AT10946U1 - CONCRETE FORMWORK - Google Patents
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Description
österreichisches Patentamt AT 10 946 U1 2010-01-15Austrian Patent Office AT 10 946 U1 2010-01-15
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Betonschalung mit einer Schalhaut und einer Tragstruktur oder Haltekonstruktion. Die Schalhaut verfügt über eine betonseitige Oberfläche und eine dieser betonseitigen Oberfläche gegenüberliegenden Oberfläche, an der die Tragstruktur in einer lösbaren Verbindung angeordnet ist. Insbesondere auch die Tragstruktur ist Gegenstand der Erfindung, die aus ergonomischen und ökonomischen Gründen vorzugsweise ein möglichst geringes Gewicht bei ausreichender Stabilität aufweisen soll.Description [0001] The invention relates to a concrete formwork with a formwork skin and a supporting structure or support structure. The formwork skin has a concrete-side surface and a surface opposite this concrete-side surface on which the support structure is arranged in a releasable connection. In particular, the support structure is the subject of the invention, which should preferably have the lowest possible weight with sufficient stability for ergonomic and economic reasons.
[0002] Betonschalungen setzen sich üblicherweise aus einzelnen, in einer entsprechend guten Handhabbarkeit dimensionierten Elementen zusammen, daher ist in der Folge meist von Betonschalungselementen die Rede.Concrete formwork is usually composed of individual, dimensioned in a correspondingly good manageability elements, therefore, in the episode mostly concrete formwork elements is mentioned.
[0003] Die bei einer Betonschalung verwendete Schalhaut weist üblicherweise eine glatte, in Sonderfällen aber auch strukturierte betonseitige Oberfläche, auf, welche gegen Eindringen von Feuchtigkeit geschützt ist und den mechanischen Belastungen im Betoniereinsatz, Verdichtungsvorgänge mit Rüttlervorrichtungen und Reinigungsvorgänge nach Abbau der Schalung, standhält. Die plattenförmige Schalhaut verfügt über eine gewisse Eigenstabilität aufgrund ihres Aufbaues und ihrer Stärke. Sie kann aus Holz, mehreren geschichteten Holzstrukturen, z.B. Sperrholz, oder holzhaltigen Materialen, wie Spanplatten oder Kompositplatten, bestehen, aber auch der Einsatz von Kunststoffplatten oder Verbindungen aus Holzmaterialen, Kunststoffen in Form von Füllstoffen zwischen sperrenden Schichten aus Holz oder Schichten aus thermoplastischen und/oder duroplastischen Kunststoffen auf Holzmaterialen. Auch der Einsatz von Metallschichten ist bekannt und kann für besondere Anwendungsaufgaben Verwendung finden.The formwork used in a concrete formwork usually has a smooth, in special cases but also structured concrete side surface, which is protected against ingress of moisture and the mechanical stresses in the concrete insert, compaction operations with Rüttlervorrichtungen and cleaning operations after degradation of the formwork withstands. The plate-like formwork has some inherent stability due to its structure and strength. It can be made of wood, several layered wood structures, e.g. Plywood, or wood-containing materials such as chipboard or composite panels exist, but also the use of plastic plates or compounds of wood materials, plastics in the form of fillers between interlocking layers of wood or layers of thermoplastic and / or thermosetting plastics on wood materials. The use of metal layers is known and can be used for special applications.
[0004] Die unzureichende statische Belastbarkeit der plattenförmigen Schalhäute bzw. die Verwendung von handelsüblichen, kostengünstigen Plattenstärken mit dem erfindungsgemäß angestrebten Ziel, ein Betonschalungselement mit möglichst geringem Gewicht zu schaffen, setzt eine Tragstruktur in Form einer an der Rückseite bzw. Unterseite (bei Deckenschalungen) der Schalhaut an der dem Beton abgewandten Oberfläche angebrachten Haltekonstruktion voraus. Diese Tragstruktur hat die Hauptanteile der statischen Voraussetzungen hinsichtlich des auftretenden Betondruckes im Zuge des Betoniervorganges zu bringen.The insufficient static load capacity of the plate-shaped Schalhäute or the use of commercially available, cost-effective plate thickness with the present invention aimed to provide a concrete formwork element with the lowest possible weight, sets a support structure in the form of a at the back or bottom (ceiling slabs) the formwork on the surface facing away from the concrete surface holding structure ahead. This support structure has to bring the main parts of the static conditions with regard to the concrete pressure occurring during the concreting process.
[0005] Setzt man voraus, dass aus wirtschaftlichen Gründen unter diesen Betonschalungselementen zumindest mehrere standardisierte Elementgrößen verstanden werden, die einen wirtschaftlichen, wiederholten Einsatz zum Ziel haben, kann davon ausgegangen werden, dass die Schalungselemente aus einer Schalhaut und zumindest zwei an deren Rückseite bzw. Unterseite angebrachten Tragstrukturen in Form von Versteifungsprofilen bestehen. Unter Berücksichtigung der geometrischen Abmessungen dieser vorteilhafterweise hündisch bewegbaren Elemente ist die Verwendung von Metallprofilen naheliegend. In dieser einfachen Anordnung mit Versteifungsprofilen parallel zu einer der Seitenkanten des Schalungselementes verlaufend sind weitere Stützvorrichtungen meist im rechten Winkel zu den Versteifungsprofilen verlaufend derart anzubringen, dass die auftretenden Drücke abgeleitet werden können. Diese zusätzlichen Stützvorrichtungen können in einer Ebene mit den Versteifungsprofilen liegen, dann spricht man von Rahmenelementen. Weiters können geeignete Profile in einer oder mehreren weiteren Ebenen zur Abtragung von Kräften an der Rückseite oder Unterseite einer Betonschalung angebracht sein. Bei Wandschalungen sind solche als Riegelprofile bzw. bei Deckenschalungen als Jochprofile bekannt.If it is assumed that for economic reasons, these concrete formwork elements at least several standardized element sizes are understood to have an economic, repeated use as the goal, it can be assumed that the formwork elements of a formwork skin and at least two at the back or Bottom mounted support structures in the form of stiffening profiles exist. Taking into account the geometrical dimensions of these advantageously dog-like movable elements, the use of metal profiles is obvious. In this simple arrangement with stiffening profiles running parallel to one of the side edges of the formwork element, further support devices are usually mounted at right angles to the stiffening profiles, in such a way that the pressures occurring can be dissipated. These additional support devices can lie in one plane with the stiffening profiles, then one speaks of frame elements. Furthermore, suitable profiles can be mounted in one or more further planes for the removal of forces on the back or underside of a concrete formwork. In wall formwork such are known as transom profiles or slab formwork as Jochprofile.
[0006] Hierzu können Profilformen gemäß den Figuren 4 und 7 herangezogen werden.For this purpose, profile shapes according to Figures 4 and 7 can be used.
[0007] Im Wandschalungseinsatz sind so genannte Rahmenschalungselemente besonders häufig vorzufinden. Die gattungsgemäße Tragstruktur besteht aus einem umlaufenden Rahmenprofil und zumindest einem Querprofil innerhalb des Rahmens, üblicherweise in paralleler Lage zu einem Rahmenprofil.In wall formwork use so-called frame formwork elements are particularly common. The generic support structure consists of a peripheral frame profile and at least one transverse profile within the frame, usually in parallel position to a frame profile.
[0008] Sie stützt die Schalhaut derart, dass bei den maximal erlaubten Betondrücken mit ausreichender Sicherheit nur eine minimale, der Norm entsprechende Durchbiegung derselben 1/12 österreichisches Patentamt AT 10 946 U1 2010-01-15 auftritt und somit eine so genannte Schüsselung des Betonschalungselementes verhindert wird. Diese Schüsselung würde konvexe Abdrücke im Betonbild erzeugen. Dies ist in der DIN 18202-Grenzwerte für Ebenheitsabweichungen im Hochbau genau geregelt.It supports the formwork so that with the maximum allowable concrete pressures with sufficient certainty only a minimal, the standard corresponding deflection of the same 1/12 Austrian Patent Office AT 10 946 U1 2010-01-15 occurs and thus a so-called balancing the Betonschalungselementes is prevented. This intersection would create convex imprints in the concrete image. This is precisely regulated in the DIN 18202 limit values for flatness deviations in building construction.
[0009] Des Weiteren schützt die Tragstruktur das Betonschalungselement gegen mechanische Belastungen, welche beim Versetzen der Schalung, beim Ausschalen nach ausreichender Härtung des Betons, bei Reinigung, Lagerung, Transport etc. auftreten. Bei außergewöhnlichen Belastungen dieser Art kann es zu Deformationsschäden kommen, welche zu erschwerten Arbeitbedingungen beim nächsten Schalungsvorgang und/oder zu qualitativen Mängeln der Betonoberfläche führen. Ab einem bestimmten Maß an Beschädigung werden aufwändige Reparaturarbeiten erforderlich oder das Element oder Teile dessen sind auszuscheiden.Furthermore, the support structure protects the concrete formwork element against mechanical stresses which occur when moving the formwork, stripping after sufficient hardening of the concrete, during cleaning, storage, transport, etc. In the case of extraordinary loads of this kind, deformation damage can occur which leads to difficult working conditions during the next shuttering process and / or to qualitative defects in the concrete surface. From a certain level of damage, extensive repair work is required or the element or parts thereof are to be eliminated.
[0010] Eine besondere Schutzaufgabe kommt auf die Tragkonstruktion zu, indem sie z.B. in einer bevorzugten Ausführungsform rahmenartig die Schalhaut im Bereich der umlaufenden Stirnkanten einfasst. Hierzu ist meist eine Aufkantung oder ein Fortsatz in senkrechter Richtung zur Erstreckung des Rahmenprofils vorgesehen. Dadurch wird die vor allem gegen mechanische Schäden empfindliche Stirnkante der Schalhaut wirksam geschützt. Üblicherweise hat dieser Fortsatz eine Höhe, die der Plattenstärke der Schalhaut entspricht, meist jedoch geringfügig höher ist als diese, um etwaige Quellungen bei eingesetzten Schalhäuten aus Holzmaterial zu kompensieren.A special protective task is applied to the supporting structure by e.g. in a preferred embodiment, the formwork skin surrounds the formwork in the region of the peripheral end edges. For this purpose, usually a raised edge or an extension is provided in the vertical direction to the extension of the frame profile. As a result, the especially sensitive to mechanical damage front edge of the formwork is effectively protected. Usually, this extension has a height that corresponds to the plate thickness of the formwork, but is usually slightly higher than this, to compensate for any swelling when used scarf skin made of wood material.
[0011] Die Befestigung der Schalhaut an der Tragkonstruktion kann durch Schrauben oder Nieten oder sonstige geeignete Haltemittel erfolgen, die einerseits etwaigen Verformungen durch Feuchteeinwirkung und/oder Temperatureinwirkung Rechnung tragen, andererseits ist eine Austauschbarkeit der von erhöhtem Verschleiß betroffenen Schalhaut zu gewährleisten. Eine mechanische Befestigung durch die dem Beton abgewandte Fläche der Schalhaut ist insofern vorteilhaft, dass die durch die erforderlichen Einsenkungen der Befestigungsmittel in der betonseitigen Schalhautoberfläche am fertigen Beton entstehenden positiven Abdrücke ausbleiben und weiters eine Verletzung der Schalhaut auf der exponierten Seite vermieden wird.The attachment of the formwork to the support structure can be done by screws or rivets or other suitable retaining means, on the one hand take any deformations due to moisture and / or temperature effect, on the other hand, an interchangeability of affected by increased wear form skin is guaranteed. A mechanical attachment through the surface of the formwork facing away from the concrete is advantageous in that the positive impressions resulting from the required depressions of the fastening means in the concrete-side facing surface on the finished concrete fail to materialize and further prevents damage to the formwork on the exposed side.
[0012] Meist sind daher an der Rahmenkonstruktion und/oder an Querprofilen parallel zur Schalhaut und an dieser rückseitig anliegend verlaufende Fortsätze, Flansche mit Bohrungen vorgesehen, durch welche die Befestigung erfolgt.Most are therefore provided on the frame structure and / or on transverse profiles parallel to the formwork skin and at this back fitting extensions, flanges with holes through which the attachment is made.
[0013] Nahezu alle namhaften Schalungshersteller (Doka, Peri, Meva, Ringer, ... ) bieten teils unterschiedliche Konstruktionsformen von dimensionsnormierten Schalungsystemen für Wände und Decken an, am Sektor der Wandschalungen sogar teilweise kompatible Lösungen, sodass provenienzbezogene Vermischungen möglich werden.Almost all well-known formwork manufacturers (Doka, Peri, Meva, Ringer, ...) offer partly different designs of dimensionally standardized formwork systems for walls and ceilings, even partially compatible solutions in the sector of wall formwork, so provenience-related mixtures are possible.
[0014] Den vorbeschriebenen statischen und mechanischen Anforderungen wird an den bekannten Schalungselementen weitestgehend Rechnung getragen, indem eine ausreichend starke Dimensionierung einer Tragstruktur aus Stahlprofilen vorgesehen wird.The above-described static and mechanical requirements will largely take into account the known formwork elements by a sufficiently strong dimensioning of a supporting structure is provided from steel profiles.
[0015] Zusammenfassend wird festgehalten, dass die Manipulation derzeitig gebräuchlicher und aus dem Stand der Technik bekannter Schalungselemente aufgrund ihres Gewichtes nur in kleineren Abmessungen durch Einzelpersonen bewerkstelligt werden kann (siehe auch: Doka Schalungskatalog - Produkte Framax und Frami, weiters DE 10 2005 015 508 für Wände und DE 10 2006 015 054 für Decken). Bei größeren Abmessungen hingegen ist eine Mehrpersonenbedienung und weiters der Einsatz eines Hebezeuges oder Kranes erforderlich. Dem wurde entgegengewirkt, indem Tragstrukturen für Schalungselemente aus Leichtmetall geschaffen wurden. Dies führt jedoch zu erheblichen Nachteilen hinsichtlich der Material- und Erzeugungskosten. Die Elemente sind schadensanfälliger durch die geringere Festigkeit des Materials. Daraus folgert sich ein reduzierter Umtrieb durch erhöhte Reparaturen. Der Reparaturaufwand ist materialbedingt ungleich schwieriger und aufwändiger als bei Stahlprofilen, und führt demnach zu erhöhten Kostenbelastungen.In summary, it is noted that the manipulation of currently common and known from the prior art formwork elements can be accomplished by individuals only in smaller dimensions due to their weight (see also: Doka formwork catalog - products Framax and Frami, further DE 10 2005 015 508 for walls and DE 10 2006 015 054 for ceilings). For larger dimensions, however, a multi-person operation and further the use of a hoist or crane is required. This was counteracted by supporting structures were created for shuttering elements made of light metal. However, this leads to significant disadvantages in terms of material and production costs. The elements are more susceptible to damage due to the lower strength of the material. This results in a reduced turnover due to increased repairs. The cost of repair is much more difficult and costly due to the material than with steel profiles, and thus leads to increased cost burdens.
[0016] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betonschalung bzw. eine Tragstruktur für eine Betonschalung zu schaffen, die geeignet ist, den gestellten statischen und mechani- 2/12 österreichisches Patentamt AT 10 946 U1 2010-01-15 sehen Anforderungen im direkten und indirekten Einsatz gerecht zu werden, indem sie eine hohe Festigkeit hinsichtlich Planimetrie und hinsichtlich Formhaltigkeit bei Stoß- und Schlagbeanspruchungen gewährleistet und trotzdem für einen handwerklichen Einsatz in größerem Umfang als bisher durch reduzierte Gewichte der einzelnen Komponenten geeignet ist. Weiters ist eine Einsparungsaufgabe hinsichtlich eines reduzierten Materialkostenanteils in den Gestehungskosten aufgrund der mittelfristig stark angestiegenen Rohstoffpreise zu lösen.The invention has for its object to provide a concrete formwork or a supporting structure for a concrete formwork, which is suitable to see the static and mechanical requirements set in the direct requirements 1212 Austrian Patent Office AT 10 946 U1 2010-01-15 see and indirect use, by ensuring a high rigidity in terms of planimetry and shape retention in shock and impact loads and is nevertheless suitable for a manual use on a larger scale than previously by reduced weights of the individual components. Furthermore, a reduction task with regard to a reduced material cost share in the production costs is to be solved due to the medium-term sharp increase in raw material prices.
[0017] Diese Aufgabe wird durch die Betonschalung des unabhängigen Anspruchs 1 bzw. die Tragstruktur gemäß Anspruch 11 gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen und/oder Lösungsvarianten dar.This object is achieved by the concrete formwork of independent claim 1 and the support structure according to claim 11. The dependent claims represent preferred embodiments and / or solution variants.
[0018] Bei dem erfindungsgemäßen Betonschalungselement mit einer Tragstruktur aus Stahlprofilen weist zumindest eine Profilerstreckung zumindest zwei unterschiedliche Wandstärken auf.In the concrete formwork element according to the invention with a supporting structure made of steel profiles, at least one profile extension has at least two different wall thicknesses.
[0019] Näher erläuternd wird festgehalten, dass die unterschiedlichen Wandstärken im Verlauf des Querschnittes eines Profiles, also im rechten Winkel zur Längsertreckung desselben vorgesehen sind.Explaining in more detail is stated that the different wall thicknesses are provided in the course of the cross section of a profile, ie at a right angle to the Längsertreckung thereof.
[0020] In einer vorteilhaften Ausführungsform wird ein Profil über Teile oder den gesamten Verlauf seines Querschnittes hinsichtlich der auftretenden Beanspruchungen berechnet und überprüft und dementsprechend die für den jeweiligen Abschnitt des Querschnittes erforderliche Wandstärke festgelegt.In an advantageous embodiment, a profile over parts or the entire course of its cross-section is calculated and checked with regard to the stresses occurring and set the required wall thickness for each section of the cross section accordingly.
[0021] Bei der Verwendung von stranggepressten Aluminiumprofilen an gattungsgemäßen Schalungselementen findet dieses Prinzip bereits statt, wobei Wandstärken in niedrig beanspruchten Zonen des Querschnittes gering gehalten werden. Einschränkungen in der Variation der Wandstärke sind hierdurch verfahrenstechnische Grenzen gegeben.When using extruded aluminum profiles of generic formwork elements, this principle is already taking place, with wall thicknesses are kept low in low stress zones of the cross section. Limitations in the variation of the wall thickness are given by procedural limits.
[0022] Vielmehr handelt es sich weitgehend ausschließlich um Profile aus Metallblechen, die im Kaltwalzverfahren hergestellt werden. Der Stand der Technik bietet verschiedene Verfahren zur Herstellung derartiger Profile, welcher auch z.B. in den Schutzrechten US 3 737 979, EP 0 296 839 und insbesondere in EP 1 128 916 näher beschrieben wird.Rather, it is largely exclusively profiles of metal sheets, which are produced in the cold rolling process. The prior art offers various methods for producing such profiles, which also include e.g. in the protective rights US Pat. No. 3,737,979, EP 0 296 839 and in particular EP 1 128 916.
[0023] Bekannt ist, dass derartige Profile bereits im modernen Automobilbau Anwendung finden. Auch dort ist das Optimum aus geringem Gewicht und hoher Stabilität als vorteilhaft erkanntworden.It is known that such profiles are already used in modern automotive application. Even there, the optimum of low weight and high stability has been recognized as advantageous.
[0024] Als besonders bevorzugte Ausführungsform wird ein Rahmenschalungselement erachtet, das aus einer Vielzahl von einzelnen Profilabschnitten die Tragstruktur darstellend besteht, weitgehend oder gänzlich aus einzelnen Profilabschnitten zusammengesetzt, welche einer erfindungsgemäßen Querschnittoptimierung unterzogen wurden.As a particularly preferred embodiment, a frame formwork element is considered, which consists of a plurality of individual profile sections representing the support structure, largely or wholly composed of individual profile sections, which have been subjected to a cross-sectional optimization according to the invention.
[0025] In der derzeit bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Querschnittoptimierung hinsichtlich der gesamten Tragstruktur einer Betonschalung, indem das Zusammenwirken der einzelnen miteinander in Verbindung stehenden Profilabschnitte hinsichtlich der statischen Eigenschaften eine weitere Reduzierung von Wandstärken an den einzelnen Profilabschnitten ergibt. Hierzu ist festgehalten, das die dafür in Betracht gezogenen Profilabschnitte und/oder Profilerstreckungen nicht miteinander verbunden sein müssen und nicht in einer Ebene befindlich sein müssen.In the presently preferred embodiment, the cross-sectional optimization is carried out with respect to the entire support structure of a concrete formwork by the interaction of the individual interconnected profile sections results in terms of static properties a further reduction of wall thicknesses at the individual profile sections. For this purpose, it is stated that the profile sections and / or profile extensions considered for this purpose do not have to be connected to one another and do not have to be located in one plane.
[0026] In einer weiterführenden bevorzugten Ausführungsform kann eine weitere Wandstärkenreduzierung erfolgen, indem die maßgeblich für die erforderliche Stabilität oder Steifigkeit des Profilquerschnitts verantwortlichen Abschnitte aus einer Stahlqualität mit höherer Festigkeit bestehen. Hierzu sind einerseits lieferantenseitig verfahrenstechnische Grenzen in der Profilfertigung hinsichtlich der Schweißbarkeit und der Kaltverformbarkeit von Werkstoffen und Werkstoffkombinationen gesetzt, andererseits ist die Kostenentwicklung hinsichtlich eines Optimums aus Aufwand und Nutzen im Auge zu behalten.In a further preferred embodiment, a further reduction in wall thickness can be carried out by the sections responsible for the required stability or rigidity of the profile cross section consist of a steel quality with higher strength. For this purpose, on the one hand supplier-related procedural limits in the profile production in terms of weldability and the cold workability of materials and material combinations set, on the other hand, the cost development with regard to an optimum of effort and benefits to keep in mind.
[0027] Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, und unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch weiter 3/12The invention will be described below with reference to preferred embodiments, to which it should not be limited, and with reference to the drawing even further 3/12
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Effective date: 20180930 |