EP1887155B1 - Thermisch isolierendes Bauelement - Google Patents

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EP1887155B1
EP1887155B1 EP06016496A EP06016496A EP1887155B1 EP 1887155 B1 EP1887155 B1 EP 1887155B1 EP 06016496 A EP06016496 A EP 06016496A EP 06016496 A EP06016496 A EP 06016496A EP 1887155 B1 EP1887155 B1 EP 1887155B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
section
pressure
tension
insulating body
shear
Prior art date
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Active
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EP06016496A
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English (en)
French (fr)
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EP1887155A1 (de
Inventor
Klaus Fröhlich
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Leviat GmbH
Original Assignee
Halfen GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to DE502006001776T priority patent/DE502006001776D1/de
Publication of EP1887155A1 publication Critical patent/EP1887155A1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/003—Balconies; Decks
    • E04B1/0038—Anchoring devices specially adapted therefor with means for preventing cold bridging

Definitions

  • the invention relates to a thermally insulating component having the features according to the preamble of claim 1.
  • thermally insulating components are used, which are arranged in a parting line between, the two load-bearing parts of the building.
  • the thermally insulating component comprises an insulating body, which fills in the assembled state, the parting line, and by the pre-assembled state reinforcing elements are passed transversely to the parting line.
  • Such a thermally insulating component has a tensile zone and a pressure zone, based on the weight force load acting in the installed position, and is dimensioned to accommodate bending and shear loads.
  • pre-assembly of such a thermally insulating component is to produce a plurality of reinforcing elements and to connect in a suitable manner with the insulating body. Shaping and spatial arrangement of the reinforcing elements should be chosen such that, in the molded state, they can absorb the pressure, bending and shear loads acting in the parting line. After pre-assembly with the insulator, the reinforcing elements are fixed in position. The result is a pre-assembled assembly, which is brought as a unit at the site in position and cast with in-situ concrete.
  • the protruding laterally beyond the insulating reinforcing elements are bulky and complicate storage, transport and handling of the thermally insulating component. Shaping and positioning of the reinforcement elements are complex and costly during production and pre-assembly.
  • DE 296 15 018 U1 From the DE 296 15 018 U1 is a generic thermally insulating component, known in which reinforcing elements are passed through an insulating body and are dimensioned to accommodate bending and thrust loads. In the tension zone a tie rod is arranged. A diagonal with a pulling section and with a pushing section is in the area a pressure plate connected to a pressure anchor. The aforementioned components together form a multi-part combined push-push armature, which is elaborately constructed and requires a cost-intensive production.
  • document DE 296 15018 U1 describes a thermally insulating component according to the preamble of claim 1.
  • the invention has the object of developing a generic thermal insulating component such that a simplified production and improved handling is given.
  • thermally insulating component having the features of claim 1.
  • a thermally insulating component in which a first reinforcing element is designed as arranged in the tension zone tie rods, and in which a second reinforcing element is designed as a combined thrust-pressure anchor with a tensile section, a thrust section, a transition section and a pressure section.
  • the aforementioned sections of the combined thrust-pressure armature merge into one another and are integrally formed from a bent reinforcing bar.
  • the tension section is arranged in the tension zone on a side of the insulating body facing the first structural part.
  • the thrust section is passed from the train section diagonally through the insulating body through to the pressure zone of the opposite second structural part and adjacent to the transition section arranged there. Starting from the transition section in the pressure zone, the pressure section is guided through the insulating body and back to the side of the first structural part. Under the influence of the weight force, a combined bending and pushing load is created in the area of the parting line. Under the influence of the bending load, a tensile zone with tensile stresses acting there, and with reference to the installation position in the vertical direction, forms below a pressure zone with compressive stresses acting there in the joint area.
  • the joint area is subject to a transverse force or shear stress.
  • the acting bending and transverse force stresses are absorbed by only two different types of reinforcing elements:
  • the tensile anchor arranged in the tensile zone carries the tensile stresses resulting from the bending stress, while the compressive stress resulting from the bending stress and the shear stress resulting from the acting transverse force by the Combined thrust-pressure anchor can be added.
  • the force acting for example, on the freely projecting balcony floor plate transverse force and resulting from the Kragmoment compressive stress is introduced into the there concreted transition section.
  • the proportionate pressure load is passed directly by means of the pressure section through the insulating body to the pressure zone of the opposite building part.
  • the transverse force also acting on the transition section generates in the diagonal thrust section a tensile force which continues in the adjoining train section and is received in the tension zone of the adjacent building section.
  • thermal insulating component is more compact and easier to use. During transport and storage, less space is required.
  • the transition section still has a pressure plate and a transverse force plate.
  • the pressure plate and the transverse force plate are preferably formed in one piece as a bent sheet metal. Such a sheet can be produced at low cost and can be readily welded to the transition section made of a bent reinforcing bar.
  • the planar shape of the pressure or transverse force plate leads under the action of the pressure and shear forces to a comparatively low surface pressure between the respective plate and the surrounding concrete. Even with low penetration depth a good power transmission is ensured.
  • a free end of the printing section is provided with a pressure plate.
  • the acting compressive stresses can be introduced over the pressure plate into the adjoining part of the building.
  • the tension section and / or the pressure section of the combined thrust-pressure armature advantageously extend horizontally relative to the intended installation position. They are thus over their entire Length parallel to the acting tensile and compressive forces. The orientation in the direction of loading increases the load capacity.
  • the thrust section runs at an angle to the horizontal with respect to the intended installation position, the angle advantageously being in a range of 30 ° inclusive and 60 ° inclusive and preferably about 30 °.
  • the angle advantageously being in a range of 30 ° inclusive and 60 ° inclusive and preferably about 30 °.
  • a third reinforcing element in the form of a pressure anchor is provided.
  • an equal number of tie rods and pressure anchors is appropriate.
  • the loads resulting from bending and shear force are distributed: tensile and compressive stresses in the tensile and compressive zones resulting from the bending load are absorbed by the tensile and pressure anchors, while the transverse force load is transferred to the transitional section of the combined thrust-pressure Ankers introduced and implemented there in tensile and compressive loads of the tension section or the pressure section.
  • the stress on the individual reinforcement elements is evenly distributed.
  • the material and weight insert is optimized.
  • Fig. 1 shows a perspective view of an inventively designed thermally insulating component 1, comprising an approximately cuboid insulating body 5 and a number of tie rods 8, combined thrust-pressure anchors 9 and pressure anchors 18 as reinforcing elements.
  • a total of five tie rods 8 are provided, each of which a combined thrust-pressure armature 9 and a pressure armature 18 is assigned.
  • the thermally insulating component 1 can also be made narrower or wider with a small or larger number of reinforcing elements and with a different distribution ratio of the reinforcing elements.
  • the thermally insulating component 1 is provided for use in a parting line 2 between a first, load-bearing, not shown here structural part 3 and a second, also not shown load-bearing structural part 4.
  • the thermally insulating component 1 with the insulating body 5 and the reinforcing elements is in the configuration according to Fig. 1 Completely prepared at the factory and transported to the construction site. There it is so cast with the formation of the parting line 2 with in-situ concrete of the two structural parts 3, 4, that the laterally projecting over the insulator 5 sections of the reinforcing elements in the concrete of the building parts 3, 4 are poured, wherein the thermal insulator 5, the parting line 2 between the two building parts 3, 4 fills. Further details are related below Fig. 4 described in more detail.
  • the perspective view Fig. 1 It can be seen that the tie rods 8 are passed straight through the insulating body 5 and projecting on both sides of the insulating body 5. The same applies to the pressure anchor 18.
  • the combined thrust-pressure armature 9 are also passed through the insulating body 5, wherein a transition portion 12 of the combined thrust-pressure armature 9 projects beyond the front side of the insulating body 5 shown here.
  • Fig. 2 shows a perspective view of the thermally insulating component 1 after Fig. 1 from its opposite side.
  • On this side of the insulating body 5 are each a tensile section 10 and a pressure section 13 of the respective Thrust-pressure armature 9 on the front side of the insulating body 5 shown here.
  • the tie rod 8 and the pressure anchor 18 are each guided straight through the insulating body 5 and projecting on both sides.
  • the tie rod 8 comprises a continuous by the insulating body 5, factory-inserted sleeve 27 which protrudes only slightly in the longitudinal direction of the insulating body 5.
  • Two tension rods 28 are inserted on both sides of the sleeve 27 and factory-pressed with her. It may also be a weld or the like. Expedient. From the sleeve 27 and the two tension rods 28 of the tie rod 8 is formed with the required length.
  • the continuous pressure armature 18 is provided at its two free, protruding ends, each with a circular pressure plate 20 whose plate plane is parallel to the end face of the insulating body 5.
  • the combined thrust-pressure armature 9 comprises the tension section 10, a thrust section 11, the transition section 12 and the pressure section 13, which merge into one another and are connected to one another.
  • the pulling portion 10, the pushing portion 11, the transition portion 12 and the pressure portion 13 are integrally formed of a bent reinforcing bar having a circular cross section.
  • the pressure section 13 is at its free, projecting beyond the end face of the insulating body 5 End 14 provided with a pressure plate 15 which is identical to the pressure plates 20 of the pressure armature 18 and arranged lying parallel to it.
  • a bent plate 19 is guided around the outside of the bend of the transition section 12 and welded thereto.
  • the function of the sheet 19 is related below Fig. 4 explained in more detail.
  • Fig. 4 shows a cross-sectional view of the thermally insulating component 1 according to the Fig. 1 to 3 in the assembled state. It can be seen that between two load-absorbing, designed essentially as flat plates structural parts 3, 4, a parting line 2 remains, which is at least approximately completely filled by the insulating body 5 of the thermally insulating component 1.
  • the thermally insulating component 1 and the two structural parts 3, 4 are shown in the intended installation position, thus the flat structural parts 3, 4 transverse to a direction indicated by an arrow 21 vertical or weight force direction and thereby in a direction indicated by a double arrow 23 horizontal direction extend.
  • the protruding in the horizontal direction 23 portions of the tie rod 8, the combined thrust-pressure armature 9 and the in Fig. 3 Pressure anchor 18 shown in detail are cast in the concrete material of the two building parts 3, 4.
  • the first building part 3 is a poured building ceiling, the static point of view is firmly clamped in the building.
  • the horizontal direction 23 is followed by a balcony floor plate as a second load-bearing structural part 4, which projects freely over.
  • the weight force acting in the direction of the weight force 21 on the second structural part 4 generates in the region of the parting line 2 a bending moment indicated by an arrow 22, which in relation to the weighting direction 21 in the upper region of the structural parts 3, 4 is a tension zone 6 and in the opposite, lower region of the two Building parts 3, 4 forms a pressure zone 7.
  • tension zone 6 tensile forces prevail, which are indicated by arrows 24, while in the pressure zone 7 indicated by arrows 25 pressure forces each act in the horizontal direction 23.
  • acting in the region of the parting line 2 indicated by an arrow 26 transverse forces, which also follows from the weight load of the second structural part 4 in the direction of gravity 21 and is parallel to this.
  • the tie rod 8 is arranged in the tension zone 6. He runs there rectilinearly parallel to the horizontal direction 23 and parallel to the tensile forces acting there 24 and is poured with both over the insulator 5 projecting ends in the concrete of the two building parts 3, 4.
  • the tie rod 8 transmits the tensile forces 24 between the structural parts 3, 4 in the tension zone 6 and thus absorbs a first part of the stresses resulting from the bending moment 22.
  • the pressure anchor 18 is parallel to the tie rod 8 and is arranged in the pressure zone 7. Its longitudinal axis is parallel to the horizontal direction 23 and to the direction of the acting there Pressure forces 25. A portion of the compressive forces 25 and thus a part of the bending moment 22 resulting stresses is absorbed by the pressure anchor 18, wherein the introduction of force of the pressure forces 25 in the pressure armature 18 primarily on the end faces of the two pressure plates 20 (FIGS. Fig. 3 ) he follows. The introduction of force of the tensile forces 24 on the tie rod 8, however, takes place primarily on the outer or peripheral surfaces of the tie rod 8, which protrude compared to the pressure anchor 18 over a much greater length in the building parts 3, 4 and are embedded in concrete.
  • the tension section 10 is arranged in the tension zone 6 on a first structural part 3 facing side of the insulating body 5.
  • the thrust section 11 adjoins, which is bent at an angle ⁇ to the horizontal direction 23 and to the longitudinal axis of the traction section 10. It extends from the tension zone 6 of the first building part 3 diagonally through the insulating body 5 and ends in the pressure zone 7 of the opposite second structural part 4. There he goes into the transition section 12, which is arranged in the pressure zone 7 of the second building part 4 and concreted there is. From the transition section 12 of the printing section 13 goes out.
  • the pressure section 13 extends from the second structural part 4 through the insulating body 5 into the first structural part 3, where it is in the region of its free end 14 concreted is.
  • the tension section 10 and the pressure section 13 both run parallel to the horizontal direction 23 or to the direction of the tensile forces 24 and compressive forces 25 in the installation position shown here.
  • the curved and externally guided around the curved transition section 12 sheet 19 forms in a transversely to the applied compressive force 25 area a pressure plate 16 and integrally therewith in angled, at least partially transverse to the transverse force acting 26 transverse force plates 17.
  • the acting in the second building part 4 Transverse force 26 acts on the transverse force plates 17 of the transition section 12, while the pressure force 25 acting there acts on the pressure plate 16 of the transition section 12. Accordingly, both a portion of the compressive forces 25 and a portion of the transverse forces 26 are introduced into the transition section 12.
  • the introduced into the transition section 12 transverse force 26 is converted in the diagonal thrust section 11 in a tensile force acting there.
  • a range of the angle ⁇ of 30 ° inclusive up to and including 60 ° is expedient. From a static point of view, ideally it is 45 °.
  • the angle ⁇ is selected at about 30 ° as a compromise between existing volume and carrying capacity.
  • the angle ⁇ is in a range of from 30 ° to 45 ° inclusive.
  • the tensile stress forming in the pushing section 11 becomes the pulling section 10 introduced and transmitted there according to the arrow 24 as a tensile force on the first building part 3.
  • the introduced into the transition section 12 transverse force 26 further leads to a compressive stress of the pressure section 13, which adds to the pressure forces 25 in the pressure zone 7.
  • this compressive stress is introduced by the pressure section 13 in the pressure zone 7 of the first building part 3 and transmitted primarily over the end face of the arranged at the free end 14 pressure plate 15 according to the arrow 25.
  • the formation of the free end 14 of the pressure section 13 with the pressure plate 15 and the formation of the transition section 12 with the pressure plate 16 and the transverse force plates 17 makes it possible that the free end 14 of the pressure section 13 and the transition section 12 each with only a small amount on the projecting end faces of the insulating 5 project and project into the respectively associated building part 3, 4, wherein the aforementioned lateral projection is significantly lower than the projection of the tensile section 10 from the thrust-pressure armature 9 and the protruding portions of the tie rod 8.
  • the Pressure armature 18 is formed in its laterally projecting region identical to the region of the free end 14 of the pressure section 13 and protrudes by the same amount in each case over the two structural parts 3, 4 facing side or end faces.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein thermisch isolierendes Bauelement mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Beim Errichten von Gebäuden ist es häufig erforderlich, zwei lastaufnehmende Bauwerksteile wie Boden- oder Deckenplatten oder andere, insbesondere ebene und flächige Bauteile miteinander zu verbinden. Solche Bauwerksteile insbesondere aus vor Ort gegossenem Beton werden über eingegossene Bewehrungselemente miteinander verbunden. Unter bestimmten Umständen, insbesondere bei einer Verbindung zwischen Außen- und Innenseite des Gebäudes kann darüber hinaus eine thermisch und akustische Isolierung zwischen den beiden Bauteilen erforderlich werden.
  • Insbesondere für die Verbindung einer Balkonbodenplatte mit einer Gebäudedecke werden dazu vorgefertigte, thermisch isolierende Bauelemente eingesetzt, die in einer Trennfuge zwischen,den beiden lastaufnehmenden Bauwerksteilen angeordnet werden. Das thermisch isolierende Bauelement umfaßt einen Isolierkörper, der im montierten Zustand die Trennfuge ausfüllt, und durch den im vormontierten Zustand Bewehrungselemente quer zur Trennfuge hindurchgeführt sind. Ein solches thermisch isolierendes Bauelement weist bezogen auf die in Einbaulage wirkende Gewichtskraftbelastung eine Zugzone und eine Druckzone auf und ist zur Aufnahme von Biege- und Schubbelastungen dimensioniert.
  • Bei der werksseitigen Vormontage eines solchen thermisch isolierenden Bauelementes ist eine Vielzahl von Bewehrungselementen herzustellen und in geeigneter Weise mit dem Isolierkörper zu verbinden. Formgebung und räumliche Anordnung der Bewehrungselemente ist derart zu wählen, daß sie im vergossenen Zustand die aus der in der Trennfuge wirkenden Druck-, Biege- und Schubbelastungen aufnehmen können. Nach Vormontage mit dem Isolierkörper sind die Bewehrungselemente in ihrer Lage fixiert. Es entsteht eine vormontierte Baugruppe, die als Einheit an der Baustelle in Position gebracht und mit Ortbeton vergossen wird.
  • Die seitlich über den Isolierkörper hinausstehenden Bewehrungselemente sind sperrig und erschweren Lagerung, Transport und Handhabung des thermisch isolierenden Bauelementes. Formgebung und Positionierung der Bewehrungselemente sind bei der Fertigung und Vormontage aufwendig und kostenintensiv.
  • Aus der DE 296 15 018 U1 ist ein gattungsgemäßes thermisch isolierendes Bauelement, bekannt, bei dem Bewehrungselemente durch einen Isolierkörper hindurchgeführt sind und zur Aufnahme von Biege- und Schubbelastungen dimensioniert sind. In der Zugzone ist ein Zuganker angeordnet. Eine Diagonale mit einem Zugabschnitt und mit einem Schubabschnitt ist im Bereich einer Druckplatte mit einem Druckanker verbunden. Die vorgenannten Bauteile bilden zusammen einen mehrteiligen kombinierten Schub-Druck-Anker, der aufwendig konstruiert ist und eine kostenintensiver Herstellung erfordert. Dokument DE 296 15018 U1 beschreibt ein thermisch isolierendes Bauelement gemäss dem Preambel des Anspruchs 1.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes thermisch isolierendes Bauelement derart weiterzubilden, daß eine vereinfachte Fertigung und verbesserte Handhabung gegeben ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein thermisch isolierendes Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Hierzu wird ein thermisch isolierendes Bauelement vorgeschlagen, bei dem ein erstes Bewehrungselement als in der Zugzone angeordneter Zuganker ausgeführt ist, und bei dem ein zweites Bewehrungselement als kombinierter Schub-Druck-Anker mit einem Zugabschnitt, einem Schubabschnitt, einem Übergangsabschnitt und einem Druckabschnitt ausgeführt ist. Die vorgenannten Abschnitte des kombinierten Schub-Druck-Ankers gehen kraftschlüssig ineinander über und sind einteilig aus einem gebogenen Bewehrungsstab gebildet.
  • Der Zugabschnitt ist in der Zugzone auf einer dem ersten Bauwerksteil zugewandten Seite des Isolierkörpers angeordnet. Der Schubabschnitt ist ausgehend vom Zugabschnitt diagonal durch den Isolierkörper hindurch zur Druckzone des gegenüberliegenden zweiten Bauwerksteiles hindurchgeführt und grenzt an den dort angeordneten Übergangsabschnitt an. Der Druckabschnitt ist ausgehend vom Übergangsabschnitt in der Druckzone liegend durch den Isolierkörper hindurch zurück zur Seite des ersten Bauwerksteiles geführt. Unter Einwirkung der Gewichtskraft entsteht im Bereich der Trennfuge eine kombinierte Biege- und Schubbelastung. Unter Einwirkung der Biegebelastung bildet sich im Fugenbereich eine Zugzone mit dort wirkenden Zugspannungen und bezogen auf die Einbaulage in Hochrichtung unterhalb eine Druckzone mit dort wirkenden Druckspannungen aus. Gleichzeitig unterliegt der Fugenbereich einer Querkraft- bzw. Schubbeanspruchung. In dem erfindungsgemäßen Bauelement werden die wirkenden Biege- und Querkraftbeanspruchungen durch nur zwei verschiedene Typen von Bewehrungselementen aufgenommen: Der in der Zugzone angeordnete Zuganker trägt die aus der Biegebelastung resultierenden Zugspannungen, während die unter Biegebeanspruchung resultierende Druckspannung und die aus der wirkenden Querkraft resultierende Schubbeanspruchung durch den kombinierten Schub-Druck-Anker aufgenommen werden. Die beispielsweise an der frei überkragenden Balkonbodenplatte wirkende Querkraft und die aus dem Kragmoment resultierende Druckbeanspruchung wird in den dort einbetonierten Übergangsabschnitt eingeleitet. Die anteilige Druckbelastung wird direkt mittels des Druckabschnittes durch den Isolierkörper hindurch zur Druckzone des gegenüberliegenden Bauwerkteils hindurchgeleitet. Die ebenfalls am Übergangsabschnitt wirkende Querkraft erzeugt in dem diagonal verlaufenden Schubabschnitt eine Zugkraft, die sich in dem daran anschließenden Zugabschnitt fortsetzt und in der Zugzone des angrenzenden Bauwerksteiles aufgenommen wird.
  • Mit geringer Teilezahl ist eine hohe Tragfähigkeit erzielt. Lediglich die beiden Enden des durchgehenden Zugankers sowie der Zugabschnitt des kombinierten Schub-Druck-Ankers müssen um ein längeres Maß über die Kontur des Isolierkörpers hervorstehen, während der Übergangsabschnitt und der Druckabschnitt des kombinierten Schub-Druck-Ankers jeweils nur ein geringes Überstandsmaß für eine gute Krafteinleitung erfordern. Das erfindungsgemäß ausgeführte thermisch isolierende Bauelement ist kompakter und einfacher in der Handhabung. Bei Transport und Lagerung ist ein geringerer Platzbedarf gegeben.
  • Der Übergangsabschnitt weist noch eine Druckplatte und eine Querkraftplatte auf. Die Druckplatte und die Querkraftplatte sind bevorzugt einteilig als gebogenes Blech ausgebildet. Ein derartiges Blech ist mit geringem Kostenaufwand herstellbar und kann ohne weiteres mit dem aus einem gebogenen Bewehrungsstab hergestellten Übergangsabschnitt verschweißt werden. Die flächige Form der Druck- bzw. Querkraftplatte führt unter Einwirkung der Druck- und Querkräfte zu einer vergleichsweise geringen Flächenpressung zwischen der jeweiligen Platte und dem sie umgebenden Beton. Auch bei geringer Eindringtiefe ist eine gute Kraftübertragung sichergestellt.
  • In bevorzugter Weiterbildung ist ein freies Ende des Druckabschnittes mit einem Druckteller versehen. Die wirkenden Druckspannungen können flächig über den Druckteller in das angrenzende Gebäudeteil eingeleitet werden. Für den Druckabschnitt ist nur ein geringes Überstandsmaß gegenüber dem Isolierkörper bzw. eine geringe Eindringtiefe in das angrenzende Bauwerksteil erforderlich.
    Der Zugabschnitt und/oder der Druckabschnitt des kombinierten Schub-Druck-Ankers verlaufen vorteilhaft horizontal bezogen auf die vorgesehene Einbaulage. Sie liegen damit über ihre gesamte Länge parallel zu den wirkenden Zug- und Druckkräften. Die Ausrichtung in Belastungsrichtung steigert die Tragfähigkeit.
  • Der Schubabschnitt verläuft bezogen auf die vorgesehene Einbaulage in einem Winkel zur Horizontalen, wobei der Winkel vorteilhaft in einem Bereich von einschließlich 30° und einschließlich 60° liegt und bevorzugt etwa 30° beträgt. Hierbei ist ein guter Kompromiß zwischen Belastbarkeit, Bauvolumen und Fertigungsaufwand gefunden.
  • In bevorzugter Weiterbildung ist zusätzlich zu den beiden vorgenannten Typen von Bewehrungselementen ein drittes Bewehrungselement in Form eines Druckankers vorgesehen. Insbesondere ist eine gleiche Anzahl von Zugankern und Druckankern zweckmäßig. Es erfolgt eine Aufteilung der aus Biegung und Querkraft resultierenden Belastungen: Zug- und Druckbelastungen in den Zug- und Druckzonen, die aus der Biegebelastung resultieren, werden durch die Zug- und Druckanker aufgenommen, während die Querkraftbelastung in den Übergangsabschnitt des kombinierten Schub-Druck-Ankers eingeleitet und dort in Zug- und Druckbelastungen des Zugabschnittes bzw. des Druckabschnittes umgesetzt wird. Die Beanspruchung der einzelnen Bewehrungselemente ist gleichmäßig verteilt. Der Material- und Gewichtseinsatz ist optimiert.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß ausgeführten thermisch isolierenden Bauelementes mit einem Isolierkörper und einer Anzahl von Zugankern, Schub-Druck-Ankern sowie Druckankern;
    Fig. 2
    eine perspektivische Ansicht der Anordnung nach Fig. 1 von ihrer gegenüberliegenden Seite aus mit weiteren Einzelheiten zur Ausbildung der kombinierten Schub-Druck-Anker;
    Fig. 3
    eine vergrößerte Detaildarstellung der Anordnung nach Fig. 2 mit Einzelheiten zur geometrischen Ausgestaltung des kombinierten Schub-Druck-Ankers;
    Fig. 4
    eine teilweise geschnittene Querschnittsdarstellung des in zwei Bauwerksteilen eingegossenen thermisch isolierenden Bauelementes nach den Fig. 1 bis 3 mit Angaben zu den im Fugenbereich wirkenden Belastungen.
  • Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß ausgeführten thermisch isolierenden Bauelementes 1, umfassend einen etwa quaderförmigen Isolierkörper 5 sowie eine Anzahl von Zugankern 8, kombinierten Schub-Druck-Ankern 9 und Druckankern 18 als Bewehrungselemente. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind insgesamt fünf Zuganker 8 vorgesehen, denen jeweils ein kombinierter Schub-Druck-Anker 9 und ein Druckanker 18 zugeordnet ist. Das thermisch isolierende Bauelement 1 kann auch schmaler oder breiter mit einer geringen oder größeren Anzahl von Bewehrungselementen sowie mit einem abweichenden Verteilungsverhältnis der Bewehrungselemente ausgeführt sein.
  • Das thermisch isolierende Bauelement 1 ist zum Einsatz in einer Trennfuge 2 zwischen einem ersten, lastaufnehmenden, hier nicht näher dargestellten Bauwerksteil 3 und einem zweiten, ebenfalls nicht näher dargestellten lastaufnehmenden Bauwerksteil 4 vorgesehen. Das thermisch isolierende Bauelement 1 mit dem Isolierkörper 5 und den Bewehrungselementen wird in der Konfiguration nach Fig. 1 im Werk fertig vorbereitet und zur Baustelle transportiert. Dort wird es unter Bildung der Trennfuge 2 mit Ortbeton der beiden Bauwerksteile 3, 4 derart vergossen, daß die seitlich über den Isolierkörper 5 hervorstehenden Abschnitte der Bewehrungselemente im Beton der Bauwerksteile 3, 4 eingegossen sind, wobei der thermische Isolierkörper 5 die Trennfuge 2 zwischen den beiden Bauwerksteilen 3, 4 ausfüllt. Weitere Einzelheiten hierzu sind weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 4 näher beschrieben.
  • Der perspektivischen Ansicht nach Fig. 1 ist zu entnehmen, daß die Zuganker 8 geradlinig durch den Isolierkörper 5 hindurchgeführt sind und auf beiden Seiten des Isolierkörpers 5 hervorstehen. Gleiches gilt auch für die Druckanker 18. Die kombinierten Schub-Druck-Anker 9 sind ebenfalls durch den Isolierkörper 5 hindurchgeführt, wobei ein Übergangsabschnitt 12 des kombinierten Schub-Druck-Ankers 9 über die hier gezeigte Frontseite des Isolierkörpers 5 hervorsteht.
  • Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des thermisch isolierenden Bauelementes 1 nach Fig. 1 von dessen gegenüberliegenden Seite aus. Auf dieser Seite des Isolierkörpers 5 stehen je ein Zugabschnitt 10 und ein Druckabschnitt 13 des jeweiligen Schub-Druck-Ankers 9 über die hier gezeigte Frontseite des Isolierkörpers 5 hervor.
  • Einzelheiten der Anordnung nach Fig. 2 sind in der vergrößerten Detaildarstellung nach Fig. 3 dargestellt. Es ist zu erkennen, daß der Zuganker 8 und der Druckanker 18 jeweils geradlinig durch den Isolierkörper 5 hindurchgeführt sind und auf beiden Seiten überstehen. Der Zuganker 8 umfaßt eine durch den Isolierkörper 5 durchgehende, werksseitig eingesetzte Hülse 27, die nur geringfügig in Längsrichtung über den Isolierkörper 5 übersteht. Zwei Zugstäbe 28 sind beidseitig in die Hülse 27 eingeführt und werksseitig mit ihr verpresst. Es kann auch eine Verschweißung oder dgl. zweckmäßig sein. Aus der Hülse 27 und den beiden Zugstäben 28 ist der Zuganker 8 mit erforderlicher Länge gebildet. Darüber hinaus ist der durchgehende Druckanker 18 an seinen beiden freien, überstehenden Enden mit je einem kreisrunden Druckteller 20 versehen, dessen Tellerebene parallel zur Stirnfläche des Isolierkörpers 5 liegt.
  • Der kombinierte Schub-Druck-Anker 9 umfaßt den Zugabschnitt 10, einen Schubabschnitt 11, den Übergangsabschnitt 12 und den Druckabschnitt 13, die kraftschlüssig ineinander übergehen und miteinander verbunden sind. Der Zugabschnitt 10, der Schubabschnitt 11, der Übergangsabschnitt 12 und der Druckabschnitt 13 sind einteilig aus einem gebogenen Bewehrungsstab mit kreisrundem Querschnitt gebildet. Der Druckabschnitt 13 ist an seinem freien, über die Stirnfläche des Isolierkörpers 5 hervorstehenden Ende 14 mit einem Druckteller 15 versehen, der identisch zu den Drucktellern 20 des Druckankers 18 ausgeführt und parallel dazu liegend angeordnet ist. Auf dem gegenüberliegenden, ebenfalls über die zugeordnete Stirnfläche des Isolierkörpers 5 hervorstehenden und gebogenen Übergangsabschnitt 12 ist ein gebogenes Blech 19 um die Biegung des Übergangsabschnitts 12 außenseitig herumgeführt und mit diesem verschweißt. Die Funktion des Bleches 19 ist weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 4 näher erläutert.
  • Fig. 4 zeigt eine Querschnittsdarstellung des thermisch isolierenden Bauelementes 1 nach den Fig. 1 bis 3 im montierten Zustand. Es ist zu erkennen, daß zwischen zwei lastaufnehmenden, im wesentlichen als flache Platten ausgebildeten Bauwerksteilen 3, 4 eine Trennfuge 2 verbleibt, die zumindest näherungsweise vollständig durch den Isolierkörper 5 des thermisch isolierenden Bauelementes 1 ausgefüllt ist. Das thermisch isolierende Bauelement 1 und die beiden Bauwerksteile 3, 4 sind in der vorgesehenen Einbaulage gezeigt, demnach sich die flächigen Bauwerksteile 3, 4 quer zu einer durch einen Pfeil 21 angegebenen Vertikal- bzw. Gewichtskraftrichtung und dabei in einer durch einen Doppelpfeil 23 angegebenen Horizontalrichtung erstrecken. Die in der Horizontalrichtung 23 überstehenden Abschnitte des Zugankers 8, des kombinierten Schub-Druck-Ankers 9 und des in Fig. 3 näher dargestellten Druckankers 18 sind in das Betonmaterial der beiden Bauwerksteile 3, 4 eingegossen.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das erste Bauwerksteil 3 eine gegossene Gebäudedecke, die nach statischen Gesichtspunkten fest im Gebäude eingespannt ist. In der Horizontalrichtung 23 schließt sich daran eine Balkonbodenplatte als zweites lastaufnehmendes Bauwerksteil 4 an, welches frei überkragt. Die in der Gewichtskraftrichtung 21 am zweiten Bauwerksteil 4 wirkende Gewichtskraft erzeugt im Bereich der Trennfuge 2 ein durch einen Pfeil 22 angegebenes Biegemoment, welches bezogen auf die Gewichtskraftrichtung 21 im oberen Bereich der Bauwerksteile 3, 4 eine Zugzone 6 und im gegenüberliegenden, unteren Bereich der beiden Bauwerksteile 3, 4 eine Druckzone 7 bildet. In der Zugzone 6 herrschen Zugkräfte, die durch Pfeile 24 angegeben sind, während in der Druckzone 7 durch Pfeile 25 angegebene Druckkräfte jeweils in der Horizontalrichtung 23 wirken. Darüber hinaus wirken im Bereich der Trennfuge 2 durch einen Pfeil 26 angegebene Querkräfte, die ebenfalls aus der Gewichtsbelastung des zweiten Bauwerksteiles 4 in der Gewichtskraftrichtung 21 folgt und parallel zu dieser liegt.
  • Der Zuganker 8 ist in der Zugzone 6 angeordnet. Er verläuft dort geradlinig parallel zur Horizontalrichtung 23 bzw. parallel zu den dort wirkenden Zugkräften 24 und ist mit beiden über den Isolierkörper 5 überstehenden Enden in den Beton der beiden Bauwerksteile 3, 4 eingegossen. Der Zuganker 8 überträgt die Zugkräfte 24 zwischen den Bauwerksteilen 3, 4 in der Zugzone 6 und nimmt damit einen ersten Teil der aus dem Biegemoment 22 resultierenden Beanspruchungen auf.
  • Der Druckanker 18 liegt parallel zum Zuganker 8 und ist in der Druckzone 7 angeordnet. Seine Längsachse liegt parallel zur Horizontalrichtung 23 sowie zur Richtung der dort wirkenden Druckkräfte 25. Ein Teil der Druckkräfte 25 und damit ein Teil der aus dem Biegemoment 22 resultierenden Beanspruchungen wird durch den Druckanker 18 aufgenommen, wobei die Krafteinleitung der Druckkräfte 25 in den Druckanker 18 vorrangig an den Stirnflächen der beiden Druckteller 20 (Fig. 3) erfolgt. Die Krafteinleitung der Zugkräfte 24 am Zuganker 8 erfolgt hingegen vorrangig an den Außen- bzw. Umfangsflächen des Zugankers 8, die im Vergleich zum Druckanker 18 über eine deutlich größere Länge in die Bauwerksteile 3, 4 hineinragen und dort einbetoniert sind.
  • Ein weiteres Bewehrungselement ist durch den kombinierten Schub-Druck-Anker 9 gebildet, dessen Zugabschnitt 10 in der Zugzone 6 auf einer dem ersten Bauwerksteil 3 zugewandten Seite des Isolierkörpers 5 angeordnet ist. Ausgehend vom Zugabschnitt 10, jedoch noch innerhalb des ersten Bauwerksteiles 3 schließt sich der Schubabschnitt 11 an, der in einem Winkel α zur Horizontalrichtung 23 und zur Längsachse des Zugabschnitts 10 abgewinkelt ist. Er verläuft von der Zugzone 6 des ersten Bauwerksteiles 3 diagonal durch den Isolierkörper 5 hindurch und endet in der Druckzone 7 des gegenüberliegenden zweiten Bauwerksteiles 4. Dort geht er in den Übergangsabschnitt 12 über, der in der Druckzone 7 des zweiten Bauwerksteiles 4 angeordnet und dort einbetoniert ist. Vom Übergangsabschnitt 12 geht der Druckabschnitt 13 aus. Er liegt vollständig in der Druckzone 7 und parallel zur Horizontalrichtung 23 bzw. parallel zu den dort wirkenden Druckkräften 25. Der Druckabschnitt 13 verläuft vom zweiten Bauwerksteil 4 durch den Isolierkörper 5 hindurch in das erste Bauwerksteil 3 hinein, wo er im Bereich seines freien Endes 14 einbetoniert ist. Der Zugabschnitt 10 und der Druckabschnitt 13 verlaufen beide in der hier dargestellten Einbaulage parallel zur Horizontalrichtung 23 bzw. zur Richtung der Zugkräfte 24 und Druckkräfte 25.
  • Das gebogene und außenseitig um den gekrümmten Übergangsabschnitt 12 herumgeführte Blech 19 bildet in einem quer zur angreifenden Druckkraft 25 liegenden Bereich eine Druckplatte 16 und einteilig damit in dazu abgewinkelten, zumindest teilweise quer zur angreifenden Querkraft 26 liegenden Abschnitten Querkraftplatten 17. Die im zweiten Bauwerksteil 4 wirkende Querkraft 26 greift an den Querkraftplatten 17 des Übergangsabschnittes 12 an, während die dort wirkende Druckkraft 25 an der Druckplatte 16 des Übergangsabschnittes 12 angreift. Demnach werden in den Übergangsabschnitt 12 sowohl ein Teil der Druckkräfte 25 als auch ein Teil der Querkräfte 26 eingeleitet.
  • Die in den Übergangsabschnitt 12 eingeleitete Querkraft 26 wird im diagonal verlaufenden Schubabschnitt 11 in eine dort wirkende Zugkraft umgesetzt. Für eine möglichst vollständige Umsetzung in Zugkraft ist ein Bereich des Winkels α von einschließlich 30° bis einschließlich 60° zweckmäßig. Nach statischen Gesichtspunkten liegt er idealerweise bei 45°. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Winkel α mit etwa 30° als Kompromiß zwischen vorhandenem Bauvolumen und Tragfähigkeit gewählt. Insbesondere liegt der Winkel α in einem Bereich von einschließlich 30° bis einschließlich 45°. Die sich im Schubabschnitt 11 ausbildende Zugbeanspruchung wird in den Zugabschnitt 10 eingeleitet und dort entsprechend dem Pfeil 24 als Zugkraft auf das erste Bauwerksteil 3 übertragen.
  • Die in den Übergangsabschnitt 12 eingeleitete Querkraft 26 führt des weiteren zu einer Druckbeanspruchung des Druckabschnitts 13, die sich mit den Druckkräften 25 in der Druckzone 7 addiert. Ausgehend vom Übergangsabschnitt 12 wird diese Druckbeanspruchung durch den Druckabschnitt 13 in die Druckzone 7 des ersten Bauwerkteils 3 eingeleitet und vorrangig über die Stirnfläche des am freien Ende 14 angeordneten Drucktellers 15 entsprechend dem Pfeil 25 übertragen. Die Ausbildung des freien Endes 14 vom Druckabschnitt 13 mit dem Druckteller 15 und die Ausbildung des Übergangsabschnittes 12 mit der Druckplatte 16 und den Querkraftplatten 17 ermöglicht es, daß das freie Ende 14 des Druckabschnitts 13 und der Übergangsabschnitt 12 jeweils nur mit einem geringen Maß über die zugeordneten Stirnflächen des Isolierkörpers 5 hervorstehen und in das jeweils zugeordnete Bauwerkteil 3, 4 hineinragen, wobei der vorgenannte seitliche Überstand deutlich geringer ist als der Überstand des Zugabschnitts 10 vom Schub-Druck-Anker 9 und der überstehenden Abschnitte des Zugankers 8. Darüber hinaus ist der Druckanker 18 in seinem seitlich überstehenden Bereich identisch zum Bereich des freien Endes 14 des Druckabschnittes 13 ausgebildet und steht um das gleiche Maß jeweils über die beiden den Bauwerksteilen 3, 4 zugewandten Seiten- bzw. Stirnflächen hervor.

Claims (7)

  1. Thermisch isolierendes Bauelement (1) zum Einsatz in Trennfugen (2) zwischen einem ersten und einem zweiten lastaufnehmenden Bauwerksteil (3, 4), insbesondere zwischen einer Gebäudedecke und einer Balkonbodenplatte, mit einem Isolierkörper (5), durch den Bewehrungselemente quer zur Trennfuge (2) hindurchgeführt sind, wobei das Bauelement (1) bezogen auf die in Einbaulage wirkende Gewichtskraftbelastung eine Zugzone (6) und eine Druckzone (7) aufweist und zur Aufnahme von Biege- und Schubbelastungen dimensioniert ist, wobei ein erstes Bewehrungselement als in der Zugzone (6) angeordneter Zuganker (8) ausgeführt ist, wobei ein zweites Bewehrungselement als kombinierter Schub-Druck-Anker (9) mit einem Zugabschnitt (10), einem Schubabschnitt (11), einem Übergangsabschnitt (12) und einem Druckabschnitt (13) ausgeführt ist, wobei der Zugabschnitt (10) in der Zugzone (6) auf einer dem ersten Bauwerksteil (3) zugewandten Seite des Isolierkörpers (5) angeordnet ist, wobei der Schubabschnitt (11) ausgehend vom Zugabschnitt (10) im wesentlichen diagonal durch den Isolierkörper (5) hindurch zur Druckzone (7) des gegenüberliegenden zweiten Bauwerksteiles (4) hindurchgeführt ist und an den dort angeordneten Übergangsabschnitt (12) angrenzt, und wobei der Druckabschnitt (13) ausgehend vom Übergangsabschnitt (12) in der Druckzone (7) liegend durch den Isolierkörper (5) hindurch zurück zur Seite des ersten Bauwerksteiles (3) geführt ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Zugabschnitt (10), der Schubabschnitt (11), der Übergangsabschnitt (12) und der Druckabschnitt (13) einteilig aus einem gebogenen Bewehrungsstab gebildet sind, wobei der Übergangsabschnitt (12) eine Druckplatte (16) und eine Querkraftplatte (17) aufweist.
  2. Bauelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein freies Ende (14) des Druckabschnittes (13) mit einem Druckteller (15) versehen ist.
  3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (16) und die Querkraftplatte (17) einteilig als gebogenes Blech ausgebildet sind.
  4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Zugabschnitt (10) und/oder der Druckabschnitt (13) bezogen auf die vorgesehene Einbaulage horizontal verläuft.
  5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Schubabschnitt (11) bezogen auf die vorgesehene Einbaulage in einem Winkel (α) zur Horizontalen verläuft, wobei der Winkel (α) in einem Bereich von einschließlich 30° bis einschließlich 60°.
  6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Druckanker (18) vorgesehen ist.
  7. Bauelement nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine gleiche Anzahl von Zugankern (8) und Druckankern (18) vorgesehen ist.
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