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Die Erfindung bezieht sich auf neue Merkmale
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zum Oberbegriff Deckenelement der Patentanmeldung P 33 18 431.3 vom
20.5.1983 für die Anwendung als flächenbewehrte Beton-Massivdecke und bildet ein
Zusatzpatent Die in der Patentanmeldung P 33 18 431.3 dargestellte Erfindung zeigt
die Konstruktion für ein vorgefertigtes, raumüberspannendes Deckenelement, das vorzugsweise
als Beton-Balkendecke mit Wärmedämmkörpern ausgebildet ist und deren Bewehrung der
Balkenquerschnitte bereits werkseitig eingebracht wird.
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Die vorliegende Erfindung, nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, hat
zur Aufgabe, die Konstruktion nach P 33 18 431.3 durch neue Merkmale auch als flächenbewehrtes
Element für vorzugsweise örtlich betonierte Massivdecken einzusetzen und bestehende
Nachteile vorhandener Massivdeckensysteme auszuschalten.
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Bei der Entwicklung vorhandener Deckensysteme für die Herstellung
von massiven Betondecken hat man unterschiedliche Ziele verfolgt: a) Durch die Vorfertigung
von Deckenelementen sollte der große Schalaufwand an der Baustelle beseitigt werden0
b) Durch die werkseitige Einbringung von statischer Bewehrung, sollte der bauseitige
Aufwand für die Deckenherstellung reduziert werden.
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c) Durch die Steifigkeit der vorgefertigten Deckenelemente, solltE
die Montageunterstützung so reduziert werden, daß die Unterstützungsabstände, je
nach Belastung beispielsweise bei 1,50 m bis 2,00 m liegen können.
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d) Durch die werkseitige Herstellung einer Sichtbetonuntersicht sollte
der Deckenputz überflüssig werden.
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Vorgefertigte Deckenelemente dieser Art sind ua.
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unter der Bezeichnung Elementdecken bekannt.
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Sie bestehen in der Regel aus ca. 4 cm starken, vorgefertigen Deckenelementen,
die durch eingegossene Stahl-Gitterträger ausgesteift werden und die an Ort und
Stelle bis zur erforderlichen Deckenstärke mit Ortbeton aufbetoniert werden.
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Auf der Basis der Patentanmeldung P 33 18 413o3 besteht für die Konstruktion
bei Massivdeckenanwendung folgende Aufgabenstellung: 1. Fixierung der Betonstahimatte
bzw. der Trag- und querstäbe, als Einzelstäbe, bei werkseitiger Einbringung auf
der Spanplatte.
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2. Anordnung, der zur Aussteifung herangezogenen Gitterträger, ü b
e r der statisch erforderlichen Flächenbewehrung der Massivdecke.
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3. Distanzanker, vorzugsweise korrosionsfest aus Kunststoff, mit mechanischer
Verriegelung zur kraftschlüssigen Ubertragung von Gitterträger zur Spanplatte.
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Bei dem Deckenelement, gemäß der Erfindung, wird ein raumüberspannendes,
vorgefertigtes Element soweit komplettiert. daß an der Baustelle, nach dem Verlegen,
lediglich
noch die obere Bewehrung aufzubringen ist und danach die Decke betoniert werden
kann.
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Dabei besteht, wie beim Deckenelement nach P 33 18 431.3, ein wesentlicher
Punkt darin, die relativ dünne Spanplatte, die die spätere Deckenuntersicht bildet
und auch als Schalung dient, mit Gitterträgern, die auch als Bewehrung herangezogen
werden, so auszusteifen, daß die Unterstützung des so gebildeten Deckenelements
den üblichen Aufwand von Montageunterstützungen für Elementdecken nicht überschreitet
und vor allen Dingen ein Loslösen der Spanplatte beim Betonieren oder zu späterem
Zeitpunkt von der erhärteten Betonmassivplatte nicht erfolgen kann.
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Diese Aufgabe wir gemäß der Erfindung, wie sie im Hauptanspruch angegeben
ist, auf folgende weise gelöst: Bei dem Deckenelement, gemäß der Erfindung, wird
ein raumüberspannendes, vorgefertigtes Element so weit komplettiert, daß auf der
Baustelle, nach dem Verlegen lediglich noch die obere Bewehrung aufzubringen ist
und danach bereits Betoniert werden kann.
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Wie aus P 33 18 431.3 bekannt, wird dabei eine Spanplatte verwendet,
die die spätere Deckenuntersicht bildet Ünd so als verlorene Schalung dient. Die
Aussteifung der relativ dünnen Spanplatte wird ebenfalls durch kraftschlüssige Verbindung
von Spanplatte über Distanzanker zu Gitterträger erreicht.
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Dabei verlaufen die Gitterträger, vorzugsweise parallel liegend, in
Spannrichtung der Decke und deren beide Untergurtstäbe werden mit den Distanzankern
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riegelt. Der Aufbau über der Spnplatte sieht im Einzelnen folgendermaßen
aus: Die Spanplatte, beispielsweise in Standardbreiten von 2,50 m und schmäleren
Paßplattenbreiten, besitzt auf ihrer Oberseite punktförmig gelegene Einfräsungen
für die Verankerung der Distanzanker, wie aus P 33 18 431.3 bekannt.
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In diese Einfräsungen, die sich in den Gitterträgerachsen befinden,
werden die erfindungsgemäßen Distanzanker, durch Einführung eines Verankerungsteils
des Distanzankers in die Spanplatte, verankert, so, daß sie rechtwinklig zu den
Längsachsen der Gitterträger auf der Spanplatte sitzen.
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Die Flächenbewehrung (untere Bewehrung) für die spätere Beton-Massivdecke
liegt mit dem erforderlichen Abstand (sog. Betondeckung) über der Spanplatte.
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Zu diesem Zweck besitzen die Distanzanker Aufnahmeteile, um Trag-
oder nuerstäbe der üblichen Flächenbewehrung, aus geschweißten Betonstahlmatten
oder aus geschnittenen Betonstabstahl als Einzelstäbe, aufzunehmen und zu fixieren,
sodaß sich die Lage der Bewehrung beim Transport der Elemente zur Baustelle und
beim Betonieren nicht verändert.
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Uber der Bewehrung, Betonstahlmatten, bzw. den Ouerstäben (Querbewehrung)
bei Einzelstabbewehrung, erfolgt die Verriegelung der, zur Aussteifung und statischer
Zwecke dienenden, Gitterträger mit den Distanzankern. Dabei nehmen die vorzugsweise
aus Kunststoff bestehenden Distanzanker, die entlang der Gitterträgerachse, beispielsweise
im Abstand von 40 cm angeordnet sind, die beiden Untergurte der Gitterträger
durch
pressen Sitz ihrer Rundstäbe auf und stellen eine kraftschlüssige Verbindung her.
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So bilden die Spanplatte, die Distanzanker und die Gitterträger gemeinsam
ein ausgesteiftes Flächenelement, das die erheblichen Lasten, speziell beim Betonieren,
trotz des geringen Gewichts des Elements, aufnimmt.
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Die Distanzanker haben folgende Funktion: 1. Sie nehmen die beiden
Untergurtstäbe auf und fluchten sie . Dazu hat der Distanzanker eine die beiden
Rundstäbe umgreifende Einbuchtung im oberen Distanzankerbereich, zwischen denen
die Gitterträger-ntergurte, durch vorheriges Zusammendrücken, eingespannt sind.
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So entsteht, ohne Verschweißung, eine kraftschlüssige Verbindung
bei Zug- und Druckbelastungen senkrecht zur Spanplatte.
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2. Bei Verwendung von geschweißten Betonstahlmatten übernimmt der
Distanzanker, in den Achsen der Tragstäbe liegend also in Deckenspannrichtung liegend,
die Abstandhalterung der gesamten Mattenbewehrung. Zu diesem Zweck besitzt der Distanzanker
mittig eine Einkerbung, die die Auflagefläche für den Bewehrungslängsstab bildet.
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3. Bei Verwendung von Betonstabstahl-Bewehrung in Form von Einzelstäben,
nimmt der Distanzanker die quer zur Deckenspannrichtung verlaufenden Querstäbe (statische
Querbewehrung) auf.
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Dazu besitzt er einen hakenförmig ausgebildeten Steg, der gleichzeitig
Aussteifungsglied des Distanzhalter-Fußes ist.
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Die so eingelegten, quer zur Deckenspannrichtung verlaufenden Einzelstäbe,
werden in jeder Gitterträgerreihe am Distanzanker auf-Abstand gehalten, und bilden
für die Einzeltragstäbe der Längsbewehrung die Auflage und damit den gewünschten
Abstand zur Unterkante spätere Betondecke.
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4. Der Distanzanker übernimmt die Lastübertragung aus der Spanplatte
in den Gitterträger, und umgekehrt.
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Dazu besitzt der Distanzanker, unterhalb der auf der Spanplatte stehenden
Füße, ein Verankerungsteil in Form einer zentrisch gelegenen Verlängerung mit einer
tellerförmigen Erweiterung und greift mit diesem Verankerungsteil in die, bereits
in P 33 18 431.3 dargestellte und beschriebene, bogenförmig geführte Einfräsung
in der Spanplatte ein.
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5. Verriegelung der am Distanzanker aufliegenden Bewehrungsstäbe bzw.
Betonstahlmatte, durch die darüberliegenden, ebenfalls im Distanzanker verriegelten
Gitterträger.
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Zur Aufnahme der hohen Lasten ist der Distanzanker so ausgebildet,
daß er in den Lastachsen von Achse Durchmesser Gitterträger-Untergurte bis zur Einmündung
in das Verankerungsteil beidseitige Profilverstärkungen aufweist, die sich kragenförmig
um den zu verriegelnden Untergurt-Rundstab fortsetzen und und ihn wenigstens halbkreisförmig
umschließen.
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Durch die Anwendung von korrosionsfesten Stoffen, vorzugsweise glasfaserverstärkten
Kunststoffen, wird gegenüber Stahlmaterialien eine sichere, korrosionsfreie Verankerung
des Verankerungsteils des Distanzankers in der Spanplatte sichergestellt und Schäden
durch Schwitzwasser und Rostbildung in der Deckenuntersicht vermieden.
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Wie in P 33 18 431.3 dargelegt, kann ein Deckenelement dieser Art
als Massenprodukt, annähernd vollautomatisch hergestellt werden, ohne daß sich durch
Wartezeiten, beispielsweise durch Betonhärtezeiten, wie bei Elementdecken bekannt,
Nachteile ergeben.
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Das so produzierte Element ist leicht, nachträglich leicht schneidbar,
und bringt die gesamte untere Bewehrung bereits werkseitig mit.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert,
in denen ein Ausführungsbei spiel des Deckenelementes, gemäß Erfindung, dargestellt
ist. Es zeigt: FIG. 1 Deckenschnitt, quer zur Spannrichtung der Decke, mit Betonstahlmatten-Bewehrung.
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FIG. 2 Deckenschnitt, quer zur Spannrichtung, mit Einzelstab-Bewehrung
FIG. 3 Schnitt, quer zum Gitterträger, mit Ansicht Distanzanker FIG. 4 Schnitt in
Gitterträger-Länqsrichtung am Distanzanker.
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FIG. 5 querschnitt I-I durch den Verankerungsteil des Distanzankers.
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Der in FIG. 1 dargestellte Deckenschnitt zeigt das vorgefertigte Deckenelement
mit dem vorzugsweise örtlich einzubringenden Beton (1). Dabei führt der Schnitt
quer zur Deckenspannrichtung und schneidet somit die in Deckenspannrichtung verlaufenden
Gitterträger (2).
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Der Aufbau der Decke von unten nach oben sieht folgendermaßen aus:
Wie in P 33 18 431.3 bildet eine Spanplatte (3) den unteren Abschluß der Decke.
Sie bildet gleichzeitig die Deckenuntersicht (4), sodaß später auf Verputz verzichtet
werden kann.
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Darauf sind Distanzanker (5) in den Achsen der Gitterträger (2) angeordnet.
Sie bilden für die untere Bewehrung in Form von geschweißten Betonstahlmatten (6)
die Abstandhalter, sodaß die geforderte Betondeckung genau einzuhalten ist.
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Darüber werden die Gitterträger (2) mit ihren beiden Untergurtstäben
(7), durch vorübergehendes Zusammendrücken des unteren Gitterträgerteils am Distanzanker
(5) verriegelt.
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Der Distanzanker besitzt seinerseits ein Verankerungsteil (15, 16),
das den Distanzanker durch Einführen in die dafür vorgesehene Einfräsung (9) auf
der Oberseite der Spanplatte (3) kraftschlüssig verankert.
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Die Ausführung und Funktion des Distanzankers (5) wird in FIG. 2 -
5 näher erläutert.
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Vor dem Betonieren des Ortbetons (1) wird, falls statisch erforderlich,
die obere Bewehrung (10) aufgebracht. Dabei dient der Gitterträgerobergurt (11)
als Abstandhalter.
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FIG. 2 zeigt den annähernd gleichen Deckenschnitt, jedoch besteht
die statische Bewehrung in diesem Fall aus Einzelstäben0 Dabei werden vor der Verriegelung
der Gitterträger (2) auf den Distanzankern (5), die Ouerstäbe aus Betonstahl (12)
als Ouerbewehrung zuerst eingebracht. Nach Einbringen der Gitterträger (2) sind
diese gegen Herausfallen gesichert.
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Die so eingebrachten Querstäbe bilden die Abstandhalterung für die
Tragstäbe (13), die in der Regel in Richtung der Gitterträger (2), also in Deckenspannrichtung
verlaufen und auf den Ouerstäben (12) durch Anrödeln oder andere Maßnahmen fixiert
sind.
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Liegen die Distanzanker (5) auf der Gitterträgerachse (14) in größeren
Abstanden, als statisch erforderlich, können zusätzliche Querstäbe (15) über den
Gitterträger-Untergurten (7) und den Tragstäben (13) quer zur Spannrichtung der
Decke angeordnet werden.
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Diese Situation tritt auch an jedem Längsstoß der vorgefertigten Deckenelemente
ein, wo die Querbewehrung unterbrochen ist.
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FIG.3 zeigt in größerem Maßstab die Vorderansicht des Distanzankers
(5), mit seinem Verankerungsteil (15, 16). Dabei ist die Spanplatte (3) , sowie
die Eitterträger Ober- und Untergurte geschnitten. Zur Darstellung der Distanzankerkonstruktion
dient ebenfalls FIG. 4 und FIG. 5.
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Der Distanzanker besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff-Spritzgußteil
aus glasfaserverstärktem Kunststoff, Kann aber auch aus Aluminiumguß oder sonstigen
Stoffen bestehen. Er ist einteilig, besteht aber aus zwei Funktionsteilen, dem Teil
über der Spanplatte und dem Verankerungsteil (15, 16), das unterhalb der Spanplattenoberfläche
liegt.
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Teil über der Spanplatte: Bei diesem Teil handelt es sich, wie auch
in der Seitenansicht zu sehen ist, um ein flächiges Element von beispielsweise 4
mm Stärke, das im Bereich der Hauptlastzonen, beidseitig dieses flächigen Elementes
durch rechtwinklig auf diesen Flächen liegende, im Schnitt rechteckigen Verstärkungsrippen
besteht0 Zur direkten Lastübertragung laufen die beidseitigen Versteifungsrippen
(17) jeweils von der Rundstabachse der Untergurte (7) gradlinig zum oberen Teil
des Verankerungsteils (15) und enden dort in einer plattenförmigen Verstärkung (18),
die mit ihrer Unterkante, bei senkrecht stehendem Distanzanker eben auf der Spanplatte
(3) aufliegt, Dabei ist die plattenförmige Verstärkung so breit, daß sie beidseitig
der bogenförmig geführten Einfräsung (9) übersteht (19).
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Der Distanzanker, in der FIG. 3 in der Ansicht zu sehen, ist beidseitig
der Achse A symetrisch aufgebaut.
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Beide Versteifungsrippen (1?) setzen sich nach oben durch eine halbkreisförmige
Umklammerung der Gitterträger-Untergurte (7) fort, so, daß diese nach Eindrücken
in die Einbuchtung (33) einen pressen, kraftschlüssigen Sitz erhalten.
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Dabei bilden die Aussteifungsrippen (20) mit dem umgreifenden, flächigen
Element (21) ein T-förmiges Profil.
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Zwischen den beiden Verstärkungsrippen (17) befindet sich horizontal
eine ebenfalls beidseitige Aussteifungsrippe (22). Sie bildet die Auflage für die
Trag-
stäbe (23) uon Betonstahlmatten (6). Die Vertiefung für die
Tragstabauflage bis zur Aussteifungsrippe (22) wird seitlich durch Stege (24) begrenzt,
auf deren Oberkante (25) die Gitterträgeruntergurte (7) vor der Verriegelung in
die umgreifenden Verstärkungsrippen (20), aufliegen. Der Steg (24) ist höher, als
die Betonstahlmatte (6) mit ihrem Tragstab (23) und ihrem Ouerstab dick ist.
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Die beiden Füße (26) des Distanzankers liegen mit ihrer Achse senkrecht
unter der Achse B der Gitterträger-Untergurte (7) und enden unten auf der Spanplatte
(3) und oben unter der Umschließungsrippe (20) Zwischen beiden Punkten verläuft
achsenmittig, beidseitig eine Aussteifungsrippe (27), sodaß ein kreuzförmiger Fuß
entsteht. Zur Aufnahme von Bewehrung querstäben (12) verbreitern sich diese Aussteifungsrippen
und besitzen oben Ausklinkungen (28), die der Aufnahme von Querstäben (12) dienen.
Diese Ausbildung kann ein- oder zueiseitid des Distanzankers erfolgen.
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Die äussere Kante, des in der Ansicht FIG. 3 zuseheden Distanzankers,
verläuft von oben aus der kreisförmigen Umschließung (21) gradlinig auf die Unterkante
der plattenförmigen Verstärkung (18) zu.
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Verankerungsteil (15, 16): Wie aus P 33 18 431.3 bekannt, wird für
das Verankerungsteil eine bogenförmig, mit Radius R geführte Einfräsung (9), die
an der Spanplattenoberseite (30) beginnt und in der Spanplatte endet und rechtwinklig
Zur Oberfläche mit etwa einem T-förmigen Ouerschnitt verläuft, hergestellt. Um einen
pressen Sitz in dieser Einfräsung zu erhalten, besitzt das Verankerungsteil ein
oberes Schaftteil (15), dasoben rechtwinklig zur
plattenförmigen
Verstärkung (18) endet, und das nach unten eine tellerartige Erweiterung (16), Beide
füllen den T-förmigen Querschnitt press aus, sodaß ein kraftschlüssige Zug-Druck-Verbindung
entsteht FIG. 4 zeigt den Distanzanker in der Seitenansicht.
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Das Schaftteil (15) des Verankerungsteils weist in Einführungsrichtung
des Distanzankers einen halbkreisförmigen Querschnitt (31) auf, der bis zur Achse
C reicht (FIG. 5), danach bleibt-der Schaft gleich breit und endet, sich in der
Seitenansicht (FIG. 4) von oben nach unten verbreiternd, auf der tellerartigen Verbreiterung
(16). Diese Verbreiterung selbst ist in FIG0 5 als Aufsicht dargestellt. Sie besitzt
auf der Einführungsseite eine halbkreisförmige Form mit Radius auf dem Kreuzungspunkt
der Achsen A und C und läuft dann parallel nach hinten, wo die Abschlußkante (32),
gegenüber der halbkreisförmigen Einführung, parallel zur Achse C verläuft.
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In FIG. 4 soll die Querschnittsform der tellerartigen Erweiterung
(16) erläutert werden, Der halbkreisförmig vordere Teil auf der Einführungsseite,
hier links von der Achse C ist auf der Oberseite eben, und paßt sich auf der Unterseite
mit einer kugelförmigen Oberflächenform mit Radius R genau an den Querschnitt der
Einfräsung (9) an. Die Oberkante des hinteren Teils, hier rechts der Achse C bis
zur hinteren Kante (32) wird im Schnitt (FIG 4) kreisförmig, mit Radius R geführt,
und paßt sich so ebenfalls genau der Einfräsung (9) . Die Unterkante des Erweiterungsteils
(16) zwischen Achse C und Kante 32 bildet die Oberfläche einer Kugel mit Radius
R, und entspricht und entspricht somit ebenfalls genau der Einfräsung.
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Abwandelungen des in soweit beschriebenen Ausführungsbeispiels sind
selbstverständlich möglich, so könnte das System statt waagerecht, auch geneigt
oder gar senkrecht angewendet werden, und/oder ein Austausch der Gitterträger mit
anderen Stahlprofilen erfolgen können.
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Das erfindungsgemäße Deckenelement vereinigt folgende Vorteile auf
sich und ist dadurch anderen Massivdeckenarten, speziell Beton-Massivdecken aus
vorgefertigten Betondeckenelementen mit Ortbeton, überlegen.
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1. Vorfertigbares, raumüberspannendes Großflächen-Deckenelement für
B.eton-Massivdecken mit einem geringen Gewicht, das die Montage von Hand, ohne Kran
ermöglicht.
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2. Deckenelement wie vor, dessen gesamte untere Bewehrung, in Form
von Betonstahlmatten oder Einzelstäben, bereits werkseitig einzubringen ist.
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3. Kein Schalen an der Baustelle durch Deckenelement als verlorene
Schalung.
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4. Aussparungsausschnitte bauseits leicht herzustellen.
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5. Konstruktion ermöglicht in der Herstellung einen hohen Automatisationsgrad.