Hinweise zur Berücksichtigung von deckengleichen Balken beziehungsweise von unterbrochenen Deckenlagerungen im Stahlbetonbau
Fachbeitrag
Laut Heft 631 des DAfStb, Kapitel 2.4 ändert sich das Tragverhalten von Decken, wenn deren kontinuierliche Stützung durch Wände in Bereichen von Öffnungen unterbrochen wird. In Abhängigkeit der Länge des Öffnungsbereiches und der Plattendicke sind Maßnahmen bezüglich der Untersuchung der Decke im Bereich der Öffnung nötig.
Einordnung
ln / h < 7: Zusätzliche konstruktive Bewehrungsanordnung ohne zusätzlichen Nachweis ist ausreichend. Die Lagerung kann in diesem Fall als konstant angenommen werden.
7 < ln / h < 15: Die Öffnung muss beim rechnerischen Nachweis berücksichtigt werden. Es kann ein vereinfachter Nachweis entsprechend Heft 631 2.4.3. durch die Ausbildung eines verstärkten Tragstreifens (deckengleicher Balken) geführt werden. Im Zusammenhang mit der computergestützten Plattenbemessung (RFEM und RF-BETON) ist dieser unter Berücksichtigung der vorhandenen Geometrie aber nicht notwendig.
ln / h > 15: Eine vereinfachte Betrachtung als verstärkter Tragstreifen (deckengleicher Balken) ist nicht zulässig. Es muss eine Betrachtung mittels computergestützter Plattenbemessung (RFEM und RF-BETON) erfolgen.
Nachfolgend werden zwei Möglichkeiten zur Berücksichtigung eines verstärkten Tragstreifens (deckengleicher Balken) in RFEM dargestellt.
Untersuchung am Ersatzsystem des verstärkten Tragstreifens (deckengleicher Balken)
Unter Berücksichtigung einer Lasteinzugsfläche und einer mitwirkenden Breite kann die Berechnung an einem Ersatzsystem erfolgen.
Der Lasteinzug ergibt sich im Maximum als halbe Spannweite (l/2), im Allgemeinen aber über einen Lastausbreitungswinkel von 60°.
Wenn keine Plattenbemessung zur Verfügung steht und die Bedingung 7 < ln / h < 15 erfüllt ist, kann eine Bemessung am Ersatzsystem erfolgen. Im Zusammenhang mit der Berechnung in RFEM ist diese Art und Weise der Betrachtung allerdings nicht notwendig. Soll eine Bemessung am Balken erfolgen, kann der Ergebnisstab zu Hilfe genommen werden. Dem Ergebnisstab kann eine Integrationsbreite entsprechend dem Lasteinzug zugewiesen werden (vereinfacht als konstanter Verlauf mit maximaler Integrationsbreite in Feldmitte).
Plattenbemessung auf Grundlage der vorhandenen Geometrie
Wie in Heft 631 2.4.3 b) beschrieben, kann für alle Bereiche mit ln / h eine Plattenbemessung erfolgen. Vergleicht man die Ergebnisse für die erforderliche Bewehrung für die Plattenbemessung im Bereich des Lasteinzugs mit der am Ersatzsystem (Ergebnisstab) bestimmten Bewehrung, zeigt sich praktisch eine Übereinstimmung.
Im Zusammenhang mit der Auslegung der Bewehrung stellt sich die Frage bezüglich der Steifigkeitsverteilung. Wird die Bewehrung konzentriert entlang einer Linie, also wie eine Balkenbewehrung, ausgelegt, kann angenommen werden, dass sich die Steifigkeit in diesem Bereich erhöht. Fraglich ist allerdings, ob dies bei der Bemessung berücksichtigt werden muss. Erhöht man exemplarisch die Steifigkeit der Platte entlang eines Streifens, zeigt sich folgendes Verhalten.
Die erforderliche Bewehrung wird im Bereich des Plattenstreifens, dessen Biegesteifigkeit exemplarisch um 50 % erhöht wurde, konzentriert. Die Summe des gesamten Bewehrungsverlaufs bleibt aber annähernd gleich. Die Last nimmt nicht zu, sondern verteilt sich nur anders und konzentriert sich am steiferen Element.
Fazit
Muss ein deckengleicher Balken anhand eines Stabes bemessen werden?
Für die Ermittlung der erforderlichen Längsbewehrung ist es nicht nötig, eine Bemessung am Balken durchzuführen. Eine Bemessung der Fläche ergibt die annähernd gleiche Menge der Bewehrung, aber eine andere Verteilung.
Muss die Steifigkeit des deckengleichen Balkens infolge konzentrierter Bewehrung erhöht werden?
Es ist nicht zwingend nötig, die Steifigkeit zu erhöhen. Die Verteilung der Steifigkeit hängt von der Verteilung der Bewehrung ab. Wird die Bewehrung konzentriert im Bereich der unterbrochenen Stützung ausgelegt, kann von einer erhöhten Steifigkeit, infolge dessen von einer erhöhten Beanspruchung und schließlich von einer höher ermittelten erforderlichen Bewehrung ausgegangen werden. Im Umkehrschluss würde sich eine geringere Steifigkeit ergeben, wenn die Bewehrung nicht im Bereich der unterbrochenen Stützung konzentriert wird.
Autor
Dipl.-Ing. (FH) Adrian Langhammer
Product Engineering & Customer Support
Herr Langhammer beschäftigt sich mit der Entwicklung im Modulbereich Stahlbeton und den Anwenderanfragen im Kundensupport.
Schlüsselwörter
Deckengleich Unterzug Balken Verstärkter Tragstreifen Unterbrochene Deckenlagerung Türöffnung Fensteröffnung Steifigkeit
Literatur
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- Aktualisiert 27. August 2021
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