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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Dornsystem für den Stahlbetonfertigteilbau.
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Stand der Technik
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Dehnfugen
in einem Betonteil sind gewollt hergestellte Fugen, die dazu dienen,
größere Betonflächen zu
unterbrechen, um die Gefahr von Rissbildung durch Schwund, Ausdehnung,
Setzen oder anderen Veränderungen
zu vermeiden. Zwei in der gleichen Ebene verlaufende Betonteile,
die voneinander durch eine Fuge getrennt sind, werden häufig mit Querkraftdornen
als Verbindungs- und Druckverteilungselemente ausgestattet. Querkraftdorne
verhindern zum einen ein Absinken eines Betonteils relativ zu dem
benachbarten Betonteil und nehmen zum anderen durch ihre beweglichen
Dorne Längenausdehnungen
der Betonteile auf.
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Aus
dem Stand der Technik sind Querkraftdorne bekannt, die Relativbewegungen
von Gebäudeteilen
in nur einer Richtung erlauben, aber auch Dorne, die eine Relativbewegung
in zwei Richtungen gestatten. Bei dem in 1 dargestellten
ersten Fall werden die in einem ersten Gebäudeteil verankerten, in der
Regel zylindrischen Querkraftdorne 1 von einer konzentrischen,
im zweiten Gebäudeteil
verankerten zylindrischen Hülse 2 aufgenommen.
Mit dem Bezugszeichen 4 sind Bohrungen bezeichnet, die
der Befestigung der Hülse
an der Schalung durch Nägel oder
Schrauben dienen. Der Dorn 1 kann sich lediglich entlang
der Längsachse
der zylindrischen Hülse 2 bewegen,
wodurch Bewegungen in nur einer Richtung (a-Richtung) möglich sind.
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Sollen
Bewegungen in zwei Richtungen erlaubt sein, so wird der zylindrische
Dorn 1 wie in 2 dargestellt beispielsweise
von einer rechteckigen Hülse 3 aufgenommen,
wobei die Ausdehnung der Hülse 3 in
c-Richtung im wesentlichen dem Durchmesser des Dorns 1 entspricht.
In diesem Fall kann der Dorn 1 zum einen in Richtung seiner
Längsachse
(a-Richtung) in die Hülse
eindringen, es sind aber auch horizontale Bewegungen des Dorns senkrecht
zu seiner Längsachse
(b-Richtung) möglich.
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Als
Nachteil haben diese bekannten Anschlüsse mit Querkraftdornen zum
einen gemeinsam, dass im Handel lediglich vorgegebene Standardlängen von
rund 16 cm bis 20 cm Hülsenlänge erhältlich sind
und zum anderen, dass zumindest die anschließende Konstruktion in Ortbeton
ausgeführt werden
muss. Im Industrie- und Gewerbebau ist die Verwendung von Ortbeton
in großen
Höhen des
Gebäudes
aber mit einem hohen Zeit- und Kostenaufwand verbunden.
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Im
Bereich des Stahlbetonfertigteilbaus kommt daher die sogenannte „Auflagerung
der beweglichen Fertigteilkonstruktion auf die nichtbewegliche Fertigteilkonstruktion
mit einer Gabel” zur
Anwendung, welche mit Bezug auf die 3 und 4 kurz
erläutert
werden soll. 3 zeigt einen vertikalen Schnitt
durch einen in Fertigteilbauweise errichteten Gebäudeteil. 4 zeigt
den selben Gebäudeteil in
einem horizontalen Schnitt.
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In
den Fertigteilunterzug 11 werden bei der Herstellung im
Werk Hüllrohre 12 und
in den Fertigteilabfangträger 13 Dome 14 eingebaut.
Daneben wird an den Fertigteilabfangträger 13 eine Gabel 15 angeformt.
Nach der Montage des Unterzuges 11 wird der Hohlraum zwischen
Dorn 14 und Hüllrohr 12 mit
Vergussmörtel 16 verfüllt. Nach
dem Erhärten
des Vergussmörtels 16 ist
der Unterzug 11 mit dem Abfangträger 13 durch die Dome 14 kraftschlüssig verbunden.
Dann wird ein zweiter Fertigteilunterzug 17 auf den Abfangträger 13 zwischen
die Gabel 15 aufgelegt und Kipplager 18 zwischen
Gabel 15 und Unterzug 17 eingesteckt. Auf dem
Fertigteilunterzug 11 und dem Fertigteilunterzug 17 ist
die als Trapezblech 10 ausgebildete Decke angeordnet. Im
Endzustand kann sich der Unterzug 17 zwar in X-Richtung,
nicht aber in Y-Richtung bewegen.
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Die
Ausbildung eines solchen Anschlusses unter Verwendung von Abfangträgern 13 mit
angeformter Gabel 15 ist zeitaufwändig und mit hohen Kosten verbunden.
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Aus
der
DE 102 49 742
A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur maßgenauen
Errichtung eines Gebäudes
bekannt. Dabei werden Wandelemente am Fuß mit Bohrungen versehen, die
in einem vorgegebenen Abstandsraster angeordnet werden. In die Sohle
des Betonfundaments werden entsprechend dem Abstandsraster Bohrungen
auf den Grundrisslinien des Gebäudes
eingebracht, in welche wiederum Stangen eingesetzt und befestigt
werden. Abschnitte der Stangen stehen über die Sohle nach oben über und
die Wandelemente werden von oben auf die Sohle des Betonfundaments
aufgesetzt, indem die freien Stangenabschnitte in entsprechende
Bohrungen der Wandelemente eingreifen. Die Vorrichtung der
DE 102 49 742 A1 weist
Montagehülsen
auf, die auf die Stangen aufgezogen sind. Das Wandelement weist
zudem ein Hüllrohr
zur Aufnahme von Hülse
und Stange auf, wodurch die Lage der Stange gegenüber dem
Wandelement fixiert wird.
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Es
besteht weiterhin ein Bedarf an Anschlüssen eines Stahlbetonfertigteils
an andere Bauteile, die kostengünstig
und mit geringem Zeitaufwand auszubilden sind.
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Darstellung der Erfindung
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Hier
setzt die Erfindung an. Es soll ein Anschluss eines Stahlbetonfertigteils
an ein anderes Bauteil zur Verfügung
gestellt werden, der kostengünstig
und mit geringem Zeitaufwand auszubilden ist. Diese Aufgabe wird
erfindungsgemäß durch
das Dornsystem gemäß unabhängigem Patentanspruch 1
gelöst.
Weitere vorteilhafte Aspekte, Details und Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen,
der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Dornsystem zur Ausbildung eines
kraftschlüssigen
Anschlusses zwischen einem Stahlbetonfertigbauteil und einem zweiten
Bauteil zur Verfügung.
Das zweite Bauteil ist mit einem Dorn und einer im wesentlichen
konzentrisch auf den Dorn aufgezogenen Hülse ausgestattet. Das Stahlbetonfertigbauteil
weist ein Hüllrohr zur
Aufnahme von Hülse
und Dorn auf, wobei die Hülse
eine Vorrichtung zur Lagefixierung des Dorns umfasst. Erfindungsgemäß handelt
es sich bei der Vorrichtung zur Lagefixierung des Dorns um entweder
einen Deckel oder einen Fuß oder
aber um einen Deckel und einen Fuß.
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Erfindungsgemäß wird die
aus dem Stand der Technik bekannte, an einem Bauteil angeformte Gabel
durch ein Dornsystem bestehend aus Hüllrohr, Hülse und Dorn ersetzt. Das Dornsystem
stellt einen Anschluss zwischen einem Stahlbetonfertigbauteil und
einem weiteren Bauteil her, wobei zwischen den beiden Bauteilen
eine Dehnfuge angeordnet sein kann. Nach Montage von Stahlbetonfertigbauteil
und zweitem Bauteil befinden sich Hülse und Dorn im Inneren des
Hüllrohrs.
Das Dornsystem ist einfach und kostensparend zu montieren sowie
universell einsetzbar. Das Hüllrohr
und die Hülse
werden kostensparend in laufenden Metern hergestellt und vor Ort auf
die benötigte
Konstruktionshöhe
zugeschnitten.
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Erfindungsgemäß weist
die Hülse
eine Vorrichtung zur Lagefixierung des Dorns auf, nämlich entweder
einen Deckel oder einen Fuß oder
aber einen Deckel und einen Fuß.
Eine solche Vorrichtung bringt eine Fixierung der Lage des Dorns
während der
Montage der Bauteile mit sich, wodurch eine exakte konzentrische
Ausrichtung von Hülse
und Dorn ermöglicht
wird. Die Fixierung des Dornsystems erfolgt also nicht wie aus dem
Stand der Technik bekannt durch Annageln oder Verschrauben der Hülse an der
Schalung, sondern durch die mit einer Vorrichtung zur Lagefixierung
des Dorns ausgestattete Hülse
selbst.
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Bevorzugt
handelt es sich bei dem zweiten Bauteil um ein zweites Stahlbetonfertigbauteil.
Das erfindungsgemäße Dornsystem
wird zwar bevorzugt zur Verbindung zweier Stahlbetonfertigbauteile
eingesetzt, findet aber auch in anderen Anschlüssen Verwendung wie z. B. bei
Auflagerung einer Fertigteilwand auf ein Fundament.
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Nach
der Montage von Stahlbetonfertigbauteil und zweitem Bauteil befinden
sich Hülse
und Dorn im Inneren des Hüllrohrs.
Der dadurch entstehende Hohlraum zwischen Hüllrohr und Hülse wird bevorzugt
mit Vergussmörtel
verfüllt.
Durch das Verfüllen
mit Vergussmörtel
wird die Hülse
innerhalb des Hüllrohrs
fixiert.
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Bevorzugt
sind zur Lagefixierung des Dorns an der inneren Oberfläche der
Hülse Erhebungen
wie Noppen oder Rillen vorgesehen. Der Dorn wird im Klemmsitz durch
die Erhebungen exakt in seiner vorbestimmten Position gehalten.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform handelt
es sich um eine längliche
quaderförmige
Hülse mit
im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Vorder- und Rückwänden und
im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Seitenwänden, wobei
die Seitenwände
eine geringere Fläche
aufweisen als Vorder- und Rückwand.
In einem Schnitt senkrecht zur ihrer Längsachse besitzt die Hülse eine rechteckige
Form.
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Der
rechteckige Querschnitt der Hülse
ermöglicht
vorteilhafterweise eine Bewegung des Dorns in einer Richtung senkrecht
zur Längsachse der
Hülse.
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Bevorzugt
ist die Hülse
zur Lagefixierung des Dorns in drei, sich im wesentlichen in Richtung
der Längsachse
der Hülse
erstreckende Kammern unterteilt, wobei die mittlere Kammer zur Aufnahme
des Dorns vorgesehen ist. Die Unterteilung der Hülse in im wesentlichen parallel
zueinander verlaufende Kammern stellt ein preisgünstiges, einfaches und doch
sicheres Mittel für
eine exakte Fixierung des Dorns relativ zur Hülse während der Montage der Bauteile
dar.
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Die
als Vorrichtung zur Lagefixierung vorgesehenen Deckel und/oder Fuß können an
die Hülse angeformt
sein. Deckel und/oder Fuß und
Hülse können aber
auch als separate Teile ausgebildet sein.
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Bevorzugt
sind zur Lagefixierung des Dorns an der inneren Oberfläche des
Deckels und/oder des Fußes
Erhebungen wie Noppen oder Rillen vorgesehen.
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Alternativ
oder zusätzlich
ist der Deckel zur Lagefixierung des Dorns in drei, sich im wesentlichen in
Richtung der Längsachse
der Hülse
erstreckende Kammern unterteilt, wobei die mittlere Kammer zur Aufnahme
des Dorns vorgesehen ist. Diese Ausführungsformen stellen ein besonders
preisgünstiges, einfaches
und sicheres Mittel für
eine exakte Fixierung des Dorns relativ zur Hülse während der Montage der Bauteile
dar. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, dass eine einfache,
aus dem Stand der Technik bekannte Hülse verwendet werden kann,
die keine besonderen Vorrichtungen oder Kammern für die Lagefixierung
des Dorns aufzuweisen braucht.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist der Fuß zur
Lagefixierung des Dorns in drei, sich im wesentlichen in Richtung
der Längsachse
der Hülse
erstreckende Kammern unterteilt, wobei die mittlere Kammer zur Aufnahme
des Dorns vorgesehen ist. Diese Ausführungsformen stellen ein besonders
preisgünstiges,
einfaches und sicheres Mittel für
eine exakte Fixierung des Dorns relativ zur Hülse während der Montage der Bauteile
dar. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, dass eine einfache, aus
dem Stand der Technik bekannte Hülse
verwendet werden kann, die keine besonderen Vorrichtungen oder Kammern
für die
Lagefixierung des Dorns aufzuweisen braucht.
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Eine
besonders exakte Fixierung der Lage des Dorns wird erreicht, wenn
sowohl der Deckel wie auch der Fuß der Hülse mit den beschriebenen Vorrichtungen
ausgestattet sind.
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Besonders
bevorzugt ist die Vorrichtung zur Lagefixierung des Dorns so ausgebildet,
dass sie durch nach der Montage auftretende Relativbewegungen zwischen
dem Stahlbetonfertigbauteil und dem zweiten Bauteil zerstört wird.
Durch die Zerstörung
der Vorrichtung zur Lagefixierung des Dorns kann sich der Dorn und
damit auch das Stahlbetonfertigbauteil anschließend im wesentlichen ungehindert
in horizontaler Richtung auf einer Länge, die der inneren Breite
der Hülse
entspricht, bewegen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang
mit den Zeichnungen näher
erläutert
werden. Sämtliche
Figuren zeigen die Erfindung lediglich schematisch und mit ihren
wesentlichen Bestandteilen. Gleiche Bezugszeichen entsprechen dabei
Elementen gleicher oder vergleichbarer Funktion. Es zeigen
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1 einen
zylindrischen Dorn mit zylindrischer Hülse (Stand der Technik);
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2 einen
zylindrischen Dorn mit rechteckiger Hülse (Stand der Technik);
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3 einen
vertikalen Schnitt durch einen in Fertigteilbauweise errichteten
Gebäudeteil
(Stand der Technik);
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4 zeigt
den Gebäudeteil
gemäß 3 in einem
horizontalen Schnitt;
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5 einen
vertikalen Schnitt durch einen in Fertigteilbauweise errichteten
Gebäudeteil
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 den
Gebäudeteil
gemäß 5 in
einem horizontalen Schnitt;
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7A einen
Schnitt durch eine Hülse
mit drei Kammern;
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7B die
Hülse gemäß 7A in
einem Schnitt senkrecht zur Schnittebene der 7A;
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7C eine
alternative Ausgestaltung der Hülse
in einem Schnitt senkrecht zur Schnittebene der 7A;
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8A einen
Schnitt durch eine Hülse, durch
den Deckel der Hülse
und durch den Fuß der Hülse;
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8B den
Deckel der Hülse
bzw. den Fuß der
Hülse gemäß 8A in
einem Schnitt senkrecht zur Schnittebene der 8A.
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Wege zur Ausführung der
Erfindung
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5 zeigt
einen vertikalen Schnitt durch einen in Fertigteilbauweise errichteten
Gebäudeteil. 6 zeigt
den selben Gebäudeteil
in einem horizontalen Schnitt.
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Wie
aus den 5 und 6 zu ersehen
ist, werden in den Stahlbetonfertigteilunterzug 11 bei
der Herstellung im Werk Hüllrohre 12 und
in den Stahlbetonfertigteilabfangträger 13 Dome 14 eingebaut. Nach
der Montage des Unterzuges 11 wird der Hohlraum zwischen
Dorn 14 und Hüllrohr 12 mit
Vergussmörtel 16 verfüllt. Nach
dem Erhärten
des Vergussmörtels 16 ist
der Unterzug 11 mit dem Abfangträger 13 durch die Dome 14 kraftschlüssig verbunden.
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In
den Stahlbetonfertigteilunterzug 17 werden bei der Herstellung
im Werk Hüllrohre 22 maßgenau einbetoniert.
Auf der dem Stahlbetonfertigteilunterzug 17 zugewandten
Seite des Stahlbetonfertigteilabfangträger 13 werden bei
der Herstellung glatte, nicht rostende Dome 24 maßgenau einbetoniert.
Auf der Baustelle werden auf die Dome 24 die Hülsen 29 aufgezogen.
Durch die an der inneren Oberfläche
der Hülse 29 vorgesehene
Vorrichtung zur Lagefixierung des Dorns 24 wird der Dorn
unbeweglich in der Hülse justiert.
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Nach
der Montage des Unterzuges 17 wird die Hülse 29 auf
dem Dorn 24 zunächst
mit einfachen Hilfsmitteln wie z. B. Keilen zwischen Hüllrohr 22 und Hülse 29 in
ihrer Position relativ zum Hüllrohr 22 gehalten.
Anschließend
wird der Hohlraum zwischen den Hüllrohren 22 und
den Hülsen 29 mit
Vergussmörtel 26 verfüllt. Nach
dem Erhärten
des Vergussmörtels 26 ist
der Unterzug 17 mit dem Abfangträger 13 durch die Dome 24 verbunden.
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Der
Unterzug 17 kann sich nunmehr in X-Richtung auf einer Länge, die
der inneren Breite des Hülsen 29 entspricht,
bewegen. Eine Bewegung in Y-Richtung ist ausgeschlossen. Auf dem
Stahlbetonfertigteilunterzug 11 und dem Stahlbetonfertigteilunterzug 17 ist
die als Trapezblech 10 ausgebildete Decke angeordnet.
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7A zeigt
eine längliche
quaderförmige Hülse 29 mit
parallel zueinander verlaufenden Vorder- und Rückwänden und parallel zueinander
verlaufenden Seitenflächen,
wobei die Seitenflächen eine
geringere Ausdehnung aufweisen als Vorder- und Rückwand. Üblicherweise wird der Abstand
zwischen Vorder- und Rückwand
der quaderförmigen Hülse so gewählt, dass
er rund 1 mm über
dem Durchmesser des Dorns liegt. Dargestellt ist ein die Längsachse
der Hülse
enthaltender Schnitt, wobei die Schnittebene parallel zu Vorder-
und Rückwand verläuft. 7B zeigt
in vergrößerter Darstellung dieselbe
Hülse 29 in
einem Schnitt senkrecht zur Längsachse
der Hülse.
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Aus
den 7A und 7B ist
zu ersehen, dass die Hülse 29 in
drei sich im wesentlichen in Richtung der Längsachse der Hülse erstreckende Kammern
unterteilt ist. Dabei ist die Kammer 40 zur Aufnahme des
Dorns 24 vorgesehen. Durch die Kammer 40 wird
eine Lagesicherung des Dorns 24 während der Montage der Stahlbetonfertigbauteile erreicht.
Dies ist erforderlich, da sich die Lage des Dorns 24 während des
Bauvorgangs weder in X- noch in Y-Richtung verändern darf.
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7C zeigt
in vergrößerter Darstellung eine
alternative Ausführungsform
der Hülse
in dem in 7B dargestellten Schnitt. Anstelle
der in 7B gezeigten Kammer 40 sind
hier zur Lagesicherung des Dorns 24 an der inneren Oberfläche der
Hülse 29 die
Erhebungen 44 vorgesehen, durch die der Dorn 24 im
Klemmsitz gehalten wird.
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Bei
Relativbewegungen der Gebäudeteile treten
starke Kräfte
auf, die die Trennwände,
welche die Kammer 40 ausbilden, bzw. die Erhebungen 44 zerstören. Der
Unterzug 17 kann sich dann in X-Richtung auf einer Länge, die
der inneren Breite der Hülse 29 entspricht,
bewegen.
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8A zeigt
eine längliche
quaderförmige Hülse 43 mit
parallel zueinander verlaufenden Vorder- und Rückwände und parallel zueinander
verlaufenden Seitenflächen,
wobei die Seitenflächen
eine geringere Ausdehnung aufweisen als Vorder- und Rückwand.
Dargestellt ist ein die Längsachse
der Hülse
enthaltender Schnitt, wobei die Schnittebene parallel zu Vorder-
und Rückwand
verläuft.
Im selben Schnitt sind außerdem
der Deckel 41 der Hülse 29 und
der Fuß 42 der
Hülse 43 dargestellt. 8B zeigt
den Deckel 41 der Hülse 43 bzw.
den identisch ausgebildeten Fuß 42 der
Hülse 43 in
einem Schnitt senkrecht zur Schnittebene der 8A.
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Aus
den 8A und 8B ist
zu ersehen, dass die Hülse 43 keine
Kammern oder sonstigen Vorrichtungen zur Lagefixierung des Dorns 24 während der
Montage aufweist. Die Lagefixierung wird in diesem Ausführungsbeispiel
durch den Deckel 41 der Hülse 43 und durch den
Fuß 42 der
Hülse 43 übernommen.
Der Deckel 41 und der Fuß 42 sind in jeweils
drei sich im wesentlichen in Richtung der Längsachse der Hülse erstreckende
Kammern unterteilt. Dabei ist jeweils die Kammer 40 zur
Aufnahme des Dorns 24 vorgesehen. Auf der Baustelle wird
der Fuß 42 auf
den Dorn 24 aufgezogen. Dann wird die Hülse 43 auf den Fuß 42 aufgezogen.
Schließlich wird
der Deckel 41 in die Hülse 43 eingesteckt.
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Wie
schon im Zusammenhang mit den 7A und 7B erläutert wird
durch die Kammern 40 eine Lagesicherung des Dorns 24 während der
Montage der Stahlbetonfertigbauteile erreicht. Dies ist erforderlich,
da sich die Lage des Dorns 24 während des Bauvorgangs weder
in X- noch in Y-Richtung verändern
darf.
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Bei
Relativbewegungen der Gebäudeteile treten
starke Kräfte
auf, die die Trennwände,
welche die Kammer 40 ausbilden, zerstören. Der Unterzug 17 kann
sich dann in X-Richtung auf einer Länge, die der inneren Breite
der Hülse 29 entspricht,
bewegen.
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- 1
- Querkraftdorn
- 2
- zylindrische
Querkraftdornhülse
- 3
- rechteckige
Querkraftdornhülse
- 4
- Bohrungen
für die
Befestigung der Querkraftdornhülse
an der Schalung
- 10
- Trapezblech
- 11
- Fertigteilunterzug
- 12
- Hüllrohr für Dorn
- 13
- Fertigteilabfangträger
- 14
- Dorn
- 15
- Gabel
- 16,
26
- Vergussmörtel
- 17
- Fertigteilunterzug
- 18
- Kipplager
- 22
- Hüllrohr für Hülse mit
Dorn
- 24
- nichtrostender
Dorn
- 29,
43
- Hülse
- 40
- Kammer
- 41
- Deckel
- 42
- Fuß
- 44
- Erhebungen