
P 505 - Innovative verschiebliche Verbundrahmen mit teiltragfähigen Verbundknoten Durch den Verzicht auf zusätzliche Steifen in der Stütze sind teiltragfähige Verbundknoten effizient und einfach herzu
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P 505 - Innovative verschiebliche Verbundrahmen mit teiltragfähigen Verbundknoten Durch den Verzicht auf zusätzliche Steifen in der Stütze sind teiltragfähige Verbundknoten effizient und einfach herzustellen. Gleichzeitig kann der Bewehrungsgrad in der Betonplatte auf die Mindestbewehrung reduziert werden. Die Momententragfähigkeit des Knotens liegt bei 15 bis 60 % der Riegeltragfähigkeit und reicht aus, um eine Aussteifung über Rahmenwirkung sicherzustellen, so dass zusätzliche Aussteifungsverbände überflüssig sind. Die so entstehenden innovativen verschieblichen Verbundrahmen erlauben eine größtmögliche flexible Nutzung von Industrie-, Büro- und Geschäftsgebäuden und Parkhäusern und werden so den zukünftigen Anforderungen gerecht. Um die Momententragreserve der teiltragfähigen Knoten rechnerisch berücksichtigen zu können, muss sichergestellt werden, das bei der auftretenden Momentenumlagerung die hiermit verbundene Verdrehung des Knotens möglich ist. Es ist sicherzustellen, dass die vorhandene Knotenrotation des Knotens größer ist als die Rotationsanforderung, die aus dem System und der Belastung resultiert. Nur so können innovative verschiebliche Verbundrahmentragwerke mit einfachen teiltragfähigen Verbundknoten realisiert werden. Die erforderliche Knotenrotationen von verschieblichen Verbundrahmen werden analytisch und mittels eines Computerprogrammes ermittelt. In einer Parameterstudie werden die verschiedenen Einflüsse auf die erforderliche Rotationskapazität untersucht. Durch die Effekte aus Theorie 2. Ordnung vergrößert sich die Rotation. Zusätzlich beeinflusst der Bauablauf die Knotenrotationen: Durch Verzicht auf eine Hilfsunterstützung erhöht sich die Rotation im Stahlknoten. Die Knotenrotation wird am stärksten durch den Plastizierungsgrad des Verbundträgers im Feldbereich bestimmt. Bei hohen Plastizierungsgraden unterschätzt die Berechnung nach Fließgelenktheorie die erforderliche Knotenrotation, so dass eine Berechnung nach Fließzonentheorie durchzuführen ist oder das Feldmoment begrenzt werden muss. Im vorliegenden Forschungsvorhaben wurden besondere duktile Verbundknoten entwickelt, die den Rotationsanforderungen der untersuchten verschieblichen Verbundrahmen genügen. Neun Versuche wurden an Verbundknoten durchgeführt. Durch eine spezielle Anordnung der Kopfbolzendübel auf dem Obergurt des Verbundträgers konnte der plastische Bereich der auf Zug beanspruchten Stahlbetonplatte vergrößert und damit auch die vorhandene Rotationskapazität des Verbundknotens erhöht werden. Durch die Plastizierung der Bewehrung ergeben sich wesentlich größere mitwirkende Breiten als nach Eurocode EC 4-1-1 (1994). Ein Versuch mit einer verminderten Anzahl an Kopfbolzendübeln zeigte, dass Teilverbund zu geringen vorhandenen Rotationskapazitäten führt. Zur Komponente „Bewehrung auf Zug“ wurden drei zusätzliche Komponentenversuche (Stahlbetondehnkörper) durchgeführt. Aus diesen und bereits vorhandenen Versuchsergebnissen geht hervor, dass der Verfestigungsfaktor fu/fy des Bewehrungsstabes mit der Duktilität dieser Komponente korreliert. Fünf Stahlknotenversuche wurden durchgeführt, um die Komponente „Stirnplatte auf Biegung“ bezüglich der Duktilität zu optimieren. Die Knotengeometrie wurde variiert, um ein sprödes Schraubenversagen zu verhindern, somit konnte die vorhandene Rotationskapazität des Knotens erheblich gesteigert werden. Basierend auf diesen Untersuchungen und auf Eurocode 4-1-1 (1994) sowie ECCS Doc. No. 109 (1999) wurden Bemessungsregeln für verschiebliche Verbundrahmen mit teiltragfähigen Verbundknoten aufgestellt. Unter anderem wird im vorliegenden Bericht die sogenannte “beamline method” vorgestellt, die idealerweise gleichzeitig den Tragfähigkeitsnachweis und den Rotationsnachweis beinhaltet. Diese Methode lässt eine Bandbreite von verschiedenen Knotenlösungen zu. Der Hersteller kann entsprechend den Gegebenheiten daraus die optimale Lösung wählen. Das Projekt hat gezeigt, wie effiziente innovative verschiebliche Verbundrahmen mit einfach herzustellenden teiltragfähigen Verbundknoten realisiert werden können, bei denen sowohl eine ausreichende Systemtragfähigkeit als auch eine ausreichende Duktilität der Knoten vorhanden sind. Autoren: U. Kuhlmann, M. Schäfer Veröffentlichung: 2004

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P 03 - Berechnungsgrundlagen für Wabenträger Wabenträger entstehen aus den üblichen Walzprofilen dadurch, daß deren Stege zickzackförmig aufgeschnitten, die dabei entstehenden Hälften um eine halbe Schnitteinheit gegeneinander versetzt und die abstehenden Stegteile direkt oder nach Einfügen von Zwischenblechen miteinander durch Schweißung verbunden werden. Das so entstehende Bauteil weist horizontale und vertikale Tragelemente auf, die als Gurte und Pfosten bezeichnet werden sollen. Gegenüber ihrem Ausgangsprofil weisen Wabenträger mehrere Vorzüge auf: a) Bei zweckmäßiger Schnittführung ist die Tragfähigkeit wegen des Gewinns an Bauhöhe größer. b) Sie sind aufgrund der vielen Stegöffnungen besser als Haupttragelemente von Geschoßdecken verwendbar, da wegen der erforderlichen Installationsleitungen die Hauptträgerstege ohnehin durchbrochen werden müssen, will man nicht an Bauhöhe verschenken und die Installationsleitungen unterhalb der Träger anordnen. Dem stehen jedoch auch einige Nachteile gegenüber, die vor allem in den erhöhten Herstellungskosten und der für eine Handrechnung zu aufwendigen Bemessung zu erblicken sind. Beidem könnte dadurch sinnvoll begegnet werden, daß: a) ein Bemessungsverfahren entwickelt wird, bei dem die Sicherheit gegen Versagen des Bauteils nachgewiesen wird. Das elastische Bemessungsverfahren liefert nur die Sicherheit gegen Fließbeginn an einer einzigen Stelle und führt, wie die in /22/ ver öffentlichen Untersuchungen zeigen, zu extrem unterschiedlichen Sicherheiten (zwischen v = 1,535 und v = 5,53) gegen Versagen. Die Anwendung des Traglastverfahrens bei der Bemessung der Wabenträger kann also zu wirtschaftlicheren Konstruktionen führen. b) Tabellen zur Verfügung gestellt werden, denen für eine vorgegebene Stützweite, Belastung, Fließgrenze, maximale Bauhöhe, maximale Durchbiegung und minimale Lochgröße für gebräuchliche Bauaufgaben ohne detaillierte Berechnung der zugehörige, den Vorschriften genügende günstigste,Wabenträger zu entnehmen ist. Die theoretischen Grundlagen hierfür bereitzustellen, d.h. an Hand der bisher durchgeführten Forschungsvorhaben und eigener experimenteller und theoretischer Untersuchungen ein Verfahren zur Ermittlung der Traglast von Wabenträgern zu entwickeln und darauf aufbauend eine Schnittoptimierung vorzunehmen (für verschiedene Stützweiten und Belastungen die gewichtsmäßig optimale Wabenform anzugeben) ist das Ziel dieser Arbeit. Veröffentlichung: 1975 Autoren: Dipl. Ing. W. Kanning
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P 04 - Experimentelle Prüfung an Fugenkonstruktionen durchgehend bewehrter Betondecken Autoren: Prof. Dr.-lng. J. Eisenmann, Dr.-lng. U. Lempe Veröffentlichng: 1975
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P 06 - Stahlbaualternative für das Hochschul-Aktionsprogramm in NRW Das Land Nordrhein-Westfalen plant in den Städten Duisburg, Essen, Wuppertal, Siegen und Paderborn den Bau von 5 Universitäten. Am 4.1.1972 wurde diese Entscheidung in einer Pressekonferenz des Finanzministers bekanntgegeben, deren Daten in der Anlage nachgelesen werden können. Die Planung wurde dem Staatshochbauamt II - ZPH - in Münster, unter Leitung des Regierungsbaudirektors Dirksmeyer übertragen. Dieser entwickelte mit seinen Mitarbeitern Grundrißsysteme, Schnitt- und Aufrißsysteme sowie die zugehörigen Haustechniken für Institute als Geschoßbauten, die in allen genannten Universitätsstädten errichtet werden sollen. Erstmals wurde damit der Beschluß gefasst und verwirklicht, ein sehr großes Bauvolumen einheitlich zu konstruieren und zu gestalten. Landtag und Regierung gaben der Bauindustrie damit die Chance der Typisierung und der Optimierung von Bausystemen. Die Bauindustrie wird nun beweisen müssen, wieweit sie diese Chance nutzen will und ob es ihr ernst war mit der Behauptung, ein Katalogisieren von Systemen lohne sich nur dann, wenn sehr große Bauvolumen zu bearbeiten seien. Veröffentlichung: 1973 Autoren: o.A.
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