DE2536307A1

DE2536307A1 - Wide span slab and beam ceiling without formwork - with prestressed prefabricated beams and adjoining slabs fulfilling formwork function

Info

Publication number: DE2536307A1
Application number: DE19752536307
Authority: DE
Inventors: Frank Conrad
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-08-14
Filing date: 1975-08-14
Publication date: 1977-02-17

Abstract

In the construction of ceilings made up from lattice girder reinforced slab elements and prestressed prefabricated component beams, the purpose is to enable wide spans to be covered, without involving any formwork operations. The beams (1) are in the form of prestressed and prefabricated beam elements (4), fitted in complete thrust bonding connection (3, 5, 6) with the ceiling (2). Prefabricated component slabs of the ceiling terminate laterally at the side of these beams elements, taking over the function of the formwork. These slab elements may be bent or cuved. Hollow bodies may be inlaid in the site concrete component. Besides eliminating the need for formwork, the structural height is reduced, and sag is minimal in wide spans.

Description

Verfahren zur Herstellung von Decken Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Decken aus gitterträgerversteiften Plattenelementen und vorgespannten Fertigteilbalken.Method for producing blankets The invention relates to a method for the production of ceilings from lattice girder stiffened plate elements and prestressed Precast beams.

Zweck der Erfindung ist es, es zu ermöglichen innerhalb kurzfristiger Termine große Deckenspannweiten zu überbrücken. Gleichzeitig soll erreicht werden, daß bei der Herstellung der Decke keine Schalungsarbeiten mehr notwendig sind.The purpose of the invention is to make it possible within the short term Dates to bridge large ceiling spans. At the same time it should be achieved that no formwork work is necessary in the production of the ceiling.

Die Erfindung bedeutet für viele Anwendungsgebiete eine Verbesserung der bekannten Konstruktion, die im wesentlichen aus schlaff bewehrten Pertigteilbalken mit seitlich aufliegenden Deckenplattenelementen besteht. Sofern bei dem BaW von Decken vorgespannte Fertigteilbalken zur Anwendung gekommen sind, hat es sich um hohe Träger mit Rechteckquerschnitt, bzw. mit I- oder l-Querschnitt, deren Höhe größer als die Breite ist, gehandelt. Die zwischen diese Fertigteilbalken gespannte Decke besteht dann aus selbsttragenden Fertigtejiplatten mit einer Vergußfuge über den Balken. Bekannt ist fernerhin, daß sich Decken kostengUnstig unter Verwendung von Gitterträgerplatten und in besonderem Maße von Gitterträgerplatten mit abgeknickten oder gekrümmten Bereichen zur Erzeugung einer Deckenvoute herstellen lassen.The invention represents an improvement for many fields of application the known construction, which consists essentially of slack reinforced prefabricated beams with laterally resting ceiling tile elements. If at the BaW of Post-tensioned prefabricated beams have been used in the ceilings high beams with a rectangular cross-section, or with an I or L cross-section, their height larger than the width is traded. The stretched between these precast beams The ceiling then consists of self-supporting prefabricated panels with a grouting joint over them the bar. It is also known that blankets can be used inexpensively of lattice girder panels and, in particular, of lattice girder panels with kinked or curved areas to create a ceiling haunch.

Die Spannbetonträger in der vorgenannten Kontraktion benötigen als selbständige Tragglieder zwar bei der Montage keine Zwischenunterstützung, sie erfordern eine große Bauhöhe, die im allgemeinen dann die Baukosten erhöht, z. B. wegen der größeren Wand- und Fassadenflächen, größeren Knicklängen der Stützen etc.. Vorgenannte Voutendeckensysteme sind bisher nur mit schlaff bewehrten, an Ort und Stelle geschalten Unterzügen hergestellt worden. Es hat sich gezeigt, daß die Schalarbeiten im Unterzugsbereich lohnintensiv sind und einen schnellen Baufortschritt behindern. Die Voutendecke gestattet zwar, sehr große Spannweiten in Deckenspannrichtung auszuführen, in Richtung des nur schlaff bewehrten Unterzuges hingegen bleiben die Spannweiten relativ begrenzt. Die üblichen Rastereinteilungen bei Hochbauten verlangen bei großen Deckenspannrichtungen im allgemeinen auch große Spannweiten in Unterzugsrichtung. Diese sind wiederum nur mit großen Unterzugsbauhöhen und damit, wie vorbeschrieben, mit steigenden Kosten erreichbar.The prestressed concrete girders in the aforementioned contraction need as independent support members no intermediate support during assembly, they require a large overall height, which then generally increases the construction costs, z. B. because of the larger wall and facade surfaces, larger buckling lengths of the supports etc .. The aforementioned cove ceiling systems are only available with slack reinforced ones Beams switched on the spot have been made. It has been shown that the formwork in the joist area is wage-intensive and construction progress is rapid hinder. The cove ceiling allows very large spans in the ceiling span direction carry out, in the direction of the only slackly reinforced girder, however, remain Relatively limited spans. Require the usual grid divisions for high-rise buildings in the case of large ceiling spans, generally also large spans in the direction of the beams. These, in turn, are only available with large beam heights and thus, as described above, achievable with rising costs.

Aufgabe der Erfindung ist es, für Decken mit weitgespannten bzw. hochbelasteten Unterzügen eine schalungsfreie Herstellung zu ermöglichen, wobei gleichzeitig gegenüber bekannten Konstruktionen geringere BauhUtzen erreicht werden sollen. Gleichzeitig sollen bei den größeren Spannweiten die Durchbiegungen gering gehalten werden.The object of the invention is for ceilings with wide-span or highly stressed To enable beams to be produced without formwork, while at the same time opposite known constructions lower BauhUtzen should be achieved. Simultaneously the deflections should be kept low for the larger spans.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Decke unter Verwendung von mit Litzen oder mit in Hllllrohren verlegten Spanngliedern (nachträglicher Vorspannung) vorgespannten Fertigteilelementen als Bestandteil des Unterzuges sowie mit vorgefertigten Gittertragerplattenelementen hergestellt wird. Da das Fertigteilelement des Unterzugs vorgespannt ist, wird es in der Regel erforderlich, unter Berücksichtigung der verschiedenen Teilzustände a) Fertigteilbalkenelement nach Aufbringen der Vorspannung h) Fertigteilbalkenelement auf Rüstung unter Berücksichtigung des Spannungsverlustes infolge Kriechens und Schwindens des Betons c) Fertigteilbalkenelement im Verbund mit dem Ortbeton der Decke unter Berücksichtigung der Schnittkraftumlagerungen vom Fertigteilbalkenelement auf den Ortbeton der Decken infolge Kriechens und Schwindens des Betons.These objects are achieved according to the invention in that the ceiling using tendons laid with strands or in ducts (post-tensioning) pre-tensioned prefabricated elements as part of the Girder as well as with prefabricated lattice support plate elements manufactured will. Since the prefabricated element of the beam is prestressed, it is usually required, taking into account the various partial conditions a) precast beam element after applying the pre-tensioning h) precast beam element on scaffolding taking into account the stress loss due to creep and shrinkage of the concrete c) precast beam element in conjunction with the in-situ concrete of the ceiling, taking into account the redistribution of cutting forces from the precast beam element to the in-situ concrete of the ceilings due to creep and shrinkage of the concrete.

das Tragverhalten des Deckensystems zu untersuchen und die Tragsicherheit unter Beachtung der Vorschriften DIN 1045 und DIN 4227 nachzuweisen.to examine the load-bearing behavior of the ceiling system and the structural safety in compliance with the regulations DIN 1045 and DIN 4227.

Für die Berechnung derartiger nachträglicher erganzer Querschnitte sind exakte und dabei wirtschaftliche Rechenverfahren bislang nicht bekannt geworden. Es wurde dauer eigens für dieses System ein Rechenprogramm entwickelt, welches alle erforderlichen Nachweise sowohl für die Teilquerschnitte als auch für den Gesamtquerschnitt des Endzustandes erstellt.For the calculation of such subsequent additional cross-sections exact and at the same time economical calculation methods have not yet become known. A calculation program was developed especially for this system, which all required proofs for the partial cross-sections as well as for the total cross-section of the final state created.

Diese der Erfindung zugrunde liegenden Überlegungen und Berechnungen nach obigen Teilzuständen haben in der Tat gezeigt, daß die Durchbiegungen~ sonst ein schwieriges Problem bei weitgespannten Konstruktionen geringer Bauhöhe - gering bleiben.These considerations and calculations on which the invention is based according to the above partial conditions have indeed shown that the deflections ~ otherwise a difficult problem with wide-span constructions of low overall height - low stay.

Zusammengefaßt können die mit der Erfindung erzielten Vorteile wie folgt benannt werden: Große Spannweiten bei geringen Bauhöhen, große Belastungen bei großen Spannweiten, geringe Durchbiegungen bei großen Spannweiten, schnelle Montage bei Schalungsfreiheit, keine komplizierten Anschlüsse in den Verbindungspunkten, da die Verbindungen in den Ortbeton gelegt werden können, keine schweren Hebezeuge erforderlich, da der Ortbeton als Pumpbeton kontinuierlich oder portionsweise eingebracht werden kann, Möffllichkeit der Gewichtsreduzierung des vorgespannten Unterzugteils durch Verwendung von Leichtbeton oder durch Aufteilung des vorgespannten Unterzugsteils in einzelne nebeneinanderliegende Lamellen Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen Figur 1 bi 7 detailliert beschrieben.In summary, the advantages achieved with the invention such as are named as follows: Large spans with low construction heights, large loads with large spans, small deflections with large spans, fast Assembly with no formwork, no complicated connections in the connection points, as the connections can be laid in the in-situ concrete, no heavy lifting equipment required because the in-situ concrete is poured continuously or in portions as pumped concrete can be, the possibility of weight reduction of the pre-tensioned beam part by using lightweight concrete or by dividing the pre-stressed beam part into individual lamellas lying next to one another of the drawings Figure 1 to 7 described in detail.

Figur 1: Querschnitt durch die Decke mit Unterzug.Figure 1: Cross section through the ceiling with joist.

Das mittig oder ausmittig mit Litzen oder mit Vorspanndrähten in Hüllrohren vorgespannte Fertigteil 1 gefertigt mit Normalbeton oder Leichtbeton, bildet im Zusammenwirken mit dem Ortbeton der Decke 2 und mit den Gitterträgerplatten 4 den Unterzug des Systems.That in the middle or off-center with strands or with prestressing wires in ducts prestressed prefabricated part 1 made with normal concrete or lightweight concrete, forms im Cooperation with the in-situ concrete of the ceiling 2 and with the lattice girder plates 4 the Underpinning the system.

Aus dem Fertigteilelement herausragende Bügel 3 stellen den Schubverbund her. Der Schubverbund wird unterstützt durch eine rauhe Anschlußfuge 5 zwischen dem Fertigteilbalkenelement 1 und dem Ort beton. Die in der Regel ca. 4 cm dicke Gitterträgerplatte nimmt die untere Bewehrung der Decke auf. Die Stahlgitterträger 6 versteifen die Gitterträgerplatten beim Transport, bei der Montage und beim Betoniervorgang. Die Gitterträger werden, soweit möglich, auf die erforderliche Schub- und Biegebewehrung der Decke angerechnet.Brackets 3 protruding from the prefabricated element constitute the shear assembly here. The shear connection is supported by a rough connection joint 5 between the precast beam element 1 and the site concrete. Which usually approx. The 4 cm thick lattice girder slab accommodates the lower reinforcement of the ceiling. The steel lattice girders 6 stiffen the lattice girder plates during transport, assembly and during the concreting process. The lattice girders are, as far as possible, to the required shear and bending reinforcement counted towards the ceiling.

Figur 2: Bei größer werdenden Spannweiten hzw. bei Erhöhung der Lasten wird gegenüber dem Querschnitt in Figur 1 eine Vergrößerung der Bauhöhe erforderlich. Dies wird gemäß Figur 2 unter Vermeidung von zusätzlichen Seitenschalungen durch seitliche Aufkantung 7 am Fertigteilbalkenelement erreicht, wobei sich anbietet, diese Aufkantungen als Auflager für die Gitterträgerplatten 4 zu verwenden.Figure 2: With increasing spans hzw. when the loads are increased an increase in the overall height is required compared to the cross section in FIG. This is done according to Figure 2 while avoiding additional side formwork lateral upstand 7 reached on the precast beam element, which makes it possible to to use these upstands as supports for the lattice girder plates 4.

Figur 3: Die Bauhöhe kann auch gemäß Figur 3 durch Erzeugung von Vouten im Deckenbereich durch Verwendung geknickter 9 oder gekrümmter 8 Gitterträgerplatten vergrößert werden. hierdurch ergibt sich für das Tragverhalten in Deckenspannrichtung die bekannt günstige Wirkung einer Voutendecke: Große Konstruktionshöhe im Bereich der negativen Momente, Verringerung der Schubspannungen durch Neigung der resultierenden inneren Betondruckkraft in der Schrägen und Reduzierung der Biegemomeute in den Deckenfeldern.Figure 3: The overall height can also according to Figure 3 by generating haunches in the ceiling area by using 9 bent or 8 bent lattice girder panels be enlarged. this results in the load-bearing behavior in the ceiling tension direction the well-known beneficial effect of a cove ceiling: large construction height in the area the negative moments, reducing the shear stresses due to the inclination of the resulting inner concrete compressive force in the slopes and reduction of the bending moments in the Ceiling panels.

Figur 4: Um die gewünschte Deckendicke am Deckenanschnitt bei der Voutendecke zu erreichen, sind u. U. gemäß Figur 4 eitliche Ausklinkungen ii nm Fertigteilbalkenelement 1 erforderlich. Die Tragwirkung in Unterzugsrichtung kann durch Herstellung von Hohlräumen im Ortbetonbereich verbessert werden, da der Vorspannungsverlust aus der teilweise Umlagerung der Vorspannkräfte in den Ortbeton reduziert wird. Die Hohlräume, die außerdem eine Gewichtsersparnis bewirken, können leicht durch Einlegen von Hohlkörpern 10 erzeugt werden.Figure 4: To get the desired ceiling thickness at the ceiling cut at the To reach the cove ceiling, under certain circumstances, according to FIG. 4, lateral notches ii nm Precast beam element 1 required. The load-bearing effect in the direction of the beam can be improved by creating cavities in the in-situ concrete area, as the Loss of prestressing from the partial redistribution of prestressing forces in the in-situ concrete is reduced. The cavities, which also result in a weight saving, can can easily be produced by inserting hollow bodies 10.

Figur 5: Eine zusätzliche Gewichtsersparnis bei den zu verlegenden Einzelteilen 12 wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das vorgespannte Fertigteilelement des Unterzuges sich seinerseits aus Teilelementen 12 zusammensetzt, die einzeln verlegt werden können. Ein Zusammenwirken der Teilelemente des Unterzuges wird meist schon dadurch gewährleistet, daß die Querkraft aus der Auflagerung der Decken über den Ortbetonteil übertragen wird (Lastverteilung).Figure 5: An additional weight saving for the ones to be laid Individual parts 12 is achieved according to the invention in that the prestressed prefabricated element of the beam itself is composed of sub-elements 12 that are individually can be relocated. An interaction of the sub-elements of the beam is mostly this already ensures that the transverse force from the support of the ceilings over the in-situ concrete part is transferred (load distribution).

Figur 6: Als Teilelemente des Unterzuges können auch die aus dem reinen Fertigteilbau bekannten Spannbetonträger mit I- oderl-Querschnitt 13 verwendet werden.Figure 6: The pure Prestressed concrete girders with an I or I cross-section 13 are used.

Figur 7: Zusammenschluß der einzelnen Teilelemente 13 durch eine HV-Schraubenverbindung oder durch eine der HV-Schraubenverbindung ähnliche Verbindung 14 zu einem Element. Vorhandene Hohlräume 15 zwischen den Elementen können durch Beton ausgefüllt werden.Figure 7: Connection of the individual sub-elements 13 by an HV screw connection or by a connection 14 similar to the HV screw connection to form an element. Existing cavities 15 between the elements can be filled with concrete.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Partly prefabricated, consisting of beams (1) and panels (4) Ceiling system without lower ceiling and beam formwork, characterized by that the beams (1) are formed by prestressed prefabricated beam elements (4), which are in full shear connection (3) (5) (5) with the ceiling (2), with on the side These precast beam elements take on the function of the formwork precast panels (4) join the ceiling.

2.) Ceiling system according to claim 1, characterized in that the pre-stressed prefabricated beam elements (1) received laterally raised edges (7).

3.) Ceiling system according to claims 1 and 2, characterized in that that kinked (9) or curved (8) ceiling panel elements laterally in the prefabricated part join the bar elements (1).

4 a) ceiling system according to claims 1 and 7, characterized in that that the precast beam elements (1) are provided with lateral notches (11) into which the ceiling panel elements weave.

5.) Ceiling system according to claims 1, 2, 3 and 4, characterized in that that in the in-situ concrete part (9) hollow bodies (10) are inserted.

6.) Ceiling system according to claims 1 to 5, characterized in that that the prestressed prefabricated beam element (1) in profiled or rectangular Sub-elements (12) (13) is manufactured, which only after installation through the in-situ concrete of the ceiling or in addition by common connecting means such as screw bolts, high-voltage screw connections (14) join each other in a push-pull connection.

7.) Ceiling system according to claims 1 and 6, characterized in that that the cavities (15) between profiled sub-elements (13) of the precast beam be poured with concrete.

L e r s e i t e