EP3225759A1 - Anschlussbauteil zur wärmeentkopplung von vertikal verbundenen gebäudeteilen - Google Patents

Anschlussbauteil zur wärmeentkopplung von vertikal verbundenen gebäudeteilen Download PDF

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EP3225759A1
EP3225759A1 EP17160994.4A EP17160994A EP3225759A1 EP 3225759 A1 EP3225759 A1 EP 3225759A1 EP 17160994 A EP17160994 A EP 17160994A EP 3225759 A1 EP3225759 A1 EP 3225759A1
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EP
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pressure element
connection component
connection
pressure
component according
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EP17160994.4A
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Schoeck Bauteile GmbH
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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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B2001/7679—Means preventing cold bridging at the junction of an exterior wall with an interior wall or a floor

Definitions

  • the present invention relates to a connection component for load-bearing, vertical connection of building parts, which has a heat-insulating base body with two opposing contact surfaces for connection to the building parts and at least one inserted into the heat-insulating body and this penetrating from one to the other contact surface pressure element.
  • load-bearing components are often created from reinforced concrete structures.
  • such building parts can be provided with an externally mounted thermal insulation.
  • the floor slab between basement, such as basement or underground car park, and ground floor is often equipped on the basement side with a heat insulation applied to the ceiling.
  • This results in the difficulty that the load-bearing parts of the building, on which the building rests, such as columns and outer walls, in load-bearing manner with the overlying building parts, in particular the floor ceiling must be connected.
  • This is usually achieved by connecting the floor slab monolithically to the supporting pillars and outer walls with continuous reinforcement.
  • thermal bridges which can be eliminated only by a subsequently attached from the outside thermal insulation.
  • the wall element has a pressure-resistant support structure with arranged in the interstices insulating elements.
  • the support structure may for example consist of a lightweight concrete.
  • Such a wall element is used for thermal insulation masonry exterior walls, for example, by being used as a conventional brick as the first stone layer of the supporting outer wall above the basement ceiling.
  • EP 2 405 065 A1 is a pressure force transmitting and insulating connection element known, which is used for the vertical, load-bearing connection of building sections to be created from concrete. It consists of an insulating body with one or more printing elements embedded therein. By the pressure elements transverse shear reinforcement elements extending for connection to the building concrete parts to be created extend substantially vertically beyond the top and bottom of the insulating body.
  • the insulating body can be made of foam glass or expanded polystyrene rigid foam and the pressure elements made of concrete, fiber concrete or fiber plastic, for example.
  • An object of the present invention is to provide a heat-insulating connection component with internal pressure element, in which on the one hand the carrying capacity and reliability is improved, which on the other hand is simple and inexpensive to manufacture.
  • the pressure element is at least partially made of a castable, hardening material, in particular concrete, and at least partially an outer sheath of a tensile material, in particular steel or a fiber-reinforced composite material.
  • the outer sheath of a tensile material increases the carrying capacity of such pressure elements considerably, since it prevents deformation by lateral expansion of the pressure-stable core under compression, which can eventually lead to the rupture of the pressure element.
  • a possible deterioration of the physical properties in terms of increased thermal conductivity of the outer jacket is overcompensated by increasing the carrying capacity of such a pressure element.
  • a reinforcing bar may be on the outer casing in the longitudinal direction of the pressure element on both sides beyond this extending reinforcement part, in particular a reinforcing bar, are attached.
  • a reinforcing bar which is beyond the contact surfaces of the connection component, is connected to the reinforcement of the above and below concrete to be created building parts or connected to this during installation of the connection component and thus allows a continuous reinforcement situation between a vertical part of the building, such as a pillar, and a horizontal part of the building carried by it, such as a floor slab.
  • reinforcing rods run through the one or more pressure elements. Since, for structural-physical reasons, the cross-section of the pressure elements should be kept as small as possible, the inventive external attachment of the reinforcing bars to the outer casing of the pressure elements proves to be advantageous. By the sheathing of the printing elements with a tensile material whose carrying capacity is increased, so that on the other side with the same load capacity, the cross section of the printing elements can be reduced. If, in this case, the reinforcing bars designed for tensile and / or transverse forces were laid through the pressure-resistant material of the pressure elements, potential weak points in the microstructure of the pressure elements and their load capacity would be reduced.
  • the external attachment of reinforcing bars to the printing elements allows a separate optimization on the one hand, the static properties of the printing elements, on the other hand, the interpretation of probation rods.
  • the external attachment of the reinforcing bars to the outer shell of the printing elements simplifies their manufacture considerably.
  • the pressure elements can first be prepared without reinforcing bars by pouring a serving as a lost formwork outer sheath, and then the reinforcing bars are attached to this, for example by a welded joint in the case of stainless steel.
  • High-strength concrete of a strength class corresponding to C55 / 67 or LC55 / 60 or higher is suitable as a printable material for producing the printing elements.
  • High-strength concrete is cost-effective to manufacture, reliable and offers a high load capacity.
  • a sheath for the pressure element can in particular a sleeve made of steel, preferably stainless steel serve, which is poured with high-strength concrete. To these can subsequently in the above-described Way probationary rods are welded.
  • the reinforcing rods are preferably made of stainless steel, at least in the area of the pressure elements.
  • the reinforcing rods may consist of conventional structural steel which may be welded to the middle section of stainless steel.
  • the sheath may also be made of a fiber composite such as GRP. In this case, it is also possible, in particular, to laminate a reinforcement element, which may likewise be based on fiberglass, alternatively of stainless steel, into the shell during production.
  • a further improvement results when the outer sheath of the pressure element is recessed in the region of opposite end surfaces of the pressure element serving for pressure introduction, ie the sheath does not extend over the full length of the pressure element, but only surrounds its middle section.
  • the pressure element for a connection component according to the invention can preferably be designed in the shape of a cylinder, prism, truncated cone or truncated pyramid.
  • a heat-insulating connection component which are used primarily for the vertical load-bearing connection of supports in the basement area to the overlying building parts, such as a floor slab.
  • a support is understood to mean a vertical part of a building which absorbs and transmits loads mainly in the direction of its longitudinal axis.
  • the DIN standard 1041/1 defines a support as a rod-shaped pressure member whose larger cross-sectional dimension, in contrast to a wall does not exceed four times the smaller dimension.
  • the connection components described can also be used for connecting a retaining wall to the overlying building construction, in particular an overlying floor slab.
  • FIG. 1 shows a cuboid base body 1 of heat-insulating material.
  • thermal insulating material is for example a mineral insulation, a wood wool multi-layer insulation, an expanded polystyrene foam (EPS, XPS) or foam glass into consideration.
  • the base body 1 thus consists of non-load-bearing material and serves for heat decoupling between the building parts to be created below and above it.
  • the upper side 1a of the main body 1 serves as a contact surface for a floor to be created thereon.
  • the bottom 1 b serves as a contact surface and conclusion for a underneath supporting building part such as a support.
  • a total of eight individual pressure elements 2 are used, each extending substantially from the upper to the lower contact surface and serve to accommodate the carrying capacity of a load-bearing floor ceiling and dissipation of the bearing forces in the underlying support.
  • the individual printing elements 2 are cylindrical.
  • the base body 1 and the pressure elements 2 inserted therein are shown separately in the manner of an exploded view.
  • the pressure elements 2 each consist of high-performance concrete with a compressive strength> 50 N / mm 2 , preferably ultra-high-strength concrete (UHPC) with a compressive strength of> 150 N / mm 2 .
  • the individual pressure elements 2 are also each provided with an outer sheath 3 in the form of a sleeve of stainless steel.
  • the stainless steel sleeves 3 are used on the one hand in the production as permanent formwork by being poured with the high performance concrete, on the other hand, they increase the carrying capacity and compressive strength of the individual pressure elements 2, by a deformation of the concrete core in compression of the pressure element as by a lateral "dodging" of the material prevent.
  • the individual pressure elements 2 are thus able to absorb the load on the connection component bearing forces and forward it to the underlying support.
  • the insulating base body 1 ensures with its heat-insulating properties for a heat decoupling between the building parts.
  • FIG. 3 is a single pressure element 2 with its outer stainless steel sleeve 3 and the pressure-resistant filling made of high-performance concrete 4 shown separately.
  • any other geometric shapes such as prism, truncated cone or truncated pyramid can be selected.
  • a barrel-shaped or tapering towards the middle shape into consideration.
  • FIG. 4 A variant of a cylindrical individual pressure element 2 'is in FIG. 4 shown.
  • a pressure-resistant base body 4 is made of high-performance concrete with an outer sheath 3 'made of a tensile material such as stainless steel. It is essential, however, that in the end regions 5, ie at the upper and at the lower end of the pressure-resistant concrete core 4, the casing 3 'is recessed. This ensures a better connection with the fresh concrete of the above and below the connection component to be created or created building parts.
  • the end regions 5 in the second exemplary embodiment can extend over the upper and lower 5 mm of the individual pressure element, for example.
  • the typical height of a single pressure element 2 or 2 ' corresponds to the thickness of a proposed insulation layer between 8 and 20 cm, preferably between 10 and 15 cm.
  • the individual pressure elements 2, 2 ' can each also protrude slightly above the heat-insulating base body 1, that is to say the height of the individual pressure elements 2, 2' can be slightly greater than the thickness of the base body 1 or a layer of damping material to be applied below a floor slab. This supernatant may be advantageous in the connection of the individual printing elements to the above or below to be created building parts. In the second embodiment, this supernatant mainly affects the end portions 5 of the individual pressure elements 2 '.
  • the upper and lower end surface may also be curved, for example concave or convex. This also makes it possible, on the one hand, to improve the connection to the parts of the building to be constructed above or below, and on the other hand, by means of a corresponding curvature of the connection surfaces of the individual pressure elements 2, 2 ', a certain articulation at the connection points can be achieved which provide better load bearing introduction and, in particular, compensation for bearing rotation on an overlying floor slab due to deformation or settlement in the building.
  • FIG. 5 Another embodiment of a single-pressure element 2 is shown in FIG. 5 shown.
  • This again has a pressure-stable, cast core 4 made of high-performance concrete and a sleeve-shaped outer casing 3 made of stainless steel.
  • a sleeve-shaped outer casing 3 made of stainless steel.
  • two reinforcing bars 6 are welded laterally.
  • only one rebar per pressure element may be provided, or it may be attached to a pressure element, depending on its size, more than two reinforcing rods.
  • only a part of the printing elements can be equipped with reinforcing bars.
  • the reinforcing bars 6 are in the assembled state of the connection component on the upper and lower contact surface and serve to connect to the reinforcement of the above and below to be created building parts.
  • the connection component is this purpose in a formwork for a building part to be created, such as a support, with installed and the reinforcing bars 6 are connected, for example by means of metal wire with the reinforcement of the building part. Subsequently, the formwork is filled with fresh concrete and this compacted. After setting of the concrete of the support can be continued in a conventional manner with the creation of a floor slab above the connection component.
  • connection component on the one hand, on the other hand, the reinforcement can be passed from an underlying support to the floor above it and thus support and floor slab monolithically connected to each other.
  • connection component can be made in different dimensions, such as 25 x 25 cm or 30 x 30 cm. As already described, the height of the connection component typically corresponds to the thickness of the intended insulating material layer and may possibly protrude a few millimeters, for example 5 mm, beyond the insulating base body 1.
  • a connection component can either have a single pressure element or, as shown in the exemplary embodiments, a plurality of individual pressure elements. Such a connection component can be used individually for a support. For higher loads, several connection components for a larger support can be combined. Accordingly, one or more connection components according to the invention can be used as the upper termination of a load-bearing wall below a floor slab.

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Abstract

Bei einem Anschlussbauteil zur lastabtragenden, vertikalen Verbindung von Gebäudeteilen, mit einem wärmedämmenden Grundkörper (1), welcher zwei gegenüberliegende Anlageflächen (1a, 1b) zum Anschluss an die Gebäudeteile aufweist, und mit mindestens einem in den wärmedämmenden Grundkörper eingesetzten und diesen im Wesentlichen von der einen bis zur anderen Anlagefläche durchdringenden Druckelement (2) ist vorgesehen, dass das Druckelement zumindest teilweise aus einem gießfähigen, aushärtenden Werkstoff, insbesondere Beton, gefertigt ist und zumindest abschnittsweise eine äußere Ummantelung aus einem zugfesten Werkstoff aufweist, insbesondere aus Stahl oder einem faserverstärkten Verbundwerkstoff.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anschlussbauteil zur lastabtragenden, vertikalen Verbindung von Gebäudeteilen, welches einen wärmedämmenden Grundkörper mit zwei gegenüberliegenden Anlageflächen zum Anschluss an die Gebäudeteile und mindestens ein in den wärmedämmenden Grundkörper eingesetztes und diesen von der einen bis zur anderen Anlagefläche durchdringendes Druckelement aufweist.
  • Im Hochbau werden tragende Bauteile häufig aus mit einer Bewehrung versehenen Betonkonstruktionen erstellt. Aus energetischen Gründen können solche Gebäudeteile mit einer von außen angebrachten Wärmedämmung versehen werden. Insbesondere die Geschossdecke zwischen Tiefgeschoss, wie beispielsweise Keller oder Tiefgarage, und Erdgeschoss wird häufig auf der Tiefgeschossseite mit einer deckenseitig angebrachten Wärmedämmung ausgerüstet. Hierbei ergibt sich die Schwierigkeit, dass die tragenden Gebäudeteile, auf denen das Gebäude ruht, wie etwa Stützen und Außenwände, in lastabtragender Weise mit den darüber befindlichen Gebäudeteilen, insbesondere der Geschossdecke, verbunden sein müssen. Dies wird in der Regel dadurch erreicht, dass die Geschossdecke bei durchgehender Bewehrung monolithisch mit den tragenden Stützen und Außenwänden verbunden wird. Hierdurch entstehen jedoch Wärmebrücken, die sich nur schlecht durch eine nachträglich von außen angebrachte Wärmedämmung beseitigen lassen. In Tiefgaragen wird beispielsweise häufig der obere, zur Geschossdecke weisende Abschnitt der tragenden Betonstützen ebenfalls mit einer Wärmedämmung ummantelt. Dies ist nicht nur aufwendig und optisch weniger ansprechend, sondern führt auch zu unbefriedigenden bauphysikalischen Ergebnissen und vermindert zudem den in der Tiefgarage verfügbaren Parkraum.
  • Aus der Schrift DE 101 06 222 A1 ist ein mauersteinförmiges Wandelement zur Wärmeentkopplung zwischen Wandteilen und Boden- und/oder Deckenteilen beschrieben. Das Wandelement besitzt eine druckfeste Tragstruktur mit in den Zwischenräumen angeordneten Isolierelementen. Die Tragstruktur kann beispielsweise aus einem Leichtbeton bestehen. Ein solches Wandelement dient zur Wärmedämmung gemauerter Außenwände, indem es beispielsweise wie ein herkömmlicher Mauerstein als erste Steinschicht der tragenden Außenwand oberhalb der Kellerdecke eingesetzt wird.
  • Aus der Schrift EP 2 405 065 A1 ist ein Druckkraft übertragendes und isolierendes Anschlusselement bekannt, welches zur vertikalen, lasttragenden Verbindung von aus Beton zu erstellenden Gebäudeteilen zum Einsatz kommt. Es besteht aus einem Isolationskörper mit einem oder mehreren darin eingebetteten Druckelementen. Durch die Druckelemente verlaufen Querkraftbewehrungselemente, die sich zum Anschluss an die aus Beton zu erstellenden Gebäudeteile im Wesentlichen vertikal über die Oberseite und die Unterseite des Isolationskörpers hinaus erstrecken. Der Isolationskörper kann beispielsweise aus Schaumglas oder expandiertem Polystyrol-Hartschaum und die Druckelemente aus Beton, Faserbeton oder Faserkunststoff hergestellt werden.
  • Das Funktionsprinzip eines solchen wärmedämmenden Anschlusselements mit innenliegenden Druckelementen besteht somit darin, die Auflagefläche zwischen den Gebäudeteilen zu verringern, um einen Wärmeübertrag zu reduzieren. Eine solche flächenreduzierte bzw. punktuelle Krafteinleitung von einer horizontalen Gebäudestruktur in eine diese tragende vertikale Gebäudestruktur über einzelne Druckelemente stellt hohe Anforderungen an die Stabilität und Tragfähigkeit der Druckelemente.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein wärmedämmendes Anschlussbauteil mit innenliegendem Druckelement anzugeben, bei dem einerseits die Tragfähigkeit und Zuverlässigkeit verbessert ist, welches andererseits einfach und kostengünstig in der Herstellung ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
  • Bei einem Anschlussbauteil der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Druckelement zumindest teilweise aus einem gießfähigen, aushärtendem Werkstoff, insbesondere Beton, gefertigt ist und zumindest abschnittsweise eine äußere Ummantelung aus einem zugfesten Werkstoff aufweist, insbesondere aus Stahl oder einem faserverstärktem Verbundwerkstoff.
  • Die Herstellung des Druckelements aus einem gießfähigen, aushärtenden Werkstoff vereinfacht einerseits die Herstellung und führt andererseits, je nach verwendetem Werkstoff wie etwa hochfestem Beton, zu äußerst druckstabilen Bauteilen. Die äußere Ummantelung aus einem zugfesten Werkstoff erhöht die Tragfähigkeit derartiger Druckelemente erheblich, da sie eine Verformung durch seitliche Aufweitung des druckstabilen Kerns unter Kompression, die schließlich zum Zerbersten des Druckelements führen kann, verhindert.
  • Eine etwaige Verschlechterung der bauphysikalischen Eigenschaften im Hinblick auf eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit der äußeren Ummantelung wird durch die Erhöhung der Tragfähigkeit eines derartigen Druckelements überkompensiert. Insbesondere ist es vorteilhaft, die äußere Ummantelung als verlorene Schalung bei der Herstellung des Druckelements zu verwenden, indem diese mit dem Werkstoff des Druckelements, also beispielsweise hochfestem Beton, ausgegossen wird. Hierdurch entsteht zudem eine innige Verbindung zwischen Betonkern und Ummantelung.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann an der äußeren Ummantelung ein sich in Längsrichtung des Druckelements beiderseitig über dieses hinaus erstreckendes Bewehrungsteil, insbesondere ein Bewehrungsstab, befestigt werden. Ein solcher Bewehrungsstab, der über die Anlageflächen des Anschlussbauteils hinaus steht, wird beim Einbau des Anschlussbauteils an die Bewehrung der darüber und darunter aus Beton zu erstellenden Gebäudeteile angeschlossen bzw. mit dieser verbunden und ermöglicht somit eine durchgehende Bewehrungssituation zwischen einem vertikalen Gebäudeteil, wie etwa einer Stütze, und einem von dieser getragenen, horizontalen Gebäudeteil, wie etwa einer Geschossdecke.
  • Bei dem eingangs beschriebenen, bekannten Anschlusselement verlaufen Bewehrungsstäbe durch das bzw. die Druckelemente. Da aus bauphysikalischen Gründen der Querschnitt der Druckelemente möglichst klein gehalten werden soll, erweist sich die erfindungsgemäße externe Befestigung der Bewehrungsstäbe an der äußeren Ummantelung der Druckelemente als vorteilhaft. Durch die Ummantelung der Druckelemente mit einem zugfesten Werkstoff wird deren Tragfähigkeit erhöht, so dass auf der anderen Seite bei gleicher Tragfähigkeit der Querschnitt der Druckelemente verringert werden kann. Würden in diesem Fall die auf Zug- und/oder Querkräfte ausgelegten Bewehrungsstäbe durch den druckfesten Werkstoff der Druckelemente verlegt, ergeben sich potenzielle Schwachstellen im Gefüge der Druckelemente und deren Tragfähigkeit wäre vermindert. Die externe Befestigung von Bewehrungsstäben an den Druckelementen ermöglicht dagegen eine getrennte Optimierung einerseits der statischen Eigenschaften der Druckelemente, andererseits der Auslegung der Bewährungsstäbe. Darüber hinaus vereinfacht die externe Befestigung der Bewehrungsstäbe an der äußeren Ummantelung der Druckelemente deren Herstellung beträchtlich. So können die Druckelemente zunächst ohne Bewehrungsstäbe durch Ausgießen einer als verlorener Schalung dienenden äußeren Ummantelung hergestellt, und anschließend die Bewehrungsstäbe an dieser befestigt werden, beispielsweise durch eine Schweißverbindung im Falle von Edelstahl.
  • Als druckfähiger Werkstoff zur Herstellung der Druckelemente eignet sich besonders hochfester Beton einer Festigkeitsklasse entsprechend C55/67 bzw. LC55/60 oder höher. Hochfester Beton ist kostengünstig in der Herstellung, zuverlässig und bietet eine hohe Tragfähigkeit.
  • Als Ummantelung für das Druckelement kann insbesondere eine Hülse aus Stahl, vorzugsweise nicht rostendem Stahl, dienen, welche mit hochfestem Beton ausgegossen wird. An diese können anschließend in der vorstehend beschriebenen Weise Bewährungsstäbe angeschweißt werden. Auch die Bewehrungsstäbe bestehen vorzugsweise, zumindest im Bereich der Druckelemente, aus nichtrostendem Stahl. In einem gewissen Abstand oberhalb und unterhalb der Druckelemente, welcher zumindest einer aus Korrosionsschutzgründen geforderten Betonüberdeckung entspricht, können die Bewehrungsstäbe dagegen aus herkömmlichem Baustahl bestehen, der an den mittleren Abschnitt aus nichtrostendem Stahl angeschweißt sein kann. Alternativ kann die Ummantelung auch aus einem Faserverbundwerkstoff wie etwa GFK hergestellt sein. Hierbei ist es insbesondere auch möglich, ein Bewehrungselement, welches ebenfalls auf GFK, alternativ aus nichtrostendem Stahl sein kann, bei der Herstellung der Ummantelung in diese mit einzulaminieren.
  • Eine weitere Verbesserung ergibt sich, wenn die äußere Ummantelung des Druckelements im Bereich gegenüberliegender, zur Druckeinleitung dienender Endflächen des Druckelements ausgespart ist, die Ummantelung also nicht über die volle Länge des Druckelements reicht, sondern nur dessen mittleren Abschnitt umgibt. Hierdurch kann die Anbindung des Druckelements an die darüber und darunter aus Beton zu erstellenden Gebäudeteile und die Einleitung der Tragkräfte in das Druckelement über dessen Endflächen verbessert sein, da die Druckeinleitung an den ausgesparten Endbereichen des Druckelements ausschließlich in den Druckkraft übertragenden Werkstoff und nicht in die diesen umgebende Ummantelung erfolgt.
  • Das Druckelement für ein erfindungsgemäßes Anschlussbauteil kann vorzugsweise zylinder-, prismen-, kegelstumpf- oder pyramidenstumpfförmig ausgeführt werden.
  • Weitere Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei zeigt:
    • Figur 1
    eine isometrische Ansicht eines quaderförmigen Anschlussbauteils,
    Figur 2
    eine Explosionszeichnung des wärmedämmenden Grundkörpers und der darin eingesetzten Einzeldruckelemente des Anschlussbauteils aus Figur 1,
    Figur 3
    ein Einzeldruckelement für ein erfindungsgemäßes Anschlussbauteil mit einer Ummantelung als verlorener Schalung,
    Figur 4
    ein Einzeldruckelement, bei dem die Ummantelung in den Endbereichen ausgespart ist, und
    Figur 5
    ein Einzeldruckelement mit extern an dessen äußerer Ummantelung befestigten Bewehrungsstäben.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele für ein wärmedämmendes Anschlussbauteil beschrieben, welches vorrangig zur vertikalen, lastabtragenden Anbindung von Stützen im Untergeschossbereich an die darüberliegenden Gebäudeteile wie etwa eine Geschossdecke Anwendung findet. Unter einer Stütze wird ein vertikales Gebäudeteil verstanden, das Lasten hauptsächlich in Richtung seiner Längsachse aufnimmt und weiterleitet. Die DIN-Norm 1041/1 definiert eine Stütze als stabförmiges Druckglied, dessen größere Querschnittsabmessung in Abgrenzung zu einer Wand das Vierfache der kleineren Abmessung nicht übersteigt. Daneben können die beschriebenen Anschlussbauteile aber auch zum Anschluss einer Stützwand an die darüberliegende Gebäudekonstruktion, insbesondere einer darüberliegenden Geschossdecke, eingesetzt werden.
  • Figur 1 zeigt einen quaderförmigen Grundkörper 1 aus wärmedämmendem Material. Als wärmedämmendes Material kommt beispielsweise ein Mineraldämmstoff, ein Holzwolle-Mehrschichtdämmstoff, ein expandierter Polystyrol-Hartschaum (EPS, XPS) oder Schaumglas in Betracht. Der Grundkörper 1 besteht somit aus nichttragendem Material und dient zur Wärmeentkopplung zwischen den darunter- und darüber zu erstellenden Gebäudeteilen. Die obere Seite 1a des Grundkörpers 1 dient als Anlagefläche für eine darüber zu erstellende Geschossdecke. Die Unterseite 1 b dient als Anlagefläche und Abschluss für ein darunter befindliches tragendes Gebäudeteil wie etwa eine Stütze. In den wärmedämmenden Grundkörper 1 sind insgesamt acht Einzeldruckelemente 2 eingesetzt, die sich jeweils im Wesentlichen von der oberen bis zur unteren Anlagefläche erstrecken und zur Aufnahme der Tragkräfte einer darüber lastenden Geschossdecke und Ableitung der Tragkräfte in die darunter befindliche Stütze dienen. Die Einzeldruckelemente 2 sind zylindrisch ausgebildet.
  • In Figur 2 sind der Grundkörper 1 und die darin eingesetzten Druckelemente 2 in der Art einer Explosionszeichnung separat gezeigt. Die Druckelemente 2 bestehen jeweils aus Hochleistungsbeton mit einer Druckfestigkeit > 50 N/mm2, vorzugsweise ultrahochfestem Beton (UHPC) mit einer Druckfestigkeit von > 150 N/mm2. Die Einzeldruckelemente 2 sind zudem jeweils mit einer äußeren Ummantelung 3 in Form einer Hülse aus nicht rostendem Stahl versehen. Die Edelstahlhülsen 3 dienen einerseits bei der Herstellung als verlorene Schalung, indem sie mit dem Hochleistungsbeton ausgegossen werden, andererseits erhöhen sie die Tragfähigkeit und Druckfestigkeit der Einzeldruckelemente 2, indem sie eine Verformung des Betonkerns bei Kompression des Druckelements etwa durch ein seitliches "Ausweichen" des Materials verhindern.
  • Die Einzeldruckelemente 2 sind somit in der Lage, die auf dem Anschlussbauteil lastenden Tragkräfte aufzunehmen und in die darunterliegende Stütze weiterzuleiten. Die im Vergleich zur Grundfläche des gesamten Anschlussbauteils einschließlich des wärmedämmenden Grundkörpers 1 bzw. im Vergleich zu der entsprechenden Grundfläche der darunter befindlichen Stütze erheblich reduzierten Querschnittsfläche der einzelnen Druckelemente 2 führt zu einer erheblichen Verringerung der Wärmeleitfähigkeit des Anschlussbauteils als Ganzem. Ein Wärmeübertrag zwischen einer darunterliegenden Stütze und einer darüber befindlichen Geschossdecke erfolgt im Wesentlichen nur durch die verringerte Querschnittsfläche der Einzeldruckelemente 2. Der isolierende Grundkörper 1 sorgt mit seinen wärmedämmenden Eigenschaften für eine Wärmeentkopplung zwischen den Gebäudeteilen.
  • In Figur 3 ist ein Einzeldruckelement 2 mit seiner äußeren Edelstahlhülse 3 und der druckfesten Füllung aus Hochleistungsbeton 4 separat gezeigt. Neben einer Zylinderform können auch beliebige andere geometrische Formen wie Prismen-, Kegelstumpf- oder Pyramidenstumpfform gewählt werden. Daneben kommt beispielsweise auch eine fassförmige oder sich zur Mitte hin verjüngende Formgebung in Betracht.
  • Eine Variante eines zylindrischen Einzeldruckelementes 2' ist in Figur 4 dargestellt. Auch hier ist ein druckfester Grundkörper 4 aus Hochleistungsbeton mit einer äußeren Ummantelung 3' aus einem zugfesten Werkstoff wie etwa Edelstahl vorgesehen. Wesentlich ist jedoch, dass in den Endbereichen 5, d. h. am oberen und am unteren Ende des druckfesten Betonkerns 4, die Ummantelung 3' ausgespart ist. Dies sorgt für einen besseren Anschlussverbund mit dem Frischbeton der ober- und unterhalb des Anschlussbauteils zu erstellenden bzw. erstellten Gebäudeteile.
  • Die Endbereiche 5 im zweiten Ausführungsbeispiel können sich beispielsweise über die oberen und unteren 5 mm des Einzeldruckelements erstrecken. Die typische Höhe eines Einzeldruckelements 2 bzw. 2' entspricht der Stärke einer vorgesehenen Dämmstoffschicht zwischen 8 und 20 cm, vorzugsweise zwischen 10 und 15 cm. Die Einzeldruckelemente 2, 2' können jeweils auch geringfügig über dem wärmedämmenden Grundkörper 1 hinausstehen, das heißt die Höhe der Einzeldruckelemente 2, 2' kann geringfügig größer sein als die Stärke des Grundkörpers 1 bzw. einer unterhalb einer Geschossdecke anzubringenden Dämpfstoffschicht. Dieser Überstand kann vorteilhaft bei der Anbindung der Einzeldruckelemente an die darüber bzw. darunter zu erstellenden Gebäudeteile sein. Im zweiten Ausführungsbeispiel betrifft dieser Überstand vor allem die Endbereiche 5 der Einzeldruckelemente 2'. Darüber hinaus kann die obere und untere Abschlussfläche auch gewölbt ausgeführt sein, beispielsweise konkav oder konvex gewölbt. Auch hierdurch lässt sich einerseits die Anbindung an die darüber bzw. darunter zu erstellenden Gebäudeteile verbessern, andererseits kann durch eine entsprechende Wölbung der Anschlussflächen der Einzeldruckelemente 2, 2' eine gewisse Gelenkigkeit an den Verbindungsstellen erreicht werden, die für eine bessere Einleitung der Tragkräfte und insbesondere eine Kompensation einer Auflagerverdrehung an einer darüberliegenden Geschossdecke aufgrund einer Verformung oder Setzung im Gebäude sorgen.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Einzeldruckelementes 2 ist in Figur 5 dargestellt. Auch dieses weist wiederum einen druckstabilen, gegossenen Kern 4 aus Hochleistungsbeton und eine hülsenförmige äußere Ummantelung 3 aus Edelstahl auf. An den Edelstahlmantel 3 sind seitlich zwei Bewehrungsstäbe 6 angeschweißt. Selbstverständlich kann auch nur ein Bewehrungsstab pro Druckelement vorgesehen sein, oder es können an einem Druckelement, je nach dessen Größe, mehr als zwei Bewehrungsstäbe angebracht sein. Bei einem Anschlussbauteil mit mehreren Einzeldruckelementen, wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, können auch nur ein Teil der Druckelemente mit Bewehrungsstäben ausgestattet sein.
  • Die Bewehrungsstäbe 6 stehen im zusammengebauten Zustand des Anschlussbauteils über die obere und untere Anlagefläche hinaus und dienen zur Anbindung an die Bewehrung der darüber und darunter zu erstellenden Gebäudeteile. Das Anschlussbauteil wird hierzu in eine Schalung für ein zu erstellendes Gebäudeteil, etwa eine Stütze, mit eingebaut und die Bewehrungsstäbe 6 werden beispielsweise mittels Rödeldraht mit der Bewehrung des Gebäudeteils verbunden. Anschließend wird die Schalung mit Frischbeton verfüllt und dieser verdichtet. Nach Abbinden des Betons der Stütze kann in an sich bekannter Weise mit der Erstellung einer Geschossdecke oberhalb des Anschlussbauteils fortgefahren werden.
  • Somit wird durch das Anschlussbauteil einerseits eine thermische Entkopplung der darüber und darunter befindlichen Gebäudeteile erreicht, andererseits kann die Bewehrung von einer darunter befindlichen Stütze bis in die darüber befindliche Geschossdecke hindurchgeführt und somit Stütze und Geschossdecke monolithisch miteinander verbunden werden.
  • Das Anschlussbauteil kann in unterschiedlichen Abmessungen wie etwa 25 x 25 cm oder 30 x 30 cm ausgeführt werden. Die Höhe des Anschlussbauteils entspricht, wie bereits beschrieben, typischerweise der Stärke der vorgesehenen Dämmstoffschicht und kann gegebenenfalls einige Millimeter, zum Beispiel 5 mm, über den isolierenden Grundkörper 1 hinausstehen. Ein Anschlussbauteil kann entweder ein einzelnes Druckelement oder wie in den Ausführungsbeispielen gezeigt mehrere Einzeldruckelemente aufweisen. Ein solches Anschlussbauteil kann einzeln für eine Stütze verwendet werden. Bei höheren Belastungen können auch mehrere Anschlussbauteile für eine größere Stütze kombiniert werden. Entsprechend können ein oder mehrere erfindungsgemäße Anschlussbauteile als oberer Abschluss einer tragenden Wand unterhalb einer Geschossdecke eingesetzt werden.

Claims (7)

  1. Anschlussbauteil zur lastabtragenden, vertikalen Verbindung von Gebäudeteilen, mit einem wärmedämmenden Grundkörper (1), welcher zwei gegenüberliegende Anlageflächen (1a, 1b) zum Anschluss an die Gebäudeteile aufweist, und mit mindestens einem in den wärmedämmenden Grundkörper (1) eingesetzten und diesen im Wesentlichen von der einen bis zur anderen Anlagefläche durchdringenden Druckelement (2),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Druckelement (2) zumindest teilweise aus einem gießfähigen, aushärtenden Werkstoff (4), insbesondere Beton, gefertigt ist und zumindest abschnittsweise eine äußere Ummantelung (3) aus einem zugfesten Werkstoff aufweist, insbesondere aus Stahl oder einem faserverstärkten Verbundwerkstoff.
  2. Anschlussbauteil nach Anspruch 1, bei dem die äußere Ummantelung (3) als verlorene Schalung bei der Herstellung des Druckelements (2) dient.
  3. Anschlussbauteil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem an der äußeren Ummantelung (3) ein sich in Längsrichtung des Druckelements (1) beidseitig über dieses hinaus erstreckendes Bewehrungsteil (6), insbesondere ein Bewehrungsstab, befestigt ist.
  4. Anschlussbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem als Werkstoff für das Druckelement hochfester Beton einer Festigkeitsklasse entsprechend C55/67 bzw. LC55/60 oder höher eingesetzt wird.
  5. Anschlussbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die äußere Ummantelung (3) eine Hülse aus Stahl, vorzugsweise nichtrostendem Stahl aufweist, welche mit hochfestem Beton (4) ausgegossen ist.
  6. Anschlussbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die äußere Ummantelung (3) im Bereich (5) gegenüberliegender, zur Druckeinleitung dienender Endflächen des Druckelements (2) ausgespart ist.
  7. Anschlussbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Druckelement (2) zylinder-, prismen-, kegelstumpf- oder pyramidenstumpfförmigen ausgeführt ist.
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