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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Querkraftübertragung
im Fugenbereich von Wand- und Boden- bzw. Deckenbauteilen, insbesondere
bei aus mehreren einzelnen benachbarten Feldern bestehenden Betonbauteilen
zur Querkraftübertragung zwischen
den benachbarten Feldern, mit mehreren den Fugenbereich überbrückenden
Querkraftbewehrungselementen.
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Bei
großflächigen Wand-,
Boden- oder Deckenbauteilen aus Beton werden üblicherweise Dehnfugen vorgesehen,
um Spannungsrissen beim Abbinden oder infolge von temperatur- oder
feuchtigkeitsbedingten Ausdehnungen (bzw. Schwindungsverhalten)
des Betons vorzubeugen. Diese Dehnfugen dürfen sich aber nicht nur auf
das Betonbauteil beschränken,
sondern müssen
sich auch in an das Betonbauteil angefügte Materialien wie Bodenbeläge, Putz
und dergleichen erstrecken, damit diese Materialien die Funktion
der Dehnfuge nicht behindern. Auch wenn es der Wunsch vieler Architekten
ist, großflächige Bauteile
mit möglichst
ebenmäßigem Eindruck
und ohne sichtbare Dehnfugen herzustellen, so scheitert dies regelmäßig an dem
Erfordernis, dass solche großflächigen Bauteile
bei Herstellung aus Beton in regelmäßigen Abständen Dehnfugen aufweisen müssen, die
den optischen Gesamteindruck eines solchen Bauteils dominieren bzw.
zumindest beeinträchtigen.
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Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung zur Querkraftübertragung
der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht,
den optischen Eindruck von Dehnfu gen dahingehend zu verändern, dass
die Dehnfugen nahezu unsichtbar werden.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Querkraftübertragung der eingangs genannten
Art dadurch erfüllt,
dass die Querkraftbewehrungselemente aus mehrfach abgewinkelten
Querkraftstäben bestehen
und sich in zueinander parallelen und im Wesentlichen senkrecht
zur Fugenebene orientierten Ebenen erstrecken, und dass die Vorrichtung
zur Querkraftübertragung
außerdem
mehrere flächige Trennelemente
aufweist, die sich in zueinander parallelen und im Wesentlichen
senkrecht zu den Querkraftbewehrungselementebenen orientierten Ebenen erstrecken.
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Während die
Querkraftbewehrungselemente in der bekannten Art und Weise dafür sorgen,
dass das Wand-, Boden- bzw. Deckenbauteil im Fugenbereich stabil
ausgebildet ist und trotz der Dehnfuge auftretende Spannungen über die
Querkraftbewehrungselemente übertragen
werden können,
dienen die Trennelemente dazu, eine absichtliche Trennfuge im Inneren
des Bauteils vorzusehen und somit den Querschnitt des Bauteils auf
der Innenseite zu schwächen.
Indem nun mehrere dieser Trennelemente zusammen vorgesehen werden,
lässt sich
die herkömmliche
Dehnfuge vermeiden und stattdessen durch die mehreren Trennfugen
ersetzen. Somit erhält
man so etwas wie eine Multisektions-Dehnfuge, also eine Dehnfuge,
bei der das Betonbauteil nicht über
den gesamten Querschnitt durchtrennt ist und eine mehrere Millimeter
große
durchgehende Fuge aufweist, die durch elastisches Fugenmaterial
ausgefüllt
werden muss; stattdessen ist das Bauteil nur im Bereich der Trennelemente
im Inneren des Betonbauteils durchtrennt, wobei im Bereich eines
jeden Trennelements eine Trennfuge gebildet ist, die eine gewisse
elastische Ausdehnung und somit Nachgiebigkeit ermöglicht.
Nachdem sich diese Trennfugen auf das Bauteilinnere beschränken, sind
sie an der Bauteiloberfläche
nicht sichtbar. Allerdings ist es zur Funktion der Trennfugen erforderlich,
dass sich die Trennelemente bis in den oberflächennahen Randbereich des Bauteils
(aber nicht bis zur Bauteiloberseite) erstrecken, so dass sich dann
in diesem den geschwächten
Querschnitt des Bauteils bildenden Randbereich bis zur Bauteiloberfläche erstreckende Sollrissfugen
ausbilden. Diese Sollrissfugen sind an der Oberfläche jedoch
aufgrund ihrer geringen Dimension nahezu unsichtbar, selbst wenn bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erforderlich ist, dass eine Mehrzahl solcher Sollrissfugen vorgesehen wird,
um eine übliche
Dehnfuge ersetzen zu können.
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Zweckmäßigerweise
sind die Trennelemente derart dimensioniert, dass die Trennfugen
im oberflächennahen
Randbereich des Bauteils in die Sollrissfugen übergehen. Somit werden sich
die Trennelemente über
einen wesentlichen Querschnittsbereich der Bauteile erstrecken,
um die vom restlichen geschwächten
Querschnitt des Bauteils aufzunehmenden Spannungen und Dehnungen
nicht zu behindern.
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Erst
das Zusammenwirken mehrerer Trenn- und Sollrissfugen, die sich zweckmäßigerweise
im Wesentlichen parallel bzw. äquidistant
zueinander erstrecken, erhält
man ein so großes
Ausdehnungspotenzial, dass herkömmliche
Dehnfugen dadurch vermieden werden können.
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Besonders
wichtig ist es, das die Trennelemente und die Querkraftbewehrungselemente
so zu einander positioniert werden, dass die Querkraftbewehrungselemente
die auftretenden Sollrissfugen durchqueren bzw. zumindest unterstützen können, um
ein zu starkes Öffnen
der Sollrissfuge zu vermeiden. Hierzu ist es zweckmäßig, wenn
die Trennelemente zumindest in Teilbereich an den Querkraftbewehrungselementen
anliegen; in diesem Bereich bildet sich damit die Trennfuge aus,
womit dann sichergestellt ist, dass die von der Trennfuge ausgehende Sollrissfuge
zumindest benachbart zu dem am jeweiligen Trennelement anliegenden
Querkraftbewehrungselement angeordnet ist.
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Besonders
zweckmäßig ist
es, wenn die Trennelemente zumindest in Teilbereichen geneigt zur
Oberfläche
des Bauteils orientiert sind und sie hierbei insbesondere an den
ebenso geneigten Abschnitten der gitterträgerähnlich ausgebildeten mehrfach
abgewinkelten Querkraftbewehrungselemente anliegen. Eine solche
geneigte Orientierung der Trennelemente unter einem Winkel von beispielsweise
in der Größenordnung
von 60° zur
Bauteiloberseite sorgt in idealer Weise dafür, dass die im Bereich der
Trennelemente bzw. der Trennfuge aneinander anliegenden Teilbereiche
des Bauteils sowohl Bewegungen aufeinander zu (infolge von Ausdehnungen) als
auch Bewegungen voneinander weg (infolge Schwund bzw. Schrumpfungen)
durchführen
können, ohne
dass das jeweils andere Bauteil diese Bewegungen zu stark beeinträchtigen;
denn bei den Bewegungen aufeinander zu können die Teilbereiche des Bauteils
entlang der schrägen
Fugenebene in gewissem Maße
gegenseitig ausweichen, indem sie an der schrägen Fläche der Fugenelemente aneinander entlang
gleiten.
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Um
eine herkömmliche
Dehnfuge zu ersetzen, muss eine größere Anzahl an Trennelementen im
Fugenbereich vorgesehen sein, wobei zumindest drei Trennelemente,
zweckmäßigerweise
aber mehr als vier Trennelemente vorgesehen sein sollen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der
Zeichnungen; hierbei zeigen
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1 ein
Betonbauteil mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Querkraftübertragung
im Fugenbereich in geschnittener Seitenansicht; und
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2 die
erfindungsgemäße Vorrichtung aus 1 in
perspektivischer Seitenansicht.
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In 1 ist
ein Betonbauteil 1 in Form einer Betondeckenplatte dargestellt,
welches von einem sich in der Schnittebene erstreckenden mehrfach
abgewinkelten Querkraftbewehrungselement 2 durchquert wird.
Das Querkraftbewehrungselement 2 erstreckt sich nach Art
eines Gitterträgers
zickzackförmig
durch das Bauteil 1, belässt aber jeweils einen oberflächennahen
Randbereich 3, 4 des Betonbauteils, der keine
Bewehrung bzw. kein Querkraftbewehrungselement aufweist.
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Mehrere
gleichartige Querkraftbewehrungselemente 2 sind parallel
zueinander in einer zur Bauteilebene senkrechten Ebene vorgesehen
und über Verteilerstäbe 5, 6 aneinander
festgelegt, wie dies beispielsweise auch aus 2 ersichtlich
ist. Die Verteilerstäbe 5, 6 sind
aber jeweils in den abgebogenen Bereichen der Querkraftbewehrungselemente 2 vorgesehen,
indem die Querkraft bewehrungselemente ihre Richtung ändern von
einer ersten geneigten Orientierung unter einem Winkel α = 60° (gegenüber der
Oberseite 1c des Bauteils) in einem ersten Abschnitt 2a zu
einer zweiten geneigten Orientierung unter einem Winkel β = –60° in einem
zweiten geneigten Abschnitt 2b.
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An
die Querkraftbewehrungselemente sind nun erfindungsgemäß eine Mehrzahl
von Trennelementen 7 angefügt, die platten- bzw. folienartig
ausgebildet sind und an den Querkraftbewehrungselementen in deren
geneigten Abschnitten 2b anliegen und dadurch ebenfalls
eine unter dem Winkel β = –60° geneigte
Orientierung im Vergleich zur Oberfläche 1c des Bauteils 1 aufweisen.
Diese Trennelemente 7 erstrecken sich entlang des Fugenbereichs parallel
zu den Verteilerstäben 5, 6 und
bilden so eine Trennfuge 8, indem sich das Betonmaterial
des Bauteils 1 von diesen Trennelementen 7 abheben
kann. Treten im Bereich der Trennelemente Spannungen auf, so kann
sich der an der einen Seite der Trennelemente 7 anliegende
Betonbereich 1a relativ zum an der gegenüber liegenden
Seite der Trennelemente 7 anliegende Betonbereich 1b bewegen,
insbesondere abheben oder verschieben. Dadurch kann der Beton im
Bereich dieser Trennfuge 8 „atmen" und in reduziertem Maße die Funktion
einer Dehnfuge übernehmen.
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Es
ist offensichtlich, dass man bei Kombination mehrerer derartiger
Trennfugen eine Aufsummierung der Dehnungseigenschaften erhalten
kann, die bei entsprechender Größenordnung
eine komplette Dehnfuge ersetzen können.
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Wenn
sich der Beton im Trennfugenbereich 8 ausdehnt, bewegen
sich die Bereiche 1a, 1b aufeinander zu und können aufgrund
der geneigten Orientierung der Trennelemente 7 aneinander
entlang gleiten und so einander ausweichen. Damit können die Trennelemente
auch Dehnungen zerstörungsfrei
aufnehmen und müssen
dabei – im
Gegensatz zu herkömmlichen
Dehnfugen, die für
solche Fälle
einen eher zu groß bemessenen
Mindestabstand aufweisen müssen – Dehnungen
dadurch abfangen, dass die beiden Bauteilbereiche entlang der geneigten Fläche aneinander
vorbeigeschoben werden können.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, gehen die Trennfugen 8 im
oberflächennahen
Randbereich 3, 4 in Sollrissfugen 9 über, die
sich ausgehend von den Quer kraftübertragungselementen 2 bis
an die Oberfläche 1c, 1d des
Betonbauteils erstrecken. Diese Sollrissfugen 9 sorgen
für die
erforderliche Nachgiebigkeit des Betonbauteils im oberflächennahen Randbereich.
Die Solltrennfugen 9 grenzen dabei an die Querkraftbewehrungselemente 2 an,
welche das Betonbauteil im Bereich dieser Sollrissfugen halten und
eine zu große Öffnung dieser
Sollrissfugen verhindern.
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Zwar
sind die Sollrissfugen 9 auch an der Oberfläche 1c, 1d des
Betonbauteils 1 sichtbar, da sie jedoch eine gegen 0 gehende
Spalt- bzw. Rissbreite aufweisen, sind sie kaum wahrnehmbar, selbst wenn
mehrere solcher Sollrissfugen parallel zu einander verlaufen.
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Zusammengefasst
erhält
man durch die vorliegende Erfindung die Möglichkeit, großflächige Bauteile
auch ohne Dehnfugen herstellen zu können, indem zum einen im Inneren
des Bauteils eine Querschnittschwächung durch Einfügen von
Trennelementen vorgesehen wird und indem zum anderen die im geschwächten Materialrestbereich
des Bauteils auftretende Sollrisse durch die vorhandene Querkraftbewehrung
abgefangen werden.