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Zum Tragverhalten der neuartigen Verbundmittel "Stahlschare" für den filigranen Stahl-Beton-Verbundbau. Online Ressource

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[Quelle: http://d-nb.info]

Ein werkstoffgerechter und wirtschaftlicher Einsatz von ultrahochfestem Beton (UHPC) erfordert hybride Konstruktionen mit minimierten Querschnitten. Hierfür bieten sich Verbundträger, bestehend aus Stahlprofilen geringer Blechdicke und Betongurten von wenigen Zentimetern Plattenstärke, an, deren Einsatzgebiet im Hochbau als filigrane Fassadenplatten oder tragende Hohlwände mit integrierter Haustechnik liegen kann. Besonderes Augenmerk ist bei derartigen Verbundkonstruktionen auf die Ausbildung und die Leistungsfähigkeit der Verbundfuge zu legen. Aufgrund der reduzierten Betongurtdicke ist eine Anwendung von konventionellen Verbundmitteln nicht möglich. Daher wurde ein neuartiges Verbundmittel durch das Anordnen von rechteckförmigen Stahlzähnen an der Blechoberkante entwickelt, welche an ihrer Spitze um 90 Grad verdreht werden. Die Trag- und Verformungsfähigkeit dieser sogenannten "Stahlschare" wurde untersucht. Der Verdrehvorgang und die daraus resultierenden Dehnungen wurden mittels einer optischen Messung sowie FE-Simulation analysiert und zur weiteren Beurteilung der Längsschubtragfähigkeit herangezogen. Hierfür wurden 6 Push-out-Versuchsserien mit 38 Einzelversuchen mit verschiedenen Parametervariationen durchgeführt und ausgewertet. Zusammen mit den Ergebnissen von entsprechenden FE-Modellen und theoretischen Überlegungen wurde ein Bemessungskonzept für Längsschub entwickelt. Dieses beinhaltet die Versagensarten Längsaufreißen des Betongurts, Betonausbruch sowie Stahlversagen durch Abscheren der Schare. Die vorgeschlagenen Widerstandsmodelle wurden zudem einer statistischen Auswertung gemäß Eurocode 0 unterzogen. Abschließend wurde das Zugtragverhalten in Pull-out-Versuchen sowie das Verhalten in großmaßstäblichen Verbundträgern mit unterschiedlichen Verdübelungsgraden geprüft.

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Bücher, Broschüren

Bemessung von Befestigungen in Beton
Bauingenieur-Praxis
Einführung mit Beispielen
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Ernst & Sohn

 

 

Die Bemessung von Befestigungen mit Dübeln und Kopfbolzen in Beton wird in der Praxis häufig mit Computerprogrammen der Hersteller realisiert. Mit diesen Programmen sind die einfache Bemessung für unterschiedliche Randbedingungen, die Auswahl des optimalen Befestigungselementes und die Maximierung des Auslastungsgrades möglich. Der theoretische Hintergrund dieser Bemessungsverfahren ist komplex und basiert zum Teil auf bruchmechanischen Ansätzen. In diesem Buch werden die gebräuchlichen Bemessungsverfahren für Befestigungen in Beton (Dübel und Kopfbolzen) anschaulich erklärt und an zahlreichen Praxisbeispielen verdeutlicht, um den Anwendern von Bemessungsprogrammen und interessierten Lesern die Berechnungsgrundlagen zugänglich zu machen und die Berechnung beliebiger Anwendungsfälle zu ermöglichen.

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Catherina Thiele, Mayur Patil, Marie Reichert
Verbunddübel im Brandfall
Bauforschung , Band T 3353
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Der Marktanteil von chemischen Befestigungssystemen ist in den vergangenen Jahren deutlich gestiegen. Bei der Betrachtung der Leitlinien fällt auf, dass die Prüfung und Bewertung des Feuerwiderstands von Verbunddübeln im Brandfall nicht ausreichend geregelt ist. Insbesondere die Versagensart Verbundversagen ist nicht ausreichend erforscht. Die Bewertung erfolgt zum aktuellen Zeitpunkt über gutachterliche Stellungnahmen und orientiert sich an den Vorgaben des TR 020, der die Prüfung und Bewertung von mechanischen Befestigungssystemen im Beton für den Brandfall beschreibt. Das Ziel der Forschungsarbeit war, das Verständnis für das Trag- und Verformungsverhalten von Verbunddübeln im Brandfall zu verbessern. Auf dieser Grundlage wurden konkrete Vorschläge für die Durchführung der versuchstechnischen Bestimmung des Herausziehwiderstands von Verbunddübeln im Brandfall gemacht, sowie die Auswertung der Ergebnisse beschrieben.

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Matthias Zöller, Ralf Spilker, Geraldine Liebert, Martin Oswald
Solaranlagen auf Flachdächern im Gebäudebestand. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3000
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Holger Simon
Wärmebrückenwirkung der Dübel in WDVS bei verminderter Wärmeleitfähigkeit des Dämmstoffs
Bauforschung , Band T 3336
2016, 14 S., 8 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Zur Angabe in den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen wird auf Grundlage einer Tabelle die maximal zulässige Anzahl von Dübeln im WDVS bestimmt, die noch keine rechnerische Erhöhung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) des Bauteils zur Folge hat. Die Tabelle basiert auf Berechnungen mit einem Dämmstoff mit der Wärmeleitfähigkeit von 0,040 W/(m.K). Seit Erstellung der Tabelle hat sich die Wärmeleitfähigkeit bei zahlreichen WDV-Systemen deutlich verringert. Es ist zu vermuten, dass die vorhandene Tabelle auf solche Systeme nicht anwendbar ist, bzw. den Einfluss der Dübel unterschätzt, da die Anzahl der maximal zulässigen Dübel von der Dicke des Wärmedämmverbundsystems und seiner Leitfähigkeit abhängt. Je dicker das WDVS und je niedriger seine Wärmeleitfähigkeit sind, umso stärker wirkt sich der Einfluss der Dübel auf den U-Wert der gedämmten Außenwand aus. D. h. mit steigendem Wärmedurchlasswiderstand der Dämmung geht die Anzahl der maximal zulässigen Dübel zurück, die noch nicht zu einer Korrektur des U-Wertes führt. Um die aktuell verfügbaren WDV-Systeme abzubilden, sollte die Wärmeleitfähigkeit des Dämmstoffs in der Berechnung auf Lambda = 0,020 W/(m.K) abgesenkt bzw. um die Tabelle auch für zukünftige Dämmsysteme offen zu halten, weiter auf Lambda = 0,015 W/(m.K) reduziert werden. Vor diesem Hintergrund wurden hier Tabellen erarbeitet, mit welchen es möglich ist, die maximale Dübelanzahl rasch abzulesen. Die Tabellen sind nach unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten des WDVS gestaffelt und decken den Bereich von Lambda = 0,040 W/(m.K) bis 0,015 W/(m.K) in Schritten von 5 mW/(m.K) ab. Zusätzlich wurde das häufig anzutreffende WDVS mit einer Wärmeleitfähigkeit von Lambda = 0,032 W/(m.K) betrachtet. In den neu berechneten Tabellen wurde der Dickenbereich des WDVS erweitert und von kleiner 50 mm bis größer 250 mm abgestuft. Damit kann in der entsprechenden Tabelle mit der vorhandenen Wärmeleitfähigkeit des Dämmstoffs die maximal zulässige Dübelanzahl abgelesen werden. Im Falle von Wärmeleitfähigkeiten de

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Catherina Thiele, Michael Weber
Untersuchungen zur Korrelation von Druck- und Zugfestigkeit in alten, niederfesten Betonen als Grundlage für die Bestimmung der Tragfähigkeit von z. B. Befestigungsmitteln. Abschlussbericht
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F. Colling, H. J. Blaß, C. Prüfer
Tragfähigkeit von Stabdübelverbindungen
Bauforschung , Band T 3319
2015, 71 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
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In Fachkreisen wird seit Jahren intensiv darüber diskutiert, dass die rechnerischen Tragfähigkeiten von Verbindungen mit Stabdübeln nach DIN 1052:2008 oder DIN EN 1995-1-1:2010 (EC 5) z.T. erheblich geringer sind als nach DIN 1052:1988. Nimmt man an, dass das Berechnungsmodell des Eurocode 5 (Johansen-Theorie) korrekt ist, so würde dies bedeuten, dass bei Verbindungen, die nach "alter" DIN 1052:1988 berechnet wurden, teilweise erhebliche Sicherheitsdefizite bestehen. Daher wurde das Forschungsvorhaben vom DIBt in Auftrag gegeben, in dessen Rahmen das Tragverhalten von Stabdübelverbindungen nochmals umfassend untersucht und bewertet werden sollte. Im Rahmen dieses Vorhabens wurden insgesamt 1588 verfügbare Versuche aus 7 verschiedenen Forschungsarbeiten zusammenfassend ausgewertet. Die Auswertung der Kurzzeitversuche deutet darauf hin, dass die nach "alter" DIN 1052 berechneten zulässigen Werte um etwa 20 - 25 Prozent überschätzt wurden und entsprechend unter dem heute geforderten Sicherheitsniveau liegen. Die Auswertungen deuten weiterhin darauf hin, dass nach Eurocode 5 berechnete Tragfähigkeiten als konservativ angesehen werden können. Hier bestehen noch Reserven für höhere rechnerische Tragfähigkeiten. Anhand von Versuchen mit Stabdübeln, die im Zuge von Firmenüberwachungen entnommen wurden, konnte eine modifizierte Gleichung für das Fließmoment My abgeleitet werden, die insbesondere bei Stabdübeln mit größeren Durchmessern höhere rechnerische Tragfähigkeiten ergibt. Diese Versuche zeigten weiterhin, dass die vorhandenen Stahlfestigkeiten z.T. deutlich über den zugehörigen Nennfestigkeiten liegen. Weiterhin zeigten die Untersuchungen, dass bei Stabdübelverbindungen, bei denen sich im Versagensfall zwei Fließgelenke ausbilden, ein zusätzlicher "Schlankheitseffekt" im Sinne einer pauschalen Tragfähigkeitssteigerung angesetzt werden könnte. Die Regelungen zur "alten" DIN 1052 wurden aus Versuchen abgeleitet, bei denen diese beiden Effekte (Schlankheit und Überfestigkeiten) enthalten waren. Das bedeutet, dass in

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Zeitschriftenartikel

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Sippel, Thomas M.
Befestigungen im Bestand und Bemessung nach der neuen EN 1992-4
Konstruktiver Ingenieurbau KI, 2019

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Knab, Franz; Antretter, Franz
Befestigungen jenseits von Zulassungen. Der Weg zur Zustimmung im Einzelfall bzw. vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung
Beton- und Stahlbetonbau, 2019

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Scholl, Benedikt; Schlenk, Christian
Staubarm gebohrt heißt sicher verankert
Bauportal, 2018

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Eligehausen, Rolf; Asmus, Jörg; Sharma, Akanshu
Kopfbolzen-Befestigungen mit Rückhängebewehrung unter Zug- oder Querlasten senkrecht zum Rand. Neue Versuche erlauben ein wesentlich verbessertes Modell für die Berechnung des Tragverhaltens und die Bemessung
Der Prüfingenieur, 2018

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Scheller, Eckehard; Küenzlen, Jürgen; Becker, Rainer
Concept for determining the load-bearing capacity of a window fixing
Das Mauerwerk, 2018

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