Bei nachträglichen Verbindungen von Betonbauteilen – etwa bei Bestandsertüchtigungen oder neuen Anschlüssen – entstehen zwangsläufig Kontaktfugen zwischen bestehendem und neu hergestelltem Beton. Diese Fugen unterbrechen das monolithische Tragverhalten des Bauteils und müssen daher für die auftretenden Querkräfte gesondert nachgewiesen werden. Besonders relevant wird dieser Nachweis, wenn nachträglich installierte Bewehrungsstäbe zur Verbindung eingesetzt werden. Denn ein Grundsatz der europäischen Bemessung lautet: Querkräfte dürfen nicht über die nachträglich eingemörtelten Elemente, sondern ausschließlich über den tragenden Betonquerschnitt übertragen werden.

Was bei der Schubfuge zählt: Lage, Beanspruchung, Nachweisweg

Die Bemessung der Schubfuge richtet sich nach ihrer Lage im Bauteil und der Art der Beanspruchung. Verläuft die Fuge parallel zur Systemachse, dominiert Längsschub. Liegt sie senkrecht dazu, treten zusätzlich Spannungen aus Biegung und Normalkraft auf – eine klassische Biegeschubbeanspruchung. Für diese Fälle sind in Deutschland drei anerkannte Bemessungsverfahren zulässig, basierend auf EN 1992-1-1 und dem Nationalen Anhang (NA DE). Die Auswahl erfolgt über den Parameter e_d/h, also das Verhältnis aus Biegemoment zur Normalkraft bezogen auf die Bauteilhöhe:

• e_d/h ≥ 3,5, ohne Querkraftbewehrung → Nachweis nach EN 1992-1-1, 6.2.2 + NA DE
• e_d/h ≥ 3,5, mit Querkraftbewehrung → Nachweis nach EN 1992-1-1, 6.2.3 + NA DE
• e_d/h < 3,5, mit Druck oder signifikanter Querkraft → Nachweis nach EN 1992-1-1, 6.2.5

Bild 1: Nachweis der Querkraftübertragung an aufgerauten Fugen – drei mögliche Bemessungsansätze gemäß EN 1992-1-1 [1] und Nationalem Anhang (NA DE)

Fall 1: Nachweis bei dominierender Querkraft oder Druckbeanspruchung

Wird die Fuge vorrangig durch Querkraft beansprucht – typischerweise bei senkrechter Belastung zur Fuge – erfolgt der Nachweis nach EN 1992-1-1, Abschnitt 6.2.5. Die übertragbare Querkraft ergibt sich aus Materialkennwerten, der Fugenrauigkeit und dem Spannungszustand normal zur Fuge. Wichtig: Eine gleichzeitige Zugbeanspruchung des eingemörtelten Stabs und deren Wechselwirkung mit der Querkraft wird in diesem Ansatz nicht berücksichtigt. Die Gleichung ist deshalb bei reiner Zugbeanspruchung der Fuge unzulässig.
Der Bemessungswert V_Rdi wird abhängig von Parametern wie Betonzugfestigkeit, vorhandener Normalkraft, Bewehrungsanteil und der Neigungswinkel der die Fuge kreuzende Bewehrung berechnet – unter Berücksichtigung eines Festigkeitsabminderungsfaktors. Für die konkrete Anwendung sind die in EN 1992-1-1 definierten Werte zu verwenden.

Fall 2: Nachweis bei vorherrschender Biegung ohne Querkraftbewehrung

Liegt eine Fuge im Bereich eines Bauteils, das primär auf Biegung beansprucht wird (z. B. Plattenanschlüsse), ist sie im Regelfall rau oder verzahnt auszubilden. In diesem Fall verhält sich die Fuge wie ein Biegeriss. Der Nachweis erfolgt nach EN 1992-1-1/NA:2013-04 – modifiziert durch den Nationalen Anhang. Dabei wird der errechnete Querkraftwiderstand mit einem Reduktionsfaktor c/0,5 angepasst, je nach Fugenqualität:

• c = 0,4 für raue Fugen
• c = 0,5 für verzahnte Fugen
• bei dynamischer Beanspruchung gelten weitere Anpassungen

Der Bemessungswert der Querkrafttragfähigkeit ergibt sich in zwei Stufen. Zuerst wird geprüft, ob die Fuge auch ohne zusätzliche Querkraftbewehrung ausreichend tragfähig ist. Reicht dies nicht aus, ist im zweiten Schritt eine zusätzliche Querkraftbewehrung im Neubau zu bemessen.

Fall 3: Nachweis mit Querkraftbewehrung in der Nähe der Fuge

Kann der erforderliche Querkraftwiderstand ohne zusätzliche Bewehrung nicht erreicht werden, muss eine Querkraftbewehrung – z. B. in Form von Bügeln – unmittelbar angrenzend zur Fuge vorgesehen werden. Die Nachweisgleichung kombiniert dann die Tragfähigkeit der Querkraftbewehrung mit dem maximal zulässigen Tragwiderstand des Betons. Auch hier sind alle Werte aus EN 1992-1-1 und dem Nationalen Anhang zu entnehmen. Die Schnittgrößen und Fugenparameter müssen konkret projektspezifisch ermittelt und angesetzt werden.

Fazit: Schubfugen sind Bemessungssache – nicht Vertrauenssache

Die Schubfuge zwischen Alt- und Neubeton ist ein sicherheitsrelevantes Detail – sie muss bemessen werden, nicht vermutet. Wer mit nachträglich eingemörtelter Bewehrung arbeitet, muss beachten, dass diese keine Querkräfte übertragen darf. Stattdessen muss der Querkrafttragwiderstand der Fuge rechnerisch nachgewiesen werden – mit klaren Verfahren nach EN 1992-1-1 und dem Nationalen Anhang. Die Wahl des richtigen Nachweiswegs hängt dabei von der Lage der Fuge, der Art der Beanspruchung und der vorhandenen Bewehrung ab. Eine pauschale Anwendung vereinfachter Formeln ist nicht zulässig – insbesondere nicht bei kombinierter Beanspruchung oder unzureichend ausgebildeter Fuge.
Nur wer den Fugenwiderstand prüft, kann die Tragfähigkeit garantieren.

In Teil 7 unserer Fachserie zu nachträglich installierten Bewehrungsstäben richten wir den Fokus auf zwei besonders anspruchsvolle Bemessungsthemen: die Erdbebenbemessung und den Ermüdungsnachweis bei nachträglich eingemörtelten Systemen.

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