Decken aus Elementplatten mit Stahlfaserortbetonergänzungen

Riese, Anja

doi:10.24355/dbbs.084-200701110100-2

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Decken aus Elementplatten mit Stahlfaserortbetonergänzungen

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Ziel der vorliegenden Arbeit ist, das Trag- und Gebrauchsverhalten der neuartigen Bauart "Decken aus Elementplatten mit Stahlfaserortbetonergänzung" experimentell und theoretisch zu untersuchen und für die Anwendung Bemessungshilfsmittel zu erarbeiten. Das vorgestellte Deckensystem "Elementplatten mit Stahlfaserortbetonergänzung" (EMSO) besteht aus vorgefertigten Elementplatten aus Stahlbeton, sowie einer statisch mitwirkenden Ortbetonergänzung aus Stahlfaserbeton. Es wird auch bei durchlaufenden einachsig gespannten Decken auf die obere statische und konstruktive Betonstahlbewehrung verzichtet, so dass keine Verlegearbeiten vor Ort mehr erforderlich sind. Dadurch ist im Vergleich zu anderen Decken eine wirtschaftlichere Ausführung durch Vorteile im Planungs- und Bauprozess zu erreichen. Zur Ermittlung des Trag- und Gebrauchsverhaltens wurden 20 Versuche im anwendungsnahen Maßstab durchgeführt. Über die erstmalige Anwendung der Decke bei einem Neubau eines Wohnhauses wird berichtet. Auf Grundlage der durchgeführten Versuche, den theoretischen Betrachtungen zum Materialverhalten von Stahlfaserbeton und Stahlbeton und der Herleitung nichtlinearer Berechnungsverfahren wird das Trag- und Gebrauchsverhalten des Deckensystems untersucht. Die Verwendung von Stahlfaserbeton statt herkömmlicher Stützbewehrung führt zu großen Umlagerungen der Biegemomente vom Stütz- zum Feldquerschnitt. Es wird gezeigt, dass die Umlagerungen bei diesem System möglich ist. Die Grenztragfähigkeit der Decke ist erst erschöpft, wenn nach Momentenumlagerung von der Stütze zum Feld sich nach Aktivierung der Systemtragfähigkeit die endgültige kinematische Kette eingestellt hat. Es tritt kein Versagen ohne Vorankündigung auf. Für die Bemessung des Deckensystems werden für den Grenzzustand der Tragfähigkeit Bemessungshilfsmittel in Form von Ablaufdiagrammen und Tragfähigkeitstabellen ermittelt. Die Festlegung der Deckendicke erfolgt über einen vereinfachten Nachweis der Biegeschlankheit.

The objective of the present work is to experimentally and theoretically investigate the behaviour of the new building method "Slabs made of reinforced concrete plates with steel fibre concrete layer" in the serviceability and ultimate limit state and to derive design aids for the application of it. The floor system "Slabs made of reinforced concrete plates with steel fibre concrete layer", consists of conventional, prefabricated reinforced concrete plates which already include a steel fibre concrete layer, which is taken into account in the static design. The continuous slab floor system is designed without an upper reinforcing bar layer. Thus, placement of reinforcing bars on site is not necessary. Due to the advantages in the design and construction process, the structure can be built more economical compared to conventional floor systems. In order to investigate the behaviour of the floor system in the serviceability and ultimate limit state, 20 large-scale experiments were performed. The application of the floor system in the structure of a residential building is described. The behaviour in the ultimate and serviceability limit state of the floor system is investigated on the basis of the experiments, the theoretical investigations of the material behaviour of steel fibre concrete and reinforced concrete and the deduction of non-linear design methods. The application of steel fibre concrete instead of conventional reinforcing bars at the supports causes a large redistribution of the bending moments from the support into the field. The load bearing capacity of the floor is reached when a hinge mechanism is formed after the moment redistribution from the support to the field. Failure without prior warning does not occur. Design aids are developed for the design of the floor system in the ultimate limit state. The design aids consist of flow charts and tables with load bearing capacities. The design of the slab thickness in the serviceability limit state is done with a simplified design of the bending slenderness.