Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Konsistentes Bemessungsmodell für Stahlverbundträger mit Stegöffnungen

Im Hoch- und Industriebau werden immer häufiger Stahl- Verbunddecken mit hohem Installationsgrad eingesetzt, in denen zur Reduzierung der Bauhöhe die Gebäudetechnik durch Öffnungen in den Trägerstegen geführt wird. Allerdings stellen Öffnungen in Verbundträgern lokale Störstellen dar, an denen Teile der Querkraft aus dem Steg des Stahlprofils in die Betonplatte umgelagert werden. Hierdurch treten zusätzliche, örtlich begrenzte Beanspruchungen auf. Zum heutigen Zeitpunkt ist unser Wissen über die komplexen Tragmechanismen im Bereich von Stegöffnungen begrenzt und es fehlen geeignete Bemessungsregeln. Insbesondere das Zusammenwirken lokaler Effekte im Bereich einer Einzelöffnung (Kraftumlagerungen zwischen Beton und Stahl), die Auswirkungen einer Einzelöffnung auf das globale Tragverhalten, die hiermit einhergehende Schubkraftumlagerung entlang der Balkenachse und deren Auswirkungen auf die globale Biegetragfähigkeit sowie die gegenseitige Beeinflussung mehrerer Stegöffnungen mit geringem Längsabstand sind bisher nicht ausreichend erforscht. Zur Klärung der offenen Fragestellungen sind im Projekt Modell- und Bauteilversuche sowie begleitende numerische Parameterstudien vorgesehen. Ziel des Vorhabens ist es, die offenen Fragen im Tragverhalten von Verbundträgern mit Öffnungen zu klären und aufbauend hierauf adäquate Bemessungsmodelle zu entwickeln, mit denen eine wirtschaftliche und sichere Auslegung ermöglicht wird. Die entwickelten Regeln sollen in eine DASt-Richtlinie überführt und in die Überarbeitung des Eurocodes 4 eingebracht werden. Der potenzielle Nutzerkreis umfasst eine große Anzahl von KMU aus allen Bereichen entlang der Wertschöpfungskette der Baubranche. Durch das Schließen der derzeitigen Regelungslücke wird die Stahl-Verbundbauweise deutlich attraktiver, so dass neben den Fachgebieten Konstruktion, Prod. und Werkstoffe/Materialien auch KMU aus weiteren Wirtschaftszweigen des Baugewerbes sowie der Metallerzeugung und -bearbeitung profitieren werden.