Fostabericht P 757 - Stahlleichtverbund - Bauweise Entwicklung - Optimierung und wirtschaftlicher Einsatz im BauweisenFostabericht P 757 - Stahlleichtverbund - Bauweise Entwicklung - Optimierung und wirtschaftlicher Einsatz im Bauweisen

P 757 – Stahlleichtverbund – Bauweise Entwicklung, Optimierung und wirtschaftlicher Einsatz im Bauwesen

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P757

ISBN: 978-3-942541-42-8 Artikelnummer: P757 Kategorien: ,

Beschreibung

P 757 – Stahlleichtverbund – Bauweise Entwicklung, Optimierung und wirtschaftlicher Einsatz im Bauwesen

Stahlverbundkonstruktionen lassen sich im Bauwesen technisch und wirtschaftlich sinnvoll einsetzen. Innovative Lösungen tragen dazu bei, weitere Marktanteile im Bereich des Geschoss- und Brückenbaus zu gewinnen. Eine Optimierung und Weiterentwicklung dieser Bauweise ist daher zielführend.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens sind  Stahlleichtverbundmodule für Geschossdecken aus (ultra-) hochfesten Werkstoffen entwickelt worden, die bei einer geringen Bauhöhe sehr große Spannweiten stützenfrei überbrücken können. Der Einsatz (ultra-) hochfester Werkstoffe erfordert eine extrem tragfähige Verbundfuge. Klassische Kopfbolzendübel eignen sich nur bedingt für diese Aufgabe, so dass auf Puzzleleisten als innovatives Verbundmittel zurückgegriffen wurde. Als besonders effizient hat sich die  Ausführung der Stahlträger als Wabenträgern erwiesen. Schon beim Zuschnitt der Wabenträger kann die Puzzleleiste in das Stegblech  geschnitten werden, wodurch sich weitere Arbeitsschritte für die Realisierung der Verbundsicherung erübrigen. Zudem können die Stegblechöffnungen sehr effizient zur Verlegung der technischen Gebäudeausrüstung genutzt werden, was Konstruktionshöhe einspart.
Das Trag- und Verformungsverhalten der Verbundfuge wurde in umfangreichen  experimentellen Untersuchungen analysiert und die Anwendbarkeit der in der Literatur vorhandenen Bemessungsmodelle überprüft. Es konnte gezeigt werden, dass das für Anwendungen bei größeren Bauteilabmessungen entwickelte  Bemessungsmodell die Tragfähigkeit der Verbundfuge in guter Übereinstimmung wiedergibt. Die dynamischen Eigenschaften und das Trag- und Verformungsverhalten der Stahlleichtverbundmodule wurden in numerischen Berechnungen untersucht und ein Bemessungskonzept für die Nachweisführung erarbeitet. Die Ergebnisse der FE – Analysen sind zusätzlich in Großbauteilversuchen verifiziert worden. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass der Einsatz von Walzprofilen aus S355 und S460 zu wirtschaftlichen Konstruktionen führt.
In Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen auf Basis der Herstell- und Montagekosten sind die Stahlleichtverbund-module mit konventionellen Ortbetonlösungen an einem Referenzgebäude verglichen worden. Die hohen Materialkosten für den ultrahochfesten Beton sind im Wesentlichen preisbestimmend für die Stahlleichtverbundelemente. Es wurden Einsparpotentiale aufgezeigt und konzeptionelle Vorschläge für eine weitere Steigerung der Effizienz und Wirtschaftlichkeit vorgestellt.
Das Forschungsvorhaben wurde vom Lehrstuhl Stahlbau der Technischen Universität Dortmund mit fachlicher Begleitung und mit finanzieller Förderung durch die Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V., Düsseldorf, aus Mitteln der Stiftung Stahlanwendungsforschung, Essen, durchgeführt.

Autoren:
G. Seidl, M. Stambuk, D. Ungermann, S. Schneider

Veröffentlichung:
2014