Strukturelles Verhalten von Verbundträgern mit Stegöffnungen

Die zunehmende Integration technischer Gebäudeausrüstung in die Tragstruktur moderner Wohn‐ und Bürogebäude erfordert innovative Ansätze zur Reduzierung der Geschosshöhen und zum effizienteren Ressourceneinsatz. Eine vielversprechende Lösung stellen Verbundträger mit großen Stegöffnungen dar, durch die die Konstruktionshöhe von Decken verringert werden kann. Im FOSTA‐Forschungsvorhaben P1478 wurden zentrale Fragestellungen zu Verbundträgersystemen mit großen Stegöffnungen untersucht, um deren Tragverhalten besser zu verstehen, Bemessungskonzepte zu optimieren und die Entwürfe der zweiten Eurocode‐Generation zu bewerten. Dabei wurden lokale und globale Tragmechanismen im Einflussbereich der Öffnungen sowie deren Auswirkungen auf Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit umfassend analysiert. Im Fokus standen unter anderem die kombinierte Schub‐ und Zugbeanspruchung von Kopfbolzendübeln am Öffnungsrand, die Schubtragfähigkeit des Betongurts, die Stabilität von Stahlstegen zwischen eng nebeneinanderliegenden Öffnungen sowie die Umlagerung innerer Kräfte in statisch unbestimmten Systemen. Die Ergebnisse bestätigen im Wesentlichen die Eignung der neuen Eurocode‐Entwürfe, erweitern deren Anwendungsbereich und liefern teilweise Vorschläge zur optimierten Bemessung. Die Resultate können in die Erarbeitung der Nationalen Anhänge der zweiten Eurocode‐Generation einfließen und leisten somit einen Beitrag zur künftigen Normung und Anwendung von Verbundträgern mit großen Öffnungen.

The increasing integration of technical building services into the load‐bearing structures of modern residential and office buildings calls for innovative approaches to reduce story heights and improve resource efficiency. Composite beams with large web openings offer a promising solution by enabling a reduction in floor construction height. The FOSTA research project P1478 investigated key issues related to composite beam systems with large web openings in order to better understand their structural behavior, optimize design concepts, and evaluate the draft proposals of the second generation of Eurocodes. The study conducted a comprehensive analysis of both local and global load‐bearing mechanisms in the vicinity of the openings, as well as their effects on load‐bearing capacity and serviceability. Key focus areas included the combined shear and tensile loading of headed stud connectors at the edge of openings, the shear capacity of the concrete slab, the stability of steel webs between closely spaced openings, and the redistribution of internal forces in statically indeterminate systems. The results essentially confirm the suitability of the new Eurocode drafts, expand their range of application, and partially provide suggestions for optimized design methods. These findings can be incorporated into the development of National Annexes of the second Eurocode generation, thus contributing to the future standardization and application of composite beams with large openings.