Methodik zur Untersuchung des Durchstanztragverhaltens von Flachdeckensystemen unter Berücksichtigung von Momentenumlagerungen und Membrantragwirkungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Josef Hegger
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 428862959

Das Durchstanzen von Stahlbetonplatten steht seit mehr als 100 Jahren im Fokus der Forschung. Zur Analyse des komplexen Tragverhaltens im Durchstanzbereich wurde eine Vielzahl an Versuchen durchgeführt, die als Basis für verschiedene Durchstanzmodelle dienten. Nahezu fast alle Versuche zum Durchstanzen wurden an isolierten Flachdeckenausschnitten durchgeführt, die den Stützmomentbereich der Decke-Stütze-Verbindung abbilden, da Versuche an Flachdeckensystemen sehr aufwändig sind. Während sich die Haupteinflüsse auf die Durchstanztragfähigkeit an diesen Flachdeckenausschnitten systematisch untersuchen lassen, werden wesentliche traglaststeigernde Aspekte des tatsächlichen Tragverhaltens wie Umlagerungen von Stütz- und Feldmomenten sowie Druckmembrantragwirkungen in diesen Versuchen nicht erfasst.Die vorhandenen experimentellen Untersuchungen zum Durchstanzen an Flachdeckensystemen belegen die positive Wirkung der Systemeinflüsse auf die Durchstanztragfähigkeit und Plattenverformung. Die Erweiterung der bestehenden Durchstanzmodelle für eine realitätsnahe Abbildung dieser Einflüsse ist allerdings aufgrund der geringen Versuchsanzahl nicht möglich. Ein weiterer Nachteil der vorhandenen Experimente ist, dass die Versuche aufgrund von technischen Restriktionen an skalierten Flachdeckensystemen durchgeführt wurden und somit Maßstabseffekte nicht ausreichend berücksichtigen. Eine experimentell abgesicherte, konsistente Erweiterung der bestehenden Durchstanzmodelle um die Einflüsse aus Momentenumlagerung und Membrantragwirkung erfordert daher systematische Durchstanzversuche an Flachdecken mit realitätsnahen Randbedingungen.Ziel des Forschungsvorhabens ist daher die grundlegende Untersuchung des Durchstanztragverhaltens von Flachdecken unter Berücksichtigung dieser Systemeinflüsse. Hierfür ist ein adaptiver Versuchsstand zu entwickeln, der die experimentelle Untersuchung des Durchstanzens von Flachdeckensystemen an einem repräsentativen Flachdeckenausschnitt mit variierenden Randbedingungen ermöglicht. Die Steuerung dieser maßgebenden lastabhängigen Randbedingungen wie Membrandruckkraft und Momentenverteilung, die im korrespondierenden Flachdeckensystem auftreten, soll durch simultan ablaufende Berechnungen auf Basis eines analytischen Modells erfolgen. Die experimentellen Untersuchungen werden durch numerische Untersuchungen begleitet, um die Unterschiede im Durchstanztragverhalten von Flachdeckensystemen im Vergleich zu Flachdeckenausschnitten genauer zu analysieren. Abschließend soll anhand der Ergebnisse ein physikalisch basiertes Durchstanzmodell abgeleitet werden, das eine zutreffende Ermittlung der Durchstanztragfähigkeit von Flachdecken unter Berücksichtigung der Systemeinflüsse aus Momentenumlagerung und Membrantragwirkung im Bereich von Innenstützen ermöglicht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen