-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kragplattenanschlusselement zum
Verbinden einer Decken-/Bodenplatte und einer auskragenden Platte. Das
Kragplattenanschlusselement umfasst einen quaderförmigen Isolierkörper und
wenigstens ein, den quaderförmigen
Isolierkörper
durchsetzendes Gelenkelement.
-
Stand der Technik
-
Kragplattenanschlusselemente
sind seit vielen Jahren bekannt. Die
DE
3 005 571 offenbart z. B. ein Kragplattenanschlusselement
mit einem länglichen,
quaderförmigen
Isolierkörper
aus thermisch isolierendem Material. Der Isolierkörper ist
mit länglichen,
metallenen Bewehrungselementen durchsetzt, die sich im Wesentlichen
quer zum Isolierkörper
erstrecken und die zur Aufnahme von Zugkräften ausgelegt sind. Neben
diesen Bewehrungselementen weist das Kragplattenanschlusselement
Querkraftstäbe
aus Armierungsstahl sowie Stahlkonstruktionsteile auf, die als Druckelemente
wirken.
-
Die
EP 119 165 beschreibt Kragplattenanschlusselemente,
bei denen die Druckelemente durch Druckstäbe ersetzt sind. Zudem sind
Druckstäbe
und Zugstäbe
zu geschlossenen Schlaufen geformt, was zu entsprechend kompakten
Bauelementen führt.
-
Aus
der
EP 338 972 ist ein
Kragplattenanschlusselement mit vertikal übereinander angeordneten und
verlaufenden getrennten Zug- und Druckstäben bekannt, die im Bereich
des Isolierkörpers
zusätzlich
gegen Korrosion geschützt
und mit Stirnplatten versteift sind.
-
Zur
Kostenreduktion wurden auch Kragplattenanschlusselemente vorgeschlagen,
die als mehrteiliger Bausatz ausgestaltet sind, der erst auf der Baustelle
zusammengefügt
wird. Lösungen
dieser Art gehen beispielsweise aus der
DE 34 26 538 , der
EP 117 897 sowie der
EP 388 692 hervor.
-
Auch
die
EP 121 685 beschäftigt sich
mit Druckelementen von Kragplattenanschlusselementen. Als Druckelement
werden hier Stäbe
verwendet, welche in beiden Bauteilen beidseits des Isolierkörpers eingelagert
werden. Die Stäbe
sind so schlank, dass sie temperaturbedingte Längsbewegungen quer zu den Druckstäben aufnehmen
beziehungsweise diesen Längsbewegungen
folgen können. Dies
kann jedoch zu Betonabsplitterungen und Ermüdungsbruch im Bereich der Einführung der
Druckstäbe
in die Kragplatte beziehungsweise in die Decken-/Bodenplatte führen.
-
Aus
der
EP 1 229 176 ist
ein Kragplattenanschlusselement mit zwei fluchtenden Druckelementen
bekannt. Die beiden Druckelemente sind durch ein im Isolierkörper angeordnetes
Gleitlager getrennt. Als Gleitlager wird eine Gleitfolie oder eine zwischen
zwei Platten angeordnete Gleitschicht verwendet. Insbesondere im
Zusammenhang mit der Gleitfolie tritt aber hier das Problem auf,
dass das Gleitmittel nach einer gewissen Anzahl an thermischen Bewegungen
der auskragenden Platte seine Funktionsfähigkeit verliert.
-
Die
gattungsbildende
DE
101 02 930 A1 offenbart ein Bauelement zur Wärmedämmung zwischen
zwei zu betonierenden Bauteilen mit einem Isolierkörper und
integrierten Druckelementen, wobei die Druckelemente an den den
Betonbauteilen zugewandten Stirnseiten ein gewölbtes Kontaktprofil aufweisen
und die Wölbung
des Kontaktprofils im Horizontalschnitt kreisbogenförmig ausgebildet
ist.
-
Darstellung der Erfindung
-
Hier
setzt die Erfindung an. Es soll ein Kragplattenanschlusselement
zur Verfügung
gestellt werden, das neben einer günstigen Übertragung der auftretenden
Druckkräfte
auch die thermisch bedingten Bewegungen der auskragenden Platte
in vorteilhafter Weise aufnehmen kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
das Kragplattenanschlusselement gemäß unabhängigem Patentanspruch 1 gelöst. Weitere
vorteilhafte Aspekte, Details und Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen,
der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Idee zugrunde, nicht wie bisher üblich ebene
Gleitflächen
zu verwenden, die die translatorische Bewegung der auskragenden
Platte zulassen, sondern Gelenkelemente, die den thermisch bedingten
Bewegungen der auskragenden Platte durch eine Kippbewegung um ihre
Hauptachse folgen.
-
Das
erfindungsgemäße Kragplattenanschlusselement
verbindet eine Decken-/Bodenplatte und
eine auskragende Platte. Es weist Zugmittel, Querkraftmittel, Druckmittel
und einen quaderförmigen
Isolierkörper
auf, wobei wenigstens ein Druckmittel als ein den quaderförmigen Isolierkörper durchsetzendes
Gelenkelement ausgebildet ist. Die Zugmittel dienen zur Aufnahme
von Zugkräften,
die Querkraftmittel zur Aufnahme von Schub- oder Querkräften und
Druckmittel zur Aufnahme von Druckkräften.
-
Das
Gelenkelement besteht aus einem Hauptkörper, einem decken-/bodenplattenseitigen Endabschnitt
und einem kragplattenseitigen Endabschnitt. Der Hauptkörper ist
im Wesentlichen von dem quaderförmigen
Isolierkörper
umschlossen, während
die Endabschnitte im eingebauten Zustand in die auskragende Platte
und/oder in die Decken-/Bodenplatte hineinragen. Erfindungsgemäß weist
die Oberfläche
zumindest eines Endabschnitts des Gelenkelements entlang wenigstens
einer Richtung eine positive Krümmung
auf. Zumindest ein Endabschnitt ist mit einem Gleitmittel ausgestattet,
wobei es sich bei dem Gleitmittel um eine zu dem Endabschnitt formschlüssige Gelenkpfanne
handelt.
-
Der
Hauptkörper
des Gelenkelements kann grundsätzlich
eine beliebige Form aufweisen. Bevorzugt ist er quaderförmig oder
zylindrisch ausgestaltet. Insbesondere kann der Durchmesser des
Hauptkörpers
beliebig variiert und so den vorherrschenden statischen Verhältnissen
in einem weiten Bereich angepasst werden.
-
Bei
thermischer Beanspruchung erfolgt eine Volumenveränderung
der auskragenden Platte. Diese Ausdehnung oder Verkürzung geschieht
zum weit überwiegenden
Teil in Richtung der Hauptachse der auskragenden Platte. Bei den
in den gemäßigten Breiten
auftretenden Temperaturschwankungen dehnt sich ein aus Beton gefertigter
Balkon um mehrere Millimeter pro Meter aus, was zu erheblichen Druckzwängen in
den Druckstäben
führt.
Bei einem mehreren Meter langen Balkon mit einer Dicke von einigen
Zentimetern ergibt sich so beispielsweise eine Ausdehnung in Horizontalrichtung
um einige Zentimeter, in Vertikalrichtung aber nur um Bruchteile von
Millimeter oder im Extremfall um wenige Millimeter.
-
In
seiner allgemeinsten Form weist ein Endabschnitt des Gelenkelements
gemäß der vorliegenden
Erfindung daher lediglich entlang einer Richtung eine positive Krümmung auf.
Das Gelenkelement ist in diesem Fall vorteilhafterweise so angeordnet,
dass die positive Krümmung
seines Endabschnitts entlang der horizontalen Richtung, also in
Richtung der größten Längenveränderung
der auskragenden Platte, zu liegen kommt.
-
Besonders
vorteilhaft kann das Gelenkelement den Bewegungen der auskragenden
Platte relativ zur Decken-/Bodenplatte dann folgen, wenn beide Endabschnitte
des Gelenkelements wenigstens entlang einer Richtung eine positive
Krümmung
aufweisen. Wiederum ist das Gelenkelement vorteilhafterweise so
angeordnet, dass die positive Krümmung beider
Endabschnitte entlang der horizontalen Richtung, also in Richtung
der größten Längenveränderung
der auskragenden Platte, zu liegen kommt. Das Gelenkelement ist
in diesem Fall spiegelsymmetrisch zu einer Spiegelebene senkrecht
zur Hauptachse des Gelenkelements.
-
Da
eine geringfügige
Ausdehnung der auskragenden Platte auch in der vertikalen Richtung
erfolgt, weisen die Endabschnitte des Gelenkelements vorteilhafterweise
entlang von zwei Richtungen positive Krümmungen auf. Besonders bevorzugt
werden Ausführungsformen,
bei denen die beiden Krümmungen
der Endabschnitte des Gelenkelements entlang beider Richtungen gleich
groß sind.
In diesem Fall besitzen die Endabschnitte des Gelenkelements die Form
eines Kugelabschnitts.
-
Wie
bereits erläutert
erfolgen bei thermischer Beanspruchung. Bewegungen der auskragenden Platte
relativ zur Decken-/Bodenplatte. Ohne weitere Vorkehrungen können diese
Bewegungen zu einem Bruch und zur Zerstörung des Balkons führen. Das erfindungsgemäße Kragplattenanschlusselement
ist mit Gelenkelementen versehen, die diese Relativbewegung in einer
Kippbewegung aufnehmen und auf diese Weise eine zu starke Belastung
des Materials verhindern. Damit die genannte Kippbewegung ohne Deformation
des Gelenkelements erfolgen kann, darf sich der Ortbeton sowohl
der auskragenden Platte als auch der Decken-/Bodenplatte nicht fest
mit dem Gelenkelement verbinden. Nur in diesem Fall ist gewährleistet,
dass sich die jeweilige aus Ortbeton gefertigte Platte relativ zu
dem Gelenkelement bewegen kann. Durch die formschlüssige Ausgestaltung der
Gelenkpfanne wird eine Kippbewegung des Gelenkelements in einer
definierten Richtung sichergestellt. Daneben werden definierte Gleitbedingungen vorgegeben,
da die Materialien von Gelenkelement und Gelenkpfanne bekannt sind.
Bildet hingegen der Ortbeton die Gelenkpfanne aus, so sind die Gleiteigenschaften
der Gelenkpfanne nicht sicher bekannt, da Güte und Qualität des Ortbetons
in diesem Bereich ebenfalls nicht 100%ig definiert sind.
-
Wie
bereits ausgeführt
ist das erfindungsgemäße Kragplattenanschlusselement
mit Gelenkelementen versehen, die Relativbewegungen zwischen auskragender
Platte und Decken-/Bodenplatte in einer Kippbewegung aufnehmen und
auf diese Weise eine zu starke Belastung des Materials verhindern. Damit
die Kippbewegung bei Verwendung von Gelenkpfannen auch tatsächlich definiert
erfolgen kann, muss der Ortbeton fest mit der jeweiligen Gelenkpfanne
verbunden sein. In diesem Fall macht die Gelenkpfanne die Bewegung
des Ortbetons, also z. B. die Bewegung der auskragenden Platte,
mit und bewegt sich somit relativ zum Gelenkelement.
-
Aufgrund
der Formgebung von Gelenkpfanne und Gelenkelement wird auf diese
Weise eine Kippbewegung des Gelenkelements bewirkt.
-
Besonders
bevorzugt sind zwei zu den Endabschnitten des Gelenkelements formschlüssige Gelenkpfannen
vorgesehen. In diesem Fall erfolgt die Kippbewegung des Gelenkelements
sowohl relativ zur auskragenden Platte als auch relativ zur Decken-/Bodenplatte
in definierter Weise.
-
Die
Gelenkpfannen werden gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zusammen mit den Gelenkelementen in das Kragplattenanschlusselement
eingebaut. Grundsätzlich
können
die Gelenkpfannen auf jede beliebige Weise an den Gelenkelementen
befestigt werden. Insbesondere können
die Gelenkpfannen an den Gelenkelementen angeklebt werden. Es ist
aber auch an ein Verschrauben oder Vernieten zu denken.
-
Bevorzugt
wird eine Ausführungsform,
bei der das Gelenkelement eine zentrale Bohrung in Richtung seiner
Hauptachse aufweist. Durch diese Bohrung wird ein Gummiband geführt, das
an seinen Enden mit den Gelenkpfannen verbunden ist. Die Gelenkpfannen
werden auf diese Weise an das Gelenkelement gepresst.
-
Gemäß einer
weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ragt die Gelenkpfanne zumindest in Teilbereichen über die
Oberfläche
des Endabschnitts des Gelenkelements hinaus. Durch den Druck des
Ortbetons werden die genannten Teilbereiche an die Oberfläche des
Isolierkörpers
gepresst. Dadurch wird ein Eindringen von Schlämmen des Ortbetons in die Fuge zwischen
Isolierkörper
und Hauptkörper
des Gelenkelements verhindert. Der die Gelenkstelle umgebende Beton
würde bei
einem Eindringen der Schlämme in
die Fuge zwischen Isolierkörper
und Hauptkörper in
sehr grobkörniger
Form aushärten,
da in diesem Bereich das in die Fuge eingedrungene Feinmaterial fehlt.
Dies führt
zu einem Beton minderer Qualität und
bewirkt eine schnelle Alterung bzw. eine Bruchgefahr. Aufgrund der
beschriebenen Abdichtung der Fuge durch die Gelenkpfannen kann der
Ortbeton in unveränderter
Zusammensetzung aushärten,
wodurch eine Bruchgefahr an diesen Stellen ausgeschlossen ist.
-
Besonders
bevorzugt werden Gelenkpfannen, deren über die Oberfläche der
Gelenkelemente hinausragenden Teilbereiche eine umlaufende Wölbung aufweisen.
Durch diese Wölbung
können
die Gelenkpfannen mit einer gewissen Vorspannung in das Kragplattenanschlusselement
eingebaut werden. Dadurch erfolgt eine Abdichtung der Fugen zwischen
Isolierkörper
und Hauptkörper
des Gelenkelements bereits vor dem ersten Kontakt mit dem Ortbeton.
-
Die
Gelenkpfannen werden gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zusammen mit den Gelenkelementen in das Kragplattenanschlusselement
eingebaut. Diese Ausführungsform
kann besonders einfach verwirklicht werden, wenn zur Befestigung
der Gelenkpfannen an den Gelenkelementen wie oben beschrieben ein Gummiband
verwendet wird. Weist das Gummiband eine entsprechend große Vorspannung
auf, so werden die Gelenkpfannen fest an den Isolierkörper gepresst
und dichten auf diese Weise die Fuge zwischen Gelenkelement und
Isolierkörper
ab.
-
Die
Gelenkpfannen bestehen bevorzugt aus Blech, Teflon, Aluminium, Edelstahl,
einem teflonbeschichteten Blech, einer Folie, insbesondere einer Kunststofffolie
und/oder einer teflonbeschichteten Folie. Grundsätzlich kann das Material der
Gelenkpfanne selbsttragend sein oder es handelt sich um ein flexibles
Material, das erst durch den Ortbeton in die Form einer Gelenkpfanne
gepresst wird.
-
Da
das Gelenkelement neben der Umsetzung der Relativbewegung von auskragender
Platte zu Decken-/Bodenplatte in eine Kippbewegung auch die Funktion
eines Druckelements erfüllt,
ist das Gelenkelement gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aus einem hochfesten Material, insbesondere
aus Faserbeton oder Keramik gefertigt.
-
Der
längliche,
quaderförmige
Isolierkörper besteht
aus wärmedämmenden
Materialien, vorzugsweise aus mineralischen Materialien, nämlich aus
Glas- oder Steinwolle. Es ist jedoch durchaus möglich, den Isolierkörper auch
aus Polystyrolschaum zu fertigen.
-
Der
Isolierkörper
wird in der Regel von den aus dem Stand der Technik bei Kragplattenanschlusselementen
bekannten Zugstäben
und Querstäben durchsetzt.
Bei den Zugstäben
kann es sich auch um Zugstababschnitte handeln, an denen die eigentlichen
Zugstabteile angeschlossen werden können. Von den Zugstäben werden
die in horizontaler Richtung wirkenden Zugkräfte aufgenommen, während von
den Querstäben
die vertikalen Schubkräfte
aufgefangen werden.
-
Es
soll an dieser Stelle bemerkt werden, dass die als Druckelemente
wirkenden Gelenkelemente gemäß der vorliegenden
Erfindung in bekannter Weise möglichst
nah an der Unterseite der auskragenden Platte in das Kragplattenanschlusselement
eingebaut werden. Die Druckelemente dienen ja der Aufnahme des Drehmoments,
das durch die auskragende Platte auf die Decken-/Bodenplatte ausgeübt wird.
Aus diesem Grund soll ein möglichst großer vertikaler
Abstand zwischen Zugstäben
einerseits und Druckelementen andererseits eingehalten werden. Je
größer nämlich dieser
Abstand ist, umso größer sind
die Kräfte,
die von den Zug- bzw. Druckelementen aufgenommen werden können. Bevorzugt wird
daher der Hauptkörper
des Gelenkelements gemäß der vorliegenden
Erfindung eine zur Unterseite der auskragenden Platte hin abgeflachte
Form aufweisen. Eine solche Form erlaubt eine Platzierung des Gelenkelements
möglichst
nah an der Unterseite der auskragenden Platte.
-
Von
der vorliegenden Erfindung sind selbstverständlich auch Kragplattenanschlusselemente umfasst,
die Aussparungen aufweisen, welche zur Aufnahme der Gelenkelemente
vorgesehen sind. Diese Aussparungen sind vorteilhafterweise nicht zentral
in dem Isolierkörper
angebracht, sondern relativ nah an dem Randbereich, der der Unterseite
der auskragenden Platte zuzuordnen ist.
-
Obwohl
für die
eigentliche Reduktion der Reibung die Dicke der Gelenkpfannen sehr
klein sein kann, hat es sich als vorteilhaft gezeigt, die Gelenkpfannen
so dick zu gestalten, dass sie ein zusätzliches Isolationselement
bilden. Die Isolationswerte von Kunststoff sind nämlich wesentlich
höher als
der Isolationswert von Beton oder Metall.
-
Die
vorgesehene Lösung
ist in der Fertigung gegenüber
den heute bekannten Lösungen
wesentlich kostengünstiger.
Im Vergleich zu den sonst üblichen
Druckstäben
oder anders gestalteten Druckelementen sind die hier aufgezeigten
Gelenkelemente aus Faserbeton oder Keramik wesentlich leichter. Entsprechend
müssen
auch weniger Vorkehrungen für
den Transport und die Lagerung vorgesehen werden. Hinzu kommen große Einsparungen
an Metall sowie an Transportkosten. Neben diesen Kosten senkenden
Wirkungen wird aber auch die Kräfteübertragung
erheblich verbessert. Die Bewegungen erfolgen nicht durch eine Verformung
von Druckstäben,
sondern durch eine Kippbewegung des Gelenkelements. Entsprechend
treten weniger Zerstörungen
auf und man erhält
somit ein besseres, den Bewegungen folgendes Element, das eine höhere Lebensdauer
bei gleichzeitig geringeren Kosten verspricht.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Die
Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang
mit den Zeichnungen näher
erläutert
werden. Es zeigen
-
1 einen
Ausschnitt eines Querschnitts durch ein Kragplattenanschlusselement
mit Gelenkelement;
-
2 einen
Ausschnitt eines Querschnitts durch ein erfindungsgemäßes Kragplattenanschlusselement
mit Gelenkelement und Gelenkpfannen.
-
Wege zur Ausführung der
Erfindung
-
1 zeigt
einen Ausschnitt eines Querschnitts durch ein Kragplattenanschlusselement
mit Gelenkelement. Das Kragplattenanschlusselement 1, das
die Decken-/Bodenplatte 2 und die auskragende Platte 3 verbindet,
umfasst den quaderförmigen Isolierkörper 4 und
das Gelenkelement 5.
-
Der
Isolierkörper 4 wird
in der Regel von den aus dem Stand der Technik bei Kragplattenanschlusselementen
bekannten Zugstäben
und Querstäben durchsetzt,
auf deren Darstellung zur Entlastung der Zeichnung verzichtet wurde.
-
Das
Gelenkelement 5 besteht aus dem Hauptkörper 6, dem decken-/bodenplattenseitigen Endabschnitt 7 und
dem kragplattenseitigen Endabschnitt 8. Aus der 1 wird
deutlich, dass das Gelenkelement 5 den quaderförmigen Isolierkörper 4 durchsetzt,
wobei der Hauptkörper 6 des
Gelenkelements 5 im Wesentlichen von dem quaderförmigen Isolierkörper 4 umschlossen
ist und die Endabschnitte 7, 8 in die auskragende
Platte 3 und in die Decken-/Bodenplatte 2 hineinragen.
Die Oberfläche
der Endabschnitte 7, 8 des Gelenkelements 5 weisen entlang
der Richtung der Hauptachse des quaderförmigen Isolierkörpers 4 eine
positive Krümmung
auf.
-
2 zeigt
ebenfalls einen Ausschnitt eines Querschnitts durch ein erfindungsgemäßes Kragplattenanschlusselement
mit Gelenkelement. Dabei handelt es sich um das in 1 gezeigte
Kragplattenanschlusselement mit dem Unterschied, dass zwei zu den
Endabschnitten des Gelenkelements formschlüssige Gelenkpfannen 9, 10 vorgesehen
sind. In der 2 sind zwischen den Endabschnitten 7, 8 und
den Gelenkpfannen 9, 10 Zwischenräume zu sehen,
die der deutlicheren Sichtbarkeit der einzelnen Elemente in der
Figur dienen. In der Realität
sind diese Zwischenräume
aber minimal und im Fall der Verwendung von Beschichtungen als Gelenkpfannen überhaupt
nicht vorhanden.
-
Ebenfalls
in der 2 ist die Tatsache dargestellt, dass die Gelenkpfannen
zumindest in Teilbereichen 11, 12, 13, 14 über die
Oberfläche
der Endabschnitte 7, 8 des Gelenkelements hinausragen können. Durch
den Druck des Ortbetons werden die Teilbereiche 11, 12, 13, 14 an
die Oberfläche
des Isolierkörpers 4 gepresst.
Dadurch wird ein Eindringen von Schlämmen des Ortbetons in die Fugen
zwischen Isolierkörper 4 und
Hauptkörper 6 des
Gelenkelements 5 verhindert. Der die Gelenkstelle umgebende
Beton kann so in unveränderter
Zusammensetzung aushärten,
wodurch eine Bruchgefahr an diesen Stellen ausgeschlossen wird.
-
Die
in 2 dargestellten über die Oberfläche der
Endabschnitte 7, 8 des Gelenkelements hinausragenden
Teilbereiche 11, 12, 13, 14 der
Gelenkpfannen weisen eine umlaufende Wölbung auf. Durch diese Wölbung können die
Gelenkpfannen mit einer gewissen Vorspannung in das Kragplattenanschlusselement
eingebaut werden. Dadurch erfolgt eine Abdichtung der Fugen zwischen
Isolierkörper 4 und
Hauptkörper 6 des
Gelenkelements 5 bereits vor dem ersten Kontakt mit dem
Ortbeton.
-
- 1
- Kragplattenanschlusselement
- 2
- Decken-/Bodenplatte
- 3
- auskragende
Platte
- 4
- Isolierkörper
- 5
- Gelenkelement
- 6
- Hauptkörper des
Gelenkelements
- 7
- decken-/bodenplattenseitiger
Endabschnitt des Gelenkelements
- 8
- kragplattenseitiger
Endabschnitt des Gelenkelements
- 9,
10
- Gelenkpfannen
- 11,
12, 13, 14
- über die
Oberfläche
der Endabschnitte des Gelenkelements hinausragende Teilbereiche
der Gelenkpfannen