Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die ein-axiale Lastabtragung von Brettstapel-Beton-Verbunddecken verhindert eine freie Wahl des Grundrisses und damit die Anwendung des regenerativen Werkstoffs Holz im Mehrfamilienhaus-, B\u00fcro und Verwaltungsbau. Durch die Integration von Linienauflagern in Form von Slim-Floor-Profilen in der Decke wird es erm\u00f6glicht, punktgest\u00fctzte Holzdecken mit zu reinen Massivdecken vergleichbarem Schall- und Brandschutz zu errichten. Damit l\u00e4sst sich der Anteil von regenerativen und nat\u00fcrlichen Werkstoffen auch im Mehrgeschossbau deutlich erh\u00f6hen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenUm das Trag- und Verformungsverhalten von Brettstapel-Beton-Verbunddecken mit integriertem Slim-Floor-Profil zu untersuchen und offene Fragen, wie z. B. der Einfluss des Brettstapel auf die Betondruckzone, Querschub\u00fcbertragung innerhalb der Betonplatte, generell die Schubkraftabtragung im Querschnitt, etc. zu kl\u00e4ren, sollen zum einen theoretische Untersuchungen in Form von FE-Untersuchungen als auch experimentelle Untersuchungen durchgef\u00fchrt werden, um die FE-Untersuchungen zu verifizieren. Basierend auf den FE-Untersuchungen und den Versuchen soll ein mechanisches Modell entwickelt werden, mit dem das Trag- und Verformungsverhalten auf der sicheren Seite erfasst werden kann. Dieses Modell soll anschlie\u00dfend f\u00fcr die Bemessung vereinfacht werden. Parallel dazu soll eine Wirtschaft-lichkeitsuntersuchung dieser Verbunddecken im Vergleich zu den konventionellen Deckensystemen durchgef\u00fchrt werden. F\u00fcr eine praxisnahe Aufarbeitung sollen zum einen Bemessungstabellen entwickelt werden, aus denen der Anwender in der Praxis f\u00fcr bekannte Lasten und Spannweiten die erforderlichen Querschnittsabmessungen herauslesen kann, zum anderen sollen durch Tools z. T. als Teil kommerzieller Programmsysteme eine einfache Bemessung erm\u00f6glicht werden. Hinsichtlich des Schall und Brandschutzes sollen L\u00f6sungen vorgeschlagen werden, so dass die Bauweise problemlos angewandt werden kann.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen der Untersuchungen wurden die offenen Punkte dieser Bauweise, wie z. B. statisches System, mittragende Breite der Betonplatte, Querkraftabtragung aus der Holz-Beton-Verbunddecke und Tragf\u00e4higkeit der Kopfbolzend\u00fcbel sowohl numerisch als auch experimentell untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass bei dieser Bauweise infolge der Materialstreuungen nicht davon ausgegangen werden kann, dass der Beton \u00fcber der St\u00fctze in allen F\u00e4llen rei\u00dft. Im Gegenzug ist aber nur die Bewehrung in der Betonplatte zu weich, um eine Durchlaufwirkung zu garantieren. Aus diesem Grund wird vorgeschlagen, eine Grenzwertbetrachtung f\u00fcr die Bemessung durchzuf\u00fchren, indem f\u00fcr die Bemessung der Brettstapel-Beton-Verbunddecke von einer gerissenen Betonplatte und f\u00fcr die Bemessung des deckengleichen Stahl-Beton-Verbundtr\u00e4gers von einer ungerissenen Betonplatte ausgegangen wird. Im Hinblick auf die mittragende Breite konnte festgestellt werden, dass die Brettstapel-Beton-Verbunddecke die mittragende Breite nicht beeinflusst, da sich ein Scheibenzustand einstellt.
\nDie Querkraftabtragung aus der Holz-Beton-Verbunddecke in den Stahl-Beton-Verbundtr\u00e4ger erfolgt \u00fcber den unteren Flansch; d. h. die gleichzeitige Wirkung der Querkrafttragf\u00e4higkeit der Betonplatte und des Brettstapels kann nicht ber\u00fccksichtigt werden, da die Last-Verformungsverschiebungen beider Komponenten zu unterschiedlich sind. Daher wird empfohlen, f\u00fcr die Lastabtragung nur \u00fcber den Brettstapel anzunehmen.
\nIm Hinblick auf die Bestimmung der Tragf\u00e4higkeit der Kopfbolzend\u00fcbel zeigt sich, dass der Brettstapel keine ausreichende Querpressung erzeugen kann, so dass ein Spalten des Betons durch die Kopfbolzend\u00fcbel auftreten kann. Aus diesem Grund sind diese Verbindungsmittel als randnahe Kopfbolzend\u00fcbel einzustufen, obwohl sie inmitten der Platte eingebaut sind. Durch die Kl\u00e4rung dieser Schnittstellenproblematiken kann eine Bemessung dieser Verbundbauweise basierend auf den jeweiligen Normen erfolgen. Um diese Bemessung zu vereinfachen, wurde einerseits ein Bemessungstool entwickelt, andererseits Bemessungstabellen entwickelt anhand derer eine schnelle Bestimmung der erforderlichen Abmessungen erfolgen kann.
\nIm Hinblick auf den Brandschutz wurden FE-Berechnungen durchgef\u00fchrt, um die kritische Temperaturverh\u00e4ltnisse im Bauteil zu bestimmen. Dabei zeigte sich, dass gerade die Kontaktfuge zwischen Brettstapel und Slim-Floor-Profil vor der Feuereinwirkung gesch\u00fctzt werden muss, da die Temperatur in der Fuge derart stark ansteigen kann, so dass die Kontaktfl\u00e4che beginnt sich thermisch zu zersetzen. Dies hat zur Folge, dass in diesem Fall nicht mehr der Querkraftabtrag sichergestellt werden kann. Basierend auf die-sen Untersuchungen wurden L\u00f6sungen entwickelt, mit denen es m\u00f6glich ist, dieses thermische Zersetzen der Kontaktfuge zu verhindern.
\nDamit kann diese Bauweise in die Praxis umgesetzt werden. Durch die Entwicklung des Bemessungstools und der Bemessungstabelle werden Hilfsmittel zur Verf\u00fcgung gestellt die eine einfache Anwendung erm\u00f6glichen. So konnte durch das Ingenieurb\u00fcro Graf, Schw\u00e4bisch Gm\u00fcnd bereits den Entwurf der Br\u00fccke \u00fcber die Ruhr der Stadt Arnsberg mit Hilfe dieser Bauweise gewonnen werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Im Rahmen des Vorhabens wurde diese Bauweise bereits im Rahmen von Kongressen, wie z. B. der World Timber Conference, Lahti oder der COST Action E29, Florenz vorgestellt. Dar\u00fcber hinaus wird diese Bauweise in der Lehre vorgestellt, so dass den zuk\u00fcnftigen Ingenieuren die Anwendung von Brettstapel-Beton-Verbunddecken mit integrierten Slim-Floor-Profilen bekannt ist.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Insbesondere durch den Schnittstellenbereich zwischen Brettstapel-Beton-Verbunddecke und Stahl-Beton-Verbundtr\u00e4ger traten Unbekannte auf, die im Rahmen dieses Vorhabens bestimmt wurden. Damit kann diese Bauweise eingesetzt werden. Wie das Pilotprojekt der Br\u00fccke \u00fcber die Ruhr der Stadt Arnsberg zeigt, k\u00f6nnen durch diese Bauweise Vorteile im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Bauweisen gewonnen werden, so dass der Anteil von regenerativen Baustoffen durch die Verwendung dieses Stahl-Holz-Beton-Verbundsystems erh\u00f6ht werden kann.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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