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DIN 18800 Tl.5 - Vereinfachter Biegedrillknicknachweis für Verbundträger

Bauforschung, Band T 2833
Gerhard Hanswille, Dieter Münich
1998, 30 S., Abb.,Tab.,Lit.
Fraunhofer IRB Verlag

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Inhalt

Für durchlaufende Verbundträger, die an den Innenstützen infolge Biegedrillknickens gefährdet sind, gibt es im Anhang B zum Eurocode 4 »Verbundtragwerke aus Stahl und Beton« eine vereinfachte Berechnungsmethode. Deren Ergebnisse können Risiken enthalten. Zwischen dem Biegetorsionsproblem bei gebundener Drehachse sowie drehelastischer Bettung und dem Stabilitätsproblem des elastisch gebetteten Druckstabs besteht Analogie. Diese Analogie nutzend ist ein verbessertes Näherungsverfahren zur Bestimmung des idealen Biegedrillknickmoments von Verbundträgern erarbeitet worden. Jetzt lassen sich nicht nur die Verbundträger, sondern auch Stahlträger mit seitlicher Halterung am Obergurt sowie drehelastischer Bettung bedingt durch Pfetten oder Profilbleche zuverlässiger auf Biegedrillknicken berechnen.

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung 1
2 Differentialgleichung des Biegetorsionsproblems bei gebundener Drehachse und drehelastischer Bettung 2
2.1 Allgemeines 3
2.2 Biegedrillknicken bei Verbundquerschnitten 3
3 Analogie zwischen Biogetorsionsproblem und Druckstab mit elastischer Bettung 6
3.1 Allgemeines 6
3.2 Lösungen für Sonderfälle, konstante Normalkraft bzw. konstantes Biegemoment 8
3.2.1 Allgemeines 8
3.2.2 Ideale Verzweigungslasten 9
3.2.2 Ideales Biegedrillknickmoment nach Eurocode 4-1, Anhang B 11
4 Stäbe mit veränderlichem Normalkraft- bzw. Momentenverlauf 12
5 Näherungslösungen zur Ermittlung des Knicklängenbeiwertes 20
6 Vergleich der Näherungslösungen mit exakten Werten und Eurocode 4-1 23
7 Berechnungsbeispiele 25
8 Zusammenfassung 28
9 Literatur 28

Publikationslisten zum Thema:
Statik, Biegedrillknicken, Verbundträger, Biegetorsion, Verbundquerschnitt, Bettung, Moment, Knicklänge, Berechnung, Nachweisverfahren, Näherungsverfahren, Bemessung, Verbundtragwerk, Beispiel, Berechnungsbeispiel, Eurocode 4,

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Der dritte Band der Reihe "Statik im Bauwesen" behandelt die Grundlagen für die Ermittlung der Stütz- und Schnittgrößen einfacher statisch unbestimmter ebener Systeme. Neben Erkenntnissen über die Beanspruchungen und den Kräfteverlauf im Inneren der Bauteile sowie über Formänderungen werden auch elementare Fertigkeiten im Berechnen vermittelt. Aus dem Inhalt: Einführung // Ein- und zweiseitig eingespannte Träger // Durchlaufträger // Elastische Formänderungen // Statisch unbestimmte Rahmen // Statisch unbestimmte Fachwerke // Formänderung bei statisch unbestimmten Stabwerken // Einflusslinien.

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Forschungsberichte

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Die Verankerung und Vernadelung von Mauerwerk mit Stabstahl wird heute bei der Sanierung historischer Bauwerke häufig angewendet. Der Nachteil dabei ist, dass ein Korrosionsschutz bei schwarzem Stahl bzw. Edelstahl zum Einsatz kommen müssen. Verpressmörtel auf Zementbasis führen bei sulfathaltigem Mauerwerk zu Verträglichkeitsproblemen. Der Einsatz von Edelstahl ist mit hohen Kosten verbunden. Faserverstärkte Kunststoffe stellen hier eine Alternative dar. Mit dem Forschungsvorhaben sollten wesentliche Grundlagen für den Einsatz von Faserverbundbewehrung zur Verankerung und Vernadelung von historischem Mauerwerk erforscht und für die Praxis die entsprechenden Daten und Bemessungsalgorithmen bereitgestellt werden. Die Untersuchung wurde bei den wesentlichen Materialien, dem Faserverbundwerkstoff, dem Mauerwerk und dem Injektionsgut begonnen. Aus den Erkenntnissen zum Verhalten von unterschiedlichem historischem Mauerwerk ist das Anforderungsprofil an das Anker- und Nadelmaterial auf der Basis einer umfangreichen Werkstoffanalyse festgelegt worden. Im Anschluss an die theoretischen Untersuchungen sind experimentelle Untersuchungen angeschlossen worden. Die technologische Erprobung erfolgte an zwei konkreten Objekten in der Praxis, dem Schloss Steinort in Polen und der Sicherung des westlichen Iwans in der Weltkulturerbestätte Tahkt-e Soleyman im Iran.

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Erarbeitung eines Leitfadens zur Befestigung von energieeffizienten Fenstern in hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk
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Um die Anforderungen an den gestiegenen Wärmeschutz von Wänden zu erfüllen, wurde die Wärmeleitfähigkeit von Ziegelmauerwerk in den letzten Jahren deutlich reduziert. Mit der entsprechenden Verbesserung der wärmetechnischen Eigenschaften ging jedoch gleichzeitig eine Reduzierung der mechanischen Festigkeiten einher. Zur Reduzierung des Wärmdurchgangskoeffizienten U von Fenstern und anderen transparenten Bauelementen wird der Einsatz von 3-fach Glas in Zukunft Standard werden. Der Trend des Transparenten Bauens führt zu Bauelementen und somit auch zu größeren Glasflächen. Die Anforderungen an den Komfort (z. B. Schallschutz) sowie an die Sicherheit (z. B. Einbruchhemmung) werden auch in Zukunft steigen. Hierdurch wird vermehrt Isolierglas mit Verbundscheiben eingesetzt werden. Durch diese Entwicklungen ergeben sich heute und auch in Zukunft deutlich höhere Gewichte von transparenten Bauelementen. Ziel des Forschungsvorhabens war die Erarbeitung von praxisnahen Handlungsempfehlungen zur Fensterbefestigung in hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk. Im Rahmen des Projektes sollten gesamtheitliche praxistaugliche Lösungen erarbeitet werden. Zur Erreichung der Ziele waren umfangreiche experimentelle Untersuchungen vorgesehen. Im Rahmen der Untersuchungen sollten die Belastungsgrenzen für Befestigungslösungen in hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk herausgearbeitet werden sowie baupraktische Lösungsvorschläge erarbeitet werden, die auch spezielle Einbausituationen (z. B. untere Befestigung bei Hochlochziegeln) berücksichtigen. Die Erkenntnisse sollten sowohl durch Untersuchungen an Kleinproben, als auch durch komplette Bauteilversuche erarbeitet werden.

C.-A. Graubner, Tilo Proske, Jochen Zeier
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Fraunhofer IRB Verlag

Gegenwärtig werden Wände im Übergangsbereich von unbeheizten zu beheizten Räumen nicht oder nur in Teilbereichen gedämmt. Dadurch entstehen erhebliche Wärmebrücken. Durch einen innovativen Wand-Decken-Anschluss könnte eine Verbesserung der wärmedämmenden Eigenschaften des Gebäudes erreicht werden. Derzeit gibt es für Wand-Decken-Anschlüsse im Stahlbetonbau kein geeignetes integrales System mit Dämmwirkung und lastabtragender Funktion. Daher sollten im Forschungsvorhaben die wissenschaftlichen Grundlagen für Anschlüsse zur thermischen Entkoppelung zwischen Stahlbetonwänden und Decken erarbeitet werden. Hinsichtlich der Methodik gliedert sich das Vorhaben in drei Teilbereiche: den theoretischen Teil, den experimentellen Teil sowie den analytischen Teil. Grundlage zur Anwendbarkeit des Wandanschlusses bildet die Erfüllung der bauphysikalischen Einflüsse. Wesentlich ist hierbei die Vorgabe aus dem Brandschutz, dass kraftübertragende Bereiche nur aus nichtbrennbaren Materialien bestehen dürfen. Mithilfe einer numerischen Berechnung zur Bestimmung des Wärmeflusses am Wand-Decken-Knoten konnte die einzuhaltende Wärmeleitfähigkeit für den Wandanschluss bestimmt werden.

Jörg Lange, Alexander Engel
Tragfähigkeit von direkt befestigten Sandwichelementen unter zyklischer Beanspruchung. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3365
2019, 214 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Ziel des Forschungsvorhabens war es, die Abminderung der Tragfähigkeit von direkten Befestigungen unter zyklischer Beanspruchung anhand eines umfangreichen Versuchsprogramms zu bestimmen und ggf. gegenüber der bisherigen Zulassungspraxis zu verbessern. Zu diesem Zweck wurden Durchknöpfversuche gemäß prEN 14509-2 an kleinformatigen Sandwichelementen verschiedener Hersteller, Kernmaterialien, Elementhöhen und Deckblechdicken sowie Schrauben verschiedener Hersteller am Mittel- und Endauflager durchgeführt und ausgewertet. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse des Forschungsvorhabens, dass die zyklische Tragfähigkeit direkt befestigter Sandwichelemente von einer Vielzahl an Faktoren abhängt, die nicht ausreichend durch Versuche an Bügelproben abgebildet werden können. Die ermittelten zyklischen Abminderungsfaktoren unterscheiden sich hinsichtlich des verwendeten Kernmaterials und der Lage im Bauteil. Die Angabe eines pauschalen Abminderungsfaktors ist aufgrund der vielzähligen Einflüsse nicht zweckmäßig und unwirtschaftlich. Eine Differenzierung des Faktors wird empfohlen.

Erarbeitung von materialspezifischen Widerstandskennwerten für die Verbundfugenbemessung von Stahlfaserspritzbetonergänzungen im Hinblick auf das nationale Anwendungsdokument zu DIN EN 14487 und DIN EN 14488. Abschlussbericht

Oliver Fischer, Roland Niedermeier, Sebastian Schmidt
Erarbeitung von materialspezifischen Widerstandskennwerten für die Verbundfugenbemessung von Stahlfaserspritzbetonergänzungen im Hinblick auf das nationale Anwendungsdokument zu DIN EN 14487 und DIN EN 14488. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3364
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Fraunhofer IRB Verlag

Im Rahmen der Forschungsarbeit wird die Tragfähigkeit der Verbundfuge von unbewehrten Stahlfaserspritzbetonergänzungen experimentell sowie numerisch untersucht. Die Bewertung der Schubfestigkeit der unbewehrten Verbundfuge erfolgt durch kleinformatige Probekörper ohne Fugennormalspannung und mit Fugennormalspannung. Dabei wird der Einfluss der Oberflächenvorbehandlung, des Betonuntergrundes und des Fasergehaltes bei verschiedenen Rautiefen unter Verwendung von verschiedenen, praxisüblichen Spritzbetonmischungen untersucht. Des Weiteren werden die zwangsspannungsinduzierenden Schwindverformungen für unterschiedliche Spritzbetonmischungen ermittelt. Die statistische Auswertung der durchgeführten Kleinkörperversuche ohne Fugennormalspannung zeigt, dass bei der verwendeten Fasergeometrie mit den Bemessungsansätzen der Adhäsionstragfähigkeit nach (DIN EN 1992-1-1:2011-01) in Verbindung mit (DIN EN 1992-1-1/NA:2013-04) für Bauteile, die nachträglich mit Spritzbeton bzw. unbewehrten Stahlfaserspritzbeton ergänzt werden, unter sorgfältiger Nachbehandlung ein ausreichendes Sicherheitsniveau für Fugen der Rauheitskategorie rau, verzahnt und spritzrau erreicht wird.

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Zeitschriftenartikel

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Claus, Timo; Seim, Werner
Zapfenverbindungen im Holzbau - bruchmechanische Analyse und Vorschlag eines Berechnungsmodells
Bautechnik, 2020

Li, Zheng; Loebjinski, Maria; Pasternak, Hartmut
Statistischer Maßstabseffekt und seine Bedeutung für die Zuverlässigkeit im Stahlbau. Teil 2 - Zuverlässigkeitsanalyse
Bautechnik, 2020

Li, Zheng; Pasternak, Hartmut
Statistischer Maßstabseffekt und seine Bedeutung für die Zuverlässigkeit im Stahlbau. Teil 1 - Modell und Versuch
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Ratsch, Nils; Böhm, Stefan; Myslicki, Sebastian; Voß, Morten
Einkleben von Gewindestangen in Laubholz bei niedrigen Temperaturen
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Seidel, Marc; Wegener, Filip; Van Dijk, Ingmar
Influence of flange dimensions and geometrical imperfections on stress concentrations at welded flange necks
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