Die Nutzung von Stahlbetondecken als Installationsraum nimmt immer mehr zu. Dabei werden Leerrohre, Kanäle oder Rohre zur Gebäudetemperierung in die Betondecken einbetoniert. Allerdings finden diese Querschnittsschwächungen in den statischen Berechnungen nicht immer ausreichend Beachtung. Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, Grundlagen für die Bemessung von durch Rohre geschwächten Decken zu schaffen und den statischen Nachweis mit Hilfe von modifizierten Bemessungsgleichungen möglich zu machen. Betrachtet wurden hier einzelne kreisrunde und rechteckige Öffnungen sowie die Gruppenanordnung von mehreren Öffnungen. Dazu wurde eine Vielzahl von Bauteilversuchen an Stahlbetonplattenstreifen durchgeführt. Diese wurden mit Hilfe von FE-Berechnungen nachvollzogen. Parameterstudien halfen bei der Definition von Bemessungsgleichungen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wurden zehn Plattenbalken bezüglich ihrer Querkrafttragfähigkeit unter vorwiegend ruhender und nicht vorwiegend ruhender Belastung geprüft. Ziel der experimentellen Untersuchungen war es, tragfähigkeitsrelevante Auswirkungen einer nicht vorwiegend ruhenden Beanspruchung aufzuzeigen, die den Stahlbeton, die textilbewehrte Verstärkungsschicht oder den Verbund zwischen Stahlbeton und Verstärkung betreffen können.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Mit zunehmender Technologisierung von Gebäuden und durch den Einsatz neuartiger Leichtbausysteme (z. B. Hohlkörperdecken) wird der Querschnitt hochbauüblicher Stahlbetondecken zunehmend geschwächt. Die integrierten Hohlräume führen zu einer Minderung der Querkrafttragfähigkeit von nicht querkraftbewehrten Stahlbetondecken. An der TU Kaiserslautern wurden in den vergangenen Jahren eingehende Untersuchungen zur Querkrafttragfähigkeit von Decken mit integrierten Leitungen durchgeführt. Es wurden hierzu Bemessungsvorschläge entwickelt, die in die allgemeine Bemessungspraxis eingegangen sind. Des Weiteren wurden von den Antragstellern umfangreiche experimentelle und numerische Untersuchungen zum Tragverhalten von Hohlkörperdecken durchgeführt. Für eine kombinierte Beanspruchung aus Querkräften und Längszugkräften liegt bisher jedoch kein abgesichertes Bemessungskonzept vor.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Der vorliegende Forschungsbericht dokumentiert die experimentelle Untersuchung der Korrelation zwischen Betondruck- und Zugfestigkeit historischer Betone, basierend auf einer umfangreichen Bohrkernentnahme an verschiedenen historischen Tragwerken. Darauf aufbauend erfolgt eine Überprüfung der Gültigkeit des in DIN EN 1992-1-1 für den Neubaufall beschriebenen Verhältnisses auch für Bestandsbetone, da der Einfluss verschiedener last- und zeitabhängiger Faktoren bisher unzureichend erforscht war. Da die Betonzugfestigkeit neben der Querkrafttragfähigkeit auch maßgeblich die Betonausbruchlast von Dübeln oder sonstigen Befestigungsmitteln beeinflusst, erfolgt im Rahmen des vorliegenden Forschungsberichts auch eine experimentelle Überprüfung der Dübeltragfähigkeit in historischen niederfesten Betonen bzw. in eigenschaftsgleichen Referenzbetonen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Verwendung von selbstverdichtendem Beton (SVB) für Spannbetonfertigteile stellt unter wirtschaftlichen, technischen und ästhetischen Gesichtspunkten eine Weiterentwicklung der Betonbauweise dar. Aufgrund seines höheren Mehlkorngehalts und seiner Viskosität verfügt er über eine andere Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften als herkömmlicher Beton. Darum war zu klären, ob die Bemessungsregeln für die Verbundfestigkeit und die Ansätze der Querkraftbemessung von herkömmlichem Beton direkt auf SVB-Bauteile anwendbar sind. Hierzu wurden neben theoretischen Untersuchungen 144 Ausziehversuche an Betonwürfeln, 5 Spannkrafteinleitungsversuche sowie 4 Balkenversuche zur Verbundverankerung und 4 Querkraftversuche durchgeführt. Die Untersuchungen konzentrierten sich auf drei Betone (Mehlkorntyp mit Flugasche, Mehlkorntyp mit Kalksteinmehl, Kombinationstyp mit Stabilisator und Flugasche) und zwei Spannstähle (Litzen und gerippter Spanndraht).
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Bemessung von Verbunddecken ist in DIN EN 1994-1-1 2010 geregelt, worin ausführliche Informationen zur Bestimmung der Längsschub- und Biegetragfähigkeit aufgeführt sind. Für den Nachweis der Querkrafttragfähigkeit verweist der EC4 auf das Modell für nicht schubbewehrte Massivquerschnitte in DIN EN 1992-1-1 2011, da bis vor kurzem kein eigenständiges Querkraftbemessungsmodell für Verbunddecken zur Verfügung stand. Das Modell im EC2 gründet auf einigen Annahmen, die für Verbunddecken nicht vorausgesetzt werden können. Außerdem können die spezifischen Eigenschaften von Verbunddecken nicht berücksichtigt werden. Daher wurde in Hartmeyer 2014 ein Modell zur Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit von Verbunddecken, die ausschließlich durch das Verbundblech längsbewehrt sind, entwickelt. Verbunddecken werden in der Praxis allerdings stets mit zusätzlicher Betonstahlbewehrung ausgeführt. In dem zuvor genannten Modell für Verbunddecken kann der positive Einfluss der zusätzlichen Betonstahlbewehrung auf das Querkrafttragverhalten der Verbunddecken jedoch nicht vollumfänglich berücksichtigt werden.
In dieser Arbeit wurde daher ein eigenständiges Ingenieurmodell entwickelt, mit dem das Querkrafttragverhalten von Verbunddecken unter der Kombination der beiden Längsbewehrungsarten Blech und Betonstahl mechanisch beschrieben werden kann. Hierzu wurden umfangreiche Querkraftversuche an Verbunddecken durchgeführt. Durch den Einsatz kontinuierlicher Dehnungsmessung mittels Sensorfasern, konnten wesentliche Erkenntnisse zum Querkrafttragverhalten gewonnen werden. So wurde beispielsweise festgestellt, dass das Querkrafttragverhalten von Verbunddecken dem Bogen-Zugband-Modell zuzuordnen ist und Ebenbleiben der Querschnitte nicht vorausgesetzt werden kann. Das entwickelte Modell beinhaltet vier Traganteile, die additiv berücksichtigt werden. Diese sind der Schubtraganteil der ungerissenen Druckzone, der Traganteil der Rissprozesszone, die Dübelwirkung von Blech und Betonstahl sowie der vertikale Anteil einer direkten Druckstrebe ins Auflager. Das Modell ist gleichermaßen für offene und hinterschnittene Geometrien gültig und berücksichtigt über die Teilverbundtheorie die spezifischen Eigenschaften der Verbundbleche. Die Untersuchungen in dieser Arbeit konzentrierten sich auf Verbunddecken aus Normalbeton. Eine Öffnung des Modells für Verbunddecken aus Leichtbeton ist prinzipiell möglich, da die Materialeigenschaften innerhalb der einzelnen Traganteile direkt Berücksichtigung finden und somit die speziellen Eigenschaften des Leichtbetons Eingang finden könnten.
Durch die Berücksichtigung der Kombination der beiden Längsbewehrungsarten ist es erstmals möglich, die Querkrafttragfähigkeit von Verbunddecken zutreffend zu beschreiben. Da hiermit eine erhebliche Traglaststeigerung einhergeht, konnte folglich die Wirtschaftlichkeit von Verbunddecken gesteigert werden. Im Zuge der Überarbeitung des EC4 wurde das entwickelte Modell bereits in den Entwurf (prEN 1994-1-1 2020) aufgenommen.
Aktualisiert: 2023-01-27
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Für die Querkrafttragfähigkeit von Bauteilen mit geklebter Bewehrung existieren zurzeit nur konservative Ansätze, die im Hinblick auf die wirtschaftliche Bemessung von Verstärkungsmaßnahmen bis jetzt noch nicht weiterentwickelt und praxisgerecht aufbereitet wurden. Um ein geschlossenes Bemessungskonzept für die Querkrafttragfähigkeit von Bauteilen mit geklebter Bewehrung zu erstellen, wurden folgende Problemstellungen experimentell und theoretisch untersucht: Querkrafttragfähigkeit von Bauteilen mit aufgeklebter Bewehrung // Querkrafttragfähigkeit von Bauteilen mit in Schlitze verklebter Bewehrung // Bildung eines sogenannten Versatzbruches am Lamellenende und deren Vermeidung // Querkraftverstärkung. Aufbauend auf diese experimentellen und theoretischen Untersuchungen wurden für die genannten Problemstellungen Bemessungskonzepte auf Basis der Eurocodes DIN EN 1992-1-1 erstellt.
Aktualisiert: 2022-01-01
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Das vorliegende Heft liefert einen Überblick über experimentelle und theoretische Untersuchungen zum Tragverhalten von Betonbauteilen mit Faserverbundkunststoff-Bewehrung. Neben einer genauen Beschreibung der im Massivbau als Bewehrungsstäbe einsetzbaren Faserverbundkunststoffe, beschreibt der Titel detailliert das Tragverhalten von FVK-bewehrten Betonbauteilen. Aufbauend auf eigenen Versuchsergebnissen sowie Datenbanken mit über 230 Querkraftversuchen und über 300 Versuchswerten zur Rissbreitenentwicklung, werden Ansätze zur Ermittlung der Biege- und Querkrafttragfähigkeit sowie zur Rissbreitenbegrenzung abgeleitet. Die vorgestellten Ingenieurmodelle ermöglichen eine präzise Beschreibung des Tragverhaltens.
Aktualisiert: 2022-01-01
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Regeln für die Querkraftbemessung in Normen sind weitgehend empirisch begründet und aus Versuchsergebnissen abgeleitet. Eine grundlegende Voraussetzung für ein rein empirisches Vorgehen ist eine breite und zuverlässige Datenbasis von Versuchen, die die wesentlichen Parameter in dem in der Praxis vorkommenden Anwendungsbereich abdeckt. Mit dieser Zielsetzung wurde 1999 innerhalb einer Arbeitsgruppe des DAfStb und DIBt von Reineck eine Datenbank aufgestellt. Parallel hierzu stellte Kuchma eine umfangreiche Datensammlung für Bauteile ohne und mit Bügel auf. Diese beiden Datenbanken wurden nun zusammengelegt zu der hier vorgestellten "Erweiterten Datenbank". Die wesentlichen Merkmale dieser Datenbank sind die Festlegung von Kriterien für eine systematische Kontrolle der Versuchsdaten sowie für die Auswahl der zum Vergleich mit Bemessungsvorschlägen herangezogenen Versuche.
Aktualisiert: 2022-01-01
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Für die Querkrafttragfähigkeit von Bauteilen mit geklebter Bewehrung existieren zurzeit nur konservative Ansätze, die im Hinblick auf die wirtschaftliche Bemessung von Verstärkungsmaßnahmen bis jetzt noch nicht weiterentwickelt und praxisgerecht aufbereitet wurden. Um ein geschlossenes Bemessungskonzept für die Querkrafttragfähigkeit von Bauteilen mit geklebter Bewehrung zu erstellen, wurden folgende Problemstellungen experimentell und theoretisch untersucht: Querkrafttragfähigkeit von Bauteilen mit aufgeklebter Bewehrung // Querkrafttragfähigkeit von Bauteilen mit in Schlitze verklebter Bewehrung // Bildung eines sogenannten Versatzbruches am Lamellenende und deren Vermeidung // Querkraftverstärkung. Aufbauend auf diese experimentellen und theoretischen Untersuchungen wurden für die genannten Problemstellungen Bemessungskonzepte auf Basis der Eurocodes DIN EN 1992-1-1 erstellt.
Aktualisiert: 2021-11-02
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Regeln für die Querkraftbemessung in Normen sind weitgehend empirisch begründet und aus Versuchsergebnissen abgeleitet. Eine grundlegende Voraussetzung für ein rein empirisches Vorgehen ist eine breite und zuverlässige Datenbasis von Versuchen, die die wesentlichen Parameter in dem in der Praxis vorkommenden Anwendungsbereich abdeckt. Mit dieser Zielsetzung wurde 1999 innerhalb einer Arbeitsgruppe des DAfStb und DIBt von Reineck eine Datenbank aufgestellt. Parallel hierzu stellte Kuchma eine umfangreiche Datensammlung für Bauteile ohne und mit Bügel auf. Diese beiden Datenbanken wurden nun zusammengelegt zu der hier vorgestellten "Erweiterten Datenbank". Die wesentlichen Merkmale dieser Datenbank sind die Festlegung von Kriterien für eine systematische Kontrolle der Versuchsdaten sowie für die Auswahl der zum Vergleich mit Bemessungsvorschlägen herangezogenen Versuche.
Aktualisiert: 2021-12-03
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Das vorliegende Heft liefert einen Überblick über experimentelle und theoretische Untersuchungen zum Tragverhalten von Betonbauteilen mit Faserverbundkunststoff-Bewehrung. Neben einer genauen Beschreibung der im Massivbau als Bewehrungsstäbe einsetzbaren Faserverbundkunststoffe, beschreibt der Titel detailliert das Tragverhalten von FVK-bewehrten Betonbauteilen. Aufbauend auf eigenen Versuchsergebnissen sowie Datenbanken mit über 230 Querkraftversuchen und über 300 Versuchswerten zur Rissbreitenentwicklung, werden Ansätze zur Ermittlung der Biege- und Querkrafttragfähigkeit sowie zur Rissbreitenbegrenzung abgeleitet. Die vorgestellten Ingenieurmodelle ermöglichen eine präzise Beschreibung des Tragverhaltens.
Aktualisiert: 2021-11-02
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Ein duktiles Querkrafttragverhalten soll durch eine Mindestbewehrung und die Einhaltung konstruktiver Regeln sichergestellt werden. Dabei bedingt die Unterschreitung so geforderter Bewehrungsmengen nicht zwingend ein sprödes Versagen. Aus der Analyse des kritischen Schubrisses werden der Bauteilwiderstand über die Wirksamkeit der Bügel im identifizierten effektiven Schubbereich untersucht und Empfehlungen für die rechnerische Betrachtung abgeleitet. Zur Bewertung des sich einstellenden Versagenstyps wird eine Kombination von Kriterien empfohlen. So sollten die realitätsnahen Werte von Beton- zu einem additiven Bewehrungstraganteil ins Verhältnis gesetzt werden. Da die Duktilität auch von der Anzahl aktivierter Bügel abhängt, sollten sinnvoll begrenzte Stababstände vorliegen. Irreversible Stahldehnungen sind zu vermeiden und werden über eine Rissweitenbegrenzung ausgeschlossen. Ergänzend kann das Versagen durch die Aufweitungsgeschwindigkeit des Versagensrisses charakterisiert werden.
Aktualisiert: 2021-12-20
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Mit zunehmender Technologisierung von Gebäuden und durch den Einsatz neuartiger Leichtbausysteme (z. B. Hohlkörperdecken) wird der Querschnitt hochbauüblicher Stahlbetondecken zunehmend geschwächt. Die integrierten Hohlräume führen zu einer Minderung der Querkrafttragfähigkeit von nicht querkraftbewehrten Stahlbetondecken. An der TU Kaiserslautern wurden in den vergangenen Jahren eingehende Untersuchungen zur Querkrafttragfähigkeit von Decken mit integrierten Leitungen durchgeführt. Es wurden hierzu Bemessungsvorschläge entwickelt, die in die allgemeine Bemessungspraxis eingegangen sind. Des Weiteren wurden von den Antragstellern umfangreiche experimentelle und numerische Untersuchungen zum Tragverhalten von Hohlkörperdecken durchgeführt. Für eine kombinierte Beanspruchung aus Querkräften und Längszugkräften liegt bisher jedoch kein abgesichertes Bemessungskonzept vor.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Der vorliegende Forschungsbericht dokumentiert die experimentelle Untersuchung der Korrelation zwischen Betondruck- und Zugfestigkeit historischer Betone, basierend auf einer umfangreichen Bohrkernentnahme an verschiedenen historischen Tragwerken. Darauf aufbauend erfolgt eine Überprüfung der Gültigkeit des in DIN EN 1992-1-1 für den Neubaufall beschriebenen Verhältnisses auch für Bestandsbetone, da der Einfluss verschiedener last- und zeitabhängiger Faktoren bisher unzureichend erforscht war. Da die Betonzugfestigkeit neben der Querkrafttragfähigkeit auch maßgeblich die Betonausbruchlast von Dübeln oder sonstigen Befestigungsmitteln beeinflusst, erfolgt im Rahmen des vorliegenden Forschungsberichts auch eine experimentelle Überprüfung der Dübeltragfähigkeit in historischen niederfesten Betonen bzw. in eigenschaftsgleichen Referenzbetonen.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wurden zehn Plattenbalken bezüglich ihrer Querkrafttragfähigkeit unter vorwiegend ruhender und nicht vorwiegend ruhender Belastung geprüft. Ziel der experimentellen Untersuchungen war es, tragfähigkeitsrelevante Auswirkungen einer nicht vorwiegend ruhenden Beanspruchung aufzuzeigen, die den Stahlbeton, die textilbewehrte Verstärkungsschicht oder den Verbund zwischen Stahlbeton und Verstärkung betreffen können.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Der Deutsche Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) im DIN hat die zentrale Aufgabe, den Betonbau als sichere, dauerhafte, wirtschaftliche und umweltfreundliche Bauart zu fördern. Er bildet die Plattform, auf der alle Aktivitäten des Beton- und Stahlbetonbaus im Bereich der Forschung sowie der Regelgebung zusammenlaufen. Der DAfStb gibt eine der umfangreichsten und angesehensten Schriftenreihe des Betonbaus heraus. Seit 1947 sind weit über 400 der "grünen" Hefte erschienen. Sie führt in einzigartiger Weise wissenschaftliche Grundlagen und praxisorientierte Beiträge zu Fragen der Bemessung, Betontechnik, Umweltverträglichkeit, Dauerhaftigkeit und Nachhaltigkeit im Betonbau zusammen.
Aktualisiert: 2021-03-03
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Der DAfStb gibt eine der umfangreichsten und angesehensten Schriftenreihe des Betonbaus heraus. Seit 1947 sind weit über 400 Hefte erschienen. Sie führt in einzigartiger Weise wissenschaftliche Grundlagen und praxisorientierte Beiträge zu Fragen der Bemessung, Betontechnik, Umweltverträglichkeit, Dauerhaftigkeit und Nachhaltigkeit im Betonbau zusammen. Die Schriftenreihe spricht gleichermaßen alle Bauentscheidungsträger und am Bau beteiligten Gruppen des privaten und öffentlichen Bereiches an und dienen der Unterstützung der täglichen Arbeit ebenso wie der Weiterentwicklung der Bauart.
Aktualisiert: 2020-11-26
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Regeln für die Querkraftbemessung in Normen sind weitgehend empirisch begründet und aus Versuchsergebnissen abgeleitet. Eine grundlegende Voraussetzung für ein rein empirisches Vorgehen ist eine breite und zuverlässige Datenbasis von Versuchen, die die wesentlichen Parameter in dem in der Praxis vorkommenden Anwendungsbereich abdeckt. Mit dieser Zielsetzung wurde 1999 innerhalb einer Arbeitsgruppe des DAfStb und DIBt von Reineck eine Datenbank aufgestellt. Parallel hierzu stellte Kuchma eine umfangreiche Datensammlung für Bauteile ohne und mit Bügel auf. Diese beiden Datenbanken wurden nun zusammengelegt zu der hier vorgestellten "Erweiterten Datenbank". Die wesentlichen Merkmale dieser Datenbank sind die Festlegung von Kriterien für eine systematische Kontrolle der Versuchsdaten sowie für die Auswahl der zum Vergleich mit Bemessungsvorschlägen herangezogenen Versuche.
Aktualisiert: 2021-12-03
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Für die Querkrafttragfähigkeit von Bauteilen mit geklebter Bewehrung existieren zurzeit nur konservative Ansätze, die im Hinblick auf die wirtschaftliche Bemessung von Verstärkungsmaßnahmen bis jetzt noch nicht weiterentwickelt und praxisgerecht aufbereitet wurden. Um ein geschlossenes Bemessungskonzept für die Querkrafttragfähigkeit von Bauteilen mit geklebter Bewehrung zu erstellen, wurden folgende Problemstellungen experimentell und theoretisch untersucht: Querkrafttragfähigkeit von Bauteilen mit aufgeklebter Bewehrung // Querkrafttragfähigkeit von Bauteilen mit in Schlitze verklebter Bewehrung // Bildung eines sogenannten Versatzbruches am Lamellenende und deren Vermeidung // Querkraftverstärkung. Aufbauend auf diese experimentellen und theoretischen Untersuchungen wurden für die genannten Problemstellungen Bemessungskonzepte auf Basis der Eurocodes DIN EN 1992-1-1 erstellt.
Aktualisiert: 2021-11-02
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