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J. Völkl:
"Entwicklung von vorgefertigten Rippendeckensystemen in Hybridverbundbauweise (Holz-Beton-Stahl) für das verdichtete Bauen im urbanen Raum";
Betreuer/in(nen): A. Fadai, K. Tavoussi Tafreshi; Tragwerksplanung und Ingenieurholzbau, 2018; Abschlussprüfung: 19.10.2018.

Um den höher werdenden Anforderungen an immer weitgespannteren und schlankeren Decken
gerecht zu werden, kommt es im modernen Hochbau zum Einsatz von Verbundkonstruktionen. Mit
dem Ziel den dadurch resultierenden massiven Einsatz von Stahl und Beton entgegenzuwirken,
kam es in den letzten Jahren vermehrt zur Entwicklung von Verbundelementen aus Holz.
Im Zuge dieser Entwicklung werden in dieser Arbeit, im Rahmen eines "Sparkling Science"
Forschungsprojektes, Rippendeckenelemente in Hybridverbundbauweise, bestehend aus Holz,
Beton und Stahl, entwickelt und untersucht.
In vorausgehenden Untersuchungen des Institut für Architekturwissenschaften - Fachbereich
Tragwerksplanung und Ingenieurholzbau der TU Wien, wurden bereits Holz-Beton-Rippendeckenelemente
in reiner Verbundbauweise untersucht und ausgewertet.
In Form einer Vorversuchsreihe wurden Abscherversuche mit verschiedenen Verbindungsmitteln
durchgeführt um die Tragfähigkeit der verschiedenen Beton-Stahl-Verbindungen und jene der
Holz-Beton-Verbindung, in Form von Kerven, zu ermitteln. Aufgrund dieser Ergebnisse war es
möglich, eine statische Modellierung in Form von dreidimensionalen FE-Modellen vorzunehmen
und in weiterer Folge auch ein leichter zu handhabendes Stabwerksmodell zu entwickeln. Des
Weiteren wurde noch ein verkleinerter Träger für eine Langzeitversuchsreihe modelliert.
Um die Anwendbarkeit dieser Modelle zu überprüfen wurde eine Biegeversuchsreihe durchgeführt,
welche ebenfalls der Ermittlung der Tragfähigkeit und des Bruchverhaltens diente. Anhand
der erhaltenen Versuchsergebnisse war es in weiterer Folge möglich, die im Vorfeld entwickelten
statischen Modelle zu überprüfen und gegebenenfalls anzupassen.
Aufgrund der beengten Platzverhältnisse im Labor, musste ein verkleinerter Träger für den
Langzeitversuch, unter Beibehaltung der selben Normalspannungen wie im Originalmodell, entwickelt
werden. Ziel dieses Versuches war es, das Durchbiegungsverhalten des Hybridverbundsystems
zu ermitteln. Um den Einfluss des Stahlträgers auf das Langzeitverhalten feststellen zu können,
wurde ein Träger mit Stahl und ein Vergleichsträger ohne Stahl hergestellt.
Auf Basis der Versuchsergebnisse und den angepassten statischen Modellen wurde in weiterer
Folge ein Nachweis der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit laut Norm geführt. Das Ziel
bestand darin, die Anwendbarkeit des Deckenelements im konventionellen Hochbau aufzuzeigen
und eine Optimierung des Querschnittes vorzunehmen.

To fulfil the increasing requirements of wide span and slim slabs it comes to an concentrated
application of composite construction in modern engineering. With the intention to reduce the
massive application of steel and concrete it came to a development of composite construction
from timber in the last years. In the course of this processing ribbed slabs in hybrid composite
construction (timber, concrete and steel), in the scope of the "Sparkling Science" research project,
will be developed and analysed.
In further tests, which took place at the Institute of Architectural Science - Department
of Structural Design and Timber Engineering, Timber-Concrete-Ripped-Slabs in composite
construction were already analysed and evaluated.
In terms of pilot test series there were performed shear experiments with different fasteners to
determine the load capacity of different Concrete-Steel-Joints and Timber-Concrete-Joints, which
were designed as grooves. Because of this results it was possible to generate static models in
terms of a three-dimensional FE-Model and an easier to handle framework model. Furthermore
there were created a smaller beam for a long term test series.
To test the practicality of the static models a bending test series was performed, which was
attended to determine the load capacity and the fracture behaviour. With the help of these tests
it was possible to check and if necessary adapt the previously designed static models.
Because of the restricted space in the labour a smaller beam for a long term series, under
retention of the same axial stress as in the original model, had to be created. The purpose of this
test was to determine the bending behaviour of the Hybrid-Composite-Construction. To find out
the influence of the steel beam on the long term behaviour, there were created one beam with
and one without steel.
On the basis of the test results and the adapted static models there were checked the ultimate
limit state and the serviceability of the system. The purpose of these tests was to point out
the practicality of the slab element in the conventional engineering and to optimize the cross
sections.