Anwendungsgrenzen für Leitungsführungen senkrecht zur Tragrichtung in Stahlbetonplatten ohne Querkraftbewehrung. Abschlussbericht
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Immer häufiger werden Stahlbetondecken nicht nur als tragende Bauteile in Anspruch genommen, sondern zusätzlich als Installationsraum genutzt. Es werden beispielsweise luft- oder wasserführende Rohre in Decken einbetoniert, die je nach Bedarf zum Kühlen oder Heizen der angrenzenden Räume genutzt werden. In zunehmendem Maße werden auch wegen des Wegfalls abgehängter Decken Leerrohre für z.B. Elektroleitungen in den Massivdecken verlegt. Literaturstudien ergaben insgesamt keine ausreichenden Anhaltspunkte für die Querkrafttragfähigkeit von Platten ohne Querkraftbewehrung mit integrierten Lüftungskanälen. Für die in jedem Fall zu führenden Statischen Nachweise fehlen bisher ein belastbares Rechenmodell bzw. nachvollziehbare Anwendungsregeln. Auf Grund der fehlenden Bemessungsgrundlagen für die Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetondecken mit integrierten Leitungsführungen wurde an der TU Kaiserslautern ein vom Deutschen Beton- und Bautechnikverein e.V. und vom Deutschen Institut für Bautechnik finanziell unterstütztes Forschungsvorhaben durchgeführt. Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, Grundlagen für die Bemessung von durch Rohre geschwächten Decken zu schaffen und Statische Nachweise mit Hilfe von modifizierten Bemessungsgleichungen beziehungsweise Anwendungsregeln möglich zu machen. Die Versuchsergebnisse haben gezeigt, dass eine Öffnung, die in der Zugzone liegt, eine größere Schwächung, also eine geringere Tragfähigkeit im Vergleich zu einer Öffnungsanordnung im gedrückten Querschnittsbereich mit sich bringt. Durch Versuche mit mehreren nebeneinander angeordneten Öffnungen konnte gezeigt werden, dass ab einem Achsabstand der Öffnungen entsprechend dem 3-fachen Öffnungsdurchmesser von der Abminderung der Querkrafttragfähigkeit entsprechend einer Einzelöffnung ausgegangen werden kann. Rechteckige Leitungsführungen oder Aneinanderreihungen von mehreren Öffnungen wurden versuchstechnisch mit rechteckigen Hohlkörpern aus Schaumkunststoff realisiert. Hierbei zeigte sich, dass rechteckige Öffnungen, durch ihre geometrische Unstetigkeit zu einer früheren Rissbildung und somit zu einer niedrigeren Versagenslast im Vergleich zu runden Öffnungen mit gleicher Öffnungshöhe neigen. Mit Hilfe des FE-Programmsystems ATENA wurden die durchgeführten Versuche bestätigt und die gefundene Bemessungsgleichungen mit Parameterstudien untermauert. Ergebnisse: Es wird vorgeschlagen, die in DIN 1045-1:2001-07 angegebene Bemessungsgleichung (Gl. 70) für die Querkrafttragfähigkeit ohne Querkraftbewehrung zur Berücksichtigung der Öffnungen um einen Abminderungsfaktor k zu erweitern.

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Immer häufiger werden Stahlbetondecken nicht nur als tragende Bauteile in Anspruch genommen, sondern zusätzlich als Installationsraum genutzt. Es werden beispielsweise luft- oder wasserführende Rohre in Decken einbetoniert, die je nach Bedarf zum Kühlen oder Heizen der angrenzenden Räume genutzt werden. In zunehmendem Maße werden auch wegen des Wegfalls abgehängter Decken Leerrohre für z.B. Elektroleitungen in den Massivdecken verlegt. Literaturstudien ergaben insgesamt keine ausreichenden Anhaltspunkte für die Querkrafttragfähigkeit von Platten ohne Querkraftbewehrung mit integrierten Lüftungskanälen. Für die in jedem Fall zu führenden Statischen Nachweise fehlen bisher ein belastbares Rechenmodell bzw. nachvollziehbare Anwendungsregeln. Auf Grund der fehlenden Bemessungsgrundlagen für die Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetondecken mit integrierten Leitungsführungen wurde an der TU Kaiserslautern ein vom Deutschen Beton- und Bautechnikverein e.V. und vom Deutschen Institut für Bautechnik finanziell unterstütztes Forschungsvorhaben durchgeführt. Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, Grundlagen für die Bemessung von durch Rohre geschwächten Decken zu schaffen und Statische Nachweise mit Hilfe von modifizierten Bemessungsgleichungen beziehungsweise Anwendungsregeln möglich zu machen. Die Versuchsergebnisse haben gezeigt, dass eine Öffnung, die in der Zugzone liegt, eine größere Schwächung, also eine geringere Tragfähigkeit im Vergleich zu einer Öffnungsanordnung im gedrückten Querschnittsbereich mit sich bringt. Durch Versuche mit mehreren nebeneinander angeordneten Öffnungen konnte gezeigt werden, dass ab einem Achsabstand der Öffnungen entsprechend dem 3-fachen Öffnungsdurchmesser von der Abminderung der Querkrafttragfähigkeit entsprechend einer Einzelöffnung ausgegangen werden kann. Rechteckige Leitungsführungen oder Aneinanderreihungen von mehreren Öffnungen wurden versuchstechnisch mit rechteckigen Hohlkörpern aus Schaumkunststoff realisiert. Hierbei zeigte sich, dass rechteckige Öffnungen, durch ihre geometrische Unstetigkeit zu einer früheren Rissbildung und somit zu einer niedrigeren Versagenslast im Vergleich zu runden Öffnungen mit gleicher Öffnungshöhe neigen. Mit Hilfe des FE-Programmsystems ATENA wurden die durchgeführten Versuche bestätigt und die gefundene Bemessungsgleichungen mit Parameterstudien untermauert. Ergebnisse: Es wird vorgeschlagen, die in DIN 1045-1:2001-07 angegebene Bemessungsgleichung (Gl. 70) für die Querkrafttragfähigkeit ohne Querkraftbewehrung zur Berücksichtigung der Öffnungen um einen Abminderungsfaktor k zu erweitern.

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