Lasten auf Anker – Zug, Querlast und kombinierte Belastung

Die auf einen Anker wirkenden Lasten sind ein grundlegender Bestandteil der Auswahl und Bemessung von Ankern. Ihre Größe, Richtung und ihr Angriffspunkt bestimmen, wie Kräfte über die Verankerung in den Verankerungsgrund übertragen werden.

Anker können Zug-, Querlasten oder einer Kombination verschiedener Kräfte ausgesetzt sein. Das Verständnis dieser Lasten ist entscheidend für die Auswahl eines geeigneten Verankerungssystems und die Beurteilung, ob es die Anforderungen der Anwendung erfüllt.

Die auf einen Anker wirkenden Lasten verstehen

Verankerungsanwendungen können unterschiedlichen Belastungsarten ausgesetzt sein. Richtung und Kombination dieser Kräfte beeinflussen sowohl die Auswahl des Ankers als auch die Art und Weise, wie die Verankerung bemessen werden muss.

Zuglasten

Zug wirkt entlang der Achse des Ankers und versucht, die Befestigung aus dem Verankerungsgrund herauszuziehen. Der Widerstand der Verankerung hängt unter anderem von der Ankerart, der Verankerungstiefe, dem Zustand des Betons, dem Randabstand und der Festigkeit des Verankerungsgrunds ab.

Querlasten

Querlast wirkt quer zum Anker, annähernd im rechten Winkel zu seiner Achse. Der Widerstand gegen Querlast kann durch Material und Durchmesser des Ankers, die Betonfestigkeit, den Randabstand und die Position des Lastangriffs beeinflusst werden.

Kombinierte Zug- und Querlast

In vielen realen Anwendungen sind Anker gleichzeitig Zug- und Querlasten ausgesetzt. Diese Kräfte können nicht immer unabhängig voneinander betrachtet werden, da ihre Wechselwirkung die Gesamtausnutzung der Verankerung beeinflussen kann.

Biegemomente und exzentrische Lasten

Wenn eine Kraft in einem Abstand zur Oberfläche des Verankerungsgrunds angreift, kann eine exzentrische Last zusätzlich zu Zug oder Querlast ein Biegemoment erzeugen. Dadurch kann sich die Verteilung der Kräfte auf die einzelnen Anker einer Verbindung verändern.

Lasten auf Anker auf einen Blick

Die drei folgenden Belastungssituationen geben einen einfachen Überblick darüber, wie Kräfte auf ein Verankerungssystem wirken können.

Statische, dynamische und außergewöhnliche Lasten

Auch die Art und Weise, wie sich eine Last im Zeitverlauf verändert, kann die Anforderungen an ein Verankerungssystem beeinflussen.

Statische und quasi-statische Lasten

Viele Verankerungsanwendungen werden für statische oder quasi-statische Lasten ausgelegt, bei denen die Kräfte konstant bleiben oder sich im Zeitverlauf nur relativ langsam verändern.

Dynamische Lasten

Dynamische Belastungen können auftreten, wenn Kräfte wiederholt oder schnell variieren, beispielsweise bei Maschinen, Hebezeugen oder anderen beweglichen Systemen. Anker, die in solchen Anwendungen eingesetzt werden, müssen für die jeweiligen Belastungsbedingungen geeignet sein und durch eine entsprechende technische Bewertung oder geeignete Prüfdaten abgedeckt sein.

Seismische und außergewöhnliche Einwirkungen

Erdbeben, Stoßbelastungen und andere außergewöhnliche Ereignisse können sehr unterschiedliche Anforderungen an ein Verankerungssystem stellen. Wenn solche Bedingungen Teil der Bemessungsanforderungen sind, müssen die Anker speziell für die jeweilige Einwirkung bewertet und bemessen werden.

Was beeinflusst die Tragfähigkeit eines Ankers?

Ein Anker besitzt keine universelle Tragfähigkeit. Seine Leistung hängt vom gesamten Verankerungssystem und von den Bedingungen ab, unter denen er montiert wurde.

Wichtige Faktoren sind unter anderem:

• Ankerart, Durchmesser und Material
• Festigkeit des Betons oder Verankerungsgrunds
• Gerissener oder ungerissener Beton
• Effektive Verankerungstiefe
• Randabstand
• Achsabstand der Anker
• Dicke des Verankerungsgrunds
• Zug-, Quer- oder kombinierte Belastung
• Qualität der Montage
• Umgebungs- und Nutzungsbedingungen
• Relevante Produktzulassung und Bemessungsanforderungen

Aus diesem Grund sollten veröffentlichte Lastwerte immer zusammen mit den Bedingungen betrachtet werden, unter denen diese Werte gelten.

Wie der Verankerungsgrund die Belastung von Ankern beeinflusst

Festigkeit und Zustand des Verankerungsgrunds haben direkten Einfluss auf die Leistungsfähigkeit einer Verankerung. Betonfestigkeit, Rissbildung und die Position des Ankers im Betonbauteil können den verfügbaren Widerstand beeinflussen.

Andere Untergründe wie Vollmauerwerk, Lochmauerwerk und Leichtbaustoffe verhalten sich anders und können andere Verankerungssysteme und Bemessungsmethoden erfordern.

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Gerissener und ungerissener Beton

Beton kann in Bereichen mit Zugspannungen Risse entwickeln. Diese Risse können das Verhalten und den Widerstand eines Ankers beeinflussen, insbesondere bei konstruktiven Anwendungen.

Wenn mit gerissenem Beton zu rechnen ist, muss der ausgewählte Anker für diese Bedingungen geeignet sein und die Verankerung entsprechend bemessen werden.

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Mögliche Versagensarten von Ankern

Bei der Bemessung von Ankern müssen nicht nur die aufgebrachten Lasten berücksichtigt werden, sondern auch die verschiedenen Arten, auf die eine Verankerung ihre Widerstandsgrenze erreichen kann.

Abhängig vom Verankerungssystem und den Belastungsbedingungen können relevante Versagensarten sein:

• Stahlversagen des Ankers
• Herausziehversagen
• Betonkegelausbruch
• Spalten des Betons
• Betonkantenbruch unter Querlast

Die maßgebende Versagensart hängt vom Anker, der Montagegeometrie, dem Zustand des Betons und den aufgebrachten Lasten ab.

Warum Achsabstand und Randabstand wichtig sind

Anker, die nahe beieinander oder nahe am Rand eines Betonbauteils angeordnet sind, können einen geringeren Widerstand aufweisen als ein einzelner Anker, der mit uneingeschränkten Abständen installiert ist.

Achsabstand, Randabstand, Verankerungstiefe und Bauteildicke sind daher wichtige Bestandteile der konstruktiven Ankerbemessung und sollten zusammen mit den aufgebrachten Lasten berücksichtigt werden.

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Ankerlasten gemäß EN 1992-4 berechnen

Bei konstruktiven Befestigungen in Beton umfasst die Bemessung von Ankern mehr als nur den Vergleich einer aufgebrachten Last mit einem einzelnen Lastwert eines Produkts. Auch die Wechselwirkung zwischen Zug, Querlast, Betonzustand, Achsabständen, Randabständen, Verankerungstiefe und möglichen Versagensarten muss berücksichtigt werden.

Der Fabory Anchor Calculator unterstützt Sie bei der Bemessung nachträglich installierter Anker für konstruktive Anwendungen in Beton gemäß EN 1992-4. Geben Sie die Projektgeometrie und die aufgebrachten Lasten ein, um geeignete Verankerungslösungen zu identifizieren und die relevanten Bemessungsbedingungen zu bewerten.

• Zug- und Querlasten bewerten
• Kombinierte Belastungssituationen berechnen
• Gerissenen und ungerissenen Beton berücksichtigen
• Achs- und Randabstände berücksichtigen
• Bemessungsbedingungen für Brand- und Erdbebenfälle bewerten
• Berechnungsberichte für die Projektdokumentation erstellen

Fabory Anchor Calculator verwenden >

Ankerlasten, Zulassungen und Bemessungsanforderungen

Die Bemessung konstruktiver Anker sollte nach der geltenden Bemessungsnorm zusammen mit den Leistungsdaten des ausgewählten Ankers durchgeführt werden.

Für nachträglich installierte Befestigungen in Beton in Europa bildet EN 1992-4 den Bemessungsrahmen, während die produktspezifischen Leistungsdaten und Anwendungsbedingungen in der relevanten Europäischen Technischen Bewertung (ETA) festgelegt sind.

Der Bemessungswiderstand sollte daher anhand der relevanten Belastungsbedingungen, Versagensarten und Anwendungsanforderungen überprüft werden, anstatt einen allgemeinen Sicherheitsfaktor auf einen einzelnen veröffentlichten Lastwert anzuwenden.

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Die Belastung von Ankern kann komplex werden, wenn kombinierte Kräfte, mehrere Anker, eingeschränkte Randabstände oder konstruktive Bemessungsanforderungen eine Rolle spielen. Die technischen Spezialisten von Fabory unterstützen Sie dabei, die Anforderungen Ihrer Anwendung zu bewerten und eine geeignete Verankerungslösung zu identifizieren.

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Häufig gestellte Fragen zu Lasten auf Anker

Hier finden Sie Antworten auf häufig gestellte Fragen zu Zuglasten, Querlasten, Tragfähigkeit und konstruktiven Ankerberechnungen.