Vordimensionierung von vorgespannten Flachdecken

Abstract

Flachdecken als Deckenkonstruktion für den Hochbau haben sich etabliert und finden eine weitverbreitete Anwendung. Obwohl deren Entwicklung [1] auf das Jahr 1910 zurückgeht, hat diese Verbreitung erst mit den Jahren ab 1970 begonnen. Dazu beigetragen haben auch die ab dieser Zeit entwickelten und mittlerweile standardisierten Bewehrungselemente zur Sicherstellung des Querkraftwiderstands entlang des Stützenkopfs. Die Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit für die üblichen Spannweiten des Hochbaus bis ca. 7,50 m lassen sich mit einer schlaff bewehrten Flachdecke noch erfüllen. Größere Spannweiten für eine Flachdeckenkonstruktion sind konsequenterweise mit höheren Deckenquerschnitten und in der Folge mit mehr Eigengewicht verbunden. Eine ausgeglichene Bilanz zwischen höherer Deckensteifigkeit und größeren Einwirkungen kann in diesem Fall nicht mehr erreicht werden. Dazu müssen weitergehende Maßnahmen zum Einsatz kommen. Zweifelsfrei zählt dazu eine Gewichtsreduktion durch Verdrängungskörper ebenso wie eine Vorspannung. Der große Vorteil der Vorspannung besteht darin, mit den infolge der Kabelgeometrie erzeugten Umlenkkräften die Einwirkungen unmittelbar aufzunehmen und direkt über der Stütze abzugeben, ohne dass dieser Anteil über den Querschnittswiderstand von dem Feldbereich zur Stütze transportiert werden muss. Folglich können die Abmessungen der Querschnitte geringer ausfallen. Dies ist mit der Reduktion der Beanspruchungen verbunden. Die Aufgaben des Ingenieurs [2] bei der Planung und Umsetzung von Ingenieurbauwerken bestehen zwingend in der genannten Reihenfolge aus: Im Oktober 1995 habe ich Herrn Professor Schnell in Darmstadt anlässlich des 14. Massivbau-Seminars "Optimierung von Decken im Hochbau" kennengelernt. Seit diesem Zeitpunkt diskutieren wir über die Anwendung der Vorspannung im Hochbau. Als er mich 2007 anfragte, einen Lehrauftrag für vorgespannte Bauwerke des Hochbaus an der TU Kaiserslautern zu übernehmen, habe ich sehr gerne zugesagt. Seitdem verbindet uns eine intensive und anregende Zusammenarbeit, die mir viele neue Erkenntnisse gebracht hat. So war es für mich nur konsequent, ihm zu Ehren über meine Erfahrungen mit der Vorspannung im Hochbau zu berichten. Flachdecken zählen zu den Standarddecken des Hochbaus. Insbesondere bei großen Spannweiten wirkt sich das hohe Eigengewicht aufgrund des über die gesamte Fläche angeordneten Querschnitts mit konstanter Höhe nachteilig aus. Mit der Vorspannung steht ein Hilfsmittel zur Beeinflussung der Konstruktion zur Verfügung und ermöglicht dünne Deckenquerschnitte bei großen Werten für die Schlankheit. Während es mittlerweile eine Vielzahl von benutzerfreundlichen Programmen für die Berechnung von vorgespannten Flachdecken gibt, fehlen für den Entwurf die entsprechenden Hilfsmittel. Nachfolgend wird ein Konzept vorgestellt, welches es unter Berücksichtigung von konstruktiven Randbedingungen erlaubt, die erforderliche Anzahl von Spannkabeln für eine vorgespannte Flachdecke zu ermitteln. Zugleich wird auf die verschiedenen Einflüsse und deren Wirkung...

Durchstanzen in unregelmäßigen Flachdeckensystemen – Anwendungs‐ und Modellierungshinweise

“…In Anbetracht steigender Anforderungen an eine flexible Nutzung von Stahlbetonbauwerken werden häufig Flachdeckensysteme im Geschossbau eingesetzt [1][2][3]. Über den konzentrierten Punktstützungen treten in der Deckenplatte Biegespannungen und Schubspannungen auf, die in den Durchstanznachweisen zu berücksichtigen sind (Erläuterung der Nachweise z.…”