Verbundbau

Stahlverbundtragwerke, z.B. Stahlträger mit Ortbetonergänzung,
werden in der Regel durch die Abbildung von Stab- und
Flächenelementen mit unterschiedlichen Eigenschaften modelliert.
Auch im Zusammenhang mit den Bauzuständen können so auch die
auftretenden Kriechumlagerungen leicht berechnet werden. Bei der
Interpretation und Weiterverarbeitung der Ergebnisse besteht das
Problem, dass Reaktionen getrennt für die Stab- und Flächenelemente
ermittelt werden.
Mit den sog. Bemessungobjekten können die Reaktionen beliebiger
Bauteile an definierten Schnitten zu
'Gesamtquerschnittsschnittgrößen' aufintegriert werden. Diese sind
z.B. für querschnittsbezogene Nachweise erforderlich.
Die beschriebene Vorgehensweise wird an einem einfachen Beispiel
nachfolgend erläutert:
Zweifeldriger Verbundträger
Für den abgebildeten Zweifeldträger sollen die
Spannungen und Schnittgrößen aus der Last sowie den Umlagerungen aus
Kriechen und Schwinden ermittelt werden.
Dieses Beispiel entstammt dem Aufsatz
Verbundkonstruktionen – Bemessung auf der
Grundlage des Eurocode 4 Teil 1,
(Roik, K., Bergmann, R., Haensel, J., Hanswille, G.,
Betonkalender 1999, Teil II, Ernst & Sohn, Berlin)
und soll den Vergleich mit anderen Lösungen
ermöglichen.
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| E-Modul Beton |
33.500 |
MN/m² |
| E-Modul Stahl |
210.000 |
MN/m² |
| Kriechzahl phi |
2,5 |
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| Schwindmaß eps. |
-60 * 10-5 |
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Ein mögliches Tragwerksmodell zeigt die nächste Abbildung. Der
Stahlträger wird durch einen Walzträger HEA 400 und der
Betonquerschnitt durch ein exzentrisch gekoppeltes Polygon
wiedergegeben.

Dieses System liefert Schnittgrößen und Spannungen für das
Walzprofil und den Betonquerschnitt.
Verlauf der Spannungen im Betonquerschnitt:
Verlauf der Spannungen im Walzprofil:
Zur Bestimmung der Gesamtschnittgrößen aus Beton- und
Walzquerschnitt wird ein sog. Bemessungsobjekt definiert. Mit dessen
Hilfe können die Spannungen aller Elemente zu Schnittgrößen
aufintegriert und dargestellt werden.
Integrierte Schnittgrößen am Bemessungsobjekt:
My infolge der Linienlast
Qz
infoge der Linienlast
Die Umlagerungen aus Kriechen und Schwinden des Betons erzeugen
einen stat. unbestimmten Schnittgrößenanteil im Gesamtquerschnitt:
My
infolge K&S
Einzelbemessung für den Verbundquerschnitt in
Feldmitte:

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