Tragwirkung von Betondübeln für Sandwich-Verbunddecken mit großen Stegöffnungen

Neuartige Konzepte zur ökologisch und ökonomisch sinnvollen Ausrüstung von Büroimmobilien und vergleichbaren Gebäuden verlangen nach schlüssiger Integration gebäudetechnischer Anlagen in die Tragkonstruktion. In diesem Beitrag wird über experimentelle Untersuchungen an verformungsarmen Stahlverbund-Sandwichelementdecken mit Spannweiten von bis zu 16 m und Breiten bis zu 3 m berichtet, bei denen bereits bei der Herstellung Haustechnikkomponenten (Elektro, Lüftung, Heizung, Klima usw.) integriert werden.
Die Deckenelemente bestehen aus zwei Platten von je 10 cm Dicke mit einem dazwischenliegenden Hohlraum von 20 cm Höhe. Die Verbindung von oberer und unterer Platte erfolgt mit Stahlblechen sowie bewehrten Betonstegen. Die Bauelemente weisen einen vorgespannten Verbundquerschnitt auf. Die Vorspannung erfolgt ohne Verbund. An den Stegöffnungen werden lokal große Kräfte zwischen den Stahl- und den Betonquerschnitten übertragen. Hier wurde eine alternative Lösung zu der recht aufwendigen Ausführung mit liegenden Kopfbolzendübeln untersucht: puzzleförmige Betondübel an den Rändern des Stahlstegs mit und ohne wendelförmiger Umschnürung. Ein besonderes Augenmerk lag dabei auf der Tragfähigkeit der Bauelemente in der Nähe von Stegöffnungen. In diesem Beitrag werden die Systementwicklung dargestellt und experimentelle Untersuchungen der Beton-Sandwich-Elementdecke beschrieben.

Transferring of loads by concrete dowels in sandwich composite floors with large web openings. Modern conceptions of economically and ecologically sensible HVACR installations in residential and public buildings require their integration in the structure. The paper presents experimental investigation on precast sandwich composite steelconcrete floor with spans of up to 16 m and width up to 3 m, in which the HVACR installations (heating, ventilation, air conditioning, electricity etc.) are integrated already at a concrete plant.
The floor consists of two 10 cm thick concrete slabs on both top and bottom sides with 20 cm high blank space between them. Both slabs are connected with vertical steel plates as well as reinforced concrete webs. The floors are post-tensioned prestressed. There are high local forces being transferred between the concrete slabs and the steel web. A standard solution for joining the both structural elements is the application of horizontal headed studs. An alternative solution was investigated: puzzle-formed concrete dowels at both edges of the steel web. The concrete dowels were optionally confined with spiral reinforcement. A special attention was focused on the load-carrying capacity of the floors in the area of large web openings. The floor system with its technical aspects is presented in the paper, as well as the experimental investigations carried out on the floor and separately on the puzzle-formed concrete dowels.