größer als die Festigkeit des Stahls ist. Das Versagen tritt in der Regel in dem Bereich der Verankerung auf, der mit der Oberfläche des Verankerungsgrundes bündig ist. Bei Verankerungen mit Außengewinde tritt das Versagen im Bereich des Gewindes auf.
2. Stahlversagen mit Hebelarm
Bei dieser Versagensart bricht der Metallteil der Verankerung aufgrund eines einwirkenden Biegemoments. Dieses Versagen tritt auf, wenn eine Verankerung einer Querlast ausgesetzt wird, die größer als die Biegefestigkeit des Stahls ist. Der Hauptunterschied zum Versagen ohne Hebelarm ist der Versatz zwischen der Oberfläche des Verankerungsgrundes und des Anbauteils. Dadurch wird ein Biegemoment erzeugt.
3. Betonkantenbruch
Bei dieser Versagensart kommt es zu einem Betonkantenbruch. Dieses Versagen tritt auf, wenn die auf die Verankerung einwirkende Querlast die Tragfähigkeit der Betonkante übersteigt, wodurch der Beton zwischen der Betonkante und der Verankerung bricht.
4. Versagen durch Ausbruch
Bei dieser Versagensart bilden sich Risse im Beton entgegen der Richtung, in der die Querlast einwirkt. Dieses Versagen tritt auf, wenn die auf die Verankerung einwirkende Querlast zu einem Ausbruch in der neutralen Zone des Verankerungsgrundes führt, von der aus die Querlast aufgebracht wird, wodurch die Haltekraft der Verankerung aufgehoben wird.
