Beschreibung des Tragverhaltens weitgespannter Flachdeckensysteme in Holzleichtbeton-Verbundbauweise unter besonderer Berücksichtigung des Schubanalogie-Verfahrens

Abstract

Die Wahl des Deckensystems für ein Gebäude hat sowohl Auswirkungen auf den Bauvorgang als auch auf die Nutzung des Gebädes. Das von der Abteilung Tragwerksplanung und Ingenieurholzbau (ITI) der Technischen Universität Wien (TU Wien) in Entwicklung stehende dreischichtige Holzleichtbeton-Verbundsystem soll die Vorteile der eingesetzten Materialien Beton, Holzleichtbeton und Holz in nachgiebigem Verbund nach ihren jeweiligen Vorzügen nutzen. Dadurch sollen schlanke und leichte und somit wirtschaftliche Systeme auch bei einer Spannweite von über 7 m ermöglicht werden. Das Schubanalogie-Verfahren ist ein Berechnungsverfahren zur Beschreibung des Tragverhaltens von Verbundquerschnitten. In dieser Arbeit wird die Anwendbarkeit des Verfahrens für das Holzleichtbeton-Verbundsystem mit Hilfe von Vergleichsrechnungen und Vergleichen mit Versuchsergebnissen gezeigt. Außerdem lässt sich feststellen, dass detailliertere Ergebnisse als zum Beispiel mit dem für zusammengesetzte Querschnitte oft verwendeten Gamma-Verfahren möglich sind. Mit dem Schubanalogie-Verfahren lassen sich auch die Spannungen für die sogenannte Zwischenschicht ermitteln. Durch die Berücksichtigung der Biegesteifigkeit dieser Zwischenschicht ergibt sich eine geringere errechnete Durchbiegung im Vergleich zum Gamma-Verfahren. Die Ausarbeitung der Berechnungsparameter für die Abbildung des Langzeittragverhaltens des Systems zeigt, dass für eine vollständige Berechnung noch einige Parameter, wie das Verhalten der Materialien untereinander und die Langzeiteffekte der Verbindungsmittel, durch Versuche zu ermitteln sind.

The type of slab in a building is essential for both phases, during the installation process and the utilisation mode of the completed building. The department for Structural Design and Timber Engineering (ITI) at the Vienna University of Technology (TU Wien) is developing a three-layered composite structure combining concrete, wood-lightweight-concrete and wood. The combination uses the properties of each material in an optimizied way to provide a thin and lightweight and thereby economical system for widths of even more than 7 metres. The shear analogy is a calculation method to describe the structural behaviour of composite structures. In this thesis, the practicability for the above mentioned elastic composite structure is shown through comparison to other calculation methods and experimental test results. Compared to the commonly used gamma-method, more detailled results regarding stress distribution and deflection are determined. By including the bending stiffness of the middle layer in the shear analogy the deflection is smaller than calculated with the gamma-method. The development of calculation parameters unfolds a few unknown parameters in order to map the long term structural capability of the system such as the interaction through the long term performance of each material and the long term implications of the fasteners. Therefore further experiments are necessary.