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Ein Beitrag zur Tragfähigkeit von randnahen Verbunddübeln
Verbundkonstruktionen aus Stahl und Beton haben sich in den letzten Jahrzehnten zu einer wirtschaftlichen und konkurrenzfähigen Bauweise im Hoch- und Brückenbau entwickelt. Eine wesentliche Rolle im Verbundbau nehmen dabei die Verbundmittel ein, an die hohe Anforderungen hinsichtlich der Tragfähigkeit und der Verformbarkeit gestellt werden. Am Fachgebiet Stahlbau der TU Kaiserslautern wurden Versuche zur Trag- und Verformungsfähigkeit randnaher Betondübel in Abscher- und Ausziehversuchen durchgeführt. Der Einsatz der Betondübel in innovativen Verbundkonstruktionen ist trotz noch fehlender normativer Regelwerke von weiter steigendem Interesse. Betondübel können in neuartigen Verbundkonzepten auch in einer randnahen Lage eingesetzt werden. Dadurch lassen sich Querschnitte materialgerecht und kostengünstig in optimierter Verbundbauweise herstellen und verbauen. Eine geringere seitliche Betondeckung der Betondübel kommt neben den Plattenbalkenquerschnitten in Konstruktionen vor, in welchen die Verbundleiste liegend eingebaut wird. Solche parallel zur Betongurtebene positionierte Betondübelleisten sind z. B. in Slim-Floor- oder modernen Klimadecken in Sandwichverbundbauweise denkbar. Das Trag- und Verformungsverhalten einer Betondübelleiste, welche in Verbundkonstruktionen in Kombination mit einer schlanken Betonplatte liegend integriert wird, wurde aufgrund ihrer randnahen Lage genauer betrachtet. Die ersten Untersuchungen hierzu zeigen, dass die Verbunddübelleisten, nach dem die Spalt- und Rückhängerisse entstehen, mit Kantenbruch versagen. Wenn ausreichend Bewehrung vorhanden ist, führen die primären Spalt- und Rückhängerisse nicht zum Versagen. Der Einsatz einer Wendelbewehrung in den Verbundübelleisten steigert das Trag- und Verformungsvermögen deutlich. Es existiert zwar noch keine einheitliche normative Regelung zur Anwendung und Bemessung der Verbunddübel, häufig als Puzzleleiste bezeichnet, jedoch wurde aktuell eine Zulassung Z-26.4-56 2013 erarbeitet, welche die Anwendung der Verbunddübelleisten, kurz VDL, möglich macht. Die Anwendungsgrenzen sind dabei zu beachten. Darüber hinaus wird derzeit in mehreren Forschungsarbeiten daran gearbeitet, die Verwendung der puzzleartigen Verbundmittel zu erleichtern, indem einheitliche Anwendungs- und Bemessungsregeln dieser in die Eurocodes eingepflegt werden sollen. Diese Arbeit soll ebenfalls dazu beitragen, die Versagensmechanismen der am Rand eingebauten Puzzleleisten zu erforschen und ein für die Anwender handhabbares Bemessungskonzept zu erarbeiten. Die ersten Erkenntnisse sollen eine Grundlage für ein in der Zukunft gültiges Bemessungs- konzept bilden. Anhand der Abscherversuche wurde der Einfluss der Randnähe untersucht. Darüber hinaus wurden numerische Untersuchungen vorgenommen. Die FE-Modelle wurden insbesondere zur Analyse des Lastabtrags der randnahen Betondübel verwendet. Darüber hinaus wurde eine Parameterstudie durchgeführt, welche die Variation der Materialien und geometrischen Größen der FE-Modelle beinhaltete. Aufbauend auf den experimentellen und numerischen Beobachtungen und theoretischen Überlegungen wurde ein Ingenieurmodell für Verbunddübelleisten mit und ohne Wendelbewehrung entwickelt. Das Modell wird abschließend auf das Bemessungsniveau überführt.
Ein Beitrag zur Tragfähigkeit von randnahen Verbunddübeln
Verbundkonstruktionen aus Stahl und Beton haben sich in den letzten Jahrzehnten zu einer wirtschaftlichen und konkurrenzfähigen Bauweise im Hoch- und Brückenbau entwickelt. Eine wesentliche Rolle im Verbundbau nehmen dabei die Verbundmittel ein, an die hohe Anforderungen hinsichtlich der Tragfähigkeit und der Verformbarkeit gestellt werden. Am Fachgebiet Stahlbau der TU Kaiserslautern wurden Versuche zur Trag- und Verformungsfähigkeit randnaher Betondübel in Abscher- und Ausziehversuchen durchgeführt. Der Einsatz der Betondübel in innovativen Verbundkonstruktionen ist trotz noch fehlender normativer Regelwerke von weiter steigendem Interesse. Betondübel können in neuartigen Verbundkonzepten auch in einer randnahen Lage eingesetzt werden. Dadurch lassen sich Querschnitte materialgerecht und kostengünstig in optimierter Verbundbauweise herstellen und verbauen. Eine geringere seitliche Betondeckung der Betondübel kommt neben den Plattenbalkenquerschnitten in Konstruktionen vor, in welchen die Verbundleiste liegend eingebaut wird. Solche parallel zur Betongurtebene positionierte Betondübelleisten sind z. B. in Slim-Floor- oder modernen Klimadecken in Sandwichverbundbauweise denkbar. Das Trag- und Verformungsverhalten einer Betondübelleiste, welche in Verbundkonstruktionen in Kombination mit einer schlanken Betonplatte liegend integriert wird, wurde aufgrund ihrer randnahen Lage genauer betrachtet. Die ersten Untersuchungen hierzu zeigen, dass die Verbunddübelleisten, nach dem die Spalt- und Rückhängerisse entstehen, mit Kantenbruch versagen. Wenn ausreichend Bewehrung vorhanden ist, führen die primären Spalt- und Rückhängerisse nicht zum Versagen. Der Einsatz einer Wendelbewehrung in den Verbundübelleisten steigert das Trag- und Verformungsvermögen deutlich. Es existiert zwar noch keine einheitliche normative Regelung zur Anwendung und Bemessung der Verbunddübel, häufig als Puzzleleiste bezeichnet, jedoch wurde aktuell eine Zulassung Z-26.4-56 2013 erarbeitet, welche die Anwendung der Verbunddübelleisten, kurz VDL, möglich macht. Die Anwendungsgrenzen sind dabei zu beachten. Darüber hinaus wird derzeit in mehreren Forschungsarbeiten daran gearbeitet, die Verwendung der puzzleartigen Verbundmittel zu erleichtern, indem einheitliche Anwendungs- und Bemessungsregeln dieser in die Eurocodes eingepflegt werden sollen. Diese Arbeit soll ebenfalls dazu beitragen, die Versagensmechanismen der am Rand eingebauten Puzzleleisten zu erforschen und ein für die Anwender handhabbares Bemessungskonzept zu erarbeiten. Die ersten Erkenntnisse sollen eine Grundlage für ein in der Zukunft gültiges Bemessungs- konzept bilden. Anhand der Abscherversuche wurde der Einfluss der Randnähe untersucht. Darüber hinaus wurden numerische Untersuchungen vorgenommen. Die FE-Modelle wurden insbesondere zur Analyse des Lastabtrags der randnahen Betondübel verwendet. Darüber hinaus wurde eine Parameterstudie durchgeführt, welche die Variation der Materialien und geometrischen Größen der FE-Modelle beinhaltete. Aufbauend auf den experimentellen und numerischen Beobachtungen und theoretischen Überlegungen wurde ein Ingenieurmodell für Verbunddübelleisten mit und ohne Wendelbewehrung entwickelt. Das Modell wird abschließend auf das Bemessungsniveau überführt.
Ein Beitrag zur Tragfähigkeit von randnahen Verbunddübeln
Gajda, Joanna (Autor:in)
2021
33836 KB , 32976 KB , VIII, 351 pages
Sonstige
Elektronische Ressource
Deutsch
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