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Das Tragverhalten des Wand-Decken-Knotens mit teilweise aufliegender Deckenplatte ist in Deutschland bisher nicht untersucht worden. Dies erfolgte nun, unter Anwendung theoretischer, experimenteller und numerischer Verfahren, im Rahmen dieser Arbeit. Im ersten Teil des Projektes wurden die Hintergründe des vereinfachten Knotenmodells des Anhangs C der prEN 1996-1-1 offen gelegt. Zur Überprüfung des Modells sind experimentelle Untersuchungen im Originalmaßstab durchgeführt worden. Als Wandbaustoffe kamen Ziegel- und Porenbetonmauerwerk in Kombination mit Dünnbettmörtel zur Anwendung. In Abhängigkeit von Wand- und Deckenbelastungen wurden die Biegemomente in den Wänden bestimmt. Zum Zwecke weiterführender Analysen wurde der Wand-Decken-Knoten mit Hilfe der Finiten Element Methode modelliert und die durchgeführten Versuche nachgestellt. Aufgrund der guten bis sehr guten Übereinstimmung konnte das FEM-Modell als aussagekräftig und für tiefgründigere Untersuchungen des Problems als geeignet bewertet werden.
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis I
1 Problemstellung 1
2 Theoretische Untersuchungen - Vereinfachte Knotenmodelle 5
2.1 ÖNORM B3350 [10] 5
2.2 Bestimmung der Knotenmomente nach prEN 1996-1-1 [2] 7
2.3 Knotenmomente für beliebige Formen der Spannungs-Dehnungs-Kennlinie 9
2.4 Ergebnisse 12
3 Experimentelle Untersuchungen 13
3.1 Versuchsprogramm 13
3.2 Außenwandknoten aus Ziegelmauerwerk 14
3.2.1 Versuchsaufbau 14
3.2.2 Materialparameter 15
3.2.3 Lastprogramm 18
3.2.4 Messtechnik 19
3.2.5 Ergebnisse des Versuches 20
3.3 Außenwandknoten aus Porenbetonmauerwerk 28
3.3.1 Versuchsaufbau 28
3.3.2 Materialparameter 28
3.3.3 Lastprogramm 32
3.3.4 Messtechnik 32
3.3.5 Ergebnisse des Versuches 32
4 Numerische Untersuchungen 39
4.1 Problemanalyse 39
4.2 FEM-Model 39
4.2.1 Allgemeines 39
4.2.2 Mauerstein 40
4.2.3 Mörtelfuge 41
4.2.4 Stahlbetondecke 42
4.3 Simulation des Versuches am Außenwandknoten aus Ziegelmauerwerk 44
4.3.1 System und Modellierung 44
4.3.2 Materialkennwerte 46
4.3.3 Belastungsmodellierung 48
4.3.4 Auswertung 49
4.4 Simulation des Versuches aus Porenbetonmauerwerk 51
4.4.1 System und Modellierung 51
4.4.2 Materialkennwerte 51
4.4.3 Belastungsmodellierung 53
4.4.4 Auswertung 54
4.5 Der Einfluss des Vormauersteins 55
4.5.1 Allgemeines 55
4.5.2 Die konstruktive Ausbildung des Knotens und die Verbundeigenschaften 55
4.5.3 System und Modellierung 57
4.5.4 Materialkennwerte 58
4.5.5 Belastungsmodellierung 59
4.5.6 Vormauerstein mit einseitiger Trennlage 60
4.5.7 Vormauerstein ohne Trennlage 62
4.5.8 Wand-Decken-Knoten ohne Vormauerstein 64
4.5.9 Wertung der Ergebnisse 65
5 Weiterführende theoretische Betrachtungen 69
5.1 Allgemeines 69
5.2 Einfluss der Normalkraft 69
5.3 Betrachtungen zur Biegesteifigkeit von Decken und Wänden 72
5.4 Die Deckenbelastung 81
5.5 Theoretische Modellbildung und Ableitung der funktionalen Zusammenhänge 82
6 Aufbereitung der theoretischen Lösung für die praktische Anwendung 90
6.1 Beispielhafte Bestimmung der Rotationssteifigkeit 90
6.2 Parameteruntersuchung 96
6.2.1 Allgemeines 96
6.2.2 System und Modellierung 96
6.2.3 Vergleich der beiden FEM-Modelle 98
6.2.4 Definition der freien Parameter 100
6.2.5 Aufbau der Parameteruntersuchung 102
6.2.6 Ergebnisse 103
7 Zusammenfassung 110
8 Literaturverzeichnis 115
Anhang A - Experimentelle Untersuchungen 0
Außenwand-Knoten aus Ziegelmauerwerk 1
Außenwand-Knoten aus Porenbetonmauerwerk 15
Anhang B - Numerische Untersuchungen 0
Außenwand-Knoten aus Ziegelmauerwerk 2
Außenwand-Knoten aus Porenbetonmauerwerk 12
Der Einfluss des Vormauersteins 15
Beispielhafte Bestimmung der konstitutiven Beziehung 39
Parameteruntersuchung - Modellvergleich (teilaufliegende Deckenplatte) 41
Anhang C - Theoretische Untersuchungen 0
Herleitung Momentenfunktion nach ÖNORM B3350 [10] 1
Herleitung der Momentenfunktion nach prEN 1996-1-1 [2] 4
Der Einfluss der Normalkraft 6
Betrachtungen zur Biegesteifigkeit von Decken und Wänden 8
Herleitung zum Verhältnis von Sekanten- zu Tangentenmodul 10
ANHANG D - Tabellen 0
