Stützweite der Zugprüfgerät-Brücke und der Abminderungsfaktor

Der Stützenabstand ist wichtig, weil Stützen nahe am Dübel auf den Ankergrund drücken können, der sonst ausbrechen würde – der Dübel scheint dann mehr zu halten als im Einsatz. In Beton wird ein Dübel, der durch Herausziehen eines Betonausbruchkegels versagt, von jeder Stütze innerhalb dieses Kegels unterstützt.

In Beton zeigt sich der Effekt nur, wenn der Dübel nahe seiner Versagenslast belastet wird und ein Betonausbruch das wahrscheinliche Versagen ist. Daher gelten strenge Regeln für Versuche bis zum Versagen und Vorversuche, gelockerte für Probebelastungen. In Mauerwerk gelten die Abstandsregeln für alle Versuche außer Probebelastungen.

hef ist die effektive Verankerungstiefe, L der Abstand vom Anker zur nächstgelegenen Abstützung und adist der Stützweite.

• h_ef, die effektive Verankerungstiefe, ist die Tiefe von der Oberfläche bis zum tiefsten Punkt, an dem der Anker im Untergrund greift. Sie entspricht nicht der Bohrlochtiefe.
• L, der Abstand der Abstützung, ist der Abstand von der Mittelachse des Ankers bis zum nächstgelegenen Brückenfuß.
• a_dist, die Stützweite, wird bei punktförmigen Abstützungen bis zur Achse gemessen, bei durchgehenden Abstützungen als lichte Weite zwischen den Auflagern. Bei einer symmetrisch über dem Anker aufgestellten Brücke gilt a_dist = 2 × L. Die Angaben von Staht, 127 mm für die Standardbrücken t25 und t60 sowie 375 mm und 575 mm für die breiteren Brücken, sind der lichte Abstand zwischen den Füßen entlang der Brücke (Staht-Datenblätter) – dieselbe Grundlage, die auch die in der Branche veröffentlichte Brückentabelle verwendet. Das liegt auf der sicheren Seite: Die Füße einer vierbeinigen Brücke stehen tatsächlich weiter vom Anker entfernt, sodass der lichte Abstand eine etwas höhere Prüflast ergibt, niemals eine niedrigere.

Bis h_ef = 150 mm. Ist adist mindestens 3 × hef, gilt αdist = 1,0. Ist adist kleiner als 3 × hef, aber größer als 1,5 × hef, gilt αdist = 0,4 + adist ÷ (5 × hef) (Gleichung B.12 der BS 8539). BS 8539 begrenzt den erforderlichen Abstand zudem auf 450 mm, doch bis hef = 150 mm überschreitet 3 × hef nie 450 mm, sodass diese Begrenzung das Ergebnis nicht verändert. Ist adist 1,5 × h_ef oder kleiner, ist die Brücke für dieses Verfahren zu schmal: Verwenden Sie eine breitere.

Tiefer als 150 mm. Gleichung B.12 gilt nicht. In Beton muss die nächstgelegene Abstützung mindestens 1,5 × hef vom Dübel entfernt sein, d. h. adist muss mindestens 3 × hef betragen. In Mauerwerk gelten die Regeln für Ziegel und Steine. Nach EOTA TR 053 ist in mehrschaligen Wänden aus kleinformatigen Vollsteinen, etwa Vollziegeln, keine Abminderung erforderlich, sofern die Abstützungen mehr als 1,5 × hef auseinanderliegen und Raum für die Ausbildung des Versagens lassen.

Die Prüflast wird durch αdist geteilt, ein Wert unter 1,0 erhöht sie also. Bei Versuchen bis zum Versagen wird das Ergebnis mit αdist multipliziert, wodurch der zulässige Widerstand sinkt. In beiden Fällen kann ein Dübel durch eng stehende Abstützungen nicht tragfähiger erscheinen, als er ist. Siehe Vorversuche.

EOTA TR 053, Abschnitt 3.2.1, verzichtet auf die Abminderung, wenn das Versagen lokal begrenzt bleibt: bei Dübeln tiefer als 150 mm in mehrschaligen Wänden aus kleinformatigen Vollsteinen, etwa Vollziegeln, bei Dübeln in Mörtelfugen sowie bei Dübeln in Hohl- oder Lochsteinen. Die Abstützungen müssen dennoch mehr als 1,5 × h_ef auseinanderliegen und Raum für die Ausbildung des Versagens lassen.

Die richtige Staht-Brücke ist die schmalste, deren Stützweite bei einer Prüfung bis zum Versagen oder einer Vorprüfung 3 × hef erreicht. Eine schmalere Brücke kann mit αdist weiterhin verwendet werden, solange ihre Stützweite mehr als 1,5 × hef beträgt, wobei in Beton zwei zusätzliche Bedingungen gelten: Bei einer Vorprüfung muss die nächstgelegene Stütze außerdem mehr als 1,0 × hef vom Dübel entfernt sein, und eine Prüfung bis zum Versagen mit der nächstgelegenen Stütze unter 1,5 × hef muss im Bericht vermerkt und mit einer breiteren Brücke wiederholt werden, sofern der Betonausbruchwiderstand nicht auf andere Weise nachgewiesen wird. Für Probebelastungen kann eine Brücke auch bei tieferen Verankerungen als in der Tabelle angegeben verwendet werden. In Mauerwerk gelten die oben genannten Regeln für Ziegel und Steine; die Abminderung entfällt nur in den unter αdist beschriebenen Fällen nach EOTA TR 053.

Für die 575er-Brücke endet Gleichung B.12 bei hef = 150 mm. Bei größerer Tiefe in Beton L bei 1,5 × hef oder mehr halten: Die 575er-Brücke schafft dies bis h_ef = 191 mm.

Rechenbeispiel: h_ef = 80 mm, eine Vorprüfung in Betonsteinmauerwerk.

• t60-Standardbrücke: 127 mm ist weniger als 3 × 80 = 240 mm und mehr als 1,5 × 80 = 120 mm, daher gilt α_dist: 0,4 + 127 ÷ (5 × 80) = 0,4 + 0,318 = 0,718. Die Prüflast erhöht sich um den Faktor 1 ÷ 0,718 = 1,39.
• Bridge 375-60: 375 mm ist mehr als 240 mm, daher α_dist = 1,0, und die Prüflast wird nicht erhöht.

In Beton wäre die Standardbrücke bei dieser Tiefe ungeeignet: L muss beim Prüfen bis zur Prüflast mehr als 1,0 × h_ef (80 mm) betragen, und L der Standardbrücke beträgt 63,5 mm.

Rechenbeispiel: h_ef = 150 mm. 3 × hef = 450 mm. Die Bridge 375-25 (375 mm, mehr als 1,5 × 150 = 225 mm) ergibt αdist = 0,4 + 375 ÷ 750 = 0,900. Das eignet sich für Mauerwerk oder eine Vorprüfung in Beton, wo L = 187,5 mm mehr als 150 mm beträgt. Für eine Prüfung bis zum Versagen in Beton liegt L unter 1,5 × 150 = 225 mm, daher die 575-25 verwenden. Die Bridge 575-25 ist breiter als 450 mm, daher α_dist = 1,0.

Eine Brücke niemals über ihre Höchstlast hinaus belasten: Die 375-25 und 575-25 nehmen eine t60-Kraftmessdose auf, sind aber auf 25 kN begrenzt.

Auf Mauerwerk die Füße so aufsetzen, dass die Prüfung neben dem Dübel selbst auch die Wand um den Dübel herum belastet. Wie, hängt vom Verankerungsgrund ab:

• Vollziegel: Die Füße auf die Ziegel rund um den Ziegel mit dem Dübel stellen, niemals auf diesen selbst. So zeigt sich eine schwache Fuge oder ein beim Bohren gelockerter Ziegel im Ergebnis. Meist gelingt dies, wenn die Brücke hochkant aufgestellt wird (NASC TG4:25 §11.1).
• Steine: Die nächstgelegene Stütze mindestens 1,5 × hef vom Dübel entfernt halten oder αdist wie in der obigen Tabelle angegeben anwenden.
• Loch- oder Hohlziegel: Die Füße schräg stellen, sodass keiner entlang einer Lochreihe aufsetzt.
• Probebelastungen: Wenn möglich die benachbarten Steine nutzen; bei großformatigen Steinen darf die nächstgelegene Stütze bis auf 0,5 × h_ef heranrücken.

Siehe Prüfung in Mauerwerk.

Bevor Sie sich bei einer bestimmten Prüfung auf eine Brücke verlassen, führen Sie drei Kontrollen durch:

1. Sicherung: An einer Wand oder Decke ist sie so befestigt, dass nichts herunterfällt, wenn der Anker nachgibt.
2. Ausrichtung: Sie lässt sich so einstellen, dass der Zug rechtwinklig zur Oberfläche erfolgt oder der Achse des Ankers folgt, falls dieser schräg gesetzt wurde. Verstellbare Beine machen das auch auf unebenem Untergrund möglich.
3. Belastbarkeit: Ihre Höchstlast liegt über der Prüflast. Eine t60-Kraftmessdose auf einer 25-kN-Brücke ist trotzdem auf 25 kN begrenzt. Bei sehr hohen Lasten verformt sich ein steifer Träger mit festen Beinen, der über einen Hohlkolbenzylinder zieht, weniger als eine Brücke mit verstellbaren Beinen.

Die Brücken-Lastverteilungsplatten von Staht passen auf die Füße der Brücken t25, t60, 375-25 und 575-25 und verteilen die Last auf Innenwänden und Dächern. Der 3-Bein-Adapter macht aus einer t25- oder t60-Brücke eine dreibeinige Brücke für beengte Platzverhältnisse. Er ersetzt ein Beinpaar durch einen einzelnen Fuß mit Ø35 mm, mittig an der Stelle dieses Paares (Staht-Datenblatt, Teil 600-085), sodass kein Fuß näher am Anker steht als bei der vierbeinigen Brücke: Der Wert von 127 mm gilt weiterhin.