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Ein Ingenieurmodell zur Berechnung der Querkrafttragfähigkeit von Stahlverbunddecken des Hochbaus mit praxisrelevanter Betonstahlbewehrung

  • Die Bemessung von Verbunddecken ist in DIN EN 1994-1-1 2010 geregelt, worin ausführliche Informationen zur Bestimmung der Längsschub- und Biegetragfähigkeit aufgeführt sind. Für den Nachweis der Querkrafttragfähigkeit verweist der EC4 auf das Modell für nicht schubbewehrte Massivquerschnitte in DIN EN 1992-1-1 2011, da bis vor kurzem kein eigenständiges Querkraftbemessungsmodell für Verbunddecken zur Verfügung stand. Das Modell im EC2 gründet auf einigen Annahmen, die für Verbunddecken nicht vorausgesetzt werden können. Außerdem können die spezifischen Eigenschaften von Verbunddecken nicht berücksichtigt werden. Daher wurde in Hartmeyer 2014 ein Modell zur Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit von Verbunddecken, die ausschließlich durch das Verbundblech längsbewehrt sind, entwickelt. Verbunddecken werden in der Praxis allerdings stets mit zusätzlicher Betonstahlbewehrung ausgeführt. In dem zuvor genannten Modell für Verbunddecken kann der positive Einfluss der zusätzlichen Betonstahlbewehrung auf das Querkrafttragverhalten der Verbunddecken jedoch nicht vollumfänglich berücksichtigt werden. In dieser Arbeit wurde daher ein eigenständiges Ingenieurmodell entwickelt, mit dem das Querkrafttragverhalten von Verbunddecken unter der Kombination der beiden Längsbewehrungsarten Blech und Betonstahl mechanisch beschrieben werden kann. Hierzu wurden umfangreiche Querkraftversuche an Verbunddecken durchgeführt. Durch den Einsatz kontinuierlicher Dehnungsmessung mittels Sensorfasern, konnten wesentliche Erkenntnisse zum Querkrafttragverhalten gewonnen werden. So wurde beispielsweise festgestellt, dass das Querkrafttragverhalten von Verbunddecken dem Bogen-Zugband-Modell zuzuordnen ist und Ebenbleiben der Querschnitte nicht vorausgesetzt werden kann. Das entwickelte Modell beinhaltet vier Traganteile, die additiv berücksichtigt werden. Diese sind der Schubtraganteil der ungerissenen Druckzone, der Traganteil der Rissprozesszone, die Dübelwirkung von Blech und Betonstahl sowie der vertikale Anteil einer direkten Druckstrebe ins Auflager. Das Modell ist gleichermaßen für offene und hinterschnittene Geometrien gültig und berücksichtigt über die Teilverbundtheorie die spezifischen Eigenschaften der Verbundbleche. Die Untersuchungen in dieser Arbeit konzentrierten sich auf Verbunddecken aus Normalbeton. Eine Öffnung des Modells für Verbunddecken aus Leichtbeton ist prinzipiell möglich, da die Materialeigenschaften innerhalb der einzelnen Traganteile direkt Berücksichtigung finden und somit die speziellen Eigenschaften des Leichtbetons Eingang finden könnten. Durch die Berücksichtigung der Kombination der beiden Längsbewehrungsarten ist es erstmals möglich, die Querkrafttragfähigkeit von Verbunddecken zutreffend zu beschreiben. Da hiermit eine erhebliche Traglaststeigerung einhergeht, konnte folglich die Wirtschaftlichkeit von Verbunddecken gesteigert werden. Im Zuge der Überarbeitung des EC4 wurde das entwickelte Modell bereits in den Entwurf (prEN 1994-1-1 2020) aufgenommen.

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Metadaten
Author:Nicole Schmeckebier
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-66185
DOI:https://doi.org/10.26204/KLUEDO/6618
ISBN:978-3-95974-168-2
Serie (Series number):Schriftenreihe der Fachgebiete Baustofftechnologie und Bauschadenanalyse, Massivbau und Baukonstruktion, Stahlbau des Studienganges Bauingenieurwesen (34)
Publisher:Technische Universität Kaiserslautern
Place of publication:Kaiserslautern
Advisor:Wolfgang Kurz
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:German
Publication Date:2021/10/12
Date of first Publication:2021/09/30
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2021/09/02
Date of the Publication (Server):2021/10/13
Tag:Experimentelle Untersuchungen; Ingenieurmodell; Normenvorschlag; Querkrafttragfähigkeit; Verbunddecken
Number of page:X, 257
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Bauingenieurwesen
DDC-Cassification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Licence (German):Creative Commons 4.0 - Namensnennung, nicht kommerziell, keine Bearbeitung (CC BY-NC-ND 4.0)