Forschungsbereich Stahlbeton- und Massivbau | Institut für Tragkonstruktionen

Technische Universität Wien

Entwicklung einer Metall-Beton-Verbundplatte

Allgemeines

Diese neue Technologie stellt eine Weiterentwicklung herkömmlicher Verbundplatten, insbesondere für kleine Abmessungen und Bauteilstärken dar. Ziel dieser neuartigen Platte ist sowohl die Reduktion der Bauhöhe als auch des Produktions- und Kostenaufwandes.

Bei herkömmlich bewehrten, kleinen Betonplatten, wie sie z.B. als Trogdeckel Verwendung finden, ist stets eine statisch nicht mitwirkende Betondeckung notwendig, um einen kraftschlüssigen Verbund zwischen Beton und Stahl zu gewährleisten. Durch den Ersatz der schlaffen Stabbewehrung mit einem einseitig angebrachten Lochblech, kann die gesamte Betondeckung eingespart, und somit eine Reduktion der Bauhöhe erreicht werden (Abb. 1). Dadurch kann bei kleinformatigen Verbundplatten eine Gewichtsersparnis sowie eine Reduktion der Bauteilhöhe bis zu 20% realisiert werden

Abb. 1 Schematische Darstellung der Metall-Beton-Verbundplatte

Technischer Hintergrund

Der Verbund zwischen den Materialien Beton und Stahl wird bei diesem Ansatz durch den Beton, der während des Betonierens die Löcher des am Boden der Schalung liegenden Lochbleches ausfüllt, hergestellt. Die gesamte in der Verbundfuge wirkende Schubkraft wird durch die so entstandenen Betondübel aufgenommen. Deren gleichmäßige Verteilung erlaubt es auf weitere Maßnahmen zur Endverankerung, die aufgrund der niedrigen Bauteilhöhe (3cm bis 10cm) nur schwer bis gar nicht zu realisieren wären, zu verzichten.

 

Prüfmethoden

Neben Versuchen am gesamten Bauteil in Form von 4-Punkt-Biegeversuchen, liegt der momentane Fokus der Untersuchungen am Verbundverhalten zwischen den Elementen Beton und Lochblech.
Die Funktionalität dieser neuartigen Verbundplatten wurde bereits an einer Serie von Vorversuchen erprobt. Dabei wurden fünf gleichgroße Versuchskörper in einem statischen 4-Punkt-Biegeversuch bis zum Eintritt des Versagens belastet.
Anhand der Versuche konnte gezeigt werden, dass der Versagensmechanismus maßgeblich durch die Lochanordnung und Lochgeometrie, respektive die Blechstärke, beeinflusst wird. Durch die richtige Wahl der oben genannten Parameter sowie der richtigen Abstimmung der Materialien untereinander, sollte es demnach möglich sein, stets einen gewünschten Versagensmechanismus (duktiles Verhalten) zu aktivieren.
Auf Basis der aktuellen Versuchsergebnisse sind weitere Versuche am Verbundverhalten und Versuche mit dynamischer Belastung und Frost-Tau-Wechsel in Planung.

www.betonbau.tuwien.ac.at