Momenten-Rotationstragfähigkeit von Spundwänden aus Z-Bohlen und U-Bohlen mit verminderter Schubkraftübertragung

Im Eurocode 3 "Bemessung, Entwurf und Konstruktion im Stahlbau" Teil 1 „Allgemeine Regeln“ wie auch im Eurocode 3 Teil 5 "Pfähle und Spundwände" ist für den Nachweis des Grenzzustandes der Tragfähigkeit die plastische Bemessung unter Berücksichtigung der plastischen Umlagerung der Schnittgrößen zugelassen.

Die Eurocodes sind auf dem Teilsicherheitskonzept aufgebaut, das Teilsicherheitsfaktoren getrennt für die Einwirkungsseite und die Widerstandsseite vorsieht. Die Werte der Teilsicherheitsbeiwerte auf der Widerstandsseite γM werden in den Nationalen Anhängen geregelt. Aufgrund der hohen Genauigkeit der Bestimmung der Widerstände und der hohen Güte und Qualität der Stahlprodukte verwenden viele Länder den Teilsicherheitsbeiwert γM0 = 1,0 für die plastische Bemessung im Stahlbau.

Dieser fordert auch für die Spundwandbauweise eine genaue Beschreibung der Widerstandsseite wie im übrigen Stahlbau. Zur Zeit ist dies aber aus zwei Gründen noch nicht vollständig möglich:

I. Derzeit wird die Rotationskapazität und damit die Eignung zur plastischen Bemessung von Spundwänden nur über die Querschnittsklassifizierung bzw. die Flanschschlankheit erfasst. Die Klassifizierung orientiert sich aber nur an der maximalen Momententragfähigkeit und nicht am Momentenwiderstand in Abhängigkeit von der Rotation.

II. Der Eurocode 3 Teil 5 enthält für Spundwände aus U-Bohlen Bemessungsregeln, die eine schubsteife Verbindung in den Schlössern voraussetzen. Zu Lieferformen mit Einfach-, Doppel- und Dreifachbohlen mit verschweißten oder verpressten Schlossausführungen wird darauf hingewiesen, dass die Tragfähigkeit vermindert sein kann, und es werden die maßgebenden Einflussfaktoren der Verminderung genannt. Da jedoch bisher keine nationale Norm oder Studie die Größe der Abminderung zuverlässig bestimmt, fehlt auch im Eurocode eine weitere Anleitung. Statt dessen verweist der Eurocode auf eine Reglung im Nationalen Anhang, da die Abminderungen auch von den lokalen Bodenverhältnissen abhängig sind. Folglich fehlen auch sämtliche Ansätze, um die Momenten-Rotationscharakteristik für die einzelnen Lieferformen der U-Bohle zu bestimmen, um eine plastische Bemessung zu ermöglichen.

Gegenstand dieser Arbeit ist, diese fehlenden Ansätze zu liefern.