EP0692585B1

EP0692585B1 - Schalungselement

Info

Publication number: EP0692585B1
Application number: EP95110700A
Authority: EP
Inventors: Manfred Bruer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-07-11
Filing date: 1995-07-08
Publication date: 1997-11-19
Anticipated expiration: 2015-07-08
Also published as: EP0692585A1; ATE160408T1

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Schalungselement mit einer inneren und einer äußeren Wandung aus Hartschaum und einer bestimmten Anzahl von Querstegen, die formschlüssig in den beiden Wandungen verankert sind und diese in einem bestimmten Querabstand zueinander fixieren.
Beim Bau von Gebäuden mit derartigen Schalungselementen geht man so vor, daß man zunächst die Wände aus Schalungselementen geschoßhoch errichtet und anschließend die Hohlräume zwischen den Wandungen der Schalungselemente mit Beton, Mörtel o. dgl. ausfüllt. Die Querstege haben dabei die Aufgabe, die beiden Wandungen unter den dynamischen Kräften während des Befüllungsvorgangs sowie unter den statischen Kräften des noch nicht verfestigten Betons in einem bestimmten Querabstand zueinander zu fixieren.
In dem DE-U-70 20 765 ist ein Schalungselement mit zwei parallelen Wandteilen beschrieben, die durch abgewinkelte Drahtstücke zusammengehalten werden. Das einfache Einhaken der Drahtstücke in den Wandteilen ist jedoch bei Hartschaum-Schalungselementen problematisch, da der relativ weiche Hartschaum unter dem Druck des einfließenden Betons infolge der ungünstigen Krafteinleitung verformt werden kann oder gar ausbricht.
Es sind bereits Schalungselemente aus Hartschaum bekannt, bei denen auch die Querstege aus Hartschaum bestehen und die somit einstückig aus Hartschaum gefertigt sind. Solche Schalungselemente besitzen jedoch eine Reihe von Nachteilen. Zunächst gestatten die Hartschaumquerstege nur die Einordnung in eine niedrige Feuerwiderstandsklasse, da die Hartschaumquerstege im Brandfall wegschmelzen und das Feuer auf die gegenüberliegende Wandseite durchdringen kann. Um den oben erwähnten dynamischen Kräften während des Befüllungsvorgangs standhalten zu können, müssen die Hartschaumstege einen verhältnismäßig großen Durchmesser haben, wodurch die statische Tragfähigkeit der Wand eingeschränkt wird. Durch den verhältnismäßig großen Durchmesser ergibt sich weiterhin das Problem, daß der Befüllungsvorgang derart behindert wird, daß Lufteinschlüsse entstehen können. Auch für die Auflage von Bewehrungsstählen sind die breiten Stege ungeeignet, da infolge der breiten Auflage die Bewehrungsstähle nicht mit Beton umhüllt werden und dadurch korrosionsanfällig sind.
Weiterhin sind Schalungselemente aus Hartschaum bekannt, bei denen die Querstege zum Zusammenhalten der Wandungen aus geformten Stahlblechen bestehen. Dabei werden die Stahlbleche nachträglich in Befestigungsschlitze eingeschoben. Da die Stahlbleche wegen ihrer großen Fläche während des Befüllvorgangs großen Belastungen ausgesetzt sind, bestand die Gefahr von Ausbrüchen im Bereich der Befestigungsschlitze.
Auch ist es bereits bekannt, geformte Stahlbleche als Stege direkt in die Wandungen mit einzuschäumen. Hierdurch erschwert sich jedoch die Herstellung der Schalungselemente mit einer damit verbundenen Erhöhung der Kosten. Legt man die Stege vor dem Schäumvorgang manuell in die Produktionsmaschine, erhöhen sich die Kosten für den Stillstand der Maschine und für die Arbeitsleistung erheblich, während eine automatische Beschickungseinrichtung angesichts der hohen Investitionskosten nur für Massenteile rentabel ist. Ein umfangreiches Schalungs-System, das durch eine Vielzahl verschiedener Formteile allen baulichen Erfordernissen und auch individuelleren Wünschen gerecht wird, läßt sich jedoch in derart hohen Stückzahlen kaum realisieren.
Bei der Verwendung von Stahlblechen als Querstege ergibt sich zudem generell und unabhängig von ihrer Befestigung das Problem, daß sich an den relativ großen Flächen des Blechsteges Haarrisse bilden können, durch die das Wasser von der einen zur anderen Wandseite dringen kann. Insbesondere für Kelleraußenwände stellt dies ein gravierendes Problem dar.
Da die eingeschäumten Stahlblechstege aus Materialkostengründen in der Regel nur höchstens die halbe Höhe des Schalungselements besitzen, fehlen im Bereich der Ober- und Unterkante des Schalungselements die notwendigen Abstützungen durch die Stege. Während des Befüllungsvorgangs treten jedoch gerade in diesem Übergangsbereich zwischen den einzelnen Schalungselementen, in dem sie mit ihren Befestigungselementen (meist Nasen an der Oberkanten und Nuten an den Unterkanten der Schalungselemente) ineinandergreifen, wegen der Trennungsfuge die größten Belastungen auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schalungselement der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei welchem die oben genannten Probleme hinischtlich Verformung und Materialausbrüchen nicht in Erscheinung treten.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Drahtquerstege am Grund von Befestigungsfugen anliegen, die sich von der Oberkante bzw. Unterkante der Wandung senkrecht erstrecken und zur Wandinnenseite hin offen sind, und die Schenkel der Drahtquerstege, die an ihren Enden in wandparalleler Richtung abgewinkelt sind, in Langlöchern verankert sind, die sich in Erweiterung der Befestigungsfugen in senkrechter Richtung wandparallel erstrecken.
Durch die relativ großflächigen Befestigungsaufnahmen der Drahtstege und vor allem durch in Längsrichtung abgewinkelte Enden ergibt sich ein sehr verwindungssteifes Schalungselement, bei welchem die Gefahr von Materialausbrüchen ausgeschlossen ist. Im übrigen erreicht man aufgrund der Auflage der Drahtquerstege am Grund der Befestigungsfugen und der guten Anlage der Schenkel mit ihren abgewinkelten Enden eine günstige Krafteinleitung.
Vorteilhaft ist dabei auch, daß die Drahtquerstege leicht von oben und unten in die Schalungswände einzustecken sind, was, im Gegensatz zu dem in dem DE-GM 70 20 765 beschriebenen Bauteil, eine einfache Montage ermöglicht.
Wahlweise können statt metallischer Drahtstücke auch Querstege aus geeigneten, profilierten Kunststoffen, die faserverstärkt sein können, zum Einsatz kommen.
Die Herstellung des Schalungselements erfolgt durch Schäumen der Wandungen mit den Befestigungsfugen und anschließendes Einstecken der Drahtquerstege.
Vorzugsweise sind die Drahtquerstege nahe der oberen und unteren Kante des Schalungselements in den beiden Wandungen verankert.
Dies hat den Vorteil, daß die Drahtquerstege genau in den Bereichen des Schalungselements angeordnet sind, in denen während des Befüllungsvorgangs die kritischsten Belastungswerte auftreten.
Eine noch höhere Verwindungsstabilität ergibt sich durch die Anordnung der Drahtstege in Kreuzform, wobei die beiden sich kreuzenden Stege im Kreuzungspunkt zweckmäßigerweise aneinander befestigt sind.
Zur Arretierung von Bewehrungsstählen ist es weiterhin zweckmäßig, die Drahtquerstege mit Sicken auszuformen oder Halterungen anzuschweißen, beispielsweise in Form senkrechter Drähte. So besteht keine Gefahr, daß die Bewehrungsstähle während des Befüllungsvorgangs mit Beton aus ihrer Sollposition gedrückt werden.
Die besonders günstige Krafteinleitung zwischen Drahtsteg und Wandung ermöglicht die Vornahme wirksamer Schalldämmaßnahmen, die sonst zu Lasten der Strukturfestigkeit der Schalungswandungen gingen. In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist zu diesem Zweck vorgesehen, daß in jeder Wandung wenigstens eine Reihe im wesentlichen wandparalleler Schlitze vorhanden ist, deren Zwischenabstand in jeder Reihe wesentlich kleiner als die Schlitzlänge ist, die sich im wesentlichen über die Höhe der Wandung des Schalungselements erstrekken und die ein welliges Profil aufweisen.
Dies hat die vorteilhafte Wirkung, daß die Außenseite der Wandung, an welcher der Wandputz aufgebracht wird, akustisch von der inneren Wandung, die unmittelbar an die Betonfüllung anschließt, entkoppelt ist. Während bisher der Wandputz mit der Hartschaumwandung des Schalungselements ein schwingfähiges Gebilde darstellte, welches die Schwingung nahezu ungedämpft auf die andere Wandseite mit einem weiteren schwingungsfähigen Gebilde aus Putz und Hartschaumwandung übertragen konnte, ist durch die Luftschlitze eine Schwingungsübertragung durch die Wand nur noch in stark verringertem Maße möglich.
Das wellige Profil erweist sich bei der Herstellung der Wandung als vorteilhaft, da die in der Herstellungsform für das Schalungselement benutzten, entsprechend gewölbten Schwerter steifer sind, als es gerade Schwerter wären.
In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß zwei Reihen Schlitze vorhanden sind und die Schlitze der einen Reihe zu den Schlitzen der anderen Reihe versetzt und überlappend angeordnet sind.
Hierdurch wird die Entkopplung der Außenseite der Wandung von ihrer Innenseite verändert. Das Dämpfungsverhalten ändert sich dabei in Abhängigkeit von der Frequenz, so daß sich in bestimmten Frequenzbereichen Verbesserungen erzielen lassen.
Die Befestigungsfugen zur Aufnahme der Drahtstücke sind vorteilhafterweise jeweils in einem massiven Bereich angeordnet, der zwischen zwei Schlitzen der der Innenseite nächsten Reihe liegt. Dabei läßt sich ein dreiecksförmiger Krafteinleitungsbereich gewinnen, dessen günstige Formgestaltung die Materialbelastung des Hartschaums während des Befüllungsvorgangs verringert.
In noch weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß sich die Schlitze zu ihrem oberen oder unteren Ende hin verjüngen. Hierdurch wird die Festigkeit der Wandung und der Befestigungselemente im oberen oder unteren Bereich erhöht, und das Ausformen der Wandungen nach dem Aufschäumvorgang wird vereinfacht.
Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf Ausführungsbeispiele der Erfindung eingegangen. Es zeigen:

Fig. 1: eine Draufsicht eines Schalungselements mit Drahtquerstegen;
Fig. 2: eine Stirnansicht des Schalungselements nach Fig. 1;
Fig. 3: einen Querschnitt des Schalungselements nach Fig. 1;
Fig. 4: eine Variante der Drahtquerstege nach Fig. 1 und 2 mit gekreuzten Drahtstegen;
Fig. 5: zwei mögliche Ausführungen der Drahtstege mit Halterungen für Bewehrungsstähle;
Fig. 6: einen Längsschnitt einer Variante des Schalungselements nach Fig. 1 und
Fig. 7: eine Seitenansicht des Schalungselements nach Fig. 6.

Das in Fig. 1 und Fig. 2 gzeigte Schalungselement besteht aus zwei Wandungen 10 und aus sie verbindenden Drahtquerstegen 12, die U-förmig gebogene Drahtstücke sind. Die Drahtquerstege 12 sind in Befestigungsfugen 14 an der Ober- und Unterseite der Wandungen 10 eingesteckt.
Das Schalungselement weist als Befestigungselemente allseitig Nasenelemente 16, 17 und Nutelemente 18, 19 auf, die beim Aneinanderreihen gleichartiger Schalungselemente in entsprechende Nasen- und Nutelemente der anstoßenden Fläche eingreifen. Die Wandungsinnenseiten weisen senkrechte Vertiefungen 20 auf, durch welche eine bessere Verbindung der Wandung mit der Betonfüllung erreicht wird.
Die Seitenansicht gemäß Fig. 2 verdeutlicht die Befestigung der U-förmigen Drahtquerstege 12 in den Befestigungsfugen 14. Die Befestigungsfugen 14 sind dabei so angelegt, daß die Drahtquerstege 12 von oben bzw. unten leicht in die Wandungen eingesteckt werden können, wobei durch einen entsprechend kleinen Nutquerschnitt verhindert wird, daß die Drahtquerstege 12 bei entsprechender Lage des Schalungselements aus den Befestigungsfugen 14 herausfallen können. Die Schenkel 22 der U-förmigen Drahtquerstege 12 sitzen in Löchern 24, die sich in senkrechter Wandungsrichtung am äußeren Ende der Befestigungsfugen 14 erstrecken. Die Befestigungsfugen 14 sind nur relativ flach ausgelegt, damit die Drahtquerstege 12 im Bereich der Ober- bzw. Unterseite des Schalungselements eine Querverbindung darstellen, da in diesem Bereich die Belastung der Wandungen 10 während des Befüllungsvorgangs am größten ist.
Zur Verbesserung der Verwindungsstabilität des Schalungselements ist es zweckmäßig, die Drahtquerstege 12 an den Enden ihrer Schenkel in wandparalleler Richtung abzuwinkeln oder umzuknicken. Die Befestigungsfugen 14 und Löcher 24 müssen dann selbstverständlich entsprechend in wandparalleler Richtung erweitert sein.
In Fig. 1 erkennt man weiterhin zweireihig in der Wandung 10 angeordnete Luftschlitze 26, 28. Die beiden Reihen Luftschlitze 26, 28 sorgen dafür, daß die die Putzschicht tragende Außenseite der Wandung 10 von ihrer Innenseite schwingungstechnisch entkoppelt ist. Dazu ist es notwendig, daß die Luftschlitze 26, 28 überlappend angeordnet sind und im Überlappungsbereich zwischen ihnen nur ein schmaler Steg 30 verbleibt. Abwinklungen 32, 34 der Randbereiche der Luftschlitze 26, 28 gegeneinander führen zu einer weiteren Verbesserung der akustischen Entkopplung. Die Luftschlitze 26, 28 besitzen an der Oberseite Querschnitte 36, 38, die kleiner sind als die Querschnitte 40, 42 an der Unterseite der Wandungen 10. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, liegt zwischen diesen unterschiedlichen Querschnitten ein konischer Abschnitt 44, 46. Diese Maßnahme dient dazu, die Stabilität der Wandung 10 im Bereich ihrer oberen Befestigungselemente 16, 18 zu verbessern.
Im Bereich der größeren Querschnitte 40, 42 sind im mittleren Schlitzbereich Vorsprünge 47, 49 vorgesehen (siehe auch Fig. 6). Diese haben den Zweck, bei auftretender äußerer Krafteinwirkung eine Verformung des Hartschaums nur soweit zuzulassen, bis sich die Vorsprünge 47, 49 an die gegenüberliegende Schlitzseite anlegen, wodurch eine unzulässige Materialbeanspruchung vermieden wird.
Ein weiteres Merkmal des dargestellten Ausführungsbeispiels besteht darin, daß im Bereich der Befestigungsfugen 14 für die Drahtquerstege 12 keine Luftschlitze angeordnet sind und auch die an der Wandaußenseite gelegenen Luftschlitze 28 um diesen Bereich herumgeführt sind. Die dabei entstehende, insgesamt im wesentlichen dreiecksförmige Materialanhäufung 48 garantiert eine optimale Krafteinleitung der während des Befüllungsvorgangs auftretenden Kräfte von der Wandung 10 in die Drahtquerstege 12. Da die Aussparung der Schlitze 26, 28 zu Schalldämmzwecken zu Lasten der Stabilität der Wandungen 10 geht, ist eine gleichmäßige Krafteinleitung von besonderer Wichtigkeit.
Um bei eventuell auftretenden Längskräften die beiden Wandungen 10 gegeneinander zu stabilisieren, kann statt zweier nebeneinanderliegender Drahtquerstege 12 ein gekreuztes Paar 50 zweier Drahtstege gemäß Fig. 4 zum Einsatz kommen. Im Kreuzungspunkt 52 sind die beiden Drahtstücke in geeigneter Weise aneinander befestigt, beispielsweise verschweißt oder miteinander verklammert. Die Verwindungsstabilität des Schalungselements wird dadurch deutlich verbessert.
In Fig. 5 sind zwei mögliche Varianten 60, 70 eines einfachen Drahtquersteges gezeigt. Bei ersterer sind zwischen zwei Halterungen 62 Bewehrungsstähle fixierbar. Bei der zweiten in Fig. 5 dargestellten Variante 70 sind an der Oberseite des Drahtquersteges Sicken 72 ausgebildet, in welche die Bewehrungsstähle einlegbar sind. Durch diese einfachen konstruktiven Maßnahmen wird eine sichere Verankerung der Bewehrungsstähle während des Befüllungsvorgangs gewährleistet. Das bisher umständliche Sichern mit irgendwo eingehakten Drahtschlingen kann entfallen.
Fig. 6 und Fig. 7 zeigen eine mögliche Ausführungsvariante eines Schalungselements. Die Schlitze 26, 28 sind dabei in ihrem Überlappungsbereich durch Verbindungslöcher 80 verbunden, die sich senkrecht zur Wandoberfläche bis zur Wandaußenseite hin erstrecken und beim Verputzen außen geschlossen werden. Dadurch wird ein Druckausgleich zwischen den Schlitzen 26, 28 geschaffen, der das Schalldämmverhalten des befüllten und mit Wandputz versehenen Schalungselementes im tiefen Frequenzbereich deutlich verbessert. Die Löcher besitzen ungefähr einen Lochdurchmesser von 5 mm, damit einerseits die angestrebte akustische Wirkung erreicht und andererseits das Aufbringen des Wandputzes nicht unnötig erschwert wird. Der Seitenabstand der Löcher richtet sich nach der Lage der Überlappungsbereiche der Schlitze 26, 28. Innerhalb eines Überlappungsbereiches, der sich senkrecht von der Oberseite zur Unterseite der Wandung 10 erstreckt, sind eine Mehrzahl von Verbindungslöchern in bestimmtem Abstand zueinander vorgesehen, in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform vier Löcher bei einer Höhe des Schalungselementes von 25 cm.
Die Wirkung der Verbindungslöcher 80 kann durch zusätzliche Verbindungen (nicht gezeigt) zwischen den beiden Schlitzreihen und/oder zwischen den Schlitzen einer Reihe im Bereich der Befestigungselemente 16, 18 noch gesteigert werden.
Statt der zweireihigen Schlitze 26 können in den Schalungswänden 10 des Schalungselements nebeneinanderliegende dünne Luftschlitze vorgesehen sein, die sich von unten bis ungefähr knapp 1 cm unter die Nasenelemente an der Oberseite der Schalungswände 10 erstrecken. Die Luftschlitze sind vorzugsweise sehr schmal gehalten, z. B. nur ca. 1 bis 2 mm, um einerseits die Festigkeit des Schalungselement nicht wesentlich zu beeinträchtigen, andererseits jedoch die Wand in Querrichtung biegeweicher zu machen und dadurch für ein verbessertes Schalldämmverhalten der Wand zu sorgen. Dabei sollten die Luftschlitze ungefähr 2/3 der Gesamtlänge des Schalungselements einnehmen. In ihrer Mitte besitzen sie jeweils ein Wellenprofil. Dieses ist vorteilhaft, weil die zur Herstellung der schmalen, langen Schlitze in der Herstellungsform für das Schalungselement benutzten, entsprechend gewölbten Schwerter steifer sind, als es gerade Schwerter wären. Auch bei den doppelten Schlitzreihen ist diese wellige Ausbildung aus denselben Gründen von Vorteil. Im beschriebenen, doppelreihigen Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 die wellige Profilierung der äußeren Schlitze 28 im Bereich der Rippen 49 besonders gut zu erkennen.

Claims

Schalungselement mit einer inneren und einer äußeren Wandung (10) aus Hartschaum und einer bestimmten Anzahl von Drahtquerstegen (12) die formschlüssig in den beiden Wandungen (10) verankert sind und diese in einem bestimmten Querabstand zueinander fixieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtquerstege (12, 50, 60, 70) am Grund von Befestigungsfugen (14) anliegen, die sich von der Oberkante bzw. Unterkante der Wandung senkrecht erstrecken und zur Wandinnenseite hin offen sind, und die Schenkel (22) der Drahtquerstege (12, 50, 60, 70), die an ihren Enden in wandparalleler Richtung abgewinkelt sind, in Langlöchern (24) verankert sind, die sich in Erweiterung der Befestigungsfugen (14) in senkrechter Richtung wandparallel erstrecken.
Schalungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtquerstege (12) nahe der oberen und unteren Kante des Schalungselements in den beiden Wandungen (10) verankert sind.
Schalungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtquerstege (12) im wesentlichen U-förmig ausgebildet sind.
Schalungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtquerstege (50) zumindest teilweise in Kreuzform zwischen den Wandungen (10) angeordnet sind.
Schalungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtquerstege (50) im Kreuzpunkt (52) aneinander befestigt sind.
Schalungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Drahtquerstegen (60, 70) Sicken (72) ausgeformt oder Halterungen (62) angeschweißt sind, in die Bewehrungsstähle einlegbar sind.
Schalungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Wandung (10) wenigstens eine Reihe im wesentlichen wandparalleler, dünner Schlitze (26, 28) vorhanden ist, deren Zwischenabstand wesentlich kleiner als die Schlitzlänge ist, die sich im wesentlichen über die Höhe des Schalungselements erstrecken und die ein welliges Profil aufweisen.
Schalungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Reihen Schlitze (26, 28) vorhanden sind und die Schlitze (26, 28) der einen Reihe versetzt und überlappend zu den Schlitzen (26, 28) der anderen Reihe angeordnet sind.
Schalungselement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsfugen (14) zur Aufnahme der Drahtquerstege (12) jeweils in einem massiven Bereich (48) angeordnet sind, der zwischen zwei Schlitzen (26) der der Innenseite nächsten Reihe liegt.
Schalungselement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schlitze (26, 28) zu ihrem oberen oder unteren Ende hin verjüngen.