Experimentelle Validierung einer innovativen Methode zur Reduktion der Unterstellungszeiten von Stahlbetondecken

Abstract

Die statische Bemessung von Stahlbetondecken erfolgt überwiegend mittels Finite-Elemente-Berechnungen. Dennoch führen immer engere Bauzeitpläne und der Kostendruck auf Baustellen dazu, dass die in der statischen Berechnung vorgesehenen Unterstellungszeiten häufig nicht eingehalten werden können. Um dies zu kompensieren, werden temporäre Deckenunterstellungen eingesetzt, die aus denselben Gerüststehern bestehen wie jene, die ursprünglich für die Herstellung der Decke verwendet wurden. Dieses übliche Verfahren wurde jedoch im Rahmen der statischen Bemessung von Geschoßdecken bisher kaum untersucht.Darüber hinaus basiert die Bemessung von Stahlbetondecken auf der Annahme eines gerissenen Zustands. Dieser ist jedoch im klassischen Wohnbau unerwünscht, da Deckenuntersichten typischerweise weiß gestrichen werden. Zusätzlich bleiben klimatische Bedingungen sowie Bauphasen in der Berechnung oft unberücksichtigt, was zu Problemen bei nachfolgenden Ausbaugewerken führen kann, wie beispielsweise bei der Fassadenmontage oder dem Einbau des Bodenbelags.Um reale Verformungen von Decken zu untersuchen, wurden im Rahmen eines Forschungsprojekts, das in Kooperation zwischen der TU Wien und der PORR Bau GmbH durchgeführt wurde, umfangreiche Messdaten erhoben. Ziel war es, die Verformungen von Decken unter Berücksichtigung der Schalung und der temporären Unterstellungen zu ermitteln. Im Zuge der Errichtung einer Wohnhausanlage im 10. Wiener Gemeindebezirk wurden Verformungsmessungen an Geschoßdecken vom Tag der Herstellung bis zum Einbau des Fußbodenaufbaus durchgeführt.Aufbauend auf (5) wird in dieser Arbeit der dort empirisch ermittelte Lastansatz für Finite-Elemente-Berechnungen weiterentwickelt. Hierbei lag der Fokus auf der Untersuchung verschiedener Unterstellungszeiten von Geschoßdecken, insbesondere im Kontext der mehrgeschoßigen Unterstellung von Decken, deren Beton noch nicht die volle Steifigkeit erreicht hat. Dieses Forschungsvorhaben leistet einen Beitrag zur Vermeidung von Schäden und zur Optimierung von Bauabläufen sowie der zeitlichen und wirtschaftlichen Effizienz der Ausbauarbeiten.

The structural design of reinforced concrete slabs is predominantly based on finite element calculations. However, increasingly tighter construction schedules and cost pressures on building sites often result in the specified support durations for slabs not being adhered to. After the early removal of formwork, temporary slab supports are typically installed to comply with the required support times. These supports generally utilize the same scaffolding uprights used during the initial slab construction. Despite its widespread application, this standard practice is rarely analyzed within the framework of structural calculations for floor slabs.Furthermore, the design of reinforced concrete slabs is commonly performed under the assumption of a cracked state, which is undesirable in residential buildings where the slab soffits are typically finished with white paint. Additionally, factors such as climatic conditions during construction and phased construction processes are often neglected in the calculations. These oversights can lead to issues in subsequent finishing trades, such as façade installation or floor covering placement.To investigate actual slab deformations, a research project was conducted in collaboration between the Vienna University of Technology and PORR Bau GmbH. The aim was to evaluate the deformation behavior of slabs considering the effects of formwork and temporary scaffolding supports. During the construction of a residential complex in Vienna’s 10th district, deformation measurements were carried out on multiple slabs, spanning from the day of casting to the installation of the floor finishes.Building on the findings of (5), this study extends an empirically derived load model for finite element calculations. The research emphasizes the impact of varying slab support durations, particularly focusing on multi-story slab supports where the concrete has not yet reached its full elastic modulus. This investigation aims to mitigate potential damage, streamline construction processes, and improve the time and cost efficiency of subsequent finishing work.