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Die Holz-Beton-Verbundbauweise wird in europäischen Ländern wie der Schweiz, Italien und in Skandinavien zunehmend zur Verstärkung von Holzbalkendecken eingesetzt. Im Vergleich mit reinen Holzkonstruktionen weist die Verbundbauweise neben erhöhter Tragfähigkeit auch ein verbessertes Durchbiegungs- und Schwingungsverhalten sowie günstigere Schall- und Brandschutzeigenschaften auf. Die Forschungsstudie analysiert das Verformungsverhalten von Holz-Beton-Verbundträgern unter wirklichkeitsnahen Klimabeanspruchungen. Hierzu wurden die Verbundträger mit etwa 20 bis 30 Prozent ihrer Kurzzeittragfähigkeit überdacht im Freien belastet, um eine Aussage über die Gültigkeit bestehender Berechnungsmodelle für das Verformungsverhalten treffen zu können. Dem Nachweis der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit liegt das Berechnungsverfahren für Biegeträger aus nachgiebig miteinander verbundenen Querschnittsteilen gemäß Eurocode 5, Anhang B zugrunde. Die Abbildung des Langzeitverhaltens erfolgte hierbei durch eine Abminderung der Verschiebungssteifigkeit der Verbindungsmittel und durch die Herabsetzung des Elastizitätsmoduls von Beton und Holz mittels Kriechzahlen aus einschlägigen Normen. Das entwickelte Rechenmodell wird mit den Versuchsergebnissen der Langzeituntersuchung anhand tatsächlich gemessener Verformungen überprüft. Die Resttragfähigkeit der Verbundträger wurde mittels Kurzzeit-Biegeversuchen ermittelt und mit den Traglasten bereits geprüfter Verbundträger verglichen. Der Forschungsbeitrag dient der Verbesserung der Kenntnisse über das Langzeit-Verformungsverhalten von Holz-Beton-Verbundbauten und leistet einen Beitrag für die breitere Anwendung dieser Bauweise.
Sommario
1 Zielsetzung i
2 Stand der bisherigen Forschung und Technik 1
3 Rechenmodelle 5
3.1 Berechnungsverfahren nach Mungwa und Kenmou 5
3.2 Berechnungsverfahren nach Ceccotti und Covan 5
3.3 Rechenmodell nach Kupfer und Kirmair 6
3.4 FE-Berechnungen 8
3.5 Vereinfachtes Berechnungsverfahren 8
4 Versuchsprogramm, Versuchsaufbau und Ergebnisse 12
4.1 Versuchsprogramm 12
4.2 Prüfkörper 14
4.2.1 Aufbau und Abmessungen 14
4.2.2 Versuchsmaterial 14
4.2.3 Herstellung der Prüfkörper 16
4.3 Langzeituntersuchung 16
4.3.1 Allgemeines 16
4.3.2 Versuchseinrichtung 17
4.3.3 Messeinrichtung 18
4.3.4 Versuchsdurchführung 20
4.3.5 Ergebnisse der Langzeituntersuchung 20
4.3.6 Vergleichende Berechnung der Durchbiegung nach dem vereinfachten Verfahren 25
4.3.7 Ermittlung der Kriechzahlen 27
4.3.8 Schlussfolgerungen der Langzeituntersuchung 30
4.4 Kurzzeit Biegeversuche 30
5 Empfehlung für die Praxis 33
5.1 Langzeitverhalten 33
5.2 Resttragfähigkeit nach einer Langzeitbeanspruchung 34
6 Zusammenfassung 35
7 Literatur 37
