Zum physikalisch nichtlinearen Tragverhalten von scheibenartig beanspruchten Deckentafeln: Fid-Bau Portal

Zum physikalisch nichtlinearen Tragverhalten von scheibenartig beanspruchten Deckentafeln

Anheier, David

Gegenwärtig erfolgt die Berechnung von ebenen Holztafeln, die scheibenartig beansprucht werden, mit Hilfe der Schubfeldträgermethode. In realen Tragwerken in Holztafelbauart werden die Anwendungsgrenzen dieser Methode fast immer überschritten, da sich z. B. auch Tragwerksteile an der Lastabtragung beteiligen, die im Rahmen der Schubfeldträgermethode nicht abgebildet werden können. Darüber hinaus haben Untersuchungen zur Einschätzung der Duktilität von Holztafeln gezeigt, dass mit Bezug auf Steifigkeit und Tragfähigkeit die leistungsfähigste Bauart einer Holztafel die Eigenschaft besitzt, dass die Verbünde von Rippen und Platten nur durch s0 beansprucht werden. Demgegenüber nimmt die Leistungsfähigkeit ab, wenn die Bauart es wegen freier Plattenränder oder Öffnungen erfordert, dass ihre Verbünde auch durch s90 beansprucht werden. Um diese kombinierte Beanspruchung zu berücksichtigen sind Rechenmodelle und – verfahren entwickelt worden, die die Bestimmung von Verbundgrößen P0, P90 und M im elastischen, plastischen und vollplastischen Zustand und für gegebene lokale Verformungen eines Verbundes von Rippe und Platte ermöglichen. Zur Beschreibung der Beanspruchungen einer Rippe durch den Verbund mit einem Plattenrand werden die über die Verbundlänge lv veränderlichen Beanspruchungen s0 parallel zur Rippenachse und s90 senkrecht zur Rippenachse in äquivalente Verbundgrößen P0, P90 und M umgerechnet. Die berechneten lokalen Verformungen der Verbünde und der globalen Verformungen von Kleintafeln wurden experimentell in sechs Beanspruchungssituationen an insgesamt 50 Kleintafeln bei Variation der Rippenabmessungen, des Plattenmaterials und des Abstandes der Verbindungsmittel überprüft und konnten bestätigt werden. Außerdem konnte die Übertragbarkeit der lokalen Verbundgrößen auf Deckentafeln gezeigt werden. Dadurch konnten für definierte Tafeltypen Bestimmungsgleichungen im Traglastzustand entwickelt werden. Mit Hilfe des Stab-Verbund-Modells aus der Dissertation von Hall (2012) wurden diese überprüft und deren Konservativität aufgrund der Umlagerungsmöglichkeiten in den Tafeln quantifiziert. Zudem konnte bestätigt werden, dass der im Rahmen des semi-probabilistischen Sicherheitskonzeptes definierte Bemessungszustand dem elastischen Grenzzustand der Tafel entspricht, wenn die 1,5-fache Verschiebung im elastischen Grenzzustand der Tafel als Grenzzustand übermäßiger Verschiebung festgelegt wird.