DE4430505C2

DE4430505C2 - Point-supported reinforced concrete ceiling made of prefabricated slabs with a static in-situ concrete layer and method for erecting the same

Info

Publication number: DE4430505C2
Application number: DE19944430505
Authority: DE
Inventors: Johann Dr Ing Kollegger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-08-27
Filing date: 1994-08-27
Publication date: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2014-08-28
Also published as: DE4430505A1

Description

Die Erfindung betrifft eine punktförmig gestützte Stahlbetondecke mit veränderlicher Dicke für eine Geschoßdecke, die beispielsweise in Parkgaragen, Verwaltungsbauten und in gewerblichen Hochbauten verwendet werden kann.The invention relates to a point-supported reinforced concrete ceiling with variable thickness for a floor ceiling, for example in parking garages, administration buildings and in commercial buildings can be used.

Punktförmig gestützte Stahlbetondecken werden oft als Flachdecken ausgeführt, weil die Schalung für diese Decken einfach und kostengünstig aufzustellen ist. Die Dicke von Flachdecken ist abhängig von den aufnehmbaren Biegebeanspruchungen und Durchstanzkräften im unmittelbar neben den Stützen angeordneten Deckenbereich. In den übrigen Plattenbereichen sind Flachdecken in statischer Hinsicht nicht ausgenutzt. Bei größeren Deckenspannweiten werden Flachdecken deswegen unwirtschaftlich, weil der Materialverbrauch zu hoch ist.Point-supported reinforced concrete ceilings are often designed as flat ceilings because the Formwork for these ceilings is easy and inexpensive to set up. The thickness of Flat ceilings depend on the absorbable bending stresses and Punching forces in the ceiling area directly next to the supports. In the In other areas of the slab, flat ceilings are not used statically. For larger ones Ceiling spans become uneconomical because the Material consumption is too high.

Eine gleichmäßigere Beanspruchung wird in Pilzdecken und in Decken mit verstärkten Stützstreifen erreicht. Gegenüber den Flachdecken entsteht bei Pilzdecken und bei Decken mit verstärkten Stützstreifen aber ein wesentlich höherer Aufwand für die Schalung. Lasten werden bei Flachdecken, Pilzdecken und bei Decken mit verstärkten Stützstreifen über Biegung abgetragen. Stahlbetondecken mit räumlicher Tragwirkung, bei denen Lasten über Momente und Membrankräfte abgetragen werden, werden wegen des hohen Aufwands für die Schalung und den Transport großformatiger, gekrümmter Fertigteilelemente nur selten ausgeführt. Doppeltgekrümmte, vorgefertigte Deckenelemente mit Seitenlängen von 4,2 m mal 4,2 m für Geschoßdecken eines Kaufhauses in Korea sind beschrieben in "Räumliche Dachtragwerke - Konstruktion und Ausführung" von Hermann Rühle, Band 1, VEB Verlag für Bauwesen, Berlin 1969, S. 159. Werden ebene Fertigplatten mit statisch mitwirkender Ortbetonschicht beim Bau von punktgestützten Decken eingesetzt, werden die Lasten in der Regel über einaxiale Biegung in der Spannrichtung der Fertigplatten auf Unterzüge abgetragen. Als Beispiel für eine derartige Decke sei die von Elmar Conrads, Thomas Friedrich und Karl Schütt in "Spannbeton im allgemeinen Hochbau - Möglichkeiten für Nutzung, Planung und Konstmktion", VDI-Gesellschaft für Bautechnik, Jahrbuch 1992, S. 324-339, Bild 11 beschriebene Decke genannt. Eine zweiaxiale Abtragung der Lasten bei der Verwendung von einaxial, gespannten Fertigplatten ist problematisch, weil die untere Bewehrungslage in der zweiten Richtung in der Ortbetonschicht mit der erforderlichen Betondeckung über den Fertigplatten angeordnet werden muß.A more even load is used in mushroom blankets and in blankets with reinforced ones Support strip reached. Compared to flat ceilings, mushroom ceilings and ceilings are also used reinforced support strips but a much higher effort for the formwork. Loads for flat ceilings, mushroom ceilings and for ceilings with reinforced support strips via bending worn away. Reinforced concrete ceilings with spatial load-bearing capacity, where loads exceed moments and membrane forces are removed due to the high cost of the formwork and the transport of large-sized, curved precast elements is rarely carried out. Double-curved, prefabricated ceiling elements with side lengths of 4.2 m by 4.2 m for Floor ceilings of a department store in Korea are described in "Spatial roof structures - Construction and Execution "by Hermann Rühle, Volume 1, VEB Verlag für Bauwesen, Berlin 1969, p. 159. Are flat prefabricated slabs with a static in-situ concrete layer When building point-supported ceilings, the loads are usually over uniaxial bend in the clamping direction of the prefabricated panels removed on beams. As An example of such a blanket is that of Elmar Conrads, Thomas Friedrich and Karl Schütt in "Prestressed concrete in general building construction - possibilities for use, planning and Konstmktion ", VDI-Gesellschaft für Bautechnik, yearbook 1992, p. 324-339, picture 11 described blanket called. A biaxial transfer of the loads when using uniaxial, tensioned prefabricated panels is problematic because the lower reinforcement layer in the second direction in the in-situ concrete layer with the required concrete cover over the Prefabricated panels must be arranged.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß bei den bekannten Ausführungsformen von Geschoßdecken, die unter Verwendung von Fertigteilelementen hergestellt werden, entweder ein großer Aufwand für die Herstellung und den Transport von räumlich gekrümmten Elementen entsteht oder die Lasten nur noch über einaxiale Biegung abgetragen werden.In summary, it can be stated that in the known embodiments of Floor ceilings that are made using precast elements, either a great deal of effort for the manufacture and transportation of spatially curved Elements are created or the loads are only transferred via uniaxial bending.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Verwendung von Fertigplatten mit statisch mitwirkender Ortbetonschicht eine punktförmig gestützte Stahlbetondecke derart auszubilden, daß der Materialverbrauch gegenüber einer Flachdecke reduziert wird und der Schalungsaufwand im Vergleich mit Pilzdecken, Decken mit verstärkten Stützstreifen und Decken mit raumgroßen räumlich gekrümmten Fertigteilelementen geringer ist. Außerdem soll durch die Abtragung der Deckenlasten über Biegemomente und Membrankräfte die Tragfähigkeit und Steifigkeit der Decke gegenüber Decken mit einer Lastabtragung über Biegemomente verbessert werden. Aufgabe der Erfindung ist fernerhin ein Verfahren zur Errichtung einer derartigen Decke zu entwickeln.The object of the present invention is, using prefabricated panels with static contributing in-situ concrete layer to form a point-supported reinforced concrete ceiling in such a way that the material consumption is reduced compared to a flat ceiling and the Formwork costs compared to mushroom ceilings, ceilings with reinforced support strips and Ceilings with room-sized spatially curved precast elements is less. In addition, should by transferring the ceiling loads via bending moments and membrane forces Load capacity and rigidity of the ceiling compared to ceilings with a load transfer Bending moments can be improved. The object of the invention is also a method for Development of such a blanket to develop.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in claim 1.

Der Schalungsaufwand bei der erfindungsgemäßen Stahlbetondecke ist gegenüber den bekannten Ausführungen in Ortbeton - Flachdecken, Pilzdecken und Decken mit verstärkten Stützstreifen - geringer, weil Fertigplatten verwendet werden. Durch eine entsprechende Dimensionierung der Breite des Stützstreifens, der Breite der Fertigplatten und der Deckendicke in den Stützstreifen und im Feldbereich kann das Tragverhalten der Decke optimiert werden. In einer derartigen Decke werden Lasten über Momente und Membrankräfte abgetragen, weil die Dicke der Platte nicht konstant über die Grundrißfläche ist. Dadurch entsteht in der Platte eine planmäßige Bogenwirkung, die vorteilhaft für die Tragfähigkeit und Steifigkeit der Decke ist. Vom Tragverhalten entspricht die Decke damit den eingangs genannten Decken, die mit raumgroßen, doppelt gekrümmten, vorgefertigten Elementen hergestellt werden. Im Vergleich zu Decken mit doppelt gekrümmten Fertigteilelementen ist jedoch die Herstellung der erfindungsgemäßen Decke viel einfacher möglich, weil das Bauen mit Fertigplatten eine wirtschaftliche und weit verbreitete Methode zur Herstellung von Stahlbetonplatten ist.The formwork effort in the reinforced concrete ceiling according to the invention is compared to known designs in in-situ concrete - flat ceilings, mushroom ceilings and ceilings with reinforced Support strips - less because prefabricated panels are used. By an appropriate Dimensioning the width of the support strip, the width of the finished panels and the Ceiling thickness in the support strips and in the field area can affect the load-bearing behavior of the ceiling be optimized. In such a blanket, loads over moments and membrane forces removed because the thickness of the plate is not constant over the floor plan. Thereby creates a planned arch effect in the plate, which is advantageous for the load-bearing capacity and Is rigidity of the ceiling. In terms of load-bearing behavior, the ceiling corresponds to the one at the beginning mentioned ceilings with room-sized, double-curved, prefabricated elements getting produced. Compared to ceilings with double curved precast elements however, the manufacture of the ceiling according to the invention is much easier because of the building with prefabricated panels an economical and widespread method of manufacturing Reinforced concrete slabs is.

Die Fertigplatten werden im Bauzustand auf Biegung durch das Gewicht der Ortbetonschicht beansprucht. Zur Erhöhung der Steifigkeit im Bauzustand können in den Fertigplatten Gitterträger angeordnet werden oder die Platten aus Faserbeton hergestellt werden.The prefabricated panels are bent in the construction state by the weight of the in-situ concrete layer claimed. To increase the rigidity in the state of construction, you can use the prefabricated panels Lattice girders are arranged or the plates are made of fiber concrete.

Eine weitere Erhöhung der Steifigkeit im Bauzustand wird erreicht, wenn die einzelnen Fertigplatten entlang ihrer Verbindungslinien oder in einzelnen Punkten, z. B. in der Nähe der Auflagerpunkte auf der Schalung der Stützstreifen, miteinander verbunden werden. Dadurch entsteht bereits beim Aufbringen der Ortbetonschicht eine Faltwerkwirkung und das Gewicht des Ortbetons wird teilweise über Membrankräfte abgetragen. Wird im mittleren Bereich der Platte ein Fertigteilelement oder eine selbsttragende Schalung angeordnet und das Lehrgerüst für den Feldbereich der Platte vor dem Aufbringen der Ortbetonschicht abgesenkt, wird das Gewicht des Ortbetons sogar überwiegend über eine räumliche Faltwerkwirkung abgetragen.A further increase in rigidity in the state of construction is achieved when the individual Prefabricated panels along their connecting lines or in individual points, e.g. B. near the Support points on the formwork of the support strips, are connected to each other. Thereby a folding effect and the weight already arise when the in-situ concrete layer is applied of the in-situ concrete is partially removed via membrane forces. Is in the middle of the Plate a precast element or a self-supporting formwork arranged and the framework for the field area of the slab is lowered before the in-situ concrete layer is applied The weight of the in-situ concrete was even largely removed through a spatial folding effect.

Das Tragverhalten der erfindungsgemäßen Decke kann durch die Anordnung von Spanngliedern in den Stützstreifen verbessert werden. Weitere bevorzugte Merkmale der erfindungsgemäßen Decke und des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Errichtung einer solchen Deckenkonstruktion gehen aus den Patentansprüchen hervor. Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert ist.The load-bearing behavior of the blanket according to the invention can be determined by the arrangement of Tendons in the support strips can be improved. Other preferred features of the blanket according to the invention and the method according to the invention for erecting a such ceiling construction emerge from the claims. Details and Embodiments of the invention can be found in the following description, in which the Invention described with reference to the embodiment shown in the drawing and is explained.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Untersicht einer erfindungsgemäßen Decke; Figure 1 is a bottom view of a blanket according to the invention.

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1 and

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Decke im Bauzustand, wobei zwei von vier Fertigplatten verlegt sind. Fig. 3 is a perspective view of the ceiling according to the invention in the state in which two of four prefabricated panels are installed.

Im folgenden wird zunächst auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Die erfindungsgemäße Decke 40 dient gemäß Fig. 1 als Geschoßdecke für einen Raum Angrenzende Räume sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Die Decken in den angrenzenden, hier nicht dargestellten Räumen können ebenfalls aus der erfindungsgemäßen Decke 40 oder aus beliebigen anderen Stahlbetondecken, beispielsweise aus Flachdecken bestehen.In the following, reference is first made to FIGS. 1 and 2. According to FIG. 1, the ceiling 40 according to the invention serves as a floor ceiling for a room . For the sake of simplicity, adjacent rooms are not shown. The ceilings in the adjacent rooms, not shown here, can likewise consist of the ceiling 40 according to the invention or of any other reinforced concrete ceiling, for example of flat ceilings.

Die Fig. 1 zeigt die Untersicht einer fertiggestellten Decke 40 mit quadratischem Grundriß, die auf vier Stützen 38 gelagert ist. In der Untersicht sind die parallel zu den Verbindungslinien 22 durch die Stützen 38 verlegten trapezförmigen Fertigplatten 20 und die aus Ortbeton bestehenden Stützstufen 30 und der Feldbereich 28 der Decke zu erkennen. Fig. 1 shows the bottom view of a finished ceiling 40 with a square plan, which is mounted on four supports 38 . In the bottom view, the trapezoidal prefabricated panels 20 laid parallel to the connecting lines 22 through the supports 38 and the support steps 30 consisting of in-situ concrete and the field area 28 of the ceiling can be seen.

Der in Fig. 2 dargestellte Schnitt durch die Decke 40 zeigt, daß die Fertigplatten 20 mit einer Neigung verlegt sind, so daß die Dicke der Decke 40 im Feldbereich 28 geringer ist als bei den Stützstreifen 30.The section through the ceiling 40 shown in FIG. 2 shows that the prefabricated panels 20 are laid with an incline so that the thickness of the ceiling 40 in the field area 28 is less than in the case of the support strips 30 .

In folgenden soll die Herstellung der erfindungsgemäßen Decke 40 erläutert werden. Gemäß Fig. 3 wird eine Schalung 34 für die Stützstreifen 30 auf einem Lehrgerüst 35 aufgebaut. In der Fig. 3 ist der Einfachheit halber der seitliche Teil der Schalung 34 nicht eingezeichnet und das Lehrgerüst 35 nur durch einige Stützen dargestellt. Im Feldbereich 28 wird eine Schalung 36 auf einem Lehrgerüst 37 höher angeordnet als die Schalung 34 für die Stützstreifen 30. Anschließend werden Fertigplatten 20 derart verlegt, daß die sie auf der Schalung 34 für die Stützstreifen 30 und auf der Schalung 36 für den Feldbereich 28 aufliegen. In der Fig. 3 ist ein Bauzustand dargestellt, bei dem zwei von vier Fertigplatten 20 verlegt sind. Nach dem Verlegen von vier Fertigplatten 20 wird eine Ortbetonschicht 22 aufgebracht. Das Gewicht der Ortbetonschicht 22 wird von den Schalungen 34, 36 und von den Fertigplatten 20 aufgenommen. Nach dem Erhärten der Ortbetonschicht 22 werden das Lehrgerüst 35 der Stützstreifen 30 und das Lehrgerüst 37 des Feldbereichs 28 abgesenkt. Zugspannungen entstehen dann infolge Eigengewicht in der Ortbetonschicht 22 an der Oberseite in der Nähe der Stützen 38 und an der Unterseite in den Stützstreifen 30 im mittleren Drittel zwischen den Stützen 38. Die Tatsache daß die Decke 40 unter Verwendung von Fertigplatten 20 hergestellt wird, spielt in statischer Hinsicht kein Rolle, weil durch die Bogenwirkung die Fugen zwischen den einzelnen Fertigplatten 20 und die Fugen zwischen Fertigplatten 20 und Ortbetonschicht 22 überdrückt sind.The manufacture of the blanket 40 according to the invention will be explained below. According to FIG. 3, formwork 34 for the support strips 30 is built up on a framework 35 . In the Fig. 3 for simplicity, the lateral part of the formwork 34 is not located and the falsework 35 represented by only a few supports. In the field area 28 , a formwork 36 is arranged higher on a framework 37 than the formwork 34 for the support strips 30 . Then prefabricated panels 20 are laid in such a way that they rest on the formwork 34 for the support strips 30 and on the formwork 36 for the field area 28 . In FIG. 3, a stage of construction is shown, are laid in which two of four pre-plates 20. After laying four prefabricated slabs 20 , an in-situ concrete layer 22 is applied. The weight of the in-situ concrete layer 22 is absorbed by the formwork 34 , 36 and the prefabricated panels 20 . After the in-situ concrete layer 22 has hardened, the framework 35 of the support strips 30 and the framework 37 of the field region 28 are lowered. Tensile stresses then arise due to their own weight in the in-situ concrete layer 22 on the top near the supports 38 and on the underside in the support strips 30 in the middle third between the supports 38 . The fact that the ceiling 40 is produced using prefabricated slabs 20 does not matter from a static point of view because the joints between the individual prefabricated slabs 20 and the joints between prefabricated slabs 20 and in-situ concrete layer 22 are overpressed by the arch action.

Vorstehend wurde eine Decke 40 über quadratischen Grundriß beschrieben. Es können mit der erfindungsgemäßen Bauweise jedoch punktgestützte Decken 40 über beliebigen Grundrissen errichtet werden.Above, a blanket 40 has been described over a square plan. However, with the construction according to the invention, point-supported ceilings 40 can be erected over any floor plans.

Reference list

2020th

Fertigplatten
Finished panels

2222

Ortbetonschicht
In-situ concrete layer

2424th

Verbindungslinie (durch die Stützen)
Connecting line (through the supports)

2626

Oberfläche (der Decke)
Surface (of the ceiling)

2828

Feldbereich
Field area

3030th

Stützstreifen
Support strip

3434

Schalung (für die Stützstreifen)
Formwork (for the support strips)

3535

Lehrgerüst (für Framework (for

3434

)
)

3636

Schalung (im Feldbereich)
Formwork (in the field area)

3737

Lehrgerüst (für Framework (for

3636

)
)

3838

Stütze
support

4040

Decke
blanket

Claims

1. Point-supported reinforced concrete ceiling using prefabricated panels with a static in-situ concrete layer, characterized in that on the underside of the ceiling ( 40 ) trapezoidal or triangular prefabricated panels ( 20 ) as lost formwork parallel to the connecting lines ( 24 ) through the supports ( 38 ) and are laid at a certain distance from these connecting lines ( 24 ) and the prefabricated panels ( 20 ) are laid with an inclination to the surface ( 26 ) of the ceiling ( 40 ), so that the thickness of the reinforced concrete ceiling ( 40 ) at the connecting lines ( 24 ) the supports ( 38 ) is larger than in the field area ( 28 ).

2. Blanket according to claim 1, characterized in that lattice girders are arranged in the prefabricated panels ( 20 ).

3. Blanket according to claim 1, characterized in that the prefabricated panels ( 20 ) are made of fiber concrete.

4. Blanket according to claim 1, characterized in that the prefabricated panels ( 20 ) are connected to one another in the construction state such that membrane forces can be transmitted between the prefabricated panels ( 20 ).

5. Blanket according to claim 1, characterized in that the prefabricated panels ( 20 ) are connected to one another in the construction state such that membrane forces and moments can be transmitted between the prefabricated panels ( 20 ).

6. Blanket according spoke 1, characterized in that tendons are arranged in the support strips ( 30 ).

7. Blanket according to claim 1, characterized in that a prefabricated element is arranged in the field area ( 28 ) between the prefabricated panels ( 20 ).

8. Blanket according to claim 1, characterized in that the prefabricated panels ( 20 ) have a simple curvature.

9. A method for erecting a ceiling according to claim 1 with the following process steps:

1. - Setting up a formwork ( 34 ) in the support strip ( 30 ) of the ceiling ( 40 )
2. - Setting up a formwork ( 36 ) in the field area ( 28 ) of the ceiling ( 40 ) so that the formwork ( 36 ) in the field area ( 28 ) is arranged higher than the formwork ( 34 ) in the support strips ( 30 )
3. - Fixing of the finishing plates (20) with the formwork (34) is used for each prefabricated plate (20) for support strips (30) and the formwork (36) for the field area (28) as a support
4. - Application of the in-situ concrete layer ( 22 ).

10. A method for erecting a ceiling according to claim 9, characterized in that the teaching scaffold ( 36 ) in the field area ( 28 ) of the ceiling ( 40 ) is lowered before the application of the in-situ concrete layer ( 22 ).