Untersuchungen zur Verbundwirkung von Betonduebeln. Anwendung von tiefliegenden Betonduebeln bei Slim-Floor-Konstruktionen (CoSFB) / Analysis of the composite action of concrete dowels. Application of concrete dowels for slim-floor construction (CoSFB)

Im Verbundbau dienen zur Verbindung des Betons mit dem Stahl nicht nur Kopfbolzenduebel, sondern auch Betonduebel. Betonduebel uebertragen die Laengsschubkraefte vom Baustahl in den Beton ueber mit Beton verfuellte Ausnehmungen in den Stahlbauteilen. Vorgestellt wird eine besondere Betonduebelart, die tiefliegenden Betonduebel, die mit Betonstahl bewehrt sind. Vor dem Betonieren werden dazu einzelne Betonstaebe durch die Ausnehmungen in den Stahltraegern gesteckt. Solche tiefliegenden Betonduebel werden zum Beispiel schon seit Jahrzehnten bei den WIB-Bruecken (Walztraeger in Beton) der Eisenbahnen verwendet. Bei Slim-Floor-Konstruktionen (CoSFB Composite Slim-Floor Beam) wurden sie bisher jedoch nicht angewendet. Zur Verbesserung ihrer Wirtschaftlichkeit sollten auch bei dieser Konstruktionsart tiefliegende Betonduebel eingesetzt werden. In den vergangenen Jahren sind verschiedene Versuche zum Tragverhalten tiefliegender Betonduebel durchgefuehrt worden. Dazu gehoeren auch die vorgestellten Push-out-Versuche zur Erwirkung einer bauaufsichtlichen Zulassung von Slim-Floor-Traegern. Das Versuchsprogramm und die Versuchsbeschreibungen werden erlaeutert. In den Probekoerpern waren fuenf uebereinander liegende Duebellagen mit Staeben von 12 Millimetern Durchmesser angeordnet. Die Versuche umfassten Probekoerper mit zwei verschiedenen Betondruckfestigkeiten (26,8 Newton je Quadratmillimeter und 56 Newton je Quadratmillimeter). Bei den Versuchen zeigte sich, dass die Traglast im Wesentlichen aus den Anteilen Betondruckstrebe, Bewehrungsstab und Reibung besteht. Es konnte ermittelt werden, dass bei der hoeheren Betondruckfestigkeit der Bewehrungsstab eine reine Querkraftbeanspruchung erfaehrt. Bei der niedrigen Betondruckfestigkeit verkruemmt sich der Bewehrungsstab z-foermig. Dies fuehrt zu einem gemeinsamen Auftreten von Zug- und Querkraeften und einer hoeheren Duktilitaet der Verbindung, meist verbunden mit einer hoeheren Tragfaehigkeit. Eine hohe Betondruckfestigkeit fuehrt daher nicht zwangslaeufig zu einer hoeheren Traglast der Duebelverbindung. Auf der Basis der Versuchsergebnisse werden Empfehlungen zur Bemessung der Verbundduebel gegeben, bei denen auch die Einfluesse der Betondruckfestigkeit beruecksichtigt werden. Damit liegt eine Bemessungsgrundlage fuer die Duebel im untersuchten Anwendungsbereich vor. Die Wirtschaftlichkeit und Praxistauglichkeit der Bauweise dokumentieren einige vorgestellte Referenzobjekte. Ein Antrag zur Erteilung einer Allgemeinen Bauaufsichtlichen Zulassung liegt beim Deutschen Institut fuer Bautechnik (DIBt) vor. ABSTRACT IN ENGLISH: With the aim to design slim-floor beams more economically, acting as composite beams, concrete dowels have been investigated to transfer the longitudinal shear force. First pilot tests executed in 2009 have demonstrated a great potential of this new construction system. It has also shown that the existing models for concrete dowels cannot be directly applied. Consequently, a further test campaign has been carried out in 2011 to extend the already examined application range of the concrete dowels with slim-floor beams and to obtain General Technical Approval from the Deutsches Institut fuer Bautechnik (DIBt, German Institute for Civil Engineering). Throughout all the tests, a ductile behaviour of concrete dowels has been confirmed. The analysis of the test results leads further to the conclusion that the ultimate load bearing capacity is mainly composed of three bearing parts: a concrete compression strut running into the dowel, resistance of the reinforcement bar and friction. In the paper, an influence of the concrete compressive strength on the load bearing capacity of the shear connection is specifically explained, since the experiments showed that a higher concrete compressive strength has not necessarily led to a higher load bearing capacity of the dowels. From the experimental results recommendations for the characteristic longitudinal shear capacity of the concrete dowels in the examined application were derived and are presented in the article. It also provides a guideline to the design, promoting economic application of the developed composite slim-floor beam (CoSFB), whose potential is demonstrated by examples of realized projects. (A)

  • Authors:
    • BRAUN, M
    • HECHLER, O
    • OBIALA, R
  • Publication Date: 2014-5

Language

  • German

Media Info

  • Pagination: 302-8
  • Serial:
    • Stahlbau
    • Volume: 83
    • Issue Number: 5
    • Publisher: Ernst (Wilhelm) and Sohn

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01530077
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Jul 3 2014 3:23PM