Zum Trag- und Verformungsverhalten der Kopfbolzendübel von Stahlverbundträgern mit Vergussfugen

Fiebig, Robert; Feldmann, Markus

doi:31491

Zum Trag- und Verformungsverhalten der Kopfbolzendübel von Stahlverbundträgern mit Vergussfugen = About the bearing and deformation behaviour of stud connectors of composite steel beams with poured joints

Fiebig, Robert (Author)

2011 & 2012

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Robert Fiebig

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2011

UmfangXIII, 170 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2011

Zsfassung in dt. und engl. Sprache. - Prüfungsjahr: 2011. - Publikationsjahr: 2012

Genehmigende Fakultät
Fak03

Hauptberichter/Gutachter
Feldmann, Markus (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2011-07-27

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-38773
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/62909/files/3877.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Stahl- und Leichtmetallbau und Institut für Stahlbau (311710)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Kopfbolzendübel (Genormte SW) ; Verbundbauweise (Genormte SW) ; Eurocode 4 (Genormte SW) ; Ingenieurwissenschaften (frei) ; Vergussfuge (frei) ; stud connector (frei) ; composite steel beam (frei) ; poured join (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Durch den Einsatz von Betonfertigteilen bei der Herstellung des Betongurtes von Stahlverbundträgern lassen sich in vielen Fällen wirtschaftliche Vorteile gegenüber Herstellungsvarianten aus Ortbeton erzielen. Dabei bietet die Ausführung der Verbundfuge als Vergussfuge eine einfache und sichere Möglichkeit, die schubfeste Verbindung zwischen Stahlträger und Betongurt herzustellen und zugleich allen fertigungs- sowie montagetechnischen Anforderungen zu genügen. Charakteristisch für die Vergussfuge ist die Anordnung der Kopfbolzendübel des Stahlverbundträgers in nachträglich mit Vergussmörtel vergossenen Bereichen zwischen oder in den Betonfertigteilen. Aufgrund geometrischer und materialbedingter Gegebenheiten von Vergussfugen können sich Abweichungen von dem bekannten Lastabtragungsmodell der Kopfbolzendübel in ungestörtem Beton ergeben, was zu einem geänderten Dübelverhalten führen kann. In der vorliegenden Arbeit werden die Einflüsse auf die Dübel infolge ihrer Einbausituationen in Vergussfugen herausgestellt und die Auswirkungen auf das Trag- und Verformungsverhalten der Kopfbolzendübel untersucht. Es wird sowohl ein Überblick verschiedener in der Praxis angewandter Stahlverbundlösungen mit Betonfertigteilen als auch typischer Vergussfugenausbildungen gegeben. Ausgehend von dem Modell des Lastabtrages der Kopfbolzendübel in ungestörtem Beton, werden die infolge einer Vergussfugenausbildung entstehenden Abweichungen von den Voraussetzungen des Modells dargelegt. Wie sich diese Abweichungen auswirken, wurde an Push- Out- und Trägerversuchen erkundet. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wird ein Modell für den Lastabtrag von Kopfbolzendübeln mit schlaufenförmig verankerter Bewehrung abgeleitet. Für das gegenüber Ortbeton geänderte Tragverhalten wird ein Vorschlag unterbreitet, mit dessen Hilfe sich die beschriebenen Einflüsse aus der Vergussfuge auf die Kopfbolzendübel bei der Dübelberechnung berücksichtigen lassen.

In many cases, the use of prefabricated concrete elements to establish the concrete boom of composite steel beams offers economic benefits in comparison to the use of cast-in-place concrete. The use of poured joints as composite joints is a simple and safe method to create a shear-resistant connection between the steel beam and the concrete boom and satisfies all fabrication and installation requirements at the same time. The characteristic feature of the poured joint is that the stud connectors of the composite steel beam are fitted in gaps between or inside the prefab concrete elements that is poured with grout subsequently. Due to the geometry and the material of the poured joints, the behaviour of the stud connectors might differ from the official load transfer model of stud connectors in undisturbed concrete. The present study examines the influence on the connectors due to their installation in poured joints and the effects on the bearing and deformation behaviour of the stud connector. It gives an overview of various composite solutions used in practice involving steel and prefab concrete elements as well as of typical poured joint types. Based on the load transfer model of stud connectors in undisturbed concrete, the deviations from the pre-conditions of this model due to a particular type of poured joint are exposed. The effects of these deviations were examined in Push-out and beam tests. From the knowledge gained, a model for the load transfer of stud connectors with steel loop anchored reinforcement is developed. A proposal concerning the different bearing behaviour in regard to cast-in-place concrete is put forward. With the help of the proposed method, the described influences of the poured joint on the stud connectors can be taken into account in the calculation of the connectors.

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