IGF-Vorhaben “Ermüdung von Elementdecken mit Gitterträgern” abgeschlossen (1/2017)

(Das IGF-Vorhaben 18407N wurde über die AiF im Rahmen des Programmes zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.)

Elementdecken mit Gitterträgern stellen als Halbfertigteile mit nachträglich ergänzter Ortbetonschicht eine flexible und wirtschaftliche Bauweise für den Hoch- und Industriebau dar.
 
Die Bemessung und Ausführung von Elementdecken ist in den Allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen der Gitterträger geregelt. Elementdecken werden sowohl bei vorwiegend ruhender als auch bei vorwiegend nicht ruhender Belastung eingesetzt. Der Einsatz unter vorwiegend nicht ruhender Belastung, wie z.B. bei Gabelstaplerverkehr und Verkehrslasten auf Brücken, ist allerdings stark eingeschränkt oder ausgeschlossen. Für die erlaubten Anwendungen führt der konservative Bemessungsansatz gegen Ermüdung zu unwirtschaftlichen Ergebnissen. Dies liegt zum einen an fehlenden abgesicherten Erkenntnissen zum Verhalten der Verbundfuge und zum Tragverhalten der Gitterträger unter Ermüdungsbeanspruchung sowie zum anderen an den aktuellen Bemessungsregeln der bekannten Modelle, die nicht die Besonderheiten dieser Bauweise erfassen.

Ziel des Forschungsprojektes war daher die Untersuchung des Ermüdungsverhaltens von Elementdecken mit Gitterträgern und die Entwicklung eines verbesserten Bemessungskonzeptes bei vorwiegend nicht ruhender Belastung, das für übliche Gitterträger allgemein anwendbar ist. Hierzu sollten sowohl theoretische als auch experimentelle Untersuchungen an Fertigteildecken unter zyklischen Lasten durchgeführt werden. Für die praktische Umsetzung wurden die Anwendungsbereiche von Elementdecken erweitert und ein Nachweiskonzept auf Grundlage eines Betriebsfestigkeitsnachweises erarbeitet, welches sowohl den Nachweis der Verbundsicherung als auch der Querkrafttragfähigkeit für übliche Gitterträger unter Ermüdungsbeanspruchung umfasst.

Für die Untersuchung der Ermüdungstragfähigkeit von Elementdecken mit Gitterträgern wurden im Rahmen des Forschungsvorhabens folgende Arbeiten durchgeführt:
Arbeitspaket 1:  Auswertung verfügbarer Ermüdungsversuche aus der Literatur
Arbeitspaket 2: Kleinkörperversuche an einbetonierten Gitterträgerdiagonalen zur Herleitung von Wöhlerlinien
Arbeitspaket 3: Experimentelle Untersuchungen zur Ermüdungstragfähigkeit von Elementdecken mit Gitterträgern 
Arbeitspaket 4: Numerische Simulation zur Analyse des Tragverhaltens von Elementdecken mit Gitterträgern 
Arbeitspaket 5: Herleitung eines verbesserten Bemessungskonzeptes für den Ermüdungsnachweis von Elementdecken mit Gitterträgern 

Das Projekt wurde Ende September 2016 abgeschlossen. Der Forschungsbericht kann bei unserer Geschäftsstelle angefordert werden.

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