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Die
Erfindung betrifft eine vorgespannte Flachdecke mit Hohldeckenplatten
und ein Verfahren zur deren Herstellung nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
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Eine
vorgespannte Betonflachdecke nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 ist mit der
CH 535 878 bekannt
geworden.
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Zur
Herstellung einer Flachdecke wird auf den freien oberen Enden von
vertikalen Stützen
ein flächiger,
unterzugsloser und ebener Schalboden angebracht. Auf diesen Schalboden
werden je nach statischen Erfordernissen Bewehrungseisen eingebracht.
In der Nähe
der Stützenauflager
der Bewehrungseisen werden zusätzliche
Spannkabel eingebracht, die nach dem Ausgießen des Schalbodens und Erhärten der
Betonmasse vorgespannt werden.
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Es
handelt sich demnach um eine monolithische Vollbetondecke, deren
Tragfähigkeit
durch das Einbringen von Spannkabeln verbessert wird. Nachteil dieser
bekannten Technik ist, dass ein sehr hohes Flächengewicht in Kauf genommen
werden muss. Dementsprechend sind hohe Stützlasten mit entsprechend stark
dimensionierten Stützen
gegeben.
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Aufgrund
des hohen Flächengewichtes
müssen
entsprechend hohe Deckenquerschnitte gefertigt werden, um die Stabilität zu gewährleisten.
Damit sind jedoch hohe Herstellungskosten verbunden. Die Herstellungskosten
eines solchen Gebäudes
sind deshalb hoch.
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Außerdem besteht
der Nachteil, dass es keine Möglichkeit
gibt, im Innenraum einer solchen Decke Installationen und/oder Isolierungen
anzubringen.
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Mit
dem Gegenstand der
DE
201 03 059 U1 ist eine Hohldeckenplatte bekannt geworden,
die aus einer unteren und einer im Abstand darüber angeordneten oberen Schale
besteht, wobei die Schalen durch Gitterträger miteinander verbunden sind.
Hier besteht zwar die Möglichkeit,
im Innenraum Installationen und Isoliermaterial einzubringen, jedoch
ist nicht gezeigt, wie eine solche Hohldeckenplatte bei Flachdeckensystemen
nach der
CH 535 878 verlegt werden
könnte.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde eine vorgespannte Flachdecke
nach der
CH 535 878 so
weiterzubilden, dass sie mit wesentlich geringem Flächengewicht
und geringeren Herstellungskosten gefertigt werden kann.
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Zur
Lösung
der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet,
dass die Flachdecke aus einzelnen mit ihren Längsseiten (in Y-Richtung) aneinander
anstoßenden
Hohldeckenplatten besteht, die in Richtung ihrer Längserstreckung
(in X-Richtung) in einen vorgespannten, aus Ortbeton gefertigten
Gurtstreifen eingebunden sind.
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Mit
der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der Vorteil, dass nun
sehr schlank dimensionierte Hohldeckenplatten mit geringem Flächengewicht verwendet
werden können,
weil deren statische Tragfähigkeit
in Kombination mit vorgespannten Gurtstreifen – in denen sie eingebunden
sind – erreicht
wird.
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Es
können
deshalb sehr kostengünstige
und nur eine geringe Bauhöhe
erfordernde Hohldeckenplatten verwendet werden, die lediglich in
dem schmalen Bereich eines Gurtstreifens mit einem höherwertigen
Ortbeton miteinander verbunden werden.
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Damit
ergeben sich wesentliche Vorteile:
Die Hohldeckenplatten sind
insgesamt kostengünstiger
als ausgegossene Fertigdeckenelemente und haben ein wesentlich geringeres
Flächengewicht.
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Das
erfindungsgemäße Deckensystem
wird etwa um 50 % leichter als monolithisch hergestellte Decken.
Derartige monolithisch hergestellte Decken bestehen zum Beispiel
aus Fertigteildecken, die an der Baustelle mit entsprechenden Ortbeton
ausgegossen werden.
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Ein
herkömmliches
Fertigteildeckensystem von einer Länge von beispielsweise 8 × 8 Metern
benötigt
eine Ortbeton-Menge von etwa 19 m3 um das Fertigteildeckenelement
herzustellen, welches im Endzustand eine Dicke von beispielsweise
30 cm aufweist.
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Hier
setzt die Erfindung ein, die vorsieht, bezogen auf eine Fläche von
8 × 8
m lediglich eine relativ dünne
Hohldeckenplatte mit einer Stärke
von 2 × 7
cm zu verwenden, die bevorzugt aus zwei voneinander beabstandeten
Schalen besteht, wobei diese Schalen nur aus einem minderwertigen
Beton, beispielsweise der Güte
B25, bestehen.
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Eine
solche leichte und niedrigbauende Hohldeckenplatte wird mit ihrer
Schmalseite mit der jeweils daran anstoßenden Hohldeckenplatte über die
in Ortbeton gegossenen Gurtstreifen verbunden.
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Zur
Herstellung des Gurtstreifens wird ein höhertwertiger Ortbeton, beispielsweise
in der Güteklasse
B80 verwendet und mit den erfindungsgemäßen Spannkabeln vorgespannt, um so die Auflagerkräfte in der
einen Richtung zu verteilen.
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Bezüglich der
vorher erwähnten
Menge von 19 m3 Ortbeton bei der Herstellung
einer herkömmlichen
Fertigteildecke, benötigt
das erfindungsgemäße Deckensystem
nur noch zur Herstellung des Gurtstreifens einen höherwertigen
Beton, z.B. der Güteklasse
B80, mit einer Menge von lediglich nur noch 2,1 m2.
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Wichtig
hierbei ist, dass nach dem Gegenstand der
CH 535 878 eine Verteilung der Spannkräfte sowohl
in X- als auch in Y-Richtung stattfand, was mit einem außerordentlich
hohen Aufwand verbunden war.
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Hier
setzt die Erfindung ein, die vorsieht, dass die Auflagekräfte lediglich
in Y-Richtung auf
die Gurtstreifen eingeleitet werden, während in der X-Richtung eine
derartige Einleitung mit vorgespannten Spannkabeln entfällt. Hierdurch
werden die Kosten des Spannsystems wesentlich reduziert.
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Das
Deckensystem ist auch als Mehrfeldträger anwendbar.
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Erfindungsgemäß wird die
obere Schale der jeweiligen Hohldeckenplatte im Gurtstreifenbereich gekürzt, so
dass sich dort ein größer ausgesparter Bereich
ergibt. Dort kann deshalb durch Ortbeton-Ergänzungen eine Durchlaufeigenschaft
der oberen Schale erreicht werden. Es handelt sich deshalb um eine
vollständig
durchgehende, fugenlose und ohne Unterzüge und Stürze versehene Flachdecke.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass wegen der Verwendung
von Hohldeckenplatten nun erstmals die Möglichkeit besteht, über vollständig durchgehende
Deckenlängen
und -Breiten Installationen und Isoliermaterial in die Flachdecke
einzubringen.
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Mit
der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der Vorteil, dass man
großflächige Deckensysteme
mit der erfindungsgemäßen Flachdecke
erstellen kann, die insbesondere für Zweckbauten, Bürogebäude, Wohnungsgebäude und
dergleichen verwendbar sind. Mit wesentlich geringerem Flächengewicht
und geringeren Herstellungskosten können sehr große Tragweiten überspannt
werden. Es können
damit Rastersysteme von bis zu 12 auf 12 Meter erreicht werden,
was bei dem bisherigen Stand der Technik nur mit wesentlich höheren Flächengewichten
und größeren Bauhöhen möglich war.
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Es
ist auch ein schneller Transport und ein Einbau der niedrigbauenden
und geringgewichtigen Hohldeckenplatten an der Baustelle möglich. Die
erforderlichen Bauarbeiten beziehen sich auf das Eingießen des
Ortbetons zur Bildung der relativ schmalen Gurtstreifen von beispielsweise
40 cm Breite. Es bedarf keinen großflächigen Betonierarbeiten und der
damit verbundenen großflächigen Schal
und Unterstützungsarbeiten
mehr.
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Wo
vorher große
Schalplatten mit entsprechenden Unterstützungsträgern installiert werden mussten,
genügt
es nun lediglich im Bereich von den schmalen Gurtstreifen den Ortbeton
zu vergießen.
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Der
Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht
nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination
der einzelnen Patentansprüche
untereinander.
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Alle
in den Unterlagen, einschließlich
in der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere
die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden
als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination
gegenüber
dem Stand der Technik neu sind.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg
darstellenden Zeichnungen näher
erläutert.
Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere
erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es
zeigen:
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1:
schematisiert die Draufsicht auf eine Flachdecke nach der Erfindung;
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2:
ein Schnitt durch die Flachdecke nach 1 gemäß der Linie
A-A;
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3:
ein vergrößerter Schnitt
durch den Anschluss von zwei Hohldeckenplatten im Bereich eines
Gurtstreifens bei Herstellung eines Gurtstreifens;
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4:
der Schnitt ähnlich
wie 3 vor Herstellung des Gurtstreifens;
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5:
vergrößert ein
Schnitt durch ein Hüllrohr
mit daran angeordneten Spannkabeln;
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6:
ein vergrößerter Schnitt
nach 2 mit Darstellung weiterer Einzelheiten;
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7:
eine weitere Vergrößerung der
Darstellung nach 6;
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8:
ein Schnitt gemäß der Linie
VIII-VIII in 6;
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9:
Schnitt durch eine weitere Ausführungsform
einer Flachdecke, hergestellt aus Halbfertigteilen (Elementplatten)
mit bauseitigem Überbeton;
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10:
Schnitt gemäß der Linie
A-A in 9;
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11:
Schnitt durch eine weitere Ausführungsform
einer Flachdecke bestehend aus vorfabrizierten Wingdecken-Elementen;
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12:
Schnitt gemäß der Linie
A-A in 11;
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13:
Schnitt durch eine weitere Ausführungsform
einer Flachdecke, bestehend aus sogenannten Bubbledeck-Elementen;
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14:
Schnitt gemäß der Linie
A-A in 13;
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15:
Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Flachdecke mit Spannbeton-Hohlplatten;
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16:
Schnitt gemäß der Linie
A-A in 15.
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Gemäß den 1 und 2 besteht
die Flachdecke 1 aus im X-Y-Raster verlegten Hohldeckenplatten 2, 3,
die jeweils längsseitig
aneinander anstoßen.
Sie bilden längsseitig
einen Fugenbereich 32, der bauseitig geschlossen wird.
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Stirnseitig
sind die in X-Richtung aneinander sich fortsetzenden Hohldeckenplatten 2, 3 über Gurtstreifen 4, 5 miteinander
verbunden. Die Gurtstreifen 4, 5 werden aus Ortbeton
an der Baustelle hergestellt.
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Im
Bereich der Gurtstreifen sind im gegenseitigen Abstand Stützen 6 angeordnet.
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Im
Zwischenraum zwischen den aneinander anstoßenden Hohldeckenplatten 2, 3 werden
die anhand der 6 und 7 noch näher zu beschreibenden
Bewehrungskörbe 18, 32 eingebracht
und mit entsprechenden, in 4 dargestellten,
Hüllrohren 8 und
darin angeordneten Spannkabeln 9 verbunden.
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Das
so hergestellte Bewehrungswerk wird gemäß 3 mit Ortbeton
vergossen, wobei an die Unterseite der aneinander anstoßenden Hohldeckenplatten 2, 3 ein
Schaltisch 7 angelegt wird.
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Der
Zwischenraum wird dann in an sich bekannter Weise mit Ortbeton ausgegossen,
so dass sich die Darstellung nach 3 ergibt.
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Die 5 zeigt,
dass die im Gurtstreifen 4, 5 verlegten Spanneinrichtungen
im wesentlichen aus Hüllrohren 8 bestehen,
die im gegenseitigen Abstand rasterförmig zueinander angeordnet
sind, wobei jedes Hüllrohr
aus einer Kunststoff- oder Blechhülle besteht und im Innenraum
ein oder mehrere Spannkabel 9 angeordnet sind.
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Diese
Spannkabel 9 können
aus einem kabelförmigen
Metall- oder einem Kunststoffmaterial sein. Es können auch (mehradrige) Litzenkabel
eingesetzt werden.
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Aus
den 6 und 7 gehen weitere Einzelheiten
des Aufbaus des jeweiligen Gurtstreifens 4, 5 hervor.
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Zunächst besteht
jede Hohldeckenplatte 2, 3 aus einer unteren Schale 10 aus
Beton. In der unteren Schale 10 sind in an sich bekannter
Weise Bewehrungseisen oder Matten angeordnet.
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Die
Bewehrungseisen sind in Form von im Abstand voneinander angeordneten
Bewehrungsstäben 11 mehrfach
aus dem Material der unteren Schale 10 herausgeführt und
gelangen in den Bereich des jeweiligen Gurtstreifens 4, 5,
gemäß 7.
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Das
Ende 12 des jeweiligen Bewehrungsstabes 11 greift
in den freien Raum hinein, der später den Gurtstreifen 4, 5 bildet.
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In
gleicher Weise ist auch die obere Schale 13 ausgebildet,
die jeweils wiederum eine Vielzahl von Bewehrungsstäben 14 aufweist,
die ebenfalls in X-Richtung
verlaufen und deren freie Enden 15 wiederum in den Zwischenraum
eingreifen, der später den
Gurtstreifen 4, 5 bildet.
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Der
Zwischenraum zwischen der unteren und der oberen Schale 10, 13 der
jeweiligen Hohldeckenplatte 2, 3 ist beispielsweise
mit einem Isoliermaterial 16 ausgefüllt.
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Die 6 deutet
noch an, dass in dem Zwischenraum Gitterträger 17 angeordnet
sind, die mit ihren oberen und unteren Enden in die jeweiligen Schalen 10, 13 eingegossen
sind, um eine statische Flächen-Belastbarkeit
zu gewährleisten.
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Wichtig
ist nun, dass jeder Gurtstreifen 4, 5 von einem
oder mehreren Bewehrungskörben 18, 23 ausgefüllt wird.
Statt der hier dargestellten zwei Bewehrungskörbe 18, 23 kann
auch nur ein einziger Bewehrungskorb vorhanden sein.
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Jeder
Bewehrungskorb 18, 23 besteht aus einem Gittergeflecht,
das sich längs
der gesamten Länge
des jeweiligen Gurtstreifens 4, 5 erstreckt und das
als loses Teil an die Baustelle verbracht wird. Dort wird es in
den Zwischenraum zwischen den anstoßenden Hohldeckenplatten 2, 3 eingelegt.
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Der äußere Bewehrungskorb 18 besteht
aus einer Vielzahl von einen gegenseitigen Abstand zueinander einnehmenden
U-förmigen
Stäben 19,
die in X-Richtung durch Längseisen
verbunden sind.
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Jeder
U-Stab 19 besteht aus einem oberen horizontalen Schenkel 20,
der in einen Vertikalschenkel 21 übergeht, der seinerseits in
einen unteren horizontalen Basisschenkel 22 übergeht.
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Der
U-Stab 19 ist bezüglich
einer Längsmittenlinie
genau spiegelsymmetrisch, so dass der äußere Bewehrungskorb 18 die
beiden Stirnseiten der Hohldeckenplatten 2 und die daraus
herausstehenden Enden 12, 15 der Bewehrungsstäbe 11, 14 miteinander
verbindet.
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In ähnlicher
Weise ist auch ein kleinerer, innerer Bewehrungskorb 23 vorgesehen,
der wiederum aus einer Vielzahl von in gegenseitigem Abstand parallel
zueinander angeordneten U-Stäben
besteht.
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Jeder
U-Stab weist einen oberen Horizontalschenkel 24 auf, der
in einen Vertikalschenkel 25 und dieser in einen Horizontalschenkel 26 übergeht.
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Die
genannten Bewehrungskörbe 18, 23 mit ihren
Stäben
sind über
entsprechende Längseisen 27 miteinander
verbunden.
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Es
ist noch ein oberer, horizontalverlaufender Verbindungsstab 28 vorhanden,
der die Enden 15 der oberen Bewehrungsstäbe 13 miteinander
verbindet.
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Neben
den unteren Längseisen 27 sind
auch obere Längseisen 29 vorhanden.
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Die 8 zeigt
schematisiert die Anordnung der Spanneinrichtung wie sie anhand 4 erläutert wurde.
Sie besteht aus den parabelförmig
verlegten Hüllrohren 8 mit
den darin angeordneten Spannkabeln 9, wie dies in 5 dargestellt
ist.
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Das
jeweilige Hüllrohr 8 ist über Kabelhalter 31 mit
den jeweils zugeordneten Bewehrungskorb 18, 23 verbunden.
Es wird in Richtung seiner Längserstreckung
wellen- oder parabelförmig
verlegt, wie dies ist in 8 dargestellt ist.
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Nachdem
der Beton im Gurtstreifen 4, 5 ausgegossen und
ausgehärtet
ist, erfolgt eine Vorspannung mit einer nicht näher dargestellten Spanneinrichtung
auf die freien Enden der Hüllrohre 8 mit
den darin angeordneten Spannkabeln 9 in den einander entgegengesetzten
Pfeilrichtungen 30. Die Spanneinrichtung wird nach einer
bestimmten Zeit der Vorspannungsaufbringung wieder entfernt.
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Auf
diese Weise gelingt es, die Auflagerkräfte, die bei der Flachdecke
sowohl im X- als auch in Y-Richtung verlaufen, nur lediglich in
Y-Richtung auf die schmalen Gurtstreifen 4, 5 einzuleiten,
während in
X-Richtung die Tragfähigkeit
der Hohldeckenplatte 2 mit darin angeordneten Bewehrungseisen
die Tragkraft übernimmt.
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Hieraus
ergibt sich ein wesentlicher Kostenvorteil, weil die Gurtstreifen 4, 5 die
Auflagekräfte
nur noch in einer einzigen Richtung (in Y-Richtung) aufnehmen müssen.
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Die
Erfindung ist nicht auf die Verwendung von Hohldeckenplatten 2, 3 beschränkt. Es
können auch
alle anderen bekannten Deckensysteme anstelle der Hohldeckenplatten 2, 3 verwendet
werden. Dies sind beispielsweise örtlich geschalte Massivdecken,
schlaft animierte oder vorgespannte Hohldielendecken, Elementdecken,
Bubbledeck-Systeme und so weiter.
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Die 9 zeigt
als Ausführungsbeispiel
einen Schnitt durch eine solche Ausführungsform einer Flachdecke,
bestehend aus Elementplatten, die ihrerseits aus einer Betonschale
mit einer Stärke
von ca. 5 bis 8 cm und darin eingebrachten Gitterträgern, welche
die Steifigkeit dieser Elementplatten für den Transport und der Montage
gewährleisten.
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Derartige
Elementplatten werden mit den erfindungsgemäßen hochfestvorgespannten Ortbetonstreifen
an der Baustelle verarbeitet, wobei die vorher angegebenen Bewährungskörbe im Gurtstreifen
völlig
gleich bleiben und nur der Anschluss an die hier dargestellten Elementplatten
dementsprechend vorgesehen ist.
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Der
Vorteil der Verwendung derartiger Elementplatten ist deren kostengünstige Herstellung und
deren einfacher Transport an die Baustelle.
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In
an sich bekannter Weise werden dann die Elementplatten – wie in 9 dargestellt – mit Ortbeton
eingegossen, wobei gleichzeitig auch der hochfestvorgespannte Gurtstreifen
mit eingegossen werden kann.
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Die 11 und 12 zeigen
als weiteres Ausführungsbeispiel
die Verwendung von sogenannten Wingdecken-Elementen in Verbindung
mit der erfindungsgemäßen Flachdecke.
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Das
Wingdecken-Element besteht aus einer schmaleren Schale von etwa
5 bis 8 cm und stückweise
daran angesetzten stärkeren
Schalenelementen, die werkstoffeinstückig mit den schmaleren Schalenelementen
verbunden sind und die aus Gewichtsersparnisgründen entsprechende Hohlräume aufweisen.
Die Dicke der größeren Schalenelemente entspricht
der Dicke der Fertigdecke.
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Derartige
Wingdecken-Elemente werden ebenfalls an die Baustelle verbracht
und mit Ortbeton ausgegossen und in der vorher beschriebenen Weise mit
dem hochfestvorgespannten Ortbetonstreifen verbunden.
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In
den 13 und 14 ist
die Verwendung von sogenannten Bubbledeck-Elementen dargestellt. Derartige Bubbledeck-Elemente
bestehen aus einer schmalen Schale von etwa 6 bis 8 cm Stärke, wobei
ein derartiges Element im wesentlichen aus den nach 9 und 10 dargestellten
Elementplatten besteht, in deren Zwischenraum entsprechende Hohlkörper eingelegt
wurden. Diese Hohlkörper
bestehen aus runden Kunststoff-Hohlkörpern, die Luft gefüllt sind
und die eine entsprechende Gewichtseinsparung beim Ausgießen mit
Ortbeton erbringen sollen.
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Auch
dieses Deckenelement wird wie die vorher beschriebenen Deckenelemente
mit dem hochfestvorgespannten Ortbetonstreifen verbunden.
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In
Abweichung zu dem Ausführungsbeispiel nach 13 und 14 kann
eine Bubbledecke auch ohne Elementplatten nach den 9 und 10 hergestellt
werden. Eine solche Herstellung erfolgt durch eine bauseitige Unterschalung,
auf welche in an sich bekannter Weise Gitterträger aufgelegt werden, in deren
Zwischenräume
die aus Kunststoff bestehenden Hohlkörper eingelegt werden.
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In
den 15 und 16 ist
als weiteres Ausführungsbeispiel
eine Flachdecke mit Spannbeton-Hohlplatten dargestellt.
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Eine
Spannbeton-Hohlplatte besteht aus zwei im Abstand zueinander angeordneten
Flachdecken mit einer Stärke
von jeweils etwa 6 bis 8 cm und Verbindungsstegen, die dazwischenliegende
Hohlräume
ausbilden. Der Schnitt gemäß der Linie
A-A in 15 ist ein Schnitt durch einen
Hohlraum, so dass also außerhalb
dieses Hohlraumes die Verbindungsstege zwischen der oberen Plattenschale
und der unteren Plattenschale vorliegen.
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Auch
eine derartige Spannbeton-Hohlplatte wird in der vorher beschriebenen
Weise mit dem hochfestvorgespannten Ortbetonstreifen verbunden.
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- 1
- Flachdecke
- 2
- Hohldeckenplatte
- 3
- Hohldeckenplatte
- 4
- Gurtstreifen
(aus Ortbeton)
- 5
- Gurtstreifen
- 6
- Stütze
- 7
- Schaltisch
- 8
- Hüllrohr
- 9
- Spannkabel
- 10
- Untere
Schale
- 11
- Bewehrungsstab
- 12
- Ende
- 13
- Obere
Schale
- 14
- Bewehrungsstab
- 15
- Ende
- 16
- Isolierung
- 17
- Gitterträger
- 18
- Bewehrungskorb
(außen)
- 19
- U-Stab
- 20
- Schenkel
- 21
- Schenkel
- 22
- Basisschenkel
- 23
- Bewehrungskorb
(innen)
- 24
- Schenkel
- 25
- Schenkel
- 26
- Basisschenkel
- 27
- Längseisen
- 28
- Verbindungsstab
- 29
- Längseisen
- 30
- Pfeilrichtung
- 31
- Kabelhalter
- 32
- Fugenbereich