Tragverhalten von geschichteten Deckenelementen aus Normal- und Porenleichtbeton

Leichte und effizient tragende Biegebauteile aus Stahlbeton können durch einen dreischichtigen Querschnittsaufbau aus Normal- und Porenleichtbeton realisiert werden. Während sich Biegemomente über die äußeren Deckschichten höherer Festigkeit abtragen lassen, werden Querkräfte von einer leichten, gering tragfähigen Kernschicht aufgenommen. Um das Potenzial dieser Bauweise erfassen zu können, wurde das Tragverhalten von 18 geschichteten Deckenelementen mit sechs unterschiedlichen Geometrien untersucht. Dabei sollten sowohl verschiedene Versagensarten identifiziert als auch die Eignung herkömmlich bekannter Berechnungsmodelle beurteilt werden.
Nachfolgend wird gezeigt, dass optimal ausgenutzte Querschnitte bereits durch den Einsatz von Betonen mit Druckfestigkeiten von 5 MN/m2 bis 20 MN/m2 erzielt werden können. Die effizient tragenden Elemente sind dadurch gekennzeichnet, dass auf Bruchlastniveau sowohl der Beton, der Bewehrungsstahl als auch die Verbundfuge sowohl auf Druck als auch Zug sehr hoch beansprucht sind. Bei den untersuchten Prüfkörpern zeigten sich damit sowohl das Biegezug- als auch das Fugenversagen mit einer teilweise sehr hohen Auslastung der Biegedruckzone.

Load bearing behaviour of layered ceiling elements made of regular and porous lightweight concrete
Lightweight and efficiently bearing steel reinforced elements may be achieved through the application of regular and porous concrete in a three-layer cross-section. While exterior layers of higher strength carry bending moments, a lightweight core layer material holds up to shear stresses. In order to quantify the potential of this construction method, the bearing behaviour of 18 layered ceiling elements with six different geometries was investigated. The goals were both to identify different failure modes, as well as evaluate the suitability of commonly used calculation procedures.
The following paper shows that an optimal usage of cross-sections of ceiling elements can already achieved by using concrete with strengths between 5 MN/m2 and 20 MN/m2. The efficiently bearing elements are characterized by the fact, that both the concrete, the reinforcing steel and the layer's interface are highly stressed both under pressure and tension. The tested specimens showed both a tensile bending and interface failure with a partly very high utilization of the flexural compressive zone.