Concrete Plant + Precast Technology Betonwerk ... - BFT International
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Panel 6<br />
| Proceedings 54 th BetonTage<br />
Fig. 2 Test specimen of four-point bending tests on multiple-layer reinforced-concrete panel strips with EPS and XPS thermal insulation.<br />
Abb. 2 Versuchskörper von Vier-Punkt-Biegeversuchen an mehrschichtigen Stahlbetonplattenstreifen mit EPS- und XPS-Wärmedämmung.<br />
Institut für Bautechnik (DIBt) in a general national approval.<br />
Instructions for the intended use of these devices<br />
in the respective areas of application are defi ned in the<br />
approvals. The structural panels and the facing panels are<br />
to be designed in accordance with DIN 1045-1:2008-08.<br />
The manufacturer can provide a type analysis as proof of<br />
the loadbearing capacity of the overall system.<br />
Construction tests<br />
The basic requirements for the construction tests needed<br />
for the approval procedures are contained in a publication<br />
of the Deutsches Institut für Bautechnik of May 1995 [1].<br />
The focal point of the tests is the analysis of the deformation<br />
capability. Proof must be provided that the anchorage<br />
system can transmit the shearing forces resulting from<br />
the relative displacement between the facing and the<br />
structural shell due to thermal stress and diff erences between<br />
shrinkage and creep without causing damage over<br />
the system’s useful life. For this purpose, the connection<br />
devices have to demonstrate their fi tness for the intended<br />
use in test series in which the deformation stress during a<br />
50-year period of use is simulated under the aspect of anchorage<br />
technology. In addition, the resistance of the connection<br />
devices against pull-out and punching in the concrete<br />
has to be determined as well as the resistance to<br />
stability failure in the area of thermal insulation in case of<br />
great slenderness.<br />
Other than is the case with metallic connection devices<br />
of stainless steel, experimental proof of the durability of<br />
the glassfi ber embedded in a plastic matrix has to be provided.<br />
For this, the alkaline milieu of the concrete is simulated<br />
on anchors subjected to high tensile loading in accelerated<br />
tests.<br />
Design<br />
For the design of GRP anchors as connection device in<br />
sandwich walls, a detailed concept has been worked out by<br />
Gastmeyer [2] at TU Kaiserslautern already at the beginning<br />
of the 1990s. Building upon this concept, additional<br />
actions and checks had to be considered for their use in<br />
precast walls supplemented with in-situ concrete:<br />
» For the check of the tensile loadbearing capacity of the<br />
anchorage device in its fi nal position, the preliminary<br />
loading from the concreting pressure have to be considered.<br />
Tests performed at the TU Aachen show that part<br />
of the concreting pressure remains in the anchor as imposed<br />
tensile force and has to be taken into account in<br />
the analysis by about 50 % of the initial force.<br />
» The crack widths in the facing shell must be limited in<br />
order to ensure the anchorage of the connection device<br />
in the reinforced concrete. The geometric design of the<br />
die Widerstände des Verbindungsmittels gegen Herausziehen<br />
und gegen Durchstanzen im Beton sowie bei großer<br />
Schlankheit der Widerstand gegen Stabilitätsversagen<br />
im Bereich der Wärmedämmung zu bestimmen.<br />
Anders als bei metallischen Verbindungsmitteln aus<br />
Edelstählen ist der experimentelle Nachweis der Dauerhaftigkeit<br />
der in eine Kunststoff matrix eingebetteten<br />
Glasfasern zu erbringen. Hierfür wird in Zeitraff erversuchen<br />
an unter hohen Zuglasten stehenden Ankern das<br />
alkalische Milieu des Betons simuliert.<br />
Bemessung<br />
Für die Bemessung von GfK-Ankern als Verbindungsmittel<br />
in Sandwichwänden wurde an der TU Kaiserslautern<br />
von Gastmeyer [2] bereits zu Beginn der 1990er-Jahre ein<br />
ausführliches Konzept erarbeitet. Darauf aufbauend müssen<br />
für den Einsatz in Elementwänden mit nachträglicher<br />
Ortbetonergänzung zusätzliche Einwirkungen berücksichtigt<br />
und Nachweise geführt werden:<br />
» Für den Nachweis der Zugtragfähigkeit des Verankerungsmittels<br />
ist im Endzustand grundsätzlich die Vorbelastung<br />
aus Betonierdruck zu berücksichtigen. Versuche<br />
an der TU Kaiserslautern zeigen, dass ein Teil<br />
des Betonierdrucks als eingeprägte Zugkraft im Anker<br />
verbleibt und in der Größenordnung von 50 % der Anfangskraft<br />
bei der Bemessung berücksichtigt werden<br />
muss.<br />
» Zur Sicherstellung der Verankerung des Verbindungsmittels<br />
im Stahlbeton sind die Rissbreiten in der Vorsatzschale<br />
zu begrenzen. Kriterium für die Festlegung<br />
der zulässigen Rissbreite ist dabei die geometrische<br />
Ausbildung des jeweiligen Verankerungstyps.<br />
» Bei der Berechnung der Schnittkräfte in der Vorsatzschale<br />
sind die Plattentragwirkung und der Einfl uss<br />
der schubelastischen Koppelung der Wandschichten<br />
(Verbundtragwirkung) zu berücksichtigen. Durch diesen<br />
ungewollten Sandwicheff ekt können große Zuglängsspannungen<br />
in der Vorsatzschale auftreten. Normalkräfte<br />
und Biegemomente können auf Grundlage<br />
der Sandwichtheorie oder der Theorie des elastischen<br />
Verbundes ermittelt werden. Entsprechend den Randbedingungen<br />
von aufstehenden oder frei hängenden<br />
Vorsatzschalen wurden Lösungen der Diff erentialgleichungen<br />
erarbeitet.<br />
» In Versuchen an Scherkörpern ist das Last-Verformungsverhalten<br />
der Verbindungsmittel unter Berücksichtigung<br />
verschiedener Dämmstoff typen unter<br />
Scherbeanspruchung zu untersuchen. Anschließend<br />
sind Vier-Punkt-Biegeversuche an dreischichtigen Plattenstreifen<br />
durchzuführen. Unter Ansatz der experimentell<br />
ermittelten Verbundfugensteifi gkeiten kann<br />
<strong>BFT</strong> 02/2010