DE102019000124A1 - Reinforced concrete structure - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Betonbauwerk (1) mit einem Betonbauteil (2), mit einer Ankerschiene (3) oder einem Dübelelement (3'), wobei die Ankerschiene (3) oder das Dübelelement (3') zumindest ein akustisches Entkopplungselement (8) trägt, wobei das Entkopplungselement (8) ein Anbauteil (9) trägt, wobei das Entkopplungselement (8) zumindest zwei Dämmschichten (10, 11), eine Halteplatte (12a), sowie zwei Deckelemente (12b, 12c) aufweist, wobei die Dämmschichten (10, 11) und die Halteplatte (12a) abwechselnd gestapelt angeordnet und von den Deckelementen (12b, 12c) außenseitig der freien Hauptflächen der Dämmschichten (10, 11) abgeschlossen sind, wobei das Entkopplungselement (8) auf dem Betonbauteil (2) anliegt oder in Abstand angeordnet ist, wobei ein Befestigungselement (15) vorgesehen ist, die beiden Deckelemente (12b, 12c) gegeneinander verspannt, hierbei die Dämmschichten (10, 11) orthogonal zu ihren Hauptflächen definiert komprimierend, und wobei ein Distanzelement (15a) angeordnet ist, dessen Maß der Längserstreckung zwischen den beiden Deckelementen (12b, 12c) die Kompression der Dämmschichten (10, 11) definiert.The invention relates to a concrete structure (1) with a concrete component (2), with an anchor rail (3) or a dowel element (3 '), the anchor rail (3) or the dowel element (3') carrying at least one acoustic decoupling element (8) , The decoupling element (8) carries an add-on part (9), the decoupling element (8) having at least two insulating layers (10, 11), a holding plate (12a), and two cover elements (12b, 12c), the insulating layers (10 , 11) and the holding plate (12a) are arranged alternately stacked and are closed off by the cover elements (12b, 12c) on the outside of the free main surfaces of the insulating layers (10, 11), the decoupling element (8) resting on the concrete component (2) or in Distance is arranged, a fastening element (15) being provided, bracing the two cover elements (12b, 12c) against one another, compressing the insulation layers (10, 11) in a defined manner orthogonal to their main surfaces, and arranging a spacer element (15a) t is the dimension of the longitudinal extent between the two cover elements (12b, 12c) that defines the compression of the insulation layers (10, 11).
Description
Gebiet der ErfindungField of the Invention
Die Erfindung betrifft ein Betonbauwerk mit einem Betonbauteil, wobei in das Betonbauteil zumindest eine Ankerschiene eingebaut ist, welche im Wesentlichen C-förmig mit einem Ankerschienenboden und zwei Ankerschienenschenkeln ausgebildet ist, wobei die freien Enden der Ankerschienenschenkel einen Ankerschienenschlitz bilden, oder wobei in das Betonbauteil zumindest ein Dübelelement eingebaut ist, wobei die Ankerschiene oder das Dübelelement zumindest ein akustisches Entkopplungselement trägt, und wobei das Entkopplungselement ein Anbauteil trägt, wobei das Entkopplungselement zumindest zwei Dämmschichten aus einem elastisch verformbaren organischen Polymer und zumindest eine das Anbauteil tragende Halteplatte aus einem Metallwerkstoff sowie zwei auf den einander gegenüber liegenden Seiten des Entkopplungselements angeordnete Deckelemente aufweist, wobei die Dämmschichten und die Halteplatte abwechselnd gestapelt angeordnet und von den Deckelementen außenseitig der freien Hauptflächen der Dämmschichten abgeschlossen sind, wobei das Entkopplungselement mit einem ersten Deckelement auf dem Betonbauteil über den Ankerschienenschenkeln oder über dem Dübelelement anliegt oder in parallelem Abstand zu den Ankerschienenschenkeln oder dem Dübelelement angeordnet ist, wobei das Entkopplungselement mit der Ankerschiene oder dem Dübelelement dadurch verbunden ist, dass zumindest ein Befestigungselement vorgesehen ist, welches das Entkopplungselement in orthogonaler Richtung zu den Dämmschichten, der Halteplatte und der Abdeckelemente durchgreift, mit dem einen Ende in der Ankerschiene oder in dem Dübelelement befestigt ist, und an dem anderen Ende mit einem außenseitig eines zweiten Deckelements angeordneten Spannelement die beiden Deckelemente gegeneinander verspannt, hierbei die Dämmschichten orthogonal zu ihren Hauptflächen komprimierend.The invention relates to a concrete structure with a concrete component, wherein at least one anchor rail is built into the concrete component, which is essentially C-shaped with an anchor rail base and two anchor rail legs, the free ends of the anchor rail legs forming an anchor rail slot, or at least in the concrete component a dowel element is installed, the anchor rail or the dowel element carrying at least one acoustic decoupling element, and the decoupling element carrying an add-on part, the decoupling element having at least two insulating layers made of an elastically deformable organic polymer and at least one holding plate made of a metal material carrying the add-on part and two the mutually opposite sides of the decoupling element arranged cover elements, the insulating layers and the holding plate alternately stacked and from the cover elements outside the free main surfaces d he insulation layers are completed, wherein the decoupling element rests with a first cover element on the concrete component above the anchor rail legs or above the dowel element or is arranged at a parallel distance from the anchor rail legs or the dowel element, the decoupling element being connected to the anchor rail or dowel element in that at least one fastening element is provided which extends through the decoupling element in the orthogonal direction to the insulation layers, the holding plate and the cover elements, with one end being fastened in the anchor rail or in the dowel element, and at the other end with a tensioning element arranged on the outside of a second cover element the two cover elements braced against each other, compressing the insulation layers orthogonal to their main surfaces.
Stand der Technik und Hintergrund der ErfindungState of the art and background of the invention
Über Ankerschienen angebrachte Anbauteile an Stahlbetonbauteilen können mechanischen Schwingungen und Körperschall ausgesetzt sein, beispielsweise im Falle von Anbauteilen zur Befestigung von Aufzugsführungsschienen, bei welchen der fahrende Aufzug Schall aus verschiedensten Quellen erzeugt, bis hin zu Geräuschen sich öffnender oder schließender Türen selbst bei stehendem Aufzug. Dieser Schall wird über Befestigungselemente das Betonteil insgesamt übertragen und pflanzt sich insbesondere als Körperschall in dem Betonbauwerk fort. Dies stört aus offensichtlichen Gründen.Add-on parts attached to reinforced concrete components via anchor channels can be exposed to mechanical vibrations and structure-borne noise, for example in the case of add-on parts for attaching elevator guide rails, in which the moving elevator generates sound from a wide variety of sources, up to the sound of opening or closing doors even when the elevator is stationary. This sound is transmitted as a whole via fastening elements and propagates in particular as structure-borne noise in the concrete structure. This is annoying for obvious reasons.
Aus dem Stand der Technik sind diverse Technologien der Entkoppelung von Körperschall bekannt. Lediglich beispielsweise wird hierzu auf die Literaturstellen
Aus der Literaturstelle
Gemeinsam dem Stand der Technik ist, dass bei der Montage sich nur schwer definierte und vorgegebene Kompressionen der Dämmschichten und so definierte Schallentkopplungseigenschaften ergeben. Die Ergebnisse hängen im Kern von der individuellen Montage durch Personen und den von diesen Personen auf Befestigungselemente aufgebrachte Befestigungskräfte, wie beispielsweise Drehmoment, ab.Common to the state of the art is that the assembly of the insulation layers and the defined sound decoupling properties are difficult to define. The results essentially depend on the individual assembly by persons and the fastening forces, such as torque, applied by these persons to fastening elements.
Technisches Problem der ErfindungTechnical problem of the invention
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Betonbauwerk anzugeben, bei welchem ein Anbauteil von einem Betonbauteil schalltechnisch entkoppelt ist, zumindest aber die Übertragung von Körperschall reduziert ist, wobei der Aufbau einfach und bei Bedarf auch eine Reparatur durch Austausch von Entkoppelungselementen einfach möglich ist. Zudem soll die Reduktion der Übertragung von Körperschall verbessert werden. Insbesondere sollen die schalltechnischen Eigenschaften vorgegeben und definiert erreichbar sein, unabhängig von unterschiedlichen Arbeitsweisen von Montagepersonal.The invention is therefore based on the technical problem of specifying a concrete structure in which an add-on part is acoustically decoupled from a concrete component, but at least the transmission of structure-borne noise is reduced, the structure being simple and, if necessary, also simple to repair by exchanging decoupling elements . In addition, the reduction in the transmission of structure-borne noise should be improved. In particular, the acoustic properties should be predefined and defined, regardless of the different working methods of assembly personnel.
Grundzüge der Erfindung sowie bevorzugte AusführungsformenBasics of the invention and preferred embodiments
Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung den Gegenstand des Anspruchs 1.To solve this technical problem, the invention teaches the subject matter of claim 1.
Die Erfindung weist als Vorteil auf, dass eine optimale Schallentkoppelung in Bezug auf Körperschall erreicht werden kann. Zudem kann ein solches Entkoppelungselement auf einfache Weise nach Maßgabe der Schallintensität und der Frequenzen für konkrete Anwendungsfälle dimensioniert werden, nämlich indem die Dämmschichten und die Halteplatten hinsichtlich der Dimensionen sowie durch Auswahl des Polymers ausgewählt und eingerichtet werden, so dass eine optimale Absorption von Körperschall erfolgt.The invention has the advantage that optimal sound decoupling can be achieved in relation to structure-borne noise. In addition, such a decoupling element can be implemented in a simple manner be dimensioned in accordance with the sound intensity and the frequencies for specific applications, namely by selecting and setting up the insulation layers and the holding plates with regard to the dimensions and by selecting the polymer, so that optimum absorption of structure-borne noise takes place.
Die Erfindung bietet insbesondere auch die Möglichkeit, nachträglich erfindungsgemäße Entkopplungselemente nach der Fertigstellung des Rohbaus oder nach Anbau des Anbauteils zu ergänzen. Daher ist die Erfindung für Sanierungsfälle von alten Beton- bzw. Stahlbetonbauwerken ebenfalls geeignet, auch wenn erfindungsgemäße Entkopplungselemente ursprünglich nicht geplant waren.In particular, the invention also offers the possibility of retrofitting decoupling elements according to the invention after the completion of the bodyshell or after the attachment has been attached. The invention is therefore also suitable for renovation cases of old concrete or reinforced concrete structures, even if decoupling elements according to the invention were not originally planned.
Der Hauptvorteil der Erfindung besteht jedoch darin, dass die schalltechnischen Eigenschaften des Entkopplungselements nicht nur vorgegeben und definiert sein können, sondern dass die definierten Eigenschaften auch unabhängig von Verfahrensweisen bei der Montage reproduzierbar eingehalten werden.The main advantage of the invention, however, is that the acoustic properties of the decoupling element can not only be predetermined and defined, but that the defined properties are also reproducibly maintained, regardless of the assembly procedures.
Die schalltechnischen Eigenschaften werden dabei von den Materialeigenschaften der Dämmschichten, und darauf abgestimmt, die definierte Kompression der Dämmschichten in Richtung orthogonal zu den Dämmschichten bestimmt. Die Kompression wiederum ergibt sich aus der Differenz der Summe der Dicken der Dämmschichten plus der Dicke der Halteplatte zu der freien Länge des Distanzelements zwischen den Deckelementen. Jede Dämmschicht wird dann (bei gleichen Materialeigenschaften) um die Hälfte dieser Differenz komprimiert. Bei Dämmschichten unterschiedlicher Materialeigenschaften hängt die Verteilung der Kompression verschiedener Schichten dann vom Verhältnis der Elastizitätsmodule der verschiedenen Dämmschichten ab. Insgesamt lassen sich so durch die Wahl der Materialien der Dämmschichten in Verbindung mit deren Dicke in Abstimmung mit der Länge der Distanzelemente die schaltechnischen Eigenschaften, beispielsweise auch Resonanzfrequenzen steuern und einstellen. Und zwar ohne dass dies bei einer Montage vor Ort überprüft werden muss.The acoustic properties are determined by the material properties of the insulation layers and are coordinated with the defined compression of the insulation layers in the direction orthogonal to the insulation layers. The compression in turn results from the difference between the sum of the thicknesses of the insulation layers plus the thickness of the holding plate and the free length of the spacer element between the cover elements. Each insulation layer is then compressed (with the same material properties) by half this difference. In the case of insulation layers of different material properties, the distribution of the compression of different layers then depends on the ratio of the elasticity modules of the different insulation layers. Overall, the choice of the materials of the insulation layers in connection with their thickness in coordination with the length of the spacer elements allows the formwork properties, for example also resonance frequencies, to be controlled and adjusted. And without having to check this during assembly on site.
Im Einzelnen bestehen diverse Möglichkeiten der Weiterbildung.There are various options for further training.
Das elastische verformbare organische Polymer kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: gummielastische Werkstoffe, insbesondere NBR, HNBR, EPM, EPDM, APTK, MVQ, VMQ, MFQ, FVMQ, FPM, FKM, ACM, FFKM, FFPM, CR, CSM, AU, EU, IIR, NR, vorzugsweise PUR-Elastomer, PUR, PE, PP, ABS, APEBR, COC, CSM, ETFE, EVA, EVM, FEP, PA, PBT, PC, PEEK, PET, PI, PIB, PMI, PMMA, PS, PTFE, PVAL, PVC, SAN, SI, TPE und Kleb-Dichtstoffe auf Polyurethan-Basis. Besonders bevorzugt sind beispielsweise Gummigranulate mit PUR-Elastomeren.The elastic deformable organic polymer can be selected from the group consisting of: rubber-elastic materials, in particular NBR, HNBR, EPM, EPDM, APTK, MVQ, VMQ, MFQ, FVMQ, FPM, FKM, ACM, FFKM, FFPM, CR, CSM, AU, EU, IIR, NR, preferably PUR elastomer, PUR, PE, PP, ABS, APEBR, COC, CSM, ETFE, EVA, EVM, FEP, PA, PBT, PC, PEEK, PET, PI, PIB, PMI , PMMA, PS, PTFE, PVAL, PVC, SAN, SI, TPE and adhesive sealants based on polyurethane. For example, rubber granules with PUR elastomers are particularly preferred.
Verschiedene Dämmschichten können aus dem gleichen Material bestehen, oder aus verschiedenen Materialien.Different insulation layers can consist of the same material or of different materials.
Das Entkopplungselement kann im Frequenzbereich von 10 Hz bis 500 Hz einen (hemisphärischen bzw. gesamten) Schallabsorptionsgrad von zumindest 10%, insbesondere zumindest 30%, vorzugsweise zumindest 50%, höchstvorzugsweise zumindest 70% aufweisen.In the frequency range from 10 Hz to 500 Hz, the decoupling element can have a (hemispherical or total) sound absorption level of at least 10%, in particular at least 30%, preferably at least 50%, most preferably at least 70%.
Das Anbauteil kann insbesondere durch Befestigungswinkel einer Aufzugsführungsschiene gebildet sein.The attachment can be formed in particular by fastening angles of an elevator guide rail.
In konstruktiver Form sind verschiedene Varianten möglich.Various variants are possible in a constructive form.
Generell, und ohne auf die hier beschriebene Variante beschränkt zu sein, können Befestigungselemente beispielsweise Schrauben, Bolzen o.ä. sein. Im Falle von Befestigungselementen, welche ein Anbauteil oder ein Entkoppelungselement mit einer Ankerschiene verbinden, kann das Befestigungselement insbesondere eine Ankerschienenschraube sein. Der Kopf einer Ankerschienenschraube wird in Richtung der Längserstreckung des Ankerschienenschlitzes ausgerichtet und in den Ankerschienenschlitz eingeführt. Nach Drehung, typischerweise um ca. 90°, hintergreifen einander gegenüberliegende Enden des Kopfes der Ankerschienenschraube die freien Enden der Ankerschienenschenkel und halten den Kopf in der Ankerschiene. Sodann kann am entgegengesetzten Ende der Ankerschienenschraube ein Anbauteil oder ein Entkoppelungselement aufgeschoben und verschraubt werden. Im Falle von Befestigungselementen, welche ein Anbauteil oder ein Entkoppelungselement mit einem in dem Betonbauteil eingebauten Dübelelement verbinden, kann das Befestigungselement insbesondere eine auf das Dübelelement abgestimmte Dübelschraube oder Dübelbolzen sein. Typischerweise sind Halteplatten und/oder Befestigungselemente und/oder Deckplatten aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Stahl, gebildet.In general, and without being limited to the variant described here, fastening elements, for example screws, bolts or the like. be. In the case of fastening elements which connect an add-on part or a decoupling element to an anchor rail, the fastening element can in particular be an anchor rail screw. The head of an anchor channel screw is aligned in the direction of the longitudinal extension of the anchor channel slot and inserted into the anchor channel slot. After rotation, typically around 90 °, opposite ends of the head of the anchor rail screw engage behind the free ends of the anchor rail legs and hold the head in the anchor rail. An attachment or a decoupling element can then be pushed on and screwed onto the opposite end of the anchor rail screw. In the case of fastening elements which connect an add-on part or a decoupling element to a dowel element installed in the concrete component, the fastening element can in particular be a dowel screw or dowel bolt matched to the dowel element. Holding plates and / or fastening elements and / or cover plates are typically formed from a metallic material, in particular steel.
Die Dicke der Dämmschichten kann im Bereich von 1 bis 80 mm, insbesondere 5 bis 50 mm, vorzugsweise 10 bis 50 mm, beispielsweise 10 bis 30 mm, liegen. Die Dicke der Halteplatten im Bereich von 1 bis 50 mm, insbesondere 5 bis 30 mm, vorzugsweise 10 bis 20 mm, liegen.The thickness of the insulation layers can range from 1 to 80 mm, in particular 5 to 50 mm, preferably 10 to 50 mm, for example 10 to 30 mm. The thickness of the holding plates is in the range from 1 to 50 mm, in particular 5 to 30 mm, preferably 10 to 20 mm.
Das Distanzelement kann mit einem Ende formschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit einem der beiden Deckelemente verbunden sein.One end of the spacer element can be connected to one of the two cover elements in a form-fitting, force-fitting or material-locking manner.
Wenn es sich bei dem Befestigungselement oder Verbindungselement beispielsweise um Schrauben oder Bolzen handelt, dann kann das Distanzelement eine Distanzhülse mit Rohrform sein, welche dann auf die Schraube oder den Bolzen aufgeschoben ist bzw. in welche die Schraube oder der Bolzen hindurch gesteckt wird. If the fastening element or connecting element is, for example, screws or bolts, then the spacer element can be a spacer sleeve with a tubular shape, which is then pushed onto the screw or the bolt or into which the screw or the bolt is inserted.
Die Halteplatte kann stirnseitig und von den Dämmschichten und den Deckelementen beabstandet einen Befestigungswinkel zur Befestigung des Anbauteils tragen.The holding plate can carry a fastening bracket for fastening the attachment part on the end face and at a distance from the insulating layers and the cover elements.
Die Halteplatte kann zumindest ein sich orthogonal von einer Hauptfläche und von dem Betonbauwerk weg erstreckendes zweites Befestigungselement aufweisen, welches eine Dämmschicht durchgreift, und frei von den Deckschichten steht, an welchem das Anbauteil befestigbar ist.The holding plate can have at least one second fastening element, which extends orthogonally from a main surface and away from the concrete structure, which passes through an insulation layer and is free from the cover layers, to which the attachment part can be fastened.
Ein erfindungsgemäßes Betonbauwerk kann insbesondere als Aufzugsschacht ausgebildet sein, wobei das Anbauteil vorzugsweise durch die Befestigungswinkel einer Aufzugsführungsschiene gebildet ist.A concrete structure according to the invention can in particular be designed as an elevator shaft, the add-on part preferably being formed by the fastening angles of an elevator guide rail.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein akustisches Entkopplungselement nach Anspruch 10. Die vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen zum Betonbauwerk sind analog auf das akustische Entkopplungselement anwendbar.The invention further relates to an acoustic decoupling element according to
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Figuren näher erläutert. Es zeigen
-
1 : einen schematischen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes (Stahl-) Betonbauwerk mit zwei Varianten der Befestigung eines Entkopplungselements an einem Betonbauteil, einmal an einer Ankerschiene (a), einmal an einem Dübelelement (b), -
2 : einen schematischen Querschnitt durch eine erste Variante eines erfindungsgemäßen Entkopplungelements, in zwei Ansichten (a und b), -
3 : einen schematischen Querschnitt durch eine zweite Variante eines erfindungsgemäßen Entkopplungelements, in zwei Ansichten (a und b), -
4 : zwei Außenansichten (a: Seitenansicht, b: Ansicht einer Stirnseite) einer dritten Variante der Erfindung, und -
5 : eine Querschnittszeichnung (a) und eine Explosionsdarstellung (b) der Komponenten des Gegenstandes der4 .
-
1 : a schematic cross section through a (steel) concrete structure according to the invention with two variants for fastening a decoupling element to a concrete component, once on an anchor rail (a), once on a dowel element (b), -
2nd : a schematic cross section through a first variant of a decoupling element according to the invention, in two views (a and b), -
3rd : a schematic cross section through a second variant of a decoupling element according to the invention, in two views (a and b), -
4th : two external views (a: side view, b: front view) of a third variant of the invention, and -
5 : a cross-sectional drawing (a) and an exploded view (b) of the components of the subject of4th .
In der
In der
In den folgend beschriebenen
Die Distanzelemente
Im Ausführungsbeispiel der
In der Variante der
In dieser Variante versteht es sich, dass die Befestigungselemente
In den
Zum einen ist diese Ausführungsform zur wahlweisen Befestigung an einer Ankerschiene
Ferner ist aus einer vergleichenden Betrachtung der
Die Befestigung mit Ankerschienenschrauben
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