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AUTHOR
Dipl.-Ing. Marc Gröning; Thomas & Bökamp Ingenieurgesellschaft, Münster
m.groening@thomas-boekamp.de
Geb. 1977; Ausbildung zum Zimmerer; Studium des Bauingenieurwesens an der FH Münster und der TU Braunschweig;
2005-2006 Tragwerksplaner bei AHW-Ingenieure, Münster; 2006-2010 wissenschaftlicher Mitarbeiter
an der FH Münster; 2010-2012 Tragwerksplaner bei hlm – Ingenieure, Münster; 2012 Promotion an der TU Kaiserslautern;
seit 2012 Mitarbeiter bei Thomas & Bökamp, Münster
New findings from tests and numerical simulations
Behavior of biaxially restrained precast slabs in torsion
Neue Erkenntnisse aus Experiment und numerischer Simulation
Drilltragverhalten zweiachsig gespannter Fertigteilplatten
For several decades, precast slabs with cast-in-situ infills have
been successfully used in building construction and, more recently,
in civil engineering. These precast elements are usually produced
in thicknesses ranging from 5 to 6 cm. The reinforcement running
in the main direction is inserted at the precast plant. To ensure the
intended biaxial load-bearing behavior, the secondary reinforcement
is usually laid on top of the precast units. Another option
is to insert the secondary reinforcement already at the factory.
In this case, additional reinforcement needs to be installed along
the joints on top of the precast elements whilst taking the smaller
lever arm into account. As a result, the individual layers of reinforcement
are not placed directly on top of each other. The resulting
orthotropic distribution of stiffness may be neglected in the
structural analysis if the distance of the reinforcement in the x
and y directions amounts to less than 5 cm or h/10. Joints in a
slab plane are usually located in the tension zone. The resulting
weakening of the cross-section can be equalized by additional reinforcement
that compensates the smaller static lever arm. In the
corner zone, the behavior in torsion leads to compressive stresses
acting on the slab underside in the direction of the slab diagonal.
This results in a changed load transfer pattern compared to a solid
slab if vertical slab joints are located in this corner zone.
Fertigteilplatten mit Ortbetonergänzung werden seit einigen Jahrzehnten
im Hochbau und zuletzt auch im Ingenieurbau erfolgreich
eingesetzt. Die Fertigteile weisen in der Regel Dicken von 5 bis 6 cm
auf. Die Bewehrung in Hauptrichtung wird bereits im Fertigteil eingelegt.
Zur Sicherstellung des zweiachsigen Tragverhaltens wird die Bewehrung
in Nebenrichtung in der Regel auf den Fertigteilelementen
verlegt. Wahlweise kann die Bewehrung in Nebenrichtung bereits im
Werk eingebaut werden. In diesem Fall sind Bewehrungszulagen auf
den Fertigteilen im Fugenbereich unter Berücksichtigung des geringeren
Hebelarms einzubauen. Die einzelnen Bewehrungslagen liegen
somit nicht unmittelbar übereinander. Die hieraus resultierende orthotrope
Steifigkeitsverteilung darf bei der Ermittlung der Schnittgrößen
vernachlässigt werden, wenn der Abstand der Bewehrung in
x- und y- Richtung weniger als 5 cm bzw. h/10 beträgt. Element-
Influence of vertical slab joints on the load-bearing
behavior in torsion
Nowadays, high-performance computers make it possible to also
carry out 3D simulations of the load-bearing behavior of large
reinforced concrete structures on the basis of realistic material
models. An AiF-funded research project was to investigate the
influence of vertical slab joints on the load-bearing behavior of
the slab both in experimental tests and realistic three-dimensional
simulations.
Experimental testing and numerical simulation
The load-bearing behavior of three square-shaped, pin-supported
test slabs with varying joint distributions was investigated at
Kaiserslautern University of Technology. The 14 cm thick crosssection
(comprising the 5 cm thick precast element and the 9 cm
→ 1 Cracking pattern on the underside of a slab quarter without corner joint
Rissbild eines Plattenviertels auf Plattenunterseite ohne Fuge im Eckbereich
Photo: TU Kaiserslautern
02·2013 BFT INTERNATIONAL 107