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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung einer lasttragenden Konsole in einer nur beschränkt druckfesten Wand eines Gebäudes.
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Im Rahmen von Verfahren zur energetischen Gebäudesanierung, wie sie beispielsweise in der
DE 10 2021 118 086 A1 beschrieben werden, müssen oftmals schwere Lasten wie beispielsweise großflächige Paneele vor der Außenwand des Gebäudes angebracht werden. Die
DE 10 2021 118 086 A1 bevorzugt in diesem Zusammenhang ein Abhängen der Lasten von einem Anker im Dachbereich. Die Möglichkeit der praktischen Umsetzung dieses Ansatzes ist aber von der Beschaffenheit des Bestandsgebäudes abhängig und nicht immer gegeben. Deshalb muss in diesen und auch anderen Fällen, in denen schwere Lasten an der Gebäudeaußenwand befestigt werden müssen, auf Konsolen zurückgegriffen werden, die an der Außenseite der Bestandswand befestigt werden, um daran Lasten anzubringen. Im Falle einer energetischen Gebäudesanierung unter Verwendung von vor der Bestandswand angebrachten Paneelen bestünde die Option, die Konsolen an der Außenseite der Kellerwand des Bestandsgebäudes anzubringen und die Paneele dann gestapelt darauf aufzusetzen. Geeignete Konsolen umfassen typischerweise eine Grundplatte, die flächig auf der Außenseite der Wand aufliegt, sowie eine geeignete Kontur zur Befestigung der Last. In einem konkreten Beispiel kann es sich bei der Konsole um eine im Querschnitt L-förmige Stahlkonsole handeln, wobei ein Schenkel als Grundplatte und der andere Schenkel als Befestigungskontur dient.
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Eine hohe Lastbeanspruchung der Konsolen führt dazu, dass an deren Verankerung in den Wänden besondere Anforderungen gestellt sind. Dies gilt insbesondere dann, wenn eine Verankerung an Bestandswänden erfolgen soll, die aus nicht ausreichend druckfesten Materialien wie beispielsweise Sandstein bestehen, was beispielsweise für Kellerwände von historischen Gebäuden nicht unüblich ist, oder auch Schwemmsandstein, wie beispielsweise bei Kellerwänden von Gebäuden aus den 60er-Jahren.
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Der derzeitige Standard zur Befestigung von Konsolen in Wänden aus nicht ausreichend druckfesten Material umfasst die Einarbeitung einer größeren halbkugelförmigen Ausnehmung in die Wand, wobei Größe und Form der Öffnung der Ausnehmung so gewählt sind, dass die Grundplatte der Konsole zwar in Teilen übersteht und in den überstehenden Bereichen an der Außenseite der Wand anliegt, dass aber auch ein Spalt bleibt, durch den die Ausnehmung von außen zugänglich bleibt und mit Beton ausgegossen werden kann. Die Konsole wird dann auf die Wand aufgesetzt und mit einer Gewindestange befestigt, welche die gesamte Wand durchdringt und an der von der Konsole abgewandten Seite der Wand mit einer Gegenplatte verschraubt wird, die dort an der Wandoberfläche anliegt. Dann wird die Ausnehmung mit Beton ausgegossen. Durch den Betonpfropfen wird die Drucklast auf eine große Fläche verteilt.
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Diese Art der Befestigung erfüllt ihren Zweck, bringt aber einen relativ großen Aufwand mit sich und führt unter Umständen zu einer Schwachstelle in der Wand.
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Aufgabe der Erfindung ist, eine gattungsgemäße Befestigung für Konsolen bereitzustellen, welche nach wie vor ausreichend stabil ist, sich aber mit weniger Aufwand realisieren lässt.
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Vor diesem Hintergrund betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Befestigung einer lasttragenden Konsole in einer Wand eines Gebäudes, wobei die Konsole eine Grundplatte und eine Kontur zur Befestigung der Last umfasst, wobei die Grundplatte auf die Außenseite der Wand aufgelegt wird. Das Verfahren umfasst die Schritte: Einarbeiten einer im Wesentlichen waagrechten Kernbohrung in die Wand; Einsetzen einer Hülse in die Kernbohrung, wobei der Außendurchmesser der Hülse kleiner als der Innendurchmesser der Kernbohrung ist; Ausrichten und Sichern der Hülse in der Kernbohrung, wobei die Ausrichtung und Sicherung derart erfolgt, dass zwischen der gesicherten und ausgerichteten Hülse und der Kernbohrung ein umlaufender Spalt gebildet ist; Ausgießen des umlaufenden Spaltes mit einer Gussmasse; und Befestigung der Konsole an der Hülse.
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In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Kernbohrung die Wand nicht vollständig durchdringt. Dies kann vorteilhaft sein, da eine Schwachstelle an der von der Konsole abgewandten Seite der Wand vermieden werden kann. Sollte sich diese Variante aufgrund eines Zusammenspiels von Beschaffenheit und Stärke der Wand sowie benötigter Nutzlast an der Konsole nicht verwirklichen lassen, kann alternativ auch vorgesehen sein, dass die Kernbohrung die Wand vollständig durchdringt.
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Generell können bevorzugte Innendurchmesser der Kernbohrung sich im Bereich von 50 mm bis 200 mm bewegen, und besonders bevorzugt bei zwischen 75 mm und 150 mm liegen. Die Tiefe der Kernbohrung kann beispielsweise zwischen 150 mm und 300 mm liegen, bevorzugt bei zwischen 175 mm und 250 mm. Konkrete Beispiele für bevorzugte Durchmesser und Tiefen umfassen 100 mm beziehungsweise 200 mm.
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Die Kernbohrung ist im Querschnitt vorzugsweise rund und wird vorzugsweise durch Bohren eingearbeitet. Trotz der insoweit suggestiven Begriffswahl ist die Art der Einarbeitung aber nicht auf ein Bohren beschränkt.
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Der Außendurchmesser der Hülse, die vorzugsweise ebenfalls im Querschnitt rund ist, ist vorzugsweise um zwischen 10 mm und 60 mm geringer als der Innendurchmesser der Kernbohrung, sodass der umlaufende Spalt eine Spaltbreite von zwischen 5 mm und 30 mm aufweist. Bevorzugt sind Unterschiede im Durchmesser von zwischen 20 mm und 40 mm und korrespondierend Spaltbreiten von zwischen 10 mm und 20 mm.
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Als Material für die Hülse wird vorzugsweise Metall, insbesondere Stahl verwendet.
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Die Sicherung der Hülse in der Kernbohrung erfolgt vorzugsweise mechanisch, beispielsweise durch Keile oder Spreizelemente, die mit der Hülse assoziiert sein können, oder als von der Hülse separate Teile ausgebildet und vorab oder nachträglich in den Spalt eingebracht werden können.
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An einer Gewindestange oder einem Bolzen, die oder der axial in der Mitte der Hülse axial verläuft, kann in weiterer Folge die Konsole befestigt werden, was weiter unten noch in größerem Detail beschrieben ist.
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Bei der Gussmasse handelt es sich in einer bevorzugten Ausführungsform um eine mineralische Ausgussmasse, beispielsweise Fließmörtel. Auch Beton stellt eine geeignete mineralische Ausgussmasse dar. Alternativ können aber auch Kunststoffe als Ausgussmassen verwendet werden.
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Die Befestigung der Konsole an der Hülse erfolgt vorzugsweise nach einem Aushärten bzw. Trocknen der Ausgussmasse.
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Die Hülse ihrerseits kann mit einer Gussmasse ausgegossen werden, um ein Befestigungselement für die Konsole, beispielsweise eine Gewindestange oder einen Bolzen, darin zu verankern oder eine anderweitige Verankerung zu verstärken. Für eine Diskussion geeigneter Gussmassen kann auf die obige Diskussion der Gussmassen für das Ausgießen des umlaufenden Spaltes verwiesen werden. Ein derartiges Ausgießen der Hülse kann vor oder nach deren Einsatz in die Kernbohrung erfolgen. Die Hülse kann in einer anderen Ausführungsform mit Mineralfaserdämmung ausgefüllt werden.
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Insbesondere kann eine mechanische Befestigung der Konsole vorgesehen sein. Sofern es sich bei der Konsole um ein Winkelelement, beispielsweise einen L-Winkel handelt, wobei ein Schenkel als Grundplatte und der andere Schenkel als Befestigungskontur dient, kann beispielsweise die Grundplatte eine Bohrung aufweisen, durch die ein in der Hülse verankertes Befestigungselement, beispielsweise eine Gewindestange oder ein Bolzen, die oder der axial in der Mitte der Hülse axial verläuft, gesteckt ist. Ein besonders bevorzugtes Beispiel einer Konsole stellt eine im Querschnitt L-förmige Stahlkonsole dar, wobei ein Schenkel als Grundplatte und der andere Schenkel als Befestigungskontur dient.
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Sofern die Kernbohrung die Wand vollständig durchdringt, kann vorgesehen sein, dass an der von der Konsole abgewandten Seite der Wand eine mit der Hülse mechanisch verbundene Gegenplatte angeordnet wird, die dort an der Wandoberfläche anliegt. Die Gegenplatte kann, beispielsweise anhand einer Gewindestange in der Hülse, sofern vorhanden, mit dem System bzw. der Hülse verschraubt werden. Die Anbringung und gegebenenfalls das Verschrauben der Gegenplatte kann vor oder nach dem Ausgießen des umlaufenden Spaltes erfolgen.
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In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Befestigung einer Konsole die Einarbeitung zweier oder mehrerer Kernbohrungen, und das Einsetzen, Ausrichten, Sichern und Befestigen (durch Ausgießen) je einer Hülse in jede der Kernbohrungen, um dann die Konsole an mehreren Punkten zu befestigen. Vorzugsweise sind die Kernbohrungen bzw. Befestigungspunkte dabei entlang einer waagrechten Linie angeordnet. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei einer als L-Winkel ausgebildeten Konsole der als Grundplatte dienende Schenkel mehrere im Abstand voneinander angeordnete Bohrungen aufweist, in die jeweils eine Gewindestange oder ein Bolzen gesetzt wird, der in der vorbeschriebenen Weise in einer Hülse fixiert ist, die ihrerseits in der Wand fixiert ist.
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Bei der Wand handelt es sich in einer Ausführungsform um die Kellerwand eines Gebäudes handelt, vorzugsweise um eine Kellerwand aus Sandstein. Der Begriff Sandstein umfasst hierbei auch die Variante des Schwemmsandsteins.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur energetischen Gebäudesanierung, umfassend die Befestigung von Konsolen in einer Außenwand eines Bestandsgebäudes, wobei die Befestigung anhand eines wie oben beschriebenen Verfahrens erfolgt. Weiterhin umfasst das Verfahren zur energetischen Gebäudesanierung eine Anbringung großflächiger Paneele vor der Außenwand des Gebäudes unter Belastung der Konsolen mit der Gewichtskraft der Paneele.
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Beispielsweise können die Konsolen an einer bodennahen Stelle der Außenwand, etwa an der Außenseite der Kellerwand befestigt und die Paneele dann gestapelt darauf aufgesetzt werden.
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Zudem betrifft die Erfindung eine Anordnung umfassend eine in einer lasttragenden Gebäudewand befestigte Konsole, wobei die Konsole eine Grundplatte und eine Kontur zur Befestigung der Last umfasst, wobei die Grundplatte auf die Außenseite der Wand aufliegt, wobei die Anordnung eine im Wesentlichen waagrechte Kernbohrung in der Wand und eine in die Kernbohrung eingesetzte Hülse umfasst, wobei der Außendurchmesser der Hülse kleiner als der Innendurchmesser der Kernbohrung ist, wobei ein umlaufender Spalt zwischen der Hülse und der Kernbohrung gebildet und mit einer gehärteten Gussmasse gefüllt ist, und wobei die Konsole an der Hülse befestigt ist.
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Die Anordnung kann insbesondere anhand eines Verfahrens erhalten werden, wie es oben beschrieben wurde. Mögliche Ausführungsvarianten der Anordnung ergeben sich korrespondierend aus der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Durch den umlaufenden Verguss der Hülse in dem Mauerwerk ist eine gleichmäßig verteilte Lasteinleitung gegeben. Die Konstruktion ist im Vergleich zu vorbekannten Lösungen einfach und praktikabel herzustellen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen. In den Figuren zeigen:
- 1: eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einer die Wand nicht vollständig durchdringenden Kernbohrung; und
- 2: eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einer die Wand vollständig durchdringenden Kernbohrung.
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1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung 100 mit einer eine Kellerwand W eines Gebäudes nicht vollständig durchdringenden Kernbohrung 20. Die linke Abbildung (a) der 1 zeigt eine Innenansicht der Anordnung 100, also eine Ansicht auf die von der Konsole K abgewandte Rückseite der Wand W. Die mittlere Abbildung (b) zeigt eine Schnittansicht der Anordnung 100. Die rechte Abbildung (c) zeigt eine Außenansicht der Anordnung 100, also eine Ansicht auf die Vorderseite der Wand W.
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Bei der Konsole K handelt es sich um eine im Querschnitt L-förmige Stahlkonsole, wobei ein Schenkel als Grundplatte dient und an der Außenseite der Wand W aufliegt, während der andere Schenkel als Befestigungskontur für eine vor der Wand W zu befestigende Struktur dient, deren Krafteinleitung in der Figur schematisch anhand des Pfeils F dargestellt ist.
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Die Grundplatte der Konsole K weist, wie aus Abbildungen (a) und (c) ersichtlich ist, zwei Bohrungen auf, die in zwei Kernbohrungen 20 verankert sind, die auf selber Höhe im Abstand voneinander in die Wand W eingearbeitet sind. Der Einfachheit halber ist nachfolgend nur eine der Kernbohrungen 20 beschrieben. Die andere ist identisch.
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In der Kernbohrung 20 ist konzentrisch eine Hülse 30, insbesondere Stahlhülse eingesetzt, wobei der Außendurchmesser der Hülse 30 etwas geringer als der Innendurchmesser der Kernbohrung 20 ist. Der folglich zwischen der Kernbohrung 20 und der Hülse 30 ausgebildete umlaufende Spalt ist mit einer ausgehärteten Gussmasse 25 aus Fließmörtel gefüllt, wodurch die Hülse 30 fest in der Bohrung verankert ist. Eine Gewindestange 40 ist axial im Zentrum der Hülse 30 angeordnet und in dieser Position sowohl durch eine in den Figuren nicht sichtbare Haltekonstruktion als auch durch eine die Hülse 30 innen ausfüllende Gussmasse 35 aus Beton fest verankert. Ein Endbereich dieser Gewindestange 40 steht vorne aus der Kernbohrung 20 heraus. Dieser Endbereich ist durch die Bohrungen im Schenkel der Konsole K gesteckt. Die feste Verbindung erfolgt mechanisch anhand der Mutter 41.
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Die Anordnung 100 wird so in die Wand W eingearbeitet, dass zunächst die Kernbohrung 20 in die Wand W gebohrt wird. Anschließend wird die Hülse 30 in die Kernbohrung 20 eingesetzt, ausgerichtet und mechanisch gesichert. Sodann wird der zwischen der gesicherten und ausgerichteten Hülse 30 und der Kernbohrung 20 gebildete umlaufende Spalt mit Fließmörtel ausgegossen und der Fließmörtel gehärtet. Letztlich wird die Konsole K an der Gewindestange 40 und somit mittelbar an der Hülse 30 befestigt.
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2 zeigt eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung. Hier ist vorgesehen, dass die Kernbohrung 20 die Wand W vollständig durchdringt. Die Ansichten (a), (b) und (c) der 2 entsprechen denjenigen der 1.
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An der von der Konsole K abgewandten Rückseite der Wand W ist in dieser Ausführungsform eine mit dem hinteren Ende der Gewindestange 40 verschraubte Gegenplatte 50, die dort an der Wandoberfläche anliegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102021118086 A1 [0002]
