technisches handbuch europa - Fischer

technisches handbuch europa
AUSGABE 1

Hinweise
● Unsere Ziele heißen ständige Weiterentwicklung
und Innovation. Aus diesem Grund unterliegen die
Werte in diesem Handbuch ständigen Änderungen.
Die angegebenen Daten gelten nur beim Einsatz von
fi scher bzw. Upat Ankern.
● Alle Produkte müssen unter Einhaltung aller von
fi scher veröff entlichten und aktuellen Anweisungen
(d. h. in Katalogen, technischen Anweisungen,
Anleitungen, Montageanleitungen u. a.) angewendet
werden.
● Baumaterialien (Ankergrund) genauso wie äußere
Bedingungen (z. B. Umweltbedingungen wie Temperatur,
Luftfeuchtigkeit) variieren sehr stark. Der
momentane Zustand des Untergrundmaterials
und dessen Eignung muss deshalb vom Anwender
geprüft werden. Wenn sie über den Zustand ihres
Untergrundmaterials (z. B. über die Festigkeit) im
Zweifel sind, wenden Sie sich an die nächste fi scher-
Niederlassung oder an einen unserer Partner.
● Die Informationen und Empfehlungen in diesem
Handbuch basieren auf den Grundsätzen, Gleichungen
und Sicherheitsfaktoren wie sie in den
technischen Anweisungen, Bedienungsanleitungen,
Montageanleitungen und anderen Informationen
von fi scher defi niert worden sind und die zum
Zeitpunkt ihrer Festlegung als korrekt angesehen
werden. Die Werte resultieren aus der Auswertung
von Versuchergebnissen, die unter Laborbedingungen
gewonnen wurden. Der Anwender ist verpfl ichtet
zu überprüfen, ob die aktuellen Bedingungen auf
der Baustelle, die Anker und die Setzwerkzeuge den
im Handbuch vorgegebenen Bedingungen entsprechen.
Die letzte Verantwortung bei der Auswahl des
richtigen Produkts für eine bestimmte Anwendung
trägt der Anwender.
● fi scher ist nicht verantwortlich für direkte, indirekte,
zufällige Schäden oder Folgeschäden, für
daraus resultierende Verluste oder Kosten, die
in Zusammenhang damit stehen oder gar damit
begründet sind, dass die Produkte absichtlich
oder unabsichtlich falsch angewendet wurden.
Inbegriff ene Gewährleistungen für die Gebrauchstauglichkeit
und Eignung sind davon ausdrücklich
ausgenommen.
● Irrtümer, technische und Sortimentsänderungen
bleiben vorbehalten. Haftung für Druckfehler und
-mängel wird ausgeschlossen.
© 2006 fi scherwerke Artur Fischer GmbH & Co. KG
D - 72178 Waldachtal
Printed in Germany

Einleitung _____________________________________________________________
Grundlagen der Befestigungstechnik___________________________________
Ankerauswahl ________________________________________________________
Bemessung von Verankerungen _______________________________________
Ankerbemessung gemäß ETA __________________________________________
Ankerbemessung gemäß fi scher-Spezifi kation _________________________
Nachträgliche Bewehrungsanschlüsse mit Injectionsmörtel FIS V _______
Brandschutz in der Befestigungstechnik _______________________________
Korrosion _____________________________________________________________
Service _______________________________________________________________
CC-Verfahren (Anhang C, ETAG 001) ____________________________________
Charakteristische Kennwerte für die Bemessung gemäß CC-Verfahren __
Stand 07/2006
1
1
2
3
4.1
4.2
4.3
5
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7
8
A
B

2
Stand 07/2006

Stand 07/2006
Einleitung
Verehrte Leser ......................................................................................4
Die Unternehmensgruppe fi scher ....................................................4
3
1

1
4
Einleitung
Verehrte Leser,
„mit den jeweils besten Problemlösungen“,
heißt es in unserem Unternehmensleitbild,
„schaff en wir den jeweils bestmöglichen
Nutzen und helfen unseren Partnern, in ihrem
Wettbewerbsumfeld erfolgreich zu sein.“
Das steht nicht nur auf dem Papier, und das
bedeutet nicht bloß, dass wir laufend innovative
Produkte auf den Markt bringen (1 550
Erfi ndungen allein im Bereich der Befestigungstechnik).
Vielmehr verstehen wir den
Problemlösungs-Anspruch weitaus umfassender:
Mit ständigen Verbesserungen – wir
nennen das fi scher ProzessSystem (fPS) –
sorgen wir dafür, dass wir schnell und fl exibel
sind und dem Bedarf unserer Kunden bestmöglich
gerecht werden. Dazu gehört auch
ein Höchstmaß an Service und Dienstleistungen:
Beratung, Bemessung, Information.
Ein Beispiel dafür ist das Technische Handbuch,
das Ihnen vorliegt. Die Beiträge kommen
allesamt „aus der Praxis“. Damit wollen wir
Sie in Ihrer täglichen Arbeit unterstützen und
Ihnen, ganz im Sinne unseres Leitbilds, den
bestmöglichen Nutzen bieten.
Die Unternehmensgruppe fi scher
„Innovative Kraft“, sagt Klaus Fischer, „ist mehr
als die Summe aller Patente“. Klaus Fischer
führt die Unternehmensgruppe fi scher nun
seit über 25 Jahren. Als Inhaber und Vorsitzender
der Geschäftsführung hat er eine
Innovationskultur geschaff en, die sich nicht
nur auf Produktentwicklungen beschränkt,
sondern darauf abzielt jeden Unternehmensbereich
mit einzubeziehen. Um ihre Zukunft,
die internationale Wettbewerbsfähigkeit und
ihre Standorte zu sichern, hat sich die Unternehmensgruppe
fi scher dem „ständigen
Verbesserungsprozess (CIP)“, dem fi scher
ProzessSystem (fPS) wie es hausintern heißt,
verschrieben. Klaus Fischer: „wir streben eine
anpassungsfähige schlanke und kundengetriebene
Firma mit gerinstgmöglicher Verschwendung
an“. Kundengetrieben heißt in
diesem Zusammenhang dass nur bestellte
Ware produziert wird. Das ist es was unser
Familienunternehmen aus Tumlingen im
Schwarzwald zu einem international renommierten
und erfolgreichen Unternehmen mit
22 Tochtergesellschaften und Partnern in
über 100 Ländern gemacht hat.
Die Unternehmensgruppe fi scher hat vier
Geschäftsbereiche:
fi scher Befestigungssysteme: Hersteller
von verlässlichen und wirtschaftlichen Befestigungen
und Zubehör für das Baugewerbe
weltweit.
fi scher Automotive Systems: Hersteller
von Aufbewahrungskomponenten für den
Autoinnenraum wie z. B. Cupholders, Aschenbecher.
fi schertechnik: ein Konstruktionsspielzeugsatz,
der hilft Kreativität zu entwickeln und
spielerisches Lernen fördert.
fi scher Prozessberatung: Die fi scher Prozessberatung
gibt anderen Firmen Zugang
zum außerordentlichen Fachwissen von
Stand 07/2006

Einleitung
fi scher um ihre internen Betriebsabläufe zu
verbessern
Der Geschäftsbereich fi scher Befestigungssysteme
ist weltweiter Marktführer in der
Befestigungstechnik. Wir sehen uns selbst als
Problemlöser und bieten ein umfangreiches
Sortiment an Stahl-, Kunststoff - und chemischen
Befestigungen an. Wir entwickeln und
produzieren in allen drei Geschäftsbereichen
selbst und setzen dabei ständig neue Maßstäbe.
Erst kürzlich zum Beispiel mit dem
fi scher SXS, der weltweit erste Kunststoff dübel,
der zur Anwendung in gerissenem Beton
zugelassen wurde. Andere Meilensteine der
modernen Befestigungstechnik sind der
legendäre S-Dübel, der Zykon-Hinterschnittanker,
die chemischen Befestigungssysteme
oder der erste Anker zur Befestigung von
dynamischen Lasten. Ein weiterer wichtiger
Schritt nach vorne wurde in der Fassadenbefestigung
getan, indem man das bewährte Hinterschnittsystem
übernahm, um Natursteine,
Keramik- oder Zementfaserplatten oder sogar
Glas und Photovoltaikmodule zu befestigen.
Wir bemühen uns mit Hilfe einer aktiven und
international ausgelegten Schutzrechtspolitik
diesen Vorsprung zu bewahren.
Der bestmöglichste Nutzen für unsere Kunden
– dieser Gedanke bestimmt unser Handeln.
Und dies ist der Grund warum wir nicht nur
ein umfangreiches Sortiment an Produkten
anbieten, die qualitativ hochwertige und
geeignete Lösungen für jedes denkbare
Befestigungsproblem bieten, sondern dass
wir unser Wissen in der Befestigungstechnik,
das in den letzten 60 Jahren angesammelt
wurde, auch weitergeben. Wie zum Beispiel
mit unserer Compufi x Bemesungssoftware
oder mit unserem kompetenten, internen und
externen Berater-Team, das weltweit für sie
bereitsteht. Unsere Techniker und Ingenieure
besuchen unsere Kunden in ihren Büros oder
auf ihren Baustellen. Sie führen Zugversuche
Stand 07/2006
und Probebelastungen direkt auf der Baustelle
durch, sie setzen Anker in Versuchsinstallationen
und bieten Schulungen für die Anwender
an. Unser Schulungsteam bietet Seminare für
Planer, Ingenieure, Architekten, Bauingenieure
und Handwerker, um nur einige unserer
Kunden zu nennen.
Das technische Handbuch ist ein wesentlicher
Bestandteil des von uns angebotenen
Services, der unseren Kunden hilft wettbewerbsfähig
und erfolgreich zu sein. Was den
Inhalt angeht, so bieten wir ein großes Spektrum
an Themen, das von den Grundlagen der
Befestigungstechnik, Hilfe in der Auswahl des
richtigen Befestigungssystems, Ankerbemessung,
Bewehrungsanschlüsse, der Ankertragfähigkeit
unter Feuereinwirkung bis hin zum
Thema Korrosion reicht. Dieses Handbuch
wurde gestaltet um Ihr Arbeitsleben leichter zu
machen und dass sie sich in allen Bereichen,
die Befestigungstechnik beinhalten, sicherer
und gleichzeitig auch abgesichert fühlen.
5
1

1
6
Notizen
Stand 07/2006

a)
b)
c)
s=0
N
Stand 07/2006
N
s

2
8
Grundlagen der Befestigungstechnik
2.1 Allgemeines
Die Befestigungstechnik hat sich in den vergangenen
Jahren rasant entwickelt. Leistungsfähige
Bohrverfahren haben zur Entwicklung
einer Vielzahl unterschiedlicher Befestigungselemente
für nachträgliche Montagen geführt.
Dem Anwender fällt es oft nicht leicht, das für
seinen speziellen Anwendungsfall geeignete
System zu fi nden. Hierfür benötigt er nicht
nur Angaben über die Leistungsfähigkeit der
Dübel, sondern er muss auch eine Reihe von
weiteren Randbedingungen kennen, die das
Tragverhalten und damit die Auswahl des
Dübelsystems beeinfl ussen. Als wesentliche
Kenngrößen sind z. B. die Rand- und Achsabstände,
die erforderlichen Bauteildicken sowie
der Zustand des Ankergrundes (gerissener
oder ungerissener Beton) zu nennen. In den
folgenden Abschnitten werden neben einer
Erklärung der wesentlichen Fachbegriff e die
wichtigsten Einfl ussparameter beschrieben,
die das Tragverhalten von Dübeln beeinfl ussen.
2.2 Baustoff e
Im Bauwesen werden viele unterschiedliche
Materialien genutzt. Eine Vielzahl an verschiedenen
Mauerwerksbaustoff en, Beton und
Plattenmaterialien und deren Festigkeit beeinfl
ussen die Wahl des passenden Dübels. Diese
Vorgaben zeigen z. B., dass ein Dübel für Vollbaustoff
e nicht unbedingt in einem Lochstein
angewendet werden kann.
2.2.1 Normalbeton
Unterschieden wird zwischen Normalbeton
und Leichtbeton. Beton besteht aus Bindemittel
(Zement) und Zuschlagstoff en. Die für Normalbeton
benutzten Zuschlagstoff e werden
beim Leichtbeton durch leichtere Materialien
wie z. B. Flugasche ersetzt. Die Druckfestigkeit
von Normalbeton ist dadurch höher als die
von Leichtbeton.
Normalbeton wird in diesem technischen Handbuch
auf Basis der ENV 206 (Eurocode 2)
anhand des Buchstaben C und zweier Zahlen
bezeichnet (z. B. 20/25). Die erste Zahl gibt
die Zylinderdruckfestigkeit, die zweite Zahl
gibt die Würfeldruckfestigkeit an. Tabelle 2.1
zeigt die verschiedenen Betonfestigkeitsklassen
und Tabelle 2.2 gibt darüber Auskunft,
welche Betonfestigkeitsklassen in den verschiedenen
Ländern benutzt werden.
In Beton werden meist Stahlanker (Hinterschnittanker,
Spreizdübel, Verbund- und Injektionsanker)
verwendet, bei geringeren Lasten
können u. U. auch Nylondübel Anwendung
fi nden.
Tabelle 2.1:
Betonfestigkeitsklassen entsprechend fi scher Technisches Handbuch
ENV 206 Betonfestigkeitsklasse C 12/15 C 16/20 C 20/25 C 25/30 C 30/37 C 40/50 C 45/55 C 50/60
fck, cyl 1) [N/mm2 ] 12 16 20 25 30 40 45 50
fck, cube, 150 2) [N/mm2 ] 15 20 25 30 37 50 55 60
1) Gemessen an Zylindern mit dem Durchmesser 150 mm und einer Höhe von 300 mm.
2) Gemessen an Würfeln der Kantenlänge 150 mm.
Stand 07/2006

Grundlagen der Befestigungstechnik
2.2.2 Leichtbeton
Für die Verwendung in Leichtbeton liegen
im Hause fi scher verschiedene Gutachten
und Empfehlungen vor. Außerdem besteht
die Möglichkeit, die Tragfähigkeit von Dübeln
durch Versuche auf der Baustelle zu ermitteln.
Bei Fragen wenden Sie sich bitte an die fi scher
Anwendungstechnik in Ihrem Land.
2.2.3 Plattenbaustoff e
Mit Plattenbaustoff en wie z. B. Gipskartonplatten,
Spanplatten, Sperrholz und Zementfaserplatten
mit geringer Festigkeit kommt man während dem
Bau oder der Renovierung eines Gebäudes häufi g
in Berührung. Für diese Materialien werden Befestigungen
benötigt, die sich entweder in einem
Hohlraum oder an der Rückseite des Plattenmaterials
verankern.
Tabelle 2.2:
Betonfestigkeitsklassen in verschiedenen Ländern
Land Prüfkörper Abmessungen 1)
[cm]
Betonfestigkeitsklassen Einheit Standard
Österreich Würfel 20 x 20 x 20 B5/B80, B10/B120, B15/B160, B20/B225, B25/B300, B30/350,
B40/B500, B50/B600, B60/B700
N/mm2 / kp/cm2 ÖN B 4200
China Würfel 15 x 15 x 15 C15, C20, C25, C30, C35, C40, C45, C55, C60 N/mm2 GBJ 10-89
Dänemark Zylinder 15 x 30 5, 10, 15, 25, 35, 45, 55 N/mm2 DS 411
Frankreich Zylinder 16 x 32 C20/25, C25/30, C30/37, C35/45, C40/50, C45/55, C50/60 N/mm2 Deutschland Würfel 15 x 15 x 15 C12/15, C16/20, C20/25, C25/30, C30/37, C40/50, C45/55, C50/60 N/mm2 DIN 1045-1
Großbritannien Würfel 15 x 15 x 15 C25/10 N/mm2 BS 1881: Part 116
Italien Würfel 15 x 15 x 15
16 x 16 x 16
20 x 20 x 20
C12/15, C20/25, C30/37, C40/50, C50/60 N/mm2 ENV 206
Japan Zylinder 10 x 20 ≧15 N/mm2 JIS A 1108
Korea Zylinder 10 x 20 C 180, C 210, C 240, C 270, C 300 kg/cm2 KS F 2405
Niederlande Würfel 15 x 15 x 15 B15, B25, B35, B45, B55, B65 N/mm2 NEN 6720
Spanien Zylinder 15 x 30 unbewehrt: HM-20, HM-25, HM-30,
HM-35, HM-40, HM-45, HM-50
N/mm
bewehrter Beton: HA-25, HA-30, HA-35,
HA-40, HA-45, HA-50
Spannbeton: HP-25, HP-30, HP-35,
HP-40, HP-45, HP-50
2 EHE
Schweden Würfel 15 x 15 x 15 K8, K12, K16, K20, K25, K30, K35, K40, K45, K50, K55, K60, K70, K80 N/mm2 BBK 79
Schweiz Würfel 20 x 20 x 20 B25/15, B30/20, B35/25, B40/30, B45/35, B50/40 N/mm2 SIA 162
USA Zylinder 15 x 30 2000, 3000, 4000, 6000 PSI ACI 318
1) Umrechnung: fcylinder = 0,85 x fcube, 20x20x20 ; fcube, 15x15x15 = 1,05 x fcube, 20x20x20
Stand 07/2006
2.3 Montage von Dübeln
2.3.1 Bohrlochtiefe
Die Bohrlochtiefe h0 hängt sowohl vom Dübeltyp
als auch von der Dübelgröße ab. In den
meisten Fällen ist die Lochtiefe größer als die
Verankerungstiefe. In einigen Fällen bohrt ein
spezieller Bohrer wie z. B. der fi scher Universalbohrer
FZUB, der für den fi scher Zykon-Anker
FZA benötigt wird, das Bohrloch mit der erforderlichen
Tiefe. In allen anderen Fällen sind in
den entsprechenden Kapiteln des technischen
Handbuchs die Tabellen „Dübelkennwerte“ zu
beachten.
2.3.2 Verankerungstiefe
Die Verankerungstiefe hef hat einen großen
Einfl uss auf die Tragfähigkeit von Dübeln. Sie
entspricht bei Hinterschnittankern bzw. Metallspreizdübeln
dem Abstand von der Oberfl äche
des tragfähigen Ankergrundes bis zum Ende der
Spreizschalen (siehe Abb. 2.1a). Bei Verbundoder
Injektionsankern wird die Verankerungs-
9
2

2
10
Grundlagen der Befestigungstechnik
tiefe bis zum Ende der Gewindestange (siehe
Abb. 2.1b) gemessen und bei Nylondübeln
bis zum Ende des Spreizteils (siehe Abb.
2.1c). Die Verankerungstiefen für die einzelnen
Dübel befi nden sich in den entsprechenden
Kapiteln des technischen Handbuches in
den Bemessungstabellen 4.3 „Betonausbruch
und Spalten für den ungünstigsten Dübel“.
Abb. 2.1:
Defi nition der Verankerungstiefe h ef
h ef
a) Stahlanker b) Verbund- oder Injektionsanker
c) Nylondübel
h ef
2.3.3 Nutzlänge
Die Nutzlänge tfi x oder auch Klemmdicke
entspricht der maximalen Dicke des zu befestigenden
Gegenstandes. Existiert eine nicht
tragende Schicht (z. B. Putz oder Isoliermaterial),
dann muss der Dübel so gewählt werden,
dass seine Nutzlänge mindestens der Putzoder
Isolierstärke zuzüglich der Dicke des
zu befestigenden Gegenstandes entspricht
(siehe Abb. 2.2). Während bei Innengewindeankern
die Nutzlänge durch Wahl einer geeigneten
Schraube oder Gewindestange variiert
werden kann, ist sie bei den übrigen Dübeltypen
in der Regel begrenzt.
h ef
Abb. 2.2:
Dicke des anzuschließenden Bauteils mit nichttragender Schicht
(z. B. Gips, Fliesen)
h ef
t fix
nichttragende Schicht
Anbauteil
2.3.4 Rand- und Achsabstand,
Bauteildicke
Als Achsabstand s bzw. Randabstand c eines
Dübels wird der Abstand der Dübelachse zum
benachbarten Dübel bzw. zu einem freien
Bauteilrand bezeichnet. Als Bauteildicke h
bezeichnet man die Dicke des Ankergrundes
(Abb. 2.3).
Abb. 2.3:
Defi nition der Achs- (s 1 , s 2 ) und Randabstände (c 1 , c 2 ) und der
Bauteildicke h
s 2
s 1
c2
c1 Um mit einem Dübel die maximal mögliche
Last übertragen zu können, sind bestimmte
Achsabstände s cr,N , s cr,sp und Randabstände
c cr,N , c cr,sp notwendig. Um Abplatzungen,
Rissbildungen oder Spalten des Untergrundes
während der Montage zu verhindern, müssen
Mindestwerte s min , c min und h min eingehalten
werden. Die notwendigen Abstände sind
in den entsprechenden Kapiteln des technischen
Handbuches in Tabellen „Dübelkennwerte“
angegeben. Die Werte s cr,N , c cr,N ,
s cr,sp und c cr,sp sind in den entsprechenden
Kapiteln des technischen Handbuches Tab.
4.3.2 „Betonausbruch“ und Tab. 4.3.3„Betonspalten“
angegeben.
Stand 07/2006
h

Grundlagen der Befestigungstechnik
2.3.5 Montagearten
Drei Montagearten werden unterschieden:
▯ Vorsteckmontage
▯ Durchsteckmontage
▯ Abstandsmontage
Ein Beispiel für eine Vorsteckmontage ist in
Abb. 2.4a zu dargestellt. Zunächst wird hier
das Loch gebohrt, der Dübel gesetzt und dann
der Montagegegenstand befestigt. Das Bohrloch
ist dabei grundsätzlich größer als das
Durchgangsloch im Montagegegenstand.
Bei der Durchsteckmontage wird das Loch
durch das Anbauteil gebohrt und der Dübel
durch das anzuschließende Bauteil hindurch
in das Bohrloch gesteckt. Das bedeutet, dass
der Bohrlochdurchmesser im anzuschließenden
Bauteil mindestens so groß sein muss wie
der Durchmesser im Ankergrund (Abb. 2.4b).
Bei der Abstandsmontage wird das anzuschließende
Bauteil in einem bestimmten Abstand
zur Verankerungsoberfl äche druck- und zugfest
fi xiert (Abb. 2.4c). Hierzu werden in der
Regel Metallanker mit Innengewinde zur Aufnahme
von Schrauben oder Gewindestangen
verwendet.
Abb. 2.4:
Montagearten
fischer Zykon-Anker FZA fischer Gasbetondübel GB
a) Vorsteckmontage
fischer Ankerbolzen FAZ fischer Universal-Rahmendübel FUR
b) Durchsteckmontage
Stand 07/2006
fischer Bolzen FBN fischer Highbond Anker FHB II
c) Abstandsmontage
11
2.3.6 Montageablauf
Der Montageablauf der einzelnen Dübel wird
in diesem Handbuch in den entsprechenden
Kapiteln veranschaulicht.
2.4 Art und Richtung von Beanspruchungen
Beanspruchungen im Bauwesen werden heute
als Einwirkungen bezeichnet. Die folgende
Zusammenstellung möglicher Einwirkungen
ist /10/ entnommen. Die Einwirkungen lassen
sich nach der Häufi gkeit ihres Auftretens und
ihrem zeitlichen Verlauf unterteilen. Außerdem
unterscheidet man, ob Massenkräfte auftreten
oder nicht. Eine Übersicht über die verschiedenen
Einwirkungen gibt Tabelle 2.3.
Massenkräfte werden durch Anprallasten, Erdbeben,
Explosionen oder durch Maschinen
mit hoher Massenbeschleunigung hervorgerufen.
Wirkt die Belastung ständig oder wiederholt
sich nur wenige Male und treten keine
Massenkräfte auf, dann liegt eine statische
Einwirkung vor. Sie wird auch als vorwiegend
ruhend bezeichnet. Ist die Anzahl der Lastwechsel
groß und treten keine Massenkräfte
auf, spricht man von häufi g veränderlichen
Einwirkungen bzw. von Ermüdungsbelastungen.
Wirken Massenkräfte, liegt unabhängig
von der Lastwechselzahl eine dynamische
Einwirkung vor.
Statische Einwirkungen sind die Summe der
unveränderlichen und langsam veränderlichen
Einwirkungen. Die unveränderlichen Einwirkungen
resultieren aus dem Gewicht der zu
befestigenden Bauteile und der unveränderlichen,
von den befestigten Bauteilen dauernd
2

2
12
Grundlagen der Befestigungstechnik
aufzunehmenden Lasten (z. B. Auff üllungen,
Fußbodenbeläge oder Putz). Zu den langsam
veränderlichen Einwirkungen gehören z. B. die
Nutzung durch Personen, Einrichtungsstücke,
unbelastete leichte Trennwände, Lagerstoff e,
Wind und Schnee. Die Höhe der anzusetzenden
ständigen und langsam veränderlichen
Einwirkungen ist den landesspezifi schen
Normen zu entnehmen.
In einem zu befestigenden Bauteil können
Verformungen auftreten, z. B. durch Schwinden
und Kriechen bei Bauteilen aus Beton
oder durch Temperaturänderungen. Temperaturänderungen
können witterungsbedingt
sein, z. B. bei Fassadenkonstruktionen, oder
können durch die Nutzung erzeugt werden, z.
B. bei Kaminen, Silos, Heiz- und Kühlräumen.
Bei Behinderung dieser Verformungen treten
Beanspruchungen in den Befestigungen auf,
deren Größe von der Geometrie, der Lage der
Befestigungselemente und dem Verhalten
der verwendeten Baustoff e abhängig ist. Sie
können je nach Anzahl der Temperaturlastwechsel
ermüdungsrelevant sein. Bei Fassadenunterkonsstruktionen
rechnet man z. B.
mit 104 bis 2·104 Lastwechseln.
Häufi g veränderliche Einwirkungen (Ermüdungsbelastungen)
werden z. B. durch Verkehrslasten
auf Brücken, durch Kranbahnen,
Aufzüge und Maschinen hervorgerufen. Die
Höhe der veränderlichen Einwirkungen ist den
landesspezifi schen Normen zu entnehmen.
Die Normen regeln ebenfalls, ob eine verändderliche
Einwirkung als statische Einwirkung
oder als Ermüdungsbelastung anzunehmen
ist. So ändert z. B. eine Windlast häufi g ihre
Höhe und Richtung, sie wird aber gemäß der
deutschen Norm DIN 1055, Teil 4 als statisch
wirkend angesehen.
Der wesentliche Unterschied zwischen dynamischen
und statischen Einwirkungen liegt im
Vorhandensein von Trägheits- und Dämpfungskräften.
Diese Kräfte beruhen auf den induzierten
Beschleunigungen, sie müssen bei der Ermittlung
der Schnitt- bzw. Verankerungskräfte
berücksichtigt werden. Dynamische Kräfte
werden durch Erdbeben, schockartige Einwirkungen
(z. B. Stoß und Explosion) und durch
Maschinen mit hoher Massenbeschleunigung
wie z. B. Stanzmaschinen hervorgerufen. Die
von Maschinen erzeugten Einwirkungen sind
zudem als ermüdungsrelevant anzusehen.
Zur Auswahl des richtigen Dübelsystems
und der optimalen Dübelgröße müssen die
angreifenden Einwirkungen bekannt sein. Sie
werden charakterisiert durch Größe, Richtung
und Angriff spunkt. In Bild 2.5 sind die möglichen
Beanspruchungsarten auf einen Dübel
dargestellt.
Tabelle 2.3: Einteilung einzelner Einwirkungen /10/
Anzahl der Lastwechsel
keine gering hoch
ohne Massenkräfte mit Massenkräfte ohne Massenkräfte mit Massenkräfte
• Eigengewicht • Zwängungen • Anprallasten • Verkehrslasten auf Brücken • Maschinen mit hoher Massen-
• Trennwände • Erdbeben und Hofkellerdecken beschleunigung (z. B. Stanzen,
• Personen • Explosionen • Kranbahnen Pressen, Rammen, Schmieden)
• Einrichtungen • Aufzüge
• Lagerstoff e • Maschinen ohne
• Schnee
• Wasser
• Wind
• Zwängungen
Massenbeschleunigung
• vorwiegend ruhende Einwirkungen • dynamische Einwirkungen • häufi g veränderliche Einwirkungen • dynamische Einwirkungen
Stand 07/2006

Grundlagen der Befestigungstechnik
2.5 Wirkungsprinzipien der Dübel
Dübel können die zu befestigende Last auf verschiedene
Arten in den Ankergrund einleiten.
Man unterscheidet die Wirkungsprinzipien
Formschluss, Reibschluss und Stoff schluss
(Abb. 2.5).
Beim Formschluss werden die Lasten über
mechanische Verzahnung zwischen Dübel
und Ankergrund übertragen.
Formschluss ist das Wirkungsprinzip von
Hinterschnittdübeln, wie dem fi scher Zykon-
Hinterschnittanker (FZA, FZA-D, FZA-I) und
dem fi scher Zykon-Einschlaganker (FZEA).
Das Bohrloch wird mit Hilfe eines speziell auf
den Dübel abgestimmten Bohrers in der Tiefe
Abb. 2.5: Lastarten
Abb. 2.6: Wirkungsprinzipien
Formschluss
Reibschluss
Stoffschluss
Stand 07/2006
V
+ N
- N
Zuglast
Drucklast
Querlast
N
N
N
Schrägzug
(Zug- und Querlast)
Schrägzug im Abstand e
(Biegung + Zug- + Querlast)
Biegung und Querlast
(Querlast am Abstand e)
FZA FIS V (in Hohlbaustoffen)
FAZ
R
FUR
13
erweitert. Der Dübel füllt diese Erweiterung
formschlüssig aus und überträgt die Last
durch Verzahnung mit dem Ankergrund.
Reibschluss ist das Wirkungsprinzip von
Spreizdübeln. Bei der Montage wird eine
Spreizkraft erzeugt, welche ihrerseits Reibkräfte
hervorruft. Die Spreizkraft kann auf
zwei Arten erzeugt werden: kraftkontrolliert
und wegkontrolliert. Kraftkontrollierte Anker
werden gespreizt durch Aufbringen eines
defi nierten Drehmoments. Dadurch wird der
vorhandene Konus in die Spreizhülse gezogen
und presst diese gegen die Bohrlochwand. Der
Anker ist ordnungsgemäß verspreizt wenn das
Drehmoment aufgebracht werden kann (drehmomentkontrolliert).
2

2
14
Grundlagen der Befestigungstechnik
Wegkontrolliert spreizende Dübel werden
durch Eintreiben des Konus in die Spreizhülse
gesetzt. Der Weg, um den der Konus eingetrieben
wird, ist genau defi niert und kann beim
Setzen überprüft werden (wegkontrolliert
spreizend). Als Beispiele für Spreizdübel sind
der fi scher Hochleistungsanker (FH-H, FH-B,
FH-S, FH-SK), der fi scher Ankerbolzen (FAZ),
der fi scher Bolzen (FBN) und der fi scher Einschlaganker
(EA) zu nennen. Kunststoff dübel
wie der fi scher Universal-Rahmendübel FUR,
der fi scher Rahmendübel (S-R, S-H-R, SXS)
sowie der fi scher Nageldübel (N) weisen dasselbe
Wirkungsprinzip auf.
Das dritte Wirkungsprinzip ist der Stoff -
schluss. In diesem Fall wird die Last über
Verbund in den Ankergrund eingeleitet. Stoff -
schluss ist das Wirkungsprinzip von Verbundankern
wie z. B. vom fi scher Reaktionsanker
(R), bei dem der Verbund zwischen Ankerstange
und Bohrlochwand durch Kunstharzmörtel
erzeugt wird.
Abb. 2.7:
Versagensarten im Beton unter Zuglast
a 1 ) Herausziehen
a 2 ) Durchziehen
N N
a 1 ) a 2 )
b) Betonausbruch - Einzelanker
c) Betonausbruch - mehrere Anker
N
N
2.6 Versagensarten
Dübel können auf verschiedene Arten versagen.
Dabei ist nach den unterschiedlichen, in
der Praxis auftretenden Belastungsrichtungen
zu unterscheiden.
2.6.1 Zuglast
Abb. 2.7 zeigt die Versagensarten von Hinterschnittankern
und Metallspreizdübeln in Beton
unter Zuglast. Bei der Versagensart Herausziehen
(Abb. 2.7 a1 ) wird der Dübel aus dem
Bohrloch gezogen, ohne dass nennenswerte
Beschädigungen des Betons auftreten. Mögliche
geringfügige, oberfl ächennahe Betonbeschädigungen
sind sekundär und für die
Höhe der Bruchlast nicht maßgebend. Diese
Versagensart kann bei Spreizdübeln auftreten,
wenn die Spreizkraft zu gering ist um den
Dübel bis zum Erreichen des Betonausbruchs
im Bohrloch zu halten.
d) Kantenbruch
N
e) Versagen durch Spalten
N
f) Stahl-/Materialversagen
Stand 07/2006

Grundlagen der Befestigungstechnik
Beim Durchziehen (Abb. 2.7 a2 ), das ebenfalls
bei Spreizdübeln auftritt, wird der Konus
bzw. Konusbolzen durch die Spreizschalen
hindurchgezogen, die Spreizschalen selbst
verbleiben im Bohrloch. Durchziehen ist bei
hohen Spreizkräften zu erwarten, weil dann
die Spreizschalen in den Beton eingedrückt
werden.
Beim Betonausbruch erzeugt der Dübel einen
kegelförmigen Betonausbruchkörper, der in
Höhe des Spreizbereiches oder des Hinterschnitts
beginnt (vgl. Abb. 2.7b). Werden
benachbarte Dübel mit geringem Achsabstand
durch eine gemeinsame Ankerplatte
belastet, dann kann es zu einer Überschneidung
der Ausbruchkegel und somit zu einem
gemeinsamen Ausbruchkörper kommen (vgl.
Abb. 2.7c). Werden Dübel mit geringem
Randabstand gesetzt, dann tritt ein Betonkantenbruch
auf (vgl. Abb. 2.7d).
Beim Spalten wird entweder das gesamte
Bauteil gespalten oder es entstehen Spaltrisse
zwischen benachbarten Dübeln bzw. von
randnahen Dübeln zum freien Bauteilrand (vgl.
Abb. 2.7e).
Abb. 2.8:
Versagensarten im Beton unter Querlast
V
a) Stahl-/Materialversagen
V
b) Betonausbruch auf der lastabgewandten Seite
c) Kantenbruch - Einzelanker
Stand 07/2006
V
d) Kantenbruch - mehrere Anker
e) mehrseitiger Kantenbruch
V
V
15
Diese Bruchart tritt nur dann auf, wenn die
Bauteilabmessungen zu gering sind und/oder
die Achs- bzw. die Randabstände der Dübel zu
klein gewählt werden.
Beim Stahlbruch versagt der Bolzen oder die
Schraube des Dübels (vgl. Abb. 2.7f). Die
Stahlbruchlast stellt die obere Grenze der
erreichbaren Tragfähigkeit dar.
Ähnliche Versagensarten wie bei Hinterschnittankern
und Metallspreizdübeln können
auch bei Verbundankern auftreten. Beim
Herausziehen versagt der Verbund zwischen
Bohrlochwand und Mörtel bzw. zwischen
Gewindestange und Mörtel. Beim Betonausbruch
beginnt die Spitze des Ausbruchkegels
in etwa bei der 0,3- bis 0,7-fachen Verbundlänge.
In Mauerwerk wird die maximale Traglast der
Dübel in der Regel durch Versagen des Steines
begrenzt. In Vollsteinen können Dübel auch
durch Herausziehen bzw. Spalten versagen.
Die obere Grenze der Traglast wird wiederum
durch die Stahlbruchlast bestimmt.
2

2
16
Grundlagen der Befestigungstechnik
2.6.2 Querlast
Abb. 2.8 zeigt die möglichen Versagensarten
von Dübeln in Beton unter Querlast. Werden
Dübel mit großem Randabstand gesetzt, dann
versagen sie unter Querlast in der Regel durch
Stahlbruch. Kurz vor Erreichen der Höchstlast
kann es zu einem örtlichen, muschelförmigen
Abplatzen des oberfl ächennahen Betons
kommen (vgl. Abb. 2.8a). Wie bei zentrischem
Zug gibt die Versagensart Stahlbruch auch bei
Querlast die maximal erreichbare Traglast des
Dübels an.
Kurze Dübel mit gleichzeitig dickem Durchmesser
bzw. Dübelgruppen mit geringem
inneren Achsabstand, können unter Querlast
auch durch Betonausbruch zur lastabgewandten
Seite versagen (vgl. Abb. 2.8b).
Werden Dübel mit geringem Randabstand
gesetzt, dann kommt es zum Ausbrechen
der Betonkante (Betonkantenbruch) (vgl. Abb.
2.8c). Bei randnahen Dübeln mit geringem
Achsabstand kann sich ein gemeinsamer
Ausbruchkörper bilden (vgl. Abb. 2.8d). Bei
Anordnung von Dübeln in der Bauteilecke
kann die gesamte Bauteilecke abplatzen (vgl.
Abb. 2.8e).
Falls die Ankergruppe mehr als eine Ankerreihe
parallel zum Rand besitzt, sind bei der
Versagensart Betonkantenbruch zum Rand
wirkende Querlasten nur auf die am nächsten
am Rand liegende Ankerreihe zu beücksichtigen.
Nur wenn sicher gestellt ist, dass die Querlast
ohne Verschiebung von Anfang an auf alle
Anker gleichmäßig wirkt, ist es erlaubt, dass
alle Anker berücksichtigt werden. Um sicherzustellen
dass keine Verschiebung eintritt, ist
der Ringspalt zwischen Bolzen und Ankerplatte
mit einem druckfesten Material (z. B.
fi scher Injections-Mörtel FIS V oder FIS EM)
auszufüllen.
Dübel in anderen Ankergründen wie z. B. Voll-
ziegel versagen entweder durch Stahlbruch
oder durch Bruch des Steines.
2.7 Einfl ussparameter auf das Tragverhalten
von Dübeln
2.7.1 Festigkeit des Ankergrundes
Hinterschnittdübel sowie Metallspreizdübel
mit ausreichend hoher Spreizkraft versagen
in Beton unter Zuglast in der Regel durch
kegelförmigen Betonausbruch. Die Höhe der
Bruchlast wird deutlich durch die Betonfestigkeit
beeinfl usst. Abb. 2.9 zeigt die Bruchlast
Nu von fi scher Zykon-Ankern im ungerissenen
Beton in Abhängigkeit von der Betonwürfeldruckfestigkeit
fcc, 200 . Es ist zu erkennen,
dass die Bruchlast mit zunehmender Betonfestigkeit
ansteigt. Dieser Anstieg erfolgt nicht
linear, sondern proportional zur Wurzel der
Betondruckfestigkeit. Die Betonversagenslast
wird nach oben durch die Bruchlast bei Stahlversagen
begrenzt, die in Abb. 2.9 jeweils
durch eine horizontale Linie angegeben ist.
Abb. 2.9:
Bruchlast N u des fi scher Zykon-Bolzenankers unter Zuglast in
ungerissenem Beton in Abhängigkeit von der Betonwürfeldruckfestigkeit
f cc, 200
90
80
70
60
50
40
30
20
10
N u [kN]
N u
Betonversagen maßgebend
Stahlversagen maßgebend
FZA 18x80 M12
FZA 14x60 M10
FZA 12x50 M8
15 25 35 45 55
f cc, 200
[N/mm 2 ]
Abb. 2.10 zeigt die Abhängigkeit der Betonbruchlast
von fi scher Zykon-Ankern im
ungerissenen Beton unter Querlast von der
Betonwürfeldruckfestigkeit f cc,200 . Das
Schaubild gilt für randnahe Dübel, die in Rich-
Stand 07/2006

Grundlagen der Befestigungstechnik
tung des freien Bauteilrandes belastet werden.
Der Randabstand beträgt c 1 =80 mm.
Abb. 2.10:
Bruchlast V u des fi scher Zykon-Bolzenankers unter Querlast in
ungerissenem Beton in Abhängigkeit von der Betonwürfeldruckfestigkeit
f cc, 200
40
30
20
10
Vu [kN]
Vu
Stand 07/2006
c1 =80mm
Betonversagen maßgebend
Stahlversagen maßgebend
FZA 18x80 M12
FZA 14x60 M10
FZA 12x50 M8
15 25 35 45 55
f cc, 200
[N/mm 2 ]
Wie unter Zuglast ist auch unter Querlast eine
deutliche Abhängigkeit der Bruchlast von
der Festigkeit des Betons zu erkennen. Die
Bruchlast steigt wiederum proportional zur
Wurzel der Betonwürfeldruckfestigkeit an und
wird nach oben durch die Stahlbruchlast des
Dübels begrenzt.
Die Betonbruchlasten hängen, sowohl unter
Zuglast als auch unter Querlast, von der Wurzel
der Betonwürfeldruckfestigkeit ab. Dies erklärt
sich dadurch, dass die Dübel in beiden Fällen
die Betonzugfestigkeit ausnutzen, die sich
ihrerseits über die Wurzel der Betondruckfestigkeit
beschreiben lässt.
Die Tragfähigkeit von Dübeln in anderen Ankergründen
wie z. B. Mauerwerksbaustoff en wird
ebenfalls durch die Festigkeit des Ankergrundes
beeinfl usst. Grundsätzlich gilt, dass die
Bruchlast der Dübel mit zunehmender Festigkeit
des Ankergrundes ansteigt. Allerdings
lässt sich bisher für andere Baustoff e kein so
eindeutiger Zusammenhang zwischen der
Bruchlast und der Festigkeit angeben wie für
Beton. Dies ist darauf zurückzuführen, dass
die Bruchlast noch durch eine Reihe weite-
17
rer Parameter wie z. B. Steingröße, Form und
Größe von Hohlräumen in den Ziegeln und die
Anordnung der Dübel in Bezug auf diese Hohlräume
beeinfl usst wird.
2.7.2 Verankerungstiefe
Die Bruchlast von Dübeln unter Zuglast wird
wesentlich durch die Verankerungstiefe beeinfl
usst. Abb. 2.11 zeigt die Betonausbruchlast
Nu von fi scher Zykon-Ankern im ungerissenen
Beton in Abhängigkeit von der Verankerungstiefe
hef . Es ist zu erkennen, dass die Bruchlast
mit zunehmender Verankerungstiefe
überproportional stark ansteigt. Der Anstieg
erfolgt proportional zur Verankerungstiefe mit
der Potenz 1,5. Die Bruchlast wird nach oben
wiederum durch die Stahlbruchlast der Dübel
begrenzt, die durch horizontale Linien deutlich
gemacht wird.
Abb. 2.11:
Bruchlast N u des fi scher Zykon-Bolzenankers unter Zuglast in ungerissenem
Beton in Abhängigkeit von der Verankerungstiefe h ef
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Nu [kN]
40
Nu
f cc, 200 = 25 N/mm 2
FZA 12x50 M8
FZA 18x80 M12
FZA 14x60 M10
60 80 100 120
hef
[mm]
Der in Abb. 2.11 anschaulich gemachte
Zusammenhang gilt nur für Hinterschnittdübel
mit ausreichendem Hinterschnitt oder für
Spreizdübel mit ausreichender Spreizkraft.
Dies ist der Fall, wenn der Hinterschnitt oder
die Spreizkraft groß genug sind, um bei der
geplanten Verankerungstiefe einen Betonausbruch
zu erzwingen. Werden dieselben Dübel
tiefer gesetzt, dann ist der Hinterschnitt- bzw.
2

2
18
Grundlagen der Befestigungstechnik
die Spreizkraft oftmals nicht mehr groß genug
um einen Betonausbruch zu verursachen.
Entweder gleitet der Dübel bei Erreichen der
Höchstlast im Bohrloch bis bei entsprechend
verringerter Verankerungstiefe ein Betonausbruch
erfolgt, oder der Konus von drehmomentkontrolliert
spreizenden Dübeln wird durch die
Hülse gezogen (Durchziehen, vgl. Abb. 2.7a2 ).
Das bedeutet, dass die Bruchlasten der Anker
bei steigender Verankerungstiefe nur noch
minimal ansteigen. Die Abb. 2.12a und 2.12b
machen den Zusammenhang /1,9/deutlich.
Die Abb. gelten für Einschlaganker (Abb.
2.12a) und drehmomentkontrollierte Spreizdübel
(vgl. Abb. 2.12a und 2.12b). Der zum
Teil noch geringfügige Anstieg der Bruchlast
von tiefer gesetzten Dübeln (Abb. 2.12a) ist
darauf zurückzuführen, dass die Spreizkraft
nicht genau auf die vorgesehene Verankerungstiefe
optimiert ist.
Bei Querlast beeinfl usst die Verankerungstiefe
die Betonausbruchlast nur indirekt über die
Steifi gkeit des Dübels. Dieser Einfl uss ist allerdings
nur gering, so dass hier auf eine weitere
Diskussion verzichtet werden kann
Abb. 2.12:
Abhängigkeit der Versagenslast von der Verankerungstiefe für
tiefergesetzte Dübel unter Zuglast /1/9/
Nu [kN]
125
100
75
50
25
d r e h m o m e n t k o n t r o l l i e r t e r S p r e i z d ü b e l
Einschlaganker
fcc, 200 = 25 N/mm2 Bruchlast gemäß Abb. 2.11
Bruchlast bei Ankern mit
erhöhter Verankerungstiefe
M16
M8
M16
M8
20
M6
40 60 80 100 120 140 hef
[mm]
a) Drehmomentkontrolliert spreizende Dübel und Einschlagdübel
unterschiedlicher Größe /1/
Nu [kN]
100
80
60
40
20
0
[ ]
40 80 120 160 200 240 hef
[mm]
b) Drehmomentkontrolliert spreizende Dübel M 16 /9/
2.7.3 Randabstand
Hinterschnittanker mit ausreichendem Hinterschnitt
oder Spreizdübel mit ausreichender
Spreizkraft versagen unter Zuglast durch
kegelförmigen Betonausbruch. Der Bruchkegel
beginnt in Höhe des Hinterschnitt- bzw.
Spreizbereiches und die Neigung der Kegelmantelfl
äche gegenüber der Bauteiloberfl äche
beträgt im Mittel ca. 35°. Damit beträgt
der Durchmesser des Kegels an der Bauteiloberfl
äche ca. das 3-fache der Verankerungstiefe.
Es ist verständlich, dass die maximale
Betonausbruchlast nur dann erreicht wird,
wenn sich der Bruchkegel ungehindert ausbilden
kann. Dies ist bei randnahen Dübeln der
Fall, wenn der Randabstand der Dübel mindestens
gleich dem Radius des Bruchkegels,
d. h. gleich der 1.5-fachen Verankerungstiefe
ist. Bei geringeren Randabständen wird der
Bruchkegel durch den Bauteilrand abgeschnitten
(siehe Abb. 2.7d) und dadurch die Bruchlast
reduziert.
Bei Dübeln mit ausreichendem Randabstand
wird das Gleichgewicht zwischen äußerer und
innerer Kraft durch Ringzugkräfte im Beton
gewährleistet, d. h. die Spannungen im Beton
sind rotations-symmetrisch zum Dübel verteilt
(vgl. Abb. 2.13a) /10/. Wird der Randabstand
des Dübels vermindert, dann wird dieser
Stand 07/2006

Grundlagen der Befestigungstechnik
rotations-symmetrische Spannungszustand
verändert, was zu einer Abnahme der Betonausbruchlast
führt (vgl. Abb. 2.13b). Beide
genannten Einfl ussparameter, die Begrenzung
des möglichen Betonausbruchkörpers
durch den freien Bauteilrand und die Störung
des rotations-symmetrischen Spannungszustandes,
überlagern sich. Abb. 2.14 zeigt die
Bruchlast N u von fi scher Zykon-Ankern unter
Zuglast im ungerissenen Beton in Abhängigkeit
vom Randabstand c 1 . Das Bild gilt
für die Betonwürfeldruckfestigkeit f cc,200 =
25 N/mm 2 .
Abb. 2.13:
Kräfteverlauf im Bereich eines durch eine Zuglast beanspruchten
Kopfbolzens /10/
a) b) Bauteilrand
Die Bruchlast steigt mit zunehmendem
Randabstand an. Ab einem Randabstand
c 1 = 75/ 90 bzw. 120 mm, der beim FZA 12
x 50 M8, FZA 14 x 60 M10 bzw. FZA 18 x 80
M12 dem 1.5-fachen der Verankerungstiefe
und damit dem Radius des zu erwartenden
Bruchkegels entspricht, nimmt die Bruchlast
nicht mehr zu. Ab diesem Randabstand kann
sich der Bruchkegel vollständig und ungehindert
ausbilden, die maximal mögliche Betonausbruchlast
wird erreicht.
Stand 07/2006
19
Abb. 2.14:
Bruchlast N u von fi scher Zykon-Ankern unter Zuglast im ungerissenen
Beton in Abhängigkeit vom Randabstand c 1
50
40
30
20
10
Nu [kN]
Nu
f cc, 200 = 25 N/mm 2
FZA 12x50 M8
FZA 14x60 M10
FZA 18x80 M12
50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 c1 [mm]
Einen noch deutlicheren Einfl uss hat der
Randabstand auf die Betonausbruchlast von
Dübeln unter Querlast. Dübel am Bauteilrand,
die durch eine Querlast in Richtung des freien
Randes beansprucht werden, versagen durch
Ausbrechen der Betonkante (vgl. Abschnitt
2.6.2, Abb. 2.8c). Der Winkel zwischen dem
Bruchriss und dem Bauteilrand beträgt ca.
35°, wodurch sich eine Länge des Ausbruchkörpers
am Bauteilrand von etwa dem dreifachen
des Randabstandes ergibt (vgl. Abb.
2.15). Die Höhe des Bruchkörpers beträgt
Auszugsversuchen zufolge das ca. 1,5-fache
des Randabstandes c 1 .
Abb. 2.15:
Form und Abmessung des Betonausbruchkörpers eines Einzeldübels
unter Querlast am Bauteilrand _
∼1,5 c 1
c 1
∼ 3 c 1
V
∼ 35°
2

2
20
Grundlagen der Befestigungstechnik
Abb. 2.16:
Bruchlast V u von fi scher Zykon-Bolzenankern unter Querlast im
ungerissenen Beton in Abhängigkeit vom Randabstand c 1
40
30
20
10
Vu [kN]
50
Vu
c1
Betonausbruch maßgebend
Stahlversagen maßgebend
FZA 12x50 M8
FZA 18x80 M12
FZA 14x60 M10
f cc, 200 = 25 N/mm 2
60 70 80 90 100 110 120 130 c1 [mm]
Abb. 2.16 zeigt die Kantenbruchlast V u von
fi scher Zykon-Bolzenankern unter Querlast
im ungerissenen Beton in Abhängigkeit vom
Randabstand c 1 . Es ist zu erkennen, dass die
Kantenbruchlast überproportional mit dem
Randabstand ansteigt. Der Anstieg erfolgt
proportional zum Randabstand mit der Potenz
1,5. Die maximale Bruchlast wird wiederum
durch die Stahlbruchlast begrenzt.
2.7.4 Achsabstände
Ebenso wie der Randabstand hat auch der
Achsabstand der Dübel einen deutlichen Einfl
uss auf deren Tragverhalten. Die maximale
Betonausbruchlast eines Dübels unter Zuglast
wird nur dann erreicht, wenn sich der kegelförmige
Betonausbruch ungehindert ausbilden
kann. Abb. 2.17 soll dies am Beispiel einer
Zweiergruppe verdeutlichen.
Abb. 2.17a zeigt eine Zweiergruppe mit
einem Achsabstand, der dem Durchmesser
des zu erwartenden Bruchkegels entspricht
(s = 3 x hef ). In diesem Fall überschneiden
sich die Ausbruchkegel der beiden Dübel
nicht und beide Dübel erreichen ihre maximale
Betonausbruchlast. Das bedeutet, die
Bruchlast der Zweiergruppe entspricht dem
2-fachen der maximalen Betonausbruchlast
eines Einzeldübels.
In Abb. 2.17b ist der Achsabstand der Dübel
kleiner als der Durchmesser des zu erwartenden
Bruchkegels. Die Betonausbruchkegel
überschneiden sich und die zur Einleitung
der Last in den Ankergrund zur Verfügung
stehende Betonfl äche wird vermindert. Wird
der Achsabstand der beiden Dübel gedanklich
auf den nur theoretisch möglichen Wert
s = 0 vermindert (Abb. 2.17c), dann verbleibt
nur ein Ausbruchkegel und die Bruchlast der
„Gruppe“ entspricht 50 % des Wertes der
Zweiergruppe in Abb. 2.17a. Um zu vereinfachen
wird ein linearer Verlauf zwischen den
beiden Extremfällen in Abb. 2.17a und 2.17c
angenommen.
Abb. 2.18 zeigt den Einfl uss des Achsabstandes
für Zweiergruppen mit fi scher Zykon-
Bolzenankern unter Zuglast im ungerissenen
Beton der Festigkeit fcc,200 = 25 N/mm2 .
Auf der horizontalen Achse sind nicht die
Absolutwerte der Achsabstände, sondern die
Verhältniswerte von Achsabstand zu Verankerungstiefe
dargestellt.
Die Bruchlast steigt mit zunehmendem Achsabstand
an, bis dieser dem Durchmesser des
zu erwartenden Ausbruchkegels entspricht
(s = 3 x hef ). Für größere Achsabstände ist
naturgemäß keine größere Betonausbruchlast
zu erwarten, da die maximale Bruchlast der
Zweiergruppe nur das 2-fache der Bruchlast
eines Einzeldübels mit großem Achsabstand
betragen kann.
Stand 07/2006

Grundlagen der Befestigungstechnik
Abb. 2.17:
Überschneidung der Ausbruchkörper von Dübeln unter Zuglast
a)
b)
c)
Stand 07/2006
s=0
N
N
s

2
22
Grundlagen der Befestigungstechnik
der Bruchlast zu erwarten, da sich die Ausbruchkörper
nicht mehr überschneiden und
die Gesamtlast der Gruppe maximal das 2fache
der Bruchlast eines Einzeldübels mit gleichem
Randabstand betragen kann. Im Fall des
fi scher Zykon-Bolzenankers FZA 12 x 50 M8
wird die maximale Traglast der Zweiergruppe
durch die in Abb. 2.20 gestrichelt eingezeichnete
Stahlbruchlast nach oben begrenzt.
Abb. 2.19:
Überschneidung der Ausbruchkörper randnaher Dübel unter
Querlast
a)
b)
c)
c 1
c 1
c 1
s=0
s=3 c1 V
s

Grundlagen der Befestigungstechnik
Abb. 2.21:
Einfl uss der Bauteildicke h auf die Tragfähigkeit einer randnahen
Einzelbefestigung bei Querlast zum Rand.
Vu E /Vuo E
1,6
1, 2
1,0
0,8
0.4
Vuo E = Bruchlast in dicken Betonbauteilen
V e r s u c h s e r g e b n i s s e
h
0,4
Stand 07/2006
c 1
0,8 1,2 1,5 1, 6
2,0 h/c1 2.7.6 Risse
Beton weist nur eine relativ geringe Zugfestigkeit
auf, die zudem noch durch Zwangsspannungen
im Bauteil ganz oder teilweise
aufgebraucht werden kann. Aus diesem Grund
wird bei der Bemessung von Stahlbetonbauteilen
die Zugfestigkeit des Betons nicht mit
in Ansatz gebracht, das heißt, Stahlbeton wird
unter Annahme einer gerissenen Zugzone
bemessen. Die Erfahrung zeigt, dass die Rissbreiten
bei überwiegender Beanspruchung
unter ständiger Last, die als zulässig angesehenen
Werte von w ∼ 0,3 bis 0,4 mm nicht
überschreiten /2/, /3/, /4/. Unter zulässiger
Gebrauchslast sind jedoch größere Rissbreiten
zu erwarten, wobei die 95%-Fraktile Werte
von w95 % ∼ 0,5 bis 0,6 mm erreichen kann
/3/.
Dabei ist w95 % die 95%-Fraktile der Rissbreiten,
d. h. der Wert, der von 95 % der im Bauteil
V u
23
auftretenden Risse unterschritten und nur von
5 % überschritten wird. Die meisten nationalen
Standards begrenzen die Rissweite mit einem
Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit.
Treten Risse im Beton auf, dann besteht eine
hohe Wahrscheinlichkeit, dass diese die Dübel
treff en oder tangieren. Dies begründet sich
dadurch, dass in der unmittelbaren Nähe des
Dübels höhere Zugspannungen vorhanden
sind. Diese werden hervorgerufen durch die
beim Vorspannen und Belasten der Befestigung
erzeugten Spaltkräfte, die Momentenspitze
infolge der punktartigen Belastung des
Bauteils, sowie durch die Kerbwirkung des
Bohrlochs.
Zur Überprüfung dieser Aussage wurden
Versuche mit Stahlbetonplatten der Dicke
h = 250 mm durchgeführt /11/. Die Platten
waren mit Rippenstäben oder geschweißten
Betonstahlmatten bewehrt. Der Abstand der
Querstäbe betrug 250 mm. In der Platte waren
drehmomentkontrolliert spreizende Dübel
und Hinterschnittdübel (M12, hef = 80 mm)
verankert.
Es wurden die Belastung der Dübel (nur vorgespannt
oder 1,3-fache zulässige Last) und
der Abstand der Dübel zur Querbewehrung
(40 mm bzw. 80 mm) variiert. Außerdem
waren in einigen Bohrlöchern keine Dübel
verankert. Die Dübel wurden im ungerissenen
Beton gesetzt und belastet. Anschließend
wurde die Stahlbetonplatte stufenweise bis
zur zulässigen Last beansprucht.
Bei etwa 40 % der zulässigen Last der Stahlbetonplatte
bildeten sich Biegerisse. Unter der
zulässigen Last der Platte wurden nahezu alle
Dübel und die meisten Bohrlöcher von Rissen
getroff en, unabhängig vom Abstand der
Dübel zur Querbewehrung und der Art ihrer
Belastung (vgl. Abb. 2.22). Die Risse verliefen
direkt durch die Verankerungszone der Dübel.
Ähnliche Ergebnisse werden in /2/12/13/
beschrieben.
2

2
24
Grundlagen der Befestigungstechnik
Abb. 2.23 zeigt am einfachen Beispiel eines
Zweifeldrahmens unter Streckenlast, in welchen
Bereichen des Rahmens mit Rissen
gerechnet werden muss. Dabei wurde davon
ausgegangen, dass Risse in all denjenigen
Bereichen auftreten, in denen Zugspannungen
herrschen. Es ist naheliegend, dass sich
das Rissbild bei veränderlichen Belastungen,
zum Beispiel höherer Belastung im linken
als im rechten Rahmenfeld oder horizontaler
Belastung infolge von Wind, ändern kann.
Abb. 2.22:
Rissbild einer Biegeplatte unter Gebrauchslast (Maße in [cm]) /11/
K 884
15 100 150 150 100 15
Drehmomentkontrollierte Spreizdübel Hinterschnittanker
Abb. 2.23:
Rissbild eines zweifeldrigen Rahmens unter gleichmäßiger Belastung
Das bedeutet, dass bei Veränderungen der
Last in Bereichen des Rahmens mit Rissen
gerechnet werden muss, in denen bei einer
gleichmäßigen Belastung Druckspannungen
vorherrschen. Bereits dieses einfache Beispiel
zeigt, dass es sehr schwer ist, in einem Tragwerk
die Bereiche zu bestimmen, in denen
risse auftreten können. Dies gilt insbesondere
bei komplizierten statischen Systemen unter
veränderlichen Lasten wie zum Beispiel Stockwerkrahmen.
3
25
25
80
25
belasteter Anker
vorgespannter, aber
nicht belasteter Anker
Bohrloch
gleichmäßige
Belastung
Stand 07/2006

Grundlagen der Befestigungstechnik
Falls nicht in jedem Einzelfall untersucht wird,
in welchen Bereichen und unter welchen
Lasten mit Rissen zu rechnen ist, wird empfohlen
Dübel zu verwenden, die für Anwendungen
in gerissenem Beton geeignet sind. Dies
sind:
▯ fi scher Zykon-Anker FZA
▯ fi scher Zykon-Anker FZA-D (Durchsteckanker)
▯ fi scher Zykon-Anker FZA-I (Innengewinde)
▯ fi scher Zykon-Einschlaganker FZEA
▯ fi scher Ankerbolzen FAZ / FAZII
▯ fi scher Hochleistungsanker Anker FH-H,
FH-B, FH-S, FH-SK
▯ fi scher Langschaftdübel SXS
▯ fi scher Highbond-Anker FHB II
Wie verhalten sich Dübel im gerissenen Beton?
Abb. 2.24a zeigt gemessene Last-Verschiebungskurven
von drehmomentkontrolliert
spreizenden Dübeln im ungerissenen und
gerissenen Beton. Die Dübel sind für Anwendungen
im gerissenen Beton konstruiert und
geeignet. Die Kurven steigen sowohl im ungerissenen
als auch im gerissenen Beton gleichmäßig
an. Die Bruchlasten sind im gerissenen
Beton niedriger als im ungerissenen. Ist ein
Dübel nicht für Anwendungen in Rissen konstruiert
und geeignet, dann verändert sich
sein Verhalten im Riss signifi kant. Abb. 2.24b
zeigt in Versuchen gemessene Last-Verschiebungskurven
von drehmomentkontrolliert
spreizenden Dübeln, die nur für Anwendungen
im ungerissenen, nicht jedoch im gerissenen
Beton geeignet sind. Es ist zu erkennen,
dass diese Dübel nur im ungerissenen Beton
gleichmäßig ansteigende Last-Verschiebungskurven
aufweisen, während im gerissenen
Beton das Last-Verschiebungsverhalten und
die Höchstlasten sehr stark streuen und nicht
vorhergesagt werden können. Im Extremfall
werden Dübel ohne nennenswerte Laststeigerung
aus dem Beton herausgezogen (vgl. Abb.
2.24b, unterste Kurve).
Stand 07/2006
25
Abb. 2.24:
Last-Verschiebungskurven von drehmomentkontrolliert spreizenden
Dübeln (M12, h ef = 80 mm)
a) Dübel für Anwendungen im gerissenen Beton geeignet
b) Dübel nicht für Anwendungen im gerissenen Beton geeignet
Last [kN]
40
30
20
10
ungerissener Beton
gerissener Beton
Δw = 0.4 mm
fcc, 200 ~
37 N/mm2
0
0 5 10 15
a)
Verschiebung [mm]
Last [kN]
50
40
30
20
10
fcc, 200 ~
28 N/mm2
ungerissener Beton
gerissener Beton
Δw = 0.4 mm
0
0 5 10 15 20 25
b)
Verschiebung [mm]
In Abb. 2.25 ist das Verhältnis der Bruchlast
von Hinterschnittankern und einbetonierten
Kopfbolzen unter Zuglast im gerissenen Beton
zu dem theoretischen Wert im ungerissenen
Beton in Abhängigkeit von der Rissbreitendiff erenz
Δw aufgetragen. Als Rissbreitendiff erenz
wird die Diff erenz zwischen der Rissbreite bei
der Installation des Ankers und der Rissbreite
beim Ziehen des Ankers bezeichnet.
Die Versuchsergebnisse sind /3/ entnommen
und wurden wie folgt ermittelt: Zunächst
wurden in einem Stahlbetonkörper Haarrisse
2

2
26
Grundlagen der Befestigungstechnik
erzeugt, in die die Dübel gesetzt wurden.
Anschließend wurden die Risse um den
Betrag Δw geöff net und die Dübel bei geöff -
netem Riss bis zum Versagen belastet.
Abb. 2.25 zeigt, dass sich Hinterschnittanker
und einbetonierte Kopfbolzen im Riss gleich
verhalten. Die zu erwartende Bruchlast fällt
selbst bei geringen Rissbreiten deutlich ab
und beträgt bei der als zulässig erachteten
Rissbreite von Δw = 0,4 mm im Mittel noch
etwa 75 % des Wertes im ungerissenen Beton.
Für größere Rissbreiten bis zu einem Wert von
Δw = 1,6 mm ist nur mit einer relativ geringen
weiteren Abnahme der Bruchlast zu rechnen.
Hinterschnittanker und einbetonierte Kopfbolzen
verhalten sich im Riss gleich, da beide
Verankerungen nach dem Wirkungsprinzip
Formschluss funktionieren (vgl. Abschnitt 2.5,
Abb. 2.6).
Abb. 2.25:
Einfl uss von Rissen auf die Versagenslast von Hinterschnittdübeln
und Kopfbolzen unter Zuglast /10/
Nu (gerissener Beton) / Nu, c (ungerissener Beton)
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
Hinterschnittanker (n = 362)
Kopfbolzen (n = 43)
0
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6
Rissbreite Δw [mm]
Ein ähnliches Verhalten im gerissenen Beton
zeigen drehmomentkontrolliert spreizende
Dübel, die für Anwendungen im Riss geeignet
sind (vgl. Abb. 2.26). Die Dübel müssen in der
Lage sein nachzuspreizen. Das bedeutet, dass
der Konus beim Öff nen des Risses weiter in die
Spreizschalen hineingezogen wird, diese wiederum
an die Bohrlochwand gepresst werden
und somit die rissbedingte Vergrößerung des
Bohrloches ausgleichen. Zu den nachsprei-
zenden und damit für gerissenen Beton geeigneten
drehmomentkontrolliert spreizenden
Dübeln gehören die fi scher Ankerbolzen (FAZ)
und fi scher Hochleistungsanker (FH-H, FH-B,
FH-S, FH-SK). Für den risstauglichen Verbundanker
fi scher Highbond-Anker (FHB II) sind vergleichbare
Ergebnisse zu erwarten. Abb. 2.26
zeigt, dass die Bruchlasten wie bei Hinterschnittdübeln
und einbetonierten Kopfbolzen
selbst bei geringen Rissbreiten deutlich abfallen.
Sie betragen bei der als zulässig erachteten
Rissbreite von Δw = 0,4 mm im Mittel
noch etwa 65 % des Wertes im ungerissenen
Beton. Mit zunehmender Rissbreite fällt die
Bruchlast weiter ab. Die Abnahme ist stärker
als bei Hinterschnittdübeln und Kopfbolzen,
weil der Konus weiter in die Spreizhülse gezogen,
und dadurch die wirksame Verankerungstiefe
vermindert wird. Dieses Verhalten hängt
von der Art des Dübels ab.
Abb. 2.26:
Einfl uss von Rissen auf die Versagenslast von risstauglichen
drehmomentkontrolliert spreizenden Dübeln unter Zuglast /10/
Nu (gerissener Beton) / Nu, c (ungerissener Beton)
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
n = 222 Versuche
0
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
Rissbreite Δw [mm]
Abb. 2.27 zeigt den Einfl uss von Rissen auf
das Tragverhalten von vollständig verspreizten
Einschlagdübeln unter Zuglast. Die Bruchlast
fällt mit zunehmenden Rissbreiten sehr
stark ab und die Testergebnisse unterliegen
einer großen Streuung. Hierbei muss jedoch
von voll gespreizten Einschlagankern ausge-
Stand 07/2006

Grundlagen der Befestigungstechnik
gangen werden. Bei nicht voll gespreizten
Einschlagankern muss mit einer noch deutlicheren
Abnahme der Bruchlasten gerechnet
werden.
Ein ähnliches Verhalten wie in Abb. 2.27
dargestellt, ist auch für drehmomentkontrolliert
spreizende Dübel zu erwarten, die nicht
ordnungsgemäß nachspreizen und somit
nicht für Anwendungen in Rissen geeignet
sind. Diese Dübel werden herausgezogen,
wobei die Versagenslast stark streut und in
ihrer Höhe nicht vorausgesagt werden kann.
Sie kann bei Nachspreizsstörungen sogar bis
auf Null abfallen, so dass der Risseinfl uss auf
die Tragfähigkeit solcher Dübel nicht durch
vergrößerte Sicherheitsbeiwerte kompensiert
werden kann.
Das Tragverhalten üblicher, aus Gewindestange
und Mörtelpatrone bestehender Verbundanker,
wird durch Risse sehr deutlich
beeinfl usst. Dies zeigt Abb. 2.28. Es ist zu
erkennen, dass die Bruchlast bei einer als
zulässig erachteten Rissbreite von Δw = 0,4
mm nur im Mittel 40 % des Wertes im ungerissenen
Beton beträgt, im Extremfall aber auf
etwa 20 % des Wertes im ungerissenen Beton
abfallen kann.
Die Abb. 2.25 – 2.28 gelten für das Verhalten
von Dübeln in Rissen unter Zuglast. Bei Querlast
ist zwischen randnahen und randfernen
Dübeln zu unterscheiden. Die Bruchlast randferner
Dübel unter Querlast wird nur wenig
durch Risse beeinfl usst. Die Abnahme beträgt
im Vergleich zum ungerissenen Beton < 10 %.
Ein deutlicherer Einfl uss der Risse ist aber bei
randnahen Dübeln zu erwarten. Die Bruchlasten
von Dübeln in Rissen mit einer Breite
von Δw = 0,4 mm entsprechen nur 75 % der
im ungerissenen Beton gemessenen Werte.
Damit liegt die Abminderung der Betonkantenbruchlast
infolge von Rissen etwa in derselben
Größenordnung wie die der Betonausbruchlast
bei zentrischem Zug.
Stand 07/2006
Abb. 2.27:
Einfl uss von Rissen auf die Versagenslast von voll verspreizten
Einschlagdübeln unter Zuglast /5/
Nu (gerissener Beton) / Nu, c (ungerissener Beton)
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,4
βw ~ 20 - 60 N/mm
M8 M10 M12
2
0,8 1,2 1,6
Rissbreite Δw [mm]
Abb. 2.28:
Einfl uss von Rissen auf die Versagenslast von Verbunddübeln
unter Zuglast /6/
Nu (gerissener Beton) / Nu, c (ungerissener Beton)
1,00
0,75
0,50
0,25
Ankergröße
M8 M10 M12
0,2 0,4 0,6
Rissbreite Δw [mm]
27
2

2
28
Grundlagen der Befestigungstechnik
2.8 Prüfung von Ankern
2.8.1 Anforderungen
Funktionsfähigkeit und Tragverhalten der in
diesem Technischen Handbuch beschriebenen
Stahldübel wurden in umfangreichen
Versuchsserien, auf Grundlage der Prüfvorschriften
für Zulassungsversuche des Deutschen
Instituts für Bautechnik, Berlin und der
EOTA-Leitlinie „Leitlinie für Europäische Technische
Zulassungen für Dübel“, Teil 1 bis 3
/7/ getestet.
Grundsätzlich sind zwei Gruppen von Versuchen
zu unterscheiden:
▯ Versuche zum Nachweis der Funktionsfähigkeit
▯ Versuche zur Ermittlung der Anwendungsbedingungen
In den Versuchen zum Nachweis der Funktionsfähigkeit
wird überprüft, ob die Dübel
empfi ndlich auf in der Praxis unvermeidbare
Montageungenauigkeiten reagieren. Hierzu
gehören z. B.:
▯ Abweichungen vom vorgegebenen Drehmoment
bei drehmomentkontrolliert spreizenden
Dübeln
▯ Unzureichender Hinterschnitt des Bohrlochs
bei Hinterschnittankern
▯ Unzureichende Verspreizung von wegkontrolliert
spreizenden Dübeln
▯ Mangelnde Bohrlochreinigung, wassergefülltes
Bohrloch bei Verbundankern und
Injektionssystemen
Obwohl in den Zulassungen üblicherweise
gefordert wird, Dübel so anzuordnen, dass
beim Bohren keine Bewehrung beschädigt
wird, ist das Anbohren von Bewehrung auf
der Baustelle kaum zu vermeiden. Deshalb ist
durch zusätzliche Funktionsversuche zu belegen,
dass die Dübel auch bei Bewehrungskontakt
ordnungsgemäß funktionieren.
Wie erwähnt, soll durch Funktionsversuche der
Einfl uss im Bauablauf unvermeidbarer Montageungenauigkeiten
auf das Tragverhalten der
Dübel untersucht werden. Die Auswirkungen
grober Fehler, wie z. B. die Verwendung
von Bohrern mit falschem Durchmesser, die
Verwendung des falschen Bohr- oder Hinterschnittwerkzeugs
bei Hinterschnittankern,
falsche Montageart (z. B. Einschlagen statt
Eindrehen der Gewindestange bei herkömmlichen
Verbundankern) können durch diese Versuche
allerdings nicht abgedeckt werden.
Funktionsversuche werden nicht nur in niederfestem,
sondern auch in hochfestem Beton
durchgeführt. Dies ist erforderlich, da die aktuelle
Betondruckfestigkeit höher sein kann als
die Nennfestigkeit.
Neue Bohrer weisen immer ein deutlich größeres
Schneideneckmaß auf als gebrauchte
Bohrer. Die Diff erenz kann z. B. beim Nenndurchmesser
12 mm bis zu ca. 0,5 mm
betragen. Um zu überprüfen, ob diese unvermeidbare
Diff erenz einen Einfl uss auf das
Tragverhalten der Dübel hat, werden für die
Funktionsversuche Bohrer mit kleinem und
großem Bohrereckmaß verwendet (kleines
Bohrereckmaß: abgenutzter Bohrer; großes
Bohrereckmaß: neuer bzw. wenig benutzter
Bohrer).
In der Praxis werden Dübel oft durch Dauerlasten
oder durch Lasten in veränderlicher Höhe
beansprucht. Daher werden zusätzlich Funktionsversuche
mit veränderlichen Lasten (keine
dynamische Beanspruchung!) durchgeführt.
An Dübel für Anwendungen im gerissenen
Beton werden besondere Anforderungen gestellt.
Die Funktionsfähigkeit dieser Dübel wird
in Rissen mit einer Breite von bis zu 0,5 mm
nachgewiesen. Die Versuche werden in niederfestem
bzw. hochfestem Beton und unter
Verwendung von Bohrern mit kleinem und
großem Schneideneckmaß durchgeführt.
Zunächst werden in Stahlbeton-Dehnkörpern
Haarrisse erzeugt, in die die Dübel gesetzt
Stand 07/2006

Grundlagen der Befestigungstechnik
werden. Anschließend werden die Risse um
einen Betrag von 0,5 mm geöff net und die
Dübel bei geöff netem Riss herausgezogen.
Die übrigen Versuchsbedingungen hängen
vom Wirkungsprinzip der Dübel ab. So
werden z. B. drehmomentkontrolliert spreizende
Dübel in einer Versuchsserie mit einem
um 50 % verminderten Drehmoment gesetzt,
um den Einfl uss auf der Baustelle unvermeidbarer
Abweichungen vom vorgeschriebenen
Drehmoment zu untersuchen. In anderen Versuchsserien
wird zwar das volle Drehmoment
aufgebracht, zur Simulation von Kriechen und
Schwinden des Betons wird das Drehmoment
aber nach 10 Minuten auf die Hälfte des Anfangswertes
reduziert.
Wird das als Ankergrund dienende Bauteil
durch veränderliche Lasten beansprucht, kann
dies zu einer Vergrößerung oder Verkleinerung
der Rissbreiten führen. Die Auswirkungen
auf das Tragverhalten der Dübel werden
in speziellen Funktionsversuchen überprüft,
bei denen die Dübel in Haarrisse gesetzt und
durch eine ständige Last beansprucht werden.
Anschließend werden die Risse 1000mal um
einen Betrag von Δw ∼ 0,2 mm geöff net und
wieder geschlossen. Nach Abschluss dieser
Rissbewegungen werden die Dübel bei geöff -
netem Riss herausgezogen.
Bei allen Funktionsversuchen müssen die
Dübel ein bestimmtes Last-Verschiebungsverhalten
aufweisen. Die Last-Verschiebungskurven
müssen bis zu einer Last von
70 % der Bruchlast kontinuierlich ansteigen
und dürfen keine horizontalen Unterbrechungen
aufweisen, die auf ein Gleiten des Dübels
im Bohrloch hinweisen würden. Verglichen mit
der Tragfähigkeit vorschriftsmäßig gesetzter
Dübel darf die Bruchlast in den Funktionsversuchen
um einen vorgegebenen Prozentsatz
abfallen. Bei den Versuchen in sich öff nenden
und schliessenden Rissen muss die gemes-
sene Verschiebung aufgetragen über dem
Logarithmus der Anzahl der Rissbewegungen
Stand 07/2006
29
linear oder degressiv sein und darf vorgege-
bene Grenzwerte nicht überschreiten.
In Versuchen zur Bestimmung der zulässigen
Anwendungsbedingungen werden die zulässigen
Lasten und die zugehörigen Achs- und
Randabstände bzw. Bauteildicken bestimmt.
Dabei werden die Dübel entsprechend den
Angaben des Herstellers gesetzt. Durch Versuche
unter zentrischem Zug, Querlast sowie
kombinierter Zug- und Querlast wird der Einfl
uss der Lastrichtung auf die Bruchlast ermittelt.
Bei Dübeln, die für Anwendungen im
gerissenen Beton geeignet sind, werden diese
Versuche zusätzlich in Rissen mit einer Breite
von ca. 0,3 mm durchgeführt.
Anhand der Ergebnisse der Versuche zur Bestimmung
der Anwendungsbedingungen werden
die charakteristischen Lasten des geprüften
Dübels im ungerissenen, bei risstauglichen
Dübeln auch im gerissenen Beton, ermittelt.
Im Einzelnen sind dies:
NRk,s charakteristische Last eines Einzeldübels
bei Stahlversagen (Zuglast)
N0 Rk,c Basiswert der charakteristischen Last
eines Einzeldübels bei Betonversagen
(Zuglast)
NRk,p charakteristische Last eines Einzeldübels
bei Versagen durch Herausziehen
(Zuglast)
VRk,s charakteristische Last eines Einzeldübels
bei Stahlversagen (Querlast)
Außerdem werden die charakteristischen
Achs- und Randabstände bestimmt, bei deren
Einhaltung die maximale Zugtragfähigkeit für
die Versagensarten kegelförmiger Betonausbruch
und Spalten erreicht werden. Im Einzelnen
sind dies:
scr,N charakteristischer Achsabstand unter
Zuglast bei kegelförmigem Betonausbruch
ccr,N charakteristischer Randabstand unter
2

2
30
Grundlagen der Befestigungstechnik
Zuglast bei kegelförmigem Betonausbruch
scr,sp charakteristischer Achsabstand unter
Zuglast bei Spalten
ccr,sp charakteristischer Randabstand unter
Zuglast bei Spalten
Um Spalten bei der Montage zu verhindern,
sind minimale Achs- und Randabstände (smin ,
cmin ) sowie die Mindestbauteildicke (hmin )
unbedingt einzuhalten. Diese Werte werden
ebenfalls aus Versuchen bestimmt.
Die erwähnten charakteristischen Werte
des Widerstandes für die unterschiedlichen
Lastrichtungen und Versagensarten entsprechen
den sogenannten 5 %-Fraktilen der in
den Versuchen gemessenen Bruchlasten.
Unter einer 5 %-Fraktile versteht man denjenigen
Wert, der nur von 5 % aller Versuchsergebnisse
unterschritten, von 95 % der Ergebnisse
aber überschritten wird. Bei der Bestimmung
der charakteristischen Werte werden die
5 %-Fraktilen und nicht die Mittelwerte der
Versuchsergebnisse zugrunde gelegt, um
unterschiedliche Streuungen der Ergebnisse
unterschiedlicher Dübelgrößen und -typen
berücksichtigen zu können.
Abb. 2.29a zeigt die Ergebnisse einer Versuchsserie
mit Hinterschnittdübeln, aufgetragen
in sogenannten Häufi gkeitsklassen. Die
erste Klasse enthält alle Versuchsergebnisse
zwischen einer Bruchlast Fu = 42 kN und Fu = 43 kN und die letzte Klasse alle Ergebnisse
zwischen Fu = 54 kN und Fu = 55 kN (jedes
eingezeichnete Quadrat stellt ein Versuchsergebnis
dar). Die Ergebnisse lassen sich sehr
gut durch die sogenannte Gauß‘sche Glockenkurve
annähern, die ebenfalls in Abb. 2.29a
eingezeichnet ist.
Abb. 2.29b zeigt die Glockenkurve ohne die
einzelnen Versuchsergebnisse. Der Mittelwert
der Bruchlasten beträgt Fu = 48,7 kN. Gleichzeitig
ist in Abb. 2.29b die 5 %-Fraktile der
Versuchsergebnisse F 5% = 44,5 kN eingetragen.
Mathematisch entspricht die blau angelegte
Fläche links von der 5 %-Fraktile einem
Anteil von 5 % der Gesamtfl äche unter der
Glockenkurve, während der rechts der Fraktile
verbleibende nicht angelegte Bereich 95 %
der Gesamtfl äche beträgt.
Abb. 2.29:
Häufi gkeitsverteilung von Ergebnissen einer Versuchsserie mit Hinterschnittdübeln
für die Versagensart kegelförmiger Betonausbruch
15
10
a)
5
15
10
b)
n
n
5
>42.0-43.0
>43.0-44.0
>44.0-45.0
>45.0-46.0
>46.0-47.0
>47.0-48.0
>48.0-49.0
>49.0-50.0
>50.0-51.0
>51.0-52.0
>52.0-53.0
>53.0-54.0
42 44 46 48 50 52 54
F5 % = 44.5 kN
F5 % = 48.7 kN
>54.0-55.0
Fu [kN]
Fu [kN]
Die 5 %-Fraktile wird nach Gleichung (2.1)
bestimmt. Bei den in diesem Technischen
Handbuch angegebenen charakteristischen
Stand 07/2006

Grundlagen der Befestigungstechnik
Werten der Widerstände werden die 5 %-Fraktilen
nach Owen /14/ berechnet. Dabei wird
davon ausgegangen, dass die Standardabweichung
sowohl der Grundgesamtheit als auch
der Stichprobe (Versuchsserie) unbekannt
ist. Der bei der Berechnung anzusetzende k-
Faktor hängt von der Anzahl der Versuche der
Stichprobe (Versuchsserie) ab. Je größer die
Anzahl der Versuche ist, desto größer ist auch
die Aussagekraft der Ergebnisse und desto
kleiner ist daher der k-Faktor.
Mit:
F 5% = u - k · s (2.1)
u = Mittelwerte der Versuchsergebnisse
(Zug- oder Querkraft)
s = Standardabweichung der Versuchsergebnisse
k = Faktor nach Owen /14/
= 3.401 für n = 5 Versuche
= 2.568 für n = 10 Versuche
= 2.208 für n = 20 Versuche
= 1.861 für n = 100 Versuche
= 1.645 für n = unendliche Anzahl an
Versuchen
2.8.2 Ankerprüfung im Hause fi scher
Im Forschungs- und Entwicklungszentrum der
fi scherwerke stehen modernste Prüfeinrichtungen
und Maschinen zur Verfügung, die es
erlauben, alle in den oben genannten Prüfrichtlinien
geforderten Versuche im eigenen
Hause durchzuführen.
Zugprüfmaschinen mit unterschiedlichen Lastbereichen
ermöglichen Zugversuche in kleinen
Prüfkörpern sowie in großen gerissenen
und ungerissenen Betonplatten (Abb. 2.30).
Die Last kann dabei kontinuierlich steigend
(kraft- oder weggesteuert), als nichtruhende
Belastung oder Schocklast aufgebracht
werden.
Stand 07/2006
31
Eine moderne Schrägzugeinrichtung (Abb.
2.31) erlaubt die Prüfung von Dübeln unter
beliebigem Lastangriff swinkel (zentrischer
Zug, Querlast oder kombinierte Zug- und
Querlast).
Abb. 2.30:
Prüfanlage für hohe Lasten
Abb. 2.31:
Anlage für Prüfungen mit beliebigem Winkel in gerissenem und
ungerissenem Beton
Für Versuche in statischen bzw. sich öff nenden
und schließenden Rissen steht eine Parallelrissanlage
und eine Biegerissanlage zur Verfügung.
In einem voll klimatisierten Versuchsraum
können Dauerstandversuche an Dübeln
durchgeführt werden.
Auf einem Freigelände wird das Korrosionsverhalten
unter atmosphärischen Bedingungen
untersucht und für Zeitraff er-Versuche steht
eine moderne Salzsprühanlage zur Verfügung.
2

2
32
Grundlagen der Befestigungstechnik
2.9 Literaturverzeichnis
/1/ Eligehausen, R., Pusill-Wachtsmuth, P.:
Stand der Befestigungstechnik im Stahlbetonbau.
IVBH Bericht S-19/82, IVBH - Periodica
1/1982, Februar 1982.
/2/ Bergmeister, K.: Stochastik in der Befestigungstechnik
mit realistischen Einfl ussgrößen.
Dissertation, Universität Innsbruck,
1988.
/3/ Eligehausen, R., Bozenhardt, A.: Crack
widths as measured in actual structures
and conclusions for the testing of fastening
elements (An Gebäuden ermittelte
Rissbreiten und Schlussfolgerungen für
die Prüfung von Befestigungselementen).
Bericht Nr. 1/42-89/9, Institut für Werkstoff
e im Bauwesen, Universität Stuttgart,
August 1989.
/4/ Schießl, P.: Einfl uss von Rissen auf die Dauerhaftigkeit
von Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen.
Schriftenreihe des Deutschen
Ausschuss für Stahlbeton, Heft 370, Verlag
Wilhelm Ernst&Sohn, Berlin, 1986.
/5/ Eligehausen, R., Fuchs, W., Mayer, B.: Tragverhalten
von Dübelbefestigungen bei
Zugbeanspruchung. Betonwerk + Fertigteil-Technik,
1987, Heft 12, S. 826-832
und 1988, Heft 1, S. 29-35.
/6/ Eligehausen, R., Mallée, R., Rehm, G.:
Befestigungen mit Verbundankern (Fastenings
with Bonded Anchors). Betonwerk +
Fertigteil-Technik, 1984, Heft 10, S. 686-
692, Heft 11, S. 781-785, Heft 12, S.
825-829 (in Deutsch und Englisch).
/7/ Europäische Organisation für Technische
Zulassungen (EOTA) (1994): Leitlinie für
die Europäische Technische Zulassung für
Metalldübel zur Verankerung in Beton. Endgültige
Version, Sept. 1994, Teil 1: Dübel
- Allgemeines. Teil 2: Kraftkontrolliert spreizende
Dübel. Teil 3: Hinterschnittdübel.
Anhang A: Einzelheiten der Versuche.
Anhang B: Versuche zur Ermittlung der
zulässigen Anwendungsbedingungen.
Anhang C: Bemessungsverfahren für Verankerungen.
/8/ Union Européen pour l‘Agrement Technique
dans la Construction (UEAtc): UEAtc
Technical Guide on Anchors for Use in Cracked
and Non-cracked Concrete. M. O. A. T.
No 49: 1992, June 1992.
/9/ Eligehausen, R., Okelo, R.: Design of group
fastenings for pull-out or pull-through failure
modes of the individual anchor of a
group (Bemessung von Ankergruppen
bei Versagen einzelner Anker durch Herausziehen
oder Durchziehen). Report No.
18/1-96/20. Institut für Werkstoff e im
Bauwesen, Universität Stuttgart, 1996
(nicht veröff entlicht).
/10/ Eligehausen, R., Mallée, R.: Befestigungstechnik
in Beton- und Mauerwerkbau.
Bauingenieur-Praxis. Verlag Wilhelm
Ernst&Sohn, Berlin, 2000.
/11/ Lotze, D.: Untersuchungen zur Frage
der Wahrscheinlichkeit, mit der Dübel in
Rissen liegen - Einfl uss der Querbewehrung.
Report No. 1/24 - 87/6, Institut für
Werkstoff e im Bauwesen, Universität Stuttgart,
August 1987 (nicht veröff entlicht).
/12/ Cannon, R. W.: Expansion Anchor Performance
in Cracked Concrete (Leistung von
Spreizdübeln in gerissenem Beton). ACI
- Journal, 1981, p. 471 - 479.
/13/ Bensimhon, J., Lugez, J., Combette, M.:
Study of the Performance of Anchor Bolts
in the Tensile and Cracked Zone of Concrete
(Untersuchung der Leistung von
Bolzenankern in der gerissenen Betonzugzone).
Report of Centre Scientifi que et
Technique du Batiment, Paris, 1989.
/14/ Owen, D.: Handbook of Statistical Tables.
Addison/Wesley Publishing Company Inc.,
1968.
Stand 07/2006

Stand 07/2006
Ankerauswahl
33
3

3
34
Ankerauswahl
Ankertyp Seite Seite Material Funktionsprinzip
Aufgrund von EU-Richtlinien wird die Verzinkung sukzessive
von „gelb chromatiert“ auf „blau chromatiert“ umgestellt. Daher
kann die Farbe verzinkter Produkte von den Abbildungen im
Technischen Handbuch abweichen. Ankerbemessung
gemäß ETA
Ankerbemessung
gemäß
fi scher-Spezifi kation
Stahl, galvanisch
verzinkt
nicht rostender
Stahl A4
Hochkorrosionsbeständiger
Stahl 1.4529
Ankerbolzen FAZ + FAZ II 50 194 • • • •
Bolzen FBN 62 206 • • •
Express Anker EXA 76 220 • • •
Zykon-Bolzenanker FZA 86 230 • • • •
Zykon-Durchsteckanker FZA-D 96 242 • • • •
Zykon-Innengewindeanker FZA-I 106 254 • • •
Zykon-Einschlaganker FZEA - 264 • • • •
Hochleistungsanker FH 116 276 • •
Schwerlastanker TA M 128 288 • •
Highbond-Anker FHB II 138 298 • • • •
Reaktionsanker R (Eurobond) 148 310 • • • •
Inject.-Mörtel FIS V + FIS VS
Inject.-Mörtel FIS V mit Bewehrungsstäben
158 322
- 334
- 346
Hinterschnittanker
Verbundanker
• • • •
Inject.-Mörtel FIS EM
Inject.-Mörtel FIS EM mit Bewehrungsstäben
- 358 • • • •
Verbundanker UKA 3 - 370 • • • •
Verbundmörtel UPM 44 170 382 • • • •
Langschaftdübel SXS 182 394 • • •
Spreizanker
Stand 07/2006

Ankerauswahl
Durchsteckmontage
Montageart Montagekennwerte Schrauben-
/Bolzengröße
Vorsteckmontage
Stand 07/2006
Innengewinde
Bohrerdurchmesser
Bohrlochtiefe
Bemessungslast in Beton C 20/25
gemäß fi scher-Spezifi kation
ungerissener Beton
Stahl,
galvanisch verzinkt
gerissener Beton
Stahl,
galvanisch verzinkt
[mm] [mm] [M] N Rd [kN] V Rd [kN] N Rd [kN] V Rd [kN]
• 8-24 65-155 8-24 7.2 - 43.3 14.0 - 57.3 6.0 - 33.5 14.0 - 57.3
• 6-20 43-131 6-20 4.7 - 32.0 7.0 - 51.1 - -
• 8-20 65-130 8-20 6.2 - 35.1 8.7 - 57.3 - -
• 10-22 43-130 6-16 9.4 - 51.7 6.4 - 50.2 6.1 - 33.5 6.4 - 50.2
• 12-22 44-105 8-16 9.4 - 37.0 12.2 - 60.2 6.1 - 24.0 7.9 - 60.2
•
•
12-22 44-130 6-12 9.4 - 31.5 5.7 - 18.5 6.1 - 31.5 5.7 - 18.5
10-14 43 8-12 9.4 7.1 - 9.4 6.1 6.1
• 10-32 70-200 6-24 9.5 - 53.2
• • •
10.8
- 153.6
5.3 - 33.3 8.5 - 67.1
10-18 60-105 6-12 5.9 - 18.0 4.6 - 23.8 - -
• • 10-25 75-235 8-24 14.6 - 91.7 10.6 - 91.4 11.2 - 73.0 10.6 - 91.4
• 10-35 80-280 8-30
11.7
- 119.2
7.6 - 116.7 - -
• • 8-35 60-280 6-30 5.7 - 79.2 4.2 - 116.7 - -
• 10-35 80-280 8-30
• 10-35 80-280 8-30
11.7
- 153.9
11.7
- 119.2
7.6 - 116.7 - -
7.6 - 116.7 - -
• • 10-35 80-280 8-30 10.1 - 79.2 7.6 - 116.7 - -
• 10 60 Ø 7.6 mm 2.2 - 3.3 4.2 - 5.0 1.7 - 2.8 4.2 - 5.0
35
3

4.1
36
Hinweise
● Unsere Ziele heißen ständige Weiterentwicklung
und Innovation. Aus diesem Grund
unterliegen die Werte in diesem Handbuch
ständigen Änderungen. Die angegebenen
Daten gelten nur beim Einsatz von fi scher
bzw. Upat Ankern.
● Alle Produkte müssen unter Einhaltung aller
von fi scher veröff entlichten und aktuellen
Anweisungen (d. h. in Katalogen, technischen
Anweisungen, Anleitungen, Montageanleitungen
u. a.) angewendet werden.
● Baumaterialien (Ankergrund) genauso wie
äußere Bedingungen (z. B. Umweltbedingungen
wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit) variieren
sehr stark. Der momentane Zustand
des Untergrundmaterials und dessen Eignung
muss deshalb vom Anwender geprüft
werden. Wenn sie über den Zustand ihres
Untergrundmaterials (z. B. über die Festigkeit)
im Zweifel sind, wenden Sie sich an die
nächste fi scher- Niederlassung oder an einen
unserer Partner.
● Die Informationen und Empfehlungen in
diesem Handbuch basieren auf den Grundsätzen,
Gleichungen und Sicherheitsfaktoren
wie sie in den technischen Anweisungen,
Bedienungsanleitungen, Montageanleitungen
und anderen Informationen von fi scher
defi niert worden sind und die zum Zeitpunkt
ihrer Festlegung als korrekt angesehen
werden. Die Werte resultieren aus der Auswertung
von Versuchergebnissen, die unter
Laborbedingungen gewonnen wurden. Der
Anwender ist verpfl ichtet zu überprüfen,
ob die aktuellen Bedingungen auf der Baustelle,
die Anker und die Setzwerkzeuge den
im Handbuch vorgegebenen Bedingungen
entsprechen. Die letzte Verantwortung bei
der Auswahl des richtigen Produkts für eine
bestimmte Anwendung trägt der Anwender.
● fi scher ist nicht verantwortlich für direkte,
indirekte, zufällige Schäden oder Folgeschäden,
für daraus resultierende Verluste oder
Kosten, die in Zusammenhang damit stehen
oder gar damit begründet sind, dass die Produkte
absichtlich oder unabsichtlich falsch
angewendet wurden. Inbegriff ene Gewährleistungen
für die Gebrauchstauglichkeit
und Eignung sind davon ausdrücklich ausgenommen.
Die Symbole der verschiedenen Zulassungen
sind nachfolgend dargestellt.
Symbol Beschreibung
Z-21.1-958
Z-21.3-1707
Z-21.2-1734
Europäische Technische Zulassung
erteilt von einer europäischen Zulassungsbehörde (z. B.
DIBt) auf Basis der Leitlinien für europäisch technische
Zulassungen (ETAG)
Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung
deutsche Zulassung, erteilt vom DIBt, Berlin.
Übereinstimmungsnachweis des Bauproduktes mit der
allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung. Bestätigt von
einer Materialprüfanstalt.
Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung
deutsche Zulassung, erteilt vom DIBt, Berlin für Verankerungen
in Beton zu Bemessen nach Verfahren A (CC-Verfahren) .
Übereinstimmungsnachweis des Bauproduktes mit der
allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung. Bestätigt von
einer Materialprüfanstalt.
FM-Zertifi kat
anerkannt für die Verwendung in ortsfesten
Wasserlöschanlagen (Factory Mutual Research
Corporation for Property Conservation, amerikanische
Versicherungsgesellschaft)
ICC = International Code Council
Zulassungsbehörde der USA, entstanden aus den
Prüfungsinstituten BOCA, ICBO und SBCCI
Brandgeprüfter Dübel
der Dübel wurde einer Brandprüfung unterzogen. Es ist ein
„Untersuchungsbericht zur Prüfung auf Brandverhalten“
(mit F-Klasse) vorhanden.
Schockgeprüft/Schockzulassung
für schocksichere Befestigungen in Zivilschutzräumen
(Bundesamt für Zivilschutz, Bonn, Deutschland)
Stand 07/2006

Stand 07/2006
Hinweis auf die Dübelbemessung,
der Dübel kann mit der fi scher Bemessungssoftware
Compufi x auf der Basis des CC- Verfahrens bemessen
werden.
Schockgeprüft/BZS-Zulassung
für schocksichere Befestigungen in Zivilschutzräumen
(Bundesamt für Zivilschutz, Schweiz)
VdS-Zertifi kat
anerkannt für die Verwendung in ortsfesten Wasserlöschanlagen
(früher: Verband der Sachversicherer,
jetzt: VdS Schadenverhütung)
37
4.1

4.1
38
Notizen
Stand 07/2006