Fachbeiträge & Interviews
Samstag, 04. April 2020
Ausgabe 6802 | Nr. 95 | 19. Jahrgang
D.I.E. Baustatik Software - Einfach | Anders | Besser
Autor:  Prof. Dr. Ing. Gerd Günther, Dipl. Ing. Matthias Wacker
Herausgeber: FH Gießen - Labor für Baustoffkunde, Bauteilprüfung und Massivbau email-weiterempfehlendruckansicht

Forschungsprojekt zum Durchstanzen von Stahlbetonflachdecken

# 03.12.2001

Flachdecken, d. h. Ortbetondecken, die über Einzelstützen, ohne Unterzüge ihre Lasten abtragen, werden in der Praxis häufig gewählt, da sie sich wirtschaftlich herstellen lassen. Zum Nachweis der Standsicherheit sind Flachdecken auch gegen Durchstanzen, d. h. ein Versagen der Platte durch die konzentrierte Lasteinleitung in die Stütze, zu bemessen.

Einleitung

Abb. 1 - Abhängigkeit der Querkrafttragfähigkeit von der Betonfestigkeit nach verschiedenen Normen am Beispiel unseres Versuchskörpers Abb. 1 - Abhängigkeit der Querkrafttragfähigkeit von der Betonfestigkeit nach verschiedenen Normen am Beispiel unseres Versuchskörpers

Ausgangspunkt der Forschungsarbeiten am Fachbereich Bauingenieurwesen der Fachhochschule war eine wissenschaftliche Auswertung der zu diesem Verfahren vorliegenden Schriften und Regularien [1]. Die betrachteten Normenwerte zeigen im wesentlichen drei Einflussfaktoren auf die Querkrafttragfähigkeit: der Längsbewehrungsgrad, die statische Höhe (Maßstabsfaktor) und die Betondruckfestigkeit. Dabei zeigten sich Abweichungen zwischen den verschiedenen Richtlinien sowohl bei der Beurteilung insbesondere des Einflusses der Betondruckfestigkeit als auch der Größe des Durchstanzkegels. Bei Annahme eines Längsbewehrungsgrads von 1,5 % und einer statischen Höhe von 20,5 cm, wie sie in den Versuchskörpern der Fachhochschule Gießen verwendet wurden, ergibt sich die in Abbildung 1 dargestellte Abhängigkeit der Querkrafttragfähigkeit von der Betondruckfestigkeit für die verschiedenen Normenwerke [2].

Abb. 2 - Näherungswerte für den Beiwert b bzw. für die Erhöhung der vorhandenen Querkraft Abb. 2 - Näherungswerte für den Beiwert b bzw. für die Erhöhung der vorhandenen Querkraft

Um die Auswirkung von Momenten in der Lasteinleitungsfläche zu berücksichtigen, setzt im EC 2 und in der DIN 1045-1 (7.01) ein Beta- Wert die Beanspruchbarkeit herab. In DIN 1045 (7.88) darf für Randstützen mit einer um 40% erhöhten vorhandenen Querkraft gerechnet werden. Die sich ergebenden Beiwerte sind in Abbildung 2 dargestellt. Alle drei Normen weisen in der Beschreibung der Verfahren darauf hin, dass es sich bei den Beta- Werten um Näherungswerte handelt, die nur in bestimmten Grenzen angewendet werden dürfen, bzw. dass die Erhöhung der vorhandenen Schubspannung nur erfolgen darf, wenn die Vorraussetzungen des Näherungsverfahrens nach DAfStB-Heft 240 vorliegen. Die Normen lassen die Verwendung anderer Beiwerte zu, die durch genauere Nachweise gestützt werden.

Experimentelle Untersuchungen

Abb. 3 - Versuchsanlage Abb. 3 - Versuchsanlage

Im Labor für Baustoffkunde und Massivbau der Fachhochschule Gießen- Friedberg wird in experimentellen Untersuchungen das Verhalten von Rand- und Eckstützen im Unterschied zu Innenstützen untersucht. In Abhängigkeit von der Lastausmitte e=M/F ergeben sich unterschiedliche Bruchverhalten, die vom Stanzbruch in der Tragrichtung parallel zum freien Rand bis zum Biegetorsionsbruch orthogonal zum freien Rand durch Torsionswirkung der Seitenfläche der Stütze reichen. Abbildung 3 zeigt die Versuchsanlage zur Untersuchung von Innen-, Rand- und Eckstützen. Durch die experimentellen Untersuchungen an Rand- und Eckstützen soll die Abhängigkeit des Bruchverhaltens

  • von der Lastausmitte
  • vom Bewehrungsgrad parallel zum freien Rand
  • vom Bewehrungsgrad orthogonal zum freien Rand
  • vom Bewehrungsgrad des Stützenanschlusses
  • vom Verhältnis der Steifigkeiten Stütze/ Platte

ermittelt werden.

Prof. Dr. Ing. Gerd Günther,  Leiter des Labors für Baustoffkunde, Bauteilprüfung und Massivbau Prof. Dr. Ing. Gerd Günther, Leiter des Labors für Baustoffkunde, Bauteilprüfung und Massivbau

Für die Bemessung von Deckenplatten gegen Durchstanzen am Rand oder in der Ecke gibt es bisher kein konkretes Modell zur Bemessung. Die in den experimentellen Untersuchungen gewonnenen Ergebnisse sollen in ein Bemessungsmodell einfließen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert die Untersuchungen im Labor für Baustoffkunde und Massivbau.

Literatur

Dipl. Ing. Matthias Wacker, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Labor für Baustoffkunde, Bauteilprüfung und Massivbau Dipl. Ing. Matthias Wacker, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Labor für Baustoffkunde, Bauteilprüfung und Massivbau

[1] Krafft, Christian; Diaz, Joaquín; Günther, Gerd: Literaturstudie zum Durchstanzen von Flachdecken, Forschungsbericht 1 des Fachgebiets Massivbau, Fachhochschule Gießen- Friedberg, 1999

[2] Wacker, Matthias; Günther, Gerd: Experimentelle und analytische Untersuchungen zum Durchstanzen von Flachdecken, Forschungsbericht 2 des Fachgebiets Massivbau, Fachhochschule Gießen- Friedberg, 2001

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