Flächige Beton-Tragkonstruktion sowie Verfahren zur Herstellung derselben
Die Erfindung betrifft eine flächige Beton-Tragkonstruktion, insbesondere Stahl-Beton- Tragkonstruktion, wie eine Stahl-Beton-Decke, sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Im Bauwesen ist Beton unbestritten das am besten geeignete Material, um flächige Tragwerke beliebiger Form zu schaffen. Außerdem ist die Ausführung von Stahlbetondecken äußerst einfach und wirtschaftlich.
Besonders gerne werden von Architekten Flachdecken verwendet, da diese durch die ebene Deckenuntersicht ein einfaches Verlegen der Leitungen erlauben. Lediglich zur Aussteifung werden massive Kerne benötigt. Diese Flachdecken können als Decke mit Vollquerschnitt (GB 1 284 402 A), Hohldecke (DE 4 113 028 Al) oder Decke mit ■ Verstärkungen über den Stützen ausgeführt werden. Die Decke mit Vollquerschnitt wird aus Ortbeton oder Teilfertigteildecke (Elementdecke) ausgeführt. Da das Eigengewicht nahezu 50% der Deckenbelastung ausmacht, ist man dazu übergegangen, Hohldecken herzustellen. Die Hohlkörper können beim Herstellungsprozess (Hohldielendecke) oder durch Verdrängungskörper beim Betonieren (z.B. EP 1 350 898 Al) hergestellt werden. Durch die Gewichtsminimierung können die Spannweiten vergrößert werden. Unter der Annahme einer 25 cm starken Decke können Eigengewichtseinsparungen von 35 - 45 % (Cobiax- Hohldielendecke) gegenüber einer Decke mit Vollquerschnitt erreicht werden.
Von Deckensystemen werden große Spannweiten bei geringer Bauhöhe, rasche und einfache Herstellung, sehr gute Eigenschaften im Bereich Brand,- Feuchtigkeits- und Schallschutz, eine ansprechende Optik, geringe Wartungs- und Reparaturkosten, ein hohes Maß an Flexibilität und vieles mehr verlangt. Dabei wird jedoch nicht nur auf die Flexibilität während der Herstellung geachtet, sondern die Decke soll auch während der gesamten Nutzungsdauer nichts an Flexibilität verlieren. In Gebäuden werden immer wieder neue Geräte integriert, welche auch in den Deckensystemen Platz finden müssen. Beginnend bei den Energie-, Daten- und Kommunikationsleitungen über Wärmetauscher und Klimaanlagen, deren Bauteile und Leitungen in der Deckenkonstruktion Platz finden müssen. Zusätzlich sollte auch für zukünftige Einbauteile eine einfache Nachrüstung möglich sein. Um diese Möglichkeiten zu gewährleisten, ist es bekannt, Doppelbodensysteme oder abgehängte Decken einzubauen, da mit diesen Elementen auch eine nachträgliche Nutzungsänderung einfach möglich ist. Solche Doppelbodensysteme oder abgehängte Decken bedingen jedoch relativ hohe Dicken der Decke.
Ziel der Erfindung ist es, die tragende Konstruktion mit den Vorzügen des Doppelbodens zu verbinden. Eine spezielle Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine einfache Unterbringung von Versorgungsleitungen zu ermöglichen und dadurch die Gesamtdicke der Decke zu verringern, sodass bei einer vorgegebenen Gebäudehöhe eine größere Geschossanzahl vorsehbar ist. Weiters soll die erfindungsgemäße Konstruktion gegenüber bekannten Konstruktionen bej gleicher Tragkraft eine deutliche Eigengewichtseinsparung möglich machen. Damit einhergehend sollen sich Materialeinsparungen und auch Reduzierungen an aufzubringender Arbeit ergeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:
• eine Beton-Platte, deren Dicke die Gesamtdicke der Beton-Tragkonstruktion unterschreitet, und
• einander kreuzende Rippen, die mit jeweils einem Endbereich mit der Beton-Platte kraftübertragend verbunden sind und von der Beton-Platte frei, d.h. ohne in eine weitere tragende Flächenkonstruktion eingebunden zu sein, nach oben ragen, wobei ihre oberen Endbereiche Druck- und/oder Zugkräfte aufnehmend gestaltet sind und wobei die Rippen an den Kreuzungspunkten miteinander kraftschlüssig verbunden sind, und zwar mindestens mit ihren oberen Endbereichen, und
• ihre jeweils zwischen den oberen und unteren Endbereichen liegenden Bereiche mindestens einen Durchbruch aufweisen.
Erfindungsgemäß wird nur eine dünne Beton-Platte vorgesehen. Darauf werden einander kreuzende Rippen vorgesehen, welche die Druckkräfte und gegebenenfalls Zugkräfte konzentriert aufnehmen. Durch diese aufgelöste Struktur kann das Eigengewicht stark (> 55%) minimiert werden und zusätzlich wird ein großer Raum in der Tragkonstruktion frei. Der freie Raum kann für Installationen jeglicher Art verwendet werden: von Elektroleitungen über Versorgungsleitungen bis hin zu Lüftungs- und Klimaleitungen. Da die Rippen Ausnehmungen haben, z.B. fachwerksartig ausgebildet sind, können Leitungen und Rohre ohne Probleme von einem Deckenfeld zum nächsten verlaufen. Anstatt die Installationen wie üblich im Fußbodenbereich unterzubringen oder diese mit Dübeln an der Decke zu befestigen, können die Leitungen in die Tragkonstruktion eingelegt werden. Sind große Querschnitte unterzubringen, wird die Tragkonstruktion höher, wodurch auch die Spannweite der Konstruktion vergrößert werden kann. Anstatt eine eigene Leitungsebene zu schaffen, kann die Höhe der Tragkonstruktion genutzt werden. Dadurch kommt es zu einer Verringerung der gesamten Deckenhöhe. Neben der Vereinigung der Tragkonstruktionsebene mit der Installationsebene ist jedoch der wichtigste Vorteil die Flexibilität des Systems. Da in erster Linie nur die schmalen Rippen für die Tragfähigkeit
herangezogen werden, können dazwischen Abdeckungen angebracht werden, welche jederzeit abnehmbar sind, da diese nicht für die Tragwirkung z.B. einer Decke verwendet werden. Diese Abdeckungen können herkömliche Doppelboden-Elemente sein, mit denen man bereits lange Erfahrungen hat. Somit bleibt bei diesem System die Flexibilität des Nutzens über die gesamte Lebensdauer bestehen. Werden Installationen um- oder neuverlegt, werden die Abdeckungen händisch entfernt und wieder aufgelegt, und nach den Verlegearbeiten ist keine Veränderung mehr sichtbar.
Bevorzugte Varianten sind in den Unteransprüchen definiert.
Die Erfindung stellt sich weiters die Aufgabe, eine flächige Beton-Tragkonstruktion dieser Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass sie besonders einfach herstellbar ist, und zwar durch Verwendung von Halb-Fertigteilen. Hierdurch sollen aufwändige Verbindungs- und Schalungsarbeiten auf der Baustelle entfallen können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Beton-Platte mindestens zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Halb-Fertigteilplatten aufweist, die mit einer bewehrten Aufbetonschicht überdeckt und kraftschlüssig verbunden sind.
Es ist bekannt, Halb-Fertigteilplatten durch Schweißen, Schrauben, Bewehrungsstöße in Vergusstaschen oder Vorspannen zu verbinden. Diese Verbindungstechniken sind jedoch mit einem hohen Aufwand an der Baustelle verbunden, wobei zur Kraftweiterleitung von einer Halb-Fertigteilplatte zur nächsten auch hinreichend genau gearbeitet werden muss.
Das Besondere an der Erfindung liegt darin, dass durch die bewehrte Aufbetonschicht eine einfache Verbindung der Halb-Fertigteilplatten erzielt werden kann, welche Verbindungstechnik als Standard im Betonbau anzusehen ist, wobei jedoch diese Verbindungsmethode nur zur Herstellung der Verbindung der Halb-Fertigteilplatten eingesetzt wird, und nicht, wie sonst üblich, zur Herstellung der gesamten Betonplatte.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ruhen die Rippen auf den Halb-Fertigteilplatten mit Fußteilen auf, wobei die Fußteile von der Aufbetonschicht umfangsmäßig eingeschlossen sind.
Zweckmäßig durchsetzt die Bewehrung der Aufbetonschicht die Durchbrüche der Rippen.
Eine weitere bevorzugte Ausfuhrungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fußteile der Rippen in der Aufbetonschicht mittels Bewehrung verankert sind, wobei vorteilhaft die Fußteile der Rippen in den Halb-Fertigteilplatten mittels Bewehrung verankert sind, und wobei weiters zweckmäßig die Rippen und die Halb-Fertigteilplatten eine gemeinsame Bewehrung aufweisen.
Vorzugsweise sind die Rippen gemeinsam mit einer Halb-Fertigteilplatte als HaIb- Fertigprodukt ausgebildet, wodurch die Rippen nicht mehr an der Baustelle geschalt werden müssen.
Je nach Anforderung an die Durchbrüche, d.h. der in der Decke zu verlegenden Leitungen, bzw. je nach Anforderung an die Tragfähigkeit können die Durchbrüche von oben nach unten divergieren oder konvergieren.
Wird die Beton-Tragkonstruktion auf Stützen gelagert, so ist sie dadurch gekennzeichnet, dass vorteilhaft oberhalb einer Stütze ein auf der Stütze aufliegendes Plattenelement vorgesehen ist, wobei von einem oberhalb der Stütze zu liegen kommenden Zentrum sich radial sternförmig nach außen erstreckende Rippen vorgesehen sind, die randseitig des Plattenelementes an Rippen benachbarter Elemente anschließen, wobei zweckmäßig die sich sternförmig erstreckenden Rippen mit einer Bewehrung versehen sind, die an eine Bewehrung benachbarter Elemente anschließt oder in die Bewehrung benachbarter Elemente übergeht.
Zur Erhöhung der Steifigkeit des auf einer Stütze aufliegenden Plattenelements sind sich sternförmig erstreckende Rippen mit sich in Umfangsrichtung des Plattenelementes erstreckenden Rippen verbunden.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt darin, dass die Aufbetonschicht statisch mitwirkend ist, wobei deren Bewehrung sich über eine Halb-Fertigteilplatte hinaus zu mindestens einer zweiten benachbarten Halb-Fertigteilplatte erstreckt.
Vorzugsweise liegt die Dicke der Halb-Fertigteilplatte zwischen 2 und 20 cm, insbesondere zwischen 4 und 16 cm, und die Dicke der Aufbetonschicht zwischen 2 und 20 cm, vorzugsweise zwischen 4 und 8 cm.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Beton- Tragkonstruktion ist dadurch gekennzeichnet, dass auf der Beton-Platte Schalungselemente zur Formung der Rippen aufgestellt werden und die Beton-Tragkonstruktion durch Verlegen von Bewehrung in den für die Rippen vorgesehenen Hohlraum zwischen den Wänden der Schalungselemente und durch Vergießen dieses Hohlraumes mit Beton gefertigt wird.
Eine weitere zweckmäßige Vorgangsweise beim Herstellen einer erfϊndungsgemäßen Beton- Tragkonstruktion ist dadurch gekennzeichnet, dass auf einer auf einer Halb-Fertigteilplatte aufgebrachten Bewehrung dünnwandige, plattenförmige Elemente senkrecht aufgestellt werden, eine die Halb-Fertigteilplatte bedeckende Schicht betoniert wird und anschließend der Raum zwischen den dünnwandigen, plattenförmigen Elementen unter Bildung der Rippen mit Beton verfüllt wird.
Ein besonders effizientes Verfahren zur Herstellung einer Beton-Tragkonstruktion ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halb-Fertigteilplatten gemeinsam mit auf ihnen vorgesehenen Rippenkörpern in einem Fertigteilwerk hergestellt werden, wobei die Rippenkörper oben liegende Kanäle aufweisen oder hohl gestaltet sind, dass diese Halb- Fertigteilplatten zur Baustelle transportiert und dort lagerichtig entsprechend dem zu errichtenden Bauwerk platziert werden, dass anschließend eine Bewehrung auf den Halb- Fertigteilplatten, die sich über mindestens zwei benachbarte Halb-Fertigteilplatten erstreckt, aufgelegt wird und in den Hohlräumen der Rippenkörper eine Bewehrung, die sich in Hohlräume von Rippenkörpern benachbarter Halb-Fertigteilplatten erstreckt, vorgesehen wird, worauf die Aufbetonschicht aufgebracht und die Rippenkörper mit Beton vergossen werden.
Die Erfindung ist nachstehend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei die Figuren 1 und 2 Schrägrissdarstellungen einer zweiachsig gespannten Geschossdecke schematisiert wiedergeben. Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine solche Geschossdecke. Die Figuren 5 und 6 geben Querschnitte der in den Figuren 1 und 2 veranschaulichten Varianten wieder. Die Figuren 7 bis 10 zeigen unterschiedliche Ausbildungen der Rippen im Schnitt und die Figuren 11 bis 14 veranschaulichen unterschiedliche Lagerarten erfindungsgemäßer Stahl-Beton-Konstruktionen mit zugehörigen Schnittgrößendiagrammen. Die Figuren 15 und 16 zeigen Fußböden für erfindungsgemäße Decken. In Fig. 17 ist eine aus Fertigteilen gebildete Variante der erfindungsgemäßen Beton-Tragkonstruktion gezeigt, Fig. 18 veranschaulicht einen Schnitt gemäß der Linie XVIII-XVIII der Fig. 17. Fig. 19 zeigt eine Draufsicht auf die in Fig. 17 dargestellte Variante, Fig 20 einen Schnitt gemäß der Linie XX- XX der Fig. 19. Fig. 21 gibt ein Detail der Fig. 20 in vergrößertem Maßstab wieder.
Die Fig. 22 bis 25 veranschaulichen eine Ausführungsform jeweils in Schrägrissdarstellung in verschiedenen Stadien der Fertigung. Fig. 26 zeigt eine Seitenansicht, in die die Lagen der Bewehrungen eingezeichnet sind. Fig. 27 zeigt eine Draufsicht auf eine aus mehreren Elementen zusammengesetzte flächige Beton-Tragkonstruktion, die Fig. 28 und 29 zeigen Schnitte gemäß der Linie VII-VII der Fig. 27, wiederum in verschiedenen Herstellungsstadien. Die Fig. 30 und 31 geben weitere Ausführungsformen in zu Fig. 29 analoger Darstellung wieder. Fig. 32 veranschaulicht einen Schnitt gemäß der Linie XI-XI der Fig. 27. Die Fig. 33 bis 36 zeigen Details der Beton-Tragkonstruktion, jeweils in Draufsicht.
Die erfindungsgemäße flächige Beton-Tragkonstruktion ist grundsätzlich von einer Beton- Platte 1 gebildet, von der Rippen 2 nach oben ragen. Diese Rippen 2 sind mit jeweils einem ihrer Endbereiche 3 - nachfolgend auch Fußteile genannt - mit der Beton-Platte 1 kraftübertragend verbunden, und sie ragen mit ihren oberen Endbereichen 4 frei nach oben, d.h. sie sind in keine weitere tragende Flächenkonstruktion, wie z.B. bei Hohldecken üblich, eingebunden. Diese Rippen 2 nehmen mit ihren oberen Endbereichen 4 Druck- und/oder Zugkräfte auf und können diesbezüglich an diesen oberen Endbereichen verstärkt ausgebildet sein, beispielsweise Obergurte 5 aufweisen. Zwischen den oberen Endbereichen 4 und den unteren Endbereichen 3, die in der Beton-Platte 1 kraftübertragend verankert sind, sind die Rippen 2 mit Durchbrüchen 6 versehen. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die von den Rippen 2 begrenzten Felder 7 leitungsmäßig zu verbinden, d.h. Leitungen von Feld 7 zu Feld 7 zu legen.
Die Figuren 1 und 2 zeigen als Beispiel Geschossdecken abgestützt auf senkrechten Stützen bzw. Säulen 8, und es sind die einzelnen Felder 7 erkennbar, die von den Rippen 2 begrenzt sind. Es handelt sich hierbei um zweiachsig gespannte Geschossdecken.
Die Rippen 2 sind vorzugsweise alle gleich hoch und bei zweiachsig gespannten Beton- Tragkonstruktionen vorzugsweise rechtwinkelig zueinander angeordnet. Selbstverständlich ist auch eine andere Anordnung der Rippen 2 entsprechend der Grundrissform der zu bildenden Beton-Tragkonstruktion möglich.
An den Kreuzungspunkten 9 der Rippen 2 sind diese miteinander kraftübertragend, z.B. kraftschlüssig, verbunden, ebenso an gegebenenfalls vorhandenen, eine Geschossdecke begrenzenden Stützstreifen 10. Ein solcher Stützstreifen kann analog zu den Rippen 2 gestaltet sein.
Die Figuren 1 , 5 und 8 zeigen Rippen 2 mit einem vollflächigen Steg 1 1, wobei jede Rippe 2 mindestens einen Durchbruch 6 unter Belassung des oberen Endbereiches 4 aufweist, der vorzugsweise bis zur Oberseite der Beton-Platte 1 reicht, sodass eine Verlegung von Leitungen unter Auflegen auf der Beton-Platte 1 leicht möglich ist.
Fig. 2 veranschaulicht Rippen 2 nach der Art einer Fachwerkkonstruktion, wobei von einem Obergurt 5 der Rippen 2 ausgehend Diagonalen 12 bis in die Beton-Platte 1 ragen und mit der Beton-Platte 1 kraftübertragend verbunden sind. Selbstverständlich könnten die Diagonalen 12 vom Obergurt 5 ausgehend zu einem eigenen Untergurt führen und der Untergurt mit der Beton-Platte 1 kraftübertragend verbunden sein.
Die Figuren 7 bis 10 veranschaulichen unterschiedliche Ausbildungen der Rippen 2. So zeigt Fig. 7 eine Rippe 2, deren Diagonalen 12 von Stahlrohren gebildet sind, die in eine mit einer Bewehrung 13 versehene Beton-Platte 1 eingegossen sind. Der Obergurt 5 dieser Rippe 2 ist von einem Stahlpro fil 14, welches nach oben hin offen ist, gebildet, wobei in den offenen Hohlraum des Stahlpro fils 14 eine Bewehrung 15 eingebracht ist und dieser Hohlraum mit Ortbeton 16 gefüllt ist.
Fig. 8 veranschaulicht eine Rippe 2, die zur Gänze aus Beton gefertigt ist und deren oberer Endbereich 4 ebenfalls mit einer Bewehrung 15 - gesichert mittels eines Bügels 15' - versehen ist. Diese Rippe 2 ist in eine mit einer Bewehrung 13 versehene Beton-Platte 1 eingegossen und wird vorzugsweise mit der Beton-Platte 1 gleichzeitig hergestellt.
Fig. 9 zeigt eine aus Beton hergestellte vorgefertigte Rippe 2, die zunächst mit einem nach oben offenen Hohlraum im oberen Endbereich 4 versehen ist, der nach Anordnen der Rippe 2 auf einer nicht dargestellten Schalung unter Einlegen einer Bewehrung 15 mit Beton 16 vergossen wird. Diese Rippe 2 ist als Halb-Fertigteil vorgefertigt und wird mittels Ortbeton mit der Beton-Platte 1, die ebenfalls eine Bewehrung 13 aufweist, die eine Querausnehmung 18 der Rippe 2 durchragt, kraftschlüssig verbunden.
Fig. 10 zeigt eine ähnliche als Halb-Fertigteil vorgefertigte Rippe 2, wobei die Beton-Platte 1 von vorgefertigten Einzelelementen 1', 1 " gebildet ist, die an Fußflanschen 17 der Rippe 2 aufliegen. Nach Aufbringen einer Bewehrung auf die Einzelelemente 1 ', 1 " erfolgt das Aufbringen von Ortbeton 16 auf diese Einzelelemente 1 ', 1 ", wodurch die Beton-Platte 1 in ihrer Gesamtdicke gebildet wird und die Rippe 2 kraftschlüssig mit der Beton-Platte 1 verbunden wird. Zur Sicherung ist die Rippe 2 mit einer Querausnehmung 18 versehen, die von der Bewehrung 13 durchragt wird, welche Bewehrung und auch in den Ortbeton ragt.
Zudem ist gemäß Fig. 10 auch der untere Endbereich 13 der Rippe 2 mit einer Bewehrung 15 verstärkt.
Die Figuren 1 1 bis 13 zeigen unterschiedliche Arten der Ausbildung einer erfindungsgemäßen Beton-Tragkonstruktion, und zwar gemäß Fig. 1 1 auskragend, gemäß Fig. 12 auf zwei Endstützen 8 gelagert, gemäß Fig. 13 auf drei Stützen gelagert, wobei zu jeder der Figuren ein Momentendiagramm beigefügt ist, aus dem die am Obergurt 5 bzw. am oberen Endbereich 4 der Rippen 2 auftretenden Zug- und/oder Druckkräfte veranschaulicht sind, und zwar jeweils für eine Gleichlastbelastung. Es ist zu ersehen, dass die erfindungsgemäße Konstruktion sowohl für eine Kragplatte als auch für eine Einfeld- oder Zweifeldplatte mit einer Mittenunterstützung geeignet ist.
Fig. 14 zeigt ein Beispiel mit Rahmenwirkung im mittleren Bereich der Konstruktion, in den nur kleine Querkräfte zu übertragen sind, und zwar für eine Einfeldplatte, wobei das obere Diagramm den Momentenverlauf und das untere Diagramm den Querkraftverlauf für Gleichlast zeigen. Diese Variante bietet den Vorteil sehr großer Durchbrüche 6 in der Feldmitte, was ein besonders leichtes Verlegen auch von sperrigen Leitungen bzw. Kanälen auf der Beton-Platte 1 ermöglicht.
Die Figuren 15 und 16 zeigen die Errichtung von Böden 19 auf erfindungsgemäßen Beton- Tragkonstruktionen, wobei Fig. 15 eine Variante zeigt, bei der ein Boden 19 nach Art eines Doppelbodens auf den Rippen 2 direkt aufgelagert ist. Fig. 16 veranschaulicht eine Variante, gemäß der ein Boden 19 ebenfalls nach der Art eines Doppelbodens auf der Beton-Platte 1 aufgeständert ist.
Wesentlich für die Erfindung ist unter anderem, dass die Beton-Platte 1 eine Dicke D aufweist, die die Gesamtdicke der Beton-Tragkonstruktion wesentlich unterschreitet, vorzugsweise liegt die Dicke D der Beton-Platte bei maximal etwa 1/3 der Dicke der Beton- Tragkonstruktion. Bei einer erfindungsgemäßen Beton-Tragkonstruktion stehen für Installationen etwa 50 bis 85 % des Deckenquerschnitts zur Verfügung; beispielsweise kann die Gesamtdicke der Konstruktion 40 cm betragen und die Dicke D der Beton-Platte 1 etwa 6 cm.
Die Rippen 2 oder zumindest ihr Obergurt 5 können aus einem hochfesten bzw. ultrahochfesten Beton gebildet werden. Hierbei handelt es sich bei hochfestem Beton um Beton mit einer Druckfestigkeit von 60 bis 120 N/mm2, bei ultrahochfestem Beton um Beton mit einer Druckfestigkeit zwischen 120 und 250 N/mm2.
Es kann von Vorteil sein, die Beton-Platte 1 bzw. gegebenenfalls auch die Obergurte 5 der Rippen 2 mit einer Stahlbewehrung 15, einer textilen Bewehrung oder einer Faserbewehrung zu versehen.
Wie insbesondere aus Fig. 25 zu ersehen ist, ist die Beton-Platte 1 von einer unten liegenden Halb-Fertigteilplatte 21 sowie einer darauf aufgebrachten, mit einer Bewehrung 23 versehenen Aufbetonschicht 22 gebildet. Die Halb-Fertigteilplatte 21 ist ebenfalls mit einer Bewehrung 24 versehen. Vorzugsweise weisen die Rippen 2 ebenfalls eine Bewehrung 25 auf, die in die Halb-Fertigteilplatte 21 ragt, wo sie verankert ist. Die Bewehrung 25 der Rippen 2 ist in Fig. 26 in Seitenansicht und in Fig. 23 in Schrägrissdarstellung, jedoch ohne Rippen, gezeigt.
Fig. 22 veranschaulicht die Halb-Fertigteilplatte 21 mit an dieser über die Bewehrung 25 verankerten hohlen Rippenkörpern 26, die von Betonschalen gebildet sind und die bereits mit den Bewehrungen 25 versehen sind. Eine solche Halb-Fertigteilplatte 21 mit den hohlen Rippenkörpern 26 stellt ein Halb-Fertigprodukt dar, das zur Herstellung einer erfindungsgemäßen flächigen Beton-Tragkonstruktion besonders vorteilhaft eingesetzt werden kann. Dieses Halb-Fertigprodukt wird vorteilhaft fabriksmäßig hergestellt, also abseits der Baustelle, an der die Beton-Tragkonstruktion errichtet werden soll.
Fig. 24 zeigt die Anordnung der Bewehrung 23 für die Aufbetonschicht und eine die Rippen 2 benachbarter Halb-Fertigteilplatten 21 verbindende Bewehrung 27, die in den Hohlräumen der Rippenkörper 26 verlegt ist. Die Bewehrung 23, die auf der Halb-Fertigteilplatte aufgebracht ist, erstreckt sich ebenfalls über mindestens zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Halb-Fertigteilplatten 21 bzw. über die gesamte geplante Beton- Tragkonstruktion, wie sie beispielsweise in Fig. 27 gezeigt ist.
Nach dem Anordnen der die Beton-Tragkonstruktion umrissmäßig bildenden HaIb- Fertigprodukte 21, z.B. auf den Stützen 8 - wie in Fig. 27 gezeigt — , und nach dem Verlegen der Bewehrung 23 bzw. 27 auf den zu verbindenden Halb-Fertigteilplatten 21 und in den kanalartigen Hohlräumen der Rippenkörper 26 wird in die Rippenkörper 26 Beton eingegossen, und es werden alle Halb-Fertigteilplatten 21 mit einer Aufbetonschicht 22 überdeckt, sodass schließlich eine Beton-Tragkonstruktion entsteht, wie sie in Fig. 25 mit einer einzelnen Halb-Fertigteilplatte 21, in den Fig. 25 bis 31 jedoch mit nebeneinander liegenden Halb-Fertigteilplatten 21, veranschaulicht ist. Hierbei sind die Fußteile 3 von der
Aufbetonschicht 22 umgeben, d.h. eingeschlossen, können jedoch höhenmäßig über diese herausragen, wie in den Fig. 30 und 31 gezeigt ist.
Gemäß der in Fig. 29 dargestellten Variante ragen die Rippen 2 mit Fußteilen 3 direkt in die Aufbetonschicht 22. Gemäß Fig. 30 erstrecken sich die Fußteile 3 jedoch auf ein Niveau 28 oberhalb der Aufbetonschicht 22, sodass die Fußteile 3 nicht nur durch Querkräfte, sondern auch auf Biegung beansprucht sind. Hierdurch ergeben sich Durchbrüche 6, die im Querschnitt größer sind.
Fig. 31 zeigt eine Variante, gemäß der sich die Durchbrüche 6 der Rippen 2 nach unten hin, also in Richtung zur Aufbetonschicht 22, im Gegensatz zu den in den Fig. 28 bis 30 dargestellten Vatianten nicht erweitern, sondern verjüngen. Die Fußteile 3 weisen zum ordnungsgemäßen Aufbringen einer Bewehrung 23 auf die Halb-Fertigteilplatte Öffnungen 31 auf, die dann nach dem Aufbringen der Aufbetonschicht 22 mit Beton gefüllt sind.
Wie aus Fig. 27 zu ersehen ist, ruht die aus zehn Halb-Fertigprodukten gebildete Beton- Tragkonstruktion auf vier jeweils mittig zwischen einander kreuzenden Rippen 2 angeordneten Säulen 8. Wie Fig. 32 zeigt, ist dieser Bereich zwischen den Rippen 2 oberhalb der Säulen 8 mit Beton ausgegossen. Gemäß den Fig. 33 bis 36 sind die Bereiche zwischen den Rippen 2 und oberhalb der Säulen 8 mit sternförmig angeordneten Rippen 29 versehen, die ebenfalls mit einer Bewehrung 27 versehen sind, wobei, wie z.B. in Fig. 33 gezeigt ist, die Bewehrungen 27 der Rippen 2 und 29 sich über diese Bereiche hinaus von einer Halb- Fertigteilplatte 21 bis zur nächsten Halb-Fertigteilplatte 21 erstrecken. Gemäß Fig. 34 sind die Bewehrungen 27 der Rippen 2 und 29 mittels Bewehrungsanschlüssen 30 miteinander verbunden. Die in den sternförmig vorgesehenen Rippen angeordneten Bewehrungen sind vorzugsweise an einem zentral über der Säule 8 vorgesehenen Stahlelement, wie einer Stahlplatte, befestigt, z.B. angeschweißt, wobei die Bewehrung 27 ebenfalls miteinbezogen sein kann.
Die Dicke der Halb-Fertigteilplatten 21 liegt zweckmäßig zwischen 2 und 20 cm, vorzugsweise zwischen 4 und 6 cm; die Dicke der Aufbetonschicht liegt zwischen 2 und 20 cm, vorzugsweise zwischen 4 und 8 cm. Damit kann in einfacher Weise die Verbindung der einzelnen Halb-Fertigteilplatten 21 durch die in der Aufbetonschicht 22 verlegte Bewehrung 23 erfolgen.
Für die Herstellung einer erfmdungsgemäßen Beton-Tragkonstruktion bieten sich verschiedene Varianten an, beispielsweise kann die Beton-Platte 1 aus Ortbeton und können
die Diagonalen 12 und Obergurte 5 der Rippen 2 als vorgefertigte Elemente mit oder ohne Vergussbeton in den Diagonalen 12 und Obergurten 5 gebildet sein. Hierbei können die Diagonalen 12 und Obergurte 5 als Schalformen dienen, in die Bewehrungen 15 eingelegt werden, worauf das Vergießen der Diagonalen 12 und Obergurte 5 mit Beton erfolgt. Sind die Diagonalen 12 aus Stahlbeton oder Stahl gebildet, können auch nur die Obergurte 5 als Schalformen dienen, in die eine Bewehrung 15 eingelegt wird und vergossen wird. Sind die Diagonalen 12 aus Stahlbeton oder Stahl gefertigt und die Obergurte 5 nur aus Stahl gebildet, erfolgt das Verbinden der Obergurte 5 mit mit den Diagonalen 12 mit Anschlussmethoden des Stahlbaus.
Weiters ist es möglich, die erfindungsgemäße Beton-Tragkonstruktion zur Gänze aus Fertigelementen zu bilden, die miteinander mit Ortbeton, gegebenenfalls unter vorherigem Vorsehen einer Bewehrung, verbunden werden, sodass ein Kraftschluss zwischen den Einzelteilen gegeben ist. Wie schon weiter oben beschrieben, kann auch die Beton-Platte 1 als Halb-Fertigelement 1 ', 1 " ausgebildet sein, auf das eine Bewehrung 13 aufgelegt wird, worauf ein Vergießen mit Ortbeton 16 unter gleichzeitigem Einbinden der unteren Endbereiche 3 der Rippen 2 erfolgt. In diesem Fall erfolgt also die Fertigstellung der Beton- Platte 1 durch den auf die Halb-Fertigelemente 1 ', 1 " aufgebrachten Ortbeton 16 (vgl. Fig. 10), wobei auch die Obergurte 5 kraftschlüssig zu verbinden sind.
Die bekannten Methoden der Vorspannung von Beton-Tragkonstruktionen können bei der erfindungsgemäßen Beton-Tragkonstruktion vorteilhaft eingesetzt werden (Vorspannung mit nachträglichem Verbund, Vorspannung ohne Verbund, Spannbettvorspannung der Fertigteile, externe Vorspannng neben den Rippen).
Gemäß der in den Figuren 17 bis 21 dargestellten Variante ist eine Beton-Tragkonstruktion veranschaulicht, die aus nebeneinander gelegten Fertigteilen F', F" gebildet ist. Jeder der Fertigteile F', F" weist eine Beton-Platte 1 sowie Rippen 2 auf, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel - da es sich um eine zweiachsig gespannte Konstruktion handelt - einander kreuzend angeordnet sind.
Die Beton-Platten 1 sind jeweils mit den Rippen 2 einstückig hergestellt, und zwar in einer maximalen Größe, dass ein Transport der Fertigteile F', F" mit LKW möglich ist. Um nun eine Beton-Konstruktion mit großer Spannweite herzustellen, werden die Fertigteile F', F" nebeneinander angeordnet und miteinander verbunden, wobei die Verbindung der Fertigteile F', F" einerseits durch eine Vergussfuge 20 und andererseits durch gespannte Bewehrungen 15, nachfolgend Spannglieder 15 genannt, erfolgt. Die Spannglieder 15 werden nach dem
Anordnen der Fertigteile F', F" durch in diesen Fertigteilen für die Spannglieder beim Herstellen vorgesehene Kanäle eingefädelt, und zwar vorzugsweise wie in den Figuren 21 und 22 veranschaulicht, gemäß welcher Variante die Spannglieder 15 in den Zugzonen der Beton-Tragkonstruktion zu liegen kommen.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Beton-Tragkonstruktion sind wie folgt:
Tragkonstruktion
• Verringerung des Eigengewichtes um über 55% (gegenüber einem Vollquerschnitt),
• nahezu die gesamte Höhe der Konstruktion kann für Installationen genutzt werden.
Herstellung
• Die einzelnen Elemente können als Fertigteile hergestellt werden. Als Verbindungsmittel werden Druckstöße und Vergussbeton sowie Spannglieder oder eine Aufbetonschicht verwendet.
• Auf den Baustellen muss daher nur wenig betoniert werden.
• Keine bzw. nur geringe Schalungsarbeiten sind erforderlich.
• Spart Arbeitszeit sowie eingebautes Material und es sind weniger Hilfsmittel zur Herstellung notwendig.
Installationen
• Einfaches Einlegen der Installationen, es ist keine Befestigung erforderlich.
• Der Zugang zu den Installationen ist jederzeit vom Fußboden aus möglich.
• Das Verlegen der Leitungen ist ohne technische Hilfsmittel möglich. Nach Fertigstellung werden Abdeckungen aufgelegt.
Abdeckungen
• Bewährte Abdeckungen von Doppelböden- Systemen verwendbar,
• aus statischer Sicht keine starken Beton-Platten erforderlich, da die Spannweiten gering sind.
Bauphysik
• Verbesserung der Schallisolierung durch Elastomerlager,
• Masse- Feder- Masse- Feder- Masse System,
• Erhöhung der Schalldämmung durch den Hohlraum,
• der Brandschutz ist durch die dünne Beton-Platte an der Unterseite gesichert.
Nachträgliche Verstärkung bei veränderter Nutzung
• Die Druck- und Zugzone sowie auch die Schubverbindungen können getrennt voneinander entsprechend einer geänderten Nutzung verstärkt werden.
• Die Verstärkung umfasst nur einen ausgewählten Bereich.
• Keine Beeinträchtigung der Ästhetik
• Die Nachbarn werden kaum beeinträchtigt.
Wirtschaftlichkeit
• ist durch das geringere Eigengewicht, die Bauzeitverkürzung und die Qualitätssicherheit gegeben,
• Umbauarbeiten sind mit wenig Aufwand jederzeit möglich.
Flexibilität
• Durch abnehmbare Abdeckungen sind die Installationen jederzeit erreichbar.
• Alle tragenden Teile können einzeln und an jeder Lage unabhängig voneinander verstärkt werden.
• Eine Erhöhung des Doppelbodens durch herkömmliche Abstandhalter für zusätzliche Installationen, die keinen Platz mehr finden, ist jederzeit möglich.