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Zusammenfassung (Deutsch)

Im Geschoss- und Hochhausbau werden heute bei gleichzeitig hohen Tragfähigkeiten immer restriktivere Anforderungen an die Abmessungen der Stützen gestellt. Bei diesen Randbedingungen sind Verbundstützen mit ausbetonierten Stahlhohlprofilen besonders vorteilhaft, wenn hochfeste Werkstoffe verwendet werden. Die Tragfähigkeit der Stützen lässt sich dabei noch erhöhen, wenn zusätzlich Stahlprofile in die Stahlhohlprofile eingestellt werden.

Die Bemessung von Hohlprofilverbundstützen ist nach den derzeitigen Regelwerken noch nicht uneingeschränkt möglich. Die aktuellen Regelwerke für Verbundkonstruktionen lassen nur die Verwendung von Betonen bis zur Festigkeitsklasse C50/60 zu. Die maximal einsetzbare Stahlgüte ist S460.

Es wird über Versuche an runden Hohlprofil-Verbundstützen mit hochfestem Beton der Güte C80/95 und deren Auswertung berichtet. Die geprüften Stützen enthielten teilweise ein Rundvollprofil als Einstellprofil.

Die Verwendung von Rund- oder Quadratvollprofilen als Einstellprofil von Verbundstützen ist derzeit wegen der Problematik der hohen Eigenspannungen aus dem Herstellungsprozess noch nicht im Anwendungsbereich der Regelwerke enthalten. In dieser Arbeit wird der Abkühlvorgang von Rundvollprofilen rechnerisch simuliert, um Aufschluss über die Höhe der Eigenspannungen zu erhalten und einen vereinfachten Ansatz für die nichtlineare Berechnung von Stützen anzugeben.

Die Bemessung von Verbundstützen erfolgt in der Regel mit einer Berechnung nach Theorie II. Ordnung. Um dabei eine praxisnahe Bemessung ohne eine aufwändige nichtlineare Berechnung zu ermöglichen, sind in den Regelwerken vereinfachte Verfahren angegeben. Für runde Hohlprofilverbundstützen mit Rundvollprofilen als Einstellprofil und hochfestem Beton werden in dieser Arbeit Anpassungen angegeben, mit denen diese ebenfalls nach den vereinfachten Verfahren bemessen werden können.

Zusammenfassung (Englisch)

In multi-storey-buildings concrete filled hollow sections with additional massive round steel cores are of particular interest especially when high strength steel and concrete are used.

The range of application given by the standards actually does not cover this type of columns. The design rules can only be used for concrete grades up to C50/60. Only steel grades up to S460 are applicable.

In this thesis it is reported about tests performed with round hollow-section-composite columns, made of high strength concrete C80/95 and partially consisting of a massive round steel core.

The use of massive round steel cores is actually not covered by the standards. This is due to residual stresses that occur during the production process. In this thesis the cooling of during production of massive round steel bars is simulated. A simplyfied approach is obtained for a calculational consideration of the residual stresses for column design.

For the design of composite columns usually calculations basing on second order theory are made. To provide a practical design-method without an extensive structural nonlinear calculation, simplified design rules are given by the standard. For round hollow section composite columns with massive round steel cores and high strength concrete modifications are given for design using the simplified design method.

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