fertigteile-6_deckensysteme_handout_PODZEMNA GARAZA.pdf

8/16/2019 fertigteile-6_deckensysteme_handout_PODZEMNA GARAZA.pdf

1/38

1

Fertigteilkonstruktionen im MassivbauInstitut fürMassivbau

Fertigteilkonstruktionen im Massivbau

Deckensysteme

Norbert Will

Massivbau IV

2


Übersicht

Einführung

Grundlagen des Entwurfs

Deckensysteme

Statische Berechnung

Vorbemessung

Biegetragfähigkeit

Querkrafttragfähigkeit

Deckenscheiben

Durchbiegungen

Bauphysik

Brandschutz

Schallschutz

Wärmeschutz

Konstruktion


2/38

3


Funktion

erforderliche Spannweite

Verformungen

Leitungsführung

Bauphysik

Wirtschaftlichkeit

terminsichere Herstellung hohe Ausführungsqualität

Kosten

Kostenkontrolle

Auswahl nach Anforderungen

große Spannweiten

geringes Eigengewicht

hohe Belastbarkeit

hohe Schlankheit

gute bauphysikalischeEigenschaften

schnelle und terminsichere

Herstellung ressourcenschonende

Herstellung

große Wirtschaftlichkeit

Einführung Deckensysteme

4


Ortbeton

„klassische“ Lösung

StahlbetonSpannbeton

Einteilung der Deckensysteme

TeilvorgefertigteDeckenelemente

Filigrandecken

(i.d.R. Stahlbeton)

Elementdecken(vorgespannt)

VollvorgefertigteDeckenelemente

Vollplatten

Hohlplatten - Platten

StahlbetonSpannbeton

Grundlagen des Entwurfs Deckensysteme


3/38

6


Ortbetonkonstruktionen


7


Filigranplatte oder - Platte

i.d.R. Ausführung in Stahlbeton

Zur Zeit häufigste Lösung

nahezu beliebige Grundrissform

reduzierter Schal- undBewehrungsaufwand

mittlere Kosten

nur geringfügige Verkürzung derBauzeit im Vergleich zu Ortbeton

Witterungsabhängigkeit

Teilvorgefertigte Decken

Ortbeton Fugenquer-bewehrung

Elementdecke

Gitterträger

Ortbeton

Elementdecke

Fertigteil oder Ortbeton

Gitterträger



4/38

8


TeilvorgefertigteDeckensysteme Gitterträgerdecke

Spannweite: 8 – 15 m

geringer Schalaufwand

wenig Unterstützung

schneller Baufortschritt

Sichtbetonqualität

HSC: kein BSt im Spiegel

Weitgespannte Decken

9



i.d.R. Spannbeton-Fertigdecken

nahezu beliebige Grundrissform

minimaler Schal- undBewehrungsaufwand vor Ort

keine Hilfskonstruktionen

große Stützweiten bei geringerKonstruktionshöhen

Witterungsunabhängigkeit

deutliche Verkürzung der Bauzeitim Vergleich zu Ortbeton/Filigran

geringe Kosten

Höhere Qualität

Vollvorgefertigte Decken


5/38

10


Grundlagen des Entwurfs Querverteilung

11


Beispiel

Verlegeplan

Verlegung direkt vomLKW möglich(Minimierung derLagerfläche)

auf höhengleiche Lagebenachbarter Plattenachten (Stichunter-schiede beachten)

sofort begehbar

keine Hilfskonstruk-tionen erforderlich

kein Aufbeton - trocken

Grundlagen des Entwurfs Verlegung


6/38

12


Spannbeton-Fertigdecke Allgemeines

13


Spannbeton-Fertigdecke Herstellung

Gleitfertiger

Vorgehen Einbau und Vorspannung der

Längsbewehrung auf bis zu 150m langen Fertigungsbahnen

Vorspannung mit 1.000 N/mm²

Betonieren mit dem Gleitfertiger

in 2...3 Lagen

Fertiger wird gezogen

Formgebung durch Fertiger

Zuschnitt der Platten Vorspannung


7/38

14


Verlegung dichtnebeneinander

i.d.R. keine Hilfsstützenerforderlich

gleichmäßige Durchbiegungwird erreicht durch

ebene Auflager

Montagezwinge

Decke sofort begehbar

volle Belastbarkeit erst nacherhärtetem Fugenverguss

Verlegeleistung: 5 bis 10 min je Kranhub

Verlegung

Spannbeton-Fertigdecke Montage

15


IFB

SFB

NSQ

THQ Hut / Delta

SWTIFBIFB

SFBSFB

NSQ

THQ Hut / Delta

SWT

Slim-Floor-Decken Montage


8/38

16


Teilvorgefertigte Decken Vollvorgefertigte Decken

Statischer Nachweisentsprechend DIN 1045-1

Evt. Bemessung des Fertigteilsdurch den Hersteller

Statischer Nachweis(Normen/Zulassungen/Prüfberichte)

Bemessungsprogrammeder Hersteller

bei großen Aussparungen,Einzellasten, ...

StatischeBerechnung Nachweisform

17


Vordimensionierung

Querschnittsbemessung

Rechnerischer Nachweis

Anwendung vonTragfähigkeitstabellen

Regelfall für üblicheDeckenplatten




StatischeBerechnung Nachweisform


9/38

18


Eingangsgrößen der Tragfähigkeitstabellen

Lasten

Spannweite l

Systemmaß L (Achsabstand unterstützenderBauteile)

Systemmaß B (Breite der tragenden Bauteile)

Statische Entwurf undBerechnung Vorbemessung

19


Statische VorbemessungBerechnung Porenbetonplatten


10/38

21


Statische VorbemessungBerechnung - Platten (schlaff bewehrt)

Grenzwerte:

l = 17,50 m, q = 7,5 kN/m²h = 950 mm

l = 15,00 m, q = 25,0 kN/m²h = 1000 mm

24


Statische Biege- undBerechnung Querkraftbemessung

Nachweis wie für Ortbetonkonstruktionen

Angaben nach

DIN 1045-1, Abschnitt 13.4 EC 2, Teil 1-3

DIN 1045, Abschnitt 19.7.4

beachten.

Berücksichtigung des Einfluss der Fugen Querverteilung

Fugenbemessung

Entwurfs-/Bemessungshilfen

Allgemeines

http://www.fdb-fertigteilbau.de


11/38

25


allgemein anwendbar

vereinfachte Tragwerksplanung

geringere Konstruktionshöhe

konstruktive und gestalterische

Freiheit geringe Durchbiegungen

Ringanker, Fugenbewehrung,Fugenverguss

Allgemeines

bauaufsichtlich zugelassen

geprüfte Typenstatik

hohe Schlankheit

große Stützweiten

vorgespannte Platte

Scheibenwirkung

Statische Spannbeton-Berechnung Fertigdecken

26


Vordimensionierung

Querschnittsbemessung

Rechnerischer Nachweis

Anwendung vonTragfähigkeitstabellen

Regelfall für üblicheDeckenplatten






12/38

28



Vereinfachter Nachweis

29


Maximale Spannweite von Spannbetonhohlplatten

Deckendicke Auflast [kN/m²]

[cm] 1,50 5,50 10,50

12 7,90 5,50 3,60

16 9,70 7,00 5,40

20 10,80 7,80 6,20

40 14,10 10,80 9,00



13/38

30


Nachweise nach DIN 1045-1 Nachweise nach Zulassung

Querkrafttragfähigkeit derStege (ohne Querkraft-bewehrung)

Stirnspaltzug 2,2 N/mm²

Querbiegespannungen 1,9 N/mm²

Querverteilung über Fugen-scherkräfte

Ringanker und Scheiben-wirkung

Spannstahlspannung 1000 N/mm²

Rissbreitenbeschränkung

Spannkrafteinleitung

Betonrandspannung imGebrauchszustand

4,5 N/mm²


43


Erweiterung des Ansatz aus DIN 1045-1 um den Einfluss derSchubspannung aus der Spannkrafteinleitung

Ermittlung der Übertragungslänge aus der Vorspannung nachDIN 1045-1

maßgebender Schnitt: 0,5 · H von der Auflagervorderkante

Ermittlung der geringsten Querkrafttargfähigkeit über dieHöhe mit der Gleichung

Querkrafttragfähigkeit


cpd p

c

ctk cd

c

ctk wct Rd

f f

S

b I f V

050

1

2

050 ,;,;

,


14/38

44


cpd p

c

ctk cd

c

ctk wct Rd

f f

S

b I f V

050

1

2

050 ,;,;

,

cpd

bw

c = 1,8 (unbewehrter Beton)

f = 0,85 – 1,0 (Abminderungsfaktor für Maßstabseffekte)mit:

cpd = Schubspannung aus Spannkrafteinleitung

Statische Spannbeton-Berechnung FertigdeckenQuerkrafttragfähigkeit

45


Generell höhere Spannstahlspannung möglich

Zur Vermeidung von Spannungsrisskorrosion für Spann-beton-Fertigdecken weiterhin Begrenzung der Vorspannungauf 1000 N/mm²

Nachweis der Endverankerung günstiger

DIN 4227

DIN 1045-1

bzw. 0,75

bzw. 0,85

p,zul

p,zul

z

pk p0,1k

s= 0,55

= 0,75

b

f f

b

Litzen 1570/1770 => 973 N/mm²

Litzen 1570/1770 => 1275 N/mm² (31 %)

Vorspannung



15/38

48


Zusatzbeanspruchung der Fertigdeckeist im Einzelfall zu überprüfen.

I

ISchnitt I-I:

Querbiegung+ Querzug

Querbiegung

+ Schubverzerrung

Q

R2 R3VV

Q

R1R1VV

R1>R2>R3


Slim-Floor Decken

49


Biegeweiche Lagerung ruft zusätzliche Schubbeanspruchung

in Fertigdecken hervor Frühzeitiges Schubversagen

Abnahme der Schubtragfähigkeit um bis zu 60 % gegenüberbiegesteifer Lagerung

Evt. treten Längsrisse im Bereich der Litzen auf, der Einflussauf die Tragfähigkeit ist aber noch nicht exakt zu beschreiben

Slim-Floor Decken



16/38

50


Slim-Floor Litzenverankerung

V

z d

Cracked zone

Ed

Pmt P

V

z dmt

Ed

lba

l

M /z

m a x M

/ z

E d

Ed

Edbpd

F (x)Pmt

Fp

pd pA

f pk

sFpd Ap

Fpd =

M /z

m a x M

/ z

E d

Ed

EdF (x)

Fp

pd pAf pk

sFpd Ap

Fpd =

PF (x)

Uncrackedzone

Zugkraftdeckung

Längsrissbildung

51


biegeweiche Lagerung durch Zulassung nicht abgedeckt(DIBt Mitteilungen Heft 5, 2000)

empfohlene Konstruktionsregeln: Durchbiegung < l/300

Auflagertiefe > 100 mm

Querkrafttragfähigkeit maximal zu 50 % ausnutzen

Weitere Untersuchungen werden durchgeführt, um diebiegeweichen Lagerung auch nach deutschen Zulassungenzu regeln.


Slim-Floor Decken


17/38

52


In Zukunft wird voraussichtlichdie Belastung von Spannbeton-Fertigdecke durch einen Gabel-stapler der Klasse G1 (zul.Gesamtlast 31 kN) zulässig.

Dynamische Lasten und SLW 30nicht zulässig(Ausnahme: Feuerwehrfahrzeug)

Höchstlast Maximale Höchstlast: 12,5 kN/m²


53


Sicherstellung der Stabilitäti.d.R. durch horizontal aussteifende Bauteile

Deckenscheiben

vertikal aussteifende Bauteile Kerne, Wandscheiben

Scheibenwirkung der Decke istzur Horizontalaussteifung derGebäude erforderlich

Weiterleitung derHorizontallasten in die vertikalaussteifenden Tragglieder

ScheibenwirkungBelastung

Belastung

Scheiben Balken-Stützen

Knoten

Decken-

scheibe

StatischeBerechnung Deckenscheibe

Woher stammen die Horizontallasten?


18/38

54


Statische DeckenscheibeBerechnung Gesamttragwirkung

55


wirklichkeitsnahes Tragmodellwählen

Verträglichkeit der Verformungenberücksichtigen

Bewehrung für die auftretendenZugkräfte anordnen

geeignete bauliche Durchbildungin Bereichen vonSpannungskonzentrationen

Bewehrung darf an den Auflagernund in den Fugen konzentriertwerden

Nachweis DIN 1045-1

Schub an den Längsfugenevt. mit Schubdübel aufnehmen



19/38

57


Druckstrebe kann nicht durch die Öffnung laufen Knotengleichgewichte beachten


Tragmodelle

58



Tragmodelle


20/38

61


DIN 1045-1, Abschnitt 13.4:

Anordnung einesZugankersystems

Ringanker

innen liegende Zuganker

horizontale Stützen- und

Wandzuganker

Schadensbegrenzung beiaußergewöhnlicher Einwirkung

Bemessung für diecharakteristische Festigkeit f yk

Nachweis Zugankersystem nach DIN 1045-1

Beanspruchungskombinationen:

Grundkombination

Einwirkungen der planmäßigenNutzung

Schiefstellung, WindGrundkombination

außergewöhnlicheBemessungskombination

Explosion

Katastrophenzustände


62


Konstruktion

Anordnung des Ringankers

innerhalb einesRandabstandes von 1,20 m

Rechtwinkliges Raster derinnen liegende Zuganker

innen liegende Zugankerdürfen in die Fugen gelegtwerden

Eckstützen sollten in zweiRichtungen verankert werden




21/38

63


Lage des Zugankers Zugankerkraft Bemerkung

Umlaufender Ringanker F tie,1 = l i · 10 kN/m 70 kN l i: wirksame Stützweite

des größten Endfeldes

Innenliegender Zuganker

mit Ortbetonschicht

ohne Ortbetonschicht

F tie,2 = 20 kN/m

F tie,2 = (l 1+ l 2)/2 · 20 kN/m 70 kN

je Meter Plattenbreite

l 1, l 2: Spannweite der De-ckenplatte auf beidenSeiten der Fuge

Horizontaler Wandzuganker(Anschluß von Wänden) F tie,3 = 10 kN/m

je Meter Fassadenwand

Horizontaler Stützenzuganker(Anschluß von Einzelstützen)

F tie,4 = (l 1+ l 2)/2 · 10 kN/m 150 kN je Meter Fassadenwand



64



8,00 m

7,50 m

7,50 m 7,50 m 7,50 m 7,50 m


BeispielBeispiel


22/38

65


Wirkung als tragfähigeScheibe nach DIN 1045-1 Ringanker mit 2 Ø 10...12,

BSt 500

Fugenbewehrung nach

Scheibenberechnung

Fugenverguss

in Sonderfällen Nachweisder Kraftübertragung inder Fuge

Nachweis nach DIN 1045-1


66


Ringanker aus Stahlbeton

Ringanker

Ringanker im Hohlraum

Ringanker



23/38

68


Statische DeckenscheibeBerechnung Verbindung

Schub- Zug- und Druckkräfte

aus der Wirkung alsaussteifende Deckenscheibe

Scheibenbeanspruchung

69



Plattenbeanspruchung

Querkraftbeanspruchung

aus der Querverteilung von

Lasten


24/38

70



Beispiele für Fugenausbildungen

71


Fugenbewehrungsgrad nach Steinle/Hahn:

= As /AuAs erforderliche Fugenbewehrung

(im Diagramm als Fe bezeichnet)Au Fugenfläche (im Diagramm als Fu

bezeichnet)u Schubspannung in der Fuge

glatte Fugen: u = 3,0 ·

profilierte Fugen: u = 2,5 ·


Fugenbemessung


25/38

72



Fugenbemessung

73


Scheibenwirkung durch Fugenverguss

Fugenbewehrung

Fugenverguss Mörtel mit Größtkorn Ø 8 mm

Festigkeit C 12/15

2...3 Tage Aushärtungszeit

Randausbildung

Konstruktion Fugen


26/38

74


Ringanker innerhalb von Spannbetonfertigdecken Werkseitige Aussparung der oberen Plattenspiegel

Konstruktion Fugen

75


Konstruktion Auflager


27/38

76



77


Mittelauflager Stahlbeton

Stahlbeton-

balken

Spannbetonhohlplatte



28/38

78


Endauflager

Ringanker Spannbetonhohlplatte

Mauerwerk

Wandkopfhalterung am Plattenlängsrand


79


Flachdecken (Slim-floor)

Foto der Ausführung des

Details ergänzen

1 Stütze 2 Verschraubung

3 Kopfplatte 4 Hohlplattendecke

5 Flachdeckenträger

Grundsatz: kleine Durchbiegungen kurze Stützweiten für den Stahlträger

große Stützweiten für die Spann-betonhohlplatte



29/38

81


Punktuelle Verbindung

Konstruktion Verbindungen

82


Kontinuierliche Verbindung

Konstruktion Verbindungen


30/38

83


werksmäßige Herstellung erfolgtim noch weichen Beton

Schwächung der Tragfähigkeit wirdüber mitwirkende Plattenbreitennach DAfStb-Heft 240 erfasst

nachträgliche Aussparungen sindunter Beachtung der Spannstahl-lage durch Bohren möglich

Stemmarbeiten sind lt. Zulassung

nicht zulässig evt. Hilfsabstützungen bis zum

Aushärten des Verguss (Fall 1, 3und 4) erforderlich

Aussparungen(1)

(2)

(3)

(4)

Konstruktion Aussparung

86


Flexibilität bei Aussparungentspricht der von Ortbeton-decken

nachträgliche Aussparungenim Bereich der Hohlräumemöglich (in Stegen nach

Rücksprache mit Hersteller) statischer Nachweis für

Aussparungen im Bereich

Kernbohrung

Konstruktion Aussparung


31/38

87


Auswechselung überzusätzlichen Stahlwinkel

z.B. für Treppenöffnungen

Querbiegespannung 1,9 MN/m²

Auswechselungen

Konstruktion Auswechselung

88




32/38

89



90


Stützendurchführung

Konstruktion Details


33/38

91


TraufpunktausbildungAnschlussbewehrung inPlattenquerrichtung

Anschlussbewehrung inPlattenlängsrichtung


93


Anordnen von Dübeln im Bereich derHohlräume möglich

bei kleinen Dübeln auch Anordnung inBetondeckung im Bereich der Stegemöglich


Dübelverankerung


34/38

98


Tiefgarage

Spannweite: 8,80 - 15,30 m

Deckenstärken: 20 bzw. 40 cm

Auflast: 4,5 kN/m²

Anwendung Parkhaus 1

Neue Mitte in Kleve

99


15,30 m


Neue Mitte in Kleve


35/38

100


Stärke der Spannbeton-Fertigdecke: 26 cm

Ortbetonergänzung: 10 cm

2,602,30

16,50


101


mehrgeschössiges

Bürogebäude

Deckenfläche: 4.700 m²

Spannweite: 12,50 m

Deckenstärken: 32 - 40 cm

Auflast: 5,0 kN/m²

1 Geschoss/Woche

Anwendung Hochbau 1

ProCon Innovationshaus, Dortmund


36/38

102


reie Überspannung des Gebäudes

Anwendung Hochbau 1

ProCon Innovationshaus, Dortmund

103


mehrgeschössiges Bürogebäude

Deckenfläche: 14.000 m²

Spannweite: 6,50 m

Deckenstärken: 20 cm

Auflast: 3,5 kN/m²

Stahlprofil:

Anwendung Hochbau 2

Finanzzentrum Essen


37/38

104


Anwendung Hochbau 2

Finanzzentrum Essen

105


Tiefgarage in Luxemburg

Spannweite 15,70 m

Deckenstärke 40 cm

Anwendung Hochbau 3

Geschäftshäuser

Peek & Cloppenburg, D.dorf

Stützenraster 12,5 x 12,5 m

Deckenstärke 40 cm Nutzlast 7,5 – 10 kN/m²


38/38

106


Sichtbetonqualität

Kein Putz erforderlich

Bauteilaktivierung

Anwendung Hochbau 3

Wohnungsbau

Schneller Innenausbaumöglich

107


Zusammenfassung

fertigteile-6_deckensysteme_handout_PODZEMNA GARAZA.pdf

Documents

Transcript of fertigteile-6_deckensysteme_handout_PODZEMNA GARAZA.pdf