Quelltext der Seite Elementdecken - Tragverhalten und Bemessung

=Allgemeines=
Um das Tragverhalten von Elementdecken zu erläutern, bietet sich ein Vergleich zu monolithisch hergestellten Ortbetondecken an. 
Bekanntermaßen werden monolithisch hergestellte Ortbetondecken in der Regel für ständige und/oder vorübergehende Situationen bemessen. 
Diese werden jedoch erst nach dem Erhärten des Betons und der Entwicklung der vorgesehenen Tragfähigkeit berücksichtigt. Nach dem Einschalen, Bewehren, Betonieren und Aushärten des Betons erhält die Decke ihre vorgesehene Tragfähigkeit. Bis zum Erhärten des Betons werden die Eigenlast des Stahlbetons und die Lasten aus Personal und Gerät von Flächenschalungen aufgenommen und in Schalungsstützen abgeleitet.
Einer der wesentlichen Vorteile von Elementdecken ist der Entfall einer solchen Flächenschalung. Außerdem ist die Herstellung mit größeren 
Unterstützungsabständen bis hin zur Unterstützungsfreiheit möglich. Die Eigenlast des Stahlbetons inklusive der Fertigteileigenlast und der Lasten aus Personal und Gerät werden durch die Fertigteilplatten, welche mit Gitterträgern und Zulagen bewehrt sind, aufgenommen und in die Deckenauflager oder über Unterstützungsjoche in Montagestützen abgeleitet.
Bis zum Erhärten des Ortbetons und dem damit einhergehenden Wirksamwerden der Verbundtragwirkung der Decke, müssen also allein die einzelnen Fertigteilelemente sämtliche Lasten aufnehmen können, ohne zu versagen. Davon abgesehen müssen die Fertigteilelemente natürlich auch tragfähig gegenüber Beanspruchungen sein, welche beim LKW-Transport und beim Verlegen mittels Kran einwirken.
Der Zustand, in dem allein die Fertigteilelemente alle einwirkenden Lasten aufnehmen können müssen, wird als Montagezustand bezeichnet. 
Mit zunehmender Erhärtung des Betons gehen die Elementdecken in den Endzustand über. Mit dem Aushärten des Ortbetons und dem Wirksamwerden der Verbundtragfähigkeit trägt die Elementdecke zunehmend als Verbundbauteil.

=Montagezustand=
==Einwirkungen==
[[Datei:Elementdecken-Tragverhalten und Bemessung 1.jpg|thumb|400px|right|Einwirkungen im Montagezustand]]
Im Montagezustand müssen die in den Fertigteilelementen verbauten Gitterträger und die Fertigteilplatte sämtliche Lasten aufnehmen, die in diesem Zustand auf sie einwirken.
Die nebenstehende Abbildungen zeigt Einwirkungen die typischerweise im Montagezustand die Fertigteilelemente beanspruchen. 
Gleichzeitig können der Abbildungen einige Regeln für die Lagerung, Verlegung und den Transport der Fertigteilelemente entnommen werden. Diese beziehen sich beispielsweise auf die Anordnung von Lagerhölzern, die maximale Stapelhöhe und das Anschlagen der Elemente bei der Verlegung auf der Baustelle.



==Tragverhalten==

[[Datei:Elementdecken-Tragverhalten und Bemessung 2.jpg|thumb|400px|right|Versagensarten im Montagezustand]]
Die Gitterträger wirken als Fachwerk. Ausgehend von einem einfachen Einfeldsystem werden die Gitterträgeruntergurte auf Zug beansprucht. 
Die Diagonalen fungieren im Wechsel beginnend am Auflager als Druck- und Zugstreben. Der Gitterträgerobergurt wird auf Druck beansprucht. Im unteren Bereich binden die Gitterträger in die Fertigteilplatte ein. Dadurch werden sie durch die Lasten aus der Fertigteilplatte beansprucht. Gleichzeitig verfügt die Fertigteilplatte über eine gewisse Biegesteifigkeit, welche Einfluss auf die Tragfähigkeit des Elementes hat. Diese ist wie bei jedem Stahlbetonbauteil stark abhängig vom Risszustand und nimmt mit zunehmender Belastung ab.
Da eine Berechnung der Tragfähigkeiten der Fertigteilelementen somit stark abhängig wäre von Annahmen zu den vorhandenen Biegesteifigkeiten, wurden die Tragwiderstände bereits vor über drei Jahrzehnten in Belastungsversuchen für verschiedene Elementbreiten, Gitterträgerbestückungen, Betondruckfestigkeiten, Fertigteildicken und Diagonalenanordnungen über den Auflagern durchgeführt.
Die Belastungsversuche stellten folgende mögliche Versagensarten fest:
*typisches Biegeversagen in Form des Ausknickens des Gitterträgerobergurtes oder durch Zugversagen der Fertigteilplatte noch vor dem Ausknicken des Gitterträgerobergurtes bei sehr geringen Bewehrungsgraden in der Fertigteilplatte
*typisches Querkraftversagen durch Ausknicken der Druckdiagonalen 
*Mischversagen in Form von Ausknicken der Diagonalen,  Betonversagen im Gitterträgerknotenbereich und Knicken des Obergurtes

Die Gitterträgerobergurte werden im Knotenabstand seitlich durch die geneigten Gitterträgerdiagonalen gehalten. Bei  ausreichender Seitenstabilität erfolgt das typische Biegeversagen durch Ausknicken des Gitterträgerobergurtes zwischen den Gitterträgerknoten, wobei das maximale Moment erst nach Durchbiegung von mehreren Zentimetern erreicht wird. Die Knicklast des Obergurtes steigt bei konstanten Knotenabständen mit zunehmendem Stabdurchmesser. Die Seitenstabilität, welche durch die Gitterträgerdiagonalen erreicht wird, ist abhängig von deren Länge und Durchmesser. Bei konstanten Knotenabständen  steigt die Diagonalenlänge mit zunehmender Gitterträgerhöhe und die Knicklast sinkt bei gleichbleibendem Diagonalendurchmesser. Dadurch sinkt auch die maximal aufnehmbare seitliche Haltekraft für die Gitterträgerobergurte mit zunehmenden Gitterträgerhöhen. Die Breite der Fertigteilplatte hat nur bei geringen Gitterträgerhöhen mit dünnen Gitterträgerobergurten einen nennenswerten Einfluss auf die Gesamttragfähigkeit der Elemente. Der Untergurtdurchmesser hat allgemein keinen Einfluss auf die Biegetragfähigkeit, wohl aber der Bewehrungsquerschnitt in der Fertigteilplatte, für den auch die Gitterträgeruntergurte angerechnet werden.
Das Querkrafttragverhalten wird maßgeblich bestimmt durch die Ausführung der Gitterträgerdiagonalen. Das typische Querkraftversagen und die maximale Querkrafttragfähigkeit wurden in Versuchen festgestellt, bei denen die unteren Gitterträgerknoten direkt über dem Auflager angeordnet wurden, sodass sich die ersten Druckdiagonalen direkt am Auflager abstützen konnten. Für die Knicksteifigkeit der Gitterträgerdiagonalen gelten die gleichen Einflussfaktoren, wie sie bereits für das Biegeverhalten beschrieben wurden. Infolge des festgestellten Biege- und Querkrafttragverhaltens werden in den Zulassungen neben den maximal zulässigen Tragwiderständen auch Bedingungen an Mindestdurchmesser und -bewehrungsquerschnitte für den Montagezustand festgelegt.

==Bemessung==


[[Datei:Elementdecken-Tragverhalten und Bemessung 3.jpg|400px|thumb|right|Statische Systeme im Montagezustand]]
Die Bemessung für den Montagezustand erfolgt durch Begrenzung der Stützweite eines vergleichbaren Einfeldbalken. 
Dazu enthalten die Zulassungen die maximal zulässigen Momente und Querkräfte der Gitterträger in Abhängigkeit von der Gitterträgerhöhe und der Stabkombination.
Zusätzlich enthalten die Tabellen der Zulassungen die mindestens erforderlichen Zulagequerschnitte je Gitterträger um das Tragverhalten im Montagezustand sicherzustellen. Die Bemessung für den Montagezustand nach den Zulassungen erfolgt unter einem Sicherheitsbeiwert für Lasten von γ<sub>F</sub> = 1,0, da die angegebenen zulässigen Schnittkräfte bereits mit einem globalen Sicherheitsbeiwert von γ=1,75 ermittelt wurden. Für die Lastannahmen wird die Eigenlast der Decke (Fertigteil und Ortbeton), eine Verkehrsflächenlast von 1,5 kN/m² und eine Einzellast von 1,5 kN angesetzt. In Bemessungshilfen sind Bestimmungsgleichungen enthalten, mit denen die zulässigen 
Montagestützweiten ermittelt werden können. Einfacher gestaltet sich jedoch die Anwendung der tabellierten Montagestützweiten, die in den Bemessungshilfen ebenfalls enthalten sind. In den Bemessungshilfen werden auch Informationen zu Montagestützweiten gegeben, wenn keine günstige Durchlaufwirkung bei Obergurtdurchmessern bis 10 mm zu erwarten ist. Eine vollständige Ausreizung der zulässigen Momente ist zwar prinzipiell möglich, führt aber zu großen Durchbiegungen. Für solche Fälle enthalten die Bemessungshilfen reduzierte Montagestützweiten bei geringen Trägerhöhen. Für Gitterträger mit Obergurtdurchmesser ab 12 mm ist eine Begrenzung der Durchbiegung auf 10 mm nachzuweisen. Die Montagestützweiten für solche Gitterträger unter Einhaltung des Durchbiegungskriteriums sind sowohl in den Zulassungen, als auch in Bemessungshilfen enthalten. Alternativ zur manuellen Ermittlung der Montagestützweiten bieten einige Gitterträger- oder Softwarehersteller auch EDV-gestützte Programme für die Ermittlung an (z.B. Filigran FiMo).

=Endzustand=
==Einwirkungen==
==Tragverhalten==
==Bemessung==
===Nachweis der Verbundfuge===
===Querkraftbemessung===
===Biegebemessung===
=Quellen=
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