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Beitrag zur Bemessung von dreischichtigen Wandtafeln mit Deckschichten aus haufwerksporigem Leichtbeton

  • Für den Bau von Wohn- und Gewerbegebäuden werden schon seit vielen Jahren Wandelemente aus haufwerksporigem Leichtbeton verwendet. DieWandelemente werden in Fertigteilwerken hergestellt und „just-in-time“ auf die Baustelle geliefert und aufgebaut. Die Wandelemente sind zum Teil massiv hergestellt (Wohnungsbau) oder aber mit einzelnen Dämmkernen versehen (gewerbliche Bauten). Als Zuschlagsstoffe kommen überwiegend Naturbims oder Blähton zum Einsatz. Durch einen, im Vergleich zu Normalbeton und gefügedichtem Leichtbeton, niedrigen Anteil an Zement, berühren sich die Zuschlagskörner nur punktuell. Dadurch entsteht die haufwerksporige Struktur. Durch diese Gefügestruktur und die Verwendung von porigen Leichtzuschlägen, erzielt haufwerksporiger Leichtbeton sehr gute bauphysikalische Eigenschaften, wie z. B. eine gute Wärmeleitfähigkeit. Den guten bauphysikalischen Eigenschaften stehen niedrige Festigkeiten gegenüber. Daher wird haufwerksporiger Leichtbeton als wärmedämmender Leichtbeton in der Regel nur für tragende Bauteile mit geringen Festigkeitsanforderungen eingesetzt. Gestiegene Anforderungen an den baulichen Wärmeschutz zwingen deutsche Hersteller von Wandelementen aus haufwerksporigem Leichtbeton immer wieder zu Neuentwicklungen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Verwendung von haufwerksporigem Leichtbeton in dreischichtigen Wandelementen (Sandwichelemente) untersucht. Die Wandelemente bestehen dabei aus einer innenliegenden Tragschale, einer außenliegenden Vorsatzschale und einer dazwischenliegenden Schicht aus Dämmstoff. Die beiden Betonschalen werden durch entsprechende Verbindungselemente verbunden. In dieser Arbeit wurden als Verbindungselement in der Bauindustrie gebräuchliche Gitterträger gewählt. In einer Vielzahl an Versuchen wurden unterschiedliche Erkenntnisse zum Tragverhalten der Wandelemente gewonnen. An Vier-Punkt-Biegeversuchen wurde das allgemeine Tragverhalten von bewehrten Platten untersucht. In Auszugversuchen wurde die Tragfähigkeit von einbetonierten Gitterträgern bestimmt. Die Bestimmung des Last- Verformungsverhaltens der Verbundfuge (Schicht aus Dämmung und Verbindungsmittel) erfolgte anhand von Scherversuchen. An großformatigen Wandstreifen wurden zudem Vier-Punkt-Biegeversuche durchgeführt. Diese Versuche wurden mit aus Literatur entnommenen Berechnungsformeln für die Schnitt- und Verformungsgrößen aus der Verbundtragwirkung nachgerechnet. Hierbei wurden sehr gute Übereinstimmungen erreicht. Der Einfluss der Gitterträger auf den Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) des Wandquerschnittes wurde anhand von FE-Berechnungen untersucht. Aus den erzielten Ergebnissen wurden Tabellen generiert, welche eine einfache Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten unter Berücksichtigung der Gitterträger ermöglicht. Abschließend wird die Bemessung von dreischichtigenWandelemente aus haufwerksporigem Leichtbeton und Gitterträger als Verbindungselement der beiden Betonschalen nach DIN EN 1520 und den Erkenntnissen dieser Arbeit in einem Bemessungskonzept vorgestellt.

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Metadaten
Author:Florian Hanz
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-48474
Advisor:Jürgen Schnell, Matthias Pahn
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:German
Publication Date:2017/10/13
Year of Publication:2017
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2017/08/31
Date of the Publication (Server):2017/10/17
Number of page:XIII, 319
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)