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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wandbauelement.
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Bei mehrschaligen gedämmten Wandbauelementen aus Stahlbeton mit selbsttragender Vorsatz- bzw. Wetterschale ist die Aufnahme der Drucknormalkräfte in den horizontal eingesetzten GFK-Verbindungseinrichtungen weitgehend vom Durchmesser der Verbindungseinrichtung abhängig. Mit steigendem Durchmesser werden die Flexibilität und das Biegeverhalten der Verbindungseinrichtung beeinträchtigt, so dass die sichere Eigenlastabtragung der Vorsatzschalen nicht gegeben ist. Hinzu kommt, dass auf Grund fehlender Kennwerte zum Langzeitkriechverhalten des GFK-Materials keine bzw. nicht ausreichende Kenntnisse zum Dauerhaftigkeitsverhalten für einen größeren Zeitraum vorliegen.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Wandbauelement anzugeben, bei dem die Risiken im Dauerhaftigkeitsverhalten des Wandbauelements minimiert oder sogar ausgeschlossen werden können.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Wandbauelement, vorzugsweise Hohlwand oder Sandwichwand mit zwei beabstandeten Wandelementen, vorzugsweise aus Beton von denen das eine als Vorsatzschale oder Vorsatzschicht und das andere als Tragschale oder Tragschicht ausgebildet ist und zwischen denen Verbindungseinrichtungen zur Aufnahme von Zugkräften und Druckkräften angeordnet sind, wobei die Verbindungseinrichtung zur Aufnahme von Druckkräften zusätzlich eine Druckaufnahmerichtung zum zumindest mittelbaren Ableiten der Druckkräfte an die beiden Wandelemente aufweist.
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Diese Lösung hat den Vorteil, dass die Verbindungseinrichtung zur Aufnahme von Druckkräften durch die Druckaufnahmeeinrichtung druckentlastet ist und keine Biegebeanspruchung erfährt, die das Langzeitkriechverhalten der Verbindungseinrichtung, insbesondere eines Glasfaserstabes beeinträchtigt. Somit kann eine sichere Lastaufnahme von Drucknormalkräften gewährleistet werden. Weiterhin können Risiken im Dauerhaftigkeitsverhalten des Wandbauelementes minimiert oder sogar ausgeschlossen werden.
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Zum Vorteil kann es sein, wenn die Verbindungseinrichtungen länglich, vorzugsweise stabförmig ausgebildet sind und/oder aus Kunststoff, vorzugsweise aus GFK bestehen und/oder zumindest abschnittsweise kunststoffummantelt sind. Dadurch kann die Herstellung der Verbindungseinrichtungen vereinfacht und die Korrosionsbeständigkeit erhöht werden. Zudem kann durch die Verwendung derartiger Verbindungseinrichtungen die Wärmeleitfähigkeit des Wandbauelements verringert werden.
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In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung kann die Druckaufnahmeeinrichtung, vorzugsweise eine Druckhülse sein und/oder zumindest abschnittsweise aus einem dünnwandigen drucksteifen Material, vorzugsweise vollständig aus einem korrosionsbeständigen dünnwandigen Stahlrohr, Keramik, Glas oder faserverstärkten Kunststoff, bestehen. Auf diese Weise kann die Sicherheit bei der Lastaufnahme von Drucknormalkräften noch weiter erhöht werden.
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Wenn die Druckaufnahmeeinrichtung auf die Verbindungseinrichtung zur Aufnahme von Druckkräften aufschiebbar ist, kann die Montage noch weiter vereinfacht werden.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn die Verbindungseinrichtung zur Aufnahme von Druckkräften eine Manschette aufweist, auf die die Druckaufnahmeeinrichtung zumindest abschnittsweise aufschiebbar ist und/oder die Druckaufnahmeeinrichtung mit Hilfe der Manschette auf der Verbindungseinrichtung zur Aufnahme von Druckkräften geführt wird, vorzugsweise fixierbar ist. Auf diese Weise kann die Druckaufnahmeeinrichtung noch leichter auf der Verbindungseinrichtung zur Aufnahme von Druckkräften fixiert werden und die Sicherheit bei der Lastaufnahme von Drucknormalkräften noch weiter erhöht werden.
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Auch kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn die Manschette zumindest abschnittsweise aus einem Kunststoff besteht. Dadurch kann die Korrosionsbeständigkeit noch weiter erhöht werden.
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Günstig kann es auch sein, wenn ein Hohlraum zwischen den beiden Wandelementen mit einem Verfüllmaterial, vorzugsweise Ortbeton und/oder einem Dämmmaterial, vorzugsweise Wärmedämmmaterial, verfüllbar ist. Dadurch kann die Festigkeit des Wandbauelements und/oder die Wärmedämmung des Wandbauelements noch weiter erhöht werden.
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In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung kann die Verbindungseinrichtung zur Aufnahme von Druckkräften an zumindest einem Endabschnitt, vorzugsweise an beiden Endabschnitten einen größeren Durchmesser aufweisen als in einem mittleren Abschnitt. Auf diese Weise kann die Verbindungseinrichtung zur Aufnahme von Druckkräften noch besser in einem Wandelement verankert werden.
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Außerdem kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn der Innendurchmesser der Manschette und/oder der Druckaufnahmeeinrichtung größer ist als der Durchmesser an dem Endabschnitt der Verbindungseinrichtung zur Aufnahme von Druckkräften. Auf diese Weise können die Manschette und/oder die Druckaufnahmeeinrichtung noch leichter auf die Verbindungseinrichtung zur Aufnahme von Druckkräften aufgebracht werden.
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Es kann auch von Vorteil sein, wenn zwischen zwei im Wesentlichen horizontal angeordneten Verbindungseinrichtungen eine Verbindungseinrichtung schräg dazu angeordnet ist, so dass die Verbindungseinrichtungen in einer Schnittansicht z-förmig angeordnet sind. Mit einer derartigen Konstruktion kann die Stabilität des Wandbauelements noch weiter erhöht werden.
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In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung kann die Druckaufnahmeeinrichtung zwischen der Vorsatzschicht und der Tragschicht oder zwischen der Vorsatzschale und einer Ortbetonschicht, die sich zwischen der Vorsatzschale und der Tragschale befindet, angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Sicherheit bei der Lastaufnahme von Drucknormalkräften noch weiter erhöht werden. Weiterhin können Risiken im Dauerhaftigkeitsverhalten des Wandbauelements noch weiter minimiert werden.
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Außerdem kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn die Druckaufnahmeeinrichtung die Dicke des Dämmmaterials, das zwischen den beiden Wandelementen angeordnet ist, überbrückt und die anstehende Drucknormalkraft im Bereich der horizontalen Verbindungseinrichtung zur Aufnahme von Druckkräften aufnimmt. Mit einer derartigen Konstruktion kann die Sicherheit bei der Lastaufnahme von Drucknormalkräften noch weiter erhöht werden. Zudem können die Risiken im Dauerhaftigkeitsverhalten des Wandbauelements noch weiter verringert werden.
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Es kann auch von Vorteil sein, wenn die Druckaufnahmeeinrichtung länger als die Dicke des Dämmmaterials ist und/oder sich die Druckaufnahmeeinrichtung mit einer Abstützeinrichtung zumindest an einem Wandelement oder dem Verfüllmaterial abstützt. Dadurch kann die Sicherheit bei der Lastaufnahme von Drucknormalkräften noch weiter erhöht werden.
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Wenn das Dämmmaterial und die Druckaufnahmeeinrichtung mit der Manschette fixiert werden, kann die Montage noch weiter vereinfacht werden.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn das Dämmmaterial zwischen der Vorsatzschicht und der Tragschicht oder zwischen der Vorsatzschale und dem Verfüllmaterial angeordnet ist, da auf diese Weise die Wärmedämmung noch weiter erhöht werden kann.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert.
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Diese Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wandbauelements, bei dem das Wandbauelement als Sandwichwand ausgebildet ist;
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2 eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts A aus der 1;
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3 eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts B der 1; und
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4 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wandbauelements, bei dem das Wandbauelement als Hohlwand ausgebildet ist.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Wandbauelements 1, das als eine Sandwichwand 1 ausgebildet ist. Das in der 1 dargestellte Wandbauelement 1 weist zwei Wandelemente 2, 3 auf, von denen das eine als Vorsatzschicht 2 und das andere als Tragschicht 3 ausgebildet ist. In der 1 ist die Vorsatzschicht 2 dünner als die Tragschicht 3. Das dargestellte Verhältnis zwischen der Vorsatzschicht 2 und der Tragschicht 3 ist als nur beispielhaft anzusehen. Die Dicke der Vorsatzschicht 2 und der Tragschicht 3 können je nach den Gegebenheiten variiert werden. Zwischen der Vorsatzschicht 2 und der Tragschicht 3 ist ein Dämmmaterial 4, das zur Wärmedämmung und/oder Schalldämmung dient, angeordnet. Die beiden Wandelemente 2, 3 bestehen vorzugsweise aus Beton. Es ist allerdings auch jeder andere geeignete Baustoff oder eine geeignete Kombination von Baustoffen denkbar. Zwischen den beiden Wandelementen 2, 3 sind Verbindungseinrichtungen 5, 6, 7 zur Aufnahme von Zugkräften und Druckkräften angeordnet. Die Verbindungseinrichtung 5, die sich im Wesentlichen horizontal im Wandbauelement erstreckt, dient der Aufnahme von Zugkräften, ebenso wie die Verbindungseinrichtung 6, die schräg in der Wand verläuft. Die Verbindungseinrichtung 7 dient zur Aufnahme von Druckkräften. Diese Verbindungseinrichtung 7 ist unterhalb der Verbindungseinrichtungen 5, 6 zur Aufnahme von Zugkräften angeordnet und verläuft im Wesentlichen horizontal im Wandbauelement 1. Die Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften weist zusätzlich eine Druckaufnahmeeinrichtung 8 auf zum mittelbaren und unmittelbaren Ableiten der Druckkräfte, insbesondere der Drucknormalkräfte an die beiden Wandelemente 2, 3. Eine nur mittelbare Ableitung der Druckkräfte wäre auch ausreichend. Somit sind zwischen zwei im Wesentlichen horizontal angeordneten Verbindungseinrichtungen 5, 7 eine Verbindungseinrichtung 6 schräg dazu angeordnet, so dass die Verbindungseinrichtungen 5, 6, 7 in einer Schnittansicht z-förmig angeordnet sind. Eine derartige Anordnung der Verbindungseinrichtungen 5, 6, 7 hat sich als vorteilhaft erwiesen. Jedoch ist diese Anordnung der Verbindungseinrichtungen 5, 6, 7 nicht bindend und kann an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden. Auch die Anzahl der Verbindungseinrichtungen 5, 6, 7 kann gemäß den Anforderungen variieren.
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Die Verbindungseinrichtungen 5, 6, 7 gemäß der Ausführungsform sind stabförmig ausgebildet und bestehen aus GFK. Eine derartige Ausgestaltung hat sich als günstig erwiesen. Jedoch können die Verbindungseinrichtungen 5, 6, 7 an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden. Es ist z. B. möglich, die Verbindungseinrichtungen 5, 6, 7 zumindest abschnittsweise mit Kunststoff zu ummanteln.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Druckaufnahmeeinrichtung 8 eine Druckhülse 8 und besteht aus einem dünnwandigen Druckstreifenmaterial, wie einem korrosionsbeständigen dünnwandigen Stahlrohr. Es eignen sich auch andere Materialien, wie z. B. Keramik, Glas oder faserverstärkter Kunststoff.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Druckaufnahmeeinrichtung 8 zwischen der Vorsatzschicht 2 und der Tragschicht 3 angeordnet, wobei die Druckaufnahmeeinrichtung 8 die Dicke D des Dämmmaterials 4, das zwischen den beiden Wandelementen 2, 3, d. h. zwischen der Vorsatzschicht 2 und der Tragschicht 3 angeordnet ist, überbrückt und die anstehende Drucknormalkraft im Bereich der horizontalen Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften aufnimmt.
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Die Druckaufnahmeeinrichtung 8 ist auf die Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften aufschiebbar. Weiterhin weist die Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften eine Manschette 9 auf.
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Die 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Ausschnittes A der 1. In dieser Figur ist die Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften dargestellt, auf die die Manschette 9 aufgeschoben ist. Mit Hilfe dieser Manschette 9 wird die Druckaufnahmeeinrichtung 8 auf der Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften geführt und fixiert. Zudem wird auch das Dämmmaterial 4 fixiert. Die Manschette 9 besteht zumindest abschnittsweise aus einem Kunststoff.
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Somit ist die Manschette 9 auf die Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften aufgeschoben und die Druckaufnahmeeinrichtung 8 ist auf die Manschette 9 aufgeschoben.
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Weiterhin ist in der 2 eine Abstützeinrichtung 12 dargestellt, mit der sich die Druckaufnahmeeinrichtung 8 an dem Wandelement 3, d. h. in diesem Ausführungsbeispiel an der Tragschicht 3 abstützt. Die Abstützeinrichtung 12 ist in das Wandelement 3 eingegossen. Im Ausführungsbeispiel ist die Abstützeinrichtung 12 scheibenartig gestaltet und hat einen größeren Durchmesser als die Druckaufnahmeeinrichtung. Die Gestaltung der Abstützeinrichtung ist nur als beispielhaft anzusehen und kann an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden.
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Zudem zeigt die 2 die Verankerung des Endabschnittes 10 der Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften im Wandelement 3.
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Wie insbesondere aus der 1 hervorgeht, ist die Druckaufnahmeeinrichtung 8 länger als eine Dicke D des Dämmmaterials 4. Somit überbrückt die Druckaufnahmeeinrichtung 8 die Dicke D des Dämmmaterials 4, das zwischen den beiden Wandelementen 2, 3 angeordnet ist und nimmt die anstehende Drucknormalkraft im Bereich der horizontalen Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften auf.
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Die 3 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts B der 1 und zeigt die Verankerung der Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften im Wandelement 2. Weiterhin ist die Druckaufnahmeeinrichtung 8, die sich auf der Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften befindet, dargestellt.
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Wie aus den 1 bis 3 ersichtlich, weist die Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften an beiden Endabschnitten 10, 11 einen größeren Durchmesser auf als in einem mittleren Abschnitt. Auf diese Weise ist eine sichere Verankerung der Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften in den beiden Wandelementen 2, 3 möglich. Je nach den Gegebenheiten kann es auch ausreichend sein, dass nur ein Endabschnitt 10, 11 der Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften einen größeren Durchmesser aufweist als ein mittlerer Abschnitt davon.
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Weiterhin ist der Innendurchmesser der Manschette 9 und der Innendurchmesser der Druckaufnahmeeinrichtung 8 größer als der Durchmesser an dem Endabschnitt 10, 11 der Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften, so dass die Manschette 9 und die Druckaufnahmeeinrichtung 8 leicht auf die Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften aufgeschoben werden kann.
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Wie aus der 1 ersichtlich, weisen auch die Verbindungseinrichtungen 5, 6 zur Aufnahme von Zugkräften in der vorliegenden Ausführungsform an beiden Endabschnitten einen größeren Durchmesser auf als in einem mittleren Abschnitt.
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Dadurch ist auch eine sichere Verankerung dieser Verbindungseinrichtungen 5, 6 zur Aufnahme von Zugkräften in den Wandelementen 2, 3 möglich. Jedoch kann die Gestaltung der Verbindungseinrichtungen 5, 6 zur Aufnahme von Zugkräften und insbesondere die Gestaltung deren Endabschnitte den Gegebenheiten angepasst werden.
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Im nachfolgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wandbauelements beschrieben. Bei dem Wandbauelement gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Hohlwand 1a. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird nur auf die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel eingegangen.
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Die Hohlwand 1a weist zwei beabstandete Wandelemente 2a, 3a auf, von denen das eine als selbsttragende Vorsatzschale 2a bzw. Wetterschale 2a und das andere als Tragschale 3a ausgebildet ist. Zwischen den beiden Wandelementen 2a, 3a, d. h. zwischen der Vorsatzschale 2a und der Tragschale 3a befindet sich ein Hohlraum 13, der mit einem Verfüllmaterial 14, wie z. B. Ortbeton 14 verfüllbar ist. Zudem befindet sich auf der Rückseite der Vorsatzschale 2a das Dämmmaterial 4. Somit wird das Verfüllmaterial 14 zwischen dem Dämmmaterial 4 und der Tragschale 3a eingefüllt.
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Das Dämmmaterial 4 ist also in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Vorsatzschale 2a und der Ortbetonschicht 14 angeordnet. Die Abstützeinrichtung 12 wird in die Ortbetonschicht 14 eingegossen.
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Die Druckaufnahmeeinrichtung 8 ist zwischen der Vorsatzschale 2a und der Ortbetonschicht 14 derart angeordnet, dass die Druckaufnahmeeinrichtung 8 die Dicke D des Dämmmaterials 4 überbrückt und die anstehende Drucknormalkraft im Bereich der horizontalen Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften aufnimmt. Weiterhin leitet die Druckaufnahmeeinrichtung 8 die Druckkräfte mittelbar und unmittelbar an die Vorsatzschale 2a und die Tragschale 3a ab. Eine nur mittelbare Ableitung der Druckkräfte wäre auch ausreichend.
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Wie aus den 1 und 4 ersichtlich sind in den beiden Ausführungsbeispielen die beiden horizontal angeordneten Verbindungseinrichtungen 5 und 7 im Wesentlichen gleich lang. Die zu den Verbindungseinrichtungen 5, 7 schräg dazu angeordnete Verbindungseinrichtung 6 ist länger. Die Dicke der Wandelemente 2, 2a, 3, 3a, der Ortbetonschicht 14 sowie des Dämmmaterials 4 kann an die jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden. Üblicherweise ist die Vorsatzschicht 2 oder die Vorsatzschale 2a dünner als die Tragschicht 3 oder die Tragschale 3a. Weiterhin ist üblicherweise das Dämmmaterial 4 dicker als die Vorsatzschicht 2 oder die Vorsatzschale 2a. Die vorliegenden Ausführungsbeispiele ist die Tragschicht 3 bzw. die Tragschale 3a und die Ortbetonschicht 14 dicker als das Dämmmaterial 4 und die Vorsatzschicht 2 oder das Dämmmaterial 4 und die Vorsatzschale 2a. Diese Verhältnisse sind jedoch nur als beispielhaft anzusehen und können je nach den Gegebenheiten verändert werden.
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Die Länge der Manschette 9 beträgt in den beiden Ausführungsbeispielen etwa ein Drittel der Länge der Druckaufnahmeeinrichtung 8. Dieser Wert ist nur als beispielhaft anzusehen und kann gemäß den Gegebenheiten variiert werden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Wandbauelement kann eine sichere Lastaufnahme von Drucknormalkräften gewährleistet werden. Weiterhin können Risiken im Dauerhaftigkeitsverhalten des erfindungsgemäßen Wandbauelements zumindest stark minimiert werden oder sogar ausgeschlossen werden.
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Darüberhinaus wird durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Verbindungseinrichtung 7 zur Aufnahme von Druckkräften und der Druckaufnahmeeinrichtung 8 die Wärmeleitfähigkeit minimiert bei gleichzeitiger sicherer Lastaufnahme von Drucknormalkräften.
