Stahlbetonhochbaudecken sind im Regelfall einer kombinierten Beanspruchung aus Last und Zwang unterworfen. Die hierbei für die Bemessung erforderliche Größe der Zwangkraft kann angesichts ihrer direkten Verknüpfung mit der Steifigkeit nur mithilfe von physikalisch nichtlinearen Berechnungen mit befriedigender Genauigkeit abgeschätzt werden. Für Tragwerksplaner wäre ein solches Vorgehen jedoch mit einem unverhältnismäßig hohen Aufwand verbunden. In der Praxis ist es daher üblich, an jeder Stelle eines Bauteils den größeren derjenigen Bewehrungsquerschnitte einzulegen, die sich aus Last oder aus Zwang ergeben. Die zur Aufnahme des Zwangs erforderliche Bewehrung wird hierbei basierend auf der Erstrisskraft des jeweiligen Querschnitts gewählt. Dieses Vorgehen ist aber in vielen Fällen unwirtschaftlich und kann auch auf der unsicheren Seite liegen. Im Rahmen des Forschungsprojekts „Ressourcenschonende Reduktion von Bewehrungsstahl in Hochbaudecken“ wurde ein Näherungsverfahren erarbeitet, welches eine wirklichkeitsnahe Abschätzung der Zwanglängskraft infolge einer behinderten Schwindverformung erlaubt. Im vorliegenden Beitrag wird das Näherungsverfahren vorgestellt sowie dessen Anwendung anhand von zwei Beispielen erläutert.
Massive Flachdecken erweisen sich in Hoch-und Industriebau häufig als insgesamt überlegenes Deckensystem. Die hohe Eigenlast dieser Decken kann ihren Anwendungsbereich jedoch einschränken. Eine sinnvolle Abhilfe schafft dann die Integration von Hohlkörpern in der neutralen Zone, weil hierdurch eine spür-bare Gewichtsreduktion eintritt. Neben der Eigenlast wird auch der Verbrauch der unter ökologischen Gesichtspunkten wesentlichen Ressourcen Betonstahl und Zement deutlich verringert. Die Hohlräume beeinflussen vor allem die Querkrafttragfähigkeit solcher Decken. Vier Versuchsserien, die mit kugelförmigen Hohlkörperdecken des Systems "cobiax" durchgeführt wurden, werden in diesem Beitrag beschrieben. Aus den Versuchen wird ein Abminderungsfaktor zur Beschreibung des Querkrafttragverhaltens abgeleitet, der auch in die kürzlich erteilte allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des Deckensystems eingegangen ist. Die Nachrechnung der Versuche mit der Finite-Elemente-Methode zeigt eine gute Übereinstimmung von Numerik und Experiment, so dass in der Weiterentwicklung Parameterstudien auf dieser Grundlage zur Ergänzung von Versuchen hilfreich sein werden. Experimental and Numerical Investigation of the Bearing Behaviour of Hollow Core SlabsMassive flat slabs have proven to be the most appropriate ceiling system for structural and industrial engineering. However the high dead load of these slabs might reduce their field of application. This problem can be solved by void formers that are placed in the neutral zone. These block-outs cause a noticeable reduction of weight. Furthermore, the masses of ecologically important resources like reinforcement steel and cement can be reduced as well.The shear bearing capacity is significantly influenced by these block-outs. This article describes four test series with spherical void former floors of the system "cobiax". A reduction factor for the shear bearing capacity is derived from these tests. That factor was also introduced in the technical approval for this slab system which has been issued recently. A comparison to a calculation with the finite element method shows that the numerical results and the results of the tests are quite similar. In future research, parameter studies based on the finite element method might be helpful additional to further tests.
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Zur Realisierung von leichten, zweiachsig gespannten Decken werden Hohlkörpersysteme vermehrt eingesetzt, was zu einer wirtschaftlichen und ressourcenschonenden Bauweise führt. Bei der Bemessung und Konstruktion muss das besondere Tragverhalten dieser Systeme berücksichtigt werden. Es werden experimentelle Untersuchungen notwendig, um ein abgesichertes Bemessungsmodell aufstellen zu können. Mittels numerischer Untersuchungen können die Versuche nachgerechnet und Parameterstudien durchgeführt werden. Vereinfachungen und Bemessungshilfen ermöglichen den Tragwerksplanern eine einfache Bemessung und Konstruktion analog der massiven Flachdecke. Bei Berücksichtigung der Bemessungs‐ und Konstruktionsregeln können zweiachsig gespannte Stahlbetondecken mit abgeflachten rotationssymmetrischen Hohlkörpern auf dem bauaufsichtlich geforderten Sicherheitsniveau hergestellt werden. Design and construction of two‐way spanning reinforced concrete slabs with flattened rotationally symmetrical void formers For the realization of lightweight, two‐way spanning concrete slabs, hollow body systems are increasingly used, resulting in economic and resource‐efficient constructions. In the design and construction, the special structural behavior of these systems must be considered. In order to establish a safe design model, experimental investigations are required. By numerical investigations, the tests can be modeled and parametric studies can be carried out. Simplifications and design tools allow a simple design and construction similar to the conventional reinforced concrete slabs. By considering the design and detailing rules of two‐way spanning concrete slabs with flattened rotationally symmetrical void formers, the safety level required by the building authority is met.
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