Verformungen von Stahl- und Spannbetonträgern mit großen Stegöffnungen

Zur erfolgreichen Umsetzung nachhaltiger Gebäudekonzepte in der Praxis bedarf es innovativer Deckenlösungen, die durch hohe Flexibilität und Anpassungsfähigkeit beliebige Nutzungsänderungen ohne nennenswerte Eingriffe in das Tragwerk ermöglichen. Diese Flexibilität wird durch große Spannweiten und eine anpassungsfähige Leitungsführung der Gebäudetechnik erreicht. Zur Reduzierung der Deckenhöhe und des Ressourcenverbrauchs existieren Bestrebungen, die Gebäudetechnik vollständig in die Konstruktionshöhe der Decke zu integrieren. Dies erfordert die Anordnung von Öffnungen in den Stegen der aufgelösten Tragstruktur.
Für schlanke Tragelemente mit großen Spannweiten unter Biegebeanspruchung ist die Begrenzung der Verformungen häufig maßgebend für die Bemessung. Dabei ist neben zeitabhängigen Effekten insbesondere der Einfluss von Stegöffnungen auf die Verformungen zu berücksichtigen.
Im vorliegenden Beitrag werden bestehende Modelle zur Bestimmung der Zusatzverformungen infolge von Stegöffnungen in Stahl- und Spannbetonträgern analysiert und ein für eine Handrechnung geeigneter Ansatz für Spannbetonträger hergeleitet. Ein Vergleich mit Versuchsergebnissen bestätigt die trendfreie Erfassung der wesentlichen Einflussgrößen auf die Zusatzverformungen des entwickelten Modells.

Deformation of reinforced and prestressed concrete beams with large webopenings
The success of sustainable building concepts in practice strongly depends on the development of innovative floor slab solutions which feature high flexibility and adaptability and allow for easy changes of utilization. This flexibility is achieved by large spans and adaptive routing of building services. To reduce the construction height and the resource demand, there are efforts to fully integrate the building services into the construction height of the floor slab. This necessitates the arrangement of openings in the filigree structural elements.
For slender structural elements under bending loads with large spans the deflection control is decisive for design. Beside time depending effects the influence of large web openings on the deflections has to be taken into account. In this paper, existing models for the determination of the additional deflections due to large web openings in reinforced and prestressed concrete beams are analyzed and a simple approach for prestressed girders which is suitable for hand calculations is developed. A comparison with experimental results confirms the trend-free detection of the significant factors influencing the additional deformations of the developed model.