Zur Bemessung von Lochleisten als duktile Verbundmittel in Verbundträgern aus höherfesten Materialien

Im Rahmen eines gemeinsamen FuE‐Projekts der HOCHTIEF Construction AG und ArcelorMittal Belval & Differdange S. A. wurden umfangreiche experimentelle und theoretische Untersuchungen an Lochleisten als duktiles Verbundmittel durchgeführt. Ziel der Untersuchung ist die Entwicklung technisch hochwertiger und wirtschaftlicher Verbundbauteile aus höherfesten Werkstoffen (z. B. Beton C50/60 und Stahl S460), [1] bis [4]. Hierbei wurden insbesondere das Tragverhalten, die Traglast, die Duktilität und die Dauerfestigkeit von unterschiedlichen Lochleistenformen sowie das Gesamttragverhalten von Verbundbauteilen mit Lochleisten untersucht. Aufbauend auf den in Versuchen gewonnenen Erkenntnisse wurden Bemessungskonzepte für Lochleisten als Verbundmittel in Verbundträgern aus höherfesten Materialien entwickelt. Design of aperture plates as ductile shear connectors for composite beams with high strength materials. Within a joint research project of HOCHTIEF Construction AG and ArcelorMittal Belval & Differdange S. A. various experimental and theoretical investigations in aperture plates, as ductile shear connector for composite members have been carried out. The aim of the research has been to develop technically advanced and economic composite members with the application of high strength materials (e.g. steel S460 and concrete C50/60). The main focus of the research has been put on the load bearing behaviour, ultimate bearing capacity, ductility and fatigue resistance of different types of aperture plates geometries as well as the related overall bearing performance of the composite members with the application of these plates as shear connectors. Based on the conclusions from the experimental test results, design concepts for aperture plates as shear connectors for composite beams with the application of high strength materials have been developed.     

Über die Querkrafttragfähigkeit des Betongurts von Verbundträgern im Bereich von großen Stegöffnungen

Wird bei Stahlverbundträgern der Steg des Stahlträgers durch große Öffnungen geschwächt, übernimmt in diesem Bereich der Betongurt einen Großteil der Querkraft. Die Analyse des sich dabei einstellenden Lastabtragungsmechanismus und die Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit des Betongurts waren die Hauptthemen eines am Fachgebiet Massivbau und Baukonstruktion der Technischen Universität Kaiserslautern durchgeführten Forschungsprojektes, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wurde. Im folgenden Teil 1 des Aufsatzes werden die umfangreichen experimentellen und rechnerischen Untersuchungen und deren Ergebnisse dargestellt, wobei der Lastabtragungsmechanismus und die Versagensformen im Öffnungsbereich im Vordergrund stehen. Im Teil 2, der im nachfolgen Aprilheft erscheint, wird das darauf basierende Nachweiskonzept für den Betongurt vorgestellt. On the Shear‐Bearing Capacity of the Concrete Slab of Composite Beams in the Region of Large Web Openings – Part 1: Experimental und Numerical Investigations 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 the following 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, which will follow in the April issue, the according concept for the design of the concrete slab is presented.     

Über die Querkrafttragfähigkeit des Betongurts von Verbundträgern im Bereich von großen Stegöffnungen

Im folgenden Teil 2 wird ein Nachweiskonzept für den Betongurt im Öffnungsbereich vorgestellt. Es basiert auf den im Teil 1 erläuterten Ergebnissen der umfangreichen rechnerischen und experimentellen Untersuchungen. Das Nachweiskonzept sieht entsprechend den verschiedenen im Versuch beobachteten Versagensarten drei Querkraftnachweise für den Betongurt vor, wobei die Querkrafttragfähigkeiten in Anlehnung an die bekannten in DIN 1045‐1 angegebenen Formeln nachgewiesen werden. Damit kann auch die festgestellte lokale Wirkung der Kopfbolzendübel als Querkraftbewehrung berücksichtigt werden. Die Ermittlung der einwirkenden Querkräfte des Betongurts erfolgt anhand der Steifigkeiten des oberen und unteren Teilträgers und der Steifigkeit des Betongurts. On the Shear‐Bearing Capacity of the Concrete Slab of Composite Beams in the Region of Large Web Openings – Part 2: Design Concept 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.     

Auswirkungen der Vorspannung auf das Tragverhalten von SL‐Verbindungen

Der Tragsicherheitsnachweis für Schrauben mit Zug‐ und Querbelastung erfolgt nach DIN 18800‐1 (810) durch die quadratische Interaktion. Dabei stellt sich die Frage, ob bei reiner Querbeanspruchung eine Vorspannkraft als Zuganteil berücksichtigt werden muss. Um diese Frage zu klären, wurden am Fachgebiet Stahlbau der TU Darmstadt Abscherversuche an Schrauben mit unterschiedlichen Vorspanngraden durchgeführt. In diesem Beitrag werden die Versuche vorgestellt und Empfehlungen zur Behandlung der Vorspannkraft ausgesprochen. Influence of the preload on the resistance of bearing‐type connections. The design resistance of bolts under tension and shear is given in DIN 18800‐1 (810) by a quadratic interaction. The question is, whether the tension due to a preload has to be taken into account. The workgroup steel construction of the Technische Universität Darmstadt, Germany, has run tests to assess the influence of the preload in bearing‐type connections. In this paper the tests are presented and recommendations to take the preload into account are given.     

Tragfähigkeit von Einzelstützen nach Eurocode 2 mit besonderem Bezug auf das Verfahren mit Nennsteifigkeiten

The Bearing Capacity of Single Columns according to Eurocode 2 with Regard to the Method based on Nominal Stiffness Within the context of European harmonization the general rules and execution for concrete constructions are documented in Eurocode 2. The calculation of structures with axial loads can be made either based on approximation procedures or based on the general method of non‐linear 2nd order analysis. A set of calculations of isolated members will demonstrate the influence of the material, of the slenderness and of the eccentricity of the axial force. The results are compared with one another in a critical discussion.