Fostabericht P 436 - Tragverhalten von Wandelementen für den Wohnungsbau in StahlprofilleichtbauweiseFostabericht P 436 - Tragverhalten von Wandelementen für den Wohnungsbau in Stahlprofilleichtbauweise

P436 – Tragverhalten von Wandelementen für den Wohnungsbau in Stahlprofilleichtbauweise

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P436

ISBN: 3-934238-84-X Artikelnummer: P436 Kategorien: ,

Beschreibung

P436 – Tragverhalten von Wandelementen für den Wohnungsbau in Stahlprofilleichtbauweise

Die Ständerbauweise mit Kaltprofilen ist im nordamerikanischen und skandinavischen Raum unter der Bezeichnung  „Cold-Formed-Steel-Framing“ seit einigen Jahren sehr erfolgreich. Im Unterschied zu dem bekannten Holzrahmenbau  bestehen die Decken- und Wandscheiben aus tragenden Kaltprofilen, die in einem Raster von 40 cm bis 80 cm   angeordnet werden sowie einer beidseitigen Beplankung. Die Blechdicke der Profile beträgt in der Regel 1,0 bis 2,0 mm. Durch die Verbindung der Kaltprofile mit der Beplankung entsteht eine elastische Verbundkonstruktion  die sogenannte Tafel. Analog zum Holzrahmenbau kann die Aussteifung der Gebäude durch diese Tafeln als Decken- oder Wandscheiben erfolgen. Eine Wandtafel wird dann sowohl durch Vertikal- als auch durch Horizontallasten aus der Deckenscheibe beansprucht. Der Aufbau der Wandtafeln ist identisch mit dem von leichten Trennwänden. Die Ständer sind C-Profile, die in die Boden- und Deckenprofile mit U-Querschnitt gestellt werden. Die Beplankung wird mit  selbstbohrenden Schrauben auf der stählernen Unterkonstruktion befestigt.
Auf der Grundlage von mehreren Versuchsreihen wurde am Institut für Stahlbau und Werkstoffmechanik der TU  Darmstadt ein Rechenmodell für das Tragverhalten von Wandtafeln aus Kaltprofilen und beidseitiger Beplankung  entwickelt. Während in der ersten Versuchsreihe die Grenzhorizontalkraft der Tafeln von 1,25 m Breite und 2,60 m Höhe mit unterschiedlichen Beplankungen ermittelt wurde, ist in der anschließenden Versuchsreihe das Tragverhalten unter zusätzlich wirkenden Vertikallasten untersucht worden. Die Verbindung Kaltprofil-Beplankung mit  selbstbohrenden Schrauben ist der wichtigste Parameter bei der Analyse des Tragverhaltens der Wandtafel. In einer dritten Versuchsreihe wurden deshalb die Grenzkraft und Last-Verschiebungskurven dieser Verbindung ermittelt.
Es wurde ein Bemessungsverfahren hergeleitet, das mit einer einfachen Handrechnung die Ermittlung der  aufnehmbaren Horizontallasten ermöglicht. Gleichzeitig konnte gezeigt werden, daß bei einer Beanspruchung der  Wandtafel durch Vertikal- und Horizontallasten die Stabilisierung der druckbeanspruchten Kaltprofilständer in  Wandebene sichergestellt ist.
Ein Versagen der untersuchten Kaltprofile in Wandebene kann ausgeschlossen werden. C-Profile mit den im  Wohnungsbau üblichen Abmessungen müssen demnach nur auf Biegeknicken aus der Wandebene nachgewiesen  werden. Bei einem Einsatz dickwandigerer Kaltprofile muss allerdings untersucht werden, ob die Verbindungsmittel die auftretenden Umlenkkräfte abtragen können. Als Fazit kann man daher sagen, dass Wandtafeln mit Kaltprofilen und beidseitiger Beplankung als Aussteifungssystem sowohl zur Abtragung von Horizontallasten aus der Deckenscheibe
als auch zur Stabilisierung der Kaltprofile hervorragend geeignet sind. Eine unentbehrliche Grundlage für Aussagen über das Tragverhalten dieses Verbundbauteils ist die Kenntnis über das Lastverschiebungsverhalten der Verbindung Kaltprofil-Beplankung.

Autoren:
J. Lange, B. Naujoks

Veröffentlichung:
2003