DE3738784C1 - Bearing element for supporting horizontal structural parts - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lagerelement zur Abstützung horizontaler Bauteile, insbesondere von Stahlbeton­ decken, das Wände aus einem elastischen, wärme- und schall­ dämmenden, insbesondere geschäumten, Material aufweist.

Die Erfindung geht damit aus von einem Auflager, wie es beispielsweise in der DE-OS 35 31 441 beschrieben ist. Dieses Auflager besteht aus einem zur Aufnahme des Betonnockens der Decke einseitig offenen quaderförmigen Kasten aus geschäumtem Polystyrol. Dieser Werkstoff ist zur Vermeidung von Kälte­ brücken und zur Verminderung der Körperschallübertragung vorgesehen. In der unteren Wand des zur Seite hin offenen Kastens ist eine Platte aus synthetischem Kunststoff, vorzugs­ weise Neopren, eingesetzt. Diese dient hauptsächlich zur Abstützung der Deckenplatte, bildet also deren tragendes Element. Die ältere DE-OS 25 52 261 zeigt einen ähnlichen Gegenstand.

In beiden Fällen sollen im wesentlichen Auflagerelemente zur Aufnahme vertikaler Kräfte zur Verfügung gestellt werden, die zudem gute Schall- und Wärmedämmung gewährleisten sollen. Ihr grundsätzlicher Vorteil besteht an sich darin, daß die Ele­ mente vorgefertigt werden können und so bei Bedarf an der Baustelle sogleich Verwendung finden, wo sie in ausgesparten Mauernischen eingelagert werden und in deren Hohlraum die Betondecke eingegossen werden kann. Nachteile bestehen aber insoweit als die relativ kleinen tragenden Elemente die hohe Gewichtskraft der Decke in große Flächenpressung umsetzen, so daß das darunter liegende Mauerwerk, insbesondere Mörtelfugen, Schaden nehmen können. Die "Auflagerkästen" sind außerdem an die jeweilige Stärke der vorgesehenen Decke anzupassen und daher nicht universell verwendbar. Außerdem ist nicht vorstell­ bar, wie die vorbekannten Lagerelemente, insbesondere zugleich unter Berücksichtigung der Körperschalldämmung, in der Lage sein sollen, die auftretenden Horizontalkräfte wirksam abzu­ fangen. Solche Kräfte treten in erheblichem Maße durch unter­ schiedliche Bewegungen der einzelnen Bauteile unter Einfluß von Schwinden und Kriechen des Betons, Temperaturveränderungen u. dgl. auf. Insoweit zeichnen sich die vorbekannten Auflager in Horizontalrichtung nur durch geringe Belastbarkeit ist.

Der Erfindung liegt, ausgehend von einem Lagerelement vorbekannter und im Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2 näher umrissener Art die Aufgabe zugrunde, ein solches Lager­ element unter Beibehaltung der Möglichkeit vollständiger Vorfertigbarkeit hinsichtlich der Tragfähigkeit und univer­ seller Verwendbarkeit zu optimieren und dabei alle an die Schall- und Wärmedämmung gestellten Forderungen zu erfüllen.

Ein erstes Lagerelement, welches diese Aufgabe löst, ist erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

• a) die Wände sind U-förmig sowie senkrecht zu einer starren Platte angeordnet und fest mit diesen verbun­ den,
• b) auf der Platte im Bereich des U ist ein Boden ange­ ordnet, der aus einem schall- und wärmedämmenden, insbesondere geschäumten, Material besteht,
• c) in dem Boden ist als tragendes Element ein Auflager­ körper geringerer Elastizität als der Boden einge­ bettet,
• d) in der Platte ist eine Aufnahmehülse für das untere Ende eines Dornes verankert, der den Auflagerkörper durchdringt und frei in den von den Wänden begrenzten Raum ragt, und
• e) das untere Ende des Dorns ist in einer in der Hülse angeordneten elastischen Auskleidung aufgenommen.

Ein zweites Lagerelement ist gekennzeichnet durch fol­ gende Merkmale:

• a) die Wände sind im wesentlichen H-förmig sowie senk­ recht zu einer starren Platte angeordnet und fest mit dieser verbunden,
• b) auf der Platte im Bereich des H sind zwei Böden ange­ ordnet, die aus einem wärme- und schalldämmenden, insbesondere geschäumten, Material bestehen,
• c) in jedem Boden ist als tragendes Element jeweils ein Auflagerkörper geringerer Elastizität als der Boden eingebettet,
• d) in der Platte sind zwei Aufnahmehülsen für das untere Ende jeweils eines Dornes verankert, die jeweils einen Auflagerkörper durchdringen und frei in die beiden von den Wänden begrenzten Räume ragen, und
• e) die unteren Enden jedes Dornes sind jeweils in einer in der Hülse angeordneten elastischen Auskleidung aufgenommen.

In beiden Fällen ist es zweckmäßig, wenn jeder Boden und/oder jeder Auflagerkörper fest mit der starren Platte verbunden sind.

Dadurch, daß der jeweilige Boden und der Auflagerkörper als tragendes Element auf einer starren Platte ruhen, können sich die von der Decke über den Auflagerkörper eingeleiteten Auflagerkräfte auf diese Platte und von dieser unter Mini­ mierung der Flächenpressung auf das aufgehende Mauerwerk bzw. die gegossene Wand, übertragen. Die spezifische Wandbelastung ist also relativ gering. Dadurch, daß zumindest die Wände sowie ggf. der Boden und/oder das tragende Element mit der starren Platte fest verbunden sind, wird es trotz des mehr­ teiligen Aufbaus des Lagerelementes ermöglicht, dieses nicht nur vorzufertigen, sondern als einheitlich handhabbaren Gegen­ stand transportieren und einsetzen zu können. Dadurch, daß das Lagerelement mindestens drei an den Boden anschließende Wände umfaßt und sowohl nach oben als auch zur Seite hin offen ist, läßt sich das Element universell einsetzen.

Das zur Aufnahme eines Betonnockens bestimmte Lager­ element nach Patentanspruch 1 weist drei an den Boden lotrecht anschließende Wände auf. Bei dem Doppelelement entsprechend Patentanspruch 2 schließen zwei zueinander parallele Seiten­ wände jeweils an eine mittige Querwand an; die vertikalen Wände sind dann in der Aufsicht etwa H-förmig angeordnet.

Dadurch, daß im Unterschied zum Stand der Technik das Lagerelement nach oben gänzlich offen ist, kann man seine Höhe so groß auslegen, daß es für die größte vorkommende Dicke noch geeignet ist. Sind dünnere Decken zu lagern, braucht man lediglich die nach oben überstehenden Wandabschnitte abzu­ schneiden. Insoweit läßt sich das jeweilige Lagerelement unter Verwendung praktisch nur einer Standardabmessung universell verwenden. Die Lagerung und Anordnung des in jeweils einer elastisch ausgekleideten Hülse lagernden Dorns gemäß den Merkmalen d) bis f) dient zur Aufnahme der auftretenden Hori­ zontalkräfte. Jedoch werden gewollte Horizontalbewegungen zugelassen. Die elastische Ausfütterung des Raums zwischen Dorn und Hülse, etwa durch Elastomere, begrenzt hier wirksam die Körperschallübertragung. Der Betonnocken der Decke stützt sich also an dem Dorn ab, der die horizontalen Kräfte aufnimmt und in die starre Platte des Lagerelements einleitet.

Ein weiterer Vorschlag nach der Erfindung besteht darin, daß der Querschnitt von Dorn und/oder Hülse von dem eines Kreises abweichen kann, derart, daß die Wandstärke der zwi­ schen Dorn und Hülse angeordneten Auskleidung in zumindest einer Richtung innerhalb der Deckenebene wesentlich größer ist als in allen anderen Richtungen dieser Ebene. Hierdurch kann der Decke ein bevorzugtes Bewegungsverhalten verliehen werden. Stellt man sich beispielsweise vor, der Dorn wäre wie üblich von kreisrundem Querschnitt, die ausgefütterte Hülse hingegen von in Schmalrichtung angepaßtem langrechteckigem Querschnitt, könnte sich der Dorn hauptsächlich in Richtung der Längserstreckung der Hülse bewegen, quer dazu aber nicht oder kaum.

Insgesamt zeichnet sich das Lagerelement entsprechend der Erfindung in vielfacher Hinsicht also vorteilhaft aus.

Die Wände bestehen vorzugsweise aus Hartschaum, während der Boden aus Weichschaum gebildet ist. Die starre Platte ist zweckmäßig eine Betonplatte, deren Unterfläche zur kraft­ schlüssigen Verbindung mit der darunter befindlichen Mörtel­ fuge profiliert sein kann.

Die Erfindung versteht sich im übrigen am besten anhand der nachfolgenden Erläuterung zweier in den Zeichnungen wieder­ gegebener Ausführungsbeispiele. Es zeigt

Fig. 1 ein Lagerelement in axonometrischer Darstellung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Lagerelement nach Fig. 1 entsprechend der Schnittlinie II-II,

Fig. 3 die Anordnung eines Lagerelements nach den Fig. 1 und 2 innerhalb eines Mauerwerks, wobei die Decke während der Aufmauerung gegossen wurde,

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung, wobei hier die Decke nachträglich eingebracht wurde,

Fig. 5 ein H-förmiges Lagerelement,

Fig. 6 einen Querschnitt des Lagerelements nach Fig. 5 entsprechend Schnittlinie VI-VI und

Fig. 7 ein Lagerelement nach Fig. 5 und 6 im Einbauzu­ stand.

Das einseitige Lagerelement 10 nach Fig. 1 weist eine Beton-Platte 11 auf. Ein nach oben sowie zur abzustützenden Decke 27 hin offener Raum 12 ist von drei lotrechten Wänden 14, 15 und 16 in U-förmiger Anordnung umfaßt. Dieses so ge­ bildete U 13 kann z. B. durch Aneinanderkleben dreier, den Wänden 14, 15, 16 entsprechender Platten hergestellt wer­ den. Seitenwände 14 und 16 und Rückwand 15 bestehen aus Hart­ schaum, z. B. aus einem styroporähnlichen Material. Vorzugs­ weise sind die Wände 14, 15 und 16 mit ihren zur Betonplatte 11 weisenden Stirnabschnitten zumindest teilweise mit der Betonplatte 11 vergossen, so daß diese Wände 14, 15, 16 mit der Betonplatte 11 eine feste Einheit bilden. Es ist auch möglich, das U 13 über Stütz- und Verbindungswinkel, -laschen od. dgl. mit der Platte 11 zu verbinden oder zu stabilisieren.

Im Innenraum 12 des U's 13 und auf der Bodenplatte 11 aufliegend ist ein Boden 17 aus Weichschaum angeordnet und vorzugsweise auf der Oberfläche der Platte 11 festgeklebt. In einem etwa mittigen Ausschnitt 18 dieses Weichschaum-Bodens 17 ist ein Auflagerkörper 19 als tragendes Element eingebettet, welcher zur Aufnahme der vertikalen Kräfte bestimmt ist. Es handelt sich hier beispielsweise um eine vorzugsweise der Dicke des Bodens 17 entsprechend starke Platte aus einem weniger als dieser elastischen Polymer, beispielsweise Neopren.

Weiterhin ist der Auflagerkörper 19 von einem lotrecht angeordneten Stahldorn 20 durchsetzt, der - wie Fig. 1 zeigt - in den Innenraum 12 des U's 13 ragt. Da der Innenraum 12 mit dem Beton der Decke 27 ausgegossen wird, wird also das in den Innenraum 12 ragende Ende des Dorns 20 in den Deckennocken eingegossen. Während also der Auflagerkörper 19 die Vertikal­ kräfte aufnimmt, stützt sich der Deckennocken horizontal am Dorn 20 ab.

Wie Fig. 2 zeigt, durchgreift der Dorn 20 auch den ela­ stischen Auflagerkörper 19 und taucht mit einem unteren Ende 20 a in den Innenraum einer mit dem Beton der Platte 11 ver­ gossenen Stahlhülse 21 ein, deren Innendurchmesser größer ist, als der Außendurchmesser des Dorns 20 und der so entstandene Zwischenraum mit einem elastomeren Material 22 ausgekleidet ist. Der Dorn 20 kann also entgegen der Kraft des elastischen - oder auch plastischen - Materials 22 Querbewegungen sowie Schwenkbewegungen um seine Längsachse ausführen, was in ge­ wissem Umfange erwünscht ist. Die Abstimmung der Elastizitäts­ module der verwendeten elastischen Materialien, hauptsächlich die Abstimmung des Auflagerkörpers 19 und des Materials 22 richten sich nach den jeweils zu erwartenden auftretenden Kraftverhältnissen.

Wie außerdem aus den Fig. 1 und 2 noch ersichtlich ist, steht der von der Weichschaumplatte gebildete Boden 17 des Lagerelementes 10 auf der zur aufzulagernden Decke 27 hin­ weisenden Seite gegenüber den Stirnflächen der Wände 14 und 16 und der mit ihnen bündigen Seitenwand der Platte 11 mit einem Überstand 23 vor. Dieser Überstand 23 bildet einen Putzan­ schluß und verhindert demzufolge Körperschallübertragung durch den Putz. Eventuell noch über den Putz ragende Teile des Überstands 23 können leicht abgeschnitten werden.

In den Fig. 3 und 4, die die Einbaulage eines Lagerele­ mentes 10 nach den Fig. 1 und 2 veranschaulichen, ist mit 24 das aufgehende Mauerwerk bezeichnet; 25 und 26 sind Putzschich­ ten. Die mit ihrem Betonnocken in ein Lagerelement 10 einge­ gossene Decke trägt die Bezugsziffer 27. In beiden Fällen - Fig. 3 zeigt den Einbau einer beim Aufmauern eingezogenen Decke 27, Fig. 4 eine nachträglich eingegossene Decke 27 - weist das gesamte Lagerelement 10 doppelte Steinhöhe auf.

Für den Fall, daß die Decke 27 im Zuge der Aufmauerung eingebracht wird (Fig. 3) wird der Deckennocken oberseits des Lagerelements 10 mit einer Elastomerplatte 28 abgedeckt. Hierzu werden die Wände 14, 15 und 16, also die Hartschaumab­ schottung, ggf. bis zur Ebene 29 des zugehörigen Mauersteins 30 abgeschnitten.

Wird die Betondecke 27 nachträglich eingezogen (Fig. 4), d. h. ist die Wand zuvor in einem Arbeitsgang hochgemauert, werden die Kräfte an dem darüber liegenden Mauerwerk 24 über bauseits einzusetzende Stürze 31 aufgenommen. Hier kann eine obere Elastomerabdeckung bei einem entsprechenden Luftzwischen­ raum 32 zwischen OK-Decke und UK-Sturz entfallen.

Bei betonierten Wänden wird die erforderliche Nische für den Einbau des Lagerelementes 10 durch Einsetzen eines Hartschaumblocks in erforderlicher Stärke vor dem Betonieren und anschließendes Auskratzen des Hartschaumblocks geschaffen.

Das in Fig. 5 dargestellte Doppel-Lagerelement 10′ unter­ scheidet sich nur in seiner Geometrie von dem einfachen Element der bisher beschriebenen Art. Die Böden 17, die Elastomer-Auflager 19 als tragende Elemente sowie zwei Dorne 20 mit ausgefütterten Hülsen 21 sind hier doppelt vorgesehen. Die Wände 14, 14′, 15, 16, 16′ bilden hier ein H, wobei nun die beiden Räume 12, 12′ sowohl zur Seite als auch nach oben hin offen sind. Die aus Beton bestehende Platte 11 ist etwa doppelt so groß wie die des einfachen Lagerelements 10.

In den Fig. 5 bis 7 sind mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen. Insoweit sind auch die Fig. 6 und 7 ohne nähere Beschreibung selbsterläuternd.

Die angestrebte und erzielte Wirkung des Einfach- oder Doppellagerelements 10, 10′ sei zusammenfassend wie folgt erläutert:

Die unelastische Platte 11 aus insbesondere Beton in statisch ausreichender Größe und Stärke dient der Aufnahme des Betonnockens der Decke 27 und gewährleistet eine günstige Kraftverteilung aus der Lastableitung der Betondecke 27 über den tragenden (Elastomer)-Auflagerkörper 19. Weiterhin dient die Platte 11 zur Aufnahme der Querzugkräfte des Auflager­ körpers 19, welcher eine vorausberechenbare und geplante Einfederung besitzt. Die durch die vertikalen Wände 14, 15 und 16 gebildete Hartschaumdeckung dient der vertikalen Trennung des Betonnockens der Decke 27 vom übrigen Baukörper und ist in der Höhe so bemessen, daß standardmäßig die dickste Decke 27 aufgenommen werden kann, wohingegen bei dünneren Decken über­ stehende Hartschaumabschnitte bündig zur Deckenoberkante abgeschnitten werden. Das eigentliche Lager des Betonnockens besteht aus dem tragenden Auflagerkörper 19, dem Elastomer- Lager, welches die Last definiert einleitet und dem nicht tragenden Weichschaum der Böden 17, der als Füllstoff fungiert und gleichzeitig die horizontale, schalltechnische Trennung zum Lager übernimmt. An der zur Decke 27 offenen Seite stehen die Böden 17 etwa um die Dicke der Putzschicht 25 über, um auch nach dem Anbringen des Putzes ungewollte Schallbrücken auszuschließen.

Der Stahldorn 20 dient in Verbindung mit der Stahlhülse 21 zur Aufnahme der Horizontalkräfte, läßt aber durch den größeren Durchmesser der Hülse 21 eine gewollte Horizontalbewe­ gung zu, wobei der Zwischenraum zwischen Hülse 21 und Dorn 20 durch Elastomere schalldämmend körperschallisolierend aus­ gekleidet ist.

Claims (9)

1. Lagerelement zur Abstützung horizontaler Bauteile, insbesondere von Stahlbetondecken, das Wände aus einem ela­ stischen, wärme- und schalldämmenden, insbesondere ge­ schäumten, Material aufweist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) die Wände (14, 15, 16) sind U-förmig sowie senkrecht zu einer starren Platte (11) angeordnet und fest mit dieser verbunden,
• b) auf der Platte (11) im Bereich des U ist ein Boden (17) angeordnet, der aus einem schall- und wärme­ dämmenden, insbesondere geschäumten, Material besteht,
• c) in dem Boden (17) ist als tragendes Element ein Auf­ lagerkörper (19) geringerer Elastizität als der Boden (17) eingebettet,
• d) in der Platte (11) ist eine Aufnahmehülse (21) für das untere Ende (20 a) eines Dornes (20) verankert, der den Auflagerkörper (19) durchdringt und frei in den von den Wänden (14, 15, 16) begrenzten Raum (12) ragt, und
• e) das untere Ende (20 a) des Dorns (20) ist in einer in der Hülse (21) angeordneten elastischen Auskleidung (22) aufgenommen.

2. Lagerelement zur Abstützung horizontaler Bauteile, insbesondere von Stahlbetondecken, das Wände aus einem ela­ stischen, wärme- und schalldämmenden, insbesondere geschäum­ ten, Material aufweist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) die Wände (14, 14′, 15, 16, 16′) sind im wesentlichen H-förmig sowie senkrecht zu einer starren Platte (11) angeordnet und fest mit dieser verbunden,
• b) auf der Platte (11) im Bereich des H sind zwei Böden (17) angeordnet, die aus einem wärme- und schall­ dämmenden, insbesondere geschäumten, Material bestehen,
• c) in jedem Boden (17) ist als tragendes Element jeweils ein Auflagerkörper (19) geringerer Elastizität als der Boden (17) eingebettet,
• d) in der Platte (11) sind zwei Aufnahmehülsen (21) für das untere Ende (20 a) jeweils eines Dornes (20) ver­ ankert, die jeweils einen Auflagerkörper (19) durch­ dringen und frei in die beiden von den Wänden (14, 14′, 15, 16, 16′) begrenzten Räume (12, 12′) ragen, und
• e) die unteren Enden (20 a) sind jeweils in einer in der Hülse (21) angeordneten elastischen Auskleidung (22) aufgenommen.

3. Lagerelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Boden (17) und/oder jeder Auflagerkörper (19) fest mit der starren Platte verbunden sind.

4. Lagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (14, 16, 15) aus Hartschaum und der Boden (17) aus Weichschaum bestehen.

5. Lagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (17) gegenüber den Seitenwänden (14, 14′, 16, 16′) und der starren Platte (11) zur Bildung eines Putzanschlusses übersteht (Überstand 23).

6. Lagerelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Platte (11) von einer Betonplatte gebildet ist.

7. Lagerelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterfläche der Platte (11) profiliert ist.

8. Lagerelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Wänden (14, 14′, 15, 16, 16′) und der Platte (11) gebildete Höhe des Lagerelements (10, 10′) mindestens so groß wie die standardmäßig stärkste Decke bemessen ist.

9. Lagerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt von Dorn (20) und/oder Hülse (21) von dem eines Kreises abweicht, derart, daß die Wandstärke der zwischen Dorn (20) und Hülse (21) angeordneten Auskleidung (22) in zumindest einer Richtung innerhalb der Deckenebene wesentlich größer ist als in allen übrigen Rich­ tungen dieser Ebene.