Structural behaviour of composite dowels in thin UHPC elements

Lechner, Thomas; Gehrlein, Sebastian; Fischer, Oliver

doi:10.1002/stco.201610012

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“…Insbesondere sollte sichergestellt werden, dass die Schubbeanspruchungen in der Fuge unter Verwendung der Verbunddübelleisten [23] und einer vorgegebenen Bewehrung sicher abgetragen werden können. Frühere Untersuchungen am Lehrstuhl für Massivbau der TUM haben gezeigt, dass mithilfe von numerischen Simulationen mit dem Finite‐Elemente‐Programm ABAQUS das Trag‐ und Verformungsverhalten von Verbunddübelleisten sehr gut abgebildet werden kann [26, 27].…”

Section: Entwicklung Der Verbund‐segment‐modul‐bauweiseunclassified

Modulbauweisen im Verbundbrückenbau

et al. 2021

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Die modulare Konstruktion von Brückenbauwerken stellt in vielen Ländern mittlerweile den anerkannten Stand der Technik dar und wird dort stetig eingesetzt und weiterentwickelt. Insbesondere im europäischen Ausland, in den USA und im asiatischen Raum wird bereits eine Vielzahl der neuen Brücken in Segmentbauweise aus Stahlbeton‐ oder Spannbetonfertigteilen errichtet. Auch modulare Bauweisen in Stahlverbund kommen zum Einsatz. Die Vorteile von Modulbauweisen im Brückenbau liegen neben der qualitativ hochwertigen Fertigung der Einzelteile im Werk insbesondere in der deutlich verkürzten Bauzeit. Vor allem mit Blick auf das hoch ausgelastete Straßennetz werden auch in Deutschland (insbesondere für Ersatzneubauten) Entwürfe benötigt, die in kurzer Bauzeit bei minimaler Beeinträchtigung der Umwelt und des Verkehrs realisiert werden können. Im vorliegenden Beitrag werden verschiedene Modulbauweisen für den Verbundbrückenbau vorgestellt. Es wird zunächst ein kurzer Rückblick gegeben, bevor auf aktuelle Tendenzen und neue Entwicklungen eingegangen wird.

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Section: Entwicklung Der Verbund‐segment‐modul‐bauweiseunclassified

Modulbauweisen im Verbundbrückenbau

et al. 2021

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“…Wichtige Vorarbeiten und Modelle zur Beschreibung des Schubtragverhaltens von Verbunddübelleisten wurden beispielsweise in für das Ausstanzverhalten, in für das Stahlversagen und in für das Abscheren von VDL durchgeführt. Die randnahe Lage von VDL in Trägerstegen wird beispielsweise in untersucht. Der Einfluss von Querrissen auf die Ausstanztragfähigkeit von Verbunddübelleisten ist in den zuvor genannten Modellen allerdings noch nicht erfasst.…”

Section: Entwicklung Von Ingenieurmodellenunclassified

Ausstanzmodell mit Rissreibung für Verbunddübelleisten im gerissenen Beton

Claßen

Hegger

2017

Beton und Stahlbetonbau

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Zur Übertragung der Schubkräfte in der Verbundfuge von Stahl-Beton-Verbundkonstruktionen können Verbunddübelleisten (VDL) eingesetzt werden. Hierbei handelt es sich um leistungsfähige Verbundmittel, die sowohl im Hoch-und Industriebau als auch im Verbundbrückenbau immer häufiger eingesetzt werden. Ihre Vorteile gegenüber anderen Verbundmitteln liegen insbesondere in der hohen Tragfähigkeit und der einfachen Herstellung bei oberflanschlosen Stahlprofilen. Die Bemessung von Verbunddübelleisten in Puzzle-(PZ) und Klothoidenform (CL) ist in einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung [2] geregelt, die im Rahmen des FOSTA-Forschungsprojekts P804 [3] erarbeitet wurde. Diese berücksichtigt die Versagensarten Stahlversagen, Ausstanzen und Betondübelabscheren, wobei Letzteres in der Regel nicht maßgebend wird. In Verbundkonstruktionen mit schlanken Betongurten wie zum Beispiel Verbunddecken und Parkdecks führen die kleinen Einbindetiefen in der Regel zu einem Ausstanzversagen. Falls der Betongurt hierbei in der globalen Biegedruckzone liegt, kann die Schubtragfähigkeit der Verbunddübelleiste zuverlässig anhand der Modelle aus der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung [2] berechnet werden. Werden Verbundträger hingegen als Durchlaufsysteme ausgebildet, oder der Betongurt aus anderen Gründen (z. B. integraler Deckenaufbau [4, 5]) in der Biegezugzone angeordnet, bilden sich in den auf Zug beanspruchten Trägerbereichen Querrisse im Betongurt aus. Diese setzen die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten mit Ausstanzversagen herab [6, 7]. Bisher wird der Einfluss von Querrissen in der Bemessung von Verbunddübelleisten nicht berücksichtigt, sodass es zu einer Überschätzung der tatsächlichen Schubtragfähigkeit kommt. Um dieses Sicherheitsdefizit zu beheben, wird im Rahmen dieses Beitrags ein mechanisch basiertes Ingenieurmodell vorgeschlagen, mit dem die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten im gerissenen Beton in Abhängigkeit von der Querrissbreite und dem Rissabstand vorhergesagt werden kann. Das Modell wird an Versuchen validiert und auf das Bemessungsniveau überführt. 2 Versuchsergebnisse und Phänomenologie Zur Untersuchung der Tragmechanismen von Verbunddübelleisten im quergerissenen Beton wurden in [1] Ab-Die Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten mit Ausstanzversagen wird durch Querrisse im Betongurt vermindert. Experimentelle Untersuchungen zeigen, dass Querrisse als Begrenzungen des Betonausstanzkegels wirken, an denen eine Kraftübertragung lediglich durch Rissreibung erfolgt. In den bisherigen Bemessungsansätzen für Verbunddübelleisten wird der Einfluss von Rissbildung im Beton nicht berücksichtigt. Hieraus kann ein Sicherheitsdefizit in der Bemessung von Verbundträgern mit Verbunddübelleisten resultieren, falls der Betongurt vollständig oder bereichsweise aufreißt. Im vorliegenden Beitrag wird daher ein mechanisch basierter Modellansatz für das Ausstanzen von Verbunddübelleisten im gerissenen und ungerissenen Beton hergeleitet, der die Übertragung von Schubspannungen durch Rissverzahnung berücksichtigt....

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“…Wird bei Verbundträgern mit externer Bewehrung UHFB statt normalfestem Beton verwendet, so entstehen extrem filigrane Verbundträger, die eine hohe Tragfähigkeit mit einem geringen Eigengewicht vereinen. Dies konnten erste Untersuchungen am Lehrstuhl für Massivbau der Technischen Universität München (TUM) zeigen [12–14]. Für die Anwendung von Verbunddübelleisten in solch schlanken Verbundträgern aus ultrahochfestem Beton fehlten bisher jedoch Konstruktions‐ und Bemessungsregeln.…”

Section: Introductionunclassified

Untersuchungen zum Tragverhalten von Verbunddübelleisten in schlanken Stegen aus ultrahochfestem Beton

Lechner

Fischer

2020

Beton und Stahlbetonbau

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Ultrahochfester Beton (UHFB) kommt mittlerweile immer häufiger im Bauwesen zum Einsatz. Durch die aktuelle Entwicklung von nationalen und internationalen Richtlinien und Normen ist zu erwarten, dass sich dieser Trend fortsetzt und vermehrt Konstruktionen aus diesem modernen Baustoff realisiert werden. Dies gilt auch für den Bereich des Verbundbaus. Eine interessante Anwendungsmöglichkeit stellen hierbei Verbundträger mit externer Bewehrung dar, bei denen der Stahlflansch als reines Zugtragglied außerhalb des Betons liegt. Die schubfeste Verbindung zwischen der externen Bewehrung und dem möglichst dünnen Steg aus ultrahochfestem Beton erfolgt dann zielführend über Verbunddübelleisten, die dabei nur eine sehr geringe seitliche Betondeckung besitzen. Daher kommt der Ermittlung der Schubtragfähigkeit von Verbunddübelleisten in diesem Fall besondere Bedeutung zu. Im Rahmen des Beitrags werden die Ergebnisse der experimentellen und numerischen Untersuchungen an Push‐out‐Körpern beschrieben, die dazu dienten, die Trag‐ und Verformungsfähigkeit von Verbunddübelleisten in schlanken Stegen aus UHFB zu untersuchen. In einem Folgebeitrag werden Vorschläge für wirklichkeitsnahe Bemessungsmodelle vorgestellt und diskutiert sowie der Versuchsaufbau und die Ergebnisse von Versuchen am Gesamtsystem (Verbundträger mit externer Bewehrung) erläutert.

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Structural behaviour of composite dowels in thin UHPC elements

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Modulbauweisen im Verbundbrückenbau

Modulbauweisen im Verbundbrückenbau

Ausstanzmodell mit Rissreibung für Verbunddübelleisten im gerissenen Beton

Untersuchungen zum Tragverhalten von Verbunddübelleisten in schlanken Stegen aus ultrahochfestem Beton

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