Mitwirkende Plattenbreiten bei durchlaufenden Stahlbetonbalken - Vergleich konventioneller Ansätze mit den Ergebnissenmit numerischen Berechnungen an Faltwerken (D949)
Allgemeine Angaben:
- Diplomarbeit Nr. D949
- Bearbeiter: Tom Zirpel
- Verantwortl. Hochschullehrer: Prof. Dr.-Ing. habil. Ulrich Häußler-Combe
- Betreuer: Tilo Senckpiel
- Tag der Verteidigung: 08/10/2015
Zusammenfassung
Häufig wird das Konstruktionselement des Plattenbalkens für die Stahlbetonbauweise verwendet. Bei breiteren Platten trifft bekanntlich die Theorie des Biegebalkens nur noch eingeschränkt zu. Deshalb besteht das Konzept der mitwirkenden Plattenbreite, um auf die Biegetheorie zurückgreifen zu können. Hierfür werden sehr vereinfachte Regeln verwendet.
Anhand eines konkreten Beispiels eines Zweifeldträgers mit einem Plattenbalken in Querrichtung als Mittenunterstützung wurden zunächst die konventionellen Ansätze beschrieben und beispielhaft demonstriert. Nach der Zusammenstellung der theoretischen Grundlagen wurden für diesen Zweifeldträger die mitwirkenden Plattenbreiten nach der aktuellen Norm und anschließend mit einem FEM-Programm bestimmt. Hier ging es in erster Linie darum zu prüfen, ob die Ansätze der Norm, welche vom Einfeldträger abgeleitet sind, für den Mehrfeldträger Gültigkeit besitzen. Das System wurde im Programm ConFem modelliert. Die Modellbildung erfolgte mit Schalenelementen, da die einzelnen Elemente sowohl eine Scheiben- als auch eine Plattentragwirkung übernehmen müssen. Die Berechnung der verschiedenen Bauteilquerschnitte der Beispielsysteme ergab über die Plattenbreite veränderliche Druckspannungsverläufe, aus denen mit Hilfe der maximalen Druckspannung eine mitwirkende Plattenbreite im Sinne der Biegetheorie abgeleitet werden konnte.
Am Ende der Arbeit stand die Berechnung und Konstruktion der Bewehrung für das Beispielsystem. Dabei war vor allem dem Kreuzungsbereich von Haupt- und Querträger besondere Beachtung zu schenken. Insgesamt konnte festgestellt werden, dass die Norm deutlich größere Werte für die mittragenden Plattenbreiten liefert als die Berechnung mit ConFem. Es ist also anzuraten, in diesem Bereich weitere Untersuchungen vorzunehmen, um die Norm realitätsnäher zu gestalten.