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Holzbetonverbund mit Schubnocken aus hochfestem Beton

Der Verbundbau hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. In diesem Zusammenhang ist in erster Linie der Stahl-Beton-Verbundbau zu nennen, doch auch Holz wird zunehmend in Verbundkonstruktionen eingesetzt. Die Holz-Beton-Verbundbauweise wird seit den 80er Jahren nach längerem Stillstand wieder zunehmend erforscht, hat in Deutschland aber bei Weitem nicht den Stellenwert wie in anderen europäischen Ländern.

In diesem Forschungsvorhaben soll das Trag- und Verformungsverhalten von Schubnocken aus hochfestem Beton als Schubverbindung für Holzverbundträger untersucht werden. Bei diesem Verbundmittel wird der Verbund zwischen Holzbalken und dem Betongurt durch in den Holzbalken einbetonierte "Schubnocken" aus hochfestem Beton sichergestellt. Um das Abheben der Betonplatte vom Holzbalken zu verhindern, sind die Nocken mit einer seitlichen Neigung von 10° zur vertikalen Achse einbetoniert (siehe Abbildung 1.1).

 

Abbildung 1.1: Holzbetonträger mit Schubnocken aus hochfestem Beton

Mit hochfestem Beton, der sich auch selbstverdichtend herstellen lässt, stehen nun allerdings Werkstoffe zur Verfügung, deren mechanischen Eigenschaften wie Druck- und teilweise auch Zugfestigkeit, die des "Normalbetons" weit übertreffen. Damit werden neue Möglichkeiten für diese Art der Schubverbindung eröffnet. Es gilt, einen möglichst steifen Verbund im Gebrauchslastbereich, aber dennoch ein duktiles Tragverhalten im Grenzzustand der Tragfähigkeit zu erzielen. Die Form und der Abstand der Schubnocken sind dabei so auszulegen, dass keiner der Verbundpartner Holz oder Beton frühzeitig versagt.

Eine solche Schubverbindung eignet sich grundsätzlich sowohl für den Neubau als auch für die Sanierung bestehender Bauten und sollte sich aufgrund seiner Einfachheit und Leistungsfähigkeit gegenüber den anderen Schubverbindungen als wirtschaftlich erweisen.

Auf der Grundlage von klein- und großmaßstäblichen experimentellen Untersuchungen sowie FE-Berechnungen soll letztendlich ein praxistaugliches ingenieurmäßiges Bemessungsmodell abgeleitet werden.

Eckdaten:

Antragsteller: Technische Universität Kaiserslautern, Fachgebiet Massivbau und Baukonstruktion

Forscher: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schnell, Dr.-Ing. Christian Kohlmeyer, Dipl.-Ing. Fadi Mikdad

Drittmittelgeber: OCHS GmbH, DUCON GmbH, Halfen GmbH

Projektstart: 01.08.2013

Projektlaufzeit: 31.01.2016

Fachliche Betreuung: Prof. Dr.-Ing. Ulrike Kuhlmann, Prof. Dr.-Ing. Ekkehard Fehling, Prof. Dr.-Ing. Harald Kloft