DE102011053468A1 - Support element made of concrete - Google Patents
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Abstract
Ein Trägerelement (1) aus Beton weist eine erste Betonplatte als Obergurt (2) und eine zweite Betonplatte als Untergurt (3) auf, wobei die erste und die zweite Betonplatte zumindest teilweise voneinander beabstandet und mittels zumindest einem in den Beton eingegossenen Metallelement miteinander verbunden sind. Das Metallelement ist ein Blechband (6), dessen Breite ein Vielfaches seiner Dicke ist und dessen Länge sich zwischen der ersten und der zweiten Betonplatte erstreckt.A support element (1) made of concrete has a first concrete slab as upper chord (2) and a second concrete slab as lower chord (3), wherein the first and the second concrete slab are at least partially spaced apart and interconnected by at least one metal element cast into the concrete , The metal element is a sheet metal strip (6) whose width is a multiple of its thickness and whose length extends between the first and the second concrete slab.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trägerelement aus Beton mit einer ersten Betonplatte als Obergurt und einer zweiten Betonplatte als Untergurt, wobei die erste und die zweite Betonplatte zumindest teilweise voneinander beabstandet und mittels zumindest einem in Beton eingegossenen Metallelement miteinander verbunden sind. The present invention relates to a concrete support element having a first concrete slab as a top chord and a second concrete slab as a bottom chord, wherein the first and second concrete slab are at least partially spaced apart and interconnected by at least one metal element cast in concrete.
Gattungsgemäße Trägerelemente werden als Deckenelemente bei der Erstellung von Gebäuden verwendet. Sie bestehen aus zwei beabstandeten Betonplatten, welche mit Gitterträgern aus Eisendrähten verbunden sind und deren Hohlraum mit Beton oder anderem Füllmaterial ausgefüllt ist. Häufig weisen derartige Deckenelemente auch nur eine Betonplatte mit Gitterträgern auf, wobei dieses so vorgefertigte Element während der Bauphase als Schalung dient und nach Aufbringungen von Ortbeton als Gesamtquerschnitt mittragend ist. Das Trägerelement wird dabei als Betonfertigteil fabrikmäßig hergestellt und an die Baustelle transportiert. Dort wird eine Vielzahl von Trägerelementen auf bereits erstellte Wände des Bauwerks gelegt und anschließend mit den Wänden und/oder miteinander verbunden. Generic support elements are used as ceiling elements in the construction of buildings. They consist of two spaced concrete slabs, which are connected to lattice girders made of iron wires and whose cavity is filled with concrete or other filling material. Frequently, such ceiling elements also have only one concrete slab with lattice girders, this so prefabricated element during the construction phase is used as formwork and after application of in-situ concrete as an overall cross-section is mittragend. The support element is factory made as precast concrete and transported to the site. There, a plurality of support elements is placed on already created walls of the building and then connected to the walls and / or each other.
Nachteilig bei den bekannten Trägerelementen ist es, dass die Gitterträger zwischen den beiden Betonplatten sehr dicht angeordnet sein müssen um eine ausreichende Tragfähigkeit zu erhalten. Hierdurch wird die Befüllung des Hohlraums zwischen den beiden Betonplatten erschwert und verbleibende Hohlräume können nicht immer vermieden werden. Nachteilig ist außerdem, dass durch diese Bauweise üblicherweise nur Längen bis maximal zehn Meter des Trägerelementes ermöglicht sind, immer häufiger aber größere Abstände überbrückt werden sollen. Dies ist besonders bei Bürobauten erforderlich, deren feste Wände möglichst große Abstände aufweisen sollen, zwischen denen variable Räumeinteilungen vorgesehen werden. A disadvantage of the known support elements is that the lattice girders between the two concrete slabs must be arranged very close to obtain a sufficient load capacity. As a result, the filling of the cavity between the two concrete slabs is difficult and remaining cavities can not always be avoided. Another disadvantage is that usually only lengths up to a maximum of ten meters of the carrier element are made possible by this design, but more often larger distances are to be bridged. This is particularly necessary for office buildings, the solid walls should have the greatest possible distances between which variable Räumeinteilungen be provided.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit die oben genannten Nachteile zu vermeiden und ein besonders tragfähiges und leicht befüllbares Trägerelement zu schaffen, welches zudem große Spannweiten ermöglicht. The object of the present invention is thus to avoid the above-mentioned disadvantages and to provide a particularly load-bearing and easily fillable carrier element, which also allows large spans.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Trägerelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1. The object is achieved with a carrier element having the features of
Das erfindungsgemäße Trägerelement besteht aus Beton und ist als Betonfertigteil hergestellt. Das Trägerelement weist eine erste Betonplatte als Obergurt und eine zweite Betonplatte als Untergurt auf. Die beiden Betonplatten sind zumindest teilweise voneinander beabstandet, so dass ein Hohlraum zwischen den beiden Betonplatten vorhanden ist. Die beiden Betonplatten sind miteinander mittels zumindest einem in dem Beton der jeweiligen Betonplatte eingegossen Metallelement miteinander verbunden. Durch die Verbindung von Ober- und Untergurt mit dem eingegossenen Metallelement erreicht das Trägerelement eine hohe Steifigkeit. Die Steifigkeit des Trägerelements lässt sich erfindungsgemäß noch dadurch wesentlich steigern, dass das Metallelement ein Blechband ist, dessen Breite eine Vielfaches seiner Dicke ist und dessen Länge sich zwischen der ersten und der zweiten Betonplatte erstreckt. So ist bei einer typischen Anwendung das Blechband etwa 1 cm dick und etwa 10 bis 12 cm breit. Es können aber je nach Anwendungsfall auch andere Maße verwendet werden. The support element according to the invention consists of concrete and is manufactured as precast concrete. The carrier element has a first concrete slab as upper chord and a second concrete slab as lower chord. The two concrete slabs are at least partially spaced apart, so that a cavity between the two concrete slabs is present. The two concrete slabs are interconnected by means of at least one metal element cast in the concrete of the respective concrete slab. By connecting the upper and lower belt with the cast-metal element, the support element reaches a high rigidity. According to the invention, the rigidity of the carrier element can be substantially increased by virtue of the fact that the metal element is a sheet metal strip whose width is a multiple of its thickness and whose length extends between the first and the second concrete plate. Thus, in a typical application, the sheet metal strip is about 1 cm thick and about 10 to 12 cm wide. But it can also be used depending on the application, other dimensions.
Durch das Blechband wird eine wesentlich höhere Steifigkeit im Vergleich zu den Gitterträgern des Standes der Technik erzielt. Hierdurch sind größere Spannweiten des Trägerelements ermöglicht und darüber hinaus eine leichtere Befüllung des Hohlraums zwischen den beiden Betonplatten gegeben, da der Hohlraum weniger unterbrochen ist als bei der Vielzahl der ansonsten benötigten und verzweigten Gitterträger. The sheet-metal strip achieves a substantially higher rigidity in comparison with the lattice girders of the prior art. As a result, larger spans of the support member are possible and beyond given a lighter filling of the cavity between the two concrete slabs, since the cavity is less interrupted than in the variety of otherwise required and branched lattice girders.
Um eine hohe Stabilität des Trägerelementes zu erreichen, ist das Blechband derart ausgeführt, dass sich, neben der wesentlich größeren Breite als Dicke, die Länge des Blechbandes zwischen der ersten und der zweiten Betonplatte erstreckt. Das Blechband liegt hierdurch vorzugsweise schräg zwischen den beiden Betonplatten, beispielsweise in einem Winkel von 45° zur Oberfläche des Trägerelementes. Die Länge des Blechbandes ist dadurch länger als die Höhe des Hohlraumes zwischen den beiden Betonplatten, wodurch das Blechband schräg in dem Hohlraum verläuft. Hierdurch wird eine Schubfestigkeit der beiden Platten zueinander erzielt, wodurch wiederum eine hohe Tragfestigkeit des Trägerelements bzw. eine große Spannweite zwischen zwei Auflagern ermöglicht wird. In order to achieve a high stability of the carrier element, the metal strip is designed such that, in addition to the substantially greater width than thickness, the length of the metal strip between the first and the second concrete slab extends. The sheet metal strip is thereby preferably obliquely between the two concrete slabs, for example at an angle of 45 ° to the surface of the support element. The length of the sheet metal strip is thereby longer than the height of the cavity between the two concrete slabs, whereby the sheet metal strip runs obliquely in the cavity. As a result, a shear strength of the two plates is achieved to each other, which in turn allows a high load-bearing capacity of the support member or a large span between two supports.
In einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Trägerelements ist die Länge des Blechbandes abgewinkelt. Hierdurch entsteht ein V-förmiges bzw. dachförmiges Blechband, das in die beiden Betonplatten einbetoniert ist. Die Abwinkelung kann spitz oder abgerundet sein. Zwei aufeinanderfolgende Abschnitte des Blechbandes bzw. deren Tangenten sind in der Regel spitzwinkelig zueinander. In a preferred embodiment of the carrier element according to the invention, the length of the sheet metal strip is angled. This results in a V-shaped or roof-shaped sheet metal strip, which is embedded in concrete in the two concrete slabs. The bend can be pointed or rounded. Two successive sections of the sheet metal strip or their tangents are usually acute-angled to each other.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die freien Enden des Blechbandes in der einen und der abgewinkelte Bereich des Blechbandes in der anderen Betonplatte eingegossen ist. Das V-förmige Blechband stützt dabei die beiden Betonplatten wirksam gegeneinander ab, sodass auch hierdurch eine große Stabilität erreicht wird. It when the free ends of the sheet metal strip is poured into one and the angled portion of the sheet metal strip in the other concrete slab is particularly advantageous. The V-shaped sheet metal strip supports the two concrete slabs effectively against each other, so that this also a great stability is achieved.
Um insbesondere bei großflächigen Trägerelementen eine wirkungsvolle Aussteifung der beiden Betonplatten zueinander zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn eine Vielzahl von aneinandergereihten Blechbändern vorgesehen ist. Diese Vielzahl aneinandergereihter Blechbänder kann entweder in einer oder mehreren Reihen entlang der Längserstreckung des Trägerelements angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass die Vielzahl von Blechbändern über den gesamten Hohlraum verteilt sind und somit eine gleichmäßige Aussteifung des Trägerelements bewirken. In order to obtain an effective stiffening of the two concrete slabs to each other, especially in large-area support elements, it is advantageous if a plurality of juxtaposed sheet metal strips is provided. This plurality of stacked sheet metal strips may be arranged either in one or more rows along the longitudinal extent of the carrier element. It is also possible that the plurality of metal bands are distributed over the entire cavity and thus cause a uniform stiffening of the carrier element.
Weist das Blechband eine Vielzahl von Abwinkelungen auf, beispielsweise in Form eines Zickzacks, einer Ziehharmonika, einer Girlande oder einer Welle, so ist eine besonders einfache Herstellung des Blechbandes möglich. Die abgewinkelten Bereiche des Blechbandes sind dabei abwechselnd in der einen und der anderen Betonplatte eingegossen. Um eine Festigkeit des Verbunds der Betonplatten und des Blechbandes zum erzielen. If the sheet metal strip has a multiplicity of bends, for example in the form of a zigzag, an accordion, a garland or a shaft, a particularly simple production of the sheet metal strip is possible. The angled portions of the sheet metal strip are cast alternately in one and the other concrete slab. To achieve a strength of the composite of the concrete slabs and the sheet metal strip.
Ist im Bereich der Abwinklungen oder freien Enden des Blechbandes bzw. der Blechbänder ein Metallstab angeordnet, mit welchem die einzelnen Abwinklungen oder freien Enden verbunden sind, so wird eine besonders stabile Ausführung des Blechbandes erhalten. Die Metallstäbe und das Blechband bilden eine Art Kasten, welcher in dem Hohlraum zwischen den beiden Betonplatten angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Metallstäbe, welche die Blechbänder verbinden, in die Betonplatten eingegossen sind. Hierdurch wird gleichzeitig eine Bewehrung der Betonplatte durch die Metallstäbe bewirkt. Außerdem wird eine besonders gute Einbindung des Blechbandes durch die Metallstäbe in den Betonplatten erzielt, wodurch ein Herauslösen der Blechbänder aus den Betonplatten vermieden wird. Besonders wenn vier Metallstäbe verwendet werden, wobei jeder Metallstab an einem Ende des Blechbandes angeordnet ist, ist eine besonders wirkungsvolle Einbindung des Blechbands in die Betonplatten ermöglicht. Die Metallstäbe sind in der Regel Eisenstäbe. If a metal rod is arranged in the region of the bends or free ends of the sheet metal strip or of the sheet metal strips, with which the individual bends or free ends are connected, a particularly stable design of the sheet metal strip is obtained. The metal bars and the sheet metal strip form a kind of box, which is arranged in the cavity between the two concrete slabs. It is particularly advantageous if the metal rods which connect the metal strips are cast in the concrete slabs. As a result, at the same time a reinforcement of the concrete slab is effected by the metal rods. In addition, a particularly good integration of the metal strip is achieved by the metal rods in the concrete slabs, whereby a detachment of the metal strips is avoided from the concrete slabs. Especially when four metal rods are used, with each metal rod being disposed at one end of the sheet metal strip, a particularly effective integration of the sheet metal strip into the concrete slabs is made possible. The metal bars are usually iron bars.
Vorteilhafterweise verläuft der Metallstab entlang der Längserstreckung des Trägerelements. Hierdurch wird eine besonders große Baulänge des Trägerelements ermöglicht. Advantageously, the metal rod extends along the longitudinal extent of the carrier element. As a result, a particularly large overall length of the support element is made possible.
Um einen stabilen Kasten zu erhalten und eine Querverschiebung der Betonplatten zueinander zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Betonplatten im Kopfbereich miteinander mit Beton vergossen sind. Durch den Verguss der beiden Betonplatten miteinander im Kopfbereich wird insbesondere in Verbindung mit dem Blechband eine schubfeste, kompakte und biegesteife Einheit des Trägerelements geschaffen. In order to obtain a stable box and to avoid a transverse displacement of the concrete slabs to each other, it is advantageous if the concrete slabs are shed in the head area with each other with concrete. By casting the two concrete slabs together in the head area a shear-resistant, compact and rigid unit of the support element is created in particular in connection with the sheet metal strip.
Um eine besonders hohe Steifigkeit der Einheit der beiden Betonplatten, der beiden vergossenen Kopfbereiche und des einen oder der mehreren Metallelemente zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn die Enden des Metallelements ebenfalls in den Kopfbereich der Betonplatten eingegossen sind. Hierdurch verbindet sich auch das Metallelement mit dem Beton im Kopfbereich, sodass auch hierdurch eine besonders hohe Festigkeit erzielt wird. In order to achieve a particularly high rigidity of the unit of the two concrete slabs, the two molded head portions and the one or more metal elements, it is advantageous if the ends of the metal element are also cast in the head region of the concrete slabs. As a result, the metal element connects to the concrete in the head area, so that also a particularly high strength is achieved.
Um eine stabile Betonplatte und einen stabilen Kopfbereich zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn im Kopfbereich, dem Obergurt und dem Untergurt eine Bewehrung vorgesehen ist. Die Bewehrung versteift den Beton beträchtlich und sorgt wiederum für eine stabile Ausführung des Trägerelements. In order to achieve a stable concrete slab and a stable head area, it is advantageous if a reinforcement is provided in the head area, the top chord and the bottom chord. The reinforcement stiffens the concrete considerably and in turn ensures a stable design of the support element.
Eine besonders hohe Traglast ist mit dem Trägerelement zu erzielen, wenn die Bewehrung im Untergurt eine Spannbewehrung ist. Die übrigen Bauteile können beispielsweise schlaff bewehrt sein, durch die Spannbewehrung im Untergurt wird jedoch eine besonders hohe Steifigkeit des Trägerelements erzielt. Hierdurch können Längen des Trägerelements von beispielsweise deutlich mehr als 15 Meter erzielt werden. A particularly high load capacity can be achieved with the support element, if the reinforcement in the lower flange is a tension reinforcement. The remaining components can be limp-reinforced, for example, by the clamping reinforcement in the lower flange, however, a particularly high rigidity of the support element is achieved. As a result, lengths of the carrier element of, for example, significantly more than 15 meters can be achieved.
Vorteilhaft für die Verlegung der Trägerelemente als Deckenelemente ist es, wenn der Untergurt breiter und/oder länger als der Obergurt ist. Hierdurch kann die Fuge zwischen zwei benachbart verlegten Trägerelementen beispielsweise mit Beton ausgefüllt sein. Der Untergurt wirkt dabei als Schalelement, sodass ein deutlicher Spalt zwischen den beiden benachbarten Trägerelementen oberhalb des Untergurts entsteht, während die benachbarten Untergurte weitgehend aneinander stoßen und somit eine Schalung für den Verguss des Spaltes zwischen den beiden Trägerelementen bildet. It is advantageous for the laying of the support elements as ceiling elements when the lower flange is wider and / or longer than the upper flange. As a result, the gap between two adjacently laid support elements may be filled with concrete, for example. The lower flange acts as a formwork element, so that a clear gap between the two adjacent support elements above the lower belt is formed, while the adjacent lower belts largely abut each other and thus forms a formwork for the casting of the gap between the two support elements.
Ist der Hohlraum zwischen Obergurt und Untergurt seitlich der Betonplatten mittels Wänden, beispielsweise Blechen abgeschlossen, so entsteht ein abgeschlossener Raum, welcher mit verschiedensten Materialien ausgefüllt werden kann. Es bieten sich hierfür akustische oder thermische Dämmmaterialien an. Auch ist es möglich, dass der Träger mit Beton ausgegossen wird. Darüber hinaus ist durch das seitliche Abschließen des Hohlraums ebenfalls eine Art Schalung erzielt, welche beim Vergießen des Spaltes zwischen zwei benachbarten Trägerelementen hilfreich ist. Es wird dadurch vermieden, dass Vergussmörtel, welcher in den Spalt zwischen den beiden benachbarten Trägerelementen eingegossen wird, in den Hohlraum läuft. Der Spalt ist somit gleichmäßig und stabil mit Mörtel ausfüllbar. If the cavity between the upper flange and lower flange of the concrete slabs is closed laterally by means of walls, for example sheets, a closed space is created which can be filled with a wide variety of materials. There are acoustic or thermal insulation materials available for this purpose. It is also possible that the carrier is poured with concrete. In addition, a kind of formwork is achieved by the lateral closure of the cavity, which is helpful in casting the gap between two adjacent support members. It is thereby avoided that grout, which is poured into the gap between the two adjacent support members, runs into the cavity. The gap is thus uniform and stable filled with mortar.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung sind die seitlich an dem Hohlraum angeordneten Wände als Wellbleche ausgeführt. Hierdurch ist eine bessere Verzahnung und Verbindung des Vergussmörtels zwischen zwei benachbarten Trägerelementen bewirkt. Außerdem ergibt sich hierdurch eine gewisse Elastizität, welche bei der Vorspannung und Überhöhung des Trägerelementes vorteilhaft ist, da die Vorspannung weniger durch die Wände als vielmehr durch die Betonplatten aufgenommen wird. In a particularly advantageous embodiment, the walls arranged laterally on the cavity are designed as corrugated sheets. This is a better toothing and connection of the grout between two adjacent support elements causes. In addition, this results in a certain elasticity, which is advantageous in the bias and elevation of the support element, since the bias is absorbed less by the walls rather than by the concrete slabs.
Um ein Befüllen des Hohlraumes eines Trägerelements zu erleichtern ist es vorteilhaft, wenn in einer der Betonplatten, insbesondere in der Betonplatte des Untergurtes eine Öffnung vorgesehen ist. Durch diese Öffnung kann einerseits Füllmaterial in den Hohlraum eingebracht werden. Andererseits kann dieses Füllmaterial durch diese Öffnung aus dem Hohlraum auch wieder entnommen werden, beispielsweise für den Fall, dass es erneuert werden soll oder dass das Trägerelement rückgebaut werden soll. Auch ist der Hohlraum durch die Öffnung zugänglich für die Verlegung von beispielsweise Kabeln oder Rohren. Abgehängte Decken zur Verlegung der Infrastruktur eines Raumes sind daher nicht mehr erforderlich. In order to facilitate filling the cavity of a carrier element, it is advantageous if an opening is provided in one of the concrete slabs, in particular in the concrete slab of the lower chord. On the one hand filling material can be introduced into the cavity through this opening. On the other hand, this filling material can also be taken out of the cavity through this opening, for example in the event that it is to be renewed or if the carrier element is to be dismantled. Also, the cavity through the opening is accessible for the installation of, for example, cables or pipes. Suspended ceilings for laying the infrastructure of a room are therefore no longer required.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt Further advantages of the invention are described in the following exemplary embodiments. It shows
In
Um eine Schubkraftübertragung zu erhalten, ist zwischen Obergurt
Insbesondere um eine gewisse Stabilität des abgewinkelten, ziehharmonikaförmigen Blechbandes
Die Tragfähigkeit des Trägerelements
Um die Tragfähigkeit des Trägerelements
Neben der Spannbewehrung
In
Am Ende der jeweiligen Kopfbereiche
Seitlich neben dem Hohlraum
Der Untergurt
In dem Untergurt
Das Trägerelement
Ein besonderer Vorteil wird dadurch erhalten, dass die beiden Außenseiten von Obergurt
Das erfindungsgemäße Trägerelement
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Abwandlungen sind beispielsweise durch mehrere Blechbänder
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Trägerelement support element
- 22
- Obergurt upper chord
- 33
- Untergurt lower chord
- 44
- Hohlraum cavity
- 55
- Kopfbereich head area
- 66
- Blechband metal strip
- 88th
- Metallstab metal rod
- 1010
- Spannbewehrung prestressed reinforcement
- 1111
- Bewehrung reinforcement
- 1212
- Wellbleche corrugated sheets
- 1313
- Nase nose
- 1414
- Öffnung opening
- 1515
- Hülse shell
Claims (15)
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