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Open Access
New approach for the design shear resistance of headed studs in profiled steel sheeting with ribs transverse to supporting beam
(2020) Konrad, Matthias; Eggert, Florian; Kuhlmann, Ulrike; Schorr, Johannes
This article presents new equations for the design shear resistance of headed studs in solid concrete slabs and new reduction factors that consider the influence of profiled steel sheeting with ribs transverse to the supporting beam. Comparisons with push‐out test results show that the current reduction factor kt in Eurocode 4 does not take sufficiently into account parameters such as geometry or position of the headed stud in the rib. Therefore, the mean shear test results are overestimated by the current equations. When introducing the new approach for the design resistance of headed studs, the main focus is on the description of the basic procedure for the development of the new approach and on the comparison with values in the existing code. Comparisons with push‐out test results from a recent European project have shown the good quality of the new approach.
Open Access
Tragverhalten von Kopfbolzen in Verbundträgern bei senkrecht spannenden Trapezprofilblechen
(2011) Konrad, Matthias; Kuhlmann, Ulrike (Prof. Dr.-Ing.)
Verbundträger aus Stahlträgern mit aufliegender Verbundplatte aus querspannenden Trapezblechen und Aufbeton werden üblicherweise mit Kopfbolzen als Verbindungsmittel ausgeführt. Die Ergebnisse von 17 eigenen Push-Out Versuchen bestätigen die Ergebnisse bereits vorangegangener Untersuchungen, dass der normative Ansatz für den Fall senkrecht spannender Trapezprofilbleche die Kopfbolzentragfähigkeit in einer Vollbetonplatte mit Abminderungsfaktoren zu multiplizieren, die Tragfähigkeit im Mittel überschätzt sowie eine große Streubreite besitzt. Dem gegenüber zeigen die beiden empirisch ermittelten normativen Bestimmungsgleichungen für die mittlere Kopfbolzentragfähigkeit in einer Vollbetonplatte eine gute Übereinstimmung zwischen Versuchsergebnissen und rechnerischer Traglast bei jedoch ebenfalls unbefriedigender Streubreite. Es liegt also nahe anzunehmen, dass der Abminderungsfaktor zur Berücksichtigung der Rippengeometrie unzureichend ist und zur Überschätzung der Kopfbolzentragfähigkeit bei Verwendung von senkrecht spannenden Trapezprofilblechen führt. Der Vergleich der normativen Regelung mit vorhandenen alternativen Ansätzen/Modellen aus der Literatur anhand von ca. 300 Push-Out Versuchen mit senkrecht spannenden Trapezblechen zeigt, dass diese Modelle keine besseren Ergebnisse liefern als die normativen Regelungen bzw. in ihrer Anwendung zu kompliziert sind, um als Ersatz zu dienen. Aus diesem Grund wird in der vorliegenenden Arbeit ein verbesserter Ansatz zur Bestimmung der Kopfbolzentragfähigkeit in Vollbetonplatten als auch bei Verwendung von senkrecht spannenden Trapezblechen entwickelt. Für den Fall „Kopfbolzen in einer Vollbetonplatte“ werden die den maßgebenden Tragkomponenten berücksichtigt. Der Vergleich mit 140 Push-Out Versuchen mit Vollbetonplatte zeigt, dass der neue Ansatz deutlich bessere Ergebnisse liefert als die momentan gültige normative Regelung. Hierbei sei auch auf die Anwendbarkeit bei höherfesten Materialien hingewiesen. Ausgehend von diesen neuen Bestimmungsgleichungen, wird mit Hilfe einer umfangreichen FE-Parameterstudie die geometrischen Haupteinflussgrößen der Rippengeometrie auf die Kopfbolzentragfähigkeit bei Verwendung von senkrecht spannenden Trapezblechen mit Aufbeton erfasst. Mit Hilfe dieser Ergebnisse können neue Abminderungsfaktoren vorgeschlagen werden, die für die vorliegende Datenbasis, im Vergleich zur Norm sowie zu den anderen Ansätzen/Modellen die genauesten Ergebnisse sowohl bezogen auf den Mittelwert als auch auf die Streubreite aufweisen. Dieser Vorschlag ist in seiner einfachen Anwendung mit der Norm vergleichbar.