Entwicklung eines multifunktionalen Deckensystems mit erhöhter Ressourceneffizienz

Im Zuge des nachhaltigen Bauens tritt die Multifunktionalität von Decken immer mehr in den Vordergrund und verdrängt rein statische Überlegungen beim Entwurf von Decken. Bereits vorhandene individuelle Lösungen und multifunktionale Deckensysteme werden vorgestellt. Ein Vorteil dieser Systeme stellt die Integration der Installationsebene in die Konstruktionshöhe dar.
Eine Weiterentwicklung dieser Ansätze stellt das Deckensystem Topfloor integral dar, welches aus einem halben Wabenträger und einer Betonplatte besteht. Die Öffnungen in den Waben ermöglichen eine flexible Installationsführung und führen zu einer hohen Materialeffizienz. Versuchsergebnisse von statischen Trägerversuchen werden vorgestellt und mit üblichen Berechnungsmodellen des Verbundbaus verglichen. Anhand der Versuchsergebnisse werden die Schubübertragung und die aus ihr resultierenden lokalen Beanspruchungen im Bereich der Waben detailliert diskutiert. Ingenieurmäßige Nachweise zum Biegedrillknicken und zur Schubeinleitung in den Beton durch Bewehrungsstäbe werden ebenso vorgestellt wie Überlegungen zum Feuerwiderstand und zum dynamischen Verhalten der Decke. Am Ende des Beitrages werden erste Beispiele von mit dem neuen Deckensystem ausgeführten Bauten vorgestellt.

Development of a composite slab system with integrated installation floor and increased material-efficiency. The need of sustainable buildings demands the design of multifunctional slabs considering more than only structural aspects. The paper presents state-of-the-art solutions for multifunctional slabs and a novel type of composite floor system using cellular beams. A major benefit of the multifunctional slabs is the integration of an installation floor. The new developed system “Topfloor integral” uses half cellular beams made of existing hot-rolled sections with welded reinforcing bars. The openings in the cellular beams allow the placing of installations in all directions, thus providing excellent flexibility to the user when maintaining or changing installations. The results of tests on the structural behavior and the load-carrying capacity are presented and compared to proposed design models for the “Topfloor integral” slabs. Local stresses caused by shear forces at the web openings are discussed. Additional information about lateral-torsional-buckling, the design of the shear connection using common reinforcing bars, the fire resistance and the dynamic behavior are given. Finally, the paper presents some examples of first buildings where the novel type of floor system is used.