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Bearing Behaviour (bearing + behaviour)

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    Selected Abstracts

    Experimentelle und numerische Untersuchungen zum Tragverhalten von Stahlbetondecken mit kugelförmigen Hohlkörpern

    BETON- UND STAHLBETONBAU, Issue 6 2010
    Marcin Abramski Dr.-Ing.
    Abstract Massive Flachdecken erweisen sich in Hoch- und Industriebau häufig als insgesamt überlegenes Deckensystem. Die hohe Eigenlast dieser Decken kann ihren Anwendungsbereich jedoch einschränken. Eine sinnvolle Abhilfe schafft dann die Integration von Hohlkörpern in der neutralen Zone, weil hierdurch eine spürbare Gewichtsreduktion eintritt. Neben der Eigenlast wird auch der Verbrauch der unter ökologischen Gesichtspunkten wesentlichen Ressourcen Betonstahl und Zement deutlich verringert. Die Hohlräume beeinflussen vor allem die Querkrafttragfähigkeit solcher Decken. Vier Versuchsserien, die mit kugelförmigen Hohlkörperdecken des Systems "cobiax" durchgeführt wurden, werden in diesem Beitrag beschrieben. Aus den Versuchen wird ein Abminderungsfaktor zur Beschreibung des Querkrafttragverhaltens abgeleitet, der auch in die kürzlich erteilte allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des Deckensystems eingegangen ist. Die Nachrechnung der Versuche mit der Finite-Elemente-Methode zeigt eine gute Übereinstimmung von Numerik und Experiment, so dass in der Weiterentwicklung Parameterstudien auf dieser Grundlage zur Ergänzung von Versuchen hilfreich sein werden. Experimental and Numerical Investigation of the Bearing Behaviour of Hollow Core Slabs Massive flat slabs have proven to be the most appropriate ceiling system for structural and industrial engineering. However the high dead load of these slabs might reduce their field of application. This problem can be solved by void formers that are placed in the neutral zone. These block-outs cause a noticeable reduction of weight. Furthermore, the masses of ecologically important resources like reinforcement steel and cement can be reduced as well. The shear bearing capacity is significantly influenced by these block-outs. This article describes four test series with spherical void former floors of the system "cobiax". A reduction factor for the shear bearing capacity is derived from these tests. That factor was also introduced in the technical approval for this slab system which has been issued recently. A comparison to a calculation with the finite element method shows that the numerical results and the results of the tests are quite similar. In future research, parameter studies based on the finite element method might be helpful additional to further tests. [source]

    Zum Tragverhalten flacher Schalentragwerke unter Kriechbeanspruchung

    BETON- UND STAHLBETONBAU, Issue 1 2006
    Jörg Bockhold Dr.-Ing.
    Die wirklichkeitsnahe Vorhersage des Tragverhaltens von Schalentragwerken aus Stahlbeton stellt nach wie vor einen hohen Anspruch an den planenden Ingenieur. In diesem Beitrag werden beispielhaft anhand einer flachen zylindrischen Dachschale die unterschiedlichen Einflüsse auf die Langzeittragfähigkeit beulgefährdeter Strukturen vorgestellt und auf die besondere Bedeutung des Betonkriechens im Hinblick auf ein Dauerstandversagen des Tragwerkes hingewiesen. On the bearing Behaviour of shallow shell Structures under creep Loading The close-to-reality prediction of the bearing behaviour of RC shell structures is still a challenging task for civil engineers. In this contribution, different influence parameters on the long-term performance of buckling-sensitive structures are presented exemplarily in the context of concrete creep by means of a cylindrical shell roof with regard to structural failure due to sustained loads. [source]

    Untersuchungen zum vertikalen Tragverhalten von Spundwänden

    BAUTECHNIK, Issue 8 2009
    Jürgen Grabe Univ.-Prof.
    Geotechnik; Bodenmechanik; Geotechnical Engineering; Soil Mechanics Abstract Spundwände werden im Wesentlichen auf Biegung infolge einer Belastung durch Erd- und Wasserdrücke beansprucht. Sie können aber auch zum Abtrag von Vertikallasten dienen. Das Tragverhalten von Spundwänden ist bei genauer Betrachtung äußerst komplex, da diesem eine räumlich und zeitlich gekoppelte Boden-Bauwerk-Interaktion zugrunde liegt. Für die praktische Bemessung muss das Tragverhalten daher stark idealisiert werden. Die Rechtfertigung der dafür notwendigen Modellvorstellungen sowie deren Vereinfachungen und Annnahmen sind, wie häufig in der Geotechnik, hauptsächlich durch Erfahrung begründet. Researching the vertical load bearing behaviour of sheet piles. Sheet pile walls are mainly used to carry loads caused by earth and water pressure via bending. In special cases these walls can be used to transfer vertical loads to the subsoil. The complex load bearing behaviour of sheet pile walls is caused by the sterical and temporal coupled soil structure interaction. For practical design the load bearing behaviour needs to be idealised. The apologies used to explain the model conceptions as well as their simplifications are, as usual in geotechnics, mainly motivated by operating experience. [source]

    Tragverhalten von Flachdecken aus Stahlfaserbeton im negativen Momentenbereich und Bemessungsmodell für das Gesamtsystem

    BETON- UND STAHLBETONBAU, Issue 8 2010
    Julien Michels Dr.
    Baustoffe; Berechnungs- und Bemessungsverfahren; Versuche Abstract Der vorliegende Artikel befasst sich mit dem Tragverhalten von Flachdecken aus Stahlfaserbeton im negativen Momentenbereich. Zugkräfte werden allein von den in der Betonmatrix eingebetteten Stahlfasern aufgenommen, letztere ermöglichen in einer Dosierung von 100 kg/m3 (1.3 % des Volumens) eine hohe Rotationsfähigkeit bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit. In einer ersten Phase kann anhand von Laborversuchen an Deckenausschnitten gezeigt werden, dass bei Flachdecken mit reiner Faserbewehrung und unter rotationssymetrischer Belastung kein Durchstanzen auftritt und sich ein Biegeversagen mit deutlicher Bruchlinienbildung einstellt. Neben den erhaltenen Informationen über Versagensart und -last konnte ebenfalls eine abfallende Faserwirksamkeit mit steigender Plattendicke festgestellt werden. Kombiniert mit den experimentellen Untersuchungen kann anhand nicht-linearer FE-Simulationen der Einfluss von Aussparungen bei lokalem Plattenversagen im Stützenbereich auf die Traglast beschrieben werden. Anhand der Festigkeitsstreuungen und einem semi-probabilistischen Sicherheitskonzept wird ein Sicherheitsfaktor hergeleitet, welcher es ermöglicht, einen Bemessungswert der Querschnittstragfähigkeit zu berechnen. Wegen dem experimentell festgestellten Biegeversagen wird die Bruchlinientheorie als Rechenmodell angewendet. Bearing Capacity of Steel Fiber Reinforced Concrete (SFRC) Flat Slabs in the Negative Bending Moment Area and Design Model for the Complete System The present paper deals with the bearing behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) flat slabs in the negative bending moment area. Tensile forces are carried only by steel fibers. The latter allow, due to a dosage of 100 kg/m3 (1.3% in volume), a high rotation capacity with simultaneously high bearing capacities. In a first step experimental analysis showed that under symmetrical loading no punching shear failure occurred. A bending behaviour with creation of yield lines was observed for all test specimens. Furthermore, a decreasing fibre orientation with growing plate height could be noticed. The effect of openings in the column area on the bearing capacity loss in a local failure were evaluated with the use of non-linear finite element software. Scatter in bending tensile strengths was used to calculate a safety factor by the means of a semi-probabilistic safety concept. Eventually, slab design is performed by using yield line theory. [source]

    Versuche zur Tragfähigkeit von Ankerplatten mit einbetonierten Kopfbolzendübeln in schmalen Stahlbetonstützen

    BETON- UND STAHLBETONBAU, Issue 6 2010
    Stephan Fromknecht Dr.-Ing.
    Versuche; Befestigung Abstract Müssen große Lasten von Stahl- in Betonbauteile eingebracht werden, sind Ankerplattendetails mit aufgeschweißten Kopfbolzendübeln oft praktikable Lösungen. Dies gilt auch für die Befestigung von Stahlträgern an Stützen aus Stahlbeton. Hier können die Ankerplatten z. B. bauseits an der Schalung befestigt und mit dem Ortbeton einbetoniert werden. Die Dimensionierung dieser Einbauteile kann, wie auch die Berechnung von nachträglich installierten Befestigungsmitteln, derzeit nach Europäischen Technischen Zulassungen (ETA) erfolgen. Im Unterschied zu nachträglich installierten Befestigungen ist für die Ankerplatte mit einbetonierten Kopfbolzendübeln eine rechnerische Nutzung der Tragfähigkeit der Bewehrung möglich. Allerdings führen die diesbezüglichen Regelungen , im Vergleich zu den in den Versuchen ermittelten Tragfähigkeiten , rechnerisch zu stark eingeschränkten Tragfähigkeiten. Dies beruht einerseits auf der Reduktion der Tragfähigkeit wegen geringer Randabstände und andererseits auf der stark eingeschränkten Nutzbarkeit der Bewehrung. Im folgenden Beitrag werden Versuchsergebnisse vorgestellt, welche den Einfluss der Betondruckfestigkeit, der Verankerungslänge, der Lastexzentrizität sowie der Bewehrungsmenge und -position auf das Versagensgeschehen und die Tragfähigkeit zeigen. Results of Experimental Investigations on the Load-Bearing Capacity of Steel Anchor Plates with in Concrete Encased Headed Studs in Reinforced Narrow Concrete Columns Anchor plates with welded shear studs are often used to transfer high loads from steel to reinforced concrete elements. This is for example the case for the fixation of steel beams to reinforced concrete columns. The anchor plates are fixed on site on the formwork and cast in-place in the concrete. The design is calculated according to European Technical Approvals like the design of post-installed anchors. In contrast to post-installed fastenings, the utilisation of the reinforcement of in concrete encased headed studs is theoretically possible. But the regulations of the ETAs lead to great reductions in the analysed load-bearing capacities compared to the capacities, obtained in tests. These tests have been conducted to investigate the load bearing behaviour and failure modes of anchor plates, especially in narrow reinforced concrete columns. In the following article the results of the experimental investigations are presented, which show the influence of concrete compression strength, shear stud length, load eccentricity as well as amount and position of reinforcement. [source]

    Torsionsversuche an textilbetonverstärkten Stahlbetonbauteilen

    BETON- UND STAHLBETONBAU, Issue 12 2009
    Frank Schladitz M.Sc.
    Versuche Abstract Zur Untersuchung des Torsionstragverhaltens von textilbetonverstärkten Stahlbetonbauteilen wurden Torsionsversuche an Bauteilen mit runden und quadratischen Querschnitten durchgeführt. Anhand von Versuchsergebnissen wird gezeigt, dass durch die Textilbetonverstärkung die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit deutlich verbessert werden kann. Die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen werden mit Hilfe von Stabwerksmodellen beschrieben. Torsion Test at Textile Reinforced Concrete Strengthened Components In order to examine the torsion bearing behaviour of textile reinforced concrete components torsion tests have been carried out at building units with round and square shaped cross sections. Test results display that using textile reinforced concrete can considerably improve the load carrying capacity and the serviceability. The results of the experimental research are being described by strut-and-tie models. [source]

    Querkrafttragfähigkeit von Fahrbahnplatten ohne Querkraftbewehrung

    BETON- UND STAHLBETONBAU, Issue 10 2009
    Günter Rombach Prof. Dr.-Ing.
    Versuche; Berechnungs- und Bemessungsverfahren Abstract Es wird über Versuche zur Querkrafttragfähigkeit von Brückenfahrbahnplatten aus Stahlbeton berichtet. Diese zeigen, dass die bekannten Rechenansätze für Bauteile ohne Querkraftbewehrung nach DIN 1045-1 bzw. DIN-FB 102 für Fahrbahnplatten auf der sicheren Seite liegen, die tatsächliche Tragfähigkeit aber weit unterschätzt wird. Weitere Ansätze zur Berechnung der Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetonbauteilen ohne Querkraftbewehrung werden erörtert. Während die Modelle bei der Auswertung einer Datenbank von Balkenversuchen eine gute Übereinstimmung aufweisen, zeigt der Vergleich mit den Modellversuchen, dass die meisten Rechenverfahren die Tragfähigkeit der Platten unterschätzen. Zur Berechnung der Querkrafttragfähigkeit von Platten ohne Querkraftbewehrung unter Punktlasten wird ein Modell vorgeschlagen, welches die Querkrafttragfähigkeit mit der Zugbeanspruchung der Biegezugzone im kritischen Bereich verknüpft. Shear Resistance of Bridge Decks without Transverse Reinforcement The design of concrete bridge deck slabs is of major concern since the introduction of the Eurocodes as the calculated shear capacity of slabs without stirrups and staggered reinforcement according to the new design standards is often considerably smaller compared to the former regulations i.e. DIN 1045:88. This raises the question whether the existing structures are still save. A series of 12 tests on 4 different specimens representing a bridge deck was performed to examine the real load bearing behaviour of a slab with and without shear reinforcement under a wheel (point) load. The evaluation of the test results revealed, that the current design formula with an assumed elastic shear force distribution leads to rather conservative values of shear capacity for bridge deck slabs. Various approaches for shear design are discussed and the accuracy is checked by means of a shear database and the test results. A new model to calculate the shear capacity is proposed which shows a better agreement with test data than the known approaches. [source]

    Anwendung von Trapezblechstegen im Brückenbau

    BETON- UND STAHLBETONBAU, Issue 9 2009
    Längsschubtragverhalten von Betondübeln in Kombination mit Trapezblechstegen
    Brückenbau; Entwurf und Konstruktion Abstract Trapezblechstege im Brückenbau kommen trotz der großen Vorteile, die diese Bauweise bietet, in Deutschland bisher nur an einem Pilotprojekt zur Anwendung. Durch die charakteristischen Eigenschaften des Trapezbleches entstehen konstruktive und wirtschaftliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Brückenbauweisen. Allerdings lassen die aktuell gültigen Regelwerke aufgrund fehlender Kenntnis zum Tragverhalten und mangelnder Erfahrung keine wirtschaftliche Ausbildung zu. Dies zeigt sich am Beispiel des Pilotprojekts. Die Ausbildung der Verbundfuge wurde hier nur sehr unbefriedigend gelöst und verdeutlicht somit die Notwendigkeit einfacher und praktikabler Verbindungsmöglichkeiten. Am Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren der Universität Stuttgart wurde in Zusammenarbeit mit dem Institut für Konstruktion und Entwurf ein von der Forschungsvereinigung für Stahlanwendung e. V. (FOSTA) finanziertes Forschungsvorhaben bearbeitet, bei dem unterschiedliche Verbundfugenausbildungen numerisch und experimentell untersucht wurden. Der folgende Beitrag beschränkt sich auf die Verwendung von Betondübeln als Verbundmittel und stellt hierfür ein einfaches Bemessungskonzept für die Verbundsicherung unter Längsschubbeanspruchung im Grenzzustand der Tragfähigkeit vor. The use of corrugated steel webs in bridge constructions , Load bearing behaviour of concrete dowels in combination with corrugated steel webs under longitudinal shear Studies of the load bearing behaviour under shear force of integrated connections at composite bridge girders using corrugated steel webs. Up to now there is only one project in Germany, where the application of corrugated steel webs has been practiced in the field of composite bridges. Due to the characteristics of the corrugated steel web this construction method has constructive and economic advantages. However there is a lack of experiences and standards to fully utilize these advantages and to allow an economic application. Especially the first project in Germany expose some critical points. The design of the joint between the concrete slab and the corrugated steel web is actually not satisfactory and shows the need for simpler and more practicable connection methods. At the Institute for Lightweight Structures and Conceptual Design at Universität Stuttgart and together with the Institute of Structural Design, a research project, financed by Forschungsvereinigung für Stahlanwendung e. V. (FOSTA) was made. Within this project different types of composite joints were experimentally and numerically analysed. This paper deals only with the investigations of concrete dowels as connectors. On the basis of these studies simple design rules for shear connection in the ultimate limit state were developed. [source]

    Zum Tragverhalten flacher Schalentragwerke unter Kriechbeanspruchung

    BETON- UND STAHLBETONBAU, Issue 1 2006
    Jörg Bockhold Dr.-Ing.
    Die wirklichkeitsnahe Vorhersage des Tragverhaltens von Schalentragwerken aus Stahlbeton stellt nach wie vor einen hohen Anspruch an den planenden Ingenieur. In diesem Beitrag werden beispielhaft anhand einer flachen zylindrischen Dachschale die unterschiedlichen Einflüsse auf die Langzeittragfähigkeit beulgefährdeter Strukturen vorgestellt und auf die besondere Bedeutung des Betonkriechens im Hinblick auf ein Dauerstandversagen des Tragwerkes hingewiesen. On the bearing Behaviour of shallow shell Structures under creep Loading The close-to-reality prediction of the bearing behaviour of RC shell structures is still a challenging task for civil engineers. In this contribution, different influence parameters on the long-term performance of buckling-sensitive structures are presented exemplarily in the context of concrete creep by means of a cylindrical shell roof with regard to structural failure due to sustained loads. [source]