EP3656938B1 - Structural element for the heat bridging fixing of a projecting outer part to a building envelope - Google Patents
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Classifications
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
- E04C5/07—Reinforcing elements of material other than metal, e.g. of glass, of plastics, or not exclusively made of metal
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- E04B1/38—Connections for building structures in general
- E04B1/41—Connecting devices specially adapted for embedding in concrete or masonry
Definitions
- Such components are well known from building construction. They are used, for example, to add a balcony to the building envelope.
- the rod-shaped reinforcement elements that cross the insulating body are each connected to the balcony and to the building envelope, whereby the insulating body is arranged in a joint between the balcony and the building envelope. Due to its insulating properties, the insulating body reduces thermal bridges between the balcony and the building envelope.
- both the building envelope in the connection area and the balcony are made of reinforced concrete, when the balcony is connected to the building envelope by means of the structural element, there is an overlap between the respective connecting reinforcement and the reinforcement element. Through this overlap the forces acting on the structural element can be transferred from the reinforcement element to the respective connection reinforcement.
- the anchoring section which is made of reinforcing steel and is arranged in the area outside the insulating body, and the central section must be connected to one another, which ultimately has a negative effect on the production costs and the production time of such multi-part reinforcement elements.
- one-piece reinforcement elements made of fiber-reinforced plastic with a larger diameter
- the local bond strength increases in the transition area between the joint and the adjacent components, so that the material can be overstressed in this area.
- overstressing can lead to cracking. This crack formation ultimately leads to instability in the connection of the protruding outer part to the building envelope.
- Figure 3 shows a partial representation of a first variant of the tensile reinforcement element 3 for use in the embodiment according to FIG Figure 1 .
- Both the first surface profile of the first anchoring section 5 and the second surface profile of the second anchoring section 6 are formed in the present variant of the tensile reinforcement element 3 as ribs running along the longitudinal axis of the anchoring sections 5, 6, which on the radial outer surface of the two anchoring sections 5, 6 to one another are formed in parallel.
- This tensile reinforcement element 3 has so-called negative ribs, which are produced in that an unribbed radial outer surface of the tensile reinforcement element 3 in the area of the two anchoring sections 5, 6 is provided with local radial depressions 51, 52, 61, 62.
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Description
Die Erfindung betrifft ein Bauelement zur wärmebrückenarmen Anbindung eines vorkragenden Außenteils an eine Gebäudehülle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dieses Bauelement weist zumindest einen zwischen dem vorkragenden Außenteil und der Gebäudehülle anzuordnenden Isolierkörper und zumindest ein einstückig ausgebildetes Bewehrungselement aus faserverstärktem Kunststoff in Form von zumindest einem Zugbewehrungselement auf. Dieses Bewehrungselement durchquert den Isolierkörper im Wesentlichen horizontal und quer zu dessen horizontaler Längserstreckung und ist an das Außenteil und die Gebäudehülle anschließbar. Das Bewehrungselement umfasst einen sich durch den Isolierkörper erstreckenden Mittelabschnitt, welcher gegenüber dem Isolierkörper vorsteht und zumindest in diesem vorstehenden Bereich auf seiner radialen Außenfläche entweder im Wesentlichen glattwandig ausgebildet ist oder zumindest teilweise eine Umhüllung aufweist, und in einem Bereich außerhalb des Isolierkörpers zumindest einen ersten Verankerungsabschnitt, welcher auf seiner radialen Außenfläche eine erste Oberflächenprofilierung aufweist.The invention relates to a component for connecting a cantilevered outer part to a building shell with little thermal bridges on. This reinforcement element traverses the insulating body essentially horizontally and transversely to its horizontal longitudinal extension and can be connected to the outer part and the building envelope. The reinforcement element comprises a central section extending through the insulating body, which protrudes with respect to the insulating body and at least in this protruding area is either essentially smooth-walled on its radial outer surface or at least partially has a covering, and in an area outside the insulating body at least one first anchoring section , which has a first surface profile on its radial outer surface.
Derartige Bauelemente sind aus dem Hochbau hinlänglich bekannt. Sie werden beispielsweise zum Anbau eines Balkons an die Gebäudehülle verwendet. Hierbei werden die den Isolierkörper durchquerenden, stabförmigen Bewehrungselemente jeweils an den Balkon sowie an die Gebäudehülle angeschlossen, wodurch der Isolierkörper in einer Fuge zwischen dem Balkon und der Gebäudehülle angeordnet ist. Der Isolierkörper verringert aufgrund seiner isolierenden Eigenschaft Wärmebrücken zwischen dem Balkon und der Gebäudehülle. Sind sowohl die Gebäudehülle im Anschlussbereich als auch der Balkon aus Stahlbeton ausgebildet, so kommt es bei einer Anbindung des Balkons an die Gebäudehülle mittels des Bauelements zu einer Übergreifung zwischen der jeweiligen Anschlussbewehrung und dem Bewehrungselement. Durch diese Übergreifung können die auf das Bauelement wirkenden Kräfte vom Bewehrungselement auf die jeweilige Anschlussbewehrung übertragen werden. Damit das als Zugbewehrungselement ausgebildete Bewehrungselement die zwischen dem vorkragenden Außenteil und der Gebäudehülle wirkenden Zugkräfte aufnehmen und übertragen kann, muss es jeweils in der Gebäudehülle und dem vorkragenden Außenteil verankert werden. Diese Verankerung führt zu einem Verbund zwischen dem Bewehrungselement und dem das Bewehrungselement umgebenden Material der angrenzenden Bauteile. Dabei korreliert das Ausmaß der Kraftübertragung mit der Stärke des Verbundes. Die Stärke des Verbundes ist dabei unter anderem abhängig von der Länge, dem Durchmesser sowie der Oberflächenbeschaffenheit des Bewehrungselements in der Gebäudehülle bzw. dem vorkragenden Außenteil. In der Regel werden im einschlägigen Stand der Technik stabförmige Bewehrungselemente aus Stahl vorgesehen, welche insbesondere im Bereich des Isolierkörpers aus nichtrostendem Edelstahl und im Bereich weiter außerhalb des Isolierkörpers aus Betonstahl bestehen. Die Oberflächenbeschaffenheit von stabförmigen Bewehrungselementen aus Stahl kann durch ein Aufwalzen einer Oberflächenprofilierung auf die radiale Außenfläche der Bewehrungselemente verändert werden. Dabei kann die Oberflächenprofilierung beispielsweise als radial um die Längsachse der Bewehrungselemente verlaufende Rippen ausgebildet sein. Durch diese aufgewalzte Oberflächenprofilierung wird eine lokale Verzahnung zwischen dem Bewehrungselement und der Gebäudehülle bzw. dem vorkragenden Außenteil erreicht, wodurch eine verbesserte Kraftübertragung bzw. ein stärkerer Verbund erreicht wird.Such components are well known from building construction. They are used, for example, to add a balcony to the building envelope. Here, the rod-shaped reinforcement elements that cross the insulating body are each connected to the balcony and to the building envelope, whereby the insulating body is arranged in a joint between the balcony and the building envelope. Due to its insulating properties, the insulating body reduces thermal bridges between the balcony and the building envelope. If both the building envelope in the connection area and the balcony are made of reinforced concrete, when the balcony is connected to the building envelope by means of the structural element, there is an overlap between the respective connecting reinforcement and the reinforcement element. Through this overlap the forces acting on the structural element can be transferred from the reinforcement element to the respective connection reinforcement. So that the reinforcement element designed as a tensile reinforcement element can absorb and transmit the tensile forces acting between the protruding outer part and the building shell, it must be anchored in the building shell and the protruding outer part. This anchoring leads to a bond between the reinforcement element and the material of the adjacent components surrounding the reinforcement element. The extent of power transmission correlates with the strength of the network. The strength of the bond depends, among other things, on the length, diameter and surface properties of the reinforcement element in the building envelope or the protruding outer part. As a rule, in the relevant prior art, rod-shaped reinforcing elements made of steel are provided, which are made of stainless steel in the area of the insulating body and of reinforcing steel in the area further outside the insulating body. The surface properties of rod-shaped reinforcing elements made of steel can be changed by rolling a surface profile onto the radial outer surface of the reinforcing elements. The surface profiling can be designed, for example, as ribs running radially around the longitudinal axis of the reinforcement elements. This rolled-on surface profiling achieves a local interlocking between the reinforcement element and the building shell or the protruding outer part, as a result of which an improved power transmission or a stronger bond is achieved.
Neben Bewehrungselementen aus Stahl sind aus dem Stand der Technik auch Bewehrungselemente für die Verwendung in derartigen Bauelementen bekannt, welche zumindest teilweise aus faserverstärktem Kunststoff bestehen. Diese sind kostengünstig herstellbar und weisen eine geringere Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu Edelstahl oder Betonstahl auf. Derartige Bewehrungselemente aus faserverstärktem Kunststoff können im sogenannten Pultrusionsverfahren hergestellt werden, wobei üblicherweise eine Oberflächenprofilierung nachträglich in die stabförmigen Bewehrungselemente eingefräst oder auf die stabförmigen Bewehrungselemente aufgebracht werden muss. Durch die Verwendung eines Bauelements mit Bewehrungselementen aus faserverstärktem Kunststoff kann die Wärmeübertragung zwischen dem vorkragenden Außenteil und der Gebäudehülle weiter verringert und dadurch eine thermische Trennung erreicht werden. Im Gegensatz zu Bewehrungselementen aus Edelstahl oder Betonstahl weisen Bewehrungselemente aus faserverstärktem Kunststoff einen geringeren Elastizitätsmodul E und damit eine geringere Federsteifigkeit auf. Zur Erreichung einer vergleichbaren Kraftübertragung im Einbauzustand des Bauelements und einer vergleichbaren Gebrauchstauglichkeit müssen daher entweder einstückig ausgebildete Bewehrungselemente aus faserverstärktem Kunststoff mit einem höheren Querschnitt oder mehrteilig ausgebildete Bewehrungselemente, bei denen lediglich ein den Isolierkörper durchquerender Mittelabschnitt aus faserverstärktem Kunststoff ausgebildet ist, während ein Bereich außerhalb des Isolierkörpers weiterhin aus Betonstahl besteht, verwendet werden. Im Fall von mehrteilig ausgebildeten Bewehrungselementen kann der Mittelabschnitt, welcher den Isolierkörper und damit eine verbundfreie Zone durchquert, glattwandig ausgebildet sein. Der im Bereich außerhalb des Isolierkörpers angeordnete, aus Betonstahl ausgebildete Verankerungsabschnitt und der Mittelabschnitt müssen miteinander verbunden werden, was sich letztlich negativ auf die Fertigungskosten und die Fertigungsdauer derartiger mehrteiliger Bewehrungselemente auswirkt. Im Fall von einstückig ausgebildeten Bewehrungselementen aus faserverstärktem Kunststoff mit einem höheren Durchmesser nimmt die lokale Verbundstärke im Übergangsbereich zwischen der Fuge und den angrenzenden Bauteilen zu, sodass es in diesem Bereich zu einer Überbeanspruchung des Materials kommen kann. Insbesondere im Fall von Beton kann eine derartige Überbeanspruchung zu einer Rissbildung führen. Diese Rissbildung führt letztlich zu einer Instabilität der Anbindung des vorkragenden Außenteils an die Gebäudehülle.In addition to reinforcement elements made of steel, reinforcement elements for use in structural elements of this type are also known from the prior art, which are at least partially made of fiber-reinforced plastic. These are inexpensive to manufacture and have a lower thermal conductivity compared to stainless steel or reinforcing steel. Reinforcement elements of this type made of fiber-reinforced plastic can be produced in the so-called pultrusion process, with a surface profile usually having to be milled into the rod-shaped reinforcement elements or applied to the rod-shaped reinforcement elements. By using a component with reinforcement elements made of fiber-reinforced plastic, the heat transfer between the protruding outer part and the building envelope can be further reduced and a thermal separation can be achieved. In contrast to reinforcement elements made of stainless steel or reinforcing steel, reinforcement elements made of fiber-reinforced plastic have a lower modulus of elasticity E and thus a lower spring stiffness. In order to achieve a comparable force transmission in the installed state of the component and a comparable usability, either one-piece reinforcement elements made of fiber-reinforced plastic with a higher cross-section or multi-part reinforcement elements in which only a central section traversing the insulating body is made of fiber-reinforced plastic, while an area outside the Insulator continues to be made of reinforcing steel. In the case of multi-part reinforcement elements, the middle section, which crosses the insulating body and thus a zone free of compounds, can be smooth-walled. The anchoring section, which is made of reinforcing steel and is arranged in the area outside the insulating body, and the central section must be connected to one another, which ultimately has a negative effect on the production costs and the production time of such multi-part reinforcement elements. In the case of one-piece reinforcement elements made of fiber-reinforced plastic with a larger diameter, the local bond strength increases in the transition area between the joint and the adjacent components, so that the material can be overstressed in this area. In the case of concrete in particular, such overstressing can lead to cracking. This crack formation ultimately leads to instability in the connection of the protruding outer part to the building envelope.
Die
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement zur wärmebrückenarmen Anbindung eines vorkragenden Außenteils an eine Gebäudehülle anzugeben, dessen Verbundeigenschaften im Übergangsbereich zwischen einer verbundfreien Zone zu einem Bereich mit Verbund verbessert ist, um eine Rissbildung im Material der angrenzenden Bauteile zu verringern oder ganz zu verhindern.The present invention is therefore based on the object of specifying a component for connecting a cantilevered outer part to a building shell with little thermal bridges, the bond properties of which are improved in the transition area between a bond-free zone to an area with bond, in order to reduce or entirely crack formation in the material of the adjacent components to prevent.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 15, deren Wortlaut hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen wird, um unnötige Textwiederholungen zu vermeiden.According to the invention, this object is achieved by a component having the features of
Ein erfindungsgemäßes Bauelement zur wärmebrückenarmen Anbindung eines vorkragenden Außenteils an eine Gebäudehülle umfasst zumindest einen zwischen dem vorkragenden Außenteil und der Gebäudehülle anzuordnenden Isolierkörper und zumindest ein einstückig ausgebildetes Bewehrungselement aus faserverstärktem Kunststoff in Form von zumindest einem Zugbewehrungselement. Dieses Zugbewehrungselement durchquert den Isolierkörper im Wesentlichen horizontal und quer zu dessen horizontaler Längserstreckung und ist an das Außenteil und die Gebäudehülle anschließbar. Das Zugbewehrungselement umfasst einen sich durch den Isolierkörper erstreckenden Mittelabschnitt, welcher gegenüber dem Isolierkörper vorsteht und zumindest in diesem vorstehenden Bereich auf seiner radialen Außenfläche entweder im Wesentlichen glattwandig ausgebildet ist oder zumindest teilweise eine Umhüllung aufweist, und in einem Bereich außerhalb des Isolierkörpers zumindest einen ersten Verankerungsabschnitt, welcher auf seiner radialen Außenfläche eine erste Oberflächenprofilierung aufweist. Bei dem erfindungsgemäßen Bauelement ist es wesentlich, dass das Zugbewehrungselement zwischen dem Mittelabschnitt und dem ersten Verankerungsabschnitt einen zweiten Verankerungsabschnitt aufweist, welcher eine zweite Oberflächenprofilierung aufweist, wobei sich die erste Oberflächenprofilierung und die zweite Oberflächenprofilierung in ihren geometrischen und/oder Materialeigenschaften unterscheiden.A component according to the invention for connecting a cantilevered outer part to a building shell with little thermal bridges comprises at least one insulating body to be arranged between the cantilevered outer part and the building shell and at least one reinforcement element made of fiber-reinforced plastic in the form of at least one tensile reinforcement element. This tensile reinforcement element traverses the insulating body essentially horizontally and transversely to its horizontal longitudinal extension and can be connected to the outer part and the building envelope. The tensile reinforcement element comprises a central section extending through the insulating body, which protrudes with respect to the insulating body and, at least in this protruding area, is either essentially smooth-walled on its radial outer surface or at least partially has an envelope, and in an area outside the insulating body at least one first anchoring section , which has a first surface profile on its radial outer surface. In the construction element according to the invention, it is essential that the tensile reinforcement element has a second anchoring section between the central section and the first anchoring section, which has a second surface profile, the first surface profile and the second surface profile differing in their geometric and / or material properties.
Das einstückig ausgebildete Zugbewehrungselement umfasst somit im Wesentlichen ausgehend von dessen Mitte hin zu dessen jeweiligen Enden entlang seiner Längsachse zumindest drei Abschnitte. Der sich durch den Isolierkörper erstreckende Mittelabschnitt des Zugbewehrungselements ist zumindest in diesem vorstehenden Bereich auf seiner radialen Außenfläche entweder im Wesentlichen glattwandig ausgebildet oder weist eine zusätzliche Umhüllung auf. Hiermit verbunden ist daher eine nur geringe oder sogar gar keine Oberflächenrauigkeit zumindest in dem vorstehenden Bereich des Mittelabschnitts des Zugbewehrungselements. Dieser Mittelabschnitt steht gegenüber dem Isolierkörper aus dessen beiden, als Anlageflächen für die Gebäudehülle und das vorkragenden Außenteil ausgebildeten Seitenflächen hervor, sodass der Mittelabschnitt im Einbauzustand des Bauelements jeweils in die angrenzenden Bauteile hineinragt. Aufgrund der fehlenden Oberflächenprofilierung in zumindest dem vorstehenden Bereich des Mittelabschnitts kommt es im Grenzbereich zwischen dem Isolierkörper und den angrenzenden Bauteilen im Wesentlichen zu keiner Verzahnung. Somit wird in diesem Bereich eine im Wesentlichen verbundschwache Zone ausgebildet. Des Weiteren weist das Zugbewehrungselement in einem Bereich außerhalb des Isolierkörpers den ersten Verankerungsabschnitt auf. Aufgrund der Oberflächenprofilierung dieses ersten Verankerungsabschnitts kommt es zu einer Verzahnung und einer daraus resultierenden hohen Verbundstärke zwischen dem Zugbewehrungselement und den angrenzenden Bauteilen im Bereich des ersten Verankerungsabschnitts. Weiterhin weist das Zugbewehrungselement zwischen dem Mittelabschnitt und dem ersten Verankerungsabschnitt den zweiten Verankerungsabschnitt auf. Das bedeutet, dass der den Isolierkörper durchquerende Mittelabschnitt beidseitig an jeweils einen zweiten Verankerungsabschnitt und dieser zweite Verankerungsabschnitt jeweils wiederum an einen ersten Verankerungsabschnitt angeschlossen ist, wobei das aus Mittelabschnitt, erstem Verankerungsabschnitt und zweitem Verankerungsabschnitt bestehende Zugbewehrungselement insgesamt einstückig ausgebildet ist. Der zweite Verankerungsabschnitt besitzt eine zweite Oberflächenprofilierung. Entscheidend hierbei ist, dass sich die erste Oberflächenprofilierung und die zweite Oberflächenprofilierung in ihren geometrischen und/oder Materialeigenschaften unterscheiden.The one-piece tensile reinforcement element thus essentially comprises at least three sections along its longitudinal axis, proceeding from its center to its respective ends. The central section of the tensile reinforcement element extending through the insulating body is either essentially smooth-walled on its radial outer surface, at least in this protruding area, or has an additional covering. Associated with this is therefore only a slight or even no surface roughness at least in the protruding area of the central section of the tensile reinforcement element. This middle section protrudes opposite the insulating body from its two side surfaces, which are designed as contact surfaces for the building envelope and the protruding outer part, so that the middle section in the The installed state of the component protrudes into the adjacent components. Due to the lack of surface profiling in at least the protruding area of the central section, there is essentially no toothing in the boundary area between the insulating body and the adjacent components. An essentially weak zone is thus formed in this area. Furthermore, the tensile reinforcement element has the first anchoring section in an area outside the insulating body. Due to the surface profiling of this first anchoring section, there is a toothing and a resulting high bond strength between the tensile reinforcement element and the adjoining components in the area of the first anchoring section. Furthermore, the tensile reinforcement element has the second anchoring section between the central section and the first anchoring section. This means that the middle section traversing the insulating body is connected on both sides to a second anchoring section and this second anchoring section is in turn connected to a first anchoring section, the tensile reinforcement element consisting of the middle section, first anchoring section and second anchoring section being formed as a whole in one piece. The second anchoring section has a second surface profile. It is decisive here that the first surface profiling and the second surface profiling differ in their geometric and / or material properties.
Durch die Wahl der jeweiligen geometrischen und/oder Materialeigenschaften kann die Verbundstärke bzw. die Kraftübertragung im jeweiligen Verankerungsabschnitt an die Anforderungen des Bauelements im Einbauzustand angepasst werden. Hierdurch kann im Einbauzustand des Bauelements eine Überbeanspruchung des das Zugbewehrungselement umgebenden Materials im Übergangsbereich zwischen der verbundfreien Zone, d.h. zwischen dem Isolierkörper und einem Bereich mit Verbund, d.h. dem jeweilig angrenzenden Bauteil vermieden werden. Hierdurch lässt sich eine Rissbildung in diesem Übergangsbereich reduzieren oder sogar ganz verhindern. Das Zugbewehrungselement kann vorzugsweise aus carbonfaser-, glasfaser- oder aramidfaserverstärktem Kunststoff hergestellt und/oder stabförmig mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt ausgebildet sein. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Weiterhin können die Anzahl an Zugbewehrungselementen im Isolierkörper vorzugsweise an die baulichen Anforderungen des Bauelements im Einbauzustand zwischen der Gebäudehülle und dem Balkon angepasst werden.By choosing the respective geometric and / or material properties, the bond strength or the force transmission in the respective anchoring section can be adapted to the requirements of the component in the installed state. As a result, when the component is installed, overstressing of the material surrounding the tensile reinforcement element in the transition area between the bond-free zone, ie between the insulating body and a bonded area, ie the respective adjoining component, can be avoided. This allows cracking in this transition area to be reduced or even completely prevented. The tensile reinforcement element can preferably be made of carbon fiber, glass fiber or aramid fiber reinforced plastic and / or be in the form of a rod with a substantially circular cross section. However, the invention is not limited to this. Furthermore, the number of tensile reinforcement elements in the insulating body can be preferred can be adapted to the structural requirements of the component when installed between the building envelope and the balcony.
In einer ersten vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Bauelements sind die erste Oberflächenprofilierung und die zweite Oberflächenprofilierung unabhängig voneinander als im Wesentlichen radial oder schraubengangförmig um die Längsachse des Zugbewehrungselements verlaufende Rippen und/oder als Besandung ausgebildet. Diese Rippen können in Form von sogenannten negativen Rippen durch Einfräsen von Vertiefungen in ein glattwandiges Zugbewehrungselement ausgebildet werden, wobei die negativen Rippen einen radial innenliegenden Rippengrund und einen radial außenliegenden Rippenscheitelbereich aufweisen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass das Zugbewehrungselement positive Rippen auf seiner radialen Außenfläche aufweisen kann, welche zumindest teilweise entlang der Längsachse auf ein glattwandiges Zugbewehrungselement aufgewickelt oder anderweitig additiv aufgebracht wurden. Dadurch stehen diese positiven Rippen von der Außenfläche des Zugbewehrungselements radial oder schraubengangförmig hervor. Derartige positive Rippen weisen ebenfalls einen radial innenliegenden Rippengrund sowie einen radial außenliegenden Rippenscheitelbereich auf. Im Einbauzustand des Bauelements bilden sowohl positive als auch negative Rippen einen Formschluss mit den angrenzenden Bauteilen aus, wodurch es zu einer Verzahnung der Rippen des Zugbewehrungselements mit dem die Rippen umgebenden Material der angrenzenden Bauteile kommt. Durch eine Besandung, d.h. ein Aufbringen von Sand auf die radiale Außenfläche des Zugbewehrungselements im ersten Verankerungsabschnitt und/oder im zweiten Verankerungsabschnitt erhält das Zugbewehrungselement eine raue und strukturierte Oberfläche, wodurch im Einbauzustand des Bauelements der Verbund zwischen dem Zugbewehrungselement und den angrenzenden Bauteilen im Vergleich zu einem glattwandigen Zugbewehrungselement erhöht wird. Dabei können entweder beide Verankerungsabschnitte besandet oder mit Rippen versehen werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass nur einer der beiden Verankerungsabschnitte eine Besandung als Oberflächenprofilierung aufweist, während der andere Verankerungsabschnitte mit einer Oberflächenprofilierung aus Rippen versehen ist. Hierdurch kann eine optimale Verbundstärke zwischen beiden Verankerungsabschnitten und den angrenzenden Bauteilen erreicht und gleichzeitig eine Rissbildung im die Verankerungsabschnitte umgebenden Material dieser Bauteile verringert werden. Somit wird letztlich die Stabilität der Anbindung des vorkragenden Außenteils an die Gebäudehülle verbessert.In a first advantageous embodiment of the component according to the invention, the first surface profile and the second surface profile are formed independently of one another as ribs running essentially radially or helically around the longitudinal axis of the tensile reinforcement element and / or as sanding. These ribs can be designed in the form of so-called negative ribs by milling recesses in a smooth-walled tensile reinforcement element, the negative ribs having a radially inner rib base and a radially outer rib apex region. However, there is also the possibility that the tensile reinforcement element can have positive ribs on its radial outer surface, which were at least partially wound onto a smooth-walled tensile reinforcement element or otherwise additively applied along the longitudinal axis. As a result, these positive ribs project radially or helically from the outer surface of the tensile reinforcement element. Such positive ribs also have a radially inner rib base and a radially outer rib apex region. When the component is installed, both positive and negative ribs form a form fit with the adjacent components, which results in the ribs of the tensile reinforcement element interlocking with the material of the adjacent components surrounding the ribs. By sanding, ie applying sand to the radial outer surface of the tensile reinforcement element in the first anchoring section and / or in the second anchoring section, the tensile reinforcement element is given a rough and structured surface, whereby in the installed state of the component the bond between the tensile reinforcement element and the adjacent components in comparison to a smooth-walled tensile reinforcement element is increased. Either both anchoring sections can be sanded or provided with ribs. However, there is also the possibility that only one of the two anchoring sections has a sanding as a surface profile, while the other anchoring section is provided with a surface profile made of ribs. In this way, an optimal bond strength between the two anchoring sections and the adjoining components can be achieved and at the same time cracking in the material of these components surrounding the anchoring sections is reduced will. Ultimately, this improves the stability of the connection of the protruding outer part to the building envelope.
Um im Einbauzustand des Bauelements zwischen der Gebäudehülle und dem vorkragenden Außenteil jeweils eine voneinander abweichende Verbundstärke des jeweils ersten Verankerungsabschnitts und des zweiten Verankerungsabschnitts mit dem die Verankerungsabschnitte umgebenden Material der Gebäudehülle und dem vorkragenden Außenteil zu bewirken, unterscheiden sich die Rippen der ersten Oberflächenprofilierung und die Rippen der zweiten Oberflächenprofilierung in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauelements in ihrer Rippenhöhe h, Rippenabstand b, Rippenteilung T, Neigungswinkel der Rippenflanken α und/oder Rippenform. Durch diese Unterschiede zwischen der ersten und der zweiten Oberflächenprofilierung kann die Verbundstärke zwischen dem jeweiligen Verankerungsabschnitt und dem den Verankerungsabschnitt umgebenden Material derart angepasst werden, dass eine Überbeanspruchung des das Zugbewehrungselement umgebenden Materials im Übergangsbereich zwischen der verbundfreien Zone im Bereich des Isolierkörpers und dem Bereich mit Verbund vermieden wird. Hierdurch kann eine Rissbildung in diesem Übergangsbereich reduziert oder sogar ganz verhindert werden. Die auf der radialen Außenfläche des Zugbewehrungselements ausgebildeten Rippen können schon bei relativ geringen axialen Zugbelastungen abscheren, da sie meist nicht stabil genug sind, um die bei axialen Zugbelastungen wirksamen Kräfte von dem das Zugbewehrungselement umgebenden Material in das Zugbewehrungselement bzw. umgekehrt zu übertragen. Um gerippten Zugbewehrungselementen aus faserverstärktem Kunststoff ausreichend Verbundeigenschaften zu verleihen, ist es daher vorteilhaft, die Rippen mit einem Neigungswinkel ihrer Rippenflanken kleiner 90 Grad auszubilden, wobei die Rippenflanken den Übergangsbereich zwischen dem radial innenliegenden Rippengrund und dem radial außenliegenden Rippenscheitelbereich bilden. Auf der anderen Seite besteht bei zu flachen Rippen, welche nicht abscheren, die Gefahr, dass diese ein sogenanntes Spaltzugversagen des Materials der angrenzenden Bauteile verursachen, indem sie ähnlich einem Keil das formschlüssig das Zugbewehrungselement umgebende Material bei Zugbelastungen einem immer größer werdenden Durchmesser des Zugbewehrungselements aussetzen und ihn schließlich aufsprengen. Indem die Rippen sich im Neigungswinkel der Rippenflanken α des ersten Verankerungsabschnitts und des zweiten Verankerungsabschnitts unterscheiden, kann nicht nur eine Rissbildung im Material der angrenzenden Bauteile vermindert oder sogar ganz verhindert werden, sondern auch eine ausreichende Verbundstärke gewährleistet werden. Des Weiteren kann durch eine große Rippenhöhe h bei gleichzeitigem geringem Rippenabstand b eine hohe Verzahnung des jeweiligen Verankerungsabschnitts mit dem den jeweiligen Verankerungsabschnitt umgebenden Beton der Gebäudehülle und dem vorkragenden Außenteil erreicht werden. Die Rippenhöhe h stellt hierbei den Abstand zwischen dem radial innenliegenden Rippengrund und dem radial außenliegenden Rippenscheitelbereich dar. Im Fall einer nur geringen Rippenhöhe h bei gleichzeitigem großen Rippenabstand b kann eine geringere Verzahnung erzielt werden. Da das Maß der Verzahnung mit der Stärke des Verbunds zwischen dem Zugbewehrungselement und dem das Zugbewehrungselement umgebenden Beton korreliert, können durch die vorgenannten Unterschiede der Rippen der ersten Oberflächenprofilierung und der Rippen der zweiten Oberflächenprofilierung gezielt ein optimierter Verbund bei gleichzeitiger Verringerung der Rissbildung im Beton erreicht werden. Bevorzugt werden die Rippenhöhe h, der Rippenabstand b, die Rippenteilung T, der Neigungswinkel der Rippenflanken α und/oder die Rippenform im ersten Verankerungsabschnitt und im zweiten Verankerungsabschnitt solcherart gewählt, dass das Zugbewehrungselement des Bauelements optimale Verbundeigenschaften aufweist.The ribs of the first surface profile and the ribs differ from each other in order to produce a different bond strength of the respective first anchoring section and the second anchoring section with the material of the building envelope surrounding the anchoring sections and the cantilevered outer part between the building envelope and the protruding outer part when the building element is installed the second surface profiling in a further advantageous embodiment of the component according to the invention in its rib height h, rib spacing b, rib pitch T, angle of inclination of the rib flanks α and / or rib shape. Due to these differences between the first and the second surface profile, the bond strength between the respective anchoring section and the material surrounding the anchoring section can be adapted in such a way that the material surrounding the tensile reinforcement element is overstressed in the transition area between the bond-free zone in the area of the insulating body and the area with bond is avoided. In this way, crack formation in this transition area can be reduced or even completely prevented. The ribs formed on the radial outer surface of the tensile reinforcement element can shear off even with relatively low axial tensile loads, as they are usually not stable enough to transfer the forces that are effective under axial tensile loads from the material surrounding the tensile reinforcement element to the tensile reinforcement element or vice versa. In order to give ribbed tensile reinforcement elements made of fiber-reinforced plastic sufficient composite properties, it is therefore advantageous to design the ribs with an inclination angle of their rib flanks of less than 90 degrees, the rib flanks forming the transition area between the radially inner rib base and the radially outer rib apex area. On the other hand, if the ribs are too flat and do not shear off, there is a risk that they will cause what is known as splitting tensile failure of the material of the adjacent components by exposing the material surrounding the tensile reinforcement element to an ever-increasing diameter of the tensile reinforcement element, similar to a wedge and finally blow it up. In that the ribs are at the angle of inclination of the rib flanks α of the first anchoring section and of the second anchoring section differentiate, not only can the formation of cracks in the material of the adjacent components be reduced or even completely prevented, but also a sufficient bond strength can be guaranteed. Furthermore, a high level of interlocking of the respective anchoring section with the concrete of the building shell surrounding the respective anchoring section and the protruding outer part can be achieved by a large rib height h with a simultaneous small rib spacing b. The rib height h here represents the distance between the radially inner rib base and the radially outer rib apex area. In the case of an only small rib height h with a simultaneously large rib spacing b, a smaller toothing can be achieved. Since the degree of interlocking correlates with the strength of the bond between the tensile reinforcement element and the concrete surrounding the tensile reinforcement element, the aforementioned differences in the ribs of the first surface profile and the ribs of the second surface profile can be used to achieve an optimized bond while reducing the formation of cracks in the concrete . The rib height h, the rib spacing b, the rib pitch T, the angle of inclination of the rib flanks α and / or the rib shape in the first anchoring section and in the second anchoring section are preferably selected in such a way that the tensile reinforcement element of the component has optimal composite properties.
Um eine Rissbildung im Übergangsbereich zwischen der verbundfreien Zone und einem Bereich mit Verbund weiter zu verringern, sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauelements vor, dass die Rippenhöhe h und/oder der Rippenabstand b im ersten Verankerungsabschnitt größer als im zweiten Verankerungsabschnitt sind. Daraus ergibt sich, dass im Bereich des ersten Verankerungsabschnitts, welcher im Einbauzustand des Bauelements tiefer in den angrenzenden Bauteilen angeordnet ist, ein stärkerer Verbund zwischen dem Zugbewehrungselement und dem das Zugbewehrungselement umgebenden Material ausgebildet wird. Im Bereich des zweiten Verankerungsabschnitts ist der Verbund zwischen dem Zugbewehrungselement und dem das Zugbewehrungselement umgebenden Beton im Vergleich zum ersten Verankerungsabschnitt geringer. Aufgrund dessen steigt die Verbundstärke zwischen dem Zugbewehrungselement und dem das Zugbewehrungselement umgebenden Material vom in die angrenzenden Bauteile hineinragenden Bereich des Mittelabschnitts des Zugbewehrungselements, welcher im Wesentlichen glattwandig ausgebildet ist oder eine Umhüllung aufweist, zum in den angrenzenden Bauteilen tiefliegendsten ersten Verankerungsabschnitt, dessen Rippenhöhe h und/oder Rippenabstand b größer als im zweiten Verankerungsabschnitt ist, im Wesentlichen stufenartig an. Hierdurch wird ein gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Bauelementen verbesserter Verbund bei gleichzeitiger Verringerung der Rissbildung im Material der angrenzenden Bauteile erreicht.In order to further reduce crack formation in the transition area between the bond-free zone and an area with bond, a further advantageous embodiment of the component according to the invention provides that the rib height h and / or the rib spacing b in the first anchoring section are greater than in the second anchoring section. This results in a stronger bond between the tensile reinforcement element and the material surrounding the tensile reinforcement element being formed in the area of the first anchoring section, which is arranged deeper in the adjacent components when the component is installed. In the area of the second anchoring section, the bond between the tensile reinforcement element and the concrete surrounding the tensile reinforcement element is less than in the first anchoring section. Because of this, the bond strength between the tensile reinforcement element and the material surrounding the tensile reinforcement element increases from the region of the central section of the tensile reinforcement element protruding into the adjacent components, which essentially is smooth-walled or has a casing, to the deepest first anchoring section in the adjacent components, whose rib height h and / or rib spacing b is greater than in the second anchoring section, essentially step-like. As a result, an improved bond compared to the components known from the prior art is achieved with a simultaneous reduction in the formation of cracks in the material of the adjacent components.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauelements ist der Neigungswinkel der Rippenflanken α im ersten Verankerungsabschnitt kleiner als im zweiten Verankerungsabschnitt. Hierdurch kann die Verbundstärke im Bereich des Übergangs zwischen der verbundfreien Zone und dem Bereich mit Verbund weiter verbessert werden, um eine Rissbildung im Material der angrenzenden Bauteile zu verringern oder sogar ganz zu verhindern.In a further advantageous embodiment of the component according to the invention, the angle of inclination of the rib flanks α is smaller in the first anchoring section than in the second anchoring section. As a result, the bond strength in the area of the transition between the bond-free zone and the region with bond can be further improved in order to reduce or even completely prevent cracking in the material of the adjacent components.
Um den zuvor beschriebenen Effekt weiter zu verbessern, sieht eine weitere vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen Bauelements vor, dass der Mittelabschnitt und die Rippen des ersten Verankerungsabschnitts und/oder des zweiten Verankerungsabschnitts einen im Wesentlichen identischen Durchmesser aufweisen. Wie bereits zuvor erwähnt, weisen die Rippen einen radial innenliegenden Rippengrund und einen radial außenliegenden Rippenscheitelbereich auf. Als Durchmesser d des Zugbewehrungselements im ersten und/oder zweiten Verankerungsabschnitt ist hierbei der Durchmesser des Rippenscheitelbereichs ds anzusehen. Das bedeutet, dass der Durchmesser des Mittelabschnitts dM und der Durchmesser ds des Rippenscheitelbereichs im ersten und/oder zweiten Verankerungsabschnitt im Wesentlichen identisch ausgebildet sind. Hieraus ergibt sich auch, dass der Durchmesser des radial innenliegenden Rippengrunds dG geringer als der Durchmesser dM des Mittelabschnitt des Zugbewehrungselements ist.In order to further improve the previously described effect, a further advantageous embodiment of the component according to the invention provides that the central section and the ribs of the first anchoring section and / or the second anchoring section have a substantially identical diameter. As already mentioned above, the ribs have a radially inner rib base and a radially outer rib apex region. The diameter d of the tensile reinforcement element in the first and / or second anchoring section is to be regarded as the diameter of the rib apex region d s . This means that the diameter of the central section d M and the diameter d s of the rib apex area in the first and / or second anchoring section are essentially identical. This also means that the diameter of the radially inner rib base d G is smaller than the diameter d M of the central section of the tensile reinforcement element.
Sofern der erste und der zweite Verankerungsabschnitt eine Besandung aufweisen, sieht eine weitere vorteilhafte Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Bauelements vor, dass sich die Besandung der ersten Oberflächenprofilierung und die Besandung der zweiten Oberflächenprofilierung in ihrer Sandzusammensetzung, Korngröße und/oder Kornform unterscheiden, um im Einbauzustand des Bauelements jeweils eine voneinander abweichende Verbundstärke des jeweils ersten Verankerungsabschnitts und des zweiten Verankerungsabschnitts mit dem die Verankerungsabschnitte umgebenden Material der Gebäudehülle und/oder des vorkragenden Außenteils zu bewirken. Beispielsweise kann durch eine hohe Korngröße der Besandung die Oberflächenrauigkeit des Zugbewehrungselements in einem der beiden Verankerungsabschnitte erhöht werden. Hierdurch steigt die Verbundstärke und damit die Kraftübertragung zwischen diesem Verankerungsabschnitt und dem den Verankerungsabschnitt umgebenden Material an. Somit kann die Verbundstärke am jeweiligen Verankerungsabschnitt an die jeweiligen Anforderungen des Bauelements im Einbauzustand angepasst werden und eine Rissbildung im Material der angrenzenden Bauteile verringert oder sogar ganz verhindert werden. Ein derart ausgebildetes Bauelement zeichnet sich somit durch eine gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Bauelementen verbesserte Verbundeigenschaft aus.If the first and second anchoring sections are sanded, a further advantageous further development of the component according to the invention provides that the sanding of the first surface profiling and the sanding of the second surface profiling differ in their sand composition, grain size and / or grain shape, so that in the installed state of the component each have a different bond strength of the respective first anchoring section and the second anchoring section with the material of the building envelope surrounding the anchoring sections and / or the protruding outer part. For example, the surface roughness of the tensile reinforcement element in one of the two anchoring sections can be increased by a large grain size of the sanding. This increases the bond strength and thus the force transmission between this anchoring section and the material surrounding the anchoring section. The bond strength at the respective anchoring section can thus be adapted to the respective requirements of the component in the installed state and crack formation in the material of the adjacent components can be reduced or even prevented entirely. A component embodied in this way is thus distinguished by an improved bond property compared to the components known from the prior art.
Es hat sich hierbei als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Verbundstärke im tiefliegendsten ersten Verankerungsabschnitt höher als im zweiten Verankerungsabschnitt ist. Daher sieht eine weitere vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen Bauelements vor, dass die Korngröße der Besandung im ersten Verankerungsabschnitt größer als im zweiten Verankerungsabschnitt ist. Hierdurch weist der erste Verankerungsabschnitt eine größere Oberflächenrauigkeit als der zweite Verankerungsabschnitt auf, wodurch es im Einbauzustand des Bauelements in diesem Bereich zu einem stärkeren Verbund mit dem das Zugbewehrungselement umgegeben Material kommt. Hierdurch werden die Verbundeigenschaften des erfindungsgemäßen Bauelements weiter verbessert.It has proven to be particularly advantageous here if the bond strength in the deepest first anchoring section is higher than in the second anchoring section. A further advantageous embodiment of the component according to the invention therefore provides that the grain size of the sanding in the first anchoring section is larger than in the second anchoring section. As a result, the first anchoring section has a greater surface roughness than the second anchoring section, which results in a stronger bond with the material surrounding the tensile reinforcement element in this area when the component is installed. This further improves the composite properties of the component according to the invention.
Wie bereits zuvor erwähnt, korreliert die Verbundstärke des Zugbewehrungselements in den angrenzenden Bauteilen u.a. auch mit dem Durchmesser des Zugbewehrungselements im Verbundbereich. Um zu vermeiden, dass der Verbund insbesondere im Übergangsbereich zwischen der verbundfreien Zone und dem Bereich mit Verbund zu stark ist und es dadurch zu einer unerwünschten Rissbildung im Material der angrenzenden Bauteile kommt, weisen der Mittelabschnitt und/oder der erste Verankerungsabschnitt und/oder der zweite Verankerungsabschnitt in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauelements einen voneinander abweichenden Durchmesser aufweisen.As already mentioned, the bond strength of the tensile reinforcement element in the adjoining components correlates, among other things, with the diameter of the tensile reinforcement element in the bond area. In order to avoid that the bond is too strong, especially in the transition area between the bond-free zone and the area with bond, and that this leads to undesirable cracking in the material of the adjacent components, the middle section and / or the first anchoring section and / or the second In a further advantageous embodiment of the component according to the invention, the anchoring section have a diameter that differs from one another.
Weisen der erste und der zweite Verankerungsabschnitt eine Besandung auf, so kann der erste Verankerungsabschnitt vorzugsweise einen gegenüber dem zweiten Verankerungsabschnitt und dem Mittelabschnitt des Zugbewehrungselements größeren Durchmesser aufweisen. Dies kann beispielsweise durch die Menge an auf den jeweiligen Verankerungsabschnitt aufgebrachten Sand erreicht werden. In diesem bevorzugten Fall ist die Verbundstärke im Bereich des zweiten Verankerungsabschnitts geringer im Vergleich zum ersten Verankerungsabschnitt. Weisen der erste und der zweite Verankerungsabschnitt auf ihrer radialen Außenfläche Rippen auf, so kann der Durchmesser dG des radial innenliegenden Rippengrundes des ersten Verankerungsabschnittes vorzugsweise geringer sein als der Durchmesser dG des radial innenliegenden Rippengrundes des zweiten Verankerungsabschnittes. Gleichzeitig können der Durchmesser des Mittelabschnitts dM und die Durchmesser ds der jeweiligen Rippenscheitelbereiche des ersten und des zweiten Verankerungsabschnitts entweder im Wesentlichen identisch oder verschieden vom Durchmesser dM des Mittelabschnitts des Zugbewehrungselements sein. Folglich kann die Rippenhöhe h im ersten Verankerungsabschnitt größer oder gleich der Rippenhöhe h im zweiten Verankerungsabschnitt sein. Letztlich werden in beiden Fällen die Verbundeigenschaften des Bauelements solcherart verbessert, dass eine Rissbildung im Material im Übergangsbereich zwischen der verbundfreien Zone und dem Bereich mit Verbund vermindert oder sogar ganz verhindert wird.If the first and second anchoring sections are sanded, the first anchoring section can preferably have a larger diameter than the second anchoring section and the central section of the tensile reinforcement element. This can be achieved, for example, by the amount of sand applied to the respective anchoring section. In this preferred case, the bond strength in the area of the second anchoring section is lower compared to the first anchoring section. If the first and the second anchoring section have ribs on their radial outer surface, the diameter d G of the radially inner rib base of the first anchoring section can preferably be smaller than the diameter d G of the radially inner rib base of the second anchoring section. At the same time, the diameter of the middle section d M and the diameter d s of the respective rib apex regions of the first and second anchoring sections can either be essentially identical to or different from the diameter d M of the middle section of the tensile reinforcement element. Consequently, the rib height h in the first anchoring section can be greater than or equal to the rib height h in the second anchoring section. Ultimately, in both cases, the composite properties of the component are improved in such a way that crack formation in the material in the transition area between the bond-free zone and the area with the bond is reduced or even completely prevented.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauelements steht der Mittelabschnitt des Zugbewehrungselements gegenüber dem Isolierkörper um eine Länge L3 in im Wesentlichen horizontaler Richtung vor, welche zweimal bis zehnmal so groß wie ein Durchmesser dM des Mittelabschnitts des Zugbewehrungselements ist. Das bedeutet, dass der Mittelabschnitt des Zugbewehrungselements im Einbauzustand des Bauelements um im Wesentlichen diese Länge L3 in beide angrenzende Bauteile hineinragt. Diese Länge L3, welche zweimal bis zehnmal so groß wie der Durchmesser dM des Mittelabschnitts des Zugbewehrungselements, verringert eine Rissbildung im Material der angrenzenden Bauteile im Übergangsbereich zwischen der verbundfreien Zone und dem Bereich mit Verbund weiter.In a further advantageous embodiment of the component according to the invention, the central section of the tensile reinforcement element protrudes from the insulating body by a length L 3 in a substantially horizontal direction, which is twice to ten times as large as a diameter d M of the central section of the tensile reinforcement element. This means that the central section of the tensile reinforcement element in the installed state of the component protrudes into both adjacent components by essentially this length L 3 . This length L 3 , which is twice to ten times as large as the diameter d M of the central section of the tensile reinforcement element, further reduces crack formation in the material of the adjacent components in the transition area between the bond-free zone and the bonded area.
Wie bereits zuvor erwähnt, schließt sich in Längsrichtung des Mittelabschnitts beidseitig jeweils der zweite Verankerungsabschnitt des einstückig ausgebildeten Zugbewehrungselements an. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauelements sieht hierbei vor, dass eine Länge L2 des zweiten Verankerungsabschnitts zweimal bis zehnmal, bevorzugt fünfmal bis siebenmal so groß wie der Durchmesser dM des Mittelabschnitts des Zugbewehrungselements ist. Ein derartige Länge L2 verringert eine Rissbildung im Material der angrenzenden Bauteile im Übergangsbereich zwischen der verbundfreien Zone und dem Bereich mit Verbund weiter. Hierdurch wird die Stabilität der Anbindung des vorkragenden Außenteils an die Gebäudehülle weiter erhöht.As already mentioned above, the second anchoring section of the integrally formed one closes in the longitudinal direction of the middle section on both sides Tensile reinforcement element. A further advantageous embodiment of the component according to the invention provides that a length L 2 of the second anchoring section is twice to ten times, preferably five to seven times as large as the diameter d M of the central section of the tensile reinforcement element. Such a length L 2 further reduces the formation of cracks in the material of the adjoining components in the transition area between the bond-free zone and the bonded area. This further increases the stability of the connection of the protruding outer part to the building envelope.
Um eine optimale Verankerung des Zugbewehrungselements des Bauelements in den angrenzenden Bauteilen gewährleisten zu können, ist die Länge L1 des ersten Verankerungsabschnitts in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauelements zehnmal bis fünfzigmal, bevorzugt zehnmal bis vierzigmal so groß wie der Durchmesser dM des Mittelabschnitts des Zugbewehrungselements. Das bedeutet, dass sich der erste Verankerungsabschnitt im Einbauzustand des Bauelements in horizontaler Richtung der angrenzenden Bauteile über die Länge L3 erstreckt. Dadurch ist gewährleistet, dass die Zugbewehrungselemente des Bauelements ohne zusätzliche Endverankerungen wie beispielsweise Querplatten, Schlaufen oder dergleichen verwendet werden können. Dies vereinfacht den Einbau des Bauelements zwischen dem vorkragenden Außenteil und der Gebäudehülle.In order to be able to ensure optimal anchoring of the tensile reinforcement element of the component in the adjacent components, the length L 1 of the first anchoring section in a further advantageous embodiment of the component according to the invention is ten to fifty times, preferably ten to forty times, as large as the diameter d M of the central section of the Tensile reinforcement element. This means that the first anchoring section extends in the installed state of the component in the horizontal direction of the adjacent components over the length L 3 . This ensures that the tensile reinforcement elements of the component can be used without additional end anchors such as transverse plates, loops or the like. This simplifies the installation of the component between the protruding outer part and the building envelope.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauelements sieht vor, dass die Umhüllung als im Wesentlichen dünnwandige, rohrförmige Manschette ausgebildet ist, welche auf zumindest den vorstehenden Bereich des Mittelabschnitts aufsteckbar ist. Diese Manschette ragt im Einbauzustand des Bauelements ebenfalls in beide angrenzende Bauteile hinein und verhindert dadurch einen Verbund zwischen Mittelabschnitt und dem Material der angrenzenden Bauteile und somit eine Überbeanspruchung des Materials der angrenzenden Bauteile. Somit kann eine Rissbildung im Übergangsbereich zwischen der verbundfreien Zone und dem Bereich mit Verbund ebenfalls verringert oder sogar ganz verhindert werden. Durch die Verwendung einer solchen Umhüllung kann das Zugbewehrungselement im Bereich des Mittelabschnitts ebenfalls eine Oberflächenprofilierung aufweisen. Da diese Oberflächenprofilierung zumindest teilweise von der Umhüllung überdeckt ist, hat diese im Wesentlichen keinen Einfluss auf den Verbund zwischen dem Zugbewehrungselement im vorstehenden Bereich des Mittelabschnitts und dem das Zugbewehrungselement umgebenden Materials.A further advantageous embodiment of the component according to the invention provides that the casing is designed as an essentially thin-walled, tubular sleeve which can be plugged onto at least the protruding area of the central section. When the component is installed, this sleeve also protrudes into both adjacent components and thereby prevents a bond between the middle section and the material of the adjacent components and thus an overstressing of the material of the adjacent components. Thus, crack formation in the transition area between the bond-free zone and the area with bond can also be reduced or even completely prevented. By using such a cover, the tensile reinforcement element can also have a surface profile in the area of the central section. Since this surface profile is at least partially covered by the envelope, it has essentially no influence on the bond between the tensile reinforcement element in the above Area of the middle section and the material surrounding the tensile reinforcement element.
Diese Umhüllung ist ein einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauelements als Beschichtung ausgebildet, welche durch Sprühen oder Streichen auf zumindest den vorstehenden Bereich des Mittelabschnitts auftragbar ist. Hierdurch können beispielsweise polymere Materialien in flüssiger oder pastöser Form auf zumindest den vorstehenden Bereich des Mittelabschnitts aufgebracht werden, welche nach dem Auftragen aushärten und so eine im Wesentlichen glattwandige Oberfläche auf der radialen Außenfläche des Mittelabschnitts ausbilden. Dies ermöglicht eine optimale Anpassung des Bauelements an die Anforderungen im Einbauzustand zwischen dem vorkragenden Außenteil und der Gebäudehülle.In another advantageous embodiment of the component according to the invention, this covering is designed as a coating which can be applied to at least the protruding area of the central section by spraying or painting. In this way, for example, polymeric materials in liquid or pasty form can be applied to at least the protruding area of the central section, which harden after application and thus form an essentially smooth-walled surface on the radial outer surface of the central section. This enables an optimal adaptation of the component to the requirements in the installed state between the protruding outer part and the building shell.
Das erfindungsgemäße Bauelement weist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung zusätzlich zu den Zugbewehrungselementen - wie es aus dem einschlägigen Stand der Technik bekannt und wie es bei derartigen Bauelemente üblich ist - Druckkraftelemente und/oder Querkraftelemente auf, welche zur Übertragung von auf das Bauelement wirkenden Druck- und/oder Querkräften dienen.In a further advantageous embodiment, the component according to the invention has, in addition to the tensile reinforcement elements - as is known from the relevant prior art and as is customary with such components - compressive force elements and / or transverse force elements, which are used to transmit pressure and force acting on the component / or serve transverse forces.
Soweit vorliegend bezüglich des Materials der angrenzenden Bauteile, also insbesondere der Gebäudehülle und des vorkragenden Außenteils von Beton die Rede ist, so soll hierunter auch 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.Insofar as concrete is mentioned with regard to the material of the adjacent components, i.e. in particular the building envelope and the protruding outer part, this should also be understood to include any form of a hardening and / or hardenable building material, in particular a cement-containing, fiber-reinforced building material such as concrete, such as high-strength or ultra-high-strength concrete or such as high-strength or ultra-high-strength mortar, a synthetic resin mixture or a reaction resin mixture.
Weitere Merkmale oder Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; hierbei zeigen
Figur 1- ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauelements im Einbauzustand zwischen einer Gebäudehülle und einem vorkragenden Außenteil in Schnittdarstellung;
Figur 2- ein Detail des Ausführungsbeispiels des Bauelements 1
aus Figur 1 ; Figur 3- eine Teildarstellung einer ersten Variante eines Zugbewehrungselements zur Verwendung in dem
Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ; Figur 4- eine Teildarstellung einer zweiten Variante eines Zugbewehrungselements zur Verwendung in dem
Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ; Figur 5- eine Teildarstellung einer dritten Variante eines Zugbewehrungselements zur Verwendung in dem
Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ; Figur 6- eine Teildarstellung einer vierten Variante eines Zugbewehrungselements zur Verwendung in dem
Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ; Figur 7- eine Teildarstellung einer fünften Variante eines Zugbewehrungselements zur Verwendung in dem
Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ; Figur 8- eine Teildarstellung einer sechsten Variante eines Zugbewehrungselements zur Verwendung in dem
Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ; sowie - Figur 9
- eine Teildarstellung einer siebten Variante eines Zugbewehrungselements zur Verwendung in dem
Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 .
- Figure 1
- an embodiment of a component according to the invention in the installed state between a building envelope and a protruding outer part in a sectional view;
- Figure 2
- a detail of the embodiment of the
component 1 fromFigure 1 ; - Figure 3
- a partial representation of a first variant of a tensile reinforcement element for use in the embodiment according to
Figure 1 ; - Figure 4
- a partial illustration of a second variant of a tensile reinforcement element for use in the embodiment according to
Figure 1 ; - Figure 5
- a partial representation of a third variant of a tensile reinforcement element for use in the embodiment according to
Figure 1 ; - Figure 6
- a partial representation of a fourth variant of a tensile reinforcement element for use in the embodiment according to
Figure 1 ; - Figure 7
- a partial representation of a fifth variant of a tensile reinforcement element for use in the embodiment according to
Figure 1 ; - Figure 8
- a partial representation of a sixth variant of a tensile reinforcement element for use in the embodiment according to
Figure 1 ; such as - Figure 9
- a partial representation of a seventh variant of a tensile reinforcement element for use in the embodiment according to
Figure 1 .
Das Zugbewehrungselement 3 weist einen den Isolierkörper 2 durchquerenden Mittelabschnitt 4 mit einem Durchmesser dM auf welcher sowohl in Richtung der Gebäudehülle A als auch in Richtung des vorkragenden Außenteils B horizontal gegenüber dem Isolierkörper 2 um eine Länge L3 vorsteht. Das bedeutet, dass der Mittelabschnitt 4 eine gegenüber der Querschnittslänge zur Längsachse des Isolierkörpers 2 größere Länge aufweist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Länge L3 dreimal so groß wie der Durchmesser dM des Mittelabschnitts 4. Im vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Mittelabschnitt 4 auf seiner radialen Außenfläche im Wesentlichen glattwandig, d.h. ohne jegliche Oberflächenprofilierung ausgebildet. In einem Bereich außerhalb des Isolierkörpers 2 weist das Zugbewehrungselement 3 einen ersten Verankerungsabschnitt 5 mit einer Länge L1 auf. Zur Verankerung dieses ersten Verankerungsabschnitts 5 in den beiden angrenzenden Bauteilen A, B ist dieser erste Verankerungsabschnitt 5 auf seiner radialen Außenfläche mit einer ersten Oberflächenprofilierung versehen, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form von zueinander parallelen Rippen ausgebildet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Länge L1 fünfzigmal so groß wie der Durchmesser dM des Mittelabschnitts 4.The
Zwischen dem Mittelabschnitt 4 und dem ersten Verankerungsabschnitt 5 weist das Zugbewehrungselement 3 weiterhin einen zweiten Verankerungsabschnitt 6 der Länge L2 auf. Auch dieser zweite Verankerungsabschnitt 6 des Zugbewehrungselements 3 ist auf seiner radialen Außenfläche mit einer zweiten Oberflächenprofilierung in Form von zueinander parallelen Rippen versehen. Wesentlich hierbei ist, dass sich die erste Oberflächenprofilierung des ersten Verankerungsabschnitts 5 und die zweite Oberflächenprofilierung des zweiten Verankerungsabschnitts 6, wie anhand der nachfolgenden
Wie bereits zuvor erwähnt steht der den Isolierkörper 2 durchquerende Mittelabschnitt 4 des Zugbewehrungselements 3 gegenüber dem Isolierkörper 2 in horizontaler Richtung um die Länge L3 hervor. Aufgrund dessen ragt dieser Mittelabschnitt 4 im Einbauzustand des Bauelements 1 im Wesentlichen um diese Länge L3 in die beiden angrenzenden Bauteil A, B hinein. Aufgrund der fehlenden Oberflächenprofilierung und der damit verbundenen geringen Oberflächenrauigkeit des Mittelabschnitts 4 kommt es im Übergangsbereich zwischen dem Isolierkörper 2 und den angrenzenden Bauteilen A, B zu einem nur schwachen Verbund zwischen dem Zugbewehrungselement 3 und dem das Zugbewehrungselement 3 umgebenden Material. Somit bildet sich im Übergangsbereich zwischen dem Isolierkörper 2 und den angrenzenden Bauteilen A, B eine sogenannte verbundschwache Zone aus. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sowohl die Gebäudehülle A als auch das vorkragenden Außenteil B aus Stahlbeton ausgebildet, weswegen es sich bei dem das Zugbewehrungselement 3 umgebende Material im Einbauzustand des Bauelements 1 um Beton handelt. In der verbundschwachen Zone kommt es zu einer nur geringen Kraftübertragung zwischen dem Zugbewehrungselement 3 und dem das Zugbewehrungselement 3 umgebenden Beton.As already mentioned above, the
Entlang der Längsachse des Zugbewehrungselements 3 schließt sich - wie bereits zuvor beschrieben - auf einer dem Mittelabschnitt 4 gegenüberliegenden Seite zunächst der zweite Verankerungsabschnitt 6 und dann der erste Verankerungsabschnitt 5 des Zugbewehrungselement 3 an. Wie anhand der nachfolgenden
Beide angrenzenden Bauteile A, B sind - wie bereits zuvor erwähnt - aus Stahlbeton ausgebildet und weisen daher jeweils eine entsprechende Anschlussbewehrung A1, B1 auf, mit welcher das Zugbewehrungselement 3 entsprechend überlappt. Des Weiteren weist das Bauelement 1 zur Aufnahme und Übertragung von auf das Bauelement wirkenden Druckkräften ein Druckkraftelement 7 auf. Somit können durch das Bauelement 1 nicht nur Zugkräfte, sondern auch Druckkräfte übertragen werden und es entsteht eine stabile und dauerhafte Anbindung des vorkragenden Außenteils B an die Gebäudehülle A.Both adjoining components A, B are - as already mentioned - made of reinforced concrete and therefore each have a corresponding connection reinforcement A1, B1 with which the
Claims (15)
- Structural element (1) for low-thermal-bridging attachment of a projecting exterior part (B) to a building envelope (A) having at least one insulator body (2) to be arranged between the projecting exterior part (B) and the building envelope (A) and at least one integrally formed reinforcing element (3) made of fibre-reinforced plastics in the form of at least one tensile reinforcing element, which reinforcing element (3) passes through the insulator body (2) substantially horizontally and transversely with respect to the horizontal longitudinal extent thereof and is connectible to the exterior part (B) and the building envelope (A), wherein the reinforcing element (3) has a central portion (4) which extends through the insulator body (2) and which projects relative to the insulator body (2) and, at least in that projecting region, either is substantially smooth-walled or, at least in part, has a covering (8) on its radial outer surface, and in a region outside the insulator body (2) has at least one first anchoring portion (5) which has first surface-profiling on its radial outer surface,
characterised in that
between the central portion (4) and the first anchoring portion (5) the reinforcing element (3) has a second anchoring portion (6) which has second surface-profiling, wherein the first surface-profiling and the second surface-profiling differ in their geometric and/or material properties. - Structural element (1) according to claim 1,
characterised in that
the first surface-profiling and the second surface-profiling are formed independently of one another as ribs (53, 54, 63, 64) running substantially radially or helically around the longitudinal axis of the reinforcing element (3) and/or as a sand-coating. - Structural element (1) according to claim 2,
characterised in that
the ribs (53, 54) of the first surface-profiling and the ribs (63, 64) of the second surface-profiling differ in their rib height (h), rib spacing (b), rib pitch (T), angle of inclination of the rib flanks (a) and/or rib shape in order that, in the installed state of the structural element (1) between the building envelope (A) and the projecting exterior part (B), the respective bonding strengths of the first anchoring portion (5) and the second anchoring portion (6) with the material of the building envelope surrounding the anchoring portions (5, 6) and with the projecting exterior part are different from one another. - Structural element (1) according to claim 3,
characterised in that
the rib height (h) and/or the rib spacing (b) in the first anchoring portion (5) are greater than in the second anchoring portion (6). - Structural element (1) according to at least one of claims 3 and 4,
characterised in that
the angle of inclination of the rib flanks (a) in the first anchoring portion (5) is smaller than in the second anchoring portion (6). - Structural element (1) according to at least one of claims 2 to 5,
characterised in that
the central portion (4) and the ribs (53, 54, 63, 64) of the first anchoring portion (5) and/or of the second anchoring portion (6) have a substantially identical diameter. - Structural element (1) according to claim 2,
characterised in that
the sand-coating of the first surface-profiling and the sand-coating of the second surface-profiling differ in their sand composition, particle size and/or particle shape in order that, in the installed state of the structural element (1), the respective bonding strengths of the first anchoring portion (5) and the second anchoring portion (6) with the material of the building envelope surrounding the anchoring portions (5, 6) and with the projecting exterior part are different from one another. - Structural element (1) according to claim 6,
characterised in that
the particle size of the sand-coating in the first anchoring portion (5) is larger than in the second anchoring portion (6). - Structural element (1) according to at least one of claims 1 to 7,
characterised in that
the central portion (4) and/or the first anchoring portion (5) and/or the second anchoring portion (6) have diameters that differ from one another. - Structural element (1) according to at least one of claims 1 to 8,
characterised in that
the central portion (4) projects in a substantially horizontal direction relative to the insulator body (2) by a length L3 that is twice to ten times as large as a diameter dM of the central portion (4) of the reinforcing element (3). - Structural element (1) according to at least one of claims 1 to 9,
characterised in that
a length L2 of the second anchoring portion (6) is twice to ten times, preferably five times to seven times, as large as the diameter dM of the central portion (4) of the reinforcing element (3). - Structural element (1) according to at least one of claims 1 to 10,
characterised in that
a length L1 of the first anchoring portion (5) is ten times to fifty times, preferably ten times to forty times, as large as the diameter dM of the central portion (4) of the reinforcing element (3). - Structural element (1) according to at least one of claims 1 to 12,
characterised in that
the covering (8) is in the form of a substantially thin-walled, tubular sleeve which is mountable at least on the projecting region of the central portion (4). - Structural element (1) according to at least one of claims 1 to 13,
characterised in that
the covering (8) is in the form of a coating which can be applied by spray-application or brush-application to at least the projecting region of the central portion (4). - Structural element (1) according to at least one of claims 1 to 14,
characterised in that
the structural element (1), in addition to having the tensile reinforcing elements, has compressive force elements (7) and/or transverse force elements.
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