10.1002/stab.200710086.abs

Aufgrund der vergleichsweise großen Schlankheit niedriger Verbundträger wird bei diesen Trägern in sehr vielen Fällen die Einhaltung von Verformungsgrenzwerten querschnittsbestimmend. Das Verformungsverhalten dieser Träger wird dabei wesentlich durch die große Biegesteifigkeit des Betongurts und dessen Rissbildung bestimmt. Einer der maßgebenden Einflüsse auf die rechnerischen Verformungen ist die mittragende Breite des Betongurts.

Neue Untersuchungen, die das Verformungsverhalten niedriger Verbundträger unter Berücksichtigung der Biegetragwirkung und Rissbildung des Betongurts betrachten, zeigen unter anderem, dass für die Spannungs‐ und die Verformungsberechnung unterschiedliche Werte der mittragenden Breite anzusetzen sind. Anhand umfangreicher experimenteller, analytischer und numerischer Untersuchungen konnten die Einflüsse auf die mittragende Breite analysiert werden. Auf Basis der Ergebnisse einer ausführlichen Parameterstudie wird ein Berechnungsansatz für die verformungsbezogene mittragende Breite entwickelt und ein Vorschlag zur quasi‐elastischen Verformungsberechnung niedriger Verbundträger gemacht. Es zeigt sich, dass die verformungsbezogene mittragende Breite im Besonderen von der Biegetragwirkung des Betongurts, dessen Rissbildung, dem Verhältnis von Gurtbreite zu Trägerlänge, der Steifigkeitsverteilung im Verbundträger und der Belastungshöhe abhängt.

Mit dem entwickelten Berechungsansatz sind eine realistische Verformungsberechnung und eine wirtschaftliche Dimensionierung niedriger Verbundträger möglich.

Effective width due to deflections of composite girders with shallow height.

Due to the high slenderness of composite girders with shallow height their deflection behaviour is of great importance. In many cases the cross sectional dimensions are determined by the limitation of the deflections. In contrary to high composite beams the deflection behaviour of these girders is influenced especially by the bending state and cracking behaviour of the concrete slab. Among others the deflection or the stiffness of the composite girders depend on the effective width of the slab.

This article reports on investigations of the deflection behaviour and the effective width of shallow composite girders taking into account the bending state and the cracking of the concrete slab. At first it is shown that for the calculation of stresses a different value of the effective width has to be taken into account than for the calculation of deflections. On basis of extensive experimental, analytical and numerical investigations the influences on the effective width are analysed. A wide‐ranging parametric study leads to the development of an approach of the effective width for the calculation of deflections and a proposal for a quasi‐elastic calculation of the deflections of shallow composite girders. At this it turns out that the effective width due to deflections is influenced above all by the bending state of the concrete slab, its cracking behaviour, its ratio width to length, the ratio of the individual stiffness components of the composite cross section and the load level.

On basis of the proposed approach for the calculation of the effective width the deflections of shallow composite girders can be determined realistically. This leads to a more economic design of composite shallow girders than until now.