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Ressourcenschonendes Leichtbauverfahren für cobiax-Betondecken

Institut für Beton- und Fertigteilbau   
mit finanzieller Förderung durch:      

Im Rahmen des AiF-ZIM Projektes "Entwicklung eines ressourcenschonenden Leichtbauverfahrens für hohlkörpergestützte Betondecken von 20 bis 35 cm Deckenstärke" sollte ein neuer modularer Leichtbau-Systemaufbau zur deutlichen Erweiterung der Einsatzgrenzen der Hohlkörpertechnologie entwickelt werden. Eine neuartige, flexibel kombinierbare Halbschalen-Geometrie erschließt das Potenzial der Hohlkörper zur Anwendung in Betondecken zwischen 20 bis 35 cm (bisher nur 35 - 60 cm, d.h. nur 20 % der Deckenanwendungen am Bau) und ermöglicht somit die deutliche Erweiterung der Potenzials dieser Technologie (80 % der Anwendungen). Dadurch können erhebliche Effekte zur Ressourcenschonung und Reduzierung von CO2-Emissionen am Bau erreicht werden. Ferner sind Fortschritte bei der Bauweise und einem gleichzeitig hohen Einsatzspektrum der Leichtbau- Technologie möglich. Das Projekt umfasst sowohl die Entwicklung neuer Hohlkörper als auch die eines neuen Herstellungsverfahrens einschl. betontechnologischer Fragestellungen sowie Untersuchungen zur baustatischen Verlässlichkeit der Gesamtsysteme am Bau. Die Hohlkörper führen zu einem sehr komplexen Tragverhalten der Stahlbetondeckenstruktur. Während für Volldecken genormte Bemessungsverfahren zur Verfügung stehen, muss das Tragverhalten der Hohlkörperdecken sowohl experimentell als auch numerisch untersucht werden.

Für das vorliegend beschriebene Deckensystem wird insbesondere das Querkrafttragverhalten in verschiedenen Bemessungssituationen untersucht. Neben dem einachsigen Tragverhalten ist ebenfalls der Tragwiderstand im Bereich mehrachsialer Beanspruchung durch gleich- und gegensinnig gerichtete Biegemomente zu klären. Weiterhin ist der Einfluss von Längskräften (Druckvorspannung und Zug infolge Zwang) im Versuch zu beobachten. Die Realisierung dieser Hohlkörpervariante wird erst durch ein wissenschaftlich fundiertes, allgemeingültiges und praxistaugliches Bemessungsmodell möglich. Das Modell muss gleichzeitig die bauaufsichtlich geforderte Standsicherheit ermöglichen und zu wirtschaftlich sinnvollen Bemessungsergebnissen führen.

Stand der Bearbeitung (25.11.2013)

Die Tragfähigkeit der Decken mit optimierter Hohlkörperdecken wurde im Detail erforscht. Auf Grundlage experimenteller Untersuchungen konnten Bemessungskonzepte für die Querkrafttragfähigkeit, das lokale Durchstanzen des Deckenspiegels oberhalb der Hohlkörper und die Schubkraftübertragung in der Verbundfuge entwickelt werden. Hierdurch kann die Bemessung der Hohlkörperdecken auf dem bauaufsichtlich geforderten Sicherheitsniveau erfolgen. Zwischenzeitlich wurde der Fa. Cobiax vom Deutschen Institut für Bautechnik eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung erteilt. Damit ist der Zugang zum Baumarkt in Deutschland uneingeschränkt gegeben.

Das Projekt erzielte eine TOP 3 Platzierung beim Deutschen Nachhaltigkeitspreis 2013 (Kategorie Forschung).

>>> www.nachhaltigkeitspreis.de

Finanzierung

Die Finanzierung erfolgt durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) – Fördermodul Kooperationsprojekte
im Rahmen der Forschungsprogramms „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand“.

Kooperationspartner

Hochschule Bochum, IfBF - Institut für Beton- und Fertigteilbau GmbH & Co. KG, Lennerhofstraße 140, 44801 Bochum

Cobiax Technologies GmbH, Otto-von-Guericke-Ring 10, 65205 Wiesbaden, Tel. 06122 918 45 00,  www.cobiax.com

Veröffentlichungen, Vorträge

 

Albrecht C., Albert, A., Schnell J.:

Shear force and local punching resistance of slim biaxial hollow core floor slabs with flattened void formers, in: Engineering a Concrete Future: Technology, Modeling & Construction - fib Symposium 2013 - Proceedings, Israeli Association of Construction & Infrastructure Engineers (IACIE) & Faculty of Civil and Environmental Engineering, Technion – Israel Institute of Technology (Hrsg.), Tel-Aviv, 2013, S. 169 - 172

Albrecht C., Schnell J., Pfeffer K.:

Voided flat slabs with rotationally symmetrical void formers - Manufacture, Installation and special features of the design, in: Proceedings on 1st Annual International Conference on Architecture and Civil Engineering, Singapore, 2013, S. 290–295

Albrecht, C.:

Hohlkörperdecken in der Bau- und Bemessungspraxis, 51. Sitzung des Hauptausschusses BAUTECHNIK (HAB) des Deutschen Beton- und Bautechnikvereins (DBV), 27. September 2012, Kaiserslautern

Albrecht C., Albert A., Pfeffer K., Schnell J.:

Bemessung und Konstruktion von zweiachsig gespannten Stahlbetondecken mit abgeflachten rotationssymmetrischen Hohlkörpern. Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 9, S. 590-600.

Albrecht, C.:

Experimental and theoretical analyses of the loade-bearing behavior of slim biaxial hollow core clabs with flattened void formers, 9th fib International PhD Symposium in Civil Engineering, July 2012, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), S . 85-90