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D e c k e n e l e m e n t
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Deckenelement nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, das ein Vorfertigen von raumüberspannenden Elementen ermöglicht,
die über eine hohe Wärmedämmung verfügen und darüber hinaus durch die Anwendung
von leichten Materialien, wie beispielsweise Spanplatten, dem vorgefertigten Teil
der Decke ein leichtes Gewicht verleihen und so, trotz erheblicher Elementgrößen,
ein Verlegen von Hand ermöglichen.
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Bei der Entwicklung vorhandener Massivdeckensysteme wurden unterschiedliche
Ziele verfolgt.
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Man kann daraus 4 Gruppen bilden: a) Decken, deren Einzelteile so
leicht sind, daß sie von einer oder mehreren Personen von Hand ohne Kran verlegt
werden können.
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b) Decken, die als raumüberspannende Elemente teilvorgefertigt werden
können und deren Untersicht möglichst nicht mehr verputzt werden muß.
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c) Decken, bei denen speziell eine hohe Wärmedämmung gefordert ist.
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d) Decken, die an der Baustelle geschalt und betoniert werden und
überwiegend verputzt werden müssen, Die Decken zu a) sind in der Regel sog. Stein-
oder Ziegeldecken. Sie bestehen aus teilvorgefertigten Trägern, die im allgemeinen
durch Joche unterstützt werden, und aus Leichtbeton- oder Ziegelsteinen zwischen
den Trägern. Nach Ausgießen der Trägerbe-
reiche und eventuellem
Einbringen von Überbeton ist die Decke fertig. Allerdings muß die Deckenuntersicht
bei bewohnten Räumen verputzt werden.
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Will man bei dieser Deckenart die Wärmedämmung verbessern, können
auch Füllsteine, zB. aus Styropor verwendet werden, sodaß sich eine Styroporuntersicht
ergibt.
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Die Decken zu b) sind in der Regel teilvorgefertigte Großflächenelemente
aus Beton, deren Untersicht aus Sichtbeton besteht und nur noch am Elementstoß verspachtelt
werden müssen. Durch die Vorfertigung ist nach dem Verlegen an der Baustelle nur
noch die obere Bewehrung einzubauen und die Decke aufzubetonieren. Durch das Flächengewicht
von über 100 kg/m² lassen sich die Elemente nur mit Hilfe von relativ schweren Kränen
verlegen oder man stellt sehr schmale, raumüberspannende Streifen her, um das Gewicht
zu reduzieren, dann aber ist wieder ein Verputz nötig. Die so gebildete Massivdecke
hat eine ausgesprochen schlechte Wärmedämmung.
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Die Vorfertigung erfolgt in der Regel in Betonwerken, zu deren Errichtung
erhebliche Investitionen erforderlich sind.
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Die Denken .u c) werden da eingesetzt, wo energiesparend gebaut werden
soll. Da.die Dämmkörper naturgfmär3 leicht sind!, ilbernehmen sie darüber hinaus
nur noch Schalungsfunktionen. Die Decken sind in der Regel Stahlbetonballcendecken
Die Deckenuntersichten müssen bei Wohngebäuden verputzt werden.
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Die Decken zu d) sind in der Regel Stahlbetondecken. Dies ist die
verbreiteste Deckenbauart, aber durch die hohen, bauseitigen Leistungen, vom Einschalen
bis zum Betonieren, bei steigenden Löhnen der teilvorgefertigten Massivdecke unterlegen.
Dazu kommt der Fachkräftemangel erschwerend dazu. Die Wärmedämmung ist, wie bei
der teilvorgefertigte Massivdecke, ausgesprochen schlecht und erfüllt ungedämmt
nicht die Forderungen der geltenden DIN.
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Darüber hinaus gibt es eine ganze Reihe von von Deckensystemen, die
nach Kenntnis des Anmelders nicht die gewünschten Vorteile auf sich vereinigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu grunde,Pein Deckenelement der eingangs
beschriebenen Art zu sctfen, daß die Nachteile vorhandener Deckensysteme weitgehend
beseitigt und folgende Qualifikation auf sich vereinigen soll: 1. Vorfertigbares,
raumüberspannendes Großflächenelement, kein Schalen an der Baustelle 2. Elementgewicht
so gering, daß von Hand, ohne Kran, verlegt werden kann.
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3. Die Decke soll bereits eine glatte, tapezierfähige Untersicht mitbringen,
kein Verputz an der Baustelle.
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4. Die Decke soll eine überdurchschnittlich gute Wärmedämmung besitzen,
um Energiekosten zu Sparen
5. Reduzierung der bauseitigen Leistungen
durch hohen Vorfertigungsgrad, zB. Verlegung der oberen Bewehrung bereits im Werk.
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6. Verwendung von Materialien, die eine Automatisation in der Elementherstellung
begünstigen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung, wie sie im Hauptanspruch angegeben
ist, auf folgende Weise gelöst: Bei dem Deckenelement gemäß der Erfindung wird ein
raumüberspannendes, vorgefertigtes Element so weit komplettiert, daß an der Baustelle,
nach dem Verlegen, lediglich noch das Ausbetonieren erfolgt.
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Dabei besteht ein wesentlicher Punkt darin, die relativ dünne Spanplatte,
die die spätere Deckenuntersicht bildet und auch als Schalung dient, mit der statisch
erforderlichen Balkenbewehrung (Gitterträger) so zu verbinden ist, daß eine belastbare
Einheit entsteht, und die Unterstützung der Elemente an der Baustelle den üblichen
Aufwand für Montageunterstützungen von teilvorgefertigten Großflächenplatten nicht
überschreitet und vor allen Dingen ein Loslösen der Spanplatte beim Betonieren oder
u späterem Zeitpunkt von dem erhärtenten Beton nicht erfolgten kann.
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Die vorzugsweise aus der erfindungsgemäßen Deckenbauart zu fertigende
Stahlbetonbalkendecke bzw.
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Wärmedämmdecke bildet den Balkenquerschnitt durch Weglassen des Wärmedämmkörpers
im Balkenbereich, wobei die Spanplatte darunter durchgehend ist.
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Die Gitterträger, die statisch erforderliche Balkenbewehrung, verlaufen
in Deckenspannrichtung vorzugsweise parallel, im Abstand von beispielweise 60 cm.
Dabei ist die Gitterträgerhöhe so hoch, daß deren Obergurte als Auf lager für die,
über die Obergurte verlaufende, obere statische Bewehrung dienen, die im Ortbetonbereich
des Überbetons liegt.
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Die Gitterträger ihrerseits sitzen auf Distanzankern, die je nach
Berechnung im Abstand von beispielsweise 60 cm , rechtwinklig zu den Untergurtrundstäben
in Längsrichtung der Gitterträgerachse auf der Spanplatteaufsitzen und in ihr verankert
sind.
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Die Distanzanker haben folgende Funktionen: Erstens nehmen sie die
beiden Gitterträgeruntergurte auf und fluchten sie. Dazu ist der vorzugsweise aus
Flachblech gefertigte Distanzanker so ausgestanzt, daß eine Führung der Gitterträgeruntergurte
entsteht. An den Berührungspunkten werden die Gitterträgeruntergurte mit dem Distanzanker
punktförmig verschweißt.
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Die zweite Aufgabe liegt in der exakten Herstellung der Betondeckung,
also dem Abstand von Oberkante Spanplatte bis Unterkante Untergurtrundstab des Gitterträgers.
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Drittens übernimmt der Distanzanker die Lastübertragung über den angeschweißten
Gitterträger in die Spanplatte. Dazu ist auf der Unterseite des Distanzankers zentral
ein Rundstab mit einer tellerförmigen Verbreiterung, beispielsweise durch
eine
angeschweißte Scheibe, angeordnet.
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Zur Verankerung erhält die Spanplatte im Distanz ankerbereich eine
bogenförmig geführte Einfräsung, die im Querschnitt so angepaßt ist,.daß der Verankerungsteil
des Distanzankers in dieser Einfräsung press sitzt, d.h. der Fräserkopf hat annähernd
den T-förmigen Querschnitt wie das Verankerungsteil.
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Die Einfräsungen für die Distanzanker-Arretierungen erfüllen darüber
hinaus noch eine wesentliche Aufgabe. Durch den einfließenden Beton wird durch dessen
Verguß, über die Distanzanker hinaus, eine totale Verankerung der Spanplatte erreicht,
die praktisch an der Betondecke hängt.
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Viertens dient der Distanzanker, durch Verkeilen der Elementstöße,
zum bündigen Verlegen der Elementuntersichten am Elementstoß. Dabei werden zwei
benachbarte, am Elementlängsstoß (in Deckenspannrichtung) verlaufende Distanzanker
der Randgitterträger, die sich stets gegenüberliegen, über der Spanplatte miteinander
verkeilt. Dazu dient eine Ausklinkung an beiden Distanzankerenden, direkt über der
Spanplatte. Zwischen Ausklinkung direkt benachbarter Distanzanker und der Spanplatte,
kann mit vorzugsweise einem keil, eines der Elemente gehoben ober gesenkt werden
und somit ein Höhenausglcicil am Elementstoß erfolgen, damit die Deckenuntersicht-
in einer Ebene liegt.
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Fünftens waben clie Distanzanker die Aufgabe, die zwischen zwei Gitterträgern
in Deckenspannrichtung verlaufenden Wärmedämmkörper zu fixieren.
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Dazu weisen die Distanzanker an ihren beiden Enden Zuspitzungen auf,
die durch Aufspießen, der zwischen die Gitterträgerreihen geklemmten Wärmedämmkörper,
zu einem Halt führt. Das wird dadurch begünstigt, daß die Wärmedämmkörper, im Querschnitt
gesehen, oben schmäler ausgebildet sind als unten, sodaß sich ein nach oben zunehmender
Betonbalkenquerschnitt ergibt. Die Flankensteilheit richtet sich nach der Statik.
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Der Herstellung der erfindungsgemäßen Deckenelemente wurde von vornherein
große Beachtung gescenkt. So ist es durch die mechanische Verbindung der Gitterträger
mit der Spanplatte möglich, die Elemente als Massenprodukt annähernd vollautomatisch
herzustellen, denn auch die Anwendung der Spanplatte bewirkt, daß keine Wartezeiten,
beispielsweise durch Verklebungen, oder bei Verwendung von Beton durch Härtezeiten,
entstehen.
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Nach dem Zuschneiden der Spanplatten kann die Einfräsung in den Spanplatten,
das nachfolgende Distanzanker-Setzen, das Trägeraufschweißen, das Verlegen der Wärmedämmkörper
und das Aufbingen der oberen Bewehrung, zum Großteil durch Automaten erfolgen.
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Das bedeutet, daß das vorgefertigte Deckenelement mit geringem Lohnaufwand
hergestellt werden kann.
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Die Erfindung wird im folgenden an tiand der Zeichnungen näher erläutert,
in denen ein Ausführungsbeispiel eines Deckenelementes, gemäß Erfindung, dargestellt
ist. Es zeigt:
FIG. 1 Deckenschnitt, quer zur Spannrichtung der
Decke FIG. 2 Deckenschnitt, quer zur Spannrichtung der Decke, jedoch im Stoßbereich
von zwei Deckenelementen FIG. 3 Schnitt quer zur Gitterträgerbewehrung am Distanzanker
FIG. 4 Schnitt in Gitterträgerlängsrichtung am Distanzanker FIG. 5 Horizontalschnitt
direkt über der Spanplatte, mit Aufsicht auf die Spanplatte Der in FIG. 1 dargestellte
Deckenschnitt zeigt das vorgefertigte Deckenelement mit dem vorzugsweise örtlich
einzubringenden Beton (1). Dabei führt der Schnitt durch zwei, in der Regel parallel
nebeneinander verlaufenden Balken (2), wie sie im gesamten Bereich des vorgefertigten
Elementes, außer am Elementrand, vorkommen.
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Der Aufbau der Decke von unten nach oben sieht folgendermassen aus:
Den unteren Abschluß bildet eine Spanplatte (3).
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Sie bildet gleichzeitig die Deckenuntersicht (4), sodaß sp<iter
auf Verputz verzichtet werden kann.
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Darauf werden Distanzanker (5) in den Achsen der v;itt:erErägr (G),
die vorzugsweise die statische Ibew(?llrung eier Balken bilden, angeordnet. Sie
haben
die Aufgabe, als Verbindungsglied zwischen dem Gittertrager
und der Spanplatte zu dienen, um eine Kraftübertragung vom Gitterträger (6) in die
Spanplatte (3) zu ermöglichen. Die Ausführung und Funktion des Distanzankers (5)
wird in FIG. 3-5 näher erläutert.
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Nach der Verriegelung der Distanzanker (5) mit der Spanplatte (3)
erfolgt eine Verschweißung (8) zwischen den Gitterträger-Untergurten (7) und dem
Distanzanker (5). Die Höhe der Gitterträger wird so gewählt, daß die über deren
Obergurte (9) verlaufende, obere statisch erforderliche Bewehrung (10) vorzugsweise
Betonstahlmatten, auf den Obergurten (9) aufliegt. Zur Aussteifung des Elementes
für Transport und Montage, wird die obere Bewehrung (10) teilweise an den Obergurten
(9) der Gitterträger angeschweißt.
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Zwischen den Balken (2), deren Schalung bildend, ist ein Wärmedämmkörper
(11) angeordnet, der in Spannrichtung der Decke, bei Balkendecken durchgehend, verläuft
und im übrigen, je nach statischen Erfordernissen, der Querschnitt der Wärmedämmkörper
in seiner Höhe und Breite variabel sein kann. Die Fixierung des Wärmedämmkörpers
(11) auf der Spanplatte (3) erfolgt vorzugsweise mechanisch, ohne Verklebung, durch
Verkeilung zwischen die Distanzanker (5) benachbarter Gitterträgerreihen. Dazu besitzen
die Distanzanker (5) zugespitze Enden ( 12, FIG. 3).
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FIG. 2 zeigt einen Deckenschnitt durch den Stoß zweier benachbarter
Elemente. Am Elementrand (13) sind die Gitterträger (6) so angeordnet, daß sich
die stets gegenüberliegenden Distanzanker (5)
annähernd berühren.
Durch eine Ausklinkung tal4, FIG. 3) des Distanzankers (5) wird erfindungsgemäß
erreicht, daß zwischen Oberkante der Spanplatte (22) und der Ausklinkung (14) ein
Keil (15) getrieben werden kann. So wird erreicht, daß die Deckenuntersicht (4)
am Stoß der beiden Elemente bündig hergestellt werden kann, obwohl auf beiden benachbarten
Elemente unterschiedliche Kräfte einwirken können. Darüber hinaus wird durch die
Enden-Ausbidung (12, FIG. 3) erreicht, daß eventuell erforderliche Zulageeisen (16)
fixiert werden können.
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Der übrige Deckenaufbau mit Wärmedämmkörper (11), Oberer Bewehrung
(10) und örtlich einzubringendem Beton ist mit FIG. 1 gleich.
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FIG. 3 zeigt in größerem Maßstab einen Querschnitt durch den Gitterträger
(6) und Distanzanker (5), mit seinem , in die Spanplatte (3) eingreifenden Verankerungsteil
(17, 18). Zur Darstellung der Distanzankerkonstrulction dienen ebenfalls FIG. 4
und FIG. 5.
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Der Distanzanker besteht aus einem vorzugsweise aus Flachstahl gefertigten
Stanzteil (5), das sich, hier in der ansicht sichtbar, über der Spanplatte (3) befindet
und einem nach unten angeschweißten Verankerungsteil (17, 18), das Vorzugsweise
aus einem undstabstück (17) besteht und am Stabende eine tellerförmige Verbreiteung
(18), vorzugsweise eine Stahlscheibe aufweist, die mit dem Rundstab rechtwinklig
verschweißt ist.
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Das Verankerungsteil (17, 18) sitzt zentral in Achse A-A und ist in
der Ausklinkung (19) angeschweiß.
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Zur Aufnahme und zum Fluchten des GiEterträgers (6) besitzt der Distanzanker
Ausklinkungen (20), die dem Gitterträger ein Auflager und eine Führung bieten und
gleichzeitig die Betondeckung der Gitterträgeruntergurte (7) sicherstellen. Für
statisch zusätzliche Bewehrung ist für die Fixierung eines Rundstahles (16) eine
konische Ausklinkung vorhanden.
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Die am Fußpunkt des Distanzankers (5) beiderseits vorhandene Ausklinkung
(14) dient der bereits beschriebenen Lösung am Elementstoß (13, FIG. 2) zur Herstellung
einer bündigen Deckenuntersicht (4).
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Nach Verankerung des Distanzankers (5) mit der Spanplatte (3) wird
der Gitterträger (6) in die vorgesehene Vertiefung (20) eingelegt und jeder Untergurtstab
(7) am Distanzanker angeschweißt (8).
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Somit entsteht eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Gitterträger
und Spanplatte.
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Die beiden spitz zulaufenden Enden (12) des Distanzankers (5) lösen,
wie bereits beschrieben, die Aufgabe, die Wärmedämmkörper zu halten.
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In FIG. 4 und FIG. 5 wird dargestellt, wie das Verankerungsteil (17,
18) des Distanzankers (5) in der Spanplatte (3) verankert wird.
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Dazu ist in FIG. 4 ein Längsschnitt in Trägermitte, die ebenfalls
auch Distanzankermitte ist (Schnitt A-A), dargestellt.
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Die bogenförmig , mit Radius R geführte Einfräsung, beginnend auf
der Spanplattenoberseite (22) und endend in der Spanplatte, rechtwinklig zur Ober-
fläche
(FIG. 5, Fräsung von B nach C ), hat einen Querschnitt, der mit dem Querschnitt
des Verankerungsteils (17, 18) annähernd identisch ist, sodaß der Distanzanker nur
mit gewissem Kraftaufwand eingeführt werden kann und so press und kraftschlüssig
sitzt.
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Die verbleibende Überdeckung (23) zwischen Deckenuntersicht (4) und
dem tiefsten Einfräspunkt kann beispielsweise 4 mm betragen.
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FIG. 5 zeigt in der Aufsicht auf die Spanplattenoberseite die in T-Form
sichtbare Einfräsung (24, 25) Dabei ist die Einführungsöffnung (25) etwa so lang,
wie die tellerförmige Verbreiterung (18) des Verankerungstes (17, 18) an Durchmesser
aufweist.
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Bei Setzen des Distanzanlcers folgt das Verankerungsteil (17, 18)
derbogenförmig eingefrästen Nut in Richtung B - C bis der Rundstab (17) im Punkt
26 press anliegt und die tellerförmige Verbreiterung (18) ebenfalls gleichzeitig
an der gefrästen Wandung (27) anliegt. Gleichzeitig erreicht das Distanzankerteil
(5) über der Spanplatte die Oberkante der Spanplatte.
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Abwandlungen des in soweit bechriebenen Ausführungsbeispiels sind
selbst verständlich möglich. So könnte das System statt waagerecht, auch geneigt
oder gar senlxrecht angewendet werden. Darüber hinaus sind auch statt der Spanplatten
andere Plattenmaterialien möglich, sowie der Austausch der Gitterträger mit anderen
SLa!lprofilen oder das Weglassen der Wärme-.iSimmlicirper.
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Das erfindungsgemäße Deckenelement vereinigt folgende Vorteile auf
sich und ist dadurch anderen Deckenarten, speziell den bekannten und erwähnten Massivdeckensystemen
überlegen: 1) Vorferügbares, raumüberspannendes Großflächcn-Deckenelement, daß auf
Grund seiner techniscllen Lösung so leicht gestaltet werden kann, daß die Montage
von Hand, ohne Kran erfolgen kann.
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2) Hohe Wärmedämmung bewirkt Energiekosteneinsparung und in vielen
Fällen den Wegfall von Estrichdämmatten bzw. dem kompletten schwimmenden Estrich.
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3) Deckenverputz entfällt.
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4) Kurze Montagezeiten durch hohen Vorfertigungsgrad.
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5) Konstruktion ermöglicht in der Ilerstellung einen hohen Automatisationsgrad.
| 71 1 Cia mmPn F a c, C r r nn -- |
| Raumüberspannendes, vorfertigbares < lement |
| bestehend aus einer ebenen Sp zu latte (3), die die |
| Schalung bildet und der zu latte Untersicht (4) |
| unverputzt die ferti Deckenuntersicht bildet und |
| die durch Gitter räger (6), ( 6 ), die mit Distanzankern |
| (5), die G erträgeruntergurte (7) führend, ver- |
| schwe sind und die durch ein Verankerungsteil |
| (1 , 18), das am End in tellQrförmigQ Vrbrei- |