DE102013111091A1

DE102013111091A1 - Wandbauelement

Info

Publication number: DE102013111091A1
Application number: DE201310111091
Authority: DE
Inventors: Matthias Schurig; Herbert Kahmer
Original assignee: Betonwerk Oschatz GmbH
Current assignee: Betonwerk Oschatz GmbH
Priority date: 2012-10-14
Filing date: 2013-10-08
Publication date: 2014-04-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wandbauelement mit parallel zueinander im Abstand angeordneten Betonschalen (1, 2) und die Betonschalen (1, 2) verbindenden, mit ihren Enden in den Schalenbeton eingebetteten Bolzen (5) aus Kunststoff, die über die einander gegenüberliegenden Schalenflächen verteilt angeordnet sind. Das erfindungsgemäße Wandbauelement ist dadurch gekennzeichnet, dass die Betonschalen (1, 2) ferner über plattenförmige, an einander gegenüberliegenden Plattenrändern (7, 8) in den Schalenbeton eingebettete Stützelemente (6) aus Kunststoff verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wandbauelement mit zueinander parallel im Abstand angeordneten Betonschalen und die Betonschalen verbindenden, mit ihren Enden in den Schalenbeton eingebetteten Bolzen aus Kunststoff, die über die einander gegenüberliegenden Schalenflächen verteilt angeordnet sind.
Ein solches, ein hohes Dämmvermögen aufweisendes Wandbauelement mit Betonschalen, die miteinander nicht über Gitterträger sondern Wärme weitaus schlechter leitende Kunststoffbolzen verbunden sind, geht aus der DE 10 2005 041 082 A1 hervor. Beim Transport solcher bekannten Wandbauelemente treten insbesondere unter der Einwirkung von Hebekräften Belastungen auf, denen die Kunststoffbolzen im Unterschied zu Gitterträgern nicht gewachsen sind. Vor allem kommt es zu unerwünschten Verschiebungen der Betonschalen gegeneinander in Richtung der Schalenebenen. Die Einbetonierung stabiler Haltebügel aus Stahl zur Einleitung von Hebekräften schmälert die Dämmwirkung, so dass diese Bügel nach Montage des Wandbauelements in einem aufwendigen Arbeitsgang zu zertrennen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Wandbauelement der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das bei hoher Dämmwirkung den bei Transport und Montage auftretenden Belastungen standhält.
Das diese Aufgabe lösende Wandbauelement nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Betonschalen ferner über plattenförmige, an einander gegenüberliegenden Plattenrändern in den Schalenbeton eingebettete Stützelemente aus Kunststoff verbunden sind.
Vorteilhaft können über solche plattenförmigen Stützelemente in zur Plattenebene paralleler Richtung bei gleichbleibender Dämmwirkung des Wandbauelements große Hebekräfte eingeleitet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind an den Plattenrändern zahnartige Vorsprünge gebildet, vorzugsweise zwei Vorsprünge an jedem Plattenrand. Vorteilhaft erhöhen diese Vorsprünge die Bindung zum Beton und nehmen insbesondere parallel zur Plattenebene wirkende Kräfte auf. Darüber hinaus können die Vorsprünge bei der Einbetonierung der Stützelemente an Bewehrungsstäben vorbei, durch die Bewehrungsstäbe ungehindert in das Betonmaterial eindringen.
Bei dem Kunststoff der Stützelemente handelt es sich zweckmäßig um einen glasfaserverstärkten Kunststoff. Ferner sind die Stützelemente vorzugsweise als Kunststoffspritzteile hergestellt.
Während die Stützelemente z.B. trapez- oder parallelogrammförmig geformt sein könnten, weisen sie in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Grundform eine Rechteckform auf und sind vorzugsweise symmetrisch zu einer Mittelachse ausgebildet. Zweckmäßig erstrecken sich die Vorsprünge von den kürzeren Rechteckseiten.
Die vorzugsweise einander gegenüberliegend an den kürzeren Rechteckseiten angeordneten Vorsprünge sind in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nur an einem Hälftenteil des Stützelements angeformt.
Zweckmäßig sind die Vorsprünge gegenüber der Plattendicke aufgeweitet und gehen vorzugsweise in von den Plattenflächen vorstehende Aufweitungen bzw. Vorsprünge über. Vorteilhaft können solche Vorsprünge die Tragfähigkeit in Richtung parallel zur Platte, und damit das Vermögen zur Aufnahme hoher Hebekräfte parallel zur Plattenebene weiter deutlich verbessern.
Das Stützelement weist zweckmäßig Ausnehmungen zur Meidung von Materialhäufungen auf, wobei insbesondere waffelartig geformte Abschnitte mit einer Vielzahl von Vertiefungen gebildet sein können, vorzugsweise Vertiefungen unter Bildung schräg zu den Randseiten des Stützelements bzw. des Wandbauelements verlaufender Stege.
Es versteht sich, dass die Stützelemente zwischen den Betonschalen vorzugsweise einem Randbereich des Wandbauelements angeordnet sind, wobei sich die Plattenebene eines Teils der Stützelemente vertikal und eines Teils der Stützelements horizontal erstreckt.
Zweckmäßig schneiden die Stützelemente mit vertikaler Plattenebene die durch die anderen Stützelemente aufgespannte horizontale Ebene.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Wandbauelement zur Errichtung von Wänden ohne Ortbetonfüllung zwischen den Betonschalen vorgesehen. Der Zwischenraum zwischen den Schalen kann stattdessen vor Ort vollständig mit einer eingeblasenen Dämmschicht versehen werden. Zum Ausgleich der mangels Ortbeton fehlenden Stützwirkung, z.B. beim Auflegen einer Last auf die Tragschale des Wandbauelements kann die Tragschale mit mindestens einem Betongurt versehen sein, der direkt in die Tragschale einbetoniert oder mit der Tragschale durch sowohl in den Gurt als auch die Tragschale eingegossene Verbindungselemente verbunden ist.
In einer dritten Ausführungsform ist das Wandbauelement mit geringstmöglichem Zwischenraum zwischen den Betonschalen hergestellt und die Bolzen bzw. Stützelemente verbinden die Betonschalen unter Durchquerung eines betonfreien Raums zwischen den Betonschalen. Innerhalb des betonfreien Raums können sich die Bolzen bzw. Stützelemente verformen, sodass bei Einwirkung von Schubkräften ein an den Eintrittsstellen der Bolzen in den Beton keine so hohen Belastungen des Betons auftreten würde wie ohne die Zwischenräume. Betonabplatzungen bei Schubbelastung an den Eintrittsstellen der Bolzen bzw. Stützelemente werden so vermieden. Zweckmäßig kann der betonfreie Raum durch einen Block aus weichem Material, insbesondere Dämmmaterial ausgefüllt sein. Die Blöcke drücken sich beim Betonieren jeweils in den Beton ein, wobei diese Blöcke einen geringstmöglichen Zwischenraum zwischen den entstehenden Betonschalen ermöglichen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
1 eine geschnittene Teilansicht eines Wandbauelements nach der Erfindung,
2 bis 4 verschiedene Ansichten eines in dem Wandbauelement von 1 verwendeten Kunststoffstützelements,
5 eine die Anordnung von Stützelementen innerhalb eines erfindungsgemäßen Wandbauelements erläuternde Darstellung,
6 und 7 ein zweites Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Wandbauelement,
8 ein drittes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Wandbauelement, und
9 und 11 weitere Ausführungsbeispiele für ein erfindungsgemäßes Wandbauelement in Teildarstellungen.
Ein rechteckiges geschosshohes Wandbauelement gemäß 1, dessen Dicke in dem gezeigten Beispiel etwa 36 cm beträgt, weist zwei zueinander im Abstand angeordnete Betonschalen auf, eine Tragschale 1 und eine Vorsatzschale 2. Die Vorsatzschale 2 steht in Verbindung mit einer in dem gezeigten Beispiel aus Polystyrolschaumstoff gebildeten Dämmschicht 3. Zwischen der Dämmschicht 3 und der Tragschale 1 ist ein mit Ortbeton ausfüllbarer Zwischenraum 4 belassen.
Die beiden Betonschalen 1, 2 sind miteinander über die Dämmschicht 3 durchsetzende Bolzen 5 aus glasfaserverstärktem Kunststoff, z.B. Polyamid, verbunden, wobei die Bolzen 5 mit ihren Enden in den Schalenbeton eingebettet und über die einander gegenüberliegenden Schalenflächen in einem Raster verteilt angeordnet sind, wie dies 5 erkennen lässt.
An einigen, in 5 beispielhaft gezeigten Stellen sind die Betonschalen 1, 2 miteinander zusätzlich über plattenförmige Stützelemente 6 verbunden. Das in dem Beispiel von 1 etwa rechteckige Stützelement 6 ist an einander gegenüberliegenden Endrändern 7 und 8 wie die Bolzen 3 in den Beton der Tragschale 1 bzw. der Vorsatzschale 2 eingegossen. Die betreffenden Endränder 7, 8 weisen jeweils zwei zahnartige Vorsprünge 9 auf, wobei jedem Vorsprung 9 an dem einen Endrand 7 ein solcher Vorsprung 9 an dem anderen Endrand 8 gegenüberliegt. Zwischen den beiden in die Tragschale 1 hineinragenden Vorsprüngen 9 ist in dem gezeigten Beispiel ein Bewehrungsstab eines in die Tragschale 1 eingebetteten Bewehrungsgitters 10 angeordnet.
Das in den 2 bis 4 gesondert in 2 halbseitig dargestellte Stützelement 6 weist beispielsweise Plattenabmessungen von 80 mm x 340 mm x 12 mm auf und ist zur Quermittelachse 11 etwa symmetrisch ausgebildet.
Wie die 2 bis 4 erkennen lassen, sind die beiden an jedem der Endränder 7 und 8 gebildeten Vorsprünge 9 jeweils etwa im oberen Hälftenbereich des Stützelements 6 angeordnet. In Richtung zur Plattennormalen sind sie dicker als die Platte des Stützelements 6 ausgebildet, so dass sie auf beiden Plattenseiten einen von der Plattenfläche vorstehenden Vorsprung 12 bzw. 13 bilden. Weitere Vorsprünge 14 und 15, sind jeweils in der Mitte zwischen den einander gegenüberliegenden Vorsprüngen 9 an den Endrändern 7, 8 gebildet. Zwischen den beiden gebildeten Reihen von jeweils drei Vorsprüngen ist auf jeder Plattenseite eine Reihe von quaderförmigen Ausnehmungen 16 bzw. 17 vorgesehen, wobei die Ausnehmungen 16, 17 in Draufsicht auf die Platte paarweise deckungsgleich sind.
In der den Vorsprüngen 9 abgewandten Hälftenseite des plattenförmigen Stützelements 6 sind auf beiden Plattenseiten Abschnitte 18 bzw. 19 mit einer dachartigen Randbegrenzung 20 gebildet, wobei die Abschnitte 18, 19 in Draufsicht auf die Plattenebene zueinander deckungsgleich sind.
In den Abschnitten 18, 19 sind in einem waffelartigen Muster unter Bildung zum Teil schräg zu den Plattenrändern verlaufender Stege 21 eine Vielzahl von Vertiefungen 22 gebildet.
Die Vertiefungen 22, wie auch die quaderförmigen Vertiefungen 16, 17 dienen im Wesentlichen der Meidung von Materialhäufungen.
Wie 5 zeigt, können z.B. zwei Stützelemente 6 und 6’ in einem Bereich am oberen Rand 23 des Wandbauelements angeordnet sein, ein Stützelement 6‘‘ liegt im gegenüberliegenden Randbereich in der Mitte. Die Plattenebenen der Stützelemente 6, 6’ erstrecken sich vertikal, diejenige des Stützelements 6’’ horizontal.
Wenn die Vorsatzschale gemäß Pfeil 24 (1) belastet wird, sorgen die Stützelemente 6, 6’ wirksam für eine Abtragung solcher Lasten. Bei Belastung in dazu senkrechter Richtung wird das Abstützelement 6’’ wirksam.
Den Stützelementen 6, 6’ und 6’’ entsprechende Stützelemente können zusätzlich in einem entsprechenden Bereich am unteren Rand des Wandbauelements vorgesehen sein.
In den folgenden Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselben Bezugszahl wie in den vorangehenden Figuren bezeichnet, wobei der betreffenden Bezugszahl der Buchstabe a und b beigefügt ist.
6 und 7 beziehen sich auf ein Wandbauelement aus zwei über Bolzen 5a und lattenartige Stützelemente 6a verbundene Betonschalen mit einem Zwischenraum zwischen den Betonschalen, der nicht zur Aufnahme von Ortbeton sondern ausschließlich zur Aufnahme von Dämmmaterial vorgesehen ist, das vor Ort eingeblasen wird.
Eine Trägschale 1a des Wandbauelements ist mit einem Betongurt 25 verbunden. Zur Verbindung des Betongurts 25 mit der Tragschale 1a dienen in den Beton eingegossene, gitterträgerartige Verbindungselemente 26 und 27. Beim Ausgießen der Tragschale 1a werden die von dem vorgefertigten Betongurt 25 vorstehenden Verbindungselemente 26 und 27 in den noch flüssigen Beton für die Tragschale 1a eingedrückt. Der auf diese Weise mit der Tragschale 1a verbundene Betongurt 25 bildet eine Versteifung der Tragschale, welche verhindert, dass die z.B. durch Deckenelemente belastete Tragschale zur Vorsatzschale hin einbeult.
8 zeigt ein Wandbauelement mit einer Tragschale 1b und einer Vorsatzschale 2b, die in geringem Abstand zu der Tragschale 1b angeordnet und mit der Tragschale 1b über Bolzen 5b sowie den Stützelementen 6, 6a entsprechende Stützelemente (nicht gezeigt) verbunden ist.
Sowohl die Betonschale 5b als auch die Stützelemente 6b durchsetzen jeweils einen Block 28 bzw. 29 aus weichem Dämmmaterial, der einen schmalen Zwischenraum 30 zwischen den Schalen 1b, 2b überbrückt und in die jeweilige Schale 1b bzw. 2b hineinragt. Bei Belastung der Schalen durch Schubkräfte werden dadurch an den Eintrittsstellen der Bolzen bzw. Stützelemente in dem Beton entstehende Hebelspannungen abgebaut und Betonabplatzungen verhindert. Vorteilhaft wird durch poröse Blöcke, die beim Betonieren der Schalen in den jeweiligen Beton eindringen, der Zwischenraum 30 zwischen den Schalen verringert.
9 zeigt Teile eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein Wandbauelement mit einer Tragschale 1c und einer Vorsatzschale 2c, wobei die Schalen 1c, 2c miteinander unter anderem über ein Kunststoff-Stützelement 6c verbunden sind. Abweichend von den vorangehenden Ausführungsbeispielen ist neben dem Kunststoff-Stützelement 6c ein schräg zu den Schalenebenen vorlaufendes Zugelement 31 vorgesehen, das in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit zwei zueinander parallelen, bei 38 miteinander bügelartig verbundenen Stäben 32 ausgebildet ist und aus Edelstahl besteht. An freien Enden sind die Stäbe 32 abgebogen und in den Abbiegungen jeweils mit einem kurzen Verbindungsstab 33 verschweißt. Die Abbiegungen mit dem Verbindungsstab 33 sind in den Beton der Tragschale 1c eingebettet. Die bügelartige Verbindung 38 am anderen Ende der Stäbe 32 ragt in den Beton der Vorsatzschale 1c hinein und umschlingt eine mit dem Stützelement 6c verbundene, zwei Stäbe 34 umfassende Bewehrung, die bei 39 mit dem Stützelement 6c verbunden ist.
Das Stützelement 6c, das Zugelement 32 und die Bewehrung 34 bilden eine Baueinheit zusammen mit einem Dämmblock 35, der aus Dämmmaterialschichten aufgebaut und mit dem Stützelement 6c verklebt ist. Die Dämmmaterialschichten bestehen in dem betreffenden Beispiel aus druckfesten Mineralwolleplatten. In dem Dämmblock 35 sind auf einander gegenüberliegenden Seiten Rillen 36 für die Aufnahme der beiden Stäbe 32 des Zugelements 31 gebildet. Bei 37 sind die Rillen 36 verbreitert und abgedeckt. Die Verbreiterung ist erforderlich, um darin von dem Stützelement 6c vorstehende, in 9 nicht sichtbare Führungsstege aufzunehmen, zwischen denen die Stäbe 32 jeweils geführt sind.
Das Zugelement 31, das abweichend vom beschriebenen Beispiel z.B. auch aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt sein könnte, entlastet das Stützelement 6c.
Vor allem erhöht das Zugelement 31 aus Edelstahl den Feuerwiderstand des Wandbauelements, das im Brandfall länger als das Stützelement 6c standhält. Zur Erhöhung des Feuerwiderstandes trägt auch der Dämmblock 35 aus druckfesten Mineralwolleplatten bei. Ebenso tritt durch die Bewehrung 34 eine Entlastung ein, die Bewehrung 34 verhindert vor allem ein Abplatzen von Beton aus der Vorsatzschale 2c.
Geringe Querschnittsabmessungen des Zugelements 31 können die vorteilhaft geringe Wärmeleitung durch das Stützelement 6 nicht wesentlich beeinträchtigen.
10 zeigt ein Kunststoff-Stützelement 6d mit Führungsstegen 40 für Stäbe 32d eines dem Zugelement 31 entsprechenden Zugelementes. Eine bügelartige Verbindung 38d der Stäbe 32d greift in eine an dem Stützelement 6d gebildete Kerbe 41 ein.
Ein der Bewehrung 34 entsprechender Bewehrungsstab 34d ist mit einer Abbiegung 42 durch eine an das Stützelement 6d angeformte Öse 43 geführt. Ein mit dem Bewehrungsstab 34d verschweißter Querstab 44 greift in einen mit dem Stützelement 6d verbundenen Verhakungssitz 45 ein.
Gemäß 11 sind für ein Zugelement mit Stäben 32e Führungsanschläge durch Querstäbe 46 und 47 gebildet. Die gerödelten Querstäbe 46, 47 werden in entsprechenden Querbohrungen in einem Stützelement 6e bzw. Dämmblock 35e gehalten. Das Kunststoff-Stützelement 6e weist ferner Bohrungen für die Durchführung eines vertikalen Bewehrungsstabes 34e auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005041082 A1 [0002]

Claims

Wandbauelement mit zueinander parallel im Abstand angeordneten Betonschalen (1, 2) und die Betonschalen (1, 2) verbindenden, mit ihren Enden in den Schalenbeton eingebetteten Bolzen (5) aus Kunststoff, die über die einander gegenüberliegenden Schalenflächen verteilt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonschalen (1, 2) ferner über plattenförmige, an einander gegenüberliegenden Plattenrändern (7, 8) in den Schalenbeton eingebettete Stützelemente (6) aus Kunststoff verbunden sind.
Wandbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Plattenrändern (7, 8) zahnartige Vorsprünge (9) gebildet sind, vorzugsweise zwei Vorsprünge an jedem Plattenrand (7, 8).
Wandbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (6) als Grundform eine Rechteckform aufweist, und vorzugsweise symmetrisch zu einer Mittelachse (11) ausgebildet ist.
Wandbauelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (9) einander gegenüberliegend innerhalb einer Hälfte des Stützelements (6) gebildet sind.
Wandbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (9) gegenüber der Plattendicke aufgeweitet sind und vorzugsweise in von den Plattenflächen vorstehende Vorsprünge (12, 13) übergehen.
Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Stützelemente (6, 6’) in einem Randbereich (21) des Wandbauelements angeordnet sind.
Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Stützelemente (6, 6’, 6’’) mit vertikaler und horizontaler Ausrichtung der Plattenebene vorgesehen sind.
Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandbauelement zur Errichtung von Wänden ohne Ortbetonfüllung zwischen den Betonschalen (1a, 1b) vorgesehen ist und wenigstens eine der Betonschalen (1a, 1b) mit mindestens einem verstärkenden Betongurt (25) verbunden ist.
Wandbauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurt (25) oder/und in den Gurt (25) eingegossene Verbindungselemente (26, 27) in den Schalenbeton der betreffenden Betonschale (1a) eingegossen ist bzw. sind.
Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandbauelement mit geringstmöglichem Zwischenraum (30) zwischen den Betonschalen (1b, 2b) hergestellt ist und die Bolzen (5b) sowie Stützelemente (6b) die Betonschalen (1b, 2b) unter Durchquerung eines betonfreien Raums zwischen den Betonschalen (1b, 2b) verbinden.
Wandbauelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der betonfreie Raum durch einen Block (26, 27) aus weichem Material, insbesondere porösem Dämmmaterial, ausgefüllt ist.
Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Stützelemente (6) im mit Ortbeton ausfüllbaren Zwischenraum (4) enden.
Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (6d) Einrichtungen (40, 41; 43, 45) zur Verbindung mit Strangelementen (32d, 34d) aufweist.
Wandbauelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtungen (40, 41; 43, 45) vorstehende Stege zur Führung oder/und Öffnungen (43) zur Durchführung eines Strangelements (32d, 34d) umfassen.
Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (6c) mit einem Aufnahmen (36, 37) für Strangelemente (32) aufweisenden Dämmblock (35) verbunden ist.