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Zum Tragverhalten von durchlaufenden stahlfaserbewehrten Stahlverbunddecken

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[Quelle: http://kluedo.ub.uni-kl.de]

In der Arbeit wird das Tragverhalten von durchlaufenden stahlfaserbewehrten Stahlverbunddecken analysiert. Auf der Basis von experimentellen und rechnerischen Untersuchungen werden zwei Bemessungsmodelle entwickelt. Anhand der experimentellen Untersuchungen an einfeldrigen und durchlaufenden stahlfaserbewehrten Verbunddecken werden Aufschlüsse über das Trag- und Verformungsverhalten der Decken gewonnen. Dabei werden sowohl offene trapezförmige als auch hinterschnittene Profilbleche verwendet. Auf eine konventionelle Betonstahlbewehrung wird gänzlich verzichtet. Das Stützmoment wird vom Stahlfaserbeton alleine aufgenommen. In vier Versuchsserien mit insgesamt 18 Versuchen werden einzelne Parameter wie z.B. unterschiedliche Deckenstärken, unterschiedliche Profilblechgeometrien sowie unterschiedliche Stahlfaserbetonmischungen untersucht. Für die Berechnung und Bemessung werden die im Verbundbau üblichen Nachweisverfahren aufgegriffen und modifiziert. Die Traganteile des Stahlfaserbetons werden über den Ansatz von Spannungsblöcken implementiert. Bei der Nachrechnung der einzelnen Versuche zeigt sich die Eignung der Verfahren. Für die einzelnen Nachweise werden in Parameterstudien Bemessungsdiagramme und -tabellen erstellt, die dem anwendenden Ingenieur ein einfaches und sicheres Bemessen ermöglichen. Anhand der experimentellen Ergebnisse und der rechnerischen Untersuchungen werden zwei mögliche Bemessungsmodelle entwickelt, mit denen die Tragfähigkeit von stahlfaserbewehrten durchlaufenden Verbunddecken nachgewiesen werden kann. Dabei kann der Nachweis entweder nach den Verfahren Elastisch- Plastisch oder Plastisch-Plastisch erfolgen.

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Bücher, Broschüren

Anton Pech, Andreas Kolbitsch, Franz Zach
Decken
Baukonstruktionen, Band 5
2., erw. Aufl.
2020, 180 S., 112 b/w and 87 col. ill., 48 b/w tbl. 242 mm, Hardcover
Birkhäuser Berlin

 

 

Decken sind ein wesentliches Element im Hochbau-Tragwerksentwurf. In dieser aktualisierten Einführung leiten die Autoren aus traditionellen Gewölben und Balkendecken eine Typologie aktueller Decken ab, der die detaillierte Behandlung der häufig verwendeten Konstruktionsarten von Decken und Fußbodenkonstruktionen folgt. Aufbauten wie Massiv-, Holz- und Verbunddecken werden ebenso behandelt wie die bauphysikalischen Eigenschaften, die sich in einem Querschnitt von Standardaufbauten aller Typologien illustrieren lassen. Balkone und Loggien nehmen aufgrund ihrer konstruktiven und bauphysikalischen Sonderstellung ein eigenes Kapitel ein; Bemessungsansätze und Dimensionierungshilfen für Abschätzungen ergänzen die Konstruktionsformen. In der zweiten korrigierten Auflage wurden sämtliche Normenbezüge berücksichtigt.

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Walter Borgogno
Tragverhalten von Slim Floor Decken mit Betonhohlplatten bei Raumtemperatur und Brandeinwirkungen
Institut für Baustatik und Konstruktion, Band 233
1998, o. Ang. v. S., 110 SW-Abb. 297 mm, Softcover
Springer

 

 

Die ursprünglich aus Skandinavien stammenden Slim-Floor-Verbundecken erlauben eine kurze Bauzeit und eine weitgehend trockene Bauweise. Slim-Floor-Decken bestehen aus asymmetrischen Stahlträgern mit einem breiten Unterflansch und darauf aufgelegten Betonhohlplatten. Es herrscht ein Verbund zwischen Unterflansch des Stahlträgers und Hohlplatte, die Unterflansche bleiben sichtbar. Im Fall eines Brandes oder einer Temperaturerhöhung ist vor allem die Festigkeitsreduktion des Stahlunterflansches und die Temperaturbeanspruchung in den Hohlplatten in Form von Eigenspannungen von Bedeutung. Ziel der Arbeit ist es, aufbauend auf umfangreichen Versuchsdurchführungen zum Tragverhalten unterschiedlicher Slim-Floor-Deckenkonstruktionen unter Temperaturerhöhung und im Brandfall, Tragmodelle zu entwickeln, die eine verbesserte Tragfähigkeit der Betonhohlplatten und Stahlunterflansche im Auflagerbereich ermöglichen.

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Gertraud Hofmeister
Bauschäden an Holzbalkendecken in Feuchtraumbereichen
Bauforschung für die Praxis, Band 9
Bauschäden an der Altbausubstanz in den neuen Bundesländern infolge unterlassener oder mangelhafter Instandhaltung und Instandsetzung
1995, 210 S., zahlr. Abb., Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ausgehend von der dringenden Notwendigkeit der Erhaltung und Weiternutzung des hohen Bestandes an Holzbalkendecken und Holzdielenfußböden in der Mehrzahl der Wohnungen der Gründerzeitsubstanz in den neuen Bundesländern wurde mit der Bearbeitung des Forschungsthemas versucht, die bauphysikalischen Besonderheiten der Holzbalkendecken, insbesondere in den Feuchtraumbereichen aufzuzeigen, um Schäden vermeiden zu können. Aus diesem Grund wurden die Prämissen auf folgende Aufgabenschwerpunkte gelegt: - Erfassung der Schäden an Feuchtraumfußböden und -decken, deren Entstehungsursachen, Einflußfaktoren und Schadenshäufigkeiten; - Möglichkeiten der Vermeidung von Schäden durch Kenntnis der Gefahrenquellen, Schwachpunkte der Projektierung und Ausführung. Die Erkenntnisse basieren dabei sowohl auf Vor-Ort-Untersuchungen in bewohnten und unbewohnten Wohnungen und den daraus abgeleiteten Schadenshäufigkeiten als auch auf bauphysikalischen Laboruntersuchungen unter definierten Randbedingungen und ausgesuchten Materialvarianten. Die Forschungsarbeit befähigt den potentiellen Anwender, aus der Kenntnis der Notwendigkeit der gezielten Bauschadensdiagnostik vor Beginn jeder Sanierung und dem Wissen um die bauphysikalischen Zusammenhänge zwischen Entstehung von Schäden an Feuchtraumfußböden auf Holzbalkendecken und der Schadensvermeidung über die Empfehlung günstiger Fußbodenlösungen eine fachgerechte Sanierung vornehmen zu können.

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Rudolf Huber, Renate Rieth
Glossarium Artis. Bd.6. Gewölbe, Voutes, Vaults
Glossarium Artis, Band 6
Systematisches Fachwörterbuch / Dictionnaire spécialisé et systématique / Spezialized and systematic dictionary
3., Aufl.
1988, 312 S., 338 b/w ill. 280 mm, Hardcover
De Gruyter Saur

 

 

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Franz-Xaver Müller, Aurelio Muttoni, Bruno Thürlimann
Durchstanzversuche an Flachdecken mit Aussparungen
Institut für Baustatik. Versuchsberichte
1985, viii, 118 S., VIII, 118 S. 79 Abb. 297 mm, Softcover
Springer

 

 

In Flachdecken sind oft direkt neben den Stuetzen Aussparungen erfoderlich, da Installationen meistens in vertikaler Richtung den Stuetzen entlang gefuehrt werden. Dadurch wird der Schubwiderstand der Verbindung Stuetze - Platte geschwaecht. Zur Verstaerkung dieses Bereichs kann nebst anderen Massnahmen, wie z.B.Verwendung von Stahlelementen, auch eine vertikale Schubbewehrung in Form von Buegeln angeordnet werden. Zum besseren Verstaendnis des Schubtragverhaltens von Flachdecken mit Aussparungen wurden sechs Versuche durchgefuehrt. Die Versuchsparameter waren: Groesse der Aussparung; Schubbewehrung (Menge und Anordnung); Laengsbewehrung (schlaff und vorgespannt ohne Verbund). Die Platten wurden verformungsgesteuert bis zum vollstaendigen Versagen des Stuetzbereichs belastet. Dabei wurde die Belastung, die Durchbiegungen, mittlere Dehnungen, lokale Betonstauchungen, Zunahmen der Plattendicke, Stahldehnungen in den Buegeln, Kabelkraefte und Rissweite gemessen. (-y-); Openings through flat slabs are often required in the column area due to the utilities and wiring along the columns. Consequently, the punching shear strength of the slab - column connection is reduced. An increase in the shear strength is attainable by the use of steel elements or vertical stirrups. In order to obtain further information about the structural behaviour of flat slabs with openings in the column area, a series of tests has been executed. These were the main parameters: size of the opening; shear reinforcement (quantity and layout); flexural reinforcement (ordinary steel and unbonded prestressing steel). All slabs were loaded and observed until complete failure. In order to observe the structural behaviour, the loading, deflections, medium strains, local concrete strains, growth of slab thickness, strain of steel in stirrups, tendon forces and crack widths were measured. (-y-)

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Forschungsberichte

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Oliver Fischer, Josef Landler
Innovativer Hochleistungsfaserbeton zur deutlichen Steigerung der Durchstanztragfähigkeit von Flachdecken
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3224
2021, 148 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Bereich des Decken-Stützen-Knotens von Flachdecken sind i. d. R. hohe Biegemomente in Kombination mit beachtlichen Auflagerkräften zu übertragen. Zur Verstärkung dieses Knotenpunkts haben sich verschiedene Durchstanzbewehrungsformen auf dem Markt etabliert, die jedoch zahlreiche systembedingte Nachteile aufweisen. Ziel dieses Vorhabens war es, die Eignung moderner Hochleistungsstahlfasern als Alternative zu konventioneller Durchstanzbewehrung zu untersuchen und die Qualität der Bauausführung durch vereinfachte Bauabläufe bei Beton- und Bewehrungseinbau zu verbessern.

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Jürgen Schnell, Fadi Mikdad
Deckensystem mit Doppelverbundtechnik. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3068
2018, 54 S., 46 Abb. u. 7 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

In diesem Forschungsvorhaben wurde ein neuartiges kombiniertes Verbundsystem bestehend aus Stahlscharen und Betondübeln entwickelt. Im Mittelpunkt stehen weitgespannte Verbundbauteile mit Spiegel aus Hochleistungsbeton als Halbfertigteile, die auf der Baustelle mit Normalbeton zum Endsystem vervollständigt werden. Um das Trag- und Verformungsverhalten dieses Verbundsystems zu untersuchen, wurden Push-Out-Versuche, vergleichende FE-Berechnungen sowie verifizierende großmaßstäbliche Versuche durchgeführt. Für den angestrebten Doppelverbund wurde ein neuartiges Verbundmittel entwickelt. Die Untersuchungen zeigten, dass das Verbundmittel ein duktiles Nachbruchverhalten und eine große Tragfähigkeit im Endzustand aufweist. Die erzielten Ergebnisse können als Grundlage für ein Ingenieurmodell herangezogen werden, mit dem eine wirtschaftliche und sichere Berechnung dieses Verbundsystems möglich wird.

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Jürgen Schnell, Andrej Albert, Stephan Eilers
Stahlbetondecken mit integrierten Hohlräumen unter Zugbeanspruchung. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2993
2018, 272 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Mit zunehmender Technologisierung von Gebäuden und durch den Einsatz neuartiger Leichtbausysteme (z. B. Hohlkörperdecken) wird der Querschnitt hochbauüblicher Stahlbetondecken zunehmend geschwächt. Die integrierten Hohlräume führen zu einer Minderung der Querkrafttragfähigkeit von nicht querkraftbewehrten Stahlbetondecken. An der TU Kaiserslautern wurden in den vergangenen Jahren eingehende Untersuchungen zur Querkrafttragfähigkeit von Decken mit integrierten Leitungen durchgeführt. Es wurden hierzu Bemessungsvorschläge entwickelt, die in die allgemeine Bemessungspraxis eingegangen sind. Des Weiteren wurden von den Antragstellern umfangreiche experimentelle und numerische Untersuchungen zum Tragverhalten von Hohlkörperdecken durchgeführt. Für eine kombinierte Beanspruchung aus Querkräften und Längszugkräften liegt bisher jedoch kein abgesichertes Bemessungskonzept vor.

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Jens Piehler
Entwicklung von Bemessungshilfen für die Tragsicherheitsbewertung von Gewölbekonstruktionen im Hochbau. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3083
2018, 97 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die rechnerische Bewertung der Tragfähigkeit von Gewölbekonstruktionen ist oft mit sehr großen Unsicherheiten verbunden. In den derzeitig verfügbaren Berechnungsmethoden bleiben verschiedene Tragreserven unberücksichtigt, wodurch in vielen Fällen die Tragsicherheit nicht nachgewiesen werden kann. Ziel des Forschungsvorhabens war es, ein möglichst einfach zu handhabendes mechanisches Modell zu entwickeln, welches die Überschüttung von Gewölben auf der Widerstandsseite für den Lastabtrag berücksichtigt. Dabei wurde der Schwerpunkt auf flache Gewölbe gelegt, wie sie in den meisten Fällen des Hochbaus anzutreffen sind. Diese bisher nicht berücksichtigten Tragreserven wurden mit Hilfe von Laborversuchen und begleitenden numerischen Berechnungen qualitativ und quantitativ erfasst. In den Laborversuchen wurde zudem das Verformungsverhalten der Gewölbe fotogrammetrisch überwacht, so dass bereits geringste Rissentwicklungen beurteilt werden konnten und somit Rückschlüsse auf die Tiefe klaffender Fugen im Gewölbemauerwerk gezogen werden konnten.

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Lutz Weber, Bernd Kaltbeitzel
Verbesserung der Trittschalldämmung von Holzdecken durch optimierte Deckenauflagen
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3026
2017, 115 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Gebäude in Holzbauweise finden wegen ihrer zahlreichen Vorzüge in Deutschland zunehmend Verbreitung. Neben Einfamilienhäusern gilt dies auch für mehrgeschossige Wohnbauten, die gesetzlichen Schallschutzanforderungen unterliegen. Leider sind in solchen Bauten häufig Defizite bei der Trittschalldämmung der Decken zu verzeichnen. Bislang wird dieser Problematik vor allem durch Beschwerung der Decke begegnet. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die grundlegenden Vorzüge der Holzbauweise, wie z. B. geringes Gewicht, hoher Grad der Vorfertigung und Einsatz sortenreiner, nachwachsender Baustoffe, in erheblichem Maße beeinträchtigt werden. Ziel des Forschungsvorhabens ist es deshalb, die derzeit übliche Beschwerung zumindest teilweise durch akustisch optimierte Deckenauflagen in Leichtbauweise zu ersetzen.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Jacob-Freitag, Susanne
Ökologisch durch leicht rückbaubare Bauteile. Klebetechnologie im Holzskelettbau
Deutsches Ingenieurblatt, 2022

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Brandenburg, Karl-Heinz; Lorbeer, Gerhard
Rohrdurchführungen in Holzbalkendecken. Brandschutztechnisch wirksame Einbindung (kostenlos)
SBZ Sanitär. Heizung. Klima., 2021

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Kromoser, Benjamin; Holzhaider, Philipp
An innovative resource-efficient timber-concrete-composite ceiling system: Feasibility and environmental performance (kostenlos)
Civil engineering design, 2021

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Geetere, L. De
Wie die Schalldämmung bei abgehängten Decken gewährleisten? (kostenlos)
Kontakt, 2019

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Schaaf, Sascha
Slim-Floor-Konstruktion ohne Kompromisse. LIPO Park Fußballstadion in Schaffhausen, Schweiz
Stahlbau, 2019

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Highlights aus dem Programm 2022