Zweiachsige Hohlkörperdecken

Zweiachsige Hohlkörperdecken vereinen aufgrund ihres optimierten Querschnitts die Vorteile von Materialeinsparung und hoher Tragfähigkeit. Im Gegensatz zu herkömmlichen Hohlkörperdecken können die Lasten in beliebiger Richtung abgetragen werden. Hieraus ergeben sich wesentliche Vorteile für die Wahl und Anordnung tragender Konstruktionselemente. Durch diese Deckensysteme werden schlankere Tragkonstruktionen und größere Stützweiten ermöglicht.

Das Prinzip dieser Decken besteht darin, Kunststoffhohlkörper in einer industriellen Vorfertigung herzustellen und diese als Bewehrungskorbmodule vorzufertigen. Diese Bewehrungskorbmodule können dann auf die untere tragende Bewehrung aufgesetzt werden. Anschließend wird die obere tragende Bewehrung auf die vorgefertigten Bewehrungskorbmodule aufgelegt.

Bild 1 zeigt die unterschiedlichen Fertigungsarten.

Bild 1: Herstellarten zweiachsiger Hohlkörperdecken

Bild 2: 3D-Ansicht, Bewehrungskorb-Flächenmodul

Untersuchung der Querkrafttragfähigkeit

Bei der Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit zweiachsiger Hohlkörperdecken entsprechend DIN 1045-1 ist die kleinste vorhandene Stegbreite des Querschnitts (b_w, siehe Bild 3) zugrunde zu legen. Diese beträgt jedoch im ungünstigsten Fall etwa 10 % der Querschnittsbreite einer Massivdecke. Diese geringe Querschnittsbreite liegt jedoch nur in einem Punkt, direkt zwischen zwei Kugeln vor. Entfernt man sich von diesem Punkt, so wächst die vorhandene Querschnittsbreite rasch an. Zur Ermittlung der tatsächlich vorhandenen Querkrafttragfähigkeit zweiachsiger Hohlkörperdecken wurden daher am Institut Querkraftversuche durchgeführt.

Bild 3: Geometrie, Bezeichnungen

Es wurden zwei Versuchsserien (kleinster Kugeldurchmesser, d=18 cm und größter Kugeldurchmesser, d=36 cm) untersucht.

In jeder Versuchsserie wurden jeweils vier Platten mit gleicher Geometrie, Längsbewehrung sowie identischer Lastanordnung untersucht.

Der erste Versuchskörper jeder Serie wurde ohne Hohlkörper ausgebildet. Die Versuchergebnisse der massiven Platte konnten somit als direkter Vergleich für die Versuchsergebnisse der Hohlkörperdecken herangezogen werden. Sämtliche Versuchskörper wurden ohne Querkraftbewehrung hergestellt. Die Versagenslast wurde an einem Versuchsaufbau für einen Vier-Punkt-Biege-Versuch ermittelt. Die Versagensbilder der Versuche und dreidimensionaler Finite-Elemente-Berechnungen zeigen die Bilder 4 bis 6.

Bild 4: Versagensrissbild Massivdecke

Bild 5: Versagensrissbild Hohlkörperdecke

 

Bild 6: Versagensrissbild, Finite-Elemente-Berechnung

Bild 7: Zweiachsige Hohlkörperdecke in der Anwendung

Literatur

Schnellenbach-Held, M.: Tragverhalten zweiachsiger Hohlkörperdecken. In: Der Prüfingenieur 35, BVPI, Berlin, Oktober 2009.

Aldejohann, M.: Zum Querkrafttragverhalten von Hohlkörperdecken mit zweiachsiger Lastabtragung. Dissertation am Institut für Massivbau, Essen, 2008.

Schnellenbach-Held, M.; Aldejohann, M.: Zweiachsige Hohlkörperdecken: Was ergibt sich für die Querkrafttragfähigkeit? in: Massivbau in ganzer Breite, Festschrift 60. Geburtstag Professor Zilch, Springer Verlag, Berlin, 2005

Schnellenbach-Held, M.; Aldejohann, M.: Tragverhalten und Bemessung zweiachsiger Hohlkörperdecken, in: Holschemacher (Hrsg.): Stahlbetonplatten, Neue Aspekte zur Bemessung, Konstruktion und Bauausführung, Bauwerk Verlag, Berlin 2005.