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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betonieren einer von Verbundstutzen getragenen Ver- bunddecke, insbesondere Verbundflachdecke.
Verbundflachdecken und Verbundstützen stellen eine Weiterentwicklung von Stahlbetonflach- decken und herkommlichen Stahlbetonstützen dar. Verbundflachdecken stellen dabei eine bevorzugte Form einer Verbunddecke dar, bei der die Stahlträger in die Decke integnert sind. Bei her- kömmlichen Verbunddecken sind die Stahltrager hingegen unterzugähnlich unter der Betondecke angeordnet.
Verbundflachdecken werden ubhcherweise bei statischen Berechnungen im Anschlussbereich der Stahlträger an die Stützen als Gelenk gerechnet. Beim Anschluss von Verbundflachdecken an Verbundstützen wird aber bei entsprechender Knotenausbildung eine Teileinspannung der Decke in die Stützen erreicht, d. h. die Verbunddecke wird momentübertragend an die Stütze angeschlos- sen. Diese Teileinspannung ergibt für die Stütze im Vergleich zu einer konventionellen Stahlbetondecke zusätzlich zur Normalkraftbeanspruchung eine Momentbeanspruchung und reduziert dadurch die Beanspruchung für die Decke.
Um die Momentbeanspruchung nun aber nicht zu gross werden zu lassen, und damit die Stützendurchmesser erheblich zu vergrössern, wird zwischen
Bauzustand und Endzustand ein Systemwechsel vorgesehen
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist für den Bauzustand des Gebäudes zunächst eine "gelenkige" Verbindung zwischen Decke und Stütze herzustellen, und anschliessend eine Teileinspannung der Decke in die Stütze für den Gebrauchszustand, also für den Endzustand des Gebäudes zu erzielen.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass beim Betonieren der Verbunddecke der jeweilige Anschlussbereich der Verbunddecke an die Verbundstützen zumindest teilweise ausgespart wird und dass nach Aushärtung des Betons und nach Entfernen der die Verbunddecke stützenden Verschalung die Aussparung zwischen den Verbundstützen und dem Beton der Verbunddecke mit Beton, hochfestem Mörtel, hochfestem Kunststoff oder ähnlichem ausgegossen wird.
Durch die Aussparung des direkten Umgebungsbereiches der Verbundstützen beim Betomer- vorgang wird vorerst eine gelenkige Lagerung der Decke an der Stütze erzielt. Wird nach dem Aushärten des Betons die stützende Verschalung unter der Verbunddecke entfernt, so führt dies aufgrund des Eigengewichtes der Decke zu einer Lageanderung der Decke. Konkret wird die bei der Anbringung der Verschalung vorgesehene Überhöhung der Verbunddecke ausgeglichen, sodass im Endzustand eine horizontale ebene Decke erreicht wird. Wesentlich ist, dass die Entfernung der stützenden Verschalung und die nachfolgende Lageänderung der Verbunddecke zu keiner Momentbelastung der Verbundstützen führt. Erst nach dem Einrichten unter dem Eigengewicht wird die Aussparung ausgegossen und damit eine momentübertragende Anbindung der Decke an die Stütze erzielt.
Für alle weiteren Lastfälle ergibt sich damit ein Rahmensystem mit Teileinspannung der Decke im Stütze-Decke-Knotenbereich. Bei den Knoten handelt es sich um sogenannte semi-rigid-joints. Aufgrund der Tatsache, dass lediglich die Nutzlasten im Gebrauchszustand des Gebäudes eine Momentbeanspruchung der Stützen bewirken, ergibt sich insgesamt eine optimal querschnittsvermindernde Beanspruchungsverteilung zwischen Verbundstütze und Verbunddecke. Konkret bedeutet dies dünnere Deckenabmessungen bei gleichzeitig reduzierten Stützendurchmessern.
Die Momenteinleitung in der Bauphase kann bereits dadurch wirksam vermieden werden, dass die Aussparung zumindest in der oberen Halfte des Anschlussbereiches der Verbunddecke an die jeweilige Verbundstütze vorgesehen ist Da im oberen Bereich der Verbunddecke eine Zugarmierung eingelegt ist, ist die Vermeidung einer Krafteinleitung in der oberen Halfte des Anschlussbereiches von besonderer Bedeutung
Für die praktische Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist es besonders einfach, wenn die Aussparung durch Anordnung eines Platzhalters an den Verbundstützen in den Anschlussbereichen erzielt wird, wobei dieser Platzhalter vor dem Ausgiessen entfernt wird. Alternativ wäre es jedoch auch vorstellbar, durch eine dünne Trennwand einen Hohlraum im Anschlussbereich freizuhalten.
Bewahrt hat es sich, den Platzhalter aus geschaumtem Kunststoff, insbesondere Styropor, auszubilden, da dies die einfache Entfernung mittels eines Hochdruckwasserstrahlers erlaubt.
Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung Dabei zeigt.
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Fig. 1 einen einzelnen Verbundflachdecke-Verbundstütze-Knoten einer Verbundflachdecke mit Platzhaltern in Seitenansicht, wobei der Beton in der Mittelebene aufgeschnitten ist,
Fig. 2 die dazugehönge Ansicht von oben und
Fig. 3 den Knoten gemäss Fig. 1 nach Entfernen des Platzhalters.
Die Verbundstütze 1 ist als Hohlprofil aus Stahl ausgebildet. Dieses Hohlprofil wird vor dem Betoniervorgang der Verbundflachdecke 2 selbst ausbetoniert. In die Verbundflachdecke 2 sind Träger 5 integriert, die über Laschen 6 mit den Verbundstützen 1 verbunden sind Die Laschen 6 sind dabei mit den Verbundstützen 1 verschweisst. Die Verbundstützen 1 sind weiters mit Knaggen 7 versehen. Vom Querflansch 5a des Trägers 5 können Druckkräfte über ein Passblech 8 auf die Knagge 7 und damit auf die Verbundstütze 1 übertragen und in diese eingeleitet werden. In den Figuren ist der Einfachheit halber lediglich ein Träger 5 gezeigt. Üblich sind hingegen zwei gegen- überliegende Träger oder auch vier jeweils um 90 versetzte Trager.
Wesentlich ist, dass um die Verbundstütze 1 vor dem Betonieren Platzhalter 4 angeordnet werden. Konkret handelt es sich dabei um Styroporelemente, die im Anschlussbereich um die Verbundstütze 1 gelegt werden. Die Platzhalter 4 dienen dazu, ein Einbetonieren der Verbundstütze 1 im Beton 10 zu vermeiden.
Der Träger 5 überträgt im Bauzustand wie auch im Endzustand nach Entfernung der nicht gezeigten stützenden Verschalung die Druckkraftkomponente aus dem Deckenmoment in die Verbundstütze 1. Vorerst kann jedoch durch den Platzhalter 4 in der oberen Hälfte des Anschlussbereiches keine entsprechende Gegenkraft, die sich aus der Bewehrung 9 ergibt, in die Verbundstütze 1 eingeleitet werden. Die Verbundflachdecke 2 mit den integrierten Trägern 5 kann nach erfolgtem Betonieren durch Lösung der Schalungsunterstellung abgesenkt werden und wird sich dabei zwängungsfrei unter dem Deckeneigengewicht verformen. Die Verbundstütze 1 bleibt bei diesem Vorgang jedoch im wesentlichen momentenfrei, da der Träger 5 allein aufgrund seiner gelenkigen Anbindung an die Lasche 6 kein nennenswertes Moment auf die Verbundstütze 1 übertragen kann.
In nächstem Schritt werden die Platzhalter 4 aus Styropor mit einem Hochdruckwasserstrahler vollkommen entfernt. Die so freigelegte Aussparung 3 wird mit einem geeigneten Füllmaterial fugenfrei vergossen. Als Füllmaterial eignet sich Beton, hochfester Mörtel oder auch ein hochfester Kunststoff. Es muss gewährleistet sein, dass das Füllen der freigelegten Aussparung 3 vollkommen fugenfrei und kraftschlüssig erfolgt. Damit ist gewährleistet, dass nach Erhärtung des Füllmatenals von Nutzlasten herrührende Momente in die Verbundstützen 1 eingeleitet und von diesen aufgenommen werden können.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zum Betonieren einer von Verbundstützen getragenen Verbunddecke, insbe- sondere Verbundflachdecke, dadurch gekennzeichnet, dass beim Betonieren der Verbund- decke (2) der jeweilige Anschlussbereich der Verbunddecke (2) an die Verbundstützen (1) zumindest teilweise ausgespart wird und dass nach Aushärtung des Betons und nach Ent- fernen der die Verbunddecke (2) stützenden Verschalung die Aussparung (3) zwischen den Verbundstützen (1) und dem Beton (10) der Verbunddecke (2) mit Beton, hochfestem
Mörtel, hochfestem Kunststoff oder ähnlichem ausgegossen wird.
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The invention relates to a method for concreting a composite ceiling supported by composite connectors, in particular a composite flat ceiling.
Composite flat ceilings and composite columns are a further development of reinforced concrete flat ceilings and conventional reinforced concrete columns. Composite flat ceilings represent a preferred form of a composite ceiling, in which the steel beams are integrated into the ceiling. In the case of conventional composite ceilings, on the other hand, the steel girders are arranged under the concrete ceiling in a manner similar to joists.
Composite flat ceilings are usually calculated as a joint in the case of static calculations in the connection area of the steel beams to the supports. When connecting composite flat ceilings to composite columns, with appropriate knot formation, the ceiling is partially clamped into the columns, i.e. H. the composite slab is connected to the support to transmit torque. In comparison to a conventional reinforced concrete slab, this partial clamping results in a momentary load in addition to the normal force load, thereby reducing the load on the slab.
In order not to let the momentary load become too great, and thus to increase the column diameter considerably, there is a difference between
Construction and final state a system change is provided
The object of the present invention is first to establish an "articulated" connection between the ceiling and the support for the building condition of the building, and then to achieve a partial clamping of the ceiling in the support for the usage condition, that is to say for the final condition of the building.
This is achieved according to the invention in that when concreting the composite floor, the respective connection area of the composite floor to the composite supports is at least partially left out and that after the concrete has hardened and after the formwork supporting the composite floor has been removed, the recess between the composite supports and the concrete of the composite floor with concrete, high-strength mortar, high-strength plastic or the like is poured out.
By cutting out the direct surrounding area of the composite columns during the betomer process, an articulated mounting of the ceiling on the column is initially achieved. If the supporting formwork under the composite ceiling is removed after the concrete has hardened, this leads to a change in the position of the ceiling due to the weight of the ceiling. Specifically, the overlap of the composite ceiling provided for when the formwork is installed is compensated for, so that a horizontal, level ceiling is achieved in the final state. It is essential that the removal of the supporting formwork and the subsequent change in position of the composite floor does not lead to any momentary load on the composite supports. The recess is only poured out after it has been set up under its own weight and a torque-transmitting connection of the ceiling to the support is achieved.
For all other load cases, this results in a frame system with partial restraint of the slab in the column-slab node area. The nodes are so-called semi-rigid joints. Due to the fact that only the payloads cause the columns to be momentarily stressed when in use, the overall load distribution between the composite column and the composite ceiling is optimally reduced. Specifically, this means thinner slab dimensions with reduced column diameters.
The introduction of torque in the construction phase can already be effectively avoided by providing the recess at least in the upper half of the connection area of the composite ceiling to the respective composite support. As a tension reinforcement is inserted in the upper area of the composite ceiling, it is necessary to avoid the introduction of force in the upper half of the connection area of particular importance
For the practical implementation of the method according to the invention, it is particularly simple if the recess is achieved by arranging a placeholder on the composite supports in the connection areas, this placeholder being removed before pouring out. Alternatively, however, it would also be conceivable to keep a cavity in the connection area clear by means of a thin partition.
It has proven useful to design the placeholder from foamed plastic, in particular styrofoam, since this allows easy removal using a high-pressure water jet.
Further features and details result from the following description of the figures.
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1 is a side view of a single composite flat ceiling composite support node of a composite flat ceiling with placeholders, the concrete being cut open in the central plane,
Fig. 2 and the associated view from above
3 shows the knot according to FIG. 1 after removing the placeholder.
The composite support 1 is designed as a hollow profile made of steel. This hollow profile is concreted out itself before the concreting process of the composite flat ceiling 2. Beams 5 are integrated into the composite flat ceiling 2 and are connected to the composite supports 1 by means of brackets 6. The brackets 6 are welded to the composite supports 1. The composite supports 1 are also provided with lugs 7. Compression forces can be transmitted from the transverse flange 5a of the carrier 5 via a fitting plate 8 to the collar 7 and thus to the composite support 1 and introduced into it. For the sake of simplicity, only one carrier 5 is shown in the figures. On the other hand, two opposite beams or four beams, each offset by 90, are common.
It is essential that placeholders 4 are arranged around the composite support 1 before concreting. Specifically, these are polystyrene elements that are placed around the composite support 1 in the connection area. The placeholders 4 serve to prevent the composite column 1 from being concreted into the concrete 10.
The beam 5 transmits the pressure force component from the moment of the slab into the composite column 1 in the construction state as well as in the final state after removal of the supporting formwork (not shown) results, are introduced into the composite support 1. The composite flat slab 2 with the integrated beams 5 can be lowered after concreting by loosening the formwork substructure and will deform under the weight of the slab without constraint. However, the composite support 1 remains essentially torque-free in this process, since the carrier 5 cannot transmit any significant torque to the composite support 1 solely because of its articulated connection to the bracket 6.
In the next step, the placeholders 4 made of polystyrene are completely removed with a high-pressure water jet. The recess 3 thus exposed is cast with a suitable filling material without joints. Concrete, high-strength mortar or a high-strength plastic are suitable as filling materials. It must be ensured that the uncovered recess 3 is filled completely joint-free and non-positively. This ensures that, after the filling material has hardened, moments resulting from payloads can be introduced into the composite supports 1 and absorbed by them.
PATENT CLAIMS:
1. A method for concreting a composite ceiling supported by composite columns, in particular a composite flat ceiling, characterized in that when concreting the composite ceiling (2) the respective connection area of the composite ceiling (2) to the composite columns (1) is at least partially left out and that after Hardening of the concrete and, after removing the formwork supporting the composite ceiling (2), the recess (3) between the composite columns (1) and the concrete (10) of the composite ceiling (2) with high-strength concrete
Mortar, high-strength plastic or the like is poured out.