DE10004254A1 - Schalung zum Bilden einer gekrümmten Betonschale und Verfahren zum Herstellen einer solchen Schalung - Google Patents

Abstract

Es wird eine Schalung zum Bilden einer gekrümmten Betonschale, mit einem ersten Schalungselement (2-8), dessen als Schalungsfläche dienende Oberfläche (25, 35, ...85) eine gekrümmte Form aufweist, die der Form eines Abschnitts der zu bildenden Betonschale entspricht, wobei das erste Schalungselement (2-8) als massiver Block ausgebildet ist, bereitgestellt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schalung zum Bilden einer gekrümmten Betonschale nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Schalung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Eine solche Schalung zum Bilden einer gekrümmten Betonschale besteht herkömmlicherweise aus einem Stützgerüst, das eine Mehrzahl von gebogenen dünnen Holzplatten trägt, die die Schalungsfläche bilden. Die Bildung dieser Art von Schalung ist aufwendig und teuer.

Aus der GB 1 352 176 ist ein aus Polystyrol gebildetes dünnes Strukturierungselement bekannt, das an der Innenseite eines Schalungselementes für eine Betonwand angeordnet ist. Das Strukturierungselement dient dazu, die üblicherweise glatte Oberfläche der Betonwand zu strukturieren, um das optische Er­ scheinungsbild der Wand zu verschönern.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schalung zum Bilden einer gekrümmten Betonschale, insbesondere einer Decke, bereitzustellen, die kostengünstig hergestellt werden kann und mit der eine beliebig gekrümmte Betonschale hergestellt werden kann.

Weiterhin soll ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Schalung bereitgestellt werden.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Schalung des Anspruchs 1 und durch das Verfahren zum Herstellen einer Schalung des An­ spruchs 8.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen an­ gegeben.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 einen Grundriß einer Schalung einer ersten Ausfüh­ rungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs A von Fig. 1 mit zusätzlich eingezeichneten Befestigungsstan­ gen,

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 1 und

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs B von Fig. 3.

Die in den Fig. 1 bis 4 gezeigte erste Ausführungsform der Erfindung ist eine Schalung für eine kuppelförmig gekrümmte Schale aus Beton, Betonschale bzw. -decke. Wie am besten aus Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, weist die Schalung ein stufenartiges Gerüst 1 auf, auf dem eine Mehrzahl von Schalungselementen 2-8 angeordnet sind. Jedes der Schalungselemente 2-8 ist ein massiver Block, der eine auf dem Gerüst 1 aufliegende Bodenfläche 26, 36, . . . 86 aufweist und der so ausgebildet ist, daß seine als Schalungsfläche dienende Oberfläche 25, 35, . . . 85 eine Form aufweist, die der Form des entsprechenden Abschnitts der zu bildenden Decke entspricht. Die Schalungselemente 2-8 weisen eine solche Form auf, daß sie derart dicht aneinandergepackt angeordnet sind, daß alle als Schalungflächen dienenden Oberflächen 25, 35, . . . 85 der Schalungselemente 2-8 zusammen die negative Form zu der Form der zu bildenden Decke bilden. Bevorzugt sind die Schalungselemente 2-8 quaderförmige Blöcke, die die entsprechend gekrümmten Oberflächen 25, 35, . . . 85 aufweisen. Die Schalungselemente 2-8 bestehen beispielsweise aus Porenbeton oder Hartschaum, insbesondere Polystyrol. Wesentlich ist, daß das Material der Schalungselemente 2-8 leicht bearbeitbar ist, so daß die Form der Schalungsflächen durch Abtragen von Material, beispielsweise durch Fräsen, modelliert werden kann. Weiterhin sollte das Material und die Form der Schalungselemente 2-8 bei Schalungen für Decken so ausgewählt werden, daß die Schalungselemente 2-8 eine ausreichende Tragfestigkeit aufweisen, um den Beton beim Bilden der Decke sicher abzustützen. Eine weitere wichtige Eigenschaft des Materials besteht darin, daß es sich unter Belastung nicht oder nur gering verformt.

Das Gerüst 1 ist in dem Ausführungsbeispiel derart stufenartig ausgebildet, daß die Stufen von unten an die zu bildende Decke angenähert sind und somit die Form, die durch die zu der zu bildenden Decke weisenden Ränder der Stufen gebildet ist, eine Näherung der Form der zu bildenden Decke darstellt. Das Gerüst weist dazu, wie am besten aus Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, drei Stufenabschnitte 10-12 auf. Die Stufenabschnitte 10-12 können beispielsweise als Podeste mit waagrechte Oberseite ausgebildet sein. Der erste Stufenabschnitt 10 ist in der Mitte unterhalb der zu bildenden Decke angeordnet. Die waagrechte Oberseite des ersten Stufenabschnittes 10 ist quadratisch. Um den ersten Stufenabschnitt 10 herum ist der zweite Stufenabschnitt 11 angeordnet, dessen Außenrand der waagrechten Oberseite quadratisch ist. An jeder Seite des zweiten Stufenabschnittes 11 ist ein Abschnitt 13-16 des dritten Stufenabschnitts 12 angeordnet. Die Oberseite der Abschnitte 13-16 ist jeweils rechteckig. Die Höhe und Größe der Oberseiten der drei Stufenabschnitte 10-12 sind so gewählt, daß die an die Schalungsfläche angrenzenden Ecken entweder Teil der Schalungsfläche sind oder etwas unterhalb der Schalungsfläche liegen. Um den dritten Stufenabschnitt 12 herum ist im Boden eine Platte 17 angeordnet, die aus mehreren Teilplatten (nicht gezeigt) gebildet sein kann. Das Gerüst 1 und die Platte 17 bilden eine feste und stabile Unterlage für die Schalungselemente 2-8.

Zum lösbaren Fixieren bzw. Befestigen der Schalungselemente 2- 8 auf dem Gerüst 1 und der Platte 17 sind auf den Oberseiten der Stufenabschnitten 10-12 und der Platte 17 eine Mehrzahl von Stangen 19 angebracht, die sich von den Oberseiten im wesentlichen senkrecht erstrecken. Die Stangen 19 weisen Fußabschnitte 20 auf, die an die Oberseiten angeschraubt sind. Die Länge der Stangen 19 ist so gewählt, daß sie möglichst groß aber geringer ist als der Abstand bis zu der zu bildenden Decke in der Erstreckungsrichtung der Stangen 19. Jedes der Schalungselemente 2-8 weist in seiner Bodenfläche 26, 36, . . . 86 eine Mehrzahl von Bohrungen auf, die entsprechend den Positionen der Stangen angeordnet sind. Die Bohrungen sind mindestens so lang wie die entsprechenden Stangen 19. Die Stangen 19 greifen in die Bohrungen der Schalungselemente 2-8 ein, wodurch die Schalungselemente 2-8 lösbar fixiert sind.

In einer weiteren Ausführungsform ist auf den Oberflächen 25, 35, . . 85 der Schalungselementen 2-8 eine Folie als Schalhaut vorgesehen. Die Folie dient dazu, daß eine dauerhafte Verbindung zwischen dem Beton der Decke und den Schalungselementen 2-8 verhindert wird. Die Folie kann beispielsweise aus PVC gebildet sein, und kann nach dem Bilden der Decke von der Decke entfernt werden. Die Folie kann durch jedes andere Trennmittel ersetzt werden, das eine dauerhafte Verbindung zwischen dem Beton und der Schalung verhindert. So kann beispielsweise eine Fett- oder Wachsschicht vorgesehen sein. Die Wachsschicht kann aus Heißwachs gebildet sein, das aufgesprüht ist. Anstatt der Folie kann eine Dämmschicht angeordnet sein, die nach dem Bilden der Decke an der Decke verbleibt und ein leichtes Ablösen der Schalung sicher stellt. Die Dämmschicht kann beispielsweise aus Polystyrol oder Teraklit gebildet sein.

Die Schalung kann wie folgt hergestellt werden. Zuerst wird das Gerüst 1 aufgebaut und die Platte 17 wird im Boden verlegt. Dann werden auf den Oberseiten der drei Stufenab­ schnitte 10-12 und der Platte 17 die Stangen 19 angebracht. Danach werden die Schalungselemente 2-8 einzelnen gebildet, indem jeweils von einem Rohschalungselement Material derart abgetragen wird, daß die als Schalungsfläche dienende Oberfläche 25, 35, . . . 85 in der gewünschten Form modelliert wird. Das Rohschalungselement ist ein massiver Block, beispielsweise ein Würfel oder Quader. Der Block weist bevorzugt eine Größe in der Größenordnung von ca. 1 m³ auf. Das Abtragen des Materials kann mit einer Fräse durchgeführt werden. Danach werden die Bohrungen gebildet. Alternativ können die Bohrungen auch vor dem Ausbilden der Schalungsfläche gebildet werden. In diesem Fall können die Bohrungen beim Modellieren der Schalungsfläche zum Justieren und Befestigen des Rohschalungselementes dienen. Die so gebildeten Schalungselemente 2-8 werden dann auf den Stufenabschnitten 10-12 und der Platte 17 positioniert, wobei die Stangen 19 in die Bohrungen eingreifen und die Schalungselemente 2-8 dadurch lösbar befestigten. Danach kann optional eine Folie als Schalhaut aufgebracht werden.

In einer weiter Ausführungsform besteht die Schalung nur aus den Schalungselementen. Das stufenförmige Gerüst wird dabei durch die Schalungselemente selbst ersetzt, die aus unter­ schiedlich großen Rohschalungselementen hergestellt werden. Es können auch mehrere Schalungselemente aufeinander gestapelt werden und mit geeigneten Mitteln verbunden werden, z. B. mittels Kleber.

Die Rohschalungselemente können beispielsweise vorgeformte ge­ krümmte Schalungsflächen aufweisen, so daß die Modellierung der Schalungsfläche schneller durchgeführt werden kann, da we­ niger Material abgetragen werden muß.

Auch können die Rohschalungselemente derart vorgeformte ge­ krümmte Schalungsflächen aufweisen, daß eine Modellierung nicht mehr notwendig ist und daß die Rohschalungselemente selbst als Schalungselemente dienen, die zum Herstellen der Schalung an den der zu bildenden Decke entsprechenden Stellen angeordnet werden.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Schalung zusätzlich zu der in Fig. 1-4 gezeigten Schalung für die Innenseite der Decke eine Außenschalung für Teile oder die gesamte Außenseite der Decke aufweisen. Diese Außenschalung ist von der gezeigten Schalung um die gewünschte Dicke der Decke beabstandet. Dies kann beispielsweise durch zwischen den Schalungen angeordneten Abstandshaltern realisiert werden, die entweder in der gebil­ deten Decke verbleiben oder aus ihr entnommen werden. Diese Außenschalung kann in gleicher Weise wie die Schalung von Fig. 1-4 mit einer oben beschriebenen Folie bedeckt sein.

Diese Anordnung von zwei sich gegenüberliegenden Schalungen ist insbesondere vorteilhaft bei aufrecht stehenden gekrümmten Wänden.

Durch die individuelle Ausbildung der Schalungsfläche der Schalungselemente können Schalungen für jede beliebig Form von Betonschalen gebildet werden. Insbesondere kann die Schalung eine frei wählbare zweidimensionale oder dreidimensionale Krümmung aufweisen. Der Ausdruck Betonschale soll hier Wände, Decken als auch ineinander übergehende Wände und Decken, wie zum Beispiel eine kuppelförmige Decke, die sich bis zum Boden erstreckt, umfassen. Weiterhin kann die Modellierung der Schalungsfläche mittels dem Abtragen leicht und schnell durchgeführt werden, so daß die Schalung kostengünstig hergestellt werden kann. Insbesondere kann die Modellierung auch vor Ort, also beispielsweise direkt an der Baustelle, durchgeführt werden.

In einer weiteren Ausführungsform ist ein Gerüst vorgesehen, das anstatt der flächigen Lagerung der Schalungselemente 2-8 als Punkt- oder Linienlager für die Schalungselemente 2-8 ausgebildet ist.

In einer weiteren Ausführungsform kann beim Bilden der Bohrungen in den Schalungselementen 2-8 gleichzeitig eine Bohrlehre mitgebildet werden. Dazu wird vor dem Bilden der Bohrungen auf der Bodenfläche 26, 36, . . . 86 eine dünne Platte angeordnet. Die Platte kann beispielsweise eine Preßspanplatte sein. Dann werden die Bohrungen in dem Schalungselement 2-8 durch die Platte hindurch gebildet. Die Platte wird danach von dem Schalungselement 2-8 entfernt. Die Platte mit den so gebildeten Löchern, die die Bohrlehre ist, wird dann als Schablone beim Befestigen der Stangen 19 auf dem Gerüst 1 verwendet. Somit kann leicht die richtige Zuordnung der Stangen 19 zu den Bohrungen in dem Schalungselement sichergestellt werden.

Claims (16)

1. Schalung zum Bilden einer gekrümmten Betonschale, mit einem ersten Schalungselement (2-8), dessen als Schalungsfläche dienende Oberfläche (25, 35, . . 85) eine gekrümmte Form aufweist, die der Form eines Abschnitts der zu bildenden Betonschale entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schalungselement (2-8) als massiver Block ausgebildet ist.

2. Schalung nach Anspruch 1, mit einem zweiten Schalungselement (2-8), das als massiver Block ausgebildet ist, dessen als Schalungsfläche die­ nende Oberfläche (25, 35, . . . 85) eine gekrümmte Form auf­ weist, wobei die gekrümmte Form des ersten Schalungsele­ ments (2-8) mit der gekrümmten Form des zweiten Scha­ lungselements (2-8) eine Form bildet, die der Form eines Abschnitts der zu bildenden Betonschale entspricht.

3. Schalung nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Folie, die die Schalungsfläche jedes Schalungselements (2-8) bedeckt.

4. Schalung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Unterlage (1, 17), auf der jedes Schalungselement (2-8) fixiert ist.

5. Schalung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (1) einen ersten Abschnitt (10) und einen zweiten Abschnitt (11) aufweist, die stufenartig derart angeordnet sind, daß sie der Form eines Abschnitts der zu bildenden Schale angenähert sind, wobei das erste Schalungselement (5) auf dem ersten Abschnitt (10) und das zweite Schalungselement (4, 6) auf dem zweiten Abschnitt (11) befestigt ist.

6. Schalung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jedes Schalungselement (2-8) aus Hartschaum gebildet ist.

7. Schalung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jedes Schalungselement (2-8) aus Porenbeton gebildet ist.

8. Verfahren zum Herstellen einer Schalung zum Bilden einer gekrümmten Betonschale, bei dem ein erstes Schalungselement (2-8) eine als Schalungsfläche dienende Oberfläche (25, 35, . . . 85) mit einer gekrümmten Form aufweist, die der Form eines Abschnitts der zu bildenden Betonschale entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schalungselement (2-8) als massiver Block ausgebildet wird und an der dem Abschnitt der zu bildenden Betonschale entsprechenden Position angeordnet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem ein zweites Schalungselement (2-8), das eine als Schalungsfläche dienende Oberfläche (25, 35, . . . 85) mit gekrümmter Form aufweist, die zusammen mit der Form des ersten Schalungselements (2-8) der Form eines Abschnitts der zu bildenden Betonschale entspricht, als massiver Block ausgebildet wird und das erste und zweite Schalungselement (2-8) an der dem Abschnitt der zu bildenden Betonschale entsprechenden Position angeordnet werden.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die als Schalungsfläche dienende Oberfläche (25, 35, . . . 85) jedes Schalungselements (2-8) geformt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die als Schalungsfläche dienende Oberfläche (25, 35, . . . 85) durch Abtragen von Material von einem Rohschalungselement geformt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, weiter mit dem Schritt des Bedeckens der Schalungsfläche jedes Schalungselements (2- 8) mit einer Folie.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, weiter mit dem Schritt des Vorsehens einer Unterlage (1, 17, 18) und des Fixierens jedes Schalungselements (2-8) auf der Unterlage (1, 17).

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem eine Unterlage (1) vorgesehen wird, die einen ersten und einen zweiten Abschnitt (10, 11) aufweist, die derart stufenartig angeordnet werden, daß sie der Form eines Abschnitts der zu bildenden Schale angenähert sind, und bei dem das erste Schalungselement (5) auf dem ersten Abschnitt (10) und das zweite Schalungselement (4, 6) auf dem zweiten Abschnitt (11) fixiert wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, bei dem jedes Schalungselement (2-8) aus Hartschaum gebildet wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, bei dem jedes Schalungselement (2-8) aus Porenbeton gebildet wird.