Numerische Ermittlung der Durchstanzkräfte in dicken Fundamentplatten unter besonderer Berücksichtigung der Teilsicherheitsbeiwerte

In den aktuellen Bauvorhaben werden die Plattenfundamente von Hochhäusern oft sehr dick ausgeführt. Dies ist hauptsächlich auf die Anforderungen des Durchstanznachweises nach Eurocode 2 zurückzuführen. Die hierbei verwendeten Formeln basieren auf empirischen Laborversuchen an einem Ausschnitt des Fundamentes mit einer einzelnen Stütze. Aus mechanischer Sicht birgt diese Vorgehensweise jedoch viele Schwachstellen für die Bemessung von dicken Fundamentplatten (𝑡Fpl ≥ 1 m) auf. Einerseits haben ein Großteil der durchgeführten Laborversuche eine viel geringere Plattendicke und andererseits werden stets, auf Grund der Machbarkeit, nur ein Plattenausschnitt mit einer einzelnen Stütze untersucht. Diese isolierte Betrachtung führt zu unrealistischen Rotationen der Platte, welche aus mechanischer Sicht eine große Relevanz für die Durchstanzproblematik ausweisen. Weiters wird die Interaktion zwischen dem Baugrund und dem Bauwerk im Labor sehr stark vereinfacht. In dieser Arbeit wird eine umfassende numerische Analyse des gesamten Plattenverhaltens angestrebt. Ein zentraler Aspekt ist die Berücksichtigung des realistischen Bodenverhaltens durch geotechnische Analyse und die direkte Berücksichtigung der Setzungsmulde der gesamten Struktur in der Untersuchung. Dieser Ansatz ermöglicht eine klare Unterscheidung zwischen Kräften aufgrund von externen Lasten und Kräften infolge von aufgezwungenen Verformungen und damit verbunden eine Zuweisung der entsprechenden Teilsicherheitsbeiwerte. Simulationen mit aufgezwungenen Setzungsmulden zeigen eine signifikante Reduktion der durchstanzwirksamen Kräfte und ermöglichen dadurch eine geringere Dimensionierung von Flachgründungen.