EP3272958A1 - Bauelement zur wärmedämmung - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a component for thermal insulation according to the preamble of patent claim 1.
- components for thermal insulation which mainly serve to overhang buildings overhanging building parts such as balcony slabs through a thermally insulated component joint.
- the integrated reinforcement elements provide the necessary force or torque transmission, while the insulating body is responsible for complaining to one another of the two components while leaving a joint thermally insulated from one another.
- tensile reinforcement elements are provided in the relevant prior art, which are usually made of a rod material made of metal, which consists in particular in the region of the insulating body made of stainless steel and in the area outside of the insulator made of reinforcing steel.
- Stainless steel is used in the region of the insulating body or the component joint on the one hand because of its corrosion resistance and on the other hand because of its poor thermal conductivity and is therefore preferable to the reinforcing steel material in the region of the insulator.
- the reinforcing steel material is usually used in the area outside of the insulator, where it depends on the corrosion resistance and the thermal insulation properties, since the reinforcing steel extends completely in the area of one of the two components.
- tensile reinforcement elements made of plastic material is the lack of subsequent flexibility compared to steel, which makes it necessary that the desired shape and length of the tensile reinforcement elements is already taken into account in the rod manufacturing. As a result, the number of to be held in stock tensile reinforcement elements increases considerably due to correspondingly high number of variants, which means significant disadvantages logistically.
- the tensile reinforcement elements are thereby formed as multipart composite elements, in that at least in the region of the insulating body they have a central rod section made of fiber-reinforced plastic material and in a region outside the insulating body a separate anchoring rod section with at least partially deviating geometric and / or material properties from the middle rod section such that the anchoring rod section and the middle rod section are substantially aligned with each other and at least indirectly against each other are fixed, that the anchoring rod portion for fixing to the middle rod portion cooperates with an inner anchoring element, which engages in a radially inner region of the central rod portion, and that the middle rod portion has on its radially outer side an annular radial support member.
- the tensile reinforcement elements are designed as composite composite elements in that they have a central rod section made of fiber-reinforced plastic material at least in the region of the insulating body and a separate anchoring rod section in a region outside the insulating body with geometrical and / or at least partially deviating geometric sections.
- the anchor rod portion and the center rod portion are substantially aligned and at least indirectly fixed to each other such that the anchor rod portion for attachment to the center rod portion cooperates with an inner anchor member engaging a radially inner portion of the middle rod portion and the middle rod portion has a radial support portion extending at least partially in the circumferential direction of the center rod portion Fibers, wherein inner anchoring area and Radialabstützungs Suite overlap at least partially radially.
- the material combination of the composite composite elements is based on the finding that you do not have to forego the particular advantages of the plastic material in the region of the insulating, just because you prefer in the region of the adjacent component, the plastic material because of the anchoring issue by other materials or geometries, in particular would like to replace ribbed steel.
- the result is thus the said multi-part composite element with an unusual component mix, by being at least in the region of the insulating body of a corrosion-resistant and very consists of poorly heat-conducting fiber-reinforced plastic material and have other geometric or material properties outside of the insulator and can be adapted to the installation conditions in the adjacent components. This has been proven in the case of conventional metal tension rods, which usually have in the region of the insulator a center rod portion made of stainless steel and outside the insulator anchoring rod sections made of reinforcing steel.
- this composite element surpasses the previously known tensile reinforcement elements in every respect, but nevertheless makes it possible to select the materials used with regard to their individual advantages for the different requirements in the insulating body or in the adjacent components and to disregard disadvantageous materials or geometries. So you can use a center rod section of fiber reinforced plastic in the region of the insulator, which is cheaper and much less heat conductive than the stainless steel used there, while in the field of adjoining concrete components in thermally conductive terms is not subject to any special requirements and therefore with the cost, easy can handle and subsequently bendable reinforcing bars work, which can provide with appropriate external profiling also easy and inexpensive for optimal anchoring in the adjacent concrete components.
- the anchoring rod portion and the middle rod portion are arranged in alignment with each other and at least indirectly fixed to each other. This must be done in such a way that the mutual connection of the central rod section and anchoring rod section can reliably transmit the tensile forces occurring there.
- the present invention proposes that the anchoring rod portion for fixing to the center rod portion cooperates with an inner anchoring element which engages in a radially inner region of the central rod portion, and that according to a first inventive solution, the middle rod portion has on its radially outer side an annular radial support member and or that, according to a second solution according to the invention, the middle bar section has a radial support area at least partially extending in the circumferential direction of the central rod portion fibers, wherein inner anchoring region and Radialabstützungs Suite overlap at least partially radially.
- the annular radial support member is provided on the radially outer side of the central rod portion and thus ensures that the center rod portion can not expand in the radial direction and / or fray or delaminate.
- the radial support member thus engages around the center rod portion like a ferrule and intercepts any radially acting transverse forces transmitted from the inner anchoring member to the center rod portion.
- the radial support element can perform its function particularly effectively and reliably when the radial support element is arranged in the same axial section of the middle rod section in which the inner anchoring element is located.
- the radial support element overlaps the inner anchoring element with the interposition of the central rod section and ensures by the support that the connection between the inner anchoring element and the middle bar section is maintained, since the middle bar section can not escape in the radial direction outward when tensile stresses occur.
- the inner anchoring element and / or the radial support element expediently extend as far as the free end of the middle bar section on which the middle bar section is fixed to the anchoring bar section; because especially at the free end of the radial support is most important, because there the middle rod portion is not held in the axial direction and thus can counteract the radial support element of a radial waiting.
- the radial support member has a radially inwardly projecting stop and the stop acts on the free end of the central rod portion located end face of the central rod portion at least indirectly.
- This stop not only ensures that the radial support element is placed exactly in the overlapping area with the inner anchoring element, but also that the radial support element during transport and when installed in the axial direction can not slip out of its intended end position out.
- the stop of the annular radial support member may also be at least indirectly connected to the inner anchoring element, which also provides a Verlierertechnisch and fixing the position of the Radialabstützungselements available.
- the fibers extending in the circumferential direction of the middle rod section which are preferably arranged in the radial outer region of the middle rod section, ensure that the connection between the inner anchoring element and the middle rod section is maintained, since the middle rod section can not escape outward in the radial direction when tensile loads occur.
- the inner anchoring area and / or the radial support area expediently extend as far as the free end of the middle bar section at which the middle bar section is fixed to the anchoring bar section; because especially at the free end of the radial support is most important, because there the middle rod portion is not held in the axial direction and can counteract by the running circumferentially fibers of a radial waiting.
- the anchoring rod sections since the reinforcing steel of the terminal anchoring rod sections must meet a minimum concrete coverage for corrosion protection reasons, the anchoring rod sections, if they are made of steel and in particular of reinforcing steel, may not extend as far as the insulating body in order to prevent corrosion of the anchoring rod sections. In this case, the fixing of the anchoring rod section on the middle rod section should take place outside the insulating body in a region which is protected from corrosion by the required minimum concrete cover.
- the middle rod portion is formed on its radially outer side substantially smooth-walled at least in the region between the insulating body and its free end. This avoids excessive bonding between the center rod portion and adjacent member material surrounding the center rod portion and forms a buffer zone which ensures that the flexural rigidity of the tensile reinforcing members does not abruptly but only gradually as they leave the insulator body and enter the adjacent component changes.
- the excessively high loads can cause a delamination of the tensile reinforcement element consisting of fiber-reinforced plastic material;
- the building material may flake off at the leading edge of the adjacent component, which in turn would destroy or reduce the required minimum concrete coverage and thus eliminate the corrosion protection for the tensile reinforcement member.
- the essentially smooth-walled middle section thus serves to prevent the tie reinforcement element from being anchored close to the joint in the adjacent component, so that anchoring only takes place in the connection region to the anchoring rod section and the anchoring rod section itself.
- a tensile reinforcement element consisting of a plastic material was provided with a ribbed jacket surface and inserted directly into an adjacent concrete component and anchored there, the region with reduced bending stiffness would be limited to the dimensions of the insulating body. It is obvious that such a too rigid tensile reinforcement element would not be able to sufficiently follow the usual temperature-related relative movements of the two adjacent components. At the same time, the tensile reinforcement element in the transition region between insulator and adjacent component would have a stiffness jump due to the abrupt transition between the different surrounding materials, which would lead to excessive and possibly destructive loads on the tensile reinforcement element as well as the material of the adjacent component.
- the anchoring rod portion should extend in the installed state from the connection region with the middle rod portion in the horizontal direction over a length L 3 , which is at least twenty times as large as the diameter dv of anchoring rod portion.
- the tensile reinforcement element As in the case of the known tensile reinforcement elements, it is also possible here to produce the tensile reinforcement element from a tube or bar material both in the region of the anchoring rod section and, above all, in the area of the middle bar section.
- the inner anchor member when using a pipe material, it must be ensured that the inner anchor member can be fixed and anchored reliably on the radially inner side of the center rod portion.
- the anchoring rod section consists of reinforcing steel, which has a coefficient of thermal expansion, ie a thermal expansion in the order of magnitude of thermal expansion or thermal expansion of concrete and thus non-destructive corresponding temperature-induced deformations or Strains of the concrete can follow.
- the middle rod portion of the Switzerlandbewehrungselements consists of glass fiber reinforced plastic material, which is sufficiently resilient in the direction of tensile force and on the other hand has a poor thermal conductivity, which is desired in the region of the insulating body.
- fiber-reinforced plastic material also includes such fiber reinforcements, in particular glass fiber reinforcements whose fiber content, in particular glass fiber content is higher than 85 wt .-%, so that the weight of the matrix material used in addition to the fibers, such as resin less than 15% compared to the weight of this reinforcing element.
- the anchoring rod sections are preferably made of steel, they can be anchored in the adjacent components in a conventional manner, without this - as in the case of fiber-reinforced plastic rods - by exotic deformations (in the form of the mentioned transverse plates, loops, etc.) and installation problems caused thereby would have to be bought with the connection reinforcement or when using profiled plastic rods by damage in the mutual investment area, which are caused by the different Temperaturdehnbib of concrete on the one hand and plastic rod on the other hand.
- this should preferably be made of metal and in particular stainless steel. Especially if the distance between the axial position of the radial support element from the insulating body or the component joint is comparatively small, one must ensure sufficient concrete coverage to prevent corrosion of the radial support element.
- annular radial support element made of plastic and in particular of fiber or glass fiber reinforced plastic, which is of course especially in terms of the corrosion problem of advantage.
- the fibers extending in the radial support region at least partially in the circumferential direction of the middle rod section are glass fibers.
- there are advantages in using moderately transparent matrix material of the center portion of colored fibers so as to easily identify the radial support area from the outside and thereby facilitate proper assembly of the anchoring portion and central portion.
- the anchoring rod portion and the middle rod portion are reliably and resiliently fixed to each other.
- the inner anchoring element is fixed in a form-fitting, non-positive and / or cohesive manner and in particular via an adhesive bond and / or screw in the middle bar section. This usually takes place shortly before the anchoring rod is to be fixed to the middle rod section.
- the inner anchoring element can also be fixed or anchored at an earlier point in time, and in particular already during the production of the middle bar section in the middle bar section, for example by being molded into it during extrusion and, in particular, by lamination.
- connection techniques for fixing the inner anchoring element to the anchoring rod section are also recommended. So this can be fixed in a form-fitting, non-positive and / or cohesive manner and in particular via a welded joint on the anchoring rod section.
- a welded connection is particularly useful when the inner anchoring element is formed in the middle rod portion and represents a so-called Welding insert.
- the anchoring rod section can be connected to the welding insert by means of induction welding, laser welding or similar suitable welding methods.
- the inner anchoring element is integrally formed on the anchoring rod portion and / or is part of the anchoring rod portion. In this case, one can insert the anchoring rod portion together with the inner anchoring element in the middle rod portion and set there. If the inner anchoring element has an external thread, then it is possible to screw the anchoring rod section together with the inner anchoring element into the middle rod section.
- the inner anchoring element engages over an axial length L 5 in the radial inner region of the central rod portion which is at least 4 times and more preferably at least 5 times as large as the Diameter d M of the middle bar section.
- the annular radial support member has a length L 4 in the axial direction, which is at least 1.5 times and more preferably at least 2 times as large as the diameter d M of center rod section.
- the radial support region with fibers extending at least partially in the circumferential direction of the middle rod section has a length L 2 in the horizontal direction which is at least 1.5 times and more preferably at least 2 times and at most 15 times. times and particularly preferably at most 12 times as large as the diameter dv of the anchoring section.
- the anchoring rod section should extend in the installed state from the connection region in the horizontal direction over a length L 3 which is at least 15 times and particularly preferably at least 20 times as great is like the diameter dv of the anchoring section.
- the thermal insulation element according to the invention expediently has, in addition to the tensile reinforcement elements - as is also known from the relevant prior art and as is customary in such components for thermal insulation - pressure elements and / or transverse force elements for compressive force and / or transverse force transmission between the adjacent components ,
- any form of a hardening and / or settable building material in particular a cementitious, fiber-reinforced building materials such as concrete, such as high-strength or ultra-high-strength concrete or high-strength or ultra-high-strength mortar, a synthetic resin mixture or a reaction resin mixture.
- FIG. 1 shows a component for thermal insulation 1 with a multi-part cuboid insulating body 2, which is intended to be arranged in a between two concrete components (which are not shown here, but whose position is indicated only by the reference numerals A, B) component groove to be arranged and this two concrete components A, B from each other in a thermally insulated manner to space.
- the insulating body 2 is composed of several parts to allow the installation of reinforcing elements in the form of tension rods 3, in the form of transverse force bars 4 and in the form of pressure elements 5.
- the arrangement of the reinforcing elements takes place in the manner known and customary in the prior art, namely by the tensile reinforcement elements 3 are arranged in the upper region, the so-called tensile zone of the insulator 2, which extend in the installed state in the horizontal direction and the tensile force transmission between the both components A, B connected to the component for thermal insulation serve and are anchored in these components for this purpose.
- the so-called pressure zone of the insulating body 2 the pressure elements 5 are arranged, and indeed with a horizontal direction of extent, but they do not or only slightly protrude from the insulating body 2.
- transverse force rods 4 are still proceeding, which are inclined in the area inside the insulating body 2 to the horizontal run and the costs to be absorbed by the reinforcing elements of the component for thermal insulation accordingly extend from the tension zone on one side of the insulator obliquely downward in the pressure zone on the other side of the insulator, there to angled vertically in the direction of the tensile zones and then to a further bend to run parallel to the tensile reinforcement elements.
- tensile reinforcement elements 3 which are designed as multi-part composite elements with a rod-shaped center rod portion 3a of fiber-reinforced plastic and rod-shaped anchoring rod sections 3b made of reinforcing steel.
- the center rod portion 3a extends in the region of the insulating body 2 in the horizontal direction and projects on both sides of the insulating each with its free end 7 in the horizontal direction, where it is arranged in each case with this projecting area in the installed state in the region of the adjacent components A, B.
- Both anchoring rod portions 3b are arranged in alignment with the middle rod portion 3a and respectively fixed to one of the two free ends 7 of the middle rod portion 3a.
- the middle rod portion 3a has on its radial outer side in the region of the free ends 7 on the one hand, namely on the in FIG. 1 Right free end 7, an annular radial support member 6, which rests flat on the outer surface of the central rod portion and is fixed in this position by gluing.
- this Radialabstützungselement 6 is in connection with the embodiment according to FIG. 2 discussed in more detail.
- a Radialabstützungs Scheme 16 is shown, to which in connection with the embodiment according to FIG. 3 will be discussed in more detail.
- the axial extent by which the center rod portion 3 a protrudes from the insulating body 2 is L 1 + L 2 , wherein the length L 1 the axial distance of the radial support member 6 from the insulator 2, the length L 2 of the length of the radial support portion 16 in the axial direction and the Length L 4 corresponds to the length of the radial support element 6 in the axial direction, wherein in FIG. 1 the lengths L 2 and L 4 are the same size.
- the length L 3 finally indicates the extent to which the anchoring rod section 3 b extends from the radial support element 6 or the end face 8 of the middle rod section 3 a into the component A.
- FIG. 1 does not show the full length of the anchoring rod portion 3a and thus also corresponds to the measure of the length L 3 in FIG. 1 not the total length of the anchoring rod section 3b.
- the center rod portion 3a has a diameter d M which is larger than the diameter dv of the anchor rod portions 3b.
- the radial support member 6 consists of a cylindrical ring whose inner diameter is only slightly larger than the outer diameter of the central rod portion 3a so as to abut flat against the outside of the middle rod portion 3a.
- the detailed representation in FIG. 2a can be seen due to the schematic broken view of the structure of the central rod portion 3a: This consists of glass fiber reinforced plastic with glass fibers 3f, which are oriented for receiving and transmitting the tensile forces, especially in the axial direction. Engraves now the anchoring rod section 3b via a in FIG. 2 not shown, but off FIG.
- the inner fibers 3f extending in the axial direction do not oppose any loads in the radial direction too much, especially since in the region of the free end 7 of the central rod portion 3a, these fibers tend to dodge in the radial direction , To prevent this is the radial support member 6 is provided, which surrounds the free end 7 of the central rod portion 3a and prevents a radial deflection of the fibers 3f.
- FIG. 3 shows a further alternative design of a device 21 for thermal insulation, in turn, the same components as in the FIGS. 1 and 2 are provided with the same reference numerals.
- the central portion 3a in the region of its radial outer side 3u has a radial support region 16, which serves to prevent a radial expansion of the central portion 3b in the radial support region 16.
- FIG. 3 is a section D indicated that in FIG. 3a is reproduced in detail. This shows the connection of the anchoring portion 3b to the central portion 3a and in particular the Radialabstweilungs Society 16. While the middle rod portion for receiving tensile forces substantially fibers 3fl, which are oriented in the axial direction, the Radialabstauerungs Quarry 16 consists of circumferentially of the central portion 3a extending fibers 3fu , These fibers 3fu have been disposed in the region which is to form the radial support portion 16 in addition to the axially arranged fibers 3fl in the production of the center portion 3a.
- FIG. 3 For connecting the anchoring rod section 3b to the middle rod section 3a, a - in FIG. 3 not shown, but off FIG. 4 Evident - provided inner anchoring element 9, which is on the one hand fixed to the anchoring portion 3b and on the other hand engages in a radial inner region of the central portion 3a.
- the radial support portion 16 is provided with the fibers 3fu extending in the circumferential direction of the central portion 3a.
- the radial support portion 16 has the same or at least similar outer diameter as the remaining portion of the central portion 3a.
- 16 fibers 3fu are wound in the circumferential direction in the radial support region. Any disturbing outer diameter differences between the radial support region 16 and the remaining region of the middle section 3a can optionally be filled with matrix material.
- FIGS. 4a-4f Suitable examples of the mutual definition of central section and anchoring section is the FIGS. 4a-4f to be discussed in more detail below, in turn, the same components as in the FIGS. 1 to 3 are provided with the same reference numerals.
- FIGS. 4a-4f shows in each case how different embodiments of an inner anchoring element 9 engages in a radial inner region, namely a cylindrical bore 3c of the central rod portion 3a.
- FIG. 4a shows the insertion and fixing of the inner anchoring element 9 in the central rod portion 3a by a press connection and / or by the additional use of an adhesive to actually create a stable connection, which is suitable for the transmission of tensile forces.
- the inner anchoring member 9 extends along an inner anchoring portion 3v in the radially inner portion of the middle rod portion 3a. Its axial length is in FIG. 4a indicated by the reference L 5 .
- the radial support portion 16 has an axial length corresponding to the dimension L 5 , wherein the radial support portion 16 in the FIGS. 4a-4f is indicated only schematically by a hidden boundary line extending in the radial direction. Consequently, the inner anchoring region of the radial supporting portion 16 overlap 3v on the one hand and on the other hand along the entire axial length L. 5
- the inner anchoring element 9 is not - as in FIG. 4a - From a part of the anchoring rod portion 3b, but is frontally welded to the anchoring rod portion 3b.
- the inner anchoring element 9 can, for example, in the manufacture of the Middle bar section directly laminated and welded at a later date to the anchoring rod section 3b.
- Figure 4c is the inner anchoring element 9 of the anchoring portion 3b provided on its outer side with a profiling that allows adhesive, mortar or similar fasteners find more space and form-fitting with the profiling to improve or ensure the mutual connection.
- Figure 4e is the inner anchoring element 9 of the anchoring portion 3b provided with an external thread and immersed in the cylindrical opening 3c of the central portion 3a, which opening 3c in turn has an internal thread, thus enabling the screwing of anchoring portion 3b and central portion 3a.
- FIG. 4f shows substantially a same embodiment, but with the difference that the inner anchoring element 9 is not integrally formed on the anchoring rod portion, but it is frontally welded to the anchoring rod portion 3b.
- the center portion 3a extends with its plastic material far beyond the insulator and thus makes it possible to be connected to the reinforcing sections consisting of reinforcing steel 3b, to the central portion 3a in such a region 3n, the not yet at risk of corrosion.
- significant advantages can be achieved, namely to be able to use the particularly advantageous plastic material of the middle section in the region of the insulating body, which is distinguished above all by lower costs compared to stainless steel and a particularly poor thermal conductivity.
- the anchoring sections consist of reinforcing steel, which has similar Temperaturdehn hobby as the surrounding concrete component and thus can enter into an optimal connection with the concrete, through which the tensile force from the concrete in the Switzerlandbewehrungselement and vice versa can be transmitted, without causing the otherwise occurring destructions due to excessive relative movements.
- the present invention offers the advantage of providing a thermal insulation component which has tensile reinforcement elements in the form of multi-part composite elements.
- different materials can be used exactly according to their properties and advantages, which was previously not possible in the prior art and above all provides the inventive design of fixing the anchoring rod sections at the middle rod portion by means of a Radialabstützungselements and / or Radialabstützungs Symposiums that anchoring portion and central portion can be fixed to each other in a simple but reliable way.
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauelement zur Wärmedämmung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Im Stand der Technik sind verschiedene Ausführungsformen von Bauelementen zur Wärmedämmung bekannt, die vor allem dazu dienen, gegenüber Gebäuden vorkragende Gebäudeteile wie beispielsweise Balkonplatten durch eine wärmegedämmte Bauteilfuge hindurch aufzulagern. Dabei sorgen die integrierten Bewehrungselemente für die notwendige Kraft- bzw. Momentenübertragung, während der Isolierkörper dafür verantwortlich ist, die beiden Bauteile unter Belassung einer Fuge wärmegedämmt voneinander zu beanstanden.
- In der Regel werden im einschlägigen Stand der Technik Zugbewehrungselemente vorgesehen, die meist aus einem Stabmaterial aus Metall hergestellt sind, welches insbesondere im Bereich des Isolierkörpers aus Edelstahl besteht und im Bereich außerhalb des Isolierkörpers aus Betonstahl. Edelstahl wird im Bereich des Isolierkörpers bzw. der Bauteilfuge zum einen wegen seiner Korrosionsfestigkeit und zum anderen wegen seiner schlechten Wärmeleitfähigkeit verwendet und ist somit im Bereich des Isolierkörpers dem Betonstahlmaterial vorzuziehen. Das Betonstahlmaterial hingegen wird meist im Bereich außerhalb des Isolierkörpers verwendet, wo es weder auf die Korrosionsfestigkeit noch auf die Wärmedämmeigenschaften ankommt, da sich der Betonstahl vollständig im Bereich eines der beiden Bauteile erstreckt.
- In jüngerer Zeit wurden Anstrengungen unternommen, die Bauelemente zur Wärmedämmung weiter zu optimieren, wobei man versuchte, die bis dahin fast ausschließlich aus Metall bestehenden Zugbewehrungselemente aus Kunststoffmaterial herzustellen, da dieses deutlich kostengünstiger als Edelstahl ist und außerdem eine gegenüber Edelstahl noch schlechtere Wärmeleitfähigkeit aufweist. Ein Beispiel für ein solches Bauelement zur Wärmedämmung mit Zugbewehrungselementen aus Kunststoffmaterial ist der
DE-U 20 2012 101 574 zu entnehmen. Die in dieser Schrift als Zugentlastungsstangen bezeichneten Zugbewehrungselemente bestehen aus glasfaserverstärktem Kunststoff, wobei zwei zueinander benachbarte Stangen jeweils über eine Querplatte an ihren Enden miteinander verbunden sein kann, um eine höhere und stabilere Zugkraftübernahme zu erzielen. Dieser umständlichen und Einbauprobleme beim Anschluss der Bauteilbewehrung hervorrufenden Verankerungsart zweier Zugentlastungsstangen mittels einer Querplatte kann man unschwer entnehmen, dass Zugbewehrungselemente aus Kunststoff vor allem dann schlecht in den angrenzenden Bauteilen zu verankern sind, wenn sie wie im geschilderten Stand der Technik glattwandig ausgeführt sind und deshalb eine Endverankerung in Form einer Querplatte benötigen. - Eine alternative Lösung zur Verwendung von Zugbewehrungselementen aus Glasfaser- oder Carbonfaser-verstärktem Kunststoffmaterial kann man der
WO-A 2012/071596 entnehmen, bei der die Zugbewehrungselemente aus geschlossenen Schlaufen bestehen, die aufgrund ihrer Schlaufenform eine formschlüssige Verbindung mit dem angrenzenden Bauteil eingehen und so für die erforderliche Verankerung sorgen. Schlaufenförmige Zugbewehrungselemente wurden im Stand der Technik zwar immer wieder vorgeschlagen; sie wiesen jedoch wegen ihrer geringen Einbindelänge in das angrenzende Bauteil und ihrer daraus resultierenden geringeren Fähigkeit, größere Zugkräfte zu übertragen, wesentliche Nachteile auf, wobei die Schlaufenform selbst regelmäßig für eine Kollision mit der Anschlussbewehrung und somit ähnlich wie die zuvor beschriebenen Querplatten für Einbauprobleme sorgte. - Diese Bauelemente zur Wärmedämmung mit Zugbewehrungselementen aus Kunststoffmaterial konnten sich bisher nicht durchsetzen, da ihre Verankerung in den angrenzenden Bauteilen zu bisher nicht gelösten Problemen führten: Denn entweder müssen die Zugbewehrungselemente durch besondere Geometrien (z.B. durch Schlaufenform, Querplatten und dergleichen) einen belastbaren Formschluss mit dem angrenzenden Bauteil eingehen, was wiederum für Einbauprobleme aufgrund der in diesem Bereich anzuordnenden Anschlussbewehrung sorgt; oder aber man muss versuchen, die aus faserverstärktem Kunststoff bestehenden Zugbewehrungselemente aus Rohr- bzw. Stabmaterial mit an ihrer Außenseite vorgesehener Profilierung bzw. Rippung vorzusehen, wobei jedoch die Verankerung dieser gerippten Kunststoff-Zugbewehrungselemente im angrenzenden Bauteil darunter leidet, dass der faserverstärkte Kunststoff einerseits und das Betonmaterial des angrenzenden Bauteils andererseits in der Regel so deutlich unterschiedliche Temperaturdehnzahlen aufweisen, dass zwangsläufig unterschiedliche temperaturbedingte Relativbewegungen entstehen, die Spannungen bzw. Dehnungen im gegenseitigen Anlagebereich hervorrufen. Dies führt zu Zerstörungen, indem entweder die Rippen oder die sogenannten Betonkonsolen zwischen den Rippen abscheren. Hieraus folgt, dass die Zugbewehrungselemente meist ihre Funktion nicht mehr erfüllen können.
- Ein weiterer Nachteile der Zugbewehrungselemente aus Kunststoffmaterial ist die im Vergleich zu Stahl fehlende nachträgliche Biegbarkeit, die es erforderlich macht, dass die gewünschte Form und Länge der Zugbewehrungselemente bereits bei der Stabherstellung berücksichtigt wird. Hierdurch steigt die Anzahl der auf Lager zu haltenden Zugbewehrungselemente aufgrund entsprechend hoher Variantenzahl beträchtlich, was erhebliche Nachteile in logistischer Hinsicht bedeutet.
- Von diesem Stand der Technik ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bauelement zur Wärmedämmung mit den Merkmale des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 zu verbessern, indem es insbesondere die beschriebenen Nachteile von Zugbewehrungselementen aus Kunststoffmaterial vermeidet und insbesondere eine verbesserte Verankerung der Zugbewehrungselemente in den angrenzenden Betonbauteilen ermöglicht.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Bauelement zur Wärmedämmung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6.
- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche, deren Wortlaut hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen wird, um unnötige Textwiederholungen zu vermeiden.
- Gemäß der ersten erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Zugbewehrungselemente dadurch als mehrteilige Kompositelemente ausgebildet sind, dass sie zumindest im Bereich des Isolierkörpers einen Mittelstababschnitt aus faserverstärktem Kunststoffmaterial und in einem Bereich außerhalb des Isolierkörpers einen separaten Verankerungsstababschnitt aufweisen mit zumindest teilweise vom Mittelstababschnitt abweichenden geometrischen und/oder Materialeigenschaften, dass der Verankerungsstababschnitt und der Mittelstababschnitt im Wesentlichen zueinander fluchtend angeordnet und zumindest mittelbar aneinander festgelegt sind, dass der Verankerungsstababschnitt zur Festlegung am Mittelstababschnitt mit einem Innenverankerungselement zusammenwirkt, das in einen radialen Innenbereich des Mittelstababschnitts eingreift, und dass der Mittelstababschnitt auf seiner radialen Außenseite ein ringförmiges Radialabstützungselement aufweist.
- Gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Zugbewehrungselemente dadurch als mehrteilige Kompositelemente ausgebildet sind, dass sie zumindest im Bereich des Isolierkörpers einen Mittelstababschnitt aus faserverstärktem Kunststoffmaterial und in einem Bereich außerhalb des Isolierkörpers einen separaten Verankerungsstababschnitt aufweisen mit zumindest teilweise vom Mittelstababschnitt abweichenden geometrischen und/oder Materialeigenschaften, dass der Verankerungsstababschnitt und der Mittelstababschnitt im Wesentlichen zueinander fluchtend angeordnet und zumindest mittelbar aneinander festgelegt sind, dass der Verankerungsstababschnitt zur Festlegung am Mittelstababschnitt mit einem Innenverankerungselement zusammenwirkt, das in einen radialen Innenbereich des Mittelstababschnitts eingreift, und dass der Mittelstababschnitt einen Radialabstützungsbereich aufweist mit sich zumindest teilweise in Umfangsrichtung des Mittelstababschnitts erstreckenden Fasern, wobei sich Innenverankerungsbereich und Radialabstützungsbereich zumindest teilweise radial überlappen.
- Der Materialkombination der mehrteiligen Kompositelemente liegt die Erkenntnis zugrunde, dass man auf die besonderen Vorteile des Kunststoffmaterials im Bereich des Isolierkörpers nicht verzichten muss, nur weil man im Bereich des angrenzenden Bauteils das Kunststoffmaterial wegen der Verankerungsproblematik ggf. lieber durch andere Materialien bzw. Geometrien, insbesondere gerippten Stahl ersetzen möchte. Das Ergebnis ist somit das genannte mehrteilige Kompositelement mit einem ungewöhnlichen Komponentenmix, indem es zumindest im Bereich des Isolierkörpers aus einem korrosionsbeständigen und sehr schlecht wärmeleitenden faserverstärkten Kunststoffmaterial besteht und außerhalb des Isolierkörpers andere geometrische oder Materialeigenschaften aufweisen und so an die Einbauverhältnisse in den angrenzenden Bauteilen angepasst werden kann. Dies hat sich im Fall der herkömmlichen Metall-Zugstäbe bewährt, welche üblicherweise im Bereich des Isolierkörpers einen Mittelstababschnitt aus Edelstahl und außerhalb des Isolierkörpers Verankerungsstababschnitte aus Betonstahl aufweisen.
- Dieses Kompositelement übertrifft überraschenderweise die bisher bekannten Zugbewehrungselemente in jeglicher Hinsicht, ermöglicht es doch, für die unterschiedlichen Anforderungen im Isolierkörper bzw. in den angrenzenden Bauteilen die verwendeten Materialien hinsichtlich ihrer individuellen Vorteile auszuwählen und nachteilige Materialien bzw. Geometrien unberücksichtigt lassen zu können. So kann man im Bereich des Isolierkörpers einen Mittelstababschnitt aus faserverstärktem Kunststoff verwenden, der kostengünstiger und deutlich schlechter wärmeleitend ist als der bisher dort verwendete Edelstahl, während man im Bereich der angrenzenden Betonbauteile in wärmeleitender Hinsicht keinen besonderen Anforderungen unterworfen ist und deshalb mit den kostengünstigen, leicht handhabbaren und nachträglich biegbaren Betonstahl-Stäben arbeiten kann, die mit entsprechender Außenprofilierung auch einfach und kostengünstig für eine optimale Verankerung in den angrenzenden Betonbauteilen sorgen können.
- Wie bereits vorstehend erwähnt, sind der Verankerungsstababschnitt und der Mittelstababschnitt zueinander fluchtend angeordnet und zumindest mittelbar aneinander festgelegt. Dies muss in einer solchen Art und Weise erfolgen, dass die gegenseitige Verbindung von Mittelstababschnitt und Verankerungsstababschnitt die dort auftretenden Zugkräfte zuverlässig übertragen kann. Um dies zu erreichen, schlägt die vorliegende Erfindung vor, dass der Verankerungsstababschnitt zur Festlegung am Mittelstababschnitt mit einem Innenverankerungselement zusammenwirkt, das in einen radialen Innenbereich des Mittelstababschnitts eingreift, und dass gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Lösung der Mittelstababschnitt auf seiner radialen Außenseite ein ringförmiges Radialabstützungselement aufweist und/oder dass gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Lösung der Mittelstababschnitt einen Radialabstützungsbereich aufweist mit sich zumindest teilweise in Umfangsrichtung des Mittelstababschnitts erstreckenden Fasern, wobei sich Innenverankerungsbereich und Radialabstützungsbereich zumindest teilweise radial überlappen.
- Die Verwendung und Festlegung des Innenverankerungselementes im Mittelstababschnitt alleine würde bei dem verwendeten faserverstärktem Kunststoffmaterial des Mittelstababschnitts gegebenenfalls nicht ausreichen, die auftretenden Zugkräfte zerstörungsfrei zu übertragen. Aus diesem Grunde wird das ringförmige Radialabstützungselement auf der radialen Außenseite des Mittelstababschnitts vorgesehen und sorgt so dafür, dass sich der Mittelstababschnitt nicht in Radialrichtung aufweiten und/oder ausfasern bzw. delaminieren kann. Das Radialabstützungselement umgreift somit den Mittelstababschnitt wie ein Fassring und fängt etwaige in Radialrichtung wirkende Querkräfte ab, die vom Innenverankerungselement auf den Mittelstababschnitt übertragen werden.
- Besonders wirksam und zuverlässig kann das Radialabstützungselement seine Funktion ausüben, wenn das Radialabstützungselement im selben Axialabschnitt des Mittelstababschnitts angeordnet ist, in dem sich auch das Innenverankerungselement befindet. Hierbei überlappt das Radialabstützungselement das Innenverankerungselement unter Zwischenfügung des Mittelstababschnitts und sorgt durch das Abstützen dafür, dass die Verbindung zwischen Innenverankerungselement und Mittelstababschnitt aufrechterhalten bleibt, da der Mittelstababschnitt bei auftretenden Zugbelastungen nicht in Radialrichtung nach außen ausweichen kann.
- Zweckmäßigerweise erstrecken sich das Innenverankerungselement und/oder das Radialabstützungselement bis zum freien Ende des Mittelstababschnitts, an dem der Mittelstababschnitt am Verankerungsstababschnitt festgelegt ist; denn gerade am freien Ende ist die radiale Abstützung am wichtigsten, da dort der Mittelstababschnitt in axialer Richtung nicht gehalten ist und so das Radialabstützungselement einer radialen Aufwartung entgegenwirken kann.
- Um unnötige Materialanhäufungen und eine damit einhergehende Verschlechterung der Wärmedämmeigenschaften des Mittelstababschnitts zu vermeiden, empfiehlt es sich, dass das Radialabstützungselement und/oder der Radialabstützungsbereich nur im gegenüber dem Isolierkörper vorstehenden Axialbereich des Mittelstababschnitts angeordnet ist. Denn wenn sich das ringförmige Radialabstützungselement oder die zusätzlichen sich zumindest teilweise in Umfangsrichtung des Mittelstababschnitts erstreckende Fasern des Radialabstützungsbereichs bis in den Axialbereich des Isolierkörpers hinein oder gar unter dessen Durchquerung bis auf die andere gegenüber dem Isolierkörper vorstehende Seite des Mittelstababschnitts erstrecken würden, wäre hierbei zwangsläufig der Materialquerschnitt des Mittelstababschnitts im Bereich des Isolierkörpers erhöht und damit eine zusätzliche Kältebrücke geschaffen, die es gerade durch den Einsatz des faserverstärkten Kunststoffmaterials für den Mittelstababschnitt zu vermeiden gilt. Noch etwas vorteilhafter ist es in diesem Zusammenhang, wenn das Radialabstützungselement und/oder der Radialabstützungsbereich sogar etwas beabstandet vom Isolierkörper angeordnet sind, um auch etwaige Kältebrückeneffekte in Bezug auf etwaige Umhüllungen des Isolierkörpers zu vermeiden.
- Um das exakte Positionieren des ringförmige Radialabstützungselements und somit auch dessen zuverlässige Funktion zu gewährleisten, ist es empfehlenswert, wenn das Radialabstützungselement einen in Radialrichtung nach innen vorstehenden Anschlag aufweist und der Anschlag die am freien Ende des Mittelstababschnitts befindliche Stirnseite des Mittelstababschnitts zumindest mittelbar beaufschlagt. Dieser Anschlag sorgt nicht nur dafür, dass das Radialabstützungselement genau im Überlappungsbereich mit dem Innenverankerungselement angeordnet wird, sondern auch dass das Radialabstützungselement während des Transports und im eingebauten Zustand nicht in axialer Richtung aus der ihm zugedachten Endposition heraus verrutschen kann.
- Gegebenenfalls kann der Anschlag des ringförmigen Radialabstützungselements auch zumindest mittelbar mit dem Innenverankerungselement verbunden sein, wodurch ebenfalls eine Verlierersicherung und Lagefixierung des Radialabstützungselements zur Verfügung gestellt wird.
- Ähnliche Effekte und Vorteile werden erreicht durch den Radialabstützungsbereich des Mittelstababschnitts mit sich zumindest teilweise in Umfangsrichtung des Mittelstababschnitts erstreckenden Fasern, wobei sich der Innenverankerungsbereich und der Radialabstützungsbereich zumindest teilweise radial überlappen und insbesondere Innenverankerungsbereich und Radialabstützungsbereich zumindest teilweise im selben Axialabschnitt des Mittelstababschnitts angeordnet sind.
- Hierbei sorgen die in Umfangsrichtung des Mittelstababschnitts verlaufenden Fasern, die bevorzugt im radialen Außenbereich des Mittelstababschnitts angeordnet sind dafür, dass die Verbindung zwischen Innenverankerungselement und Mittelstababschnitt aufrechterhalten bleibt, da der Mittelstababschnitt bei auftretenden Zugbelastungen nicht in Radialrichtung nach außen ausweichen kann.
- Zweckmäßigerweise erstrecken sich der Innenverankerungsbereich und/oder Radialabstützungsbereich bis zum freien Ende des Mittelstababschnitts, an dem der Mittelstababschnitt am Verankerungsstababschnitt festgelegt ist; denn gerade am freien Ende ist die radiale Abstützung am wichtigsten, da dort der Mittelstababschnitt in axialer Richtung nicht gehalten ist und so durch die in Umfangsrichtung verlaufenden Fasern einer radialen Aufwartung entgegenwirken können.
- Da sich Zugbewehrungselemente in der Regel zwischen den beiden an das Bauelement zur Wärmedämmung angrenzenden Bauteilen erstrecken und in diese Bauteile ausreichend weit vorstehen, um eine zugkraftübertragende Verankerung mit den Bauteilen eingehen zu können, empfiehlt es sich, wenn der Mittelstababschnitt eines Zugbewehrungselementes an seinen beiden freien Enden jeweils einen Verankerungsstababschnitt aufweist. Somit lassen sich die Vorteile des Kompositelements in beiden Bauteilen und somit an beiden Enden der Zugbewehrungselemente zur Verfügung stellen.
- Da der Betonstahl der endständigen Verankerungsstababschnitte aus Korrosionsschutzgründen eine Mindestbetonüberdeckung einhalten muss, dürfen sich die Verankerungsstababschnitte, sofern sie aus Stahl und insbesondere aus Betonstahl bestehen, nicht bis an den Isolierkörper heran erstrecken, um eine Korrosion der Verankerungsstababschnitte zu vermeiden. Hierbei sollte die Festlegung des Verankerungsstababschnitts am Mittelstababschnitt außerhalb des Isolierkörpers in einem Bereich erfolgen, der durch die erforderliche Mindestbetonüberdeckung vor Korrosion geschützt ist.
- Die Beabstandung des Anschlussbereiches vom Isolierkörper lässt sich jedoch noch für einen weiteren wesentlichen Effekt und Vorteil ausnutzen: Zweckmäßigerweise ist der Mittelstababschnitt zumindest im Bereich zwischen dem Isolierkörper und seinem freien Ende auf seiner radialen Außenseite im Wesentlichen glattwandig ausgebildet. Dadurch wird ein übermäßiger Verbund zwischen dem Mittelstababschnitt und dem den Mittelstababschnitt umgebenden Material des angrenzenden Bauteils vermieden und eine Pufferzone gebildet, die dafür sorgt, dass sich die Biegesteifigkeit der Zugbewehrungselemente beim Verlassen des Isolierkörpers und beim Eintritt in das angrenzende Bauteil nicht abrupt, sondern nur allmählich ändert. Denn ein abrupter Steifigkeitssprung würde zu hohen Belastungen im Zugbewehrungselement sowie an der Vorderkante des angrenzenden Bauteils führen: Einerseits können die zu hohen Belastungen eine Delamination des aus faserverstärktem Kunststoffmaterial bestehenden Zugbewehrungselements hervorrufen; andererseits kann das Baumaterial an der Vorderkante des angrenzenden Bauteils abplatzen, was wiederum die erforderliche Mindestbetonüberdeckung zerstört bzw. reduziert und somit den Korrosionsschutz für das Zugbewehrungselement aufheben würde.
- Der im Wesentlichen glattwandige Mittelstababschnitt dient somit dazu, eine fugennahe Verankerung des Zugbewehrungselements im angrenzenden Bauteil zu verhindern, so dass die Verankerung erst im Anschlussbereich an den Verankerungsstababschnitt sowie dem Verankerungsstababschnitt selbst erfolgt. Indem man den Anschlussbereich vom fugennahen Randbereich bzw. vom Isolierkörper weg in das angrenzende Bauteil verlegt, vergrößert man die Länge der Abschnitte des Zugbewehrungselements mit reduzierter Biegesteifigkeit. Dadurch sind die so eingespannten Zugbewehrungselemente insgesamt biegeweicher und deutlich besser in der Lage, temperaturbedingten Relativbewegungen zwischen den angrenzenden Bauteilen in Quer- bzw. Schubrichtung zu folgen. Diese Erhöhung der Biege- bzw. Schubweichheit vermeidet eine zu schnelle bzw. starke Ermüdung der Zugbewehrungselemente.
- Während im Stand der Technik Anweisungen dahingehend zu finden sind, dass die freie, d.h. nicht radial abgestützte Länge eines aus faserverstärktem Kunststoffmaterial bestehenden Zugbewehrungselementes zwischen den beiden Einspannstellen möglichst kurz bemessen sein muss, um die Gesamtdehnung des Zugbewehrungselementes in Axialrichtung möglichst klein zu halten, nimmt der Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine solche Erhöhung der axialen Dehnung absichtlich in Kauf, indem die Einspannstellen vom Isolierkörper weg in die angrenzenden Bauteile verschoben sind, um dadurch die Zugbewehrungselemente biegeweicher zu gestalten, was in vorteilhafter Weise die gewünschte Reduzierung der Materialermüdung zur Folge hat.
- Mit anderen Worten: Wäre - wie im Stand der Technik üblich - ein aus einem Kunststoffmaterial bestehendes Zugbewehrungselement mit einer gerippten Mantelfläche versehen und unmittelbar in ein angrenzendes Betonbauteil eingesetzt und dort verankert, so würde sich der Bereich mit reduzierter Biegesteifigkeit auf die Abmessungen des Isolierkörpers beschränken. Es ist offensichtlich, dass ein solches zu biegesteifes Zugbewehrungselement nicht in der Lage sein würde, den üblichen temperaturbedingten Relativbewegungen der beiden angrenzenden Bauteile in ausreichendem Maße zu folgen. Gleichzeitig würde das Zugbewehrungselement im Übergangsbereich zwischen Isolierkörper und angrenzendem Bauteil durch den abrupten Übergang zwischen den unterschiedlichen umgebenden Materialien einen Steifigkeitssprung aufweisen, der zu übermäßigen und ggf. mit Zerstörungen einhergehenden Belastungen des Zugbewehrungselements wie auch des Materials des angrenzenden Bauteils führen würde.
- Um die erforderliche Verankerung der Zugbewehrungselemente in den angrenzenden Bauteilen zur Verfügung stellen zu können, sollte sich der Verankerungsstababschnitt im eingebauten Zustand vom Verbindungsbereich mit dem Mittelstababschnitt ausgehend in horizontaler Richtung über eine Länge L3 erstrecken, die zumindest zwanzigmal so groß ist wie der Durchmesser dv des Verankerungsstababschnitts. Dadurch ist sichergestellt, dass die erfindungsgemäßen Zugbewehrungselemente ohne Endverankerungen wie Querplatten, Schlaufen etc. verwendet werden können und dennoch für die gewünschte Verankerung sorgen können und dies sogar vor dem Hintergrund, dass der glattwandige Bereich des Mittelstababschnitts zwischen Isolierkörper und Anschlussbereich nicht und der Anschlussbereich selbst kaum zur Verankerung beiträgt.
- Wie bei den bekannten Zugbewehrungselementen besteht auch hier die Möglichkeit, das Zugbewehrungselement aus einem Rohr- oder Stabmaterial herzustellen und zwar sowohl im Bereich des Verankerungsstababschnitts als vor allem auch im Bereich des Mittelstababschnitts. Im Falle des Mittelstababschnitts muss allerdings bei Verwendung eines Rohrmaterials dafür Sorge getragen werden, dass das Innenverankerungselement zuverlässig auf der radialen Innenseite des Mittelstababschnitts festgelegt und verankert werden kann.
- Was die Materialien des mehrteiligen Kompositelements, also des Zugbewehrungselementes betrifft, so ist es bevorzugt, dass der Verankerungsstababschnitt aus Betonstahl besteht, der eine Temperaturdehnzahl, also eine Wärmedehnung in der Größenordnung der Temperaturdehnzahl bzw. Wärmedehnung von Beton aufweist und somit zerstörungsfrei entsprechenden temperaturbedingten Verformungen bzw. Dehnungen des Betons folgen kann. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass der Mittelstababschnitt des Zugbewehrungselements aus glasfaserverstärktem Kunststoffmaterial besteht, das zum einen in Zugkraftrichtung ausreichend belastbar ist und zum anderen eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweist, die im Bereich des Isolierkörpers angestrebt ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die Formulierung "faserverstärktes Kunststoffmaterial" auch solche Faserbewehrungen, insbesondere Glasfaserbewehrungen umfasst, deren Faseranteil, insbesondere Glasfaseranteil höher als 85 Gew.-% ist, so dass das Gewicht des zusätzlich zu den Fasern verwendeten Matrixmaterials, wie Kunstharz weniger als 15 % verglichen mit dem Gewicht dieses Bewehrungselements beträgt.
- Dadurch dass die Verankerungsstababschnitte vorzugsweise aus Stahl bestehen, lassen sie sich in herkömmlicher Weise in den angrenzenden Bauteilen verankern, ohne dass dies - wie im Falle von faserverstärkten Kunststoffstäben - durch exotische Umformungen (in Form der erwähnten Querplatten, Schlaufen etc.) und hierdurch verursachte Einbauprobleme mit der Anschlussbewehrung erkauft werden müsste oder bei Verwendung profilierter Kunststoffstäbe durch Schäden im gegenseitigen Anlagebereich, welche durch die unterschiedlichen Temperaturdehnzahlen von Beton einerseits und Kunststoffstab andererseits hervorgerufen werden. Im Falle von Bewehrungsstäben aus Stahl hingegen erfolgt eine solche Verankerung in der Regel durch eine Rippung der Mantelfläche der Bewehrungsstäbe, wobei diese Rippung ganz einfach während des Herstellungsprozesses dieser Bewehrungselemente eingebracht werden kann.
- Was das ringförmige Radialabstützungselement betrifft, so sollte dies bevorzugter Weise aus Metall und insbesondere Edelstahl bestehen. Vor allem wenn der Abstand der axialen Position des Radialabstützungselements vom Isolierkörper bzw. der Bauteilfuge vergleichsweise gering ist, muss man für eine ausreichende Betonüberdeckung sorgen, um eine Korrosion des Radialabstützungselements zu vermeiden.
- Alternativ kann das ringförmige Radialabstützungselement aus Kunststoff und insbesondere aus faser- oder glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen, was natürlich vor allem hinsichtlich der Korrosionsproblematik von Vorteil ist.
- Wie auch die Fasern des Mittelstababschnitts empfiehlt es sich für die sich im Radialabstützungsbereich zumindest teilweise in Umfangsrichtung des Mittelstababschnitts erstreckenden Fasern, dass diese Fasern Glasfasern sind. Außerdem ergeben sich Vorteile, wenn bei einigermaßen transparentem Matrixmaterial des Mittelabschnitts farbige Fasern verwendet werden, um so den Radialabstützungsbereich von außen leicht identifizierbar zu kennzeichnen und dadurch den korrekten Zusammenbau von Verankerungsabschnitt und Mittelabschnitt zu erleichtern.
- Besonders wichtig für die Funktion des erfindungsgemäßen Kompositelements ist es, dass der Verankerungsstababschnitt und der Mittelstababschnitt zuverlässig und belastbar aneinander festgelegt sind. Hierfür empfiehlt es sich, dass das Innenverankerungselement in formschlüssiger, kraftschlüssiger und/oder stoffschlüssiger Weise und insbesondere über eine Klebverbindung und/oder Schraubverbindung im Mittelstababschnitt festgelegt ist. Dies erfolgt in der Regel erst kurz bevor der Verankerungsstab am Mittelstababschnitt festgelegt werden soll. Ebenso kann das Innenverankerungselement jedoch auch zu einem früheren Zeitpunkt und insbesondere auch schon bei der Herstellung des Mittelstababschnitts im Mittelstababschnitt festgelegt bzw. verankert werden, beispielsweise indem es in diesen beim Extrudieren eingeformt und insbesondere einlaminiert wird.
- Je nach Art der Festlegung des Innenverankerungselements im Mittelstababschnitt empfehlen sich auch verschiedene Anschlusstechniken für das Festlegen des Innenverankerungselements am Verankerungsstababschnitt. So kann dieses in formschlüssiger, kraftschlüssiger und/oder stoffschlüssiger Weise und insbesondere über eine Schweißverbindung am Verankerungsstababschnitt festgelegt sein. Eine Schweißverbindung ist vor allem dann sinnvoll, wenn das Innenverankerungselement in den Mittelstababschnitt eingeformt ist und einen sogenannten Welding Insert darstellt. Hierbei kann der Verankerungsstababschnitt mittels Induktionsschweißen, Laserschweißen oder ähnliche geeignete Schweißverfahren am Welding Insert angeschlossen werden.
- Eine andere vorteilhafte Verbindungstechnik besteht darin, dass das Innenverankerungselement an den Verankerungsstababschnitt einstückig angeformt ist und/oder Teil des Verankerungsstababschnitts ist. In diesem Fall kann man den Verankerungsstababschnitt zusammen mit dem Innenverankerungselement in den Mittelstababschnitt einsetzen und dort festlegen. Weist das Innenverankerungselement ein Außengewinde auf, so kann man den Verankerungsstababschnitt zusammen mit dem Innenverankerungselement in den Mittelstababschnitt einschrauben.
- Um eine ausreichend zugsichere Fixierung des Verankerungsstababschnitt am Mittelstababschnitt zu gewährleisten, ist es empfehlenswert, wenn das Innenverankerungselement über eine axiale Länge L5 in den radialen Innenbereich des Mittelstababschnitts eingreift, die zumindest 4-mal und besonders bevorzugt zumindest 5-mal so groß ist wie der Durchmesser dM des Mittelstababschnitts. Für die erste erfindungsgemäße Lösung empfiehlt es sich außerdem, dass gleichzeitig (oder alternativ) das ringförmige Radialabstützungselement eine Länge L4 in Axialrichtung aufweist, die zumindest 1,5-mal und besonders bevorzugt zumindest 2-mal so groß ist wie der Durchmesser dM des Mittelstababschnitts.
- Im Falle der zweiten erfindungsgemäßen Lösung empfiehlt es sich, dass der Radialabstützungsbereich mit sich zumindest teilweise in Umfangsrichtung des Mittelstababschnitts erstreckenden Fasern eine Länge L2 in horizontaler Richtung aufweist, die zumindest 1,5-mal und besonders bevorzugt zumindest 2-mal und höchstens 15-mal und besonders bevorzugt höchstens 12-mal so groß ist wie der Durchmesser dv des Verankerungsabschnitts.
- Um die erforderliche Verankerung der Zugbewehrungselemente in den angrenzenden Bauteilen zur Verfügung stellen zu können, sollte sich der Verankerungsstababschnitt im eingebauten Zustand vom Anschlussbereich ausgehend in horizontaler Richtung über eine Länge L3 erstrecken, die zumindest 15-mal und besonders bevorzugt zumindest 20-mal so groß ist wie der Durchmesser dv des Verankerungsabschnitts. Dadurch ist sichergestellt, dass die erfindungsgemäßen Zugbewehrungselemente ohne Endverankerungen wie Querplatten, Schlaufen etc. verwendet werden können und dennoch für die gewünschte Verankerung sorgen können und dies sogar vor dem Hintergrund, dass der glattwandige Bereich des Mittelabschnitts zwischen Isolierkörper und Anschlussbereich nicht und der Anschlussbereich selbst kaum zur Verankerung beiträgt.
- Das erfindungsgemäße Bauelement zur Wärmedämmung weist zweckmäßigerweise zusätzlich zu den Zugbewehrungselementen - wie es auch aus dem einschlägigen Stand der Technik bekannt und wie es bei derartigen Bauelementen zur Wärmedämmung üblich ist - Druckelemente und/oder Querkraftelemente zur Druckkraft- und/oder Querkraftübertragung zwischen den angrenzenden Bauteilen auf.
- Soweit vorliegend bezüglich des Materials der angrenzenden Bauteile, also insbesondere des Gebäudes und des vorkragenden Außenteils von Beton die Rede ist, so soll hierunter jegliche Form eines aushärtenden und/oder abbindfähigen Baustoffs verstanden werden, insbesondere ein zementhaltiger, faserbewehrter Baustoff wie Beton, wie hochfester oder ultra-hochfester Beton oder wie hochfester oder ultra-hochfester Mörtel, ein Kunstharzgemisch oder ein Reaktionsharzgemisch.
- Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen; hierbei zeigen
- Figur 1
- ein erfindungsgemäßes Bauelement zur Wärmedämmung in schematischer und teilweise geschnittener Seitenansicht;
- Figur 2
- ein alternatives erfindungsgemäßes Bauelement zur Wärmedämmung mit einer ersten Ausgestaltungsform zur gegenseitigen Festlegung eines Mittelstababschnitts und eines Verankerungsstababschnitt gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Lösung;
- Figur 3
- ein weiteres alternatives erfindungsgemäßes Bauelement zur Wärmedämmung mit einer zweiten Ausgestaltungsform zur gegenseitigen Festlegung eines Mittelstababschnitt und eines Verankerungsstababschnitt gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Lösung; und
- Figuren 4a - 4f
- weitere verschiedene Ausgestaltungsformen zur gegenseitigen Festlegung von Mittelstababschnitt und Verankerungsstababschnitt.
-
Figur 1 zeigt ein Bauelement zur Wärmedämmung 1 mit einem mehrteiligen quaderförmigen Isolierkörper 2, der dazu vorgesehen ist, in einer zwischen zwei Betonbauteilen (die hier nicht dargestellt sind, sondern deren Position nur durch die Bezugszeichen A, B angedeutet ist) belassenen Bauteilfuge angeordnet zu werden und diese beiden Betonbauteile A, B voneinander in wärmegedämmter Art zu beabstanden. Der Isolierkörper 2 ist aus mehreren Teilen zusammengesetzt, um den Einbau von Bewehrungselementen in Form von Zugstäben 3, in Form von Querkraftstäben 4 und in Form von Druckelementen 5 zu ermöglichen. - Die Anordnung der Bewehrungselemente erfolgt in der im Stand der Technik bekannten und üblichen Art und Weise, nämlich indem im oberen Bereich, der sogenannten Zugzone des Isolierkörpers 2 die Zugbewehrungselemente 3 angeordnet sind, die sich im eingebauten Zustand in horizontaler Richtung erstrecken und zur Zugkraftübertragung zwischen den beiden an das Bauelement zur Wärmedämmung angeschlossenen Bauteilen A, B dienen und hierzu in diesen Bauteilen verankert werden. Im unteren Bereich, der sogenannten Druckzone des Isolierkörpers 2 werden die Druckelemente 5 angeordnet und zwar ebenso mit horizontaler Erstreckungsrichtung, wobei sie jedoch nicht bzw. nur kaum gegenüber dem Isolierkörper 2 vorstehen. Schließlich sind noch Querkraftstäbe 4 vorgehen, die im Bereich innerhalb des Isolierkörpers 2 geneigt zur Horizontalen verlaufen und den von den Bewehrungselementen des Bauelements zur Wärmedämmung aufzunehmenden Belastungen entsprechend von der Zugzone auf der einen Seite des Isolierkörpers schräg nach unten in die Druckzone auf der anderen Seite des Isolierkörpers verlaufen, um dort vertikal in Richtung der Zugzonen nach oben abgewinkelt und anschließend nach einer weiteren Abwinklung parallel zu den Zugbewehrungselementen zu verlaufen.
- Wesentlich für die vorliegende Erfindung sind nun die Zugbewehrungselemente 3, die als mehrteilige Kompositelemente ausgebildet sind mit einem stabförmigen Mittelstababschnitt 3a aus faserverstärktem Kunststoff und stabförmigen Verankerungsstababschnitten 3b aus Betonstahl. Der Mittelstababschnitt 3a erstreckt sich im Bereich des Isolierkörpers 2 in horizontaler Richtung und steht beidseits des Isolierkörpers jeweils mit seinem freien Ende 7 etwas in horizontaler Richtung vor, wobei er jeweils mit diesem vorstehenden Bereich im eingebauten Zustand im Bereich der angrenzenden Bauteile A, B angeordnet wird. Beide Verankerungsstababschnitte 3b sind fluchtend mit dem Mittelstababschnitt 3a angeordnet und jeweils an einem der beiden freien Enden 7 des Mittelstababschnitts 3a festgelegt.
- Der Mittelstababschnitt 3a weist auf seiner radialen Außenseite im Bereich der freien Enden 7 einerseits, nämlich an dem in
Figur 1 rechten freien Ende 7, ein ringförmiges Radialabstützungselement 6 auf, das auf der äußeren Mantelfläche des Mittelstababschnitts flächig anliegt und in dieser Lage durch Kleben festgelegt ist. Auf dieses Radialabstützungselement 6 wird im Zusammenhang mit der Ausführungsform gemäßFigur 2 näher eingegangen. Und andererseits, nämlich an dem inFigur 1 linken freien Ende 7 des Mittelstababschnitts 3a ist ein Radialabstützungsbereich 16 dargestellt, auf den im Zusammenhang mit der Ausführungsform gemäßFigur 3 näher eingegangen wird. - Das axiale Maß, um das der Mittelstababschnitt 3a gegenüber dem Isolierkörper 2 vorsteht, beträgt L1 + L2, wobei die Länge L1 dem axialen Abstand des Radialabstützungselements 6 vom Isolierkörper 2, die Länge L2 der Länge des Radialabstützungsbereichs 16 in Axialrichtung sowie die Länge L4 der Länge des Radialabstützungselements 6 in Axialrichtung entspricht, wobei in
Figur 1 die Längen L2 und L4 gleich groß sind. - Die Länge L3 gibt schließlich das Maß an, um das sich der Verankerungsstababschnitt 3b ausgehend vom Radialabstützungselement 6 bzw. der Stirnseite 8 des Mittelstababschnittes 3a in das Bauteil A erstreckt.
Figur 1 zeigt dabei nicht die volle Länge des Verankerungsstababschnittes 3a und somit entspricht auch das Maß der Länge L3 inFigur 1 nicht der Gesamtlänge des Verankerungsstababschnittes 3b. - Der Mittelstababschnitt 3a weist einen Durchmesser dM auf, der größer ist als der Durchmesser dv der Verankerungsstababschnitte 3b.
- Geeignete Beispiele für die gegenseitige Festlegung von Mittelstababschnitt 3a einerseits und Verankerungsstababschnitten 3b andererseits sind den
Figuren 2 und3 zu entnehmen, auf die nachfolgend näher eingegangen werden soll: -
Figur 2 zeigt eine alternative Bauform eines Bauelements 11 zur Wärmedämmung, wobei gleiche Bauteile wie inFigur 1 mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Wie bereits in Figur eins am rechten freien Ende 7 des Mittelstababschnittes 3a ist auch an den beiden freien Enden 7 des Mittelstababschnitts 3a jeweils ein Radialabstützungselement 6 vorgesehen, das in einem Ausschnitt C angedeutet und inFigur 2a im Detail wiedergegeben ist. - Das Radialabstützungselement 6 besteht aus einem zylindrischen Ring, dessen Innendurchmesser nur unwesentlich größer ist als der Außendurchmesser des Mittelstababschnitts 3a, um so flächig an der Außenseite des Mittelstababschnitts 3a anliegen zu können. Der Detaildarstellung in
Figur 2a kann man aufgrund der schematischen aufgebrochenen Darstellung den Aufbau des Mittelstababschnitts 3a erkennen: Dieser besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff mit Glasfasern 3f, die zur Aufnahme und Übertragung der Zugkräfte vor allem in axialer Richtung orientiert sind. Greift nun der Verankerungsstababschnitt 3b über ein inFigur 2 nicht dargestelltes, jedoch ausFigur 4 ersichtliches Innenverankerungselement in den radialen Innenbereich des Mittelstababschnitts 3a ein, so können die in axialer Richtung verlaufenden Fasern 3f etwaigen Belastungen in Radialrichtung keinen allzu großen Widerstand entgegensetzen, vor allem da im Bereich des freien Endes 7 des Mittelstababschnitts 3a diese Fasern dazu neigen, in Radialrichtung auszuweichen. Um dies zu verhindern, ist das Radialabstützungselement 6 vorgesehen, das das freie Ende 7 des Mittelstababschnitts 3a umgreift und ein radiales Ausweichen der Fasern 3f verhindert. - Somit sorgt erst das Radialabstützungselement 6 für eine belastbare und dauerhaft wirksame Verbindung des Mittelstababschnitts mit dem Verankerungsstababschnitt.
- Die erfindungswesentlichen Aspekte sind auch aus
Figur 3 erkennbar, die eine weitere alternative Bauform eines Bauelements 21 zur Wärmedämmung zeigt, wobei wiederum gleiche Bauteile wie in denFiguren 1 und2 mit denselben Bezugszeichen versehen sind. InFigur 3 ist ersichtlich, dass der Mittelabschnitt 3a im Bereich seiner radialen Außenseite 3u einen Radialabstützungsbereich 16 aufweist, der dazu dient, ein radiales Aufweiten des Mittelabschnitts 3b im Radialabstützungsbereich 16 zu verhindern. - In
Figur 3 ist ein Ausschnitt D angedeutet, der inFigur 3a im Detail wiedergegeben ist. Dieser zeigt den Anschluss des Verankerungsabschnittes 3b an den Mittelabschnitt 3a und insbesondere den Radialabstützungsbereich 16. Während der Mittelstababschnitt zur Aufnahme von Zugkräften im Wesentlichen Fasern 3fl aufweist, die in Axialrichtung orientiert sind, besteht der Radialabstützungsbereich 16 aus sich in Umfangsrichtung des Mittelabschnitts 3a erstreckenden Fasern 3fu. Diese Fasern 3fu sind bei der Herstellung des Mittelabschnittes 3a zusätzlich zu den in Axialrichtung angeordneten Fasern 3fl in dem Bereich angeordnet worden, der den Radialabstützungsbereich 16 bilden soll. - Zum Anschluss des Verankerungsstababschnitts 3b am Mittelstababschnitt 3a ist ein - in
Figur 3 nicht dargestelltes, jedoch ausFigur 4 ersichtliches - Innenverankerungselement 9 vorgesehen, das einerseits am Verankerungsabschnitt 3b festgelegt ist und andererseits in einen radialen Innenbereich des Mittelabschnitts 3a eingreift. - Im selben Axialabschnitt wie das Innenverankerungselement 9 ist der Radialabstützungsbereich 16 mit den sich in Umfangsrichtung des Mittelabschnitts 3a erstreckenden Fasern 3fu vorgesehen.
- Der Radialabstützungsbereich 16 weist denselben bzw. einen zumindest ähnlichen Außendurchmesser auf wie der restliche Bereich des Mittelabschnitts 3a. Hierzu wird beispielsweise bei der Herstellung zunächst der radial innere Bereich mit den sich in Längsrichtung erstreckenden Fasern 3fl fertiggestellt und anschließend der radial äußere Bereich ergänzt, wobei im Radialabstützungsbereich 16 Fasern 3fu in Umfangsrichtung gewickelt werden. Etwaige störende Außendurchmesserunterschiede zwischen dem Radialabstützungsbereich 16 und dem restlichen Bereich des Mittelabschnitts 3a können ggf. mit Matrixmaterial aufgefüllt werden.
- Geeignete Beispiele für die gegenseitige Festlegung von Mittelabschnitt und Verankerungsabschnitt ist den
Figuren 4a - 4f zu entnehmen, auf die nachfolgend näher eingegangen werden soll, wobei wiederum gleiche Bauteile wie in denFiguren 1 bis 3 mit denselben Bezugszeichen versehen sind. In denFiguren 4a - 4f ist jeweils dargestellt, wie unterschiedliche Ausgestaltungen eines Innenverankerungselements 9 in einen radialen Innenbereich, nämlich eine zylindrische Bohrung 3c des Mittelstababschnitts 3a eingreift. -
Figur 4a zeigt das Einstecken und Festlegen des Innenverankerungselements 9 im Mittelstababschnitt 3a durch eine Pressverbindung und/oder durch das zusätzliche Verwenden eines Klebstoffes, um tatsächlich eine stabile Verbindung zu schaffen, die zur Übertragung von Zugkräften geeignet ist. Das Innenverankerungselement 9 erstreckt sich entlang eines Innenverankerungsbereichs 3v in den radialen Innenbereich des Mittelstababschnitts 3a. Dessen axiale Länge ist inFigur 4a mit dem Bezugszeichen L5 angedeutet. InFigur 4a weist auch der Radialabstützungsbereich 16 eine axiale Länge auf, die dem Maß L5 entspricht, wobei der Radialabstützungsbereich 16 in denFiguren 4a - 4f nur schematisch durch eine sich in Radialrichtung erstreckende verdeckte Begrenzungslinie angedeutet ist. Folglich überlappen sich der Innenverankerungsbereich 3v einerseits und der Radialabstützungsbereich 16 andererseits entlang der gesamten axialen Länge L5. - Bei der Ausführungsform gemäß
Figur 4b besteht das Innenverankerungselement 9 nicht - wie inFigur 4a - aus einem Teil des Verankerungsstababschnitts 3b, sondern ist stirnseitig an das Verankerungsstababschnitt 3b angeschweißt. Das Innenverankerungselement 9 kann beispielsweise bei der Herstellung des Mittelstababschnitts direkt einlaminiert und erst zu einem späteren Zeitpunkt an den Verankerungsstababschnitt 3b angeschweißt werden. Ebenso ist es aber natürlich auch möglich, eine zylindrische Bohrung 3c in den Mittelstababschnitt 3a einzubringen und das Innenverankerungselement 9 dort - vor oder nach dem Verbinden mit dem Verankerungsstababschnitt 3b - durch beispielsweise Kleben festzulegen. - In
Figur 4c ist das Innenverankerungselement 9 des Verankerungsabschnitts 3b auf seiner Außenseite mit einer Profilierung versehen ist, die es ermöglicht, dass Klebstoff, Mörtel oder ähnliche Verbindungsmittel mehr Platz finden und einen Formschluss mit der Profilierung eingehen, um die gegenseitige Verbindung verbessern bzw. sicherstellen zu können. - Dieselbe Profilierung der Außenseite des Innenverankerungselements 9 ist bei der Ausführungsform gemäß
Figur 4d vorgesehen. Der wesentliche Unterschied gegenüber der Ausführungsform gemäßFigur 4c besteht nunmehr darin, dass der Mittelstababschnitt 3a' nicht aus einem Vollmaterial besteht, in welches eine zylindrische Bohrung 3c eingebracht ist, sondern aus einem Rohrmaterial mit einer zylindrischen Durchgangsbohrung 3c'. - In
Figur 4e ist das Innenverankerungselement 9 des Verankerungsabschnitts 3b mit einem Außengewinde versehen und taucht in die zylinderförmige Öffnung 3c des Mittelabschnitts 3a ein, welche Öffnung 3c wiederum ein Innengewinde aufweist und so das Verschrauben von Verankerungsabschnitt 3b und Mittelabschnitt 3a ermöglicht. -
Figur 4f zeigt im Wesentlichen eine gleiche Ausgestaltungsform, jedoch mit dem Unterschied, dass das Innenverankerungselement 9 nicht einstückig an den Verankerungsstababschnitt angeformt ist, sondern es stirnseitig an den Verankerungsstababschnitt 3b angeschweißt ist. - Wie man aus
Figur 1 ersehen kann, erstreckt sich der Mittelabschnitt 3a mit seinem Kunststoffmaterial weit bis über den Isolierkörper hinaus und ermöglicht es somit den aus Betonstahl bestehenden Verankerungsabschnitten 3b, an den Mittelabschnitt 3a in einem solchen Bereich 3n angeschlossen zu werden, der noch nicht korrosionsgefährdet ist. Dadurch lassen sich wesentliche Vorteile erzielen, nämlich im Bereich des Isolierkörpers das besonders vorteilhafte Kunststoffmaterial des Mittelabschnitts verwenden zu können, das sich vor allem durch im Vergleich zu Edelstahl günstigere Kosten und eine besonderes schlechte Wärmeleitfähigkeit auszeichnet. Und außerdem im Bereich außerhalb des Isolierkörpers können schließlich im Bereich der Bauteile die Verankerungsabschnitte aus Betonstahl bestehen, welcher ähnliche Temperaturdehnzahlen wie der ihn umgebende Bauteil-Beton aufweist und somit eine optimale Verbindung mit dem Beton eingehen kann, durch den die Zugkraft vom Beton in das Zugbewehrungselement und umgekehrt übertragen werden kann, ohne dass es zu den ansonsten auftretenden Zerstörungen aufgrund zu großer Relativbewegungen kommt. - Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, ein Bauelement zur Wärmedämmung zur Verfügung zu stellen, das Zugbewehrungselemente in Form von mehrteiligen Kompositelementen aufweist. Hierdurch lassen sich verschiedene Materialien genau entsprechend ihren Eigenschaften und Vorteilen einsetzen, was im Stand der Technik bisher so nicht möglich war und vor allem sorgt die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Festlegung der Verankerungsstababschnitte am Mittelstababschnitt mittels eines Radialabstützungselements und/oder eines Radialabstützungsbereichs dafür, dass Verankerungsabschnittes und Mittelabschnitt in einfacher, jedoch belastbarer Weise aneinander festgelegt werden können.
-
- 1 - Bauelement zur Wärmedämmung
- 2 - Isolierkörper
- 3 - Zugstäbe
- 3a - Mittelstababschnitt
- 3b - Verankerungsstababschnitte
- 3f - Fasern
- 3fl - in Axialrichtung orientierte Fasern
- 3fu - in Umfangsrichtung orientierte Fasern
- 3u - radiale Außenseite des Mittelstababschnitts
- 3v - Innenverankerungsbereich
- 4 - Querkraftstäbe
- 5 - Druckelemente
- 6 - Radialabstützungselement
- 7 - freies Ende des Mittelstababschnitts
- 8 - Stirnseite des Mittelstababschnitts am freien Ende 7
- 9 - Innenverankerungselement
- 11 - Bauelement zur Wärmedämmung
- 16 - Radialabstützungsbereich
- 21 - Bauelement zur Wärmedämmung
- A - Betonbauteil
- B - Betonbauteil
- C - Ausschnitt Detail aus
Fig. 2 - D - Ausschnitt Detail aus
Fig. 3 - dM - Durchmesser des Mittelstababschnitts
- dv - Durchmesser der Verankerungsstababschnitte
- L1 - axialer Abstand des Radialabstützungselements vom Isolierkörper
- L2 - Länge des Radialabstützungsbereichs in Axialrichtung
- L3 - Maß, um das sich der Verankerungsstababschnitt ausgehend vom Radialabstützungselement in das Bauteil A bzw. B erstreckt
- L4 - axiale Länge des ringförmigen Radialabstützungselements
- L5 - Maß, um das sich das Innenverankerungselement in den radialen Innenbereich des Mittelstababschnitts 3a erstreckt
Claims (21)
- Bauelement zur Wärmedämmung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere zwischen einem Gebäude (A) und einem vorkragendem Außenteil (B), bestehend aus einem zwischen den beiden Bauteilen anzuordnenden Isolierkörper (2) und aus Bewehrungselementen in Form von zumindest stabförmigen Zugbewehrungselementen (3), die im eingebauten Zustand des Bauelementes (10) im Wesentlichen horizontal und quer zur im wesentlichen horizontalen Längserstreckung des Isolierkörpers durch diesen hindurchverlaufen und jeweils in horizontaler Richtung gegenüber dem Isolierkörpers vorstehen und hierbei an eines der beiden vorzugsweise aus Beton bestehenden Bauteile anschließbar sind, wobei die Zugbewehrungselemente (3) zumindest teilweise aus faserverstärktem Kunststoffmaterial bestehen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zugbewehrungselemente (3) dadurch als mehrteilige Kompositelemente ausgebildet sind, dass sie zumindest im Bereich des Isolierkörpers (2) einen Mittelstababschnitt (3a) aus faserverstärktem Kunststoffmaterial und in einem Bereich außerhalb des Isolierkörpers (2) einen separaten Verankerungsstababschnitt (3b) aufweisen mit zumindest teilweise vom Mittelstababschnitt (3a) abweichenden geometrischen und/oder Materialeigenschaften,
dass der Verankerungsstababschnitt (3b) und der Mittelstababschnitt im Wesentlichen zueinander fluchtend angeordnet und zumindest mittelbar aneinander festgelegt sind, dass der Verankerungsstababschnitt (3b) zur Festlegung am Mittelstababschnitt (3a) mit einem Innenverankerungselement (9) zusammenwirkt, das in einen radialen Innenbereich des Mittelstababschnitts (3a) eingreift, und dass der Mittelstababschnitt (3a) auf seiner radialen Außenseite ein ringförmiges Radialabstützungselement (6) aufweist. - Bauelement zur Wärmedämmung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich das Innenverankerungselement (9) im radialen Innenbereich des Mittelstababschnitts (3a) in Axialrichtung erstreckt und dass das auf der radialen Außenseite des Mittelstababschnitts (3a) angeordnete ringförmige Radialabstützungselement (6) zumindest teilweise im selben Axialabschnitt des Mittelstababschnitts (3a) angeordnet ist. - Bauelement zur Wärmedämmung nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich das Innenverankerungselement (9) und/oder das Radialabstützungselement (6) bis zum freien Ende (7) des Mittelstababschnitts (3a) erstrecken, an dem der Mittelstababschnitt (3a) am Verankerungsstababschnitt (3b) festgelegt ist. - Bauelement zur Wärmedämmung nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das ringförmige Radialabstützungselement einen in Radialrichtung nach innen vorstehenden Anschlag aufweist und dass der Anschlag die am freien Ende des Mittelstababschnitts befindliche Stirnseite des Mittelstababschnitts zumindest mittelbar beaufschlagt. - Bauelement zur Wärmedämmung nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das ringförmige Radialabstützungselement (6) aus Metall und insbesondere Edelstahl besteht. - Bauelement zur Wärmedämmung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere zwischen einem Gebäude (A) und einem vorkragendem Außenteil (B), bestehend aus einem zwischen den beiden Bauteilen anzuordnenden Isolierkörper (2) und aus Bewehrungselementen in Form von zumindest stabförmigen Zugbewehrungselementen (3), die im eingebauten Zustand des Bauelementes (10) im Wesentlichen horizontal und quer zur im wesentlichen horizontalen Längserstreckung des Isolierkörpers durch diesen hindurchverlaufen und jeweils in horizontaler Richtung gegenüber dem Isolierkörpers vorstehen und hierbei an eines der beiden vorzugsweise aus Beton bestehenden Bauteile anschließbar sind, wobei die Zugbewehrungselemente (3) zumindest teilweise aus faserverstärktem Kunststoffmaterial bestehen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zugbewehrungselemente (3) dadurch als mehrteilige Kompositelemente ausgebildet sind, dass sie zumindest im Bereich des Isolierkörpers (2) einen Mittelstababschnitt (3a) aus faserverstärktem Kunststoffmaterial und in einem Bereich außerhalb des Isolierkörpers (2) einen separaten Verankerungsstababschnitt (3b) aufweisen mit zumindest teilweise vom Mittelstababschnitt (3a) abweichenden geometrischen und/oder Materialeigenschaften,
dass der Verankerungsstababschnitt (3b) und der Mittelstababschnitt (3a) im Wesentlichen zueinander fluchtend angeordnet und zumindest mittelbar aneinander festgelegt sind, dass der Verankerungsstababschnitt (3b) zur Festlegung am Mittelstababschnitt (3a) mit einem Innenverankerungselement (9) zusammenwirkt, das in einen radialen Innenbereich des Mittelstababschnitts eingreift und sich dort über einen Innenverankerungsbereich (3v) in Axialrichtung erstreckt, dass der Mittelstababschnitt einen Radialabstützungsbereich (16) aufweist mit sich zumindest teilweise in Umfangsrichtung des Mittelstababschnitts (3a) erstreckenden Fasern (3f) und dass sich Innenverankerungsbereich (3v) und Radialabstützungsbereich (16) zumindest teilweise radial überlappen. - Bauelement zur Wärmedämmung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass Innenverankerungsbereich (3v) und Radialabstützungsbereich (16) zumindest teilweise im selben Axialabschnitt des Mittelstababschnitts angeordnet sind. - Bauelement zur Wärmedämmung nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich Innenverankerungsbereich (3v) und/oder Radialabstützungsbereich (16) bis zum freien Ende (7) des Mittelstababschnitts (3a) erstrecken, an dem der Mittelstababschnitt (3a) am Verankerungsstababschnitt (3b) festgelegt ist. - Bauelement zur Wärmedämmung nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Radialabstützungsbereich (16) im radialen Außenbereich (3u) des Mittelstababschnitts (3a) angeordnet ist. - Bauelement zur Wärmedämmung nach zumindest einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die sich im Radialabstützungsbereich (16) zumindest teilweise in Umfangsrichtung des Mittelstababschnitts (3a) erstreckenden Fasern (3fu) Glasfasern sind. - Bauelement zur Wärmedämmung nach zumindest Anspruch 1 oder Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mittelstababschnitt (3a) an seinen beiden freien Enden (7) einen Verankerungsstababschnitt (3b) aufweist. - Bauelement zur Wärmedämmung nach zumindest Anspruch 1 oder Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mittelstababschnitt (3a) zumindest im Bereich zwischen dem Isolierkörper (2) und seinem freien Ende (7) auf seiner radialen Außenseite im Wesentlichen glattwandig ausgebildet ist. - Bauelement zur Wärmedämmung nach zumindest Anspruch 1 oder Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Radialabstützungselement (6) und/oder der Radialabstützungsbereich (16) nur im gegenüber dem Isolierkörper (2) vorstehenden Axialabschnitt des Mittelstababschnitts (3a) angeordnet ist. - Bauelement zur Wärmedämmung nach zumindest Anspruch 1 oder Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der stabförmige Mittelstababschnitt (3a) aus einem Voll- und/oder Rohrmaterial und/oder dass der stabförmige Mittelstababschnitt (3a) aus glasfaserfaserverstärktem Kunststoffmaterial besteht. - Bauelement zur Wärmedämmung nach zumindest Anspruch 1 oder Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verankerungsstababschnitt (3b) aus Stahl, insbesondere Betonstahl und/oder aus faserverstärktem, insbesondere glasfaserverstärktem Kunststoffmaterial besteht. - Bauelement zur Wärmedämmung nach zumindest Anspruch 1 oder Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Innenverankerungselement (9) im Mittelstababschnitt (3a) in formschlüssiger, kraftschlüssiger und/oder stoffschlüssiger Weise und insbesondere über eine Klebverbindung und/oder Schraubverbindung festgelegt ist und/oder dass das Innenverankerungselement (9) in den Mittelstababschnitt (3a) eingeformt und insbesondere einlaminiert ist. - Bauelement zur Wärmedämmung nach zumindest Anspruch 1 oder Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Innenverankerungselement (9) in formschlüssiger, kraftschlüssiger und/oder stoffschlüssiger Weise und insbesondere über eine Schweißverbindung am Verankerungsstababschnitt (3b) festgelegt ist und/oder dass das Innenverankerungselement (9) an den Verankerungsstababschnitt (3b) einstückig angeformt ist und/oder Teil des Verankerungsstababschnitts (3b) ist. - Bauelement zur Wärmedämmung nach zumindest Anspruch 1 oder Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Innenverankerungselement (9) über eine axiale Länge (L5) in den radialen Innenbereich des Mittelstababschnitts eingreift, die zumindest 4-mal und insbesondere zumindest 5-mal so groß ist wie der Durchmesser (dM) des Mittelstababschnitts (3a). - Bauelement zur Wärmedämmung nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das ringförmige Radialabstützungselement eine Länge (L4) in Axialrichtung aufweist, die zumindest 1,5-mal und insbesondere zumindest 2-mal so groß ist wie der Durchmesser (dM) des Mittelstababschnitts (3a). - Bauelement zur Wärmedämmung nach zumindest Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Radialabstützungsbereich (16) mit sich zumindest teilweise in Umfangsrichtung des Mittelstababschnitts (3a) erstreckenden Fasern (3fu) eine Länge (L2) in horizontaler Richtung aufweist, die zumindest 1,5-mal und insbesondere zumindest 2-mal und höchstens 15-mal und insbesondere höchstens 12-mal so groß ist wie der Durchmesser (dv) des Verankerungsabschnitts (3b). - Bauelement zur Wärmedämmung nach zumindest Anspruch 1 oder Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Bauelement zur Wärmedämmung (1) zusätzlich zu den Zugbewehrungselementen (3) Druckelemente (5) und/oder Querkraftelemente (4) aufweist.
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