DE10060527B4 - Querkraft-Verbindung im Fertigteilbau - Google Patents

Abstract

Verbindung für die Übertragung von Querkräften von einem Fertigbauteil auf ein anderes, bestehend aus einem Verbindungs-Teil (1) sowie je Fertigbauteil-Seite (10) aus einem Drucklager (4) und aus einem Zuglager (5), die mit dem jeweiligen Fertigbauteil (10) fest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- (4) und Zuglager (5) symmetrisch zur Fuge (9) angeordnet sind sowie das Verbindungs-Teil (1) auf beiden Drucklagern (4) aufliegt und mit beiden Zuglagern (5) zugfest verbunden ist, wobei das Verbindungs-Teil (1), die Anordnung und die Abmessungen der Druck- (4) und Zuglager (5) sowie die Anschlüsse am Zuglager (5) und am Verbindungs-Teil (1) funktions- und passgerecht zusammengefügt sind.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Verbindung für die Übertragung von Querkräften von einem Fertigbauteil auf ein anderes bestehend aus einem Verbindungs-Teil sowie je Fertigbauteil-Seite aus einem Druck- und einem Zuglager, die mit dem jeweiligen Fertigteil fest verbunden sind.
• Entweder sind die Drucklager fugennah angeordnet und die Zuglager fugenfern oder aber umgekehrt.
• Die Verbindung von zwei Fertigbauteilen zur Übertragung von Querkräften wird u. a. erforderlich, um zu vermeiden, dass sich die benachbarten Kanten der Fertigbauteile am Fugenspalt unterschiedlich verschieben, insbesondere, wenn die Fertigbauteile unterschiedlichen oder wechselnden Belastungen ausgesetzt sind. Sie sind aber auch erforderlich bei Stützungen von Fertigbauteilen, deren Stützkräfte ihre Orientierung ändern können.
• Die Querkraft-Verbindung zwischen Deckenplatten-Elementen im Stahlbeton- und Spannbeton-Fertigteilbau wird traditionell durch profilierte Längsränder an den Decken-Elementen und einer Mörtelfuge, dem sogenannten „Mörtelschloß", sowie dazu erforderliche Zugstreben realisiert. Das Profil der Längsränder besteht im vertikalen Schnitt je Seite aus zwei Konsolen, wobei die obere etwas weniger vorragt als die untere. Schalungstechnisch erfordert dies bei der Elemente-Herstellung einen relativ höheren Aufwand gegenüber der erfindungsgemäßen Lösung mit unprofilierten, ebenen Rändern der Fertigbauteile. Die profilierte Längsfuge muß bei der traditionellen Lösung mit druckfestem Mörtel vergossen werden, was einen störenden Naßprozeß im dominierenden Montageablauf erfordert. Zusätzlich müssen meist an anderer Stelle, nämlich an den Querrändern der Fertigbauteile, die Zugstreben, vorzugsweise Betonstähle, i. a. als Ring- und innere Anker, eingelegt, verankert und einbetoniert werden. Dies stellt nicht nur eine weitere Störung im Montageablauf dar.
• Die Querkraft-Verbindung kann erst wirksam werden, wenn sowohl der Fugenmörtel als auch der Mörtel bzw. Beton der einbetonierten Anker erhärtet sind.
• Daraus ergibt sich ein weiterer Nachteil. Die Kräfte, die mit der Druckstrebe im Fugen-Mörtel und der Zugstrebe im Ringanker sowie einer weiteren Druckstrebe zwischen diesen beiden das Gleichgewicht bilden, werden über lange Strecken geführt. Es steigt somit das Risiko zu Fehlverhalten bei der Querkraft-Übertragung. Weiter entsteht die Notwendigkeit, dass beim Auftreten von unterschiedlichen Querkraft-Beanspruchungen an benachbarten Platten-Elementen während der Montage, was fast immer der Fall ist, die Platten-Elemente zusätzlich abgestützt werden müssen, um unterschiedliche Verschiebungen der benachbarten Plattenelemente-Ränder und damit Schäden im gerade abbindenden Fugenmörtel zu vermeiden.
• Bei der Demontage der traditionellen Lösung mit „Mörtelschloß" entstehen verhältnismäßig hohe Arbeitsaufwendungen durch das Entfernen des harten Fugenmörtels infolge des engen Fugen-Spaltes und der relativ großen Fugentiefe, besonders, wenn gleichzeitig die Elemente-Längsränder nur gering beschädigt werden sollen, um die Elemente wiederverwenden zu können. Ebenfalls von erheblichem Nachteil sind die beim Entfernen des harten Fugenmörtels entstehenden Lärm- und Staub-Emissionen.
• Aus der EP 0685 608 A1 ist eine Verbindungsart zur Übertragung von Querkräften von einem Stahlbeton-Fertigbauteil auf ein anderes Bauteil bekannt. Sie besteht aus einem Verbindungsteil, das als Stahlbau-Profil konzipiert ist, sowie auf der Stahlbetonfertigbauteil-Seite aus einem einbetonierten Verankerungs-Element als Zuglager und einer Flansch-Auflagerung des Verbindungsteiles als Drucklager. Um die Querkraft auf das stützende Bauteil zu übertragen, ist am Verbindungsteil ein endseitiges Auflage-Element vorgesehen, das als Drucklager funktioniert.
• Da an diesem endseitigen Auflage-Element nur eine Druckkraft aufgenommen werden kann, ist die Querkraft-Übertragung nur für diese eine Querkraft-Orientierung möglich. Weiter sind bei auftretenden Toleranzen zwischen den beiden Bauteilen aufwendige Anpassungs-Arbeiten erforderlich, um die Kraftschlüssigkeit zu erreichen.
• Im Montagebau und speziell im Tafelbau ist es erforderlich, Querkraft-Verbindungen vorzusehen, die die Querkräfte von jedem der beiden aneinandergrenzenden Fertigbauteile auf das jeweils andere zu übertragen, wobei die Querkräfte auch wechselnde Orientierungen haben können. Um diese vier möglichen Querkraft-Übertragungen zu gewährleisten, wären zwei Verbindungen der Ausführung nach EP 0685 608 A1 notwendig.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Verbindung zu schaffen, die den druckfesten Verguss-Beton als Trag-Element in der Fuge nicht benötigt sowie den Kraftfluss über lange Wege in abgelegene andere Bauteile vermeidet. Die Verbindung soll sofort nach ihrer Montage tragfähig sein, um während des weiteren Bau-Prozesses ohne zusätzliche Aufwendungen auskommen.
• Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patent-Anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Erfindungs-Gegenstandes gehen aus den abhängigen Patent-Ansprüchen hervor.
• Der Erfindungs-Gedanke besteht darin, dass ein Verbindungsteil vorgesehen ist, das je Fertigbauteil-Seite auf einem Drucklager aufliegt und mit einem Zuglager zugfest verbunden ist, wobei die jeweiligen Lager symmetrisch zur Fuge so angeordnet sind, dass sie die jeweilige Querkraft eindeutig in das andere Fertigbauteil übertragen.
• Die Querkraft, die an einem Fertigbauteil wirkt – aktive Querkraft –, wird erfindungsgemäß über Biege- und Querkraft-Beanspruchung des Verbindungs-Teiles in das andere Fertigbauteil übertragen. Von der Orientierung der aktiven Querkraft und der Anordnung der Druck- und Zuglager zur Fuge, z. B. Drucklager fugennah und Zuglager fugenfern bzw. umgekehrt, hängt es ab, ob das Fertigbauteil mit der aktiven Querkraft bei der Querkraft-Übertragung auch noch eine Biege-Beanspruchung erfährt oder ob die zusätzliche Biege-Beanspruchung im anderen Fertigbauteil auftritt. Erfindungsgemäß ist es grundsätzlich so, dass beide Fertigbauteile eine Querkraft-Beanspruchung und eines von beiden zusätzlich noch eine Biege-Beanspruchung erfährt. Der Kraftfluß erfolgt nicht über andere, abliegende Bauteile, wie z. B. die Zuganker.
• Die erfindungsgemäße Verbindung lässt sich leicht von oben bzw. von außen montieren und ggf. demontieren. Sie ist sofort nach der Montage tragfähig und ihre Wirksamkeit ist prüfbar, d. h. anwendungsfähig, ohne dass zusätzliche temporäre Aufwendungen infolge Fugen- und Ringanker-Verguss erforderlich werden.
• Die erfindungsgemäße Verbindung ist außerdem so vorgesehen, dass relative Maß-Abweichungen der beiden zu verbindenden Fertigbauteile gegeneinander in der üblichen Größenordnung und in allen drei Richtungen weder bei der Kraft-Übertragung noch bei der Montage hinderlich oder störend sind, d. h., dass ein Maßtoleranzen-Ausgleich in allen drei Richtungen möglich ist.
• Nachfolgend wird ein Ausführungs-Beispiel des Erfindungs-Gegenstandes näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
• Es zeigen
• 1 den Grundriss einer Querkraft-Verbindung in der x-y-Ebene, das ist z. B. die Decken-Ebene zweier Deckenplatten-Fertigteile, und
• 2 den Längsschnitt durch die Querkraft-Verbindung in der x-z-Ebene längs der Linie I–I in 1.
• In der 1 sind das Verbindungsteil 1 mit den beiden Anschlüssen als Langlöcher 2 sowie die beiden Basis-Teile 3 mit dem Drucklager 4 und andeutungsweise mit dem Zuglager 5 in der Draufsicht dargestellt. Der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Langlöcher 2 ist im Verbindungsteil 1 so vorgesehen, dass er zu den Sollmaßen der Fuge und des Abstandes der Zuglager zum Fertigbauteil-Rand paßt. Die Länge der Langlöcher 2 wird nach den möglichen Maß-Toleranzen der Fertigbauteile gegeneinander und in allen drei Richtungen (x, y, z) festgelegt.
• Die Gehäuse 8 dienen zur Umfassung der Basis-Teile 3 und grenzen das Verbindungsteil 1 und den Freiraum um ihn herum gegen das Medium der Fertigbauteile 10 ab. Die Verankerungen 7 der Basisteile sind in 1 nicht dargestellt.
• Die Länge des Verbindungs-Teiles 1 und die der Basis-Teile 3 werden so aufeinander abgestimmt, dass die Enden des Verbindungs-Teiles 1 einen genügend großen Abstand zu den Gehäuse-Seiten 8 haben, um sich trotz üblicher Maß-Toleranzen in jeder Richtung nicht mit diesen zu berühren bzw. zu behindern.
• In 2 ist die Schnittdarstellung für eine mögliche Maß-Abweichung der Fertigbauteil-Lagen in z-Richtung gezeigt. Die Höhen der Drucklager 4 und die der Zuglager 5 sind auf den Abstand der Drucklager 4 von Fertigbauteil-Rand, auf die Abstände zwischen Druck- 4 und Zuglager 5 sowie auf die Höhe des Anschlusses 6 am Zuglager 5 abgestimmt.
• Bei dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungs-Beispiel ist für den Erfindungs-Gegenstand die folgende Ausgestaltung vorgesehen:
• – das Verbindungsteil 1 als Stahlbau-U-Profil,
• – der Anschluss 2 im Verbindungs-Teil 1 als Langloch,
• – die Basis-Teile 3 aus Stahl-Blech,
• – die Drucklager 4 sind aus Flachstahl und an das Basisteil 3 angeschweißt,
• – die Zuglager 5 bestehen aus Stahl-Schrauben, die durch eine Bohrung in den Basis-Teilen 3 geführt sind und an diese durch Schweißung befestigt sind,
• – der Anschluss 6 zur Befestigung des Verbindungs-Teiles 1 an den Zuglagern 5 besteht aus Unterleg-Scheibe und Mutter,
• – die Befestigung 7 der Basisteile 3 an den Fertigbauteilen 10, hier z. B. aus Stahlbeton, besteht aus angeschweißten Betonstählen mit der erforderlichen Verankerungs-Länge bzw. entsprechende Anschluss-Betonstahlstäbe im Stahlbeton-Fertigbauteil,
• – die Gehäuse 8 bestehen aus dünnem Stahlblech, das um das Basis-Teil 3 herumgekantet (siehe. 1) und mit diesem durch Schweißung verbunden ist. Die Höhe des Gehäuses ist so festgelegt, dass es mit der Oberfläche des Fertigbauteiles abschließt.
• Querkraft-Verbindung im Fertigteilbau

1

Verbindungs-Teil

2

Anschluss: Langloch

3

Basis-Teil

4

Druck-Lager

5

Zug-Lager

6

Anschluss: Unterleg-Scheibe und Mutter

7

Befestigungs-Element: Basis-Teil an Fertigbauteil

8

Gehäuse für das Basis-Teil

9

Fuge zwischen den Fertigbauteilen

10

Fertigbauteil

Claims (6)

1. Verbindung für die Übertragung von Querkräften von einem Fertigbauteil auf ein anderes, bestehend aus einem Verbindungs-Teil (1) sowie je Fertigbauteil-Seite (10) aus einem Drucklager (4) und aus einem Zuglager (5), die mit dem jeweiligen Fertigbauteil (10) fest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- (4) und Zuglager (5) symmetrisch zur Fuge (9) angeordnet sind sowie das Verbindungs-Teil (1) auf beiden Drucklagern (4) aufliegt und mit beiden Zuglagern (5) zugfest verbunden ist, wobei das Verbindungs-Teil (1), die Anordnung und die Abmessungen der Druck- (4) und Zuglager (5) sowie die Anschlüsse am Zuglager (5) und am Verbindungs-Teil (1) funktions- und passgerecht zusammengefügt sind.
2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entweder die Drucklager (4) fugennah und die Zuglager (5) fugenfern (siehe 2) oder aber die Zuglager (5) fugennah und die Drucklager (4) fugenfern angeordnet sind.
3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Verbindungs-Teil (1) ein Anschlag (2) als Langloch oder als Kombination von einem Langloch und einem Rundloch ausgebildet sind.
4. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuglager (5) aus Schrauben und ihre Anschlüsse (6) zum Verbindungs-Teil (1) aus Unterleg-Scheiben und Muttern bestehen.
5. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass je Fertigbauteil-Seite (10) das Drucklager (4) und das Zuglager (5) auf ein gemeinsames Basis-Teil (3) befestigt sind, wobei das Basis-Teil (3) über das Befestigungs-Element (7) mit dem Fertigbauteil (10) fest verbunden ist.
6. Verbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass um das Basisteil (3) herum ein Gehäuse (8) angeordnet ist.