Beschreibung
P 1097 – Entwicklung eines integrierten Deckensystems für den Stahl- und Verbundbundbau
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines integrierten Deckensystems für den Stahl- und Verbundbau und die Herleitung von Ingenieurmodellen zur Beschreibung des Deckentragverhaltens. Den Ausgangspunkt bildet das Deckensystem InaDeck, das im Rahmen des FOSTA Forschungsprojektes P 879 konzipiert wurde. Dieses zeichnet sich durch große Spannweiten und die im Deckenhohlraum integrierte Gebäudetechnik aus. Um das Deckensystem zur Demonstratorreife zu führen, sind einerseits die einzelnen Deckenelemente hinsichtlich Tragfähigkeit, Wirtschaftlichkeit und Ressourceninanspruchnahme zu optimieren (Walzprofile und Verbundmittel), andererseits ist die Einbindung des Deckensystems in das Gesamttragwerk zu entwickeln.
In diesem Forschungsprojekt werden zunächst mögliche System- und Querschnittsvariationen untersucht, die eine Flexibilisierung des Rastermaßes ermöglichen. Darauf aufbauend werden bestehende stahlbaumäßige Anschlusskonstruktionen an Stützen und Wechselträger betrachtet und diese für das Deckensystem angepasst. Für die kraftschlüssigen Fugen zwischen den Deckenelementen werden sowohl Vergussfugen als auch lösbare und theoretischen Untersuchungen erforscht. Hierzu wird zunächst das Trag- und Beanspruchung zeigten eine Abnahme der Traglast mit zunehmender Zugbeanspruchung. Ein ähnlicher Effekt konnte auch in den Versuchen in gerissenem Beton beobachtet werden. In den Schubversuchen mit zusätzlicher Querbiegung konnte ebenfalls eine Reduktion der Traglast beobachtet werden, der sich in den Trägerversuchen jedoch nicht bestätigte. In abschließenden Trägerversuchen werden einerseits die Tragmechanismen im Stegöffnungsbereich unter positiver und negativer Momentenbeanspruchung und andererseits die Einflüsse einer kombinierten Quer- und Längsbiegebeanspruchung im Deckenelement untersucht.
An einem 10,5 m langen Verbunddeckenelement wird das Schwingungsverhalten der leichten Verbunddecke bei zunehmender Anzahl an Stegöffnungen analysiert. Hierbei zeigte sich ein positiver Effekt auf die Eigenfrequenz bei Stegöffnungen im Auflagerbereich. Die Dämpfung der Decke war durchgehend gering.
Auf Grundlage der durchgeführten Untersuchungen werden Ingenieurmodelle für das Deckensystem hergeleitet. Als Forschungsergebnis wird ein demontratorreifes, integriertes Stahl-Verbunddeckensystem für modulare, weitspannende Tragstrukturen bereitgestellt.
Veröffentlichung:
Januar 2021
Autoren:
Dipl.-Ing. M. Kopp, Prof. Dr.-Ing. M. Feldmann, Dr.-Ing. M. Claßen, Prof. Dr.-Ing. J. Hegger
