Idee

Hochhausbauten in Europa werden oft in Stahlbetonbauweise hergestellt. Um die Wirtschaftlichkeit der Herstellung eines Hochhauses weiter zu verbessern, müssen neben der Ausnutzung der hohen Tragfähigkeiten der heute zur Verfügung stehenden Baustoffe auch die Bauverfahren den aktuellen Entwicklungen im Bauprozess angepasst werden. Eine Möglichkeit zur Steigerung der Produktivität besteht in der Fokussierung auf die Vorfertigung von Bauwerkskomponenten unter industriellen Herstellungsbedingungen. Im Hochhausbau werden die Stützen in der Regel nicht durch die Decken hindurchgeführt. Der Durchdringungsbereich von Stütze und Decke wird als Stützen-Deckenknoten bezeichnet.

Die Kombination von hochfester Längsbewehrung und ultrahochfestem Beton ermöglicht die Herstellung von Fertigteilstützen mit hoher Tragfähigkeit und kleinen Querschnittsabmessungen. Die Decken werden aus wirtschaftlichen Gründen aus einem Beton hergestellt, dessen Festigkeit geringer ist als die Festigkeit des Stützenbetons. Wegen der geringeren Festigkeit des Deckenbetons im Vergleich zur Festigkeit des Stützenbetons ist der Bemessung und konstruktiven Durchbildung der Stützen-Deckenknoten im Hochhausbau besondere Beachtung zu schenken. Deshalb wurde an der TU Wien ein Lösungsvorschlag für einen Stützen-Deckenknoten entwickelt, der eine in statischer Hinsicht besonders günstige Ausführungsform darstellt.

Die Idee des entwickelten Lösungsvorschlags ist es, schlanke Fertigteilstützen aus hochfesten Baustoffen herzustellen und die Querschnittsabmessungen der beiden Stützenenden aufzuweiten. Diese Querschnittsaufweitungen haben die Aufgabe im Stützen-Deckenknoten einen Verlust an Tragfähigkeit im Vergleich zur Tragfähigkeit der Stütze zu verhindern, da durch diese einfache Maßnahme ein größerer Bereich der Stahlbetondecke zur Durchleitung der Stützennormalkraft zur Verfügung steht.

An der TU Wien entwickelter Lösungsvorschlag für einen Stützen-Deckenknoten

Abbildung 1: An der TU Wien entwickelter Lösungsvorschlag für einen Stützen-Deckenknoten

Abbildung 1: An der TU Wien entwickelter Lösungsvorschlag für einen Stützen-Deckenknoten

Für den Fall, dass die Stahlbetondecke als Flachdecke ausgeführt wird, können die Querschnittsabmessungen des oberen Endes der Fertigteilstützen so eingestellt werden, dass dies zusätzlich zu einem günstigen Einfluss auf das Tragverhalten der Stahlbetonflachdecke, im Bezug auf das „Durchstanzen“, führt. Das erwartete Ergebnis ist eine Reduktion der Flachdeckendicke. Dies hätte erhebliche Auswirkungen auf den Ressourcenverbrauch.

Das Ziel der Querschnittsminimierung über die restliche Länge der Fertigteilstütze ist es, einerseits das Eigengewicht der Stützen zu reduzieren und weiters sollen dadurch größere nutz /vermietbare Geschossflächen lukriert werden. Dies soll durch den Einsatz hochfesten Bewehrungsstahls sowie durch hochfesten/ultrahochfesten Beton erreicht werden.

Entwicklung einer neuen Ausführungsform für Stützen-Deckenknoten

Die neue Ausführungsform für einen Stützen-Deckenknoten wird in einem dreijährigen Forschungsprojekt an der TU Wien entwickelt. Im Zuge dieses Projektes werden zuerst mehrere Ausführungsformen ausgearbeitet und analysiert, anschließend werden experimentelle Untersuchungen sowie numerische Simulationen an ausgewählten Ausführungsvarianten durchgeführt. Aufbauend auf den gewonnenen Ergebnissen aus den experimentellen Untersuchungen sowie den numerischen Simulationen, soll ein mechanisches Modell zur Bemessung des neu entwickelten Stützen-Deckenknoten erstellt werden.

Mögliche Ausführungsform eines Stützen-Deckenknotens

Abbildung 2: Mögliche Ausführungsform eines Stützen-Deckenknotens

Finanzierung des Forschungsprojektes

Die Entwicklung des vorgestellten Lösungsvorschlags für einen Stützen-Deckenknoten wird im Rahmen eines FFG-BRIDGE Projektes finanziert.

Sponsoren

Ansprechpartner:

Kontakt: Dipl.-Ing. Hannes Wolfger

email: hannes.wolfger@tuwien.ac.at