P 40 – Untersuchung des Trägerverbundes unter Verwendung von Stahltrapezprofilen mit einer Höhe größer als 80 mm

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Beschreibung

P 40 – Untersuchung des Trägerverbundes unter Verwendung von Stahltrapezprofilen mit einer Höhe größer als 80 mm

Die Verwendung von Stahlprofilblechen bietet eine Reihe nachweisbarer Vorzüge beim Bau von Geschoßdecken hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, Bauzeit und Bauablauf sowie Sicherheit am Bau, gleichgültig, ob sie nur als verlorene Schalung einer Ortbetonplatte, als tragende Stahlprofilblechdecke oder als Feldlängsbewehrung einer Stahlprofilblech-Verbunddecke eingesetzt werden. Ist eine stählerne Tragkonstruktion vorgesehen, kann deren Tragfähigkeit, Steifigkeit und Wirtschaftlichkeit wesentlich verbessert werden, wenn der Beton der – unter Verwendung von Stahlprofilblechen erzeugten – Decke im Verbund mit den Stahlträgern wirkt. Denn durch die optimale Zuordnung von relativ preiswertem, drucksteifem Beton und biege- und zugsteifem Stahl werden sehr leistungsfähige und somit wirtschaftliche Tragwerke realisiert.
Die Rippen der Stahlprofilbleche verlaufen üblicherweise senkrecht zum Träger, wodurch wesentliche Unterschiede zwischen dem Trag-, Verformungs- und Versagensverhalten von Stahlprofilblech-Verbundträgern und vergleichbaren Stahlverbundträgern mit Vollbetonplatte auftreten können. Die Auswirkungen von Rippenhöhen bis 3 inch (76 mm) wurden im englischsprachigen Raum seit 15 Jahren intensiv erforscht; die Ergebnisse wurden in den letzten Jahren durch deutsche Untersuchungen bestätigt und für einige Zusatzparameter und Rippenhöhen bis 80 mm ergänzt. Die Ergebnisse dieser sehr praxisnahen Forschungsarbeiten sind in USA bereits normenmäßig fixiert, in Europa wurden sie in die „Europäischen Empfehlungen“, die 1975 in Deutschland veröffentlicht wurden, übernommen. Eine allgemein bauaufsichtlich zugelassene Fassung von Regeln zur Bemessung von Stahlprofilblech-Verbundträgern mit Rippenhöhen bis 80 mm ist in Bälde zu erwarten.
Sehr bald wurde nun eine Ausweitung des Anwendungsbereiches auf Stahlprofilbleche mit Rippenhöhen bis 125 mm gewünscht. Dies hätte folgende Vorzüge: – Höhere Stahlprofilbleche erlauben größere Decken-Spannweiten bei geringem Materialmehraufwand. – Größere Spannweiten bei Einsatz von Stahlprofilblechen als verlorene Schalung verringern die Zahl der teuren Hilfsunterstützungen beim Betonieren.

– Größere Spannweiten bei Einsatz von Stahlprofilblechen als tragendes Deckenelement verringert die Zahl der erforderlichen Stahlträger.
– Die für die Eindeckung von Dächern im großindustriellen Maßstab hergestellten gängigen Trapezprofilbleche haben meist Rippenhöhen über 80 mm und wären nun auch zum Bau von Decken in Stahlblech-Verbundtragwerken einsetzbar.
– Die bei größeren Rippenhöhen zwangsläufig entstehenden größeren Zellen erlauben eine unbehinderte Durchführung von Leitungen ohne Durchbrüche in den Trägern.

Im Auftrage der Studiengesellschaft für Anwendungstechnik von Eisen und Stahl e.v. wurde die vorliegende Forschungsarbeit von Herrn Prof. Roik, Ordinarius am Institut für Konstruktiven Ingenieurbau der Ruhr-Universität Bochum durchgeführt. Untersucht wurde das Trag-, Verformungsund Versagensverhalten von Stahlprofilblech-Verbundträgern mit Rippenhöhen zwischen 80 und 125 mm. Die Untersuchungen erfolgten zunächst experimentell an sog. push-out-Prüfkörpern und an 2 Träger-Großversuchen. Die Ergebnisse der Trägerversuche wurden verglichen mit den Ergebnissen von parallel zu den Versuchen laufenden theoretischen Untersuchungen.
Wesentliches Ergebnis ist die Unterbreitung von Vorschlägen für praxisgerechte Bemessungsformeln von Dübeltragfähigkeiten in hohen, schlanken Rippen; ferner wurde dargelegt, daß die beobachteten Verformungen und Traglasten mit Hilfe eines Finiten-Element-Programmes mit guter Übereinstimmung dargestellt werden konnten. vorhandene einfache Näherungen aus dem Rippenhöhenbereich 80 mm konnten nicht übernommen werden. Da aufgrund der geringen Zahl von Trägerversuchen Vorschläge für praxisgerechte und einfach handzuhabende Näherungsverfahren nicht angeführt werden konnten, wird in diesem Zusammenhang die Notwendigkeit weiterführender Untersuchungen betont.
STUDIENGESELLSCHAFT FÜR ANWENDUNGSTECHNIK VON EISEN UND STAHL e.V.

Veröffentlichung:
1980

Autoren:
Prof. Dr.-Ing. K. Roik, Dipl.-Ing. K. E. Bürkner