Buch, Deutsch, Band T 3130, 164 Seiten
Reihe: Bauforschung
Abschlussbericht.
Buch, Deutsch, Band T 3130, 164 Seiten
Reihe: Bauforschung
ISBN: 978-3-8167-7286-6
Verlag: Fraunhofer IRB Verlag
Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurden für deckengleiche Stützenkopfverstärkungen mit Stahlbauteilen die Grundlagen zur Schnittgrößenverteilung und Bemessung zusammengestellt und ergänzt, die als Basis für Regelungen in Zulassungen und Normen dienen können. Hierzu wurden drei Durchstanzversuche mit typischen Stahleinbauteilen (System Geilinger-Stahlpilz, System s + v-Verbundkreuz und System Tuchschmid-Walm) durchgeführt, bei denen das Stahleinbauteil plastisch beansprucht wurde. Ziel der Versuche war es, das Zusammenwirken von Beton und Stahleinbauteil sowie deren Verträglichkeit im Traglastbereich zu untersuchen. Die im Anschluss durchgeführten Finite-Elemente-Berechnungen mit dem dreidimensionalen nichtlinearen Finite-Elemente-Programm LIMFES wurden zunächst mit den Versuchsergebnissen verglichen, um anschließend abgesicherte systematische Parameterstudien durchführen zu können.
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1 Veranlassung und Zielsetzung 1 1.1 Veranlassung 1 1.2 Zielsetzung und Umfang der Untersuchungen 2 2 Versuchskörper 4 2.1 Allgemeines 4 2.2 Übersicht der Versuchskörper 5 2.3 Baustoffe 5 2.3.1Beton 5 2.3.2 Baustahl 6 2.4 Herstellung der Versuchskörper 6 3 Versuchsdurchführung 8 3.1 Allgemeines 8 3.2 Versuchsaufbau 8 3.3 Messtechnik 9 3.4 Versuchsablauf 10 3.5 Versuchsergebnisse 10 4 Numerische Berechnungen zum Geilinger-Stahlpilz 11 4.1 Nachrechnung des durchgeführten Durchstanzversuchs 11 4.1.1 Allgemeines 11 4.1.2 Modellierung 11 4.1.3 Materialeigenschaften 13 4.1.4 Berechnungsverfahren 15 4.1.5 Vergleich der Berechnungsergebnisse mit den Messwerten 15 4.1.6 Auswertung der Beanspruchungen des Geilinger-Stahlpilzes 25 4.1.7 Zusammenfassung der Ergebnisse der Versuchsnachrechnung 28 4.2 Parameteruntersuchungen zum Geilinger-Stahlpilz 28 4.2.1 Allgemeines 28 4.2.2 Untersuchung 1: Variation der Hauptträgersteifigkeit Iy 29 4.2.3 Untersuchung 2: Variation der Pilzkopfgröße 38 4.2.4 Untersuchung 3: Variation der Stützenabmessungen 45 4.2.5 Untersuchung 4: Variation der Verbundgüte zwischen Beton und Stahleinbauteil 53 4.2.6 Auswertung des Lastabtrags 59 4.2.7 Auswertung der Bemessungsregeln nach Zulassung 60 4.3 Zusammenfassung der Ergebnisse der Parameterstudie zum Geilinger-Stahlpilz 63 5 Numerische Berechnungen zum s+v - Verbundkreuz 64 5.1 Nachrechnung des durchgeführten Durchstanzversuchs 64 5.1.1 Allgemeines 64 5.1.2 Modellierung 64 5.1.3 Materialeigenschaften 66 5.1.4 Berechnungsverfahren 68 5.1.5 Vergleich der Berechnungsergebnisse mit den Messwerten 68 5.1.6 Auswertung der Beanspruchungen des s+v - Verbundkreuzes 79 5.1.7 Zusammenfassung der Ergebnisse der Versuchsnachrechnung 82 5.2 Parameteruntersuchungen zum s+v-Verbundkreuz 83 5.2.1 Allgemeines 83 5.2.2 Untersuchung 1: Variation der Schwertbreite 83 5.2.3 Untersuchung 2: Variation der Schwertlänge 87 5.2.4 Untersuchung 3: Variation der Decken- und Schwerthöhe 91 5.2.5 Untersuchung 4: Variation der Dicke des Auflagertellers 94 5.2.6 Untersuchung 5: Variation der Stützenabmessungen 97 5.2.7 Untersuchung 6: Variation der Verbundgüte zwischen Beton und Stahleinbauteil 100 5.2.8 Auswertung des Lastabtrags 103 5.2.9 Vergleich der Ergebnisse mit einem vereinfachten Bemessungsansatz 104 5.3 Zusammenfassung der Ergebnisse der Parameterstudie zum s+v - Verbundkreuz 106 6 Numerische Berechnungen zum T-Walm 108 6.1 Nachrechnung des durchgeführten Durchstanzversuchs 108 6.1.1 Allgemeines 108 6.1.2 Modellierung 108 6.1.3 Materialeigenschaften 110 6.1.4 Berechnungsverfahren 111 6.1.5 Vergleich der Berechnungsergebnisse mit den Messwerten 111 6.1.6 Auswertung der Beanspruchungen des T-Walms 121 6.1.7 Zusammenfassung der Ergebnisse der Versuchsnachrechnung 126 6.2 Parameteruntersuchungen zum T-Walm 126 6.2.1 Allgemeines 126 6.2.2 Untersuchung 1: Variation der Zugbügelquerschnittsfläche 127 6.2.3 Untersuchung 2: Variation des Längsbewehrungsgehalts 133 6.2.4 Untersuchung 3: Variation der Betongüte 140 6.2.5 Untersuchung 4: Variation der Stützenabmessung 145 6.2.6 Untersuchung 5: Variation der Verbundgüte zwischen Beton und Walmprofil 149 6.2.7 Auswertung des Lastabtrags 150 6.2.8 Vergleich der numerischen Ergebnisse mit der Bemessung nach Zulassung [3] 150 6.3 Zusammenfassung der Ergebnisse der Parameterstudie zum T-Walm 151 7 Technische Anforderungen für die Zulassung von einbetonierten Stützenkopfverstärkungen im Durchstanzbereich 153 7.1 Notwendige Untersuchungen zur Anwendung von einbetonierten Stützenkopfverstärkungen im Durchstanzbereich 153 7.2 Anforderungen an numerische Simulationen mit einbetonierten Stahlprofilen im Durchstanzbereich von Flachdecken 154 7.2.1 Allgemeines 154 7.2.2 Diskretisierung und Elementwahl 155 7.2.3 Materialgesetze 155 7.2.4 Berechnungsoptionen 157 7.2.5 Notwendige Vergleichsrechnungen 157 8 Zusammenfassung der Untersuchungen 159 9 Literaturverzeichnis 163
