DE10060528A1

DE10060528A1 - Schubkraft-Verbindung im Fertigteilbau

Info

Publication number: DE10060528A1
Application number: DE2000160528
Authority: DE
Inventors: Eberhard Kuenzel; Joachim Krueger
Original assignee: Institut fuer Fertigteiltechnik und Fertigbau Weimar eV
Current assignee: Institut fuer Fertigteiltechnik und Fertigbau Weimar eV
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2020-12-07
Also published as: DE10060528B4

Abstract

Eine Verbindung für die Übertragung von Schubkräften von einem Fertigbauteil auf ein anderes besteht aus einem Verbindungs-Teil mit zwei sich kreuzenden Verbindungs-Elementen (1) und zwei Basis-Teilen (5), die mit dem jeweiligen Fertigbauteil (13) fest verbunden sind und je zwei Anschluß-Elemente (6) aufweisen. Die Verbindungs-Elemente (1) werden mit den Anschluß-Elementen (6) über Anschluß-Details und damit mit den Fertigbauteilen (13) fest verbunden. DOLLAR A Die Anschluß-Elemente (6), die Verbindungs-Elemente (1) sowie die Anschluß-Details (10) für die Verbindungs-Elemente sind so zueinander angeordnet und aufeinander abgestimmt, daß das paß- und funktionsgerechte Zusammenfügen ggf. Demontieren der Verbindung trotz üblicher Maß-Toleranzen im Fertigteilbau gewährleistet ist. DOLLAR A Die Verbindung ist sofort nach der Montage tragfähig. Sie wird demontierbar, wenn für die Anschluß-Elemente (6) Schrauben und für die Anschluß-Details (10) Unterleg-Scheiben und Muttern vorgesehen werden. DOLLAR A Für die Schub-Übertragung zwischen zwei Fertigbauteilen sind mindestens eine neu entwickelte Verbindung und eine weitere Zug-Druck-Verbindung mit nur einem Verbindungs-Element oder zwei neu entwickelten Verbindungen erforderlich.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung für die Übertragung von Schubkräften von einem Fertig bauteil auf ein anderes mit einem Verbindungs-Teil, das aus zwei sich kreuzenden Einzel- Elementen besteht, die an ihren Enden über Anschluß-Elemente fest mit den Fertigbauteilen verbunden sind, und mit zwei Basis-Teilen, von denen jedes die zwei Anschluß-Elemente für die beiden Verbindungs-Elemente und die Verankerung zu dem Fertigbauteil aufweist, wodurch jedes Basis-Teil mit dem Fertigbauteil fest verbunden ist.

Um bei aneinanderliegenden Fertigbauteilen die Schub-Übertragung zu realisieren, werden im Stahlbeton- und Spannbetonbau zwei Standardlösungen angewendet. Dies sind
der zusätzliche Aufbeton bei Fertigteil-Decken und
die Profilierung der Fugenränder in Fugenlängsrichtung vorzugsweise bei Fertigteil- Wandscheiben.

Die Aufbeton-Lösung nutzt den Schubverbund zwischen den Fertigbauteilen und dem Aufbeton aus. Sie erfordert eine genügend rauhe Oberfläche der Fertigbauteile, die zudem gründlich zu reinigen und vorzubereiten, z. B. anzufeuchten, ist, um die notwendige Schubübertragung zu erreichen. In diesen Voraussetzungen stecken einige Risiken, da die Rauhigkeit, die Sauberkeit und die Feuchte der Fertigbauteile ungenau zu quantifizieren sind. Wie gut oder schlecht der Verbund mit dem Aufbeton tatsächlich ist, läßt sich nicht bestimmen. Diese Nachteile und Un gewißheiten werden mit der neuen Verbindung überwunden.

Außerdem muß der Aufbeton eine gewisse Mindestdicke haben, um als Trag- und konstruktive Schicht wirksam zu werden. Sie wird daher material- und gewichtsintensiv. Der Prozeß zum Betonieren des Aufbetons ist ein Naßprozeß, der den dominierenden Montageablauf unterbricht und behindert. Die beabsichtigte Trag-Wirkung kann erst eintreten, wenn der Aufbeton genü gend erhärtet ist und die Ringanker als Zugstreben wirksam werden können. Dieser Zeitpunkt wird erst erreicht, nachdem die gesamte Decke bzw. ein Deckenabschnitt montiert sowie der Aufbeton und der Ringanker tragfähig sind, d. h. die Betone genügend erhärtet sind.

Die Demontage verlangt mindestens das Entfernen des Aufbetons im Fugenbereich, was hohe Aufwendungen an Arbeit erfordert sowie Lärm- und Staubemissionen nach sich zieht.

Bei der entwickelten neuen Verbindung werden diese Nachteile vermieden. Die Schubübertra gung wird sofort nach dem Befestigen der sich kreuzenden Verbindungs-Elemente erreicht und ist kontrollierbar. Der Kräfteverlauf ist eindeutig durch die Anordnung der Verbindungs-Elemente definiert und die Tragfähigkeit durch die Abmessungen der Verbindungs-Elemente. Die Fugen- Konstruktion und das Verfüllen lassen sich bei der neuen Lösung einfacher gestalten. Die De montagefähigkeit läßt sich durch Schraub-Verbindungen als eine Ausgestaltung der Anschluß- Elementen leicht erreichen, ohne das Lärm und Staub entstehen.

Bei der anderen traditionell angewendeten Konstruktion mit einer Profilierung der Fugenränder in Fugenlängsrichtung sollen sich Druckstreben unter etwa 45° quer zur Fugenlängsrichtung in den gegenüberliegenden Aussparungen ausbilden. Zum Gleichgewicht wird eine Zugstrebe senkrecht zur Fugenlängsrichtung notwendig, deren Funktion meist durch den Ringanker in Ge schoßdeckenhöhe mit abgedeckt wird. Die Fuge einschließlich der Aussparungen infolge der Profilierung sind mit druckfestem Beton auszufüllen, ebenso der Ringanker Bereich, so daß auch bei dieser traditionellen Lösung Naßprozesse den Montageprozeß unterbrechen. Es stel len sich auch hier die Nachteile ein, wie sie bei der zuvor beschriebenen traditionellen Lösung mit der Aufbeton-Konstruktion dargestellt wurden. Mit der entwickelten neuen Verbindung wer den wie oben bereits ausgeführt deren Nachteile vermieden.

Zur Überwindung dieser Nachteile wurde eine Schub-Verbindung entwickelt, bei der die Über tragung der Schubkräfte direkt über die Verbindungs-Elemente von einem Fertigbauteil auf das andere erfolgt. Die Verbindungs-Elemente bilden zusammen mit den Fertigbauteilen ein Fach werk im statischen Sinne. Der Kraftfluß ist eindeutig bestimmbar, wenn mindestens zwei Verbin dungen pro Fuge, an der der Schub übertragen werden soll, angeordnet sind. Der Kraftfluß er folgt also nicht über andere, abliegende Bauteile, wie die Zuganker bei der traditionellen Verbin dung mit Aufbeton oder der mit vermörtelten profilierten Fugen.

Die neue Verbindung läßt sich leicht von oben bzw. von außen montieren. Sie läßt sich auch nach Bedarf leicht demontierbar ausbilden, wenn das Anschluß-Detail in der Ausgestaltung als Unterleg-Scheibe und Mutter ausgeführt wird. Sie ist sofort nach der Montage tragfähig und ihre Wirksamkeit ist prüfbar, d. h. anwendungsfähig, ohne daß zusätzliche temporäre Abstützungen oder Hilfskonstruktionen für den Fugen- und Ringanker Verguß erforderlich werden. Die neue Verbindung ist außerdem so entwickelt, daß relative Maß-Abweichungen in der üblichen Grö ßenordnung der beiden zu verbindenden Fertigbauteile gegeneinander in allen drei Richtungen weder bei der Kraftübertragung noch bei der Montage und möglichen Demontage hinderlich oder störend auswirken, d. h., ein Maß-Toleranzausgleich in allen drei Richtungen ist gewährlei stet.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schubkraft-Verbindung so zu entwickeln und anzu ordnen, daß sie die Anforderungen der beiden vorstehenden Abschnitte erfüllt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Verbindungsteil, bestehend aus zwei sich kreuzenden Verbindungs-Elementen, über der Fuge zwischen den Fertigbauteilen angeordnet wird und an jedem Fertigbauteil über je zwei Anschluß-Elemente mit diesen druck- und zugfest verbunden wird, wobei die Anschluß-Elemente so angeordnet und ausgebildet wer den, daß die Kräfte, die sie aufnehmen und in die Fertigbauteile weiterleiten, eindeutig übertra gen werden können und daß ihre Tragfähigkeit nicht überschritten wird.. Die Anschluß-Elemente werden getrennt, jedes für sich, oder vorzugsweise über ein gemeinsames Basisteil mit dem Fertigbauteil fest verbunden.

Weiter wird erfindungsmäßig die Aufgabe gelöst, die üblichen Maß-Toleranzen in allen drei Richtungen so auszugleichen, daß die Passung und die Kraftübertragung nicht beeinträchtigt werden können. Dazu werden für die demontierbare Verbindung als Verbindungs-Elemente La schen mit Langlöchern und Riffelungen an einer Anschluß-Stelle bzw. einem Laschenende vor gesehen, während die Lasche am anderen Ende ein Rundloch erhält. Die Anschluß-Elemente bestehen in diesem Fall aus Schrauben, die senkrecht zur Ebene der Laschen angeordnet sind. An dem geriffelten Ende der Lasche erhält die Unterlegscheibe eine rechteckige Form und die gleiche Riffelung wie die Lasche, so daß sich beide Riffelungen verzahnen und im verschraub ten Zustand eine zug- und druckfeste Verbindung zwischen Lasche und Anschluß-Schraube herstellen, und zwar auf dem Wege Lasche, Verzahnung, Unterlegscheibe mit Kreisloch und Anschluß-Schraube.

Mit dem Langloch an einem Laschenende wird der Maß-Toleranzausgleich in der x-y-Ebene (sh. Fig. 1) erreicht. Der Toleranz-Ausgleich in z-Richtung erfolgt über die Verbiegung der La schen beim Anziehen der Mutter zwangsläufig. Die Mutter ist entsprechend fest anzuziehen, damit ein fester Sitz der geriffelten Unterleg-Scheibe auf der Laschen-Riffelung gewährleistet ist. Runde Unterleg-Scheiben, die unter die Laschen gelegt werden, reduzieren die Verbiegung und unterstützen gleichzeitig deren problemlose Demontage (sh. Fig. 1).

Die Schubkraft, die an einem Fertigbauteil wirkt, wird erfindungsgemäß über Zug- und Druck- Kräfte in den Verbindungs-Elementen in das andere Fertigbauteil übertragen. Dabei wirken die zug-, druck- und biegesteifen Fertigbauteile je nach Bedarf selbst als Zug- und/oder Druckstre ben bzw. biegebeanspruchte Stäbe mit, so daß ein Stabwerk entsteht, das das Tragwerk bildet. Um dieses Tragwerk zu bilden, sind zwei Verbindungen mit je zwei Verbindungs-Elementen je Fertigbauteil-Fuge erforderlich oder mindestens eine neu entwickelte Verbindung und eine wei tere Zug-Druck-Verbindung mit nur einem Verbindungs-Element. Die Dimensionierung der La schen wird nach den statischen und konstruktiven Anforderungen vorgenommen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Eindungs-Gedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Grundriß der Schubkraft Verbindung in der x-y-Ebene, das ist z. B. die Decken- Ebene zweier Deckenplatten-Fertigteile mit je einem gemeinsamen Basis-Teil für die zwei An schluß-Elemente und

Fig. 2 einen Schnitt durch die Schubkraft-Verbindung längs der Linie I-I in Fig. 1.

In der Fig. 1 sind die Verbindungs-Elemente 1 mit den beiden Anschluß-Details, einmal Lang loch 2 und Riffelung 4 an einem Ende und zum anderen ein kraftschlüssiges Rundloch 3 am anderen Ende, sowie die beiden Basis-Teile 5 mit ihren Befestigungen 7 und 8 an den Fertig bauteilen 13 dargestellt. Die Fuge zwischen den Fertigbauteilen ist mit 12 gekennzeichnet. Das Gehäuse 11 dient zur Umfassung der Basis-Teile 5 und grenzt das Verbindungs-Teil und den Freiraum um ihn herum gegen das Medium der Fertigbauteile 13 ab.

Die Mitten der Langlöcher 2 sind in dem Verbindungs-Element 1 so angeordnet, daß sie zu den Sollmaßen der Fuge und des Abstandes der Anschluß-Elemente 6 von den Fertigbauteil- Rändern passen. Die Länge der Langlöcher 2 wird nach den üblichen Maß-Toleranzen der Fer tigbauteile gegeneinander und in allen 3 Richtungen (x, y, z) festgelegt.

Die Länge der Verbindungs-Elemente 1 und der Basis-Teile 5 werden so aufeinander abge stimmt, daß die Kraftübertragung an den Enden der Verbindungs-Elemente gewährleistet ist und ihre Enden einen genügend großen Abstand zu dem Gehäuse 11 haben, um sich trotz üblicher Maß-Toleranzen im Fertigteilbau in jeder Richtung nicht mit diesen zu berühren.

In Fig. 2 ist die Schnittdarstellung für den Schnitt I-I in Fig. 1 bei einer möglichen gegenseiti gen Abweichung der Fertigbauteil-Lagen in z-Richtung gezeigt. Um diese Abweichung zu über brücken, werden die Verbindungs-Elemente 1 in Richtung ihrer Längsachse verbogen. Die Un terleg-Scheiben 9 dienen dazu, um mögliche Zwängungen der Verbindungs-Elemente 1 im An schluß-Bereich durch deren Verbiegung zu reduzieren und um die Demontage zu erleichtern. Als Anschluß-Detail 10 für die Verbindungs-Elemente 1 an die Anschluß-Elemente 6 wurden Unterleg-Scheiben, beim Langloch-Anschluß rechteckig und geriffelt, und Muttern vorgesehen.

Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellen Ausführungs-Beispiel ist für den Erfindungs-Gedanken die folgende Ausgestaltung vorgesehen:

- die Verbindungs-Elemente 1 als Stahl-Laschen mit den Anschluß-Details Langloch 2 mit Riffelung 4 und Rundloch 3,
- die Basis-Teile 5 sind aus Flachstahl,
- die Anschluß-Elemente 6 am Basis-Teil 5 sind durch das Basis-Teil 5 geführt und mit diesem verschweißt,
- das Anschluß-Detail 10 zur Befestigung der Verbindungs-Elemente 1 an die An schluß-Elemente 6 besteht aus Unterleg-Scheibe, an der Langlochseite rechteckig und geriffelt, und Mutter, d. h., die Verbindung ist demontierbar,
- die Befestigungen 7 und 8 des Bais-Teiles 5 am Fertigbauteil 13, hier z. B. aus Stahlbeton ausgeführt, erfolgt über angeschweißte Betonstähle mit der erforderlichen Verankerungs-Länge bzw. entsprechende Anschluß-Betonstahlstäbe im Stahlbeton- Fertigbauteil 13,
- das Gehäuse 11 besteht aus dünnem Stahlblech, das entsprechend dem Grundriß (sh. Fig. 1) um das Basis-Teil 5 herumgekantet und mit diesem durch Schweißung verbunden ist. Die Höhe des Gehäuses wird so festgelegt, daß es mit der Oberfläche des Fertigbauteiles abschließt.

Bezugszeichen-Liste Schubkraft-Verbindung im Fertigteilbau

1

Verbindungs-Element

2

Anschluß-Detail: Langloch

3

Anschluß-Detail: Rundloch

4

Anschluß-Detail: Riffelung

5

Basis-Teil

6

Anschluß-Element

7

Befestigungs-Element: Basis-Teil an Fertigbauteil

8

Befestigungs-Element: Basis-Teil an Fertigbauteil

9

Unterleg-Scheibe

10

Anschluß-Detail: Unterleg-Scheibe und Mutter

11

Gehäuse für das Basis-Element

12

Fuge zwischen den Fertigbauteilen

13

Fertigbauteil

Claims

1. Verbindung für die Übertragung von Schubkräften von einem Fertigbauteil auf ein ande res, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung ein Verbindungs-Teil, das aus zwei einzelnen, sich kreuzenden Verbindungs-Elementen (1) besteht, die an ihren Enden über Anschluß-Elemente (6) fest mit den Fertigbauteilen (13) verbunden sind, und ein Basis- Teil (5) je Fertigbauteil-Seite aufweist, an dem die zwei Anschluß-Elemente (6) befestigt sind sowie die Befestigung (7) für das Basis-Teil am Fertigbauteil angebracht ist, wobei die Verbindungs-Elemente (1) Anschluß-Details (2) aufweisen, die zusammen mit der Anordnung der Anschluß-Elemente (6) so vorgesehen sind, daß das paß- und funktions gerechte Zusammenfügen der Verbindung trotz üblicher Maß-Toleranzen im Fertigteil bau gewährleistet ist.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschluß-Detail an ei nem Ende des Verbindungs-Elementes als Langloch (2) und am anderen Ende als Rundloch (3) ausgebildet ist und daß die Anschluß-Elemente (6) aus Schrauben mit den Anschluß-Details (10) aus Unterleg-Scheiben und Muttern bestehen, wobei die Unterleg- Scheibe an der Verbindungs-Elemente-Seite mit dem Langloch die gleiche paßgerechte Riffelung aufweist wie ihre Kontaktfläche auf dem Verbindungs-Element (4), so daß die Befestigung der Verbindungs-Elemente an den Anschluß-Elementen demontierbar ist.

3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis-Teile (5) nicht vorgesehen sind und die Anschluß-Elemente (6) direkt mit dem jeweiligen Fertigbauteil verbunden sind.

4. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um das Basis-Teil (5) her um ein Gehäuse (11) vorgesehen ist.