Kurzfassung
Das IGF-Vorhaben 21438/1480 „Zum räumlichen Tragverhalten von kombinierten Stahlspundwänden“ wurde zwischen dem 01.01.2021 und dem 30.03.2024 bearbeitet. Das Projekt P 1480 war in fünf Arbeitspakete (AP) gegliedert und wurde durch das Institut für Konstruktion und Entwurf (Universität Stuttgart, FE 1) und das Institut für Geotechnik und Baubetrieb (Technische Universität Hamburg, FE 2) bearbeitet.
Die Bemessungsverfahren für Stahlspundwände waren sowohl auf der Last- als auch auf der Widerstandsseite optimierungsbedürftig. Auf der Lastseite war die Ausbildung eines horizontalen und vertikalen Druckgewölbes bisher unzureichend erfasst. Gleichzeitig bestand für die Praxis Klärungsbedarf für die Bemessung auf der Erd- und Bauteilwiderstandsseite in vertikaler und horizontaler Richtung.
Hierzu wurden durch das Institut für Konstruktion und Entwurf numerische und experimentelle Untersuchungen zum Einfluss der Biegesteifigkeit der Zwischenbohlen auf die Biegesteifigkeit des Gesamtsystems sowie zum Ansatz der Plattenwirkung der Zwischenbohlen bei ungleichmäßiger Lastverteilung durchgeführt. Das Ergebnis war, dass bei der Berücksichtigung der ungleichmäßigen Lastverteilung auf die Zwischenbohlen z. T. erheblich höhere Tragfähigkeiten für die lokale Bemessung der Zwischenbohlen gegenüber der konventionellen Bemessung erzielt werden konnten. Dadurch ergaben sich Einsparpotenziale bei der Bemessung. Darüber hinaus wurden die Anpassung der vereinfachten Interaktionsgleichung beim Knicken für eine Beanspruchung aus Biegung und Normalkraft sowie die M-N-Interaktion bei Z-förmigen Zwischenbohlen untersucht. Die Ergebnisse sind bereits in die neue Eurocode-Generation (EN 1993-5) eingeflossen. Hier wurde zum einen die M-N-Interaktion für Z-förmige Stahlspundwände angepasst. Zum anderen wurde die Verwendung von günstigeren Knicklinien untersucht und eine Möglichkeit geschaffen, diese zu nutzen.
Durch das Institut für Geotechnik und Baubetrieb wurden Untersuchungen zur räumlichen Lastverteilung hinter der kombinierten Spundwand, zur Abschirmwirkung des Erddrucks durch Kaiplattenpfähle sowie zu den Widerständen im vertikalen Lastabtrag durchgeführt.
Es stellte sich bei numerischen Simulationen und am Prototyp ein vertikales und horizontales Druckgewölbe ein. Zum vertikalen Widerstand wurden ein Berechnungsmodell und ein Flächenansatz zur Bestimmung des Widerstands entwickelt.
Beteiligte Forschungsstellen
Forschungsstelle 1:
Universität Stuttgart, Institut für Konstruktion und Entwurf
Pfaffenwaldring 7, 70569 Stuttgart
Tel.: 0711 / 685-66245
Institutsleiterin: Univ. Prof. Dr.-Ing. Ulrike Kuhlmann
Forschungsstelle 2:
Technische Universität Hamburg, Institut für Geotechnik und Baubetrieb
Harburger Schloßstraße 20, 21079 Hamburg
Tel.: 040 / 42878-3762
Institutsleiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jürgen Grabe
Forschungsförderung
Gefördert durch Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages. Forschungsvereinigungen: FOSTA e.V. / AIF.
Projektlaufzeit
2021-2024
Hinweis
Der Schlussbericht wird in Kürze bei der FOSTA erhältlich sein.
Projektförderung
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