Experimentelle und numerische Untersuchungen zum Tragverhalten von Vollholzbalken-Beton-Verbunddecken

Abstract

Holz-Beton-Verbund-Decken (HBV-Decken) haben in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Sie erfüllen das Bedürfnis nach ökologischeren Bauweisen und ermöglichen gleichzeitig die Ausführung schlanker und weit gespannter Decken mit architektonisch ansprechender Untersicht. In diesem Zusammenhang wurde von der Vollholzhybriddecken Engelhart GmbH eine neue HBV-Decke entwickelt. Das Besondere dieses Systems besteht darin, dass die Verbindung zwischen Vollholzbalken und Beton über vernagelte Schubbleche und -kerven mit kontinuierlich veränderlicher Schubkerventiefe hn und geneigten Flanken hergestellt wird. Diese Verbindungsmittel wurden in derartiger Form noch nicht abschließend wissenschaftlich untersucht. Die Betonschicht soll in etwa in der gleichen Höhe wie die Holzschicht ausgeführt werden. Dies stellt eine weitere Besonderheit dar, da hierbei von einer gängigen Konstruktionsregel abgewichen wird. Aus diesem Grund ist eine wissenschaftlich fundierte Bemessung des Systems zur Zeit nicht möglich. Daher ist es Ziel dieser Diplomarbeit, ein Bemessungskonzept sowie Vorbemessungstabellen für dieses Deckensystem zu erarbeiten. Dafür wird mittels experimenteller Methoden das Verformungs- und Tragverhalten der eingesetzten Verbindungsmittel untersucht und anhand von Vier-Punkt-Biegeversuchen das Verformungs- und Tragverhalten des Deckensystems analysiert. Anschließend werden die Erkenntnisse der experimentellen Methoden in numerische Simulationsmodelle eingearbeitet und die Versuche nachgerechnet. Durch den Vergleich mit den Versuchsergebnisse werden die Ergebnisse der numerischen Simulationsmodelle validiert. Es konnte gezeigt werden, dass die hier untersuchte HBV-Decke durch ein Stabwerksmodell für einen baupraktisch relevanten Durchbiegungsbereich von w

Timber-concrete-composite-ceilings (TCC-ceilings) have received more attention recently, since they do not only meet the need for more ecological construction methods but also enable implementing slim and wide-span ceilings with an architecturally appealing soffit. In this context, a new TCC ceiling was developed by Vollholzhybriddecken Engelhart Ltd. The connection between wood and concrete is established via nailed metal sheets and shear notches with continuously variable height and sloping sides which makes this new system special. Fasteners in this form have not yet been scientifically investigated in their entirety. The concrete layer should be implemented at about the same height as the wood layer, which deviates from a common construction rule, making this another novelty. For this reason, a scientifically secured dimensioning of the system is currently not possible.Therefore, this diploma thesis aims to not only develop a dimensioning concept but also to create preliminary dimensioning tables for this ceiling system.For this purpose, deformation and load-bearing behavior of the fasteners is investigated by using experimental methods. Additionally, the deformation and load-bearing behavior of the ceiling system is analyzed by using four-point bending tests. The results of the experimental methods are to be incorporated afterwards into numerical simulation models followed by recalculation of the tests. By comparing the results of the numerical simulation models and from the four point bending tests, the numerical simulation models can be validated.Results showed that load-bearing-behavior of the TCC ceiling can be mapped with sufficient accuracy using a framework model for a deflection range of w