EP1106745A2 - Vorgefertigtes Deckenelement mit geschäumtem Polyurethan sowie Herstellverfahren - Google Patents

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EP1106745A2
EP1106745A2 EP00102569A EP00102569A EP1106745A2 EP 1106745 A2 EP1106745 A2 EP 1106745A2 EP 00102569 A EP00102569 A EP 00102569A EP 00102569 A EP00102569 A EP 00102569A EP 1106745 A2 EP1106745 A2 EP 1106745A2
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reinforced concrete
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Schwoerer Haus KG
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Definitions

  • the invention relates to a prefabricated ceiling element as a prefabricated component.
  • the invention relates to a reinforced concrete ceiling, the several such ceiling elements contains.
  • the ceiling elements are in a manufacturing company for prefabricated elements produced and then transported to a construction site, where they are in a Buildings are used, preferably put together to a basement ceiling become.
  • the invention further relates to a method for producing the ceiling element as a prefabricated component.
  • Reinforced concrete ceilings are based on building regulations, standards and technical Rules made significant demands. The most important are one high load-bearing capacity according to structural requirements, high fire resistance, Sound insulation measures to suppress airborne noise and Impact sound and high thermal insulation. More requirements, the more relate to production, assembly and economic aspects, are the production of the reinforced concrete ceiling in an economical production process and a low use of materials. Furthermore, in the event that prefabricated Ceiling elements are used as prefabricated components, the transport weight of the ceiling elements to be low to these ceiling elements from the manufacturing company to be able to be transported economically to the construction site.
  • the ceiling elements should be technically simple and economical on the construction site Allow installation to a reinforced concrete ceiling. Furthermore, the Ceiling elements can be used flexibly for different types of buildings his.
  • thermal insulation is one of the most important Become criteria for ceiling systems.
  • the general goal is that in the Thermal insulation ordinance to exceed the specified thermal insulation values. Around To achieve this becomes a high technical level with previous ceiling systems Effort. This effort is mainly incurred on the construction site and contradicts thus the technical trend towards factory prefabrication. Thermal protection Local measures also represent a significant economic Disadvantage.
  • the lattice girders serve both as reinforcement in structural engineering Sense as well as a spacer between the two concrete slices.
  • the Lattice girders therefore have a double function.
  • the lattice girders are made accordingly designed to meet structural requirements. These lattice girders serve as Truss girders and serve to transmit thrust to the middle and End support of the ceiling element.
  • the lattice girders form small thermal bridges between the two washers, however, is the cross section of the steel elements the lattice girder is relatively small, so that the heat flow is also relatively small.
  • the cavity that results between the two disks is already in the Production foamed with polyurethane foam.
  • the cured polyurethane layer supports the structural function of the lattice girders and the concrete panels.
  • Such production can be advantageous on a circulating pallet system take place economically in production.
  • the required thermal insulation can be adjusted via the thickness of the polyurethane layer.
  • a relatively light, prefabricated ceiling construction is achieved, which is only slight Has thermal bridges. This can save a significant amount of energy can be achieved.
  • the ceiling elements can be large-format as prefabricated components getting produced. As a result, they can be opened relatively easily and quickly the construction site. Elaborate concreting work is thus kept to a minimum reduced.
  • a reinforced concrete ceiling is also specified, the several contains such ceiling elements as prefabricated components.
  • a reinforced concrete ceiling can be used variably because of the overall height and the design of the lattice girders can be chosen according to the structural requirements.
  • the large-format ceiling elements have due to their manufacturing method in the production plant good flatness. This flatness is for further expansion of the building is of great advantage because of the usual leveling can be dispensed with.
  • the invention relates to a method for producing a ceiling element as a prefabricated component according to the features of claim 11.
  • a second is applied to the cured polyurethane foam Concrete disc concreted, the end sections of those protruding from the polyurethane foam Lattice girders.
  • the cured polyurethane foam serves So in the production as a carrier for the initially liquid concrete layer second concrete disc.
  • the cured polyurethane foam sufficient structural stability for that of polyurethane foam Enclosed lattice girder forms, so that for the entire ceiling element sufficient ability to absorb horizontal pulling and pushing forces given is.
  • the surface just subtracted so that this surface as the outer surface of the ceiling element can be easily treated further.
  • FIG. 1 shows schematically the structure of a prefabricated ceiling element as Prefabricated component.
  • the ceiling element comprises a lower disk 10 made of reinforced concrete and an upper plate 12 made of reinforced concrete.
  • each disc 10, 12 there are end sections concreted by lattice girders 14, i.e. the longitudinal bars 15a and cross bars 15b and associated welded strut nodes 15c are completely embedded in concrete.
  • Both the lower disk 10 and the upper disk 12 are through Round bars arranged crosswise, some of which are designated 15 by way of example are reinforced.
  • prefabricated reinforcing steel mesh can be used as reinforcement be provided.
  • In the cavity 16 between the two disks 10, 12 is filled with polyurethane foam during the production, which hardens.
  • a total thickness D of 200 to 300 mm for an application example as a basement ceiling element.
  • Typical values for the length L are ⁇ 12 m and for the width B ⁇ 3m.
  • FIG. 2 shows a cross section through the ceiling element. Same parts are called the same. Between the lower disc 10 and the upper disc 12 the cavity 16 is completely filled with polyurethane. The lattice girders 14 form thermal bridges between the two panes 10, 12. Because of the Small cross sections of the lattice girder 14 is the heat flow between the two Disks 10, 12 relatively small, so that the polyurethane layer as a heat insulating Layer comes into effect. In this way, high thermal insulation with relatively low weight and simple construction of the ceiling element reached. It can be clearly seen in FIG. 2 that both the lower disk 10 as well as the upper disc 12 is reinforced by round steels 15, which act as longitudinal reinforcement and as transverse reinforcement the structural requirements for a Help meet blanket.
  • Figure 3 shows a cross section through the ceiling element.
  • the polyurethane layer has a recess in the area 20.
  • this recess 20 there is steel reinforcement introduced with longitudinal rods 22 in the longitudinal direction.
  • the density of the lattice girders 14 is also increased. That way achieved a static increase in the ceiling load capacity in this area 20.
  • Figure 4 shows a longitudinal section through the ceiling element.
  • a transverse reinforcement with cross bars 24 is introduced in the area of the recess 20. This Cross reinforcement increases the load-bearing capacity in the transverse direction.
  • Figure 5 shows the complete structure of a reinforced concrete ceiling, the two ceiling elements 30, 32 includes.
  • the reinforced concrete ceiling is a basement ceiling and sits on Edges on outer walls, e.g. the wall 34 on.
  • Around the circumference of the reinforced concrete ceiling a circumferential ring belt reinforcement 36 is attached.
  • At butt sections is a connecting element between the two ceiling elements 30, 32 38 arranged.
  • On a longitudinal joint surface 40 between the ceiling elements 30, 32, a further connecting element 42 is provided, which the ceiling elements 30, 32 connects to one another in the direction of the longitudinal axis.

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Abstract

Beschrieben wird ein vorgefertigtes Deckenelement als Fertigbauteil, welches zwei Scheiben (10, 12) aus Stahlbeton enthält, die durch mehrere Gitterträger 14 im Abstand voneinander gehalten sind. Der Raum zwischen den Scheiben (10, 12) ist vollständig mit geschäumtem Polyurethan ausgefüllt. Weiterhin wird ein Verfahren zum Herstellen des Deckenelementes beschrieben. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein vorgefertigtes Deckenelement als Fertigbauteil. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Stahlbetondecke, die mehrere derartige Deckenelemente enthält. Die Deckenelemente werden in einem Herstellbetrieb für Fertigbauelemente produziert und dann zu einer Baustelle transportiert, wo sie in ein Gebäude eingesetzt werden, vorzugsweise zu einer Kellerdecke zusammengesetzt werden. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen des Dekkenelementes als Fertigbauteil.
An Stahlbetondecken werden aufgrund von Bauvorschriften, Normen und technischen Regeln erhebliche Anforderungen gestellt. Die wichtigsten hierbei sind eine hohe Tragfähigkeit gemäß den baustatischen Erfordernissen, eine hohe Brandbeständigkeit, Schallschutzmaßnahmen zur Unterdrückung von Luftschall und Trittschall sowie eine hohe Wärmedämmung. Weitere Anforderungen, die mehr produktionstechnische, montagetechnische und wirtschaftliche Aspekte betreffen, sind die Herstellung der Stahlbetondecke in einem wirtschaftlichen Produktionsverfahren und ein geringer Materialeinsatz. Weiterhin sollte für den Fall, daß vorgefertigte Deckenelemente als Fertigbauteile verwendet werden, das Transportgewicht der Deckenelemente niedrig sein, um diese Deckenelemente vom Herstellbetrieb zur Baustelle wirtschaftlich transportieren zu können.
Die Deckenelemente sollten auf der Baustelle eine technisch einfache und wirtschaftliche Montage zu einer Stahlbetondecke ermöglichen. Ferner sollten die Deckenelemente flexibel für unterschiedliche Typen von Gebäuden einsetzbar sein.
Bekannte Stahlbetondecken erfüllen nur einige der vorgenannten Anforderungen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die geforderten Eigenschaften von einem einzigen homogenen Material im allgemeinen nicht erreicht werden können: Zum Beispiel eine vor Ort auf der Baustelle erstellte Stahlbetondecke besitzt aufgrund ihres hohen Eigengewichtes einen sehr guten Schallschutz, jedoch ist die Wärmedämmung relativ schlecht. Eine Holzbalkendecke mit Zwischenräumen, die wärmedämmendes Material aufnehmen, hat zwar einerseits eine hervorragende Wärmedämmung, jedoch ist andererseits der Schallschutz relativ gering.
Aufgrund der Wärmeschutzverordnung aus dem Jahr 1995 und der kommenden Energieeinsparungs-Verordnung sowie dem allgemeinem Wunsch von Gebäudebesitzern nach Energieeinsparung ist die Wärmedämmung zu einem der wichtigsten Kriterien für Deckensysteme geworden. Ziel ist es allgemein, die in der Wärmeschutzverordnung festgelegten Wärmeschutzwerte zu übertreffen. Um dies zu erreichen, wird bei bisherigen Deckensystemen ein hoher technischer Aufwand betrieben. Dieser Aufwand fällt vorwiegend auf der Baustelle an und widerspricht damit dem technischen Trend zur werkseitigen Vorfertigung. Wärmeschutztechnische Maßnahmen stellen vor Ort außerdem einen erheblichen wirtschaftlichen Nachteil dar.
Aus der DE-A-198 23 387 (Anmelder J. Glatthaar) ist ein Verfahren zur Herstellung einer Fertigteilwand für die Erstellung von Gebäuden bekannt. Bei diesem Verfahren wird zunächst eine Außenschale auf eine Metallplatte betoniert, wobei gleichzeitig Endabschnitte von Gitterträgern vom Beton umhüllt werden. Auf die Innenseite dieser Außenschale werden Lagen von Polyurethanschaum aufgebracht. Nach dem Aushärten des Polyurethanschaums wird das bis dahin fertiggestellte Teil gedreht, und zur Herstellung der Innenschale der gesamten Fertigteilwand werden die aus dem Polyurethanschaum herausragenden Endabschnitte der Gitterträger in ein auf einer Metallplatte befindliches Betonbett eingetaucht und anschließend ausgehärtet. Zwischen der Innenseite der Innenschale und der ihr zugewandten Polyurethanschaum-Oberfläche ist ein Hohlraum definiert, der vor Ort auf der Baustelle mit Beton ausgefüllt wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein vorgefertiges Deckenelement bzw. eine Stahlbetondecke sowie ein Verfahren anzugeben, das bzw. die eine hohe Wärmedämmung und einen hohen Schallschutz bietet und mit geringem Aufwand hergestellt und vorteilhaft in ein Gebäude als Fertigbauelement einbezogen werden kann.
Diese Aufgabe wird für ein Deckenelement durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung dienen die Gitterträger sowohl als Bewehrung im baustatischen Sinn als auch als Abstandhalter zwischen den beiden Betonscheiben. Die Gitterträger erfüllen also eine Doppelfunktion. Die Gitterträger werden entsprechend dem baustatischen Erfordernissen ausgelegt. Diese Gitterträger dienen als Fachwerkträger und dienen zur Übertragung von Schubkräften auf die Mittel- und Endauflager des Deckenelementes. Die Gitterträger bilden zwar geringe Wärmebrücken zwischen den beiden Scheiben, jedoch ist der Querschnitt der Stahlelemente der Gitterträger relativ klein, so daß auch der Wärmefluß relativ klein ist. Der sich zwischen den zwei Scheiben ergebende Hohlraum wird bereits bei der Herstellung mit Polyurethan-Ortschaum ausgeschäumt. Die ausgehärtete Polyurethanschicht unterstützt die baustatische Funktion der Gitterträger und der Betonscheiben. Eine solche Fertigung kann vorteilhaft auf einer Umlauf-Palettenanlage im Produktionsbetrieb wirtschaftlich erfolgen. Die geforderte Wärmedämmung ist über die Dicke der Polyurethanschicht einstellbar. Durch die Erfindung wird eine relativ leichte, vorgefertigte Deckenkonstruktion erreicht, welche nur geringe Wärmebrücken hat. Auf diese Weise kann eine erhebliche Energieeinsparung erreicht werden. Die Deckenelemente können als Fertigbauteile großformatig hergestellt werden. Sie lassen sich demzufolge relativ einfach und schnell auf der Baustelle montieren. Aufwendige Betonierarbeiten werden somit auf ein Minimum reduziert.
Gemäß der Erfindung wird ferner eine Stahlbetondecke angegeben, die mehrere solche Deckenelemente als Fertigbauteile enthält. Eine derartige Stahlbetondecke ist variabel einsetzbar, da die Bauhöhe und die Ausgestaltung der Gitterträger entsprechend den baustatischen Erfordernissen gewählt werden können. Die großformatigen Deckenelemente haben aufgrund ihrer Herstellweise im Produktionsbetrieb eine gute Ebenheit. Diese Ebenheit ist für den weiteren Ausbau des Gebäudes von großem Vorteil, da auf die sonst übliche Ausgleichsschüttung verzichtet werden kann.
Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt ein Verfahren zum Herstellen eines Deckenlements als Fertigbauteil nach den Merkmalen des Anspruchs 11. Bei diesem Verfahren wird auf den ausgehärteten Polyurethanschaum eine zweite Betonscheibe betoniert, die Endabschnitte der aus dem Polyurethanschaum herausragenden Gitterträger aufnimmt. Der ausgehärtete Polyurethanschaum dient also bei der Herstellung als Träger für die zunächst flüssige Betonschicht der zweiten Betonscheibe. In der Praxis hat sich gezeigt, daß der ausgehärtete Polyurethanschaum ausreichende baustatische Stabilität für die vom Polyurethanschaum umhüllten Gitterträger bildet, so daß für das gesamte Deckenelement eine ausreichende Fähigkeit zur Aufnahme horizontaler Zug- und Schubkräfte gegeben ist. Nach dem Betonieren der zweiten Betonscheibe wird die Oberfläche eben abgezogen, so daß diese Fläche als Außenfläche des Deckenelements leicht weiter behandelt werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt
Figur 1
schematisch den Aufbau eines Deckenlements,
Figur 2
einen Querschnitt durch das Deckenlement nach Figur 1 mit ausgeschäumtem Hohlraum,
Figur 3
einen Querschnitt durch das Deckenelement, wobei in einer Ausnehmung in der Polyurethanschicht eine Bewehrung in Längsrichtung vorgesehen ist,
Figur 4,
einen Längsschnitt mit in einer Ausnehmung verstärktem Querträger, und
Figur 5
eine Stahlbetondecke mit zwei Deckenelementen, die miteinander verbunden sind.
Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau eines vorgefertigten Deckenelements als Fertigbauteil. Das Deckenelement umfaßt eine untere Scheibe 10 aus Stahlbeton und eine obere Scheibe 12 aus Stahlbeton. In jeder Scheibe 10, 12 sind Endabschnitte von Gitterträgern 14 einbetoniert, d.h. die Längsstäbe 15a und Querstäbe 15b sowie zugehörige geschweißte Strebenknoten 15c sind völlig in Beton eingebettet. Sowohl die untere Scheibe 10 als auch die obere Scheibe 12 sind durch kreuzweise angeordnete Rundstähle, von denen beispielhaft einige mit 15 bezeichnet sind, bewehrt. Alternativ kann als Bewehrung auch vorgefertigte Betonstahlmatten vorgesehen sein. In dem Hohlraum 16 zwischen den beiden Scheiben 10, 12 wird bei der Herstellung Polyurethan-Ortschaum eingefüllt, der aushärtet. Typische Abmessungen sind für die Dicke der oberen Scheibe d1 = 70 mm, für die Dicke des Polyurethan-Ortschaums d2 = 80 bis 180 mm und als Dicke für die untere Scheibe 10 d3 = 50 mm. Je nach Dicke der Polyurethanschicht ergibt sich somit eine Gesamtdicke D von 200 bis 300 mm für ein Anwendungsbeispiel als Kellerdeckenelement. Typische Werte für die Länge L sind ≤ 12 m und für die Breite B ≤ 3m.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch das Deckenelement. Gleiche Teile sind gleich bezeichnet. Zwischen der unteren Scheibe 10 und der oberen Scheibe 12 ist der Hohlraum 16 vollkommen mit Polyurethan ausgefüllt. Die Gitterträger 14 bilden zwar Wärmebrücken zwischen den beiden Scheiben 10, 12. Aufgrund der geringen Querschnitte der Gitterträger 14 ist der Wärmefluß zwischen den beiden Scheiben 10, 12 relativ gering, so daß die Polyurethanschicht als wärmedämmende Schicht voll zur Wirkung kommt. Auf diese Weise wird eine hohe Wärmedämmung bei relativ geringem Gewicht und einfachem Aufbau des Deckenelements erreicht. In Figur 2 ist gut zu erkennen, daß sowohl die untere Scheibe 10 als auch die obere Scheibe 12 durch Rundstähle 15 verstärkt ist, die als Längsbewehrung und als Querbewehrung die baustatischen Anforderungen für eine Decke erfüllen helfen.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch das Deckenelement. Die Polyurethanschicht hat eine Ausnehmung im Bereich 20. In dieser Ausnehmung 20 ist eine Stahlbewehrung mit Längsstäben 22 in Längsrichtung eingebracht. Im Bereich der Ausnehmung 20 ist ferner die Dichte der Gitterträger 14 erhöht. Auf diese Weise wird in diesem Bereich 20 eine statische Erhöhung der Deckenbelastbarkeit erzielt.
Figur 4 zeigt einen Längsschnitt durch das Deckenelement. Im Bereich der Ausnehmung 20 ist eine Querbewehrung mit Querstäben 24 eingebracht. Diese Querbewehrung erhöht die Deckenbelastbarkeit in Querrichtung.
Figur 5 zeigt den kompletten Aufbau einer Stahlbetondecke, die zwei Deckenelemente 30, 32 umfaßt. Die Stahlbetondecke ist eine Kellerdecke und sitzt am Rande auf Außenwänden, z.B. der Wand 34, auf. Um den Umfang der Stahlbetondecke ist eine umlaufende Ringgurtbewehrung 36 angebracht. An Stoßabschnitten zwischen den zwei Deckenelementen 30, 32 ist ein Verbindungselement 38 angeordnet. An einer Längsstoßfläche 40 zwischen den Deckenelementen 30, 32 ist ein weiteres Verbindungselement 42 vorgesehen, welches die Deckenelemente 30, 32 in Richtung der Längsachse untereinander verbindet.

Claims (14)

  1. Vorgefertigtes Deckenelement als Fertigbauteil,
    dadurch gekennzeichnet, daß zwei Scheiben (10, 12) aus Stahlbeton durch mehrere Gitterträger (14) im Abstand voneinander gehalten sind,
    daß Endabschnitte der Gitterträger (14) in der jeweiligen Scheibe (10, 12) einbetoniert sind,
    und daß der Raum zwischen den Scheiben (10, 12) vollständig mit geschäumtem Polyurethan ausgefüllt ist.
  2. Deckenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den Scheiben (10, 12) Ausnehmungen (20) im ausgehärteten Polyurethan hat, in denen Querträger (24) und/oder Längsträger (22) aus Stahlbeton angeordnet sind.
  3. Deckenelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Scheiben (10,12), vorzugsweise beide Scheiben, eine Bewehrung (15) aus Stahl enthält.
  4. Deckenelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Bewehrung kreuzweise angeordnete Rundstähle (15) vorgesehen sind.
  5. Deckenelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Bewehrung vorgefertigte Betonstahlmatten vorgesehen sind.
  6. Deckenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte der Gitterträger zumindest die Längsstäbe (15a) mit angeschweißten Strebenknoten (15c) umfassen.
  7. Stahlbetondecke, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Deckenelemente (30, 32) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5 enthält.
  8. Stahlbetondecke nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Ringgurt (36) mit Koppelschloß enthält, welcher die Deckenelemente (30, 32) umfangsseitig untereinander verbindet.
  9. Stahlbetondecke nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Richtung der Längsachse integrierte Verbindungselemente (38) enthält, welche die einzelnen Deckenelemente (30, 32) in Richtung der Längsachse untereinander verbindet.
  10. Stahlbetondecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Kellerdecke oder Geschoßdecke verwendet wird.
  11. Verfahren zum Herstellen eines Deckenelements als Fertigbauteil,
    bei dem eine erste Betonscheibe (10) bereitgestellt wird, in die Endabschnitte von Gitterträgern (14) einbetoniert sind,
    auf diese erste Betonscheibe (10) mit den hervorstehenden Gitterträgern (14) Polyurethanschaum bis zu einer Höhe aufgetragen wird, daß Endabschnitte der Gitterträger (14) noch aus dem Polyurethanschaum hervorragen,
    anschließend der Polyurethanschaum ausgehärtet wird,
    und bei dem auf den ausgehärteten Polyurethanschaum eine zweite Betonscheibe (12) betoniert wird, welche die hervorstehenden Endabschnitte der Gitterträger (14) enthält.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte der Gitterträger (14) zumindest Längststäbe (15a) mit angeschweißten Strebenknoten (15c) umfassen.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Betonscheiben (10, 12) vorzugsweise beide Scheiben, eine Bewehrung (15) aus Stahl enthält.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite der zweiten Betonscheibe nach dem Auftragen des Betons eben abgezogen wird.
EP00102569A 1999-12-09 2000-02-07 Vorgefertigtes Deckenelement mit geschäumtem Polyurethan sowie Herstellverfahren Withdrawn EP1106745A3 (de)

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DE29921645U DE29921645U1 (de) 1999-12-09 1999-12-09 Vorgefertigtes Deckenelement mit geschäumtem Polyurethan

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EP1106745A2 true EP1106745A2 (de) 2001-06-13
EP1106745A3 EP1106745A3 (de) 2001-08-22

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EP00102569A Withdrawn EP1106745A3 (de) 1999-12-09 2000-02-07 Vorgefertigtes Deckenelement mit geschäumtem Polyurethan sowie Herstellverfahren

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DE (1) DE29921645U1 (de)

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