Untersuchungen zum Tragstoß von nachträglich mit Ortbeton ergänzten zweiachsig gespannten Stahlbeton-Fertigteilplatten

Abstract

Teilfertigdecken sind 5–6 cm starke vorgefertigte Elemente, die bereits die erforderliche Feldund Querbewehrung sowie ggf. auch die Querkraftbewehrung der gesamten Deckenplatte enthalten. Sie werden auf der Baustelle gestoßen und anschließend mit Ortbeton ergänzt. Die Ausbildung des Stoßes wird im Eurocode 2 und der bauaufsichtlichen Zulassung des verwendeten Gitterträgers geregelt. Die Regeln beschränken die Ausführbarkeit im Wesentlichen hinsichtlich des zulässigen Stabdurchmessers, des zulässigen Bewehrungsquerschnitts sowie einer maximal zulässigen Querkraft. Sie basieren auf experimentellen Untersuchungen einer ähnlichen Stoßausbildung bei Teilfertigwänden, bei denen ebenfalls Gitterträger zum Einsatz kommen. Ziel der durchgeführten Untersuchungen ist es, die derzeitigen Regelungen zur Ausbildung des tragenden Zwei-Ebenen-Stoßes bei nachträglich mit Ortbeton ergänzten Fertigteilplatten anhand eigener experimenteller und numerischer Untersuchungen kritisch zu hinterfragen. Es wird der Fragestellung nachgegangen, ob unter bestimmten Voraussetzungen die Anwendung höherer Bewehrungsquerschnitte oder Stabdurchmesser möglich ist und/oder der Gitterträgerabstand variiert werden darf. Die numerischen Untersuchungen analysieren die experimentell untersuchten Prüfkörper unter Berücksichtigung einer Vorschädigung der Verbundfuge sowie eines eigenen Ansatzes zum Zugtragverhalten des Betons. Das so validierte Betonmodell stellt die Grundlage für die nachfolgende Parameterstudie dar, auf deren Basis ergänzende Vorschläge zur Stoßausführung gegeben werden.

Prefabricated concrete slabs are about 5–6 cm thick and contain the required reinforcement for bending in both directions as well as the optional reinforcement for shear. These slab elements are put together on site with an in-situ concrete topping. The two-way precast floor slab requires an overlapping of the load-carrying reinforcement in both directions, which is specified by Eurocode 2 and the general technical approval documents of the lattice girder that is used. These specifications limit e.g. the permitted rod diameter, the cross-sectional area of the reinforcement and the permitted shear force within the joint. These are based on experimental testing of precast concrete walls where lattice girders are used as well. The aim of the experimental and numerical tests that were carried out was to question the current regulations for overlapping joints. The application of the permitted rod diameter, cross-sectional area of the reinforcement and the distance between the lattice girders, in particular, are considered while exploring this issue in order to be able to relax the current specifications. The numerical studies consider the experimental analysed specimen. For this, they use an initial damage of the interface between the concrete cast and the in-situ layer as well as a self-developed approach of the tensile post behaviour of the concrete. The parametric study is using this validated concrete model. Based on this study, new recommendations for the overlapping joint of the load carrying reinforcement are given.