DE102007002784A1 - Wood-concrete composite structure - Google Patents
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Abstract
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Problem der Erstellung von Holz/Beton-Verbundtragwerken mit einfachen Mitteln und kostengünstig in statisch und wärme- und schalltechnisch einwandfreier Weise zu lösen. Erfindungegemäß ist ein Holz-Beton-Verbundtragwerk (4) vorgesehen, umfassend: a) ein Mauerwerk (2); b) ein flächiges Betonelement (6); und c) einen Holzbalken (10); wobei: d das flächige Betonelement (6) form- und kraftschlüssig mit seitlichen Bereichen in das Mauerwerk (2) eingreift; e) in dem flächigen Betonelement (6) ein Armierungselement (18, 50 bis 90), vorzugsweise ein im Wesentlichen parallel zum Mauerwerk (2) verlaufendes und im Wesentlichen zentral über dem Holzbalken (10) positioniertes Stabbündel (18) aus Armierungsstäben (18z), angeordnet ist, durch welches an vorzugsweise mittleren Durchbruchstellen (22) mindestens eine Schraube (14) in weitgehend senkrechter Orientierung in den Holzbalken (10) eingeschraubt ist. Auf diese Weise können mit den im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Schrauben, deren Verlauf sich in der Regel zum größeren Teil im Holzbalken bildet, die am Übergang in das Mauerwerk wirkenden Scherkräfte ausgenommen werden. Dank des Armierungselements, insbesondere des Stabbündels, werden die mit den Schrauben übertragenen Kräfte auf einer im Wesentlichen größeren Fläche verteilt, so dass ein Ausreißen dieser Verbundschrauben und/oder ein Bruch der Betonplatte sicher ...Based on the prior art, the present invention seeks to solve the problem of creating wood / concrete composite structures with simple means and cost in static and heat and sound perfect manner. According to the invention there is provided a wood-concrete composite structure (4) comprising: a) a masonry (2); b) a flat concrete element (6); and c) a wooden beam (10); wherein: d the flat concrete element (6) positively and non-positively engages with lateral areas in the masonry (2); e) in the flat concrete element (6) a reinforcing element (18, 50 to 90), preferably a substantially parallel to the masonry (2) extending and substantially centrally over the wooden beam (10) positioned rod bundle (18) of reinforcing rods (18z) , is arranged, through which at least one screw (14) is screwed in a substantially perpendicular orientation in the wooden beam (10) at preferably central penetration points (22). In this way, with the substantially vertical screws whose course is usually formed in the wood beam, the shear forces acting at the transition into the masonry are excluded. Thanks to the reinforcing element, in particular the rod bundle, the forces transmitted by the screws are distributed over a substantially larger area, so that a tearing of these composite screws and / or a fracture of the concrete slab safely ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Holz-Beton-Verbundtragwerk, das ein Betonelement, wie z. B. eine ebene Betonplatte, und einen Holzbalken umfasst.The The present invention relates to a wood-concrete composite structure comprising a concrete element, such as z. B. comprises a flat concrete slab, and a wooden beam.
In der Konstruktion von neuen Häusern, Werkhallen und in der Altbausanierung besteht ein hoher Bedarf an statisch einwandfreien Verbindungen von Holzbalken/Holzrahmen mit Betonelementen. Derartige Betonelemente werden mit den Holzbalken/Holzrahmen zu sogenannten Holz/Beton-Verbundtragwerken zusammengefügt und werden als Wände oder Tragdecken eingesetzt. Diese Holz/Beton-Verbundtragwerke haben gegenüber dem reinen Holzbau den Vorteil, dass sie trotz des Betonanteils dennoch vergleichsweise leicht sind und trotz des Holzanteils dennoch noch eine genügend hohe Wärmespeichermasse aufweisen. Weiter verbessern derartige Tragwerke die akustischen Eigenschaften eines Gebäudes entscheidend und haben ebenfalls eine gute Feuerwiderstandsdauer. Mit dem verbesserten Schallschutzverhalten verringern sie zudem spürbare Schwingungen von Böden und steifen somit das Gebäude statisch hervorragend aus. Abgesehen von diesen technischen Vorteilen befriedigen die sichtbaren Holzbalken auch die ästhetischen Wünsche der Bauherrschaft.In the construction of new houses, workshops and in old building renovation there is a high need for static perfect connections of wooden beams / wooden frame with concrete elements. Such concrete elements are with the wooden beams / wooden frame too so-called wood / concrete composite structures together and are called walls or carrying blankets used. These wood / concrete composite structures have across from the pure wood construction the advantage that they despite the concrete share nevertheless are relatively easy and despite the wood content still one enough high heat storage mass exhibit. Next, such structures improve the acoustic Properties of a building crucial and also have a good fire resistance period. With the improved soundproofing, they also reduce noticeable vibrations of soils and thus stiffen the building Static outstanding. Apart from these technical advantages the visible wooden beams satisfy the aesthetic wishes of the Building owner.
In der Altbausanierung besteht sehr häufig das Problem, dass die bestehenden Holzbalken in der Aussenwand abgefault sind und eine ausreichende Tragfähigkeit für die Zwischendecken/böden nicht mehr gegeben ist. An der Stelle des Überganges von dem Holzbalken zum Traglager, beispielsweise in der Aussenwand, bestehen jedoch nur relativ kleine Biegemomente, welche sehr einfach von einer Betonplatte aufgenommen werden können. Hierbei besteht jedoch das Problem der Übertragung der Auflagerlast von der Betonplatte auf den Holzbalken, wobei die Erfahrung gezeigt hat, dass Verbundschrauben zur Verbindung von Holzbalken und Betonelement schon bei relativ geringen Lasten ausreissen.In The old building renovation is very often the problem that the existing wooden beams are frayed in the outer wall and one sufficient load capacity for the False ceilings / floors no longer exists. In the place of transition from the wooden beam for supporting bearing, for example in the outer wall, however, exist only relatively small bending moments, which are very simple of a concrete slab can be included. However, there is the problem of transferring the support load from the concrete slab on the wooden beams, showing the experience has that composite screws for connecting wooden beams and concrete element already tear out at relatively low loads.
Ein ähnliches Problem stellt sich im Neubau, vor allem bei der Verwendung von fertigen Holz-Beton-Verbundelementen. Damit die Holzbalken aufgelegt werden können, müssen im Mauerwerk Aussparungen erstellt werden, in denen die Holzbalken dann auflagern. Zum einen ist diese Vorgehensweise kostenintensiv und zum andern wird die Wand an dieser Stelle für die Luft undicht, wenn sich beispielsweise die Holzbalken verdrehen, was abgesehen von dem normalen Schwund von Holz ebenfalls nicht zu verhindern ist. Dies führt dann zu Wärmeverlusten in den Aussenwänden und zu unvorteilhaftem Schallschutz an den Innenwänden. Auch könnte die Lösung darin bestehen, die Betonplatte im Mauerwerk aufzulagern und den Holzbalken nur bis dicht an die Wand zu führen, wobei hier wieder der schwerwiegende Nachteil des Ausreissens der Verbundschrauben auftritt.A similar Problem arises in new construction, especially when using finished wood-concrete composite elements. So the wooden beams hung up can be have to In the masonry recesses are created, in which the wooden beams then store. On the one hand, this procedure is expensive and second, the wall at this point is leaking for the air when For example, twist the wooden beams, which apart from the normal It is also impossible to prevent the loss of wood. This then leads to heat loss in the outer walls and to unfavorable sound insulation on the inner walls. Also could the solution consist of placing the concrete slab in the masonry and the Wooden beams only close to the wall, where again the serious disadvantage of tearing out the composite screws occurs.
Allen derzeit bekannten Lösungen hängt daher der Makel an, dass sie zu Teil nicht einmal statisch einwandfreie Verbundtragwerke liefern, wobei der Material- und Arbeitsaufwand zur Erstellung dieser Verbundtragwerke aber hoch und damit das gesamte Verbundtragwerk relativ kostspielig ist.all currently known solutions depends therefore the flaw on that they are not even statically flawless to part Supply composite structures, where the material and labor costs but to build these composite structures high and thus the entire Composite structure is relatively expensive.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, das Problem der Erstellung von Holz/Beton-Verbundtragwerken mit einfacheren Mitteln und kostengünstiger in statisch und wärme- und schalltechnisch einwandfreier Weise zu lösen.outgoing from this prior art is therefore the present invention The object underlying the problem of creating wood / concrete composite structures with simpler means and cheaper in static and heat and sonically sound way to solve.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Holz-Beton-Verbundtragwerk gelöst, umfassend:
- a) ein Mauerwerk;
- b) ein flächiges Betonelement; und
- c) einen Holzbalken; wobei:
- d) das flächige Betonelement form- und kraftschlüssig mit seitlichen Bereichen in das Mauerwerk eingreift; und
- e) in dem flächigen Betonelement ein Armierungselement, vorzugsweise ein im wesentlichen parallel zum Mauerwerk verlaufendes und im wesentlichen zentral über dem Holzbalken positioniertes Stabbündel aus Armierungsstäben, angeordnet ist, durch welches an vorzugsweise mittleren Durchbruchsstellen mindestens eine Schraube in weitgehend senkrechter Orientierung in den Holzbalken eingeschraubt ist.
- a) masonry;
- b) a flat concrete element; and
- c) a wooden beam; in which:
- d) the sheet-like concrete element positively and non-positively engages with lateral areas in the masonry; and
- e) in the flat concrete element, a reinforcing element, preferably a substantially parallel to the masonry running and substantially centrally positioned over the wooden bar rod bundle of Armierungsstäben is arranged, is screwed through which at preferably central break points at least one screw in a largely perpendicular orientation in the wooden beam ,
Auf diese Weise können mit den im wesentlichen senkrecht verlaufenden Schrauben, deren Verlauf sich in der Regel zum grösseren Teil im Holzbalken befindet, die am Übergang in das Mauerwerk wirkenden Scherkräfte ausgenommen werden. Dank des Armierungselements, insbesondere des Stabbündels, werden die mit den Schrauben übertragenen Kräfte auf einer wesentlichen grösseren Fläche verteilt, so dass ein Ausreissen dieser Verbundschrauben und/oder ein Bruch der Betonplatte sicher verhindert wird.On this way you can with the substantially vertical screws whose course usually to the bigger one Part is located in the wooden beams, which act at the transition into the masonry shear be exempted. Thanks to the reinforcing element, in particular the Rod bundle, be transferred with the screws personnel on a major bigger Area distributed, allowing a tearing out of these composite screws and / or a breakage the concrete slab is reliably prevented.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann das Stabbündel dabei randnah zum seitlichen Eingriff des Betonelements in dem Mauerwerk in dem Betonelement angeordnet werden. Randnah ist dabei in einer Weise auszulegen, dass der Abstand des Stabbündel von dem Mauerwerk klein gegen die Länge und/oder Breite der Betonplatte ist.In Advantageous embodiment of the invention, the rod bundle thereby close to the lateral engagement of the concrete element in the masonry be arranged in the concrete element. Randnah is doing in one Be interpreted manner that the distance of the rod bundle of the masonry small against the length and / or width of the concrete slab is.
In einer weitere zweckmässigen Ausgestaltung der Erfindung kann das Stabbündel aus verschweissten Armierungsstäben gebildet sein, die im Querschnitt die Eckpunkte eines Rechtecks und dessen Flächenmittelpunkt belegen, wobei die Durchbruchsstellen durch Unterbrüche des zentral verlaufenden Armierungsstabes gebildet sind. Grundsätzlich sind aber auch andere Querschnittsgeometrien denkbar, wobei das Konzept der Unterbrüche im zentral verlaufenden Armierungsstab besonders einfach hinsichtlich der erforderlichen Schweisspunkte zur Erstellung des Stabbündels ausführbar ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the rod bundle can be formed of welded Armierungsstäben, in cross-section, the vertices of a rectangle and the occupy sen surface center, wherein the penetration points are formed by interruptions of the centrally extending Armierungsstabes. In principle, however, other cross-sectional geometries are conceivable, whereby the concept of interruptions in the centrally extending reinforcing bar is particularly simple with regard to the required welding points for creating the rod bundle executable.
Um die Betonplatte weiter statisch und schalltechnisch auflagern zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Mauerwerk zur Erstellung des Eingriffs der seitlichen Bereiche des Betonelements mit einer Nut ausgestattet ist. Auf diese Weise kann diese Nut bei der Erstellung der Betonplatte mittels des fliessfähigen Ortbetons ausgegossen werden.Around the concrete slab continue to build static and sound can, It is particularly advantageous if the masonry to create the Engagement of the lateral areas of the concrete element with a groove Is provided. In this way, this groove can be in the creation the concrete slab poured by means of the flowable in-situ concrete become.
Zur weiteren Verbindung der Betonplatte mit dem Holzbalken kann es vorgesehen sein, das Betonelement zusätzlich durch in einem Winkel zur Senkrechten ausgerichtete Schrauben mit dem Holzbalken zu verschrauben.to further connection of the concrete slab with the wooden beam can be provided be, the concrete element in addition by with aligned at an angle to the vertical screws to screw the wooden beam.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:The The invention will be explained in more detail with reference to the drawing, for example. there demonstrate:
Wie
gezeigt, greift die flächige
Betonplatte
Die
Der
Querschnitt durch das Holz-Beton-Verbundtragwerk
Wie
in
Die
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