Zum Tragverhalten von Flachdecken mit integrierten hohlkastenförmigen Stahlprofilen

Prof. Dr.-Ing. Schäfer, Markus

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Slim-Floor-Konstruktionen sind Flachdeckensysteme in Verbundbauweise mit integrierten Stahlprofilen. Durch die Forderung nach schlankeren Bausystemen und der Rationalisierung des Bauablaufs gewinnt diese Bauweise immer mehr an Bedeutung. Die aktuellen Regelwerke enthalten jedoch keine vollständigen Bemessungsregeln für derartige Systeme. Daher konzentrieren sich die in dieser Arbeit vorgestellten Untersuchungen auf die Erarbeitung eines praxisnahen Bemessungskonzepts für typische Slim-Floor-Systeme mit ausbetonierten, hohlkastenförmigen Stahlprofilen.

Im Bauzustand liegt ein Stahlprofil vor. Aufgrund der geringen Blechstärken und teilweise erheblichen Torsionsbeanspruchungen ist der Einfluss der Profilverformung beim elastischen Grenztragfähigkeitsnachweis zu berücksichtigen. Die in dieser Arbeit vorwiegend behandelten hutförmigen Querschnitte werden im Endzustand ausbetoniert. Dabei wirken die im Steg oder Obergurt des Stahlprofils angeordneten Betonieröffnungen als Verbundmittel, so dass im Endzustand ein Verbundtragwerk vorliegt. Die Ermittlung der Momententragfähigkeit erfolgt in Anlehnung an die Regelungen für Verbundträger. Vergleichsrechnungen zeigen, dass in vielen Fällen die dehnungsbegrenzte Bemessung maßgebend wird. Zudem sind die Einflüsse aus der Querbiegung im Untergurt zu berücksichtigen. Neben der plastischen Querkrafttragfähigkeit des Stahlprofils stellt sich aufgrund der Umschnürung des Kernbetons durch das Stahlprofil ein hybrides Fachwerkmodell ein, durch das weitere Querkraftanteile übertragen werden können.

Eine in den Kernbeton eingelegte Längsbewehrung substituiert im Brandfall den direkt beflammten Untergurt. Dadurch können hohe Feuerwiderstandsdauern ohne zusätzliche Maßnahmen realisiert werden. Für die Nachweise im Brandfall wird ein Bemessungsverfahren in Anlehnung an das Nachweisverfahren der Stufe 2 nach EN 1994-1-2 hergeleitet. Dabei werden mittels thermischer Analysen Funktionen zur Beschreibung des von der Brandeinwirkung abhängigen Temperaturverlaufs über den Querschnitt entwickelt.

Bei vollständig in eine Ortbetondecke integrierten Profilen übernimmt der Betongurt gegenüber üblichen Verbundträgern nennenswerte Biegemomentenanteile. Dies hat vor allem auf die Verformungsberechnung Einfluss, da eine Vernachlässigung dieser Biegeanteile zu unrealistischen Trägerüberhöhungen führen kann. Ferner ist die Rissbildung des Betongurtes bereits unter Gebrauchslasten zu berücksichtigen. Das Verformungsverhalten von Slim-Floor Trägern wird abschließend untersucht und dabei ein Näherungsverfahren zur Berücksichtigung des Einflusses der Nachgiebigkeit der Verbundmittel auf die Bauteilverformung entwickelt.
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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultäten und Einrichtungen:
Fakultät für Architektur und Bauingenieurwesen » Bauingenieurwesen » Dissertationen
Dewey Dezimal-Klassifikation:
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 620 Ingenieurwissenschaften » 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Dokument erstellt am:
19.11.2007
Dateien geändert am:
22.01.2018
Datum der Promotion:
29.06.2007
Medientyp:
Text