Bert Hofmann. Stahl-Verbundbau. Verbundkonstruktionen im Hochbau. STnHl* IS N

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1 Bert Hofmann Stahl-Verbundbau Verbundkonstruktionen im Hochbau STnHl* IS N

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort 1 Einfiihrung Eigenschaften und Einsatzbereiche des Verbundbaus Wirtschaftliches und umweltvertragliches Bauen durch Verbundbau 4 2 Werkstoffe im Verbundbau Werkstoff Stahl Erzeugnisformen der Stahle Werkstoffeigenschaften der Stahle Werkstoff Beton Werkstoffwahl der Betone Werkstoffeigenschaften der Betone Kriechen und Schwinden von Normalbeton Werkstoffpaarung Stahlprofil - Stahlbeton Homogener fiktiver Gesamtquerschnitt Elastische Berechnungen Werkstoffeigenschaften bei erhohten Temperaturen Warmetechnische Eigenschaften von Stahl und Beton Mechanische Eigenschaften von Stahl und Beton Baustahl bei erhohten Temperaturen Betonstahl bei erhohten Temperaturen Beton bei erhohten Temperaturen 25 3 Grenzzustande und Bemessungssituationen Das neue europaische Sicherheitskonzept Einwirkungen und Beanspruchungen Widerstande und Tragfahigkeiten 30 4 Decken und Verbundtrager-Betongurte Aufgaben von GeschoBdecken im Verbundbau Lastabtragung von GeschoBdecken im Verbundbau Einachsig gespannte Platten Zweiachsig gespannte Platten Herstellung von GeschoBdecken im Verbundbau Ortbetonbauweise Fertigbauweise Mischbauweise GeschoBdecken mit Stahlblechprofilen Statische Konzepte von GeschoBdecken mit Stahlblechprofilen Konstruktive Ausbildung von GeschoBdecken mit Stahlblechprofilen Auswahl geeigneter GeschoBdecken im Verbundbau Trag- und Verformungsverhalten von Deckenplatten Betonierlastniveau von Deckenplatten Statische Systeme und Belastungsannahmen im Bau- und Betonierzustand Statische Nachweise unter Vertikallasten im Bau- und Betonierzustand Statische Nachweise unter Horizontallasten im Bau- und Betonierzustand Gebrauchslastniveau von Deckenplatten Versagenslastniveau von Deckenplatten Baustatische Nachweise von Deckenplatten Ubersicht iiber die baustatischen Nachweise fur Deckenplatten SchnittgroBenermittlung bei Deckenplatten Verfahren der SchnittgroBenermittlung bei Deckenplatten Mittragende Breiten bei Einzellasten auf Deckenplatten Wirksame Stiitzweiten von Deckenplatten Vereinfachungen fiir durchlaufende Deckenplatten BemessungsschnittgroBen von Deckenplatten Nachweis der Durchbiegungsbeschrankung von Deckenplatten 61

3 4.7.4 Nachweis der RiBbreitenbeschrankung bei Deckenplatten Nachweis des Feuerwiderstandes von Deckenplatten Tabellenlosungen nach DIN 4102 fur Stahlbetonvollplatten Vereinfachtes Rechenverfahren nach EC4 Teil Nachweis der Biegetragfahigkeit von Deckenplatten Nachweis der Biegetragfahigkeit von Stahlbeton- und Verbundplatten mit vollstandigem Verbund (Grenztragfahigkeit auf Biegung) Nachweis der Biegetragfahigkeit von Verbundplatten mit unvollstandigem Verbund Nachweis der Querkrafttragfahigkeit und der Sicherheit gegen Durchstanzen Nachweis der Verbundsicherung 84 5 Verbundtrager Aufgaben und Vorziige von Verbundtragern Lastabtragung von Verbundtragern Tragwerke ohne Unterziige Tragwerke mit Unterziigen Ausbildung von Verbundtragern Verbund-Durchlauftrager Form und Ausbildung der Stahlprofile von Verbundtragern Form und Ausbildung der Betondruckgurte von Verbundtragern Tragfahigkeiten von Verbundmitteln in Verbundfugen von Verbundtragern Anordnung der Verbundmittel in Langsrichtung von Verbundtragern Verdiibelungsgrad und Teilverbund von Verbundtragern Ausbildung der Unterziige von Verbundtragwerken Herstellungsbedingungen von Verbundtragern - Bau- und Betonierzustande Belastung der Stahlprofile beim Betonieren und Erharten Lagerung der Stahlprofile beim Betonieren und Erharten Trag- und Verformungsverhalten von Verbundtragern Verbundtrager unter dem Betonierlastniveau Verbundtrager unter dem Gebrauchslastniveau Ill Laststeigerung iiber das Gebrauchslastniveau hinaus Grenzlastniveaus von Verbundtragern Folgerungen ftir das anzuwendende Nachweisverfahren Ermittlung der Biegesteifigkeiten von Verbundtragern Grundwerte der Biegesteifigkeiten von Verbundtragern Mittragende Gurtbreiten von Verbundtrager-Betongurten EinfluB querlaufender Hohlzellen und Querfugen in Verbundtrager-Betongurten EinfluB des Verdiibelungsgrades und der Dubelanordnung in Verbundtragern Biegesteifigkeiten von durchlaufenden Verbundtragern Ermittlung der Biegesteifigkeiten und Tragheitsmomente von Verbundtragern Baustatische Nachweise von Verbundtragern SchnittgroBenermittlung bei Verbundtragern Ubersicht iiber die baustatischen Nachweise fiir Verbundtrager Nachweis der Tragwerksverformungen von Verbundtragern Nachweis der Mindestbewehrung und RiBbreitenbeschrankung Die ErstriBtheorie Grenzwerte der RiBbreiten in Betonteilquerschnitten von Verbundtragern Vorgehensweisen beim Nachweis der RiBbreitenbeschrankung in Verbundtragern Ermittlung der Mindestbewehrung in Betonteilquerschnitten von Verbundtragern Nachweis der RiBbreitenbeschrankung ohne Berechnung der RiBbreiten Nachweis der RiBbreitenbeschrankung mit Berechnung der RiBbreiten Nachweis der Momenten- und Querkraft - Grenztragfahigkeiten Verfahren zur Ermittlung der Momenten-Grenztragfahigkeiten von Verbundtragern Momenten-Grenztragfahigkeiten von Verbundtragern mit gedrucktem Betongurt Momenten-Grenztragfahigkeiten von Verbundtragern mit gezogenem Betongurt Biegedrillknicken von Verbunddurchlauftragern Ermittlung der Querkraft-Grenztragfahigkeiten von Verbundtragern Verbundtrager mit groben Stegausschnitten Nachweis der Verbundsicherung bei Verbundtragern Ermittlung der Langsschubkrafte in Verbundtragern 167

4 Krafteinleitung in den Betongurt von Verbundtragern 168 Langsschubkraft-Grenztragfahigkeit der Betongurte von Verbundtragern mit Querbewehrung 170 Nachweis des Feuerwiderstandes von Verbundtragern 174 Brandschutz von Verbundtragern durch Bekleidungen 174 Brandschutz von Verbundtragern durch Kammerbeton 1 75 Brandschutznachweise von Profilverbundtragern mittels Tabellenlosungen 1 76 Brandschutznachweise von Profilverbundtragern mittels..vereinfachter" Berechnungsverfahren 179 Bestimmung des im Brandfall aufnehmbaren Feldmomentes M fj M+ von Verbundtragern 181 Bestimmung des im Brandfall aufnehmbaren Stiitzmomentes Mfj RJ_ von Verbundtragern 183 Verbundstiitzen 185 Aufgaben und Vorziige von Verbundstiitzen 185 Ausbildung von Verbundstiitzen 186 Querschnittsausbildungen und Werkstoffe von Verbundstiitzen 186 Trageranschliisse an Verbundstiitzen 189 Flachdeckenanschliisse und VerbundstutzenstoBe 193 Trag- und Verformungsverhalten von Verbundstiilzen 194 Betonierzustand von Verbundstiitzen 194 Gebrauchslastniveau von Verbundstiitzen 195 Grenzlastniveau von Verbundstiitzen 195 Ermittlung der M/N-Grenztragfahigkeiten von Verbundstiitzen 196 Bezogener Schlankheitsgrad X von Verbundstiitzen.196 Ermittlung der Momenten-Grenztragfahigkeiten von Verbundstiitzen.199 M/N-lnteraktion von Verbundstiitzen.203 Baustatische Nachweise von Verbundstiitzen.207 SchnittgroBenermittlung bei Verbundstiitzen.208 Ubersicht iiber die baustatischen Nachweise von Verbundstiitzen.211 Tragfahigkeitsnachweise von Verbundstiitzen bei Gebrauchstemperaturen unter planmabig mittiger Druckkraft Tragfahigkeitsnachweise von Verbundstiitzen unter Druck und Biegung Anhang A Anhang B Nachweis der Querkraft-Aufnahme von Verbundstiitzen Nachweis der Verbundsicherung in den Krafteinleitungsbereichen Nachweis des Feuerwiderstandes von Verbundstiitzen Grundsatzliches zum Erwarmungsverhalten von Verbundstiitzen im Brandfall. Brandschutztechnische Gestaltungsregeln fur Verbundstiitzen Grenztragfahigkeiten von Verbundstiitzen im Brandfall (nach EC 4 Teii 1-2) Tabellenlosungen fur Verbundsliitzen im Brandfall Losungen mit vereinfachten Rechenmodellen fiir Verbundstiitzen im Brandfall Anhang C 511 Aufgabe - Situation - Geometrie - Losungen 512 Aufgabenstellung 513 Losungsmoglichkeiten 513 Berechnungsbeispiele 514 Losung la) 515 Pos. Deckentrager Eingabedaten Systemabmessungen gewahlte Baustoffe Lastannahmen Schnittgroften in den Grenzzustanden der Tragfahigkeit Querschnittswahl mit Hilfe der Tabellen des Anhangs A Standsicherheitsnachweise des Verbundtragers im Grenzzustand der Tragfahigkeit (ULS) unter Gebrauchstemperaturen 516

5 5 Nachweise der Verbundfuge und DubelumrirSflachen Grenztragfahigkeiten der Verbundfuge Standsicherheitsnachweise der Verbundfuge Grenztragfahigkeit der DiibelumriBflache (DU) Standsicherheitsnachweise der DiibelumriBflache Alternativuntersuchung fur kiirzere Kopfbolzendubel (KD 22/100) Nachweis des Stahltragers in Bau- und Betonierzustanden Verformungen im Betonierzustand (ohne Betonierlast) Standsicherheitsnachweise im Betonierzustand (mit Betonierlast) Bestimmung der erforderlichen Uberhohung Verformungen infolge kurzfristig einwirkender Lasten Verformungen infolge dauernd einwirkender Lasten Verformungen infolge Schwindens Wahl der Trageriiberhohung Durchbiegungsverlauf wiihrend der Belastungsgeschichte Abschiitzung der Eigenfrequenz Brandschutz durch Kammerbeton (gem. EC 4 Teil 1-2) fur Feuerwiderstandsklasse R Tabellenlosung moglich, da Randbedingungen gem. Bild 5.99 eingehalten Losung nach vereinfachtem Berechnungsmodell Stegdurchfiihrungen 523 Pos. (D Aulienstiitze Eingabedaten Systemabmessungen gewahlte Baustoffe Lastannahmen SchnittgroBen in den Grenzzustanden der Tragfahigkeit unter Gebrauchstemperaturen (ULS) im Brandfall (ULS n ) Querschnittswahl mit Hilfe der Tabellen des Anhanges B Losungen gem. EC Losung nach DIN Teil Standsicherheitsnachweise der Verbundstiitze im Grenzzustand der Tragfahigkeit (ULS) im Gebrauchstemperaturbereich Grenztragfahigkeit und My/N-Interaktion mit konkreten Abmessungen bezogene Schlankheiten der Verbundstiitze um y- und z-achsen Standsicherheitsnachweise der Verbundstiitze (ULS) - Knicknachweise Brandschutz durch Kammerbeton (gem. EC 4-1-2) - gefordert: R Querkraftaufnahme Verbundsicherung in den Lasteinleitungsbereichen Ausbildung des AnschluBpunktes Deckentrager - AuBenstiitze und des StiitzfuBes..531 Losung 2a) 532 Pos. 5) Deckentrager 532 Pos. 1.1: Deckentrager, die direkt an Innenstiitzen (IS) anschlieben Einfeldtrager 532 Pos. 1.2: Deckentrager, die auf den Unterziigen (UZ) auflagern - Durchlauftrager 533 Pos. % Unterziige 533 Pos. ( } Innenstiitzen 534 Losung 3a) 537 Pos. Cij Deckentrager 537 Pos. Q 1. Innenstiitze System, Baustoffe, Lastannahmen SchnittgroBen der EG-Stiitze Losung mit Hilfe der Tabellen des Anhangs B (Tabelle S. 377) Profilwahl und konstruktive Ausbildung von Querschnitt und AnschluB Standsicherheitsnachweise der Verbundstiitze (ULS) unter Gebrauchstemperaturen - Knicknachweise Querkraftaufnahme Verbundsicherung in den Lasteinleitungsbereichen Standsicherheitsnachweise der Verbundstiitze im Brandfall 547 Literatur 549