Multifunktionale Verbunddecke mit integrierter Gebäudetechnik

Hegger, Josef; Claßen, Martin; Gallwoszus, Joerg; Schaumann, Peter; Weisheim, Waldemar; Sothmann, Jörg; Feldmann, Markus; Pyschny, Dominik; Bohne, Dirk; Hargus, Steen

doi:10.1002/stab.201410170

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“…Diese können zum Beispiel als tragende Verbundfußböden von integrativen Verbunddeckensystemen (Bild 1a) [5], als Verbunddachkonstruktion (Bild 1b), als dünnwandiges Stahl-Beton-Sandwich-(Bild 1c) [6] oder als Fassadenelement (Bild 1d) zum Einsatz kommen. Zur Umsetzung dieser Verbundquerschnitte sind jedoch kleinskalige Verbundmittel erforderlich, da Kopfbolzendübel [7] oder Verbunddü-belleisten [8] …”

Section: Investigations In the Static Shear Capacity Of Small-scaled unclassified

Untersuchungen zur statischen Schubtragfähigkeit kleinskaliger Pin‐Verbundmittel

et al. 2016

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Die Entwicklung von hochfesten Stählen sowie hoch‐ (HSC) und ultrahochfesten Betonen (UHPC) und ihr günstiges Verhältnis von Festigkeit zu Eigengewicht ermöglicht eine deutliche Reduzierung der Querschnittsabmessungen gegenüber normalfesten Werkstoffen. Hierdurch können im Stahl‐Beton‐Verbundbau schlanke, weitspannende und hochtragfähige Verbundkonstruktionen realisiert werden. Für einige Anwendungsgebiete im Verbundbau können sich hierdurch die theoretisch erforderlichen Bauteildicken der Betondeckschichten auf wenige Zentimeter reduzieren. In solch schlanken Verbundkonstruktionen mit dünnen Betongurten ist der Einsatz von zum Beispiel Kopfbolzendübeln oder Verbunddübelleisten als Verbundmittel zur Übertragung der Schubkräfte nicht mehr möglich. Zur Verbindung der Teilquerschnitte aus Beton und Stahl und zur Sicherstellung der Verbundtragwirkung sind neue, kleinskalige Verbundmittel erforderlich. Durch die Weiterentwicklung des Metall‐Schutzgasschweißverfahrens auf Basis des Kurzlichtbogenprozesses ist das so genannte Pin‐Schweißen möglich. Die Pins mit einer Höhe von wenigen Millimetern werden während des Schweißprozesses aus dem Schweißdraht geformt. Die so entstehenden Pin‐Strukturen können als Verbundmittel zwischen Stahl und Beton eingesetzt werden. In diesem Artikel werden die Untersuchungen zur Anwendbarkeit der Pin‐Strukturen im Verbundbau anhand von Versuchen zum Trag‐ und Verformungsverhalten unter statischer Schubbelastung vorgestellt. Investigations in the static shear capacity of small‐scaled pin shear connectors. The development of high‐strength steel as well as high‐strength (HSC) and ultra‐height strength (UHPC) concrete with a favorable ratio of strength to weight enables an essential reduction of the cross‐sectional dimensions compared to normal strength materials. Hereby, slender and wide spanning steel‐concrete composite construction with high load capacity can be realized. In some application area, the theoretical required concrete depth can be reduced to a few centimeter. In such composite constructions with thin concrete slabs, the use of e.g. headed studs or composite dowels as shear connector is not possible. To connect the partial sections of concrete and steel as well as to realize the composite load effect new small‐scaled shear connectors are required. Through the further development of gas‐shielded metal‐arc welding based on the short arc effect the pin welding is possible. The pins with a height of only few millimeters can be molded directly from the welding wire. The pin structures can be used as shear connectors in steel‐concrete composite constructions. This article presents the investigations in the applicability of the pin structures by means of static shear tests for the load and slip capacity.

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Section: Investigations In the Static Shear Capacity Of Small-scaled unclassified

Untersuchungen zur statischen Schubtragfähigkeit kleinskaliger Pin‐Verbundmittel

et al. 2016

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“…However, due to their ease of manufacture, excellent loadbearing and deformation properties and suitability for slender concrete slabs, these dowels are being applied more than ever in building construction as well, e.g. in integrated composite floor systems [3], [4]. The design of conventional shear connectors is addressed in EN 1994-1-1 [5], where approaches for determining the shear capacity of headed studs are given.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Shear behaviour of composite dowels in transversely cracked concrete

Claßen

Herbrand

2015

Structural Concrete

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In steel-concrete composite girders, innovative composite dowels can be used to transfer the shear forces between the concrete slab and the steel section. Today, composite IntroductionComposite dowels are efficient, innovative shear connectors consisting of interlocking steel and concrete dowels for use in filigree composite beams (Fig. 1). The steel dowels are produced by oxygen cutting in which the cutting torch burns regular recesses into a steel plate or the web of a steel section in a continuous pass. In the composite connection, the steel dowels embedded vertically and the interstitial concrete dowels ensure an interlocking structural connection. The use of composite dowels yields very economical solutions, especially in composite sections with single-flange steel beams, since the relatively ineffective cross-sectional area of the structural steel near the plastic neutral axis is reduced [1]. Today, composite dowels are predominately used in engineering structures such as prefabricated composite bridges [2]. However, due to their ease of manufacture, excellent loadbearing and deformation properties and suitability for slender concrete slabs, these dowels are being applied more than ever in building construction as well, e.g. in integrated composite floor sys-The design of conventional shear connectors is addressed in EN 1994-1-1 [5], where approaches for determining the shear capacity of headed studs are given. EN 1994-1-1 allows for the use of alternative shear connectors other than headed studs if distinctive qualities in terms of shear and deformation behaviour are met. In conjunction with EN 1994-1-1, the design of composite dowels with puzzle-or clothoid-shaped geometry under predominantly static and cyclic loading can be carried out according to a general technical approval [6], which was certified by the DIBt in May 2013.If the concrete slab of a composite beam is exposed to tensile stresses in the longitudinal direction, transverse cracking occurs; for example, cracking can arise in the region of the interior supports of a continuous composite beam. In EN 1994-1-1, as well as in the general technical approval [6], the impact of transverse cracking on the static shear capacity of the shear connectors (headed studs as well as composite dowels) is neglected. Indeed, the effect of transverse cracks and longitudinal tension in the concrete slab on the structural behaviour of composite dowels has not yet been systematically studied. In the few known shear tests under longitudinal tension in concrete slabs [7], [8], no significant deterioration of the dowel's loadbearing capacity due to transverse cracking has been observed. In [7] it is assumed that a local pressure field in the concrete dowel resulting from the transferred dowel force leads to closure of the transverse cracks. According to [7], this crack closure yields a reduced stiffness in the shear connector, but without a significant decrease in shear capacity. However, the small database of usable experiments does not allow for a definitive asse...

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“…Multifunktionale Deckensysteme bieten Lösungen, die gleichzeitig die Anforderungen der Tragfähigkeit und die Aspekte der Nachhaltigkeit und flexiblen Nutzung erfüllen. Basierend auf den Aspekten der Nachhaltigkeit und flexiblen Nutzungsgestaltung über die Lebensdauer von Gebäuden wurde im Forschungsprojekt P879 [1,2]…”

Section: Introductionunclassified

Zum Schubtragverhalten von Verbunddübelleisten bei erhöhten Temperaturen

et al. 2019

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Prof. Dr.‐Ing. Mario Fontana zur Vollendung des 65. Lebensjahres gewidmet. Verbunddübelleisten werden häufig bei Verbundträgern zur Übertragung der Schubkräfte verwendet. Die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten bei Raumtemperatur wurde bereits umfangreich untersucht. Der Einfluss erhöhter Temperaturen, wie sie im Brandfall auftreten, auf die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten wurde bisher noch nicht quantifiziert. Zur Bewertung des Temperatureinflusses auf die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten wurden in einem nationalen AiF‐Forschungsprojekt Push‐out‐Versuche durchgeführt. In diesem Beitrag werden die experimentellen Untersuchungen zur Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten in Klothoidenform bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen dargestellt. Ziel der experimentellen Untersuchungen ist es, den Temperatureinfluss auf die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten zu bewerten. Mithilfe der experimentellen Untersuchungen und der Analyse der lokalen Tragmechanismen kann die Dübelkennlinie der Verbunddübelleisten analysiert werden.

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Multifunktionale Verbunddecke mit integrierter Gebäudetechnik

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Untersuchungen zur statischen Schubtragfähigkeit kleinskaliger Pin‐Verbundmittel

Untersuchungen zur statischen Schubtragfähigkeit kleinskaliger Pin‐Verbundmittel

Shear behaviour of composite dowels in transversely cracked concrete

Zum Schubtragverhalten von Verbunddübelleisten bei erhöhten Temperaturen

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