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Sttz und Futtermauer Priorität: Österreich.A 979/73 vom 5.Februar
1973 Die Erfindung betrifft eine Stütz und Futtermauer aus Betonfertigteilen.
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Solche Stütz- und Futtermauern haben sich bereits gut bewährt. In
der herkömmlichen Gestaltung waren aber diese Mauern nicht einwandfrei dazu befähigt,
die im Falle örtlicher Setzungen des Fundamentes oder bei Hangbeuegungen auftretenden
beträchtlichen Kräfte ohne Schaden aufzunehmen bzw. solchen kräften ohne sichtbare
Störung des Fertigteil= verbandes standzuhalten. Entweder waren die bisher bekannten
Stütz und Futtermauern in ihrer konstruktiven Gestaltung zu steif und zu massiv,
so daß die Fertigteile, soweit sie zufolge ihrer Länge überhaupt in der Lage waren;
einen Längsverband zu bilden, im Falle einer örtlichen Setzung brachen, vobei der
Fertigteilverband dadurch örtlich zerstört wurde.
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Wurden hingegen nur kurze Fertigteile eingebaut, dann bestand die
Gefahr, daß diese bei einer Verschiebung ihr schmales Auflager auf einem jeweils
benachbarten Fertigteil verloren, vomit naturgemäß gleichfalls eine allmähliche
Zerstörung des gesamten Fertigteilverbandes eingeleitet wurde.
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Bei anderen vorbekannten Ausführungsformen von Stütz-und Futtermauern
war die Formgebung der Fertigteile so kompliziert und gegliedert, daß die erforderliche
Genauigkeit bei der Erzeugung und bei der Verlegung nicht eingehalten werden konnte.
Die Zerstörung solcher Einzelelemente, die theoretisch £ormschlüssig exakt zusammenpassen
sollten, erfolgte dann durch örtliche Überbeanspruchung und durch Abplatzen des
Betons an den Stellen solcher Spitzenspannungen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stütz- und Futter= mauer der eingangs
bezeichneten Gattung so auszubilden, daß sie bei durch örtliche Setzungen, Hangbewegungen
usw.
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verursachten Formänderungen ein zäh-elastisches bzw. zähplastisches
Verhalten zeigt, bei welchem einerseits der Längsverband der Mauer in waagrechter
Richtung stets einwand= frei erhalten bleibt, andererseits aber eine gewisse Bewegungs=
möglichkeit und Nachgiebigkeit der Fertigteile im Verband in lotrechter Richtung
gewährleistet ist, ohne daß jedoch bei solchen Formänderungen eine Änderung der
Struktur oder eine Störung des äußeren Erscheinungsbildes der Mauer und eine Unterbrechung
des eigentlichen Fertigteilverbandes zu befürchten ist.
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Der Erfindung gemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe die Stütz- und
Futtermauer gekennzeichnet durch eine Vielzahl parallel zur Mauerebene übereinander
verlegter Läuferelemente, die auf senkrecht hierzu sich in die Hinterfüllung der
Mauer erstreckenden Binderelementen aufliegen und von diesen gehalten werden, wobei
das Verhältnis von Querschnittshöhe zu Querschnittsbreite der mit rechteckigem Querschnitt
ausgebildeten und sich über jeweils mindestens zwei von Binderelementen begrenzte
Felder erstreckenden, mit den Stoßfugen gegeneinander versetzt angeordneten, vorzugsweise
armierten Läuferelementen mindestens 1:3 beträgt.
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Mit dieser erfindungsgemäßen Ausbildung-der Stütz- und Futtermauer
wird bewußt darauf verzichtet, den Mauerverband gegen Formänderungen in seiner Ebene
völlig starr zu gestalten und solche Formänderungen unbedingt zu verhindern. Absichtlich
wird das Widerstandsmoment der Läufer in Richtung der Fall-Linien des Mauerverbandes
gering gewählt, um die erwtinschte Nachgiebigkeit der Mauer in dieser Ebene zu gewährleisten;
dieser Nachgiebigkeit gegenüber Biegebeanspruchungen in etwa vertikaler Richtung
ist es dann zu verdanken, daß örtliche Formänderungen ohne Auftreten von Brüchen,
ohne Schäden der formschlüssigen Verbindungen der einzelnen Fertigteile und ohne
Strukturänderungen des Fertigteil= verbandes von der Mauer aufgenommen werden können.
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Infolge des geringen Trägheitsmomentes in bezug zu Horizontalachse
vermag das einzelne Läuferelement unter vertikaler Belastung erhebliche Durchbiegungen
zu erleiden,
ohne richtig zu brechen. Allfällig auftretende Haarrisse
sind unbedenklich, vor allem dann, wenn es sich um vorgespannte Betonfertigteile
handelt.
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In Richtung senkrecht zur Mauerebene, also im wesentlichen in der
Horizontalen, ist hingegen das Trägheitsmoment des bohlenartig ausgebildeten Läuferelementes
vergleichsweise groß und damit ist dieses Element in dieser Ebene zur Aufnahme auch
verhältnismäßig großer Erddruckkräfte gut befähigt. Die flache Bohlenform der Läuferelemente
ist ferner auch insofern von Vorteil, als £ür die Ubertragung der Vertikalkräfte
eine große Druckfläche als Auflager zur Verfügung steht, über die sich die von oben
her durch die Binder-Scharen wirkenden Vertikalkräfte gut übertragen lassen.
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Durch die ersetzung der Stoßfugen zwischen den in Längsrichtung aneinandergereihten
Läuferelementen in den übereinander angeordneten Reihen dieser Läuferelemente wird
erreicht, daß immer ein Teil der Läuferelemente bei örtlichen Setzungen auf Biegung
beansprucht wird, gleichgültig wo die örtliche Setzung erfolgt.
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Eine zunächst naheliegende Anordnung dieser Stoßfugen in den Auflagern
der Läuferelemente auf den Binderelernenten hätte allerdings den Nachteil, daß sich
diese Stoßfugen gerade an den stärkstbeanspruchten Stellen des Fertigteilverbandes
befinden würden, nämlich dort, wo der vom Gewicht der Fertigteile und der Hinterfüllung
verursachte vertikal= druck über die Köpfe der Binderelemente und die dazwischen=
liegenden Bereiche der Läuferelemente in den Boden übertragen wird
Diese
Verbindungsstellen sind im Fertigteilverband naturgemäß besonders gefährdet und
vor allem bei hohen Stützmauern, wie sie sich aus solchen Fertigteilen ohne Schwierigkeit
errichten lassen, ergeben sich Maximaidrücke erheblicher Größe, die dann letzten
Endes für die Gesamt= tragfähigkeit der Stütz- und Futtermauer maßgebend werden
und deren Abmessungen nach oben hin begrenzen Eine weitere wichtige Aufgabe der
vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, diesem Nachteil abzuhelfen und eine
solche Gliederung des Fertigteilverbandes einer Stütz- und Futtermauer der oben
bezeichneten Gattung zu schaffen bei welcher die Stoßfugen der Läuferelemente vorteilhafter=
weise an Stellen des Verbandes angeordnet sind, wo sie die Tragfähigkeit nicht zu
verringern vermögen.
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Diese weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird dadurch gelöst,
daß die Stoßfugen der Läuferelemente inner= halb der Felder, also zwischen den Scharen
der Binderelemente, angeordnet sind, und zwar nach einer bevorzugten AusfUhrungs=
form des Erfindungsgegenstandes etwa in der Mitte der von den Binderelementen begrenzten
Felder.
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Um im Falle des Auftretens örtlicher Setzungen ver= mittels der auf
den Binderelementen aufliegenden Läuferelemente Biegebeanspruchungen an jeder Stelle
des Verbandes zuverlässig aufnehmen zu können, ist nach einem weiteren Erfindungsmerkmal
vorgesehen, daß die normalen Läuferelemente eine Länge auf= weisen, die etwa der
doppelten Feldweite entspricht, so daß in jedem Feld in jeder zweiten Reihe von
Läuferelementen jeweils eine Stoßfuge angeordnet ist.
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Durch diese sinnvolle Versetzung der Stoßfugen wird im Verein mit
der Länge der Läufereleniente vor eilhaSterwe-< erreicht, daß immer sämtliche
Läuferelemente innerhalb e ne5 Feldes bei örtlichen Setzungen auf Biegung beansprucht
werden, gleichgültig, wo die örtliche Setzung erfolgt; teils werden dabei in den
Läuferelementen positive Biegemomente, teils - in den eingespannten Kragarmen der
Läuferelemente - negative Biegemomente auftreten, wobei ein vorteilhafter Momenten=
ausgleich wie bei Durchlauf trägern erzielt wird.
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Zur Ubertragung von Vertikalkräften innerhalb der von den Binderelementen
begrenzten Felder sind nach einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
inner= halb dieser Felder zwischen benachbart übereinanderliegenden Läuferelementen
Distanzklötze od.dgl. angeordnet. Mittels dieser Distanzklötze werden die Stützweiten
der Läuferelemente in bezug auf ihre Vertikalbeanspruchung wirksam verringert.
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Dabei empfiehlt es sich, die Stoßfugen der Läuferelemente in den Bereichen
jeweils solcher, vorzugsweise in Feldmitte angeordneter Distanzklötze od.dgl. anzuordnen.
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Weiters sind nach einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
die Läuferelemente an ihrer der Außenseite der Mauer zugewendeten Schmalseite ihres
recht= eckigen Querschnittes mit zumindest einer dem Kopf der Binderelemente zugeordneten
Ausnehmung versehen, in welcher die zu einem Kopf ausgebildeten Enden aufeinanderliegender,
einander benachbarter Binderelemente zumindest teileie Platz finden.
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Dadurch wird eine besonders zuverlässige, formschlüssige Verbindung
der Läuferplemente mit @n Binderelementen gewähr= leistet wobei die Köpfe der letzteren
mit den Außenkanten der Läuferelemente im wesentlichen fluchten können0 Die Breite
der Läuferelemente soll mindestens gleich groß sein dem lichten Abstand benachbart
übereinanderliegender Läuferelemente0 Dadurch wird erreicht daß sich das Hinter=
füllungsmaterial innerhalb der Abstände der Läuferelementen-Reihen frei mit etwa
1:1 abböschen kann0 Die vordere Ansichts= fläche der Stütz und Futtermauer wird
damit nur zu einem optimal geringen Anteil aus Beton, überwiegend hingegen aus abgeböschtem,
mit Pflanzenwuchs versehenen Erdmaterial gebildet sein. Diese Lösung und Dimensionierung
der Läufer= elemente erweist sich somit nicht nur als sehr wirtschaftlichD sondern
auch als ästhetisch ansprechend.
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Bei dieser gewissermaßen "offenen" Ausbildung der Mauer-Sichtfläche
ist darauf zu achten, daß die Breite der Läuferelemente jeweils größer gewählt wird
als die in der Ebene dieser Läuferelemente gemessene Projektion der zwischen zwei
übereinanderliegenden benachbarten Läuferel ementen verlaufenden Böschungslinie
des Materiales der Hinterfüllung0 Die Böschungslinie zwischen zwei benachbarten
Reihen von übereinanderliegenden Läuferelementen verlauft somit gegen die untere
innengelegene Kante des jeweils nächsthöheren Läuferelementes und das Material der
Hinterfüllung kann nicht durch das gegliederte Gefüge der Stützmauer hindurch austreten,
wenn diese Böschungslinie im Bereich der Oberseite des jeweils Mächstunteren Läuferelementes
endet.
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An Hand der Zeichnungen wird nachstehend ein Ausführungs= beispiel
des Erfindungsgegenstandes erläutert. In diesen Zeichnungen zeigt die Fig.l einen
Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Stütz- und Futtermauer, die Fig.2 ist eine
Draufsicht, die Fig.3 und 4 zeigen im Detail einen Teilquerschnitt in größerem Maßstab,
die Fig. 5 und 6 betreffen die Gestaltung eines einzelnen Läuferelementes im Längs-
bzw. Querschnitt nach VI-VI der Fig.5 und die Fig.7 zeigt eine Stützmauer nach Fig.1
und 2 in einer axonometrischen Ansicht.
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Die beispielsweise dargestellte Stütz- und Futtermauer dient zur
Stützung der Hinterfüllung 1 und als solche beispiels= weise zum Schutz eines Verkehrsweges
2.
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Die Mauer besteht aus den in waagrechten, zur Mauerebene parallelverlaufenden
Reihen angeordneten Läuferelementen 3 und aus den senkrecht hiezu in Scharen aufeinanderliegenden
Binder= elementen 4. Die Scharen der Binderelemente 4 begrenzen eine Anzahl von
Feldern mit den Feldweiten w.
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Die Läuferelemente 3 haben Bohlenform mit einem Verhältnis der Querschnittshöhe
zur Querschnitssbreite d:b von etwa 1:3 bis 1:5 und lagern auf den Binderelementen
4 auf. Wie die Fig.2 erkennen läßt, erstrecken sich die normalen, in Reihen angeordneten
Läuferelemente 3 über jeweils zwei Längen der von den Scharen der Binderelemente
4 begrenzten Felder, haben also eine Länge, die der doppelten Feldweite w entspricht.
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Darüber hinaus gibt es zusätzliche, in den Randbereichen der
Mauer
zum Systemausgleich zu verlegende Läuferelemente von einer Länge, die dem Zweieinhalbfachen
und/oder dem Andert= halbfachen der Feldweite w entspricht.
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Wie die Fig.2 und 7 erkennen lassen, sind in den über= einanderliegenden
Reihen von Läuferelementen 3 die Stoßfugen 10 gegeneinander versetzt.
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Wie die Fig.2 ferner zeigt, können Distanzklötze 5 od.dgl.
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zwischen übereinanderliegenden Läuferelementen 3, und zwar vorzugsweise
im Bereich der Stoßfugen 10, angeordnet werden, um für eine bessere Ubertragung
der Vertikalkräfte innerhalb des Fertigteilverbandes zu sorgen. In der Fig.7 sind
diese Distanzklötze der Ubersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
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Die Binderelemente 4 haben an beiden Enden Verankerungs= köpfe, mit
denen sie Läuferelemente 3 formschlüssig festzu= halten vermögen und verankern.
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Diese Binderelemente 4 erstrecken sich senkrecht in die Hinterfüllung
1. Nötigenfalls kann die Verankerung der Mauer in dieser Hinterfüllung 1 durch Anfügen
eines weiteren, aus Binder- und Läuferelementen zusammengesetzten Mauerver= bandes
verbessert werden, so wie dies in der Fig.1 voran schaulicht ist.
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Als Fundament kann gemäß Fig.1 eine Anzahl unmittelbar übereinanderliegender
und/oder nebeneinanderliegender Läufer= elemente 3 vorgesehen werden, auf denen
die unterste Schar der Binderelemente aufruht.
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In den Fig. 3 und 4 ist zu erkennen, worauf es bei der Wahl der Dimensionen
der Läuferelemente 3 ankommt, wenn mit einem Minimum an Beton für die Anfertigung
der Mauer das
Auslangen gefunden werden soll. Die Breite b der
Läuferelemente 3 soll mindestens gleich groß sein dem lichten Abstand t be= nachbart
übereinanderliegender Läuferelemente; dieser lichte Abstand t ergibt sich zwangsläufig
aus der im Bereich der Auflagerung der Läuferelemente 3 vorhandenen Höhe der Binder=
elemente 4, auf denen die Läuferelemente 3 aufruhen. Die Querschnittshöhe d der
Läuferelemente 3 verhält sich zur Querschnittsbreite b wie etwa 1:3 bis 1:5. Außerdem
muß aber die Breite b der Läuferelemente 3 auch größer sein als die in der Ebene
dieser Läuferelemente gemessene Projektion der zwischen zwei übereinanderliegenden
benachbarten Läuferelementen verlaufenden Böschungslinie der Hinterfüllung 1. Wie
die Fig.3 und 4 zeigen, verläuft in diesem Falle die Böschungslinie von der hinteren
Kante eines jeweils oberen Läuferlementes 3 in den Bereich der Oberseite des jeweils
nächstunteren Läufer= elementes, sie endet also hinter der Vorderkante dieses jeweils
unteren Läuferelementes und es kann durch die offenen Fächer der Stützmauer keine
Hinterfüllung 1 austreten.
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Die Läuferelemente 3 werden zweckmäßig, wie'die Fig.5 und 6 zeigen,
mit einer etwa in Höhenmitte verlaufenden Längs= bewehrung 6 und einer Bügelbewehrung
7 versehen. Die Längs= bewehrung, insbesondere jene der Läuferelemente 3, jedoch
auch die der Binderelemente 4 kann nach einem beliebigen zum Stand der Technik gehörenden
Verfahren vorgespannt sein; als besonders wirtschaftlich wird sich die Herstellung
solcher Fertigteile in einem Spannbett erweisen.
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In der Fig.3 ist ein Fertigteilverband dargestellt, bei dem die Köpfe
der Binderelemente über die von den
Vorderkanten der Läuferelemente
3 bestimmte Ebene in voller Größe ausragen. Die Variante nach Fig.4 hingegen benutzt
Läuferelemente, wie sie in einem Teilstück als Draufsicht in der Fig.5 dargestellt
sind und eine Ausnehmung 8 an ihrer der Außenseite der Mauer zugewandten Längsseite
aufweisen, in denen die Köpfe jeweils benachbarter Binderelemente 4 zumindest teilweise
Platz finden. Diese Ausnehmungen 8 können so groß bemessen sein, daß die Außenseite
der Binder= köpEe und Läuferelemente gegebenenfalls fluchten oder - wie dies die
Fig.4 zeigt - nur ganz wenig differierene In der Fig.7 ist ersichtlich, wie gering
bei einer erfindungsgemaßen Stütz- und Futtermauer der Beton-Anteil in der Sichtfläche
zur Geltung kommt und wie groß demgegenüber jener Anteil der Sichtfläche ist, in
dem die Hinterfüllung 1 zutage tritt und mit einer Bepflanzung versehen werden kann.
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In den Auflagern können in den zwischen den Läuf er-und den Binderelementen
3 bzw. 4 gebildeten Fugen Zwischen= lagen aus verformbarem, schmiegsamem,plastischem
oder elastischem Material, z.B. aus imprägnierter Pappe, aus Kunststoff, Pappelholz
od.dgl., angeordnet sein, welche -so wie bei der Verwendung solcher Zwischenlagen
etwa im Eisenbahnoberbau - eine gleichmäßige Verteilung des Druckes auf die zur
Verfügung stehenden Auflagerflächen gewährleisten und Maßungenauigkeiten der Fertigteile
auszugleichen vermögen.
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Zum gleichen Zweck kann auch eine Vermörtelung bzw. ein Verguß dieser
Fugen vorgesehen werden.
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Selbstverständlich ist die Erfindung in keiner Weise an die dargestellten
und erläuterten Ausführungsvarianten
gebunden, vielmehr sind im
Rahmen der Erfindung überaus zahlreiche und mannigfache Abwandlungen und Ergänzungen
ausführbar. So müssen die LäuSerelemente nicht unbedingt senkrecht zu den Binderelementen
verlegt werden; das erfindungsgemäße Bauwerk kann auch im Grundriß polygonal verlaufen
und seine Außenseite braucht nicht unbedingt eben ausgebildet sein.