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Ueber die Querkrafttragfaehigkeit des Betongurts von Verbundtraegern im Bereich von grossen Stegoeffnungen. Teil 1: Experimentelle und rechnerische Untersuchungen; Teil 2: Nachweiskonzept / On the shear-bearing capacity of the concrete slab of composite beams in the region of large weg openings - Part 1: Experimental and numerical investigations, Part 2: Design concept

Der Beitrag stellt in zwei Teilen die wesentlichen Ergebnisse eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefoerderten Forschungsvorhabens zur Querkrafttragfaehigkeit des Betongurts von Verbundtraegern im Bereich von grossen Stegoeffnungen und den sich einstellenden Lastabtragungsmechanismus vor. Der erste Teil enthaelt sowohl experimentelle als auch rechnerische Untersuchungen und deren Ergebnisse zu dieser Thematik. Das Versuchsprogramm umfasste 21 grossmassstaebliche Versuche an Pruefkoerpern mit Gesamtlaengen zwischen 4,40 m und 7,18 m. Bei den Versuchen wurden folgende wesentlichen Parameter variiert: globales Biegemoment im Bereich der Oeffnungen, Oeffnungslaenge, Breite und Dicke des Betongurts und Momenten-Querkraft-Verhaeltnis. Die rechnerischen Umtersuchungen an dreidimensionalen Finite-Element-Modellen umfassten das Nachrechnen der Versuche und weiterfuehrende Parameterstudien. Es zeigte sich, dass mit den rechnerischen und experimentellen Untersuchungen der Lastabtragungsmechanismus im Oeffnungsbereich und die Zugkraefte in den Kopfbolzenduebeln umfassend analysiert werden konnten. Der Bericht geht auch auf die aufgetretenen Versagensarten ein. Dazu gehoeren Ausreissen der Kopfbolzenduebel, Querkraftversagen des Betongurts ueber der Oeffnung, Durchstanzen am Oeffnungsrand sowie Abbrechen von Rippen bei profiliertem Betongurt. In einer Tabelle werden fuer alle Versuche die jeweils ermittelte Traglast und Versagensart sowie das Versagensbild und weitere Besonderheiten dargestellt. Der Teil 2 stellt ein rechnerisches Nachweiskonzept fuer den Betongurt im Oeffnungsbereich vor, das entsprechend den festgestellten Versagensarten drei Nachweise vorsieht. Diese sind Nachweise gegen Querkraftversagen ueber den Oeffnungen, gegen Ausreissen der Kopfbolzenduebel und gegen Durchstanzen am Oeffnungsrand. Die Querkrafttragfaehigkeit wird bei den Nachweisen in Anlehnung an die in DIN 1045-1 angegebenen Formeln gefuehrt. Hinsichtlich des Nachweiskonzepts geht der Bericht auch ein auf die lokale mittragende Breite des Betongurts, die anteiligen Querkraefte in den beiden Traegerteilen, die anteiligen Querkraefte im Betongurt und im Stahltraegerrest, massgebende Querkraefte des Betongurts fuer die Querkraftnachweise sowie auf die Querkraftnachweise fuer den Stahlbetongurt im Bereich der Oeffnungen. Da immer alle drei Nachweise des Konzepts zu fuehren sind, werden die experimentell ermittelten Traglasten nie ueberschaetzt und um hoechstens 30 Prozent unterschaetzt. Kann ein Nachweis nicht gefuehrt werden, wird ersichtlich, wo lokale Verstaerkungsmassnahmen vorzunehmen sind, um den Nachweis dann doch noch fuehren zu koennen. ABSTRACT IN ENGLISH: If the web of a composite beam is weakened by a large opening, the concrete slab carries most of the shear force in this region. The analysis of the load bearing mechanism and the determination of the shear-bearing capacity were the main topics of a research project which was carried out at the Technical University of Kaiserslautern and was supported by the German Research Foundation (DFG). In part 1 of the report, the extensive experimental und numerical investigations as well as their results are presented. Special attention is paid to the load carrying mechanism and the failure modes. In part 2 of the report, a concept for the design of the concrete slab in the region of web openings is presented. It is based on the results of the extensive experimental und numerical investigations which are described in. Resulting from the different occurring failure modes of the concrete slab, three critical shear-bearing capacities have to be considered. These shear-bearing capacities are calculated according to the formulas of DIN 1045-1. In this way, the effect of the headed studs acting as local shear reinforcement can be included. The shear forces of the concrete slab are calculated depending on the stiffness of the top and bottom chord, as well as by the stiffness of the concrete slab. (A)

Language

  • German

Media Info

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01175885
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Oct 6 2010 3:19PM