WO2016037864A1 - Doppelwand aus hochfestem oder ultrahochfestem stahlbeton - Google Patents

Doppelwand aus hochfestem oder ultrahochfestem stahlbeton Download PDF

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WO2016037864A1
WO2016037864A1 PCT/EP2015/069714 EP2015069714W WO2016037864A1 WO 2016037864 A1 WO2016037864 A1 WO 2016037864A1 EP 2015069714 W EP2015069714 W EP 2015069714W WO 2016037864 A1 WO2016037864 A1 WO 2016037864A1
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reinforcement
wall
layer
concrete
wall panel
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PCT/EP2015/069714
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Johann Kollegger
Philipp PREINSTORFER
Original Assignee
Technische Universität Wien
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    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/84—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ
    • E04B2/86—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms
    • E04B2/8611—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms with spacers being embedded in at least one form leaf
    • E04B2/8617—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms with spacers being embedded in at least one form leaf with spacers being embedded in both form leaves
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    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
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    • E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
    • E04C2/06—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres reinforced
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    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
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    • E04B5/36—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with form units as part of the floor
    • E04B5/38—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with form units as part of the floor with slab-shaped form units acting simultaneously as reinforcement; Form slabs with reinforcements extending laterally outside the element

Definitions

  • the invention relates to a double wall comprising a first wall panel, a second wall panel spaced from the first wall panel, and connecting members connecting the first wall panel to the second wall panel, each of the two wall panels having a concrete layer and a wall panel reinforcement, the wall panel reinforcement having an outer reinforcing layer and a the outer reinforcement layer, preferably in
  • Essentially orthogonal, intersecting inner reinforcement layer comprises, wherein the inner reinforcement layer and the outer reinforcement layer at least 10% of their
  • At least one of the two wall panels has a concrete layer with a thickness between 10 mm and 45 mm and one of the two reinforcement layers has an embedding depth in the concrete layer, which is smaller than the diameter of only partially embedded
  • Reinforcement layer Furthermore, in the context of the invention, a method for producing a double wall is specified.
  • the statically required reinforcement is arranged in the wall panels of the double walls.
  • the cavity between the wall panels of the double walls is filled with concrete directly on a construction site. This results in walls that correspond in their carrying behavior to those of monolithically produced reinforced concrete walls, but which can be easily prepared and assembled as prefabricated prefabricated walls.
  • the minimum thickness of the wall panels of the double walls is determined by the
  • the strength class of the concrete of such double walls is usually C25 / 30
  • the weight of the double walls per m of wall surface determined with the usual assumption of 25 kN / m 3 for the weight of reinforced concrete, is 2.5 kN at 50 mm plate thickness and 3.5 kN at 70 mm plate thickness. This high basis weight is disadvantageous in the
  • High-strength concrete has a cube compressive strength
  • a disadvantage of a double wall according to DE 196 54 202 is that because of the lack of reinforcing steel reinforcement occurring during the introduction of the filling concrete tensile stresses must be absorbed by the high-strength concrete.
  • Another disadvantage of DE 196 54 202 is that the statically required wall reinforcement, which is usually arranged in the wall panels, must be retrofitted in the cavity between the wall panels. The arrangement of the reinforcement in the wall panels is advantageous because it can be installed with industrialized manufacturing process in the wall panels, while the laying of the reinforcement in the cavity has to be done disadvantageously by hand.
  • Bond strength in the contact surfaces between the wall panels and the filling concrete is.
  • EP 0 936 320 a double wall with a 25 mm to 30 mm thick wall plate is described.
  • the longitudinal bars of the lattice girders are used as supporting reinforcement.
  • the wall panels described in EP 0 936 320 consist of a concrete with a
  • the concrete cover to the inside is also too small with 6.5 mm, because usually a concrete cover of 15 mm to the longitudinal bars of the lattice girder is maintained so that the lattice girders have sufficient anchorage in the concrete and not break out when introducing the filling concrete from the wall panels ,
  • Connecting elements are made of stainless steel or plastic.
  • Fig. 6 of the DE 29 39 877 a connecting element is shown having on one side a conical tip with an end plate. Due to the conical tip, the penetration of the connecting element when turning into the second wall plate is facilitated.
  • a disadvantage is the complex design of the end anchoring and the fact that the end plate is arranged at a certain distance from the outside of the second wall plate.
  • Ultra-high strength concrete is described in document FR 2 949 131. Ultra-high strength concrete has a cube compressive strength which is greater than 120 N / mm and usually at
  • Ultra-high-strength concrete has a high content of cement and silica fume and therefore has self-compacting and self-leveling properties.
  • a double wall with wall panels of fiberglass-reinforced concrete with arranged in the cavity between the wall panels reinforcement is described in DE 36 28 876.
  • the arrangement of spacers on the wall panels and the installation of the orthogonal reinforcing steel reinforcement on the spacers in the cavity between the wall plates with turnbuckles are very expensive.
  • a double wall comprising a first wall panel, a second wall panel spaced from the first wall panel, and connecting members connecting the first wall panel to the second wall panel, each of the two wall panels having a concrete layer and a wall panel reinforcement, the wall panel reinforcement having an outer reinforcing layer and one the outer reinforcement layer, preferably in
  • Substantially orthogonal, intersecting inner reinforcement layer includes, wherein the inner Reinforcement layer and the outer layer of reinforcement at least 10% of their intersection points are connected by a connection and at least one of the two wall panels has a concrete layer of a high strength or ultra-high strength concrete with a thickness between 10 mm and 45 mm, one of the two
  • Reinforcement layers has an embedding depth in the concrete layer, which is smaller than the diameter of the only partially embedded reinforcement layer.
  • Normal concrete can be produced because high-strength or ultra-high-strength concrete has greater strength than normal concrete. Another major advantage of high-strength concrete and ultra-high-strength concrete compared to normal concrete is the much higher
  • the nitrogen permeability of ultra-high-strength concrete is ten times smaller than that of a high-strength concrete C100 / 115 and one hundred times smaller than that of a normal concrete C30 / 35.
  • the water permeability of ultra-high-strength concrete corresponds to that of a dense natural stone.
  • the concrete layers of both wall panels of the double wall so both the first wall plate, and the second wall plate, each containing a high-strength or ultra-high-strength concrete.
  • wall panel reinforcements are arranged in the first wall plate and in the second wall plate, which each comprise an inner and an outer reinforcement layer.
  • the inner reinforcement layer and the outer reinforcement layer are arranged in two parallel planes.
  • the inner reinforcement layer and the outer reinforcement layer are arranged so that the
  • Rebar rods of the two reinforcement layers cross each other.
  • the reinforcing bars of the inner reinforcing layer cross those of the outer
  • Reinforcement layer substantially orthogonal to each other.
  • those reinforcement layers are referred to as inner reinforcing layers, which are respectively oriented on the double wall on the inside to the opposite other wall plate or which to the space between the indicate both wall plates.
  • the outer reinforcement layers are referred to as those reinforcement layers which are externally connected to the
  • Wall panels are arranged or which are remote from the intermediate space between the two wall panels of the double wall.
  • the inner reinforcement layer and the outer reinforcement layer of the first wall panel and the second wall panel are connected to each other at least 10% of their crossing points by means of a connection.
  • the double wall according to the invention further has the advantage that in each wall plate a wall panel reinforcement is arranged, in which an inner and an outer reinforcement layer cross each other, and the double wall thereby during the introduction of Greton in the gap between the two wall panels has a greater resistance to bending stresses.
  • crosswise arranged reinforcement layers which are preferably in the
  • both concrete layers of both the first wall plate, as well as the second wall plate each have a high-strength or ultra-high-strength concrete.
  • Concrete layer has a cube compressive strength of 60 N / mm 2 "to 500 N / mm 2", preferably from
  • the strength of the at least one Concrete layer can be further increased by special post-treatment methods of high-strength or ultra-high-strength concrete.
  • Double wall in which at least one concrete layer with high-strength or ultra-high-strength concrete contain a fiber reinforcement.
  • Fiber reinforcement in the concrete layer wall panels are obtained, which have a particularly high resistance to bending stresses and are particularly resistant to bending.
  • large-scale double wall sections can be made and
  • Fiber material of the fiber reinforcement in the concrete layer from 50 kg / m 3 J to 500 kg / m 3 J , preferably from 200 kg / m 3 to 400 kg / m 3.
  • Wall panel reinforcement an embedding depth in the concrete layer, which is at least a half and at most 0.95 times the diameter of the wall reinforcement of the outer reinforcing layer and the inner reinforcement layer of the wall panel reinforcement is entirely outside the concrete layer.
  • the wall panel reinforcement is arranged in the wall panels in such a way that a certain part of the wall panel reinforcement protrudes on the insides of the wall panels and is not embedded in the concrete layer of one of the wall panels.
  • the inside of at least one of the wall panels has a
  • both wall panels are designed so that each of the inner reinforcement layer protrudes on the inner sides of the wall panels and thus the composite effect between the filling concrete, which is poured into the space of the double wall, and the two wall panels is improved respectively.
  • the outer reinforcement layer which is at least half the diameter of the wallboard reinforcement in the concrete layer with high-strength or ultra high-strength concrete, and the outer reinforcement layer are connected to at least 10% of their intersection points, a particularly high bonding effect between the concrete layer and the adjacent Gretontik achieved.
  • Wall panel reinforcement has an embedment depth in the concrete layer that is at most 0.95 times the diameter of the wall panel reinforcement of the inner reinforcement layer. Also in this embodiment, the composite effect between the
  • Wallboard reinforcements are very suitable for the purposes of the invention: a reinforcing steel reinforcement; a
  • stainless steel reinforcing steel reinforcement a corrosion resistant reinforcement made of fiberglass, carbon fiber, or basalt fiber reinforced
  • Composite material in rod-shaped design a two-dimensional textile reinforcement made of a fiberglass, carbon fiber, or basalt fiber reinforced composite material; a three-dimensional textile reinforcement of a fiber-reinforced composite material, wherein the textile reinforcement is only partially disposed in the concrete layer and the textile reinforcement protrudes on the inner sides of the wall panels.
  • Lattice girder is formed.
  • Lattice girder executed, and a part of the reinforcement of the outer reinforcement layer is formed by longitudinal bars of the lattice girders.
  • the connecting elements are arranged substantially perpendicular to the outer reinforcement layer and to the inner reinforcing layer.
  • the connecting elements which in the direction of the
  • each other crossing reinforcing layers are provided, advantageously access at the same length of
  • the connecting elements are designed as connecting rods in a double wall.
  • Connecting elements which are designed as connecting rods, particularly easy in free spaces between the crossing arranged reinforcing layers of the
  • Wall panel reinforcement are inserted.
  • Connecting elements with an angular, a trapezoidal or a wavy cross-section or with truss rods or designed as a lattice girder have different shapes or cross sections.
  • Connecting elements at least at one of its ends, preferably at its two opposite ends, end anchors and the end anchors are arranged adjacent to an outer side of the first wall plate and / or to an outer side of the second wall plate.
  • End anchors at the ends of the connecting elements serve to further increase the stability of the connections between the connecting elements and the concrete layers in which the connecting elements are at least partially inserted or cast.
  • the end anchors at the ends of the connecting elements and the resistance of the two wall panels and thus the double wall is increased against bending stresses. Unwanted deformations or Warping of the double wall under mechanical stress or when filling filled concrete between the two wall panels can thus be successfully avoided.
  • at least individual end anchors may also be arranged flush with an outer side of the first wall plate and / or an outer side of the second wall plate.
  • the connecting elements and / or the end anchors are at least in the arranged within the concrete layers sections made of stainless steel or a
  • End anchors are in this variant at least in sections or entirely of a corrosion-resistant material, such as stainless steel or a
  • Double wall in each case at least two connecting rods by at least one
  • Diagonal bar connected to each other, preferably wherein the connection points of a diagonal bar on connecting rods each adjacent to one end of a
  • the at least two connecting rods with the at least one diagonal bar form a particularly stable framework.
  • the double wall thus remains particularly stable even under high tensile and / or compressive forces and / or bending stresses acting on the connecting elements.
  • the at least two connecting rods and / or the at least one diagonal bar are arranged alternately with a first end anchorage and / or a first connection point in the first wall plate and with an opposite second end anchorage and / or an opposing second connection point in the attached second wall plate and the diagonal bar is made straight between the joints substantially.
  • connecting rods are provided with end anchors, whereby a particularly robust connection between the two wall panels is achieved.
  • a method for producing a double wall according to the invention comprises the following method steps:
  • a wall panel reinforcement for a first wall panel comprising an outer reinforcement layer and an inner reinforcement layer crossing the outer reinforcement layer, preferably substantially orthogonal, the inner reinforcement layer and the outer reinforcement layer being at least 10% of their inner reinforcement layer
  • Crossing points are connected to each other by means of a connection
  • connecting elements in the wall panel reinforcement, wherein the connecting elements are oriented substantially perpendicular to the outer reinforcing layer and to the inner reinforcing layer upwards;
  • the concrete layer of the first wallboard comprises a high strength or ultra high strength concrete
  • the inner armor layer of the wallboard reinforcement of the first wallboard having an embedment depth of at most 0.95 times the wallboard reinforcement of the inner wall Reinforcement layer is embedded in the concrete layer
  • Preparing a wall panel reinforcement for a second wall panel comprising an outer reinforcement layer and an inner reinforcement layer crossing the outer reinforcement layer, preferably substantially orthogonal, the inner reinforcement layer and the outer reinforcement layer being at least 10% of their thickness
  • Crossing points are connected to each other by means of a connection
  • the first and the second formwork are each arranged substantially horizontally in the above-mentioned method.
  • the wall panel reinforcement of the first wall panel is thus inserted into the substantially horizontal first formwork, the outer reinforcement layer being oriented towards the formwork towards the bottom.
  • the first wall plate After the first wall plate is completed, it is inserted in advance with the connecting elements in the already prepared in the second formwork wall panel reinforcement of the second wall plate or inserted into this. This process, in which the finished first wall plate is optionally turned or toppled to the with
  • Fasteners facing ahead or down the second formwork to be inserted into the wall panel reinforcement of the second wall panel is also called
  • the connecting elements are depending on the version with their free ends or with end anchors which are attached at their ends, at least adjacent to the formwork down.
  • the thickness of the concrete cover of the free ends of the connecting elements or the end anchors to the outside of the second wall plate can thus be set arbitrarily.
  • the connecting elements can rest with their free ends and / or with arranged at their ends end anchors also flush on the formwork, whereby the thickness of the
  • Concrete cover to the outside of the second wall plate is down to minimal or the fasteners flush to reach the outside of the second wall plate.
  • Making the first wall plate is used. After removal of the finished first wall panel from the formwork, the same formwork can then be used to make the second wall panel or to apply the finished first wall panel in the
  • Wall panel reinforcement of the second wall panel can be used. This too simplified Production variant using only one formwork, which serves for the production of both wall panels, is included in the invention.
  • FIG. 1 in an isometric view obliquely from above a first wall plate during the production of a first inventive embodiment of a double wall;
  • FIG. 2 shows a sectional view according to the sectional plane II-II drawn in FIG. 1 during the production of the double wall;
  • FIG. 3 shows a sectional view of the first embodiment according to the invention of a double wall according to the sectional plane III-III drawn in FIG. 1 after the production of a second wall panel;
  • FIG. 4 shows a sectional view of a first wall panel of a second embodiment according to the invention of a double wall according to the sectional plane IV - IV shown in FIG. 5;
  • Fig. 5 is a sectional view of the first wall plate of the second inventive embodiment of the double wall according to the drawn in Fig. 4
  • FIG. 6 shows a sectional view of a first wall panel of a double wall in a third embodiment according to the invention, according to the sectional plane VI - VI shown in FIG. 7;
  • FIG. 7 shows a section of the first wall plate according to the sectional plane VII - VII drawn in FIG. 6;
  • FIG. 8 shows a sectional view of a first wall panel of a double wall in a fourth variant of the invention according to FIG. 9
  • FIG. 9 shows the first wall plate of the fourth embodiment according to the invention of the double wall in a sectional view according to that shown in FIG. 8
  • Sectional plane X - X a first wall plate of a fifth invention
  • Embodiment of a double wall shows a section of the first wall plate according to the sectional plane XI-XI drawn in FIG. 10;
  • FIG. 12 is a sectional view of a first wall plate of a double wall in a sixth embodiment of the invention according to the in Fig. 13 drawn
  • FIG. 13 shows a section of the first wall plate according to the sectional plane XIII - XIII drawn in FIG. 12;
  • FIG. 14 shows a section through a carrier with a rectangular cross section which is produced with a double wall according to the invention
  • FIG. 15 shows a section through a carrier with a box cross-section, which is produced with two double walls according to the invention.
  • FIGS. 1 to 3 a first embodiment of a
  • FIG. 1 shows a state in the manufacturing process of a fiction, contemporary double wall 3 after
  • the wall panel 1 comprises a concrete layer 5 of high strength concrete with a wall panel reinforcement 6 comprising an outer reinforcing layer 7 and an inner reinforcing layer 8.
  • the wall panel reinforcement 6 consists in the first embodiment of the invention of a reinforcing steel reinforcement, which has an approximately circular cross-section and a smooth surface 21.
  • the outer reinforcing layer 7 and the inner reinforcing layer 8 lie in parallel planes directly next to each other or touch each other in crossing points, wherein the outer
  • Reinforcement layer 7 and the inner reinforcement layer 8 are here arranged substantially orthogonal crossing.
  • the outer reinforcement layer 7 and the inner reinforcement layer 8 are here arranged substantially orthogonal crossing.
  • Reinforcement layer 8 are here at 50% of the crossing points or points of contact at which the reinforcing bars of the outer reinforcing layer 7 and the inner reinforcing layer 8 abutting one another, welded together.
  • Reinforcement layer 8 are here at 50% of the crossing points or points of contact at which the reinforcing bars of the outer reinforcing layer 7 and the inner reinforcing layer 8 abutting one another, welded together.
  • the inner reinforcing layer 8 is arranged here in the concrete layer 5 such that an upper part of the inner reinforcing layer 8 protrudes from an inner side 13 of the concrete layer 5.
  • An embedding depth E of the inner reinforcement layer 8 is thus smaller than a diameter D of the wall panel reinforcement 6 of the inner reinforcement layer 8.
  • Embedding depth E in the concrete layer 5 is here in Fig. 1 by way of example 0.70 times the diameter D of the wall panel reinforcement 6 of the inner reinforcement layer 8.
  • a Outside 11 of the first wall plate 1 is in the production of a formwork, not shown, and therefore has a shell-smooth surface.
  • Reinforcement layer 7 of the first wall panel 1 is completely embedded in the concrete layer 5 here.
  • the position information of an inner reinforcing layer 8 and an outer reinforcing layer 7 respectively relate to their position relative to the finished double wall 3.
  • the inner reinforcing layers 8 are respectively adjacent to the inner sides 13, 14 of the wall panels 1, 2 to each
  • the inner reinforcing layers 8 thus point in the finished double wall 3 to the intermediate space between the two wall panels 1, 2.
  • the outer reinforcing layers 7 are each arranged on the outside adjacent to the outer sides 11, 12 of the wall panels 1, 2 and are facing away from the intermediate space between the two wall panels 1, 2 in the finished double wall 3.
  • connecting elements 4 serve here for better understanding. Depending on the design, the same connecting elements 4 or different connecting elements 4 can be used as connections between the wall panels 1, 2 or for producing a double wall 3 in the context of the invention.
  • a connecting element 4 with an angular cross-section 15 or with an angle section 15 in the left-hand side a connecting element 4 with a trapezoid-shaped cross-section 16 or with a trapezoidal profile 16 at the front right, a connecting element 4 with a wave-shaped cross section 17 or with a
  • These end anchors 10 can, for example, by the welding of end plates made of stainless steel on the connecting rods 9 are made.
  • the end anchors 10 may be formed by thickening the end portion of the connecting rods 9.
  • the close to the outer sides 11, 12 of the wall panels 1, 2 arranged end anchors 10 and the connecting rods 9 are here in the embodiments as connecting elements 4 with truss rods 18 and the connecting elements 4 with angular cross-section 15 made of a stainless material, for example made of stainless steel.
  • the connecting elements 4 with wave-shaped cross section 17 are here made of a fiber-reinforced plastic.
  • the sectional view in Fig. 2 by the first fiction, contemporary embodiment according to the drawn in Fig. 1 sectional plane II - II shows a first wall plate 1 during the production of a double wall 3.
  • the concrete layer 5 made of high-strength concrete has a smooth outside 11 and an inside 13th , because of the outstanding inner reinforcement layer 8 of the wall panel reinforcement 6 a surface with very good
  • the embedment depth E of the inner reinforcement layer 8 in the concrete layer 5 of the first wall panel 1 is here 0.70 times the diameter D of the wall panel reinforcement 6 of the inner reinforcement layer 8.
  • the outer reinforcement layer 7 is here completely embedded in the concrete layer 5 of the first wall panel 1 ,
  • the connecting element 4 with angular cross-section 15 has connecting rods 9, which are connected to the angle section 15 and ensure a secure anchoring in the concrete layers 5.
  • connecting rods 9 end plates made of a stainless material are welded to the ends of the connecting rods.
  • the connecting element 4 of truss rods 18 comprises connecting rods 9, which are arranged substantially normal to the wall panels 1, 2, and diagonal bars 19, each arranged and arranged obliquely between two connecting rods 9
  • Connecting points 22 are connected to these truss-like. In Fig. 2, such a connection point 22 between a diagonal bar 19 and a connecting rod 9 can be seen. These joints 22 are within the concrete layer 5, so
  • Shearing forces between the wall panels 1, 2, which may occur during manufacture, transport or assembly of the double wall 3, can be absorbed exclusively by normal forces in the connecting rods 9, the diagonal bars 19 and within the concrete layers 5.
  • the angle-shaped profile 15 for example, a steel angle, be arranged so that the angular profile 15 protrudes at its free ends a few millimeters in each of the concrete layers 5 of the two wall panels 1, 2.
  • the section shown in Fig. 3 by the first embodiment of the invention shows the double wall 3 after the production of the second wall plate 2.
  • the second wall plate 2 also comprises a concrete layer 5 made of high-strength concrete into which a
  • Wall panel reinforcement 6 is embedded so that the inner reinforcement layer 8 protrudes beyond the inner side 14 of the second wall plate 2 and this therefore partially in the cavity between the two wall panels 1, 2 comes to rest.
  • the embedment depth E of the inner reinforcement layer 8 in the concrete layer 5 of the second wall plate 2 is here also 0.70 times the diameter D of the wall panel reinforcement 6 of the inner reinforcement layer 8.
  • the outer reinforcement layer 7 is here entirely in the concrete layer 5 of the second
  • the second wall plate 2 is connected to the first wall plate 1 by the first wall plate 1 together with the already in the concrete layer 5 of the first wall plate 1 fastened connecting elements 4, as shown in FIG. 2, with the
  • Connecting elements 4 are facing down in the wall panel reinforcement 6 of the second wall plate 2.
  • the reinforcing steel reinforcement of the second wall plate 2 is already inserted in a formwork for the second wall plate 2. After pouring concrete into the further formwork and the curing of the concrete layer 5 of the second wall plate 2, the finished double wall 3 is formed.
  • the outer side 12 of the second wall plate 2 - as well as the outer side 11 of the first wall plate 1 - also has a shell-smooth surface.
  • a concrete layer 5 is introduced for the second wall plate 2 in the formwork and only then the first wall plate 1 with the connecting elements 4 in the concrete layer 5 of the second wall plate 2 objected aggregate grains of the concrete layer 5 could come to rest under the end anchors 10 and thereby prevent complete resting of the end anchors 10 on the flat formwork surface of the second wall plate 2.
  • the thickness of the completed double wall 3 of the planned thickness would at least the thickness of the at least the thickness of the at
  • End anchorages 10 adhering layer thickness of the aggregate grains differ or exceed the planned thickness.
  • Formwork for the preparation of both the first wall plate 1, and the second wall plate 2 to use It is likewise provided in the context of the invention to use a first formwork for producing the first wall panel 1 and a second formwork for producing the second wall panel 2.
  • double walls 3 according to the invention are shown, in which, for better clarity, the second wall plate 2 and the connecting elements 4 between the two wall plates 1, 2 are not shown.
  • FIGS. 4 and 5 show that the outer reinforcing layer 7 can be partially replaced by the longitudinal bars 29 of a lattice girder 24.
  • the wall panel reinforcement 6 consists in this embodiment of the inner reinforcement layer 8, which through the ribbed
  • Reinforcement rods 20 is formed and the outer reinforcing layer 7, which is formed by the longitudinal bars 29 of the lattice girder 24 and by not shown in Figs. 4 and Fig. 5 ribbed Bestungsstäbe 20.
  • Compressive state normal to the surface favors.
  • This compressive stress state occurs in the double wall according to the invention, when small relative displacements caused by external stresses occur between wall plate 1 and the filling concrete. Because of the roughness of the inner side 13 of the first wall panel 1, which is defined by the only partial embedding of the ribbed reinforcing bars 20 of the inner reinforcing layer 8, these relative displacements between the first wall panel 1 and the filling concrete cause tensile forces in the connecting elements 4 shown in FIGS. 4 and 5 are not shown, and the Diagonalstäben 30 of the lattice girder 24 out. For reasons of equilibrium, these tensile forces produce a state of compressive stress normal to the inside 13 of the first
  • a third embodiment of a fiction, contemporary double wall 3 is in the
  • the thickness of the concrete layer 5 in this embodiment is equal to the sum of the thickness of the concrete cover B and the
  • the outer reinforcement layer 7 is completely embedded in the concrete layer 5 of the first wall panel 1.
  • the inner reinforcement layer 8 here has an embedment depth E in the
  • Concrete layer 5 which is half the diameter D of the wall panel reinforcement 6 of the inner reinforcing layer 8.
  • the wall panel reinforcement 6 is in this case
  • Reinforcement layer 8 The compounds 23 are designed as adhesive bonds with epoxy resin.
  • a fourth embodiment of a double wall 3 according to the invention is in the
  • the wall panel reinforcement 6 consists in this embodiment of a corrosion-resistant reinforcing steel reinforcement made of stainless steel.
  • the thickness of the concrete layer 5 in this embodiment is so great that the inner reinforcement layer 8 of the wall panel reinforcement 6 protrudes only 2 mm beyond the inner side 13 of the first wall panel 1. Bonding forces between the first wall panel 1 and the filling concrete, not shown, in the space between the wall panels 1, 2 are transmitted via the protruding part of the wall panel reinforcement 6 of the inner reinforcement layer 8.
  • Fig. 8 it can be seen that shown only at one of the two
  • Wall panel reinforcement 6 of the outer reinforcement layer 7 with a connection 23, which is designed as a welded joint is connected.
  • the reinforcing bars of the outer reinforcing layer 7 here have a smaller diameter D 'compared to the reinforcing bars of the inner reinforcing layer 8 with larger cross-sections or larger diameter D' '
  • the outer reinforcing layer 7 and the inner reinforcing layer 8 consist of ribbed reinforcing bars 20.
  • a fifth embodiment of a fiction, contemporary double wall 3 is in the
  • Wall panel reinforcement 6 of the inner reinforcement layer 8 no embedding in the
  • the inner reinforcement layer 8 is completely embedded in the filling concrete.
  • the wall panel reinforcement 6 of the outer reinforcing layer 7 is arranged in the concrete layer 5 of the first wall panel 1 so that one half of the wall panel reinforcement 6 of the outer reinforcing layer 7 is embedded in the concrete layer 5.
  • the embedment depth E of the outer reinforcing layer 7 in the concrete layer 5 of the first wall plate 1 is therefore only half the diameter D of the wall panel reinforcement 6 of the outer reinforcement layer 7.
  • the support mechanism in the direction of the outer reinforcement layer 7 corresponds to that of a reinforced concrete cross-section.
  • the support mechanism towards the inner Reinforcement layer 8 corresponds to a steel-concrete composite construction.
  • Wall panels 1, 2 in the finished double wall 3 are transferred to the inside 13 of the first wall panel 1, because the partially embedded in the concrete layer 5 and partially in the poured concrete wall panel reinforcement 6 of the outer reinforcement layer 7 has a defined surface roughness in the contact surface between the wall plate 1 and created a filled concrete.
  • the outer reinforcing layer 7 can be formed by a textile reinforcement 31.
  • the textile reinforcement 31 shown in FIGS. 12 and 13 is a three-dimensional structure partially embedded in the concrete layer 5 of the first wall panel 1.
  • Such a textile reinforcement 31 is produced, for example, by solidian GmbH (Sigmaringer Strasse 150, 72458 Albstadt, Germany) and sold under the market name soligrid® lattice structure.
  • the textile reinforcement elements consist of a large number of individual fine fibers which are bundled into rovings. These rovings are in turn connected to grid structures, which can absorb in sum forces on the order of conventional steel reinforcement. Due to the fineness of the lattice structure, the bond forces can be easily transferred even with a few millimeters of concrete cover. Due to the
  • Corrosion insensitivity of the materials used for the textile reinforcement is also in this respect with a few millimeters of concrete cover, the Aus GmbH found.
  • the composite action between the first wall panel 1 and a filled concrete is ensured by the partially embedded ribbed reinforcing bars 20 of the inner reinforcing layer 8.
  • the three-dimensional textile reinforcement 31 which is arranged partly in the first wall panel 1 and partly in a filled concrete, causes, with slight relative displacements, between the first wall panel 1 and
  • FIGS. 12 and 13 show that the ribbed reinforcing rods 20 of the inner
  • Reinforcement layer 8 are connected by means of a metal wire 32 with the textile reinforcement 31 to provide a connection 23 between the outer reinforcing layer 7 and the inner reinforcing layer 8, during the manufacture of the concrete layer 5 the
  • the high density of ultra-high strength concrete allows the production of
  • the concrete cover B is registered from the outside 11 of the first wall panel 1 to the ribbed reinforcing bars 20 of the inner reinforcing layer 8.
  • the concrete cover B 'to the textile reinforcement 31 is for the
  • Corrosion resistance of the double wall 3 not relevant, because the textile reinforcement 31 can not corrode.
  • a certain concrete cover B 'of the textile reinforcement 31 is necessary in order to ensure the static effectiveness of the textile reinforcement 31 in the concrete layer 5 by a composite effect.
  • the thickness of the concrete layer 5 of the first wall plate 1 in FIGS. 12 and 13 is only 10 mm when the concrete cover B 'is 4 mm, the thickness D' of the textile reinforcement 31 is 2 mm, and a ribbed reinforcing bar 20 with a diameter D of 8 mm is half embedded in the concrete layer 5 with the embedment depth E equal to 4 mm.
  • Double wall according to the invention 3 also in supporting structures of the constructive
  • Fig. 14 is shown as a double wall 3, the connecting elements 4 with
  • angular cross section 15 can be used to provide a carrier 27 with a rectangular cross-section.
  • lattice girders 24 are arranged.
  • the connecting elements 4 are welded with an angular cross-section.
  • Wall plate 2 of the double wall 3 in each case form opposite outer walls of the carrier 27.
  • a bottom plate 25 is, for example, already connected in the precast plant with a connection reinforcement, not shown in Fig. 14 with the two wall panels 1, 2. This creates a very light carrier 27 with U-shaped or trough-shaped
  • the low weight of the carrier 27 is of great advantage during transport and assembly operations on the construction site.
  • filled concrete can be introduced into the cavity between the two wall panels 1, 2.
  • anchor rods 33 can be mounted in sheaths 35.
  • anchor plates 34 By attaching anchor plates 34 on the outer sides 11, 12 of the wall panels 1, 2, the resistance of the double wall 3 according to the invention against stresses from the concreting pressure when introducing the filling concrete can be further increased.
  • the filled concrete is prevented by the bottom plate 25 from passing between the wall plates 1, 2.
  • a carrier 27 with a rectangular solid cross-section is formed.
  • Fig. 15 shows how two fiction, contemporary double walls 3 with
  • Connecting elements 4 in the form of lattice girders 24 can be used to provide a carrier 28 with box-shaped cross-section.
  • Lattice girder 24 connect the two wall panels 1, 2.
  • the lattice girder 24 is made in this embodiment of reinforcing bars made of a fiber-reinforced composite material.
  • the two double walls 3 serve as webs of the carrier 28 with
  • Double walls 3 are completed, complete the box-shaped cross-section, which has a much lower weight in this still unfilled state than in the final state after the introduction of filled concrete.
  • the low weight is for the production of, for example, bridge girders 28 in the construction state of very great advantage.
  • the cover plate 26 could also be made from a fiction, contemporary third double wall 3.
  • Gaps between the wall panels 1, 2 or for filling the cavities in the beams 27, 28 any concrete qualities such as normal concrete, high-strength concrete, ultra-high-strength concrete or lightweight concrete can be used.
  • reinforcing bars with a smooth and ribbed surface have been described in the embodiments shown.
  • reinforcing rods are arbitrary

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Doppelwand (3), umfassend eine erste Wandplatte (1), eine von der ersten Wandplatte (1) beabstandete zweite Wandplatte (2) und Verbindungselemente (4), die die erste Wandplatte (1) mit der zweiten Wandplatte (2) verbinden, wobei jede der beiden Wandplatten (1, 2) eine Betonschicht (5) und eine Wandplattenbewehrung (6) aufweist. Die Wandplattenbewehrung (6) umfasst eine äußere Bewehrungslage (7) und eine die äußere Bewehrungslage (7) überkreuzende innere Bewehrungslage (8), wobei die innere Bewehrungslage (7) und die äußere Bewehrungslage (8) an mindestens 10 % ihrer Kreuzungspunkte (K) mittels einer Verbindung (23) miteinander verbunden sind, mindestens eine der beiden Wandplatten (1, 2) eine Betonschicht (5) mit einer Dicke zwischen 10 mm und 45 mm aufweist und mindestens eine der Betonschichten (5) einen hochfesten oder ultrahochfesten Beton enthält, wobei eine der beiden Bewehrungslagen (7,8) eine Einbettungstiefe (E) in der Betonschicht (5) aufweist, die kleiner ist als der Durchmesser (D) der nur teilweise eingebetteten Bewehrungslage (7, 8). Weiters wird ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Doppelwand (3) angegeben.

Description

Doppelwand aus hochfestem oder ultrahochfestem Stahlbeton
Die Erfindung betrifft eine Doppelwand, umfassend eine erste Wandplatte, eine von der ersten Wandplatte beabstandete zweite Wandplatte und Verbindungselemente, die die erste Wandplatte mit der zweiten Wandplatte verbinden, wobei jede der beiden Wandplatten eine Betonschicht und eine Wandplattenbewehrung aufweist, welche Wandplattenbewehrung eine äußere Bewehrungslage und eine die äußere Bewehrungslage, vorzugsweise im
Wesentlichen orthogonal, überkreuzende innere Bewehrungslage umfasst, wobei die innere Bewehrungslage und die äußere Bewehrungslage an mindestens 10 % ihrer
Kreuzungspunkte mittels einer Verbindung miteinander verbunden sind, mindestens eine der beiden Wandplatten eine Betonschicht mit einer Dicke zwischen 10 mm und 45 mm aufweist und eine der beiden Bewehrungslagen eine Einbettungstiefe in der Betonschicht aufweist, die kleiner ist als der Durchmesser der nur teilweise eingebetteten
Bewehrungslage. Weiters wird im Rahmen der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Doppelwand angegeben.
Aus dem Stand der Technik ist die Herstellung von Doppelwänden aus Beton mit
Plattendicken zwischen 50 mm und 70 mm bekannt. Die statisch erforderliche Bewehrung ist in den Wandplatten der Doppelwände angeordnet. Beim Bauen mit Doppelwänden wird der Hohlraum zwischen den Wandplatten der Doppelwände direkt auf einer Baustelle mit Füllbeton verfüllt. Dadurch entstehen Wände, die in ihrem Tragverhalten demjenigen von monolithisch hergestellten Stahlbetonwänden entsprechen, die aber als vorgefertigte Fertigteilwände einfach vorbereitet und montiert werden können.
Die Mindestdicke der Wandplatten der Doppelwände wird bestimmt durch die
Betondeckung der äußeren Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung zur Außenseite der Wand, durch die Abmessungen der Wandplattenbewehrung und durch die erforderliche Einbindetiefe der Endverankerungen der Verbindungselemente in den Wandplatten.
Die Festigkeitsklasse des Betons derartiger Doppelwände wird in der Regel mit C25/30
(Würfeldruckfestigkeit des Betons ist gleich 30 N/mm ) oder C30/37 (Würfeldruckfestigkeit ist gleich 37 N/mm2) gewählt. In besonderen Fällen wird die Festigkeitsklasse C50/60
(Würfeldruckfestigkeit ist gleich 60 N/mm ) gewählt. Beton mit einer Würfeldruckfestigkeit bis 60 N/mm wird als Normalbeton bezeichnet. Die am häufigsten verwendeten Verbindungselemente zwischen den beiden Wandplatten einer Doppelwand sind Gitterträger, die zum Beispiel in der Druckschrift EP 0 936 320 dargestellt sind. Seit einigen Jahren werden auch Stahlwellen mit stabförmigen
Endverankerungen aus Edelstahl verwendet, die in der Allgemeinen Bauaufsichtlichen Zulassung„Halbfertigwand mit KAPPEMA-Bewehrungselementen aus Stahl als
Verbindungselement" des Deutschen Instituts für Bautechnik (Zulassungsnummer
Z- 15.2-295 vom 26. Juli 2011) dargestellt sind. Die Verbindung der ersten und zweiten Wandplatten mit Stäben aus Glasfaserverbundwerkstoff ist in DE 10 2006 021 781 beschrieben.
Das Gewicht der Doppelwände pro m Wandfläche, ermittelt mit der üblichen Annahme von 25 kN/m3 für die Wichte von Stahlbeton, beträgt 2,5 kN bei 50 mm Plattendicke und 3,5 kN bei 70 mm Plattendicke. Dieses hohe Flächengewicht ist allerdings nachteilig beim
Transport und beim Versetzen der Elemente auf der Baustelle.
Um das Gewicht einer Doppelwand zu reduzieren wird in der Druckschrift DE 196 54 202 vorgeschlagen, die Wandplatten aus einem hochfesten Beton mit Stahlfaserbewehrung herzustellen. Dadurch wird die Dicke der Wandplatten auf 30 mm bis 38 mm reduziert. Die Verbindung der Wandplatten erfolgt durch Gitterträger. In der Fig. 2 der DE 196 54 202 wird die Verwendung der Doppelwand als Deckenelement gezeigt.
Die Biegebeanspruchungen in den Wandplatten beim Einbringen des Füllbetons müssen in der Ausführung gemäß der DE 196 54 202 von Druck- und Zugspannungen im hochfesten Beton aufgenommen werden. Hochfester Beton weist eine Würfeldruckfestigkeit zwischen
60 N/mm 2 und 120 N/mm 2 auf. Die Biegezugfestigkeit beträgt nur 5 % bis 10 % der Würfeldruckfestigkeit. Nachteilig bei einer Doppelwand gemäß der DE 196 54 202 ist, dass wegen der fehlenden Betonstahlbewehrung die beim Einbringen des Füllbetons auftretenden Zugbeanspruchungen vom hochfesten Beton aufgenommen werden müssen. Ein weiterer Nachteil der DE 196 54 202 besteht darin, dass die statisch erforderliche Wandbewehrung, die üblicherweise in den Wandplatten angeordnet ist, nachträglich in den Hohlraum zwischen den Wandplatten eingebaut werden muss. Die Anordnung der Bewehrung in den Wandplatten ist vorteilhaft, weil sie mit industrialisierten Herstellungsverfahren in die Wandplatten eingebaut werden kann, während die Verlegung der Bewehrung im Hohlraum nachteilig händisch zu erfolgen hat. Das Zusammenwirken des erhärteten Füllbetons und der Wandplatten wird bei statischen Beanspruchungen einer fertig gestellten Wand gemäß der Druckschrift DE 196 54 202 als problematisch angesehen, weil hochfester Beton wegen des hohen Zementanteils ein sehr gutes Fließvermögen hat und deshalb in der Regel selbstnivellierende Eigenschaften aufweist. Die Innenseiten der Wandplatten, die die Kontaktfläche zum Füllbeton bilden, werden wegen der selbstnivellierenden Eigenschaften des hochfesten Betons eine sehr glatte Oberfläche aufweisen, was nachteilig für die
Verbundfestigkeit in den Kontaktflächen zwischen den Wandplatten und dem Füllbeton ist.
In der EP 0 936 320 ist eine Doppelwand mit einer 25 mm bis 30 mm dicken Wandplatte beschrieben. Die Längsstäbe der Gitterträger werden als tragende Bewehrung herangezogen. Die in der EP 0 936 320 beschriebenen Wandplatten bestehen aus einem Beton mit einer
Druckfestigkeit von 30 N/mm 2 bis 35 N/mm 2 (siehe dort in Spalte 3, Zeile 43). Wenn angenommen wird, dass die Betonstahlbewehrung der beiden Bewehrungslagen jeweils einen Durchmesser von 6 mm aufweist und dass die Bewehrung mittig angeordnet ist, dann beträgt bei einer Plattendicke von 25 mm (gemäß Patentanspruch 6 von EP 0 936 320) die Betondeckung zur Innenseite und zur Außenseite der Wandplatte jeweils nur 6,5 mm. Eine derart geringe Betondeckung zur Außenseite ist für Normalbeton nicht zulässig, weil dadurch kein ausreichender Schutz der Bewehrung gegen Korrosion gewährleistet wird. Die Betondeckung zur Innenseite hin ist mit 6,5 mm ebenfalls zu klein, weil üblicherweise eine Betondeckung von 15 mm zu den Längs Stäben der Gitterträger einzuhalten ist, damit die Gitterträger eine ausreichende Verankerung im Beton aufweisen und nicht beim Einbringen des Füllbetons aus den Wandplatten herausbrechen.
In der US 1,102,991 ist eine Doppelwand mit einer Dicke von 25,4 mm beschrieben. Die Betonstahlbewehrung der äußeren Bewehrungslage wird in regelmäßigen Abständen aufgebogen und in den Hohlraum zwischen den beiden Wandplatten geführt. Die innere Bewehrungslage der Betonstahlbewehrung ist orthogonal zur äußeren Bewehrungslage im Hohlraum angeordnet. Die Herstellung einer derartigen Betonstahlbewehrung ist sehr aufwändig.
Die Stabilität der beiden Wandplatten während der Transport- und Montagezustände wird in der US 1,102,991 durch ein im Hohlraum angeordnetes Fachwerk aus Stahlstäben, das mit speziellen Verankerungselementen mit den Wandplatten verbunden ist, gewährleistet. Die normal zu den Wandplatten angeordneten Stäbe des Fachwerks nehmen die beim Einbringen des Füllbetons auftretenden Zugkräfte auf. Die Ausbildung des Fachwerks mit den
Betonplatten ist ebenfalls sehr aufwändig in der Herstellung.
In der DE 29 39 877 ist eine Sandwich- Verbundplatte bestehend aus 15 mm dicken
Plattenelementen und einer dazwischen liegenden Isolierschicht beschrieben. Die
Verbindungselemente bestehen aus Edelstahl oder Kunststoff. In der Fig. 6 der DE 29 39 877 ist ein Verbindungselement dargestellt, dass auf einer Seite eine kegelförmige Spitze mit einer Endplatte aufweist. Durch die kegelförmige Spitze wird das Eindringen des Verbindungselements beim Einwenden in die zweite Wandplatte erleichtert. Nachteilig sind aber die aufwändige Ausführung der Endverankerung und der Umstand, dass die Endplatte in einem gewissen Abstand zur Außenseite der zweiten Wandplatte angeordnet ist.
Eine Doppelwand aus faserbewehrtem hochfestem Beton oder faserbewehrtem
ultrahochfestem Beton ist im Dokument FR 2 949 131 beschrieben. Ultrahochfester Beton weist eine Würfeldruckfestigkeit auf, die größer ist als 120 N/mm und üblicherweise bei
200 N/mm liegt. Durch spezielle Nachbehandlungsmethoden kann die Festigkeit weiter bis
400 N/mm gesteigert werden. Ultrahochfester Beton besitzt einen hohen Gehalt an Zement und Silicastaub und weist deshalb selbstverdichtende und selbstnivellierende Eigenschaften auf. Nachteilig bei der FR 2 949 131 sind wie auch bei der DE 196 54 202 die fehlende Bewehrung aus Betonstahl und die glatte Oberfläche auf den Innenseiten der Wandplatten.
Eine Doppelwand mit Wandplatten aus glasfaserbewehrtem Beton mit im Hohlraum zwischen den Wandplatten angeordneter Bewehrung ist in der DE 36 28 876 beschrieben. Die Anordnung von Distanzstücken auf den Wandplatten und die Montage der orthogonalen Betonstahlbewehrung auf den Distanzstücken im Hohlraum zwischen den Wandplatten mit Spannschlössern sind sehr aufwändig.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Doppelwand zu schaffen, die leichter ist als die bekannten Ausführungsformen aus Normalbeton, die gegenüber den bekannten Ausführungsformen aus hochfestem Beton und ultrahochfestem Beton eine höhere Rauigkeit auf den Innenseiten der Wandplatten aufweist, einen höheren Widerstand bei
Biegebeanspruchungen während des Einbringens des Füllbetons aufweist und einen geringeren Aufwand für die Verlegung der statisch notwendigen Wandbewehrung erfordert. Diese Aufgaben werden für eine Doppelwand mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Bei einer Doppelwand gemäß der Erfindung, umfassend eine erste Wandplatte, eine von der ersten Wandplatte beabstandete zweite Wandplatte und Verbindungselemente, die die erste Wandplatte mit der zweiten Wandplatte verbinden, wobei jede der beiden Wandplatten eine Betonschicht und eine Wandplattenbewehrung aufweist, welche Wandplattenbewehrung eine äußere Bewehrungslage und eine die äußere Bewehrungslage, vorzugsweise im
Wesentlichen orthogonal, überkreuzende innere Bewehrungslage umfasst, wobei die innere Bewehrungslage und die äußere Bewehrungslage an mindestens 10 % ihrer Kreuzungspunkte mittels einer Verbindung miteinander verbunden sind und mindestens eine der beiden Wandplatten eine Betonschicht aus einem hochfesten oder ultrahochfesten Beton mit einer Dicke zwischen 10 mm und 45 mm aufweist, wobei eine der beiden
Bewehrungslagen eine Einbettungstiefe in der Betonschicht aufweist, die kleiner ist als der Durchmesser der nur teilweise eingebetteten Bewehrungslage.
Die erfindungs gemäße Doppelwand mit zumindest einer Betonschicht aus hochfestem oder ultrahochfestem Beton kann mit geringeren Plattendicken als eine Doppelwand aus
Normalbeton hergestellt werden, weil hochfester oder ultrahochfester Beton eine größere Festigkeit als Normalbeton aufweist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil von hochfestem Beton und ultrahochfestem Beton im Vergleich zu Normalbeton ist die viel höhere
Dichtigkeit des Betongefüges. Ein unerwünschtes Eindiffundieren von Kohlendioxid in den Beton, das zu einer unerwünschten Karbonatisierung des Betons führt, wird durch die höhere Dichtigkeit wesentlich erschwert. Die Stickstoffdurchlässigkeit von ultrahochfestem Beton ist zehn Mal kleiner als jene bei einem hochfesten Beton C100/115 und hundert Mal kleiner als bei einem Normalbeton C30/35. Die Wasserdurchlässigkeit von ultrahochfestem Beton entspricht derjenigen eines dichten Natursteins.
Besonders bevorzugt enthalten die Betonschichten beider Wandplatten der Doppelwand, also sowohl der ersten Wandplatte, als auch der zweiten Wandplatte, jeweils einen hochfesten oder ultrahochfesten Beton.
Um eine besonders stabile Doppelwand zu erhalten, sind in der ersten Wandplatte und in der zweiten Wandplatte jeweils Wandplattenbewehrungen angeordnet, welche jeweils eine innere und eine äußere Bewehrungslage umfassen. Die innere Bewehrungslage und die äußere Bewehrungslage sind dazu in zwei Parallelebenen angeordnet. Außerdem sind die innere Bewehrungslage und die äußere Bewehrungslage so angeordnet, dass die
Bewehrungs stäbe der beiden Bewehrungslagen einander überkreuzen. Vorzugsweise überkreuzen die Bewehrungs stäbe der inneren Bewehrungslage jene der äußeren
Bewehrungslage im Wesentlichen orthogonal zueinander.
Die Angabe einer inneren Bewehrungslage sowie einer äußeren Bewehrungslage, welche im Weiteren verwendet wird, bezieht sich jeweils auf deren Lage relativ zur fertigen
Doppelwand. Als innere Bewehrungslagen werden jeweils jene Bewehrungslagen bezeichnet, welche jeweils an der Doppelwand innenliegend zur gegenüberliegenden anderen Wandplatte hin orientiert sind bzw. welche zum Zwischenraum zwischen den beiden Wandplatten hinweisen. Umgekehrt werden im Weiteren als äußere Bewehrungslagen jene Bewehrungslagen bezeichnet, welche außenseitig an den
Wandplatten angeordnet sind bzw. welche vom Zwischenraum zwischen den beiden Wandplatten der Doppelwand abgewandt sind.
Vorteilhaft sind die innere Bewehrungslage und die äußere Bewehrungslage der ersten Wandplatte bzw. der zweiten Wandplatte jeweils an mindestens 10% ihrer Kreuzungspunkte mittels einer Verbindung miteinander verbunden. Somit werden die beiden
Bewehrungslagen ortsfest in ihrer Lage in zwei zueinander parallelen Ebenen relativ zueinander fixiert. Durch stoffschlüssige Schweiß- oder Klebeverbindungen an den
Kreuzungspunkten entsteht bei Verwendung einer Wandplattenbewehrung ein besonders formstabiles Bewehrungsgitter. Je nach Anforderung können erforderlichenfalls auch sämtliche Kreuzungspunkte zwischen der inneren Bewehrungslage und der äußeren
Bewehrungslage durch Verbindungen miteinander verbunden sein.
Gegenüber bisher bekannten Ausführungsformen von Wänden aus hochfestem oder ultrahochfestem Beton weist die erfindungsgemäße Doppelwand weiters den Vorteil auf, dass in jeder Wandplatte eine Wandplattenbewehrung angeordnet ist, bei der eine innere und eine äußere Bewehrungslage einander überkreuzen, und die Doppelwand dadurch während des Einbringens von Füllbeton in den Zwischenraum zwischen den beiden Wandplatten einen größeren Widerstand gegenüber Biegebeanspruchungen aufweist. Anzumerken ist auch, dass überkreuzend angeordnete Bewehrungslagen, welche vorzugsweise im
Wesentlichen orthogonal überkreuzend angeordnet sind, eine besonders wirtschaftliche Bewehrung ergeben. Somit ist die Herstellung einer erfindungs gemäßen Doppelwand wesentlich wirtschaftlicher als die Zugabe von Fasermaterial, um als Faserbewehrung die Festigkeit der Betonschichten zu erhöhen.
Um eine besonders kompakte Doppelwand zu erhalten, welche besonders geringes Gewicht sowie besonders geringe Wandstärken der Wandplatten aufweist und somit besonders handlich im Transport bzw. der Montage ist, enthalten in einer bevorzugten
Ausführungsvariante der Erfindung beide Betonschichten sowohl der ersten Wandplatte, als auch der zweiten Wandplatte jeweils einen hochfesten oder ultrahochfesten Beton.
Besonders vorteilhaft weist bei einer erfindungs gemäßen Doppelwand die mindestens eine
Betonschicht eine Würfeldruckfestigkeit von 60 N/mm 2" bis 500 N/mm 2", vorzugsweise von
80 N/mm 2 bis 200 N/mm 2 , auf. Vorteilhaft kann die Festigkeit der zumindest einen Betonschicht durch spezielle Nachbehandlungsmethoden des hochfesten oder ultrahochfesten Betons weiter erhöht werden.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsvariante der Erfindung ist bei einer
Doppelwand in der mindestens einen Betonschicht mit hochfestem oder ultrahochfestem Beton eine Faserbewehrung enthalten. Durch das Einbringen von Fasermaterial als
Faserbewehrung in die Betonschicht werden Wandplatten erhalten, welche einen besonders hohen Widerstand gegenüber Biegebeanspruchungen aufweisen und besonders biegesteif sind. Somit können auch großflächige Doppelwandabschnitte hergestellt und
erforderlichenfalls mit Füllbeton zwischen den beiden Wandplatten verfüllt werden, ohne dass es zu Verformungen wie beispielsweise Verwöhnungen der Wandplatten kommt.
Vorteilhaft beträgt bei einer erfindungsgemäßen Doppelwand ein Gehalt eines
Fasermaterials der Faserbewehrung in der Betonschicht von 50 kg/m 3J bis 500 kg/m 3J, vorzugsweise von 200 kg/m 3 bis 400 kg/m 3.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung weist bei einer
Doppelwand in mindestens einer Wandplatte die äußere Bewehrungslage der
Wandplattenbewehrung eine Einbettungstiefe in der Betonschicht auf, die mindestens einen halben und höchstens den 0,95-fachen Durchmesser der Wandplattenbewehrung der äußeren Bewehrungslage beträgt und die innere Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung zur Gänze außerhalb der Betonschicht liegt. Vorteilhaft wird die Wandplattenbewehrung in den Wandplatten dabei so angeordnet, dass ein gewisser Teil der Wandplattenbewehrung an den Innenseiten der Wandplatten herausragt und nicht in der Betonschicht einer der Wandplatten eingebettet ist. Dadurch weist die Innenseite zumindest einer der Wandplatten eine
Oberfläche auf, die wegen der hervorstehenden Wandplattenbewehrung ausgezeichnet geeignet ist, um Verbundbeanspruchungen in den Kontaktflächen zwischen der Wandplatte und dem Füllbeton, der zwischen die Wandplatten eingefüllt wird, aufzunehmen. Vorteilhaft sind bei einer erfindungsgemäßen Doppelwand beide Wandplatten so ausgeführt, dass jeweils die innere Bewehrungslage an den Innenseiten der Wandplatten herausragt und somit die Verbundwirkung zwischen dem Füllbeton, der in den Zwischenraum der Doppelwand eingegossen wird, und den beiden Wandplatten jeweils verbessert wird.
Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber bisher bekannten Ausführungsformen von Wandplatten aus hochfestem oder ultrahochfestem Beton, die wegen der selbstnivellierenden Betoneigenschaften sehr glatte Oberflächen aufweisen, weshalb die Verbundwirkung zwischen einer Wandplatte mit sehr glatter Oberfläche und einem direkt daran angrenzenden Füllbeton meist unzureichend ist. In dieser vorteilhaften Ausführung der Erfindung liegt die innere Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung zur Gänze außerhalb der Betonschicht sowie innenseitig frei im Zwischenraum zwischen den beiden Wandplatten. Somit wird beim Einfüllen von Füllbeton in den Zwischenraum zwischen den beiden Wandplatten die innere Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung zur Gänze von Füllbeton umgeben. Da die äußere Bewehrungslage, welche sich zumindest mit einem halben Durchmesser der Wandplattenbewehrung in der Betonschicht mit hochfestem oder ultrahochfestem Beton befindet, und die äußere Bewehrungslage an zumindest 10% ihrer Kreuzungspunkte miteinander verbunden sind, wird eine besonders hohe Verbundwirkung zwischen der Betonschicht und der angrenzenden Füllbetonschicht erzielt.
Zweckmäßig ist in einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung bei einer Doppelwand in mindestens einer Wandplatte die äußere Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung zur Gänze in der Betonschicht eingebettet und die innere Bewehrungslage der
Wandplattenbewehrung weist eine Einbettungstiefe in der Betonschicht auf, die höchstens den 0,95-fachen Durchmesser der Wandplattenbewehrung der inneren Bewehrungslage beträgt. Auch in dieser Ausführungsform wird die Verbundwirkung zwischen der
Betonschicht und einer angrenzenden Füllbetonschicht durch die Wandplattenbewehrung, welche mit ihrer inneren Bewehrungslage zumindest teilweise an der Innenseite einer der Wandplatten oder an den Innenseiten beider Wandplatten vorragt, deutlich erhöht.
Es hat sich in Versuchen gezeigt, dass die folgenden Materialien für
Wandplattenbewehrungen, entweder als Alternativen oder auch in Kombination, für die Zwecke der Erfindung sehr geeignet sind: eine Betonstahlbewehrung; eine
korrosionsbeständige Betonstahlbewehrung aus Edelstahl; eine korrosionsbeständige Bewehrung aus einem glasfaser,- kohlenstofffaser,- oder basaltfaserverstärkten
Verbundwerkstoff in stabförmiger Ausbildung; eine zweidimensionale textile Bewehrung aus einem glasfaser,- kohlenstofffaser,- oder basaltfaserverstärkten Verbundwerkstoff; eine dreidimensionale textile Bewehrung aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff, wobei die textile Bewehrung nur teilweise in der Betonschicht angeordnet ist und die textile Bewehrung an den Innenseiten der Wandplatten herausragt.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist weiters vorgesehen, dass ein Teil der
Bewehrung der äußeren Bewehrungslage durch mindestens einen Längsstab eines
Gitterträgers gebildet wird. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Verbindungselemente als
Gitterträger ausgeführt, und ein Teil der Bewehrung der äußeren Bewehrungslage wird durch Längs stäbe der Gitterträger gebildet.
Vorteilhaft sind bei einer erfindungsgemäßen Doppelwand die Verbindungselemente im Wesentlichen lotrecht zur äußeren Bewehrungslage und zur inneren Bewehrungslage angeordnet. Die Verbindungselemente, welche im Wesentlichen in Richtung der
Ebenennormalen auf die beiden in Parallelebenen angeordneten, einander überkreuzenden Bewehrungslagen vorgesehen sind, greifen vorteilhaft bei gleicher Länge der
Verbindungselemente jeweils gleich weit in die Wandplattenbewehrungen der beiden einander gegenüberliegenden Wandplatten ein. Somit wird verhindert, dass einzelne Verbindungselemente unterschiedlich tief in die Wandplattenbewehrungen eingreifen bzw. in unterschiedlichen Tiefen in den Betonschichten der Wandplatten eingebettet sind.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung sind bei einer Doppelwand die Verbindungselemente als Verbindungs stäbe ausgeführt. Vorteilhaft können
Verbindungselemente, die als Verbindungsstäbe ausgeführt sind, besonders einfach in Freiräume zwischen den überkreuzend angeordneten Bewehrungslagen der
Wandplattenbewehrung eingefügt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung sind bei einer Doppelwand
Verbindungselemente mit einem winkelförmigen, einem trapezförmigen oder einem wellenförmigen Querschnitt oder mit Fachwerkstäben oder als Gitterträger ausgeführt. Je nach Anforderung können die Verbindungselemente, welche die erste Wandplatte mit der zweiten Wandplatte verbinden und durch welche der Zwischenraum zwischen den beiden Wandplatten festgelegt ist, unterschiedliche Formen bzw. Querschnitte aufweisen.
Besonders zweckmäßig weisen bei einer erfindungsgemäßen Doppelwand die
Verbindungselemente zumindest an einem ihrer Enden, vorzugsweise an ihren beiden gegenüberliegenden Enden, Endverankerungen auf und die Endverankerungen sind benachbart zu einer Außenseite der ersten Wandplatte und/oder zu einer Außenseite der zweiten Wandplatte angeordnet. Endverankerungen an den Enden der Verbindungselemente dienen dazu, die Stabilität der Verbindungen zwischen den Verbindungselementen und den Betonschichten, in denen die Verbindungselemente zumindest abschnittsweise eingefügt bzw. eingegossen sind, weiter zu erhöhen. Durch die Endverankerungen an den Enden der Verbindungselemente wird auch der Widerstand der beiden Wandplatten und somit der Doppelwand gegenüber Biegebeanspruchungen erhöht. Unerwünschte Verformungen oder Verwölbungen der Doppelwand bei mechanischer Belastung bzw. beim Einfüllen von Füllbeton zwischen den beiden Wandplatten können somit erfolgreich vermieden werden. Je nach Ausführung können zumindest einzelne Endverankerungen auch bündig an einer Außenseite der ersten Wandplatte und/oder einer Außenseite der zweiten Wandplatte angeordnet sein.
Um eine besonders langlebige Ausführung einer erfindungsgemäßen Doppelwand zu erhalten, sind die Verbindungselemente und/oder die Endverankerungen zumindest in den innerhalb der Betonschichten angeordneten Abschnitten aus Edelstahl oder einem
faserverstärkten Kunststoff gefertigt. Die Verbindungselemente und/oder die
Endverankerungen sind in dieser Variante zumindest abschnittsweise oder zur Gänze aus einem korrosionsbeständigen Material, beispielsweise aus Edelstahl oder einem
faserverstärkten Kunststoff, gefertigt. Somit wird eine langlebige und besonders robuste Befestigung der Verbindungselemente bzw. der Endverankerungen in der Betonschicht der Wandplatten gewährleistet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung sind bei einer
Doppelwand jeweils mindestens zwei Verbindungsstäbe durch mindestens einen
Diagonalstab miteinander verbunden, wobei vorzugsweise die Verbindungsstellen eines Diagonalstabs an Verbindungsstäben jeweils benachbart zu einem Ende eines
Verbindungsstabs liegen. Vorteilhaft bilden die mindestens zwei Verbindungsstäbe mit dem mindestens einen Diagonalstab ein besonders stabiles Fachwerk. Die Doppelwand bleibt somit auch bei hohen Zug- und/oder Druckkräften und/oder Biegespannungen, die auf die Verbindungselemente einwirken, besonders formstabil.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind bei einer Doppelwand die zumindest zwei Verbindungsstäbe und/oder der zumindest eine Diagonalstab alternierend mit einer ersten Endverankerung und/oder einer ersten Verbindungsstelle in der ersten Wandplatte und mit einer gegenüberliegenden zweiten Endverankerung und/oder einer gegenüberliegenden zweiten Verbindungsstelle in der zweiten Wandplatte befestigt und der Diagonalstab ist zwischen den Verbindungsstellen im Wesentlichen gerade ausgeführt. In dieser Ausführung weisen die Verbindungselemente eine fachwerkartige Struktur auf, welches Fachwerk durch die Verbindungs stäbe und die mit diesen verbundenen Diagonalstäben gebildet wird.
Weiters sind die Verbindungs stäbe mit Endverankerungen versehen, wodurch eine besonders robuste Verbindung zwischen den beiden Wandplatten erzielt wird. Die vorstehend genannten erfindungsgemäßen Aufgaben werden im Rahmen der Erfindung auch durch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Doppelwand gelöst, welches Verfahren die folgenden Verfahrens schritte umfasst:
Anfertigen einer Wandplattenbewehrung für eine erste Wandplatte, umfassend eine äußere Bewehrungslage und eine die äußere Bewehrungslage, vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal, überkreuzende innere Bewehrungslage, wobei die innere Bewehrungslage und die äußere Bewehrungslage an mindestens 10 % ihrer
Kreuzungspunkte mittels einer Verbindung miteinander verbunden werden;
Einlegen der Wandplattenbewehrung für die erste Wandplatte in einer ersten
Schalung, wobei die äußere Bewehrungslage nach unten orientiert ist;
Einfügen von Verbindungselementen in die Wandplattenbewehrung, wobei die Verbindungselemente im Wesentlichen lotrecht zur äußeren Bewehrungslage sowie zur inneren Bewehrungslage nach oben orientiert sind;
Gegebenenfalls Befestigen der Verbindungselemente an der Wandplattenbewehrung der ersten Wandplatte;
Einbringen einer Betonschicht der ersten Wandplatte in die erste Schalung, wobei die Betonschicht der ersten Wandplatte einen hochfesten oder ultrahochfesten Beton enthält, und die innere Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung der ersten Wandplatte mit einer Einbettungstiefe, die höchstens den 0,95-fachen Durchmesser der Wandplattenbewehrung der inneren Bewehrungslage beträgt, in der Betonschicht eingebettet wird;
Anfertigen einer Wandplattenbewehrung für eine zweite Wandplatte, umfassend eine äußere Bewehrungslage und eine die äußere Bewehrungslage, vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal, überkreuzende innere Bewehrungslage, wobei die innere Bewehrungslage und die äußere Bewehrungslage an mindestens 10 % ihrer
Kreuzungspunkte mittels einer Verbindung miteinander verbunden werden;
Einlegen der Wandplattenbewehrung für die zweite Wandplatte in einer zweiten Schalung, wobei die äußere Bewehrungslage nach unten orientiert ist;
Anordnen der fertig gestellten ersten Wandplatte mit den Verbindungselementen voraus in die Wandplattenbewehrung der zweiten Wandplatte, wobei die bereits in der ersten Wandplatte verankerten Verbindungselemente mit ihren freien Enden und/oder mit an ihren Enden angeordneten Endverankerungen nach unten, vorzugsweise bündig auf der zweiten Schalung aufliegend, der zweiten Schalung zugewandt sind;
Einbringen einer Betonschicht für die zweite Wandplatte, welche Betonschicht für die zweite Wandplatte vorzugsweise einen hochfesten oder ultrahochfesten Beton enthält, in die zweite Schalung, wobei die innere Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung der zweiten Wandplatte mit einer Einbettungstiefe, die höchstens den 0,95-fachen Durchmesser der Wandplattenbewehrung der inneren Bewehrungslage beträgt, in der Betonschicht für die zweite Wandplatte eingebettet wird.
Zweckmäßig sind beim oben genannten Verfahren die erste und die zweite Schalung jeweils im Wesentlichen waagrecht angeordnet. Die Wandplattenbewehrung der ersten Wandplatte wird somit in die im Wesentlichen waagrechte erste Schalung eingelegt, wobei die äußere Bewehrungslage zur Schalung nach unten hin orientiert ist.
Nachdem die erste Wandplatte fertig gestellt ist, wird diese mit den Verbindungselementen voraus in die bereits in der zweiten Schalung vorbereitete Wandplattenbewehrung der zweiten Wandplatte eingefügt bzw. in diese eingesteckt. Dieser Vorgang, bei dem die fertige erste Wandplatte gegebenenfalls gewendet bzw. gestürzt wird, um mit den
Verbindungselementen voraus bzw. nach unten der zweiten Schalung zugewandt in die Wandplattenbewehrung der zweiten Wandplatte eingefügt zu werden, wird auch als
Einwenden der ersten Wandplatte bezeichnet.
Da erst nach dem Einwenden der ersten Wandplatte die Betonschicht für die zweite
Wandplatte in die Schalung eingebracht wird, liegen die Verbindungselemente je nach Ausführung mit ihren freien Enden oder mit Endverankerungen, die an ihren Enden befestigt sind, zumindest benachbart zur Schalung nach unten. Die Dicke der Betonüberdeckung der freien Enden der Verbindungselemente oder der Endverankerungen zur Außenseite der zweiten Wandplatte hin kann somit beliebig eingestellt werden. Vorzugsweise können die Verbindungselemente mit ihren freien Enden und/oder mit an ihren Enden angeordneten Endverankerungen auch bündig auf der Schalung aufliegen, wodurch die Dicke der
Betonüberdeckung zur Außenseite der zweiten Wandplatte hin minimal wird bzw. die Verbindungselemente bündig bis an die Außenseite der zweiten Wandplatte reichen. Somit wird insbesondere bei Einsatz von hochfestem oder ultrahochfestem Beton sowohl für die Herstellung der Betonschicht der ersten Wandplatte, als auch der zweiten Wandplatte eine besonders leichte und robuste Doppelwand mit minimalen Wandstärken geschaffen.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiters auch denkbar, ein Verfahren zur Herstellung einer Doppelwand mit nur einer Schalung durchzuführen, wobei die Schalung zuerst zum
Herstellen der ersten Wandplatte verwendet wird. Nach Entnahme der fertigen ersten Wandplatte aus der Schalung kann dieselbe Schalung anschließend zur Herstellung der zweiten Wandplatte bzw. zum Einwenden der fertigen ersten Wandplatte in die
Wandplattenbewehrung der zweiten Wandplatte verwendet werden. Auch diese vereinfachte Herstellungsvariante unter Verwendung nur einer Schalung, die zur Herstellung beider Wandplatten dient, ist von der Erfindung mitumfasst.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachstehenden Erläuterungen von in den Zeichnungen Fig. 1 bis Fig. 15 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 in einer isometrischen Ansicht schräg von oben eine erste Wandplatte während der Herstellung einer ersten erfindungs gemäßen Ausführungsform einer Doppelwand; Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittebene II - II während der Herstellung der Doppelwand;
Fig. 3 eine Schnittansicht der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Doppelwand gemäß der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittebene III - III nach dem Herstellen einer zweiten Wandplatte;
Fig. 4 eine Schnittansicht einer ersten Wandplatte einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Doppelwand gemäß der in Fig. 5 eingezeichneten Schnittebene IV - IV;
Fig. 5 eine Schnittansicht der ersten Wandplatte der zweiten erfindungs gemäßen Ausführungsform der Doppelwand gemäß der in Fig. 4 eingezeichneten
Schnittebene V - V;
Fig. 6 eine Schnittansicht einer ersten Wandplatte einer Doppelwand in einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform von gemäß der in Fig. 7 eingezeichneten Schnittebene VI - VI;
Fig. 7 einen Schnitt der ersten Wandplatte gemäß der in Fig. 6 eingezeichneten Schnittebene VII - VII;
Fig. 8 eine Schnittansicht einer ersten Wandplatte einer Doppelwand in einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsvariante gemäß der in Fig. 9 eingezeichneten
Schnittebene VIII - VIII;
Fig. 9 die erste Wandplatte der vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Doppelwand in einer Schnittansicht gemäß der in Fig. 8 eingezeichneten
Schnittebene IX - IX;
Fig. 10 in einer Schnittansicht gemäß der in Fig. 11 eingezeichneten
Schnittebene X - X eine erste Wandplatte einer fünften erfindungsgemäßen
Ausführungsform einer Doppelwand; Fig.11 einen Schnitt der ersten Wandplatte gemäß der in Fig. 10 eingezeichneten Schnittebene XI - XI;
Fig.12 eine Schnittansicht einer ersten Wandplatte einer Doppelwand in einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß der in Fig. 13 eingezeichneten
Schnittebene XII -XII;
Fig.13 einen Schnitt der ersten Wandplatte gemäß der in Fig. 12 eingezeichneten Schnittebene XIII - XIII;
Fig.14 einen Schnitt durch einen Träger mit einem Rechteckquerschnitt, der mit einer erfindungsgemäßen Doppelwand hergestellt wird;
Fig.15 einen Schnitt durch einen Träger mit einem Kastenquerschnitt, der mit zwei erfindungsgemäßen Doppelwänden hergestellt wird.
In den Abbildungen Fig. 1 bis Fig. 3 ist eine erste Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Doppelwand während der Fertigung dargestellt. Fig. 1 zeigt dabei einen Zustand im Herstellungsprozess einer erfindungs gemäßen Doppelwand 3 nach dem
Herstellen einer ersten Wandplatte 1. Die Wandplatte 1 umfasst eine Betonschicht 5 aus hochfestem Beton mit einer Wandplattenbewehrung 6, die eine äußere Bewehrungslage 7 und eine innere Bewehrungslage 8 umfasst. Die Wandplattenbewehrung 6 besteht in der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform aus einer Betonstahlbewehrung, die einen annähernd kreisförmigen Querschnitt und eine glatte Oberfläche 21 aufweist. Die äußere Bewehrungslage 7 und die innere Bewehrungslage 8 liegen in Parallelebenen direkt nebeneinander bzw. berühren einander in Kreuzungspunkten, wobei die äußere
Bewehrungslage 7 und die innere Bewehrungslage 8 hier im Wesentlichen orthogonal überkreuzend angeordnet sind. Die äußere Bewehrungslage 7 und die innere
Bewehrungslage 8 sind hier an 50 % der Kreuzungspunkte bzw. Berührungspunkte, an denen die Bewehrungsstäbe der äußeren Bewehrungslage 7 und der inneren Bewehrungslage 8 überkreuzend aneinander anliegen, miteinander verschweißt. Somit ist an den miteinander verschweißten Kreuzungspunkten eine stabile, stoffschlüssige Verbindung 23 der äußeren Bewehrungslage 7 mit der inneren Bewehrungslage 8, welche gemeinsam die
Wandplattenbewehrung 6 bilden, gegeben.
Die innere Bewehrungslage 8 ist hier derart in der Betonschicht 5 angeordnet, dass ein oberer Teil der inneren Bewehrungslage 8 aus einer Innenseite 13 der Betonschicht 5 herausragt. Eine Einbettungstiefe E der inneren Bewehrungslage 8 ist somit kleiner als ein Durchmesser D der Wandplattenbewehrung 6 der inneren Bewehrungslage 8. Die
Einbettungstiefe E in der Betonschicht 5 beträgt hier in Fig. 1 beispielhaft den 0,70-fachen Durchmesser D der Wandplattenbewehrung 6 der inneren Bewehrungslage 8. Eine Außenseite 11 der ersten Wandplatte 1 liegt bei der Herstellung auf einer nicht dargestellten Schalung auf und weist deshalb eine schalglatte Oberfläche auf. Die äußere
Bewehrungslage 7 der ersten Wandplatte 1 ist hier zur Gänze in die Betonschicht 5 eingebettet.
Wie eingangs bereits festgehalten wurde beziehen sich die Lageangaben einer inneren Bewehrungslage 8 sowie einer äußeren Bewehrungslage 7 jeweils auf deren Lage relativ zur fertigen Doppelwand 3. Die inneren Bewehrungslagen 8 sind jeweils benachbart zu den Innenseiten 13, 14 der Wandplatten 1, 2 angeordnet bzw. sind zur jeweils
gegenüberliegenden anderen Wandplatte hin orientiert. Die inneren Bewehrungslagen 8 weisen bei der fertigen Doppelwand 3 also zum Zwischenraum zwischen den beiden Wandplatten 1, 2 hin. Umgekehrt sind die äußeren Bewehrungslagen 7 jeweils außenseitig benachbart zu den Außenseiten 11, 12 der Wandplatten 1, 2 angeordnet und sind bei der fertigen Doppelwand 3 jeweils vom Zwischenraum zwischen den beiden Wandplatten 1, 2 abgewandt.
Wie in Fig. 1 veranschaulicht sind in der ersten Wandplatte 1 beispielhaft vier
unterschiedliche Verbindungselemente 4 angeordnet. Diese verschiedenartigen
Ausführungsformen von Verbindungselementen 4 dienen hier dem besseren Verständnis. Je nach Ausführung können im Rahmen der Erfindung dieselben Verbindungselemente 4 oder unterschiedliche Verbindungselemente 4 als Verbindungen zwischen den Wandplatten 1, 2 bzw. zur Herstellung einer Doppelwand 3 verwendet werden.
Beispielhaft sind in Fig. 1 links hinten ein Verbindungselement 4 mit einem winkelförmigen Querschnitt 15 bzw. mit einem Winkelprofil 15, links vorne ein Verbindungselement 4 mit einem trapezförmigen Querschnitt 16 bzw. mit einem Trapezprofil 16, rechts vorne ein Verbindungselement 4 mit einem wellenförmigen Querschnitt 17 bzw. mit einem
Wellenprofil 17 und im Bild rechts hinten ein Verbindungselement 4 mit Fachwerkstäben 18 dargestellt. Alle Verbindungselemente 4 weisen Verbindungsstäbe 9 auf, die mit ihren Stabenden jeweils in den Betonschichten 5 der ersten Wandplatte 1 und einer der ersten Wandplatte 1 gegenüberliegenden zweiten Wandplatte 2, die in Fig. 3 dargestellt ist, verankert sind. Um die Verankerung der Verbindungs Stäbe 9 jeweils in den Betonschichten 5 der ersten Wandplatte 1 bzw. der zweiten Wandplatte 3 zu verbessern, sind in den
Ausführungsformen der in Fig. 1 dargestellten Verbindungselemente 4 mit winkelförmigem Querschnitt 15, mit wellenförmigem Querschnitt 17 sowie in der Ausführung mit
Fachwerkstäben 18 die Verbindungs Stäbe 9 an ihren Stabenden zusätzlich jeweils mit Endverankerungen 10 ausgestattet. Diese Endverankerungen 10 können beispielsweise durch das Aufschweißen von Endplatten aus Edelstahl auf die Verbindungs Stäbe 9 hergestellt werden. Alternativ dazu können die Endverankerungen 10 durch eine Verdickung des Endbereichs der Verbindungsstäbe 9 gebildet werden. Die nahe den Außenseiten 11, 12 der Wandplatten 1, 2 angeordneten Endverankerungen 10 sowie die Verbindungs Stäbe 9 sind hier in den Ausführungsvarianten als Verbindungselemente 4 mit Fachwerkstäben 18 sowie der Verbindungselemente 4 mit winkelförmigem Querschnitt 15 aus einem nichtrostenden Material, beispielsweise aus Edelstahl, hergestellt. Die Verbindungselemente 4 mit wellenförmigem Querschnitt 17 sind hier aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt.
Die Schnittansicht in Fig. 2 durch die erste erfindungs gemäße Ausführungsform gemäß der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittebene II - II zeigt eine erste Wandplatte 1 während der Herstellung einer Doppelwand 3. Die Betonschicht 5 aus hochfestem Beton hat eine schalglatte Außenseite 11 und eine Innenseite 13, die wegen der herausragenden inneren Bewehrungslage 8 der Wandplattenbewehrung 6 eine Oberfläche mit sehr guten
Verbundeigenschaften aufweist. Die Einbettungstiefe E der inneren Bewehrungslage 8 in der Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 beträgt hier den 0,70-fachen Durchmesser D der Wandplattenbewehrung 6 der inneren Bewehrungslage 8. Die äußere Bewehrungslage 7 ist hier zur Gänze in der Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 eingebettet.
In der Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 sind in Fig. 2 weiters die Anordnung des Verbindungselements 4 mit winkelförmigem Querschnitt 15 und ein Teil eines
Verbindungselements 4 aus Fachwerkstäben 18 zu erkennen. Das Verbindungselement 4 mit winkelförmigem Querschnitt 15 weist Verbindungsstäbe 9 auf, die mit dem Winkelprofil 15 verbunden sind und die eine sichere Verankerung in den Betonschichten 5 gewährleisten. Zur Verbesserung der Verankerungseigenschaften der Verbindungs Stäbe 9 sind an den Enden der Verbindungs Stäbe 9 Endplatten aus einem nichtrostenden Material angeschweißt.
Das Verbindungselement 4 aus Fachwerkstäben 18 umfasst Verbindungsstäbe 9, die im Wesentlichen normal zu den Wandplatten 1, 2 angeordnet sind, sowie Diagonalstäbe 19, die jeweils schräg zwischen zwei Verbindungs Stäben 9 angeordnet und an
Verbindungsstellen 22 mit diesen fachwerkartig verbunden sind. In Fig. 2 ist eine solche Verbindungsstelle 22 zwischen einem Diagonalstab 19 und einem Verbindungsstab 9 zu erkennen. Diese Verbindungsstellen 22 liegen innerhalb der Betonschicht 5, damit
Schubkräfte zwischen den Wandplatten 1, 2, die während der Herstellung, dem Transport oder der Montage der Doppelwand 3 auftreten können, ausschließlich durch Normalkräfte in den Verbindungs Stäben 9, den Diagonalstäben 19 und innerhalb der Betonschichten 5 aufgenommen werden können. Zur Übertragung von Schubkräften zwischen den beiden Wandplatten 1, 2 bei der
Verwendung von Verbindungselementen 4 mit winkelförmigem Querschnitt 15 muss das winkelförmige Profil 15, beispielsweise ein Stahlwinkel, so angeordnet werden, dass das winkelförmige Profil 15 an seinen freien Enden jeweils einige Millimeter in jede der Betonschichten 5 der beiden Wandplatten 1, 2 hineinragt.
Der in Fig. 3 dargestellte Schnitt durch die erste erfindungsgemäße Ausführungsform zeigt die Doppelwand 3 nach dem Herstellen der zweiten Wandplatte 2. Die zweite Wandplatte 2 umfasst ebenfalls eine Betonschicht 5 aus hochfestem Beton, in die eine
Wandplattenbewehrung 6 so eingebettet ist, dass die innere Bewehrungslage 8 über die Innenseite 14 der zweiten Wandplatte 2 herausragt und diese deshalb teilweise im Hohlraum zwischen den beiden Wandplatten 1, 2 zu liegen kommt. Die Einbettungstiefe E der inneren Bewehrungslage 8 in der Betonschicht 5 der zweiten Wandplatte 2 beträgt hier ebenfalls den 0,70-fachen Durchmesser D der Wandplattenbewehrung 6 der inneren Bewehrungslage 8. Die äußere Bewehrungslage 7 ist hier zur Gänze in die Betonschicht 5 der zweiten
Wandplatte 2 eingebettet.
Die zweite Wandplatte 2 wird mit der ersten Wandplatte 1 verbunden, indem die erste Wandplatte 1 samt den in der Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 bereits befestigten Verbindungselementen 4, wie sie in der Fig. 2 dargestellt sind, mit den
Verbindungselementen 4 voraus nach unten in die Wandplattenbewehrung 6 der zweiten Wandplatte 2 eingewendet werden. Die Betonstahlbewehrung der zweiten Wandplatte 2 befindet sich dazu bereits in einer Schalung für die zweite Wandplatte 2 eingelegt. Nach dem Eingießen von Beton in die weitere Schalung und dem Aushärten der Betonschicht 5 der zweiten Wandplatte 2 entsteht die fertige Doppelwand 3. Die Außenseite 12 der zweiten Wandplatte 2 weist - wie auch die Außenseite 11 der ersten Wandplatte 1 - ebenfalls eine schalglatte Oberfläche auf.
Bei dem in Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellten Beispiel ist es von Vorteil, zuerst die
Wandplattenbewehrung 6 der zweiten Wandplatte 2 zu verlegen, dann die fertig gestellte erste Wandplatte 1 mit den Verbindungselementen 4 in die Wandplattenbewehrung 6 der zweiten Wandplatte 2 einzuwenden und erst anschließend den Beton für die Betonschicht 5 der zweiten Wandplatte 2 einzubringen. Somit wird erreicht, dass die Verbindungselemente 4, welche bereits in der fertig gestellten Wandplatte 1 verankert sind, mit ihren freien Enden bzw. mit Endverankerungen 10 an ihren Enden bündig auf einer ebenen Schalungsfläche der zweiten Wandplatte 2 aufliegen. Diese Vorgehensweise ist insbesondere bei der Verwendung von Verbindungselementen 4 mit Endverankerungen 10, die beispielsweise die Form von Endplatten haben, von Vorteil, weil dadurch ein planes Aufliegen der
plattenförmigen Endverankerungen 10 auf der Schalung der zweiten Wandplatte 2 gewährleistet wird.
Wird umgekehrt zuerst eine Betonschicht 5 für die zweite Wandplatte 2 in die Schalung eingebracht und erst danach die erste Wandplatte 1 mit den Verbindungselementen 4 in die Betonschicht 5 der zweiten Wandplatte 2 eingewendet, könnten Zuschlagskörner der Betonschicht 5 unter den Endverankerungen 10 zu liegen kommen und dadurch ein vollständiges Aufliegen der Endverankerungen 10 auf der ebenen Schalungsfläche der zweiten Wandplatte 2 verhindern. In diesem Fall würde die Dicke der fertig gestellten Doppelwand 3 von der planmäßigen Dicke zumindest um die Dicke der an den
Endverankerungen 10 anhaftenden Schichtdicke der Zuschlagskörner abweichen bzw. die planmäßige Dicke übersteigen.
Je nach Variante des Herstellungsverfahrens ist es sowohl denkbar, ein und dieselbe
Schalung zur Herstellung sowohl der ersten Wandplatte 1, als auch der zweiten Wandplatte 2 zu verwenden. Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung vorgesehen, eine erste Schalung zur Herstellung der ersten Wandplatte 1 sowie eine zweite Schalung zur Herstellung der zweiten Wandplatte 2 zu verwenden.
In den folgenden in Fig. 4 bis Fig. 13 dargestellten Ausführungsbeispielen werden jeweils erfindungsgemäße Doppelwände 3 gezeigt, bei denen der besseren Übersichtlichkeit wegen jeweils die zweite Wandplatte 2 und die Verbindungselemente 4 zwischen den beiden Wandplatten 1, 2 nicht dargestellt sind.
Eine Detailansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppelwand 3 ist in den Abbildungen Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt. In den Abbildungen Fig. 4 und Fig. 5 wird gezeigt, dass die äußere Bewehrungslage 7 teilweise durch die Längsstäbe 29 eines Gitterträgers 24 ersetzt werden kann. Die Wandplattenbewehrung 6 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus der inneren Bewehrungslage 8, die durch die gerippten
Bewehrungs stäbe 20 gebildet wird und der äußeren Bewehrungslage 7, die durch die Längs stäbe 29 des Gitterträgers 24 und durch in den Fig. 4 und Fig. 5 nicht dargestellte gerippte Beehrungsstäbe 20 gebildet wird.
Die Qualität der Verbundeigenschaften zwischen der ersten Wandplatte 1 und einem
Füllbeton, welcher bei einer fertigen Doppelwand 3 in den Zwischenraum zwischen der ersten Wandplatte 1 und der hier nicht gezeigten Wandplatte 2 verfüllt wird, wird bei diesem Beispiel zu einem großen Teil durch die teilweise Einbettung der inneren Bewehrungslage 8 in die erste Wandplatte 1 und zu einem wesentlich geringeren Teil durch die Diagonalstäbe 30 des Gitterträgers 24 gewährleistet. Die gerippten Bewehrungs Stäbe 20 der nur teilweise eingebetteten inneren Bewehrungslage 8 vergrößern die Rauigkeit der Innenseite 13 der ersten Wandplatte 1. Die Diagonalstäbe 30 des Gitterträgers 24 tragen zur Verbesserung der Verbundeigenschaften durch Dübelwirkung bei. Die Verbundkräfte, die durch Dübelwirkung übertragen werden können, sind kleiner als jene, die durch die raue Oberfläche an der Innenseite 13 der ersten Wandplatte 1 übertragen werden. Die Übertragung von
Verbundkräften über eine Fläche mit definierter Rauigkeit wird durch einen
Druckspannungszustand normal zur Fläche begünstigt. Dieser Druckspannungszustand stellt sich bei der erfindungsgemäßen Doppelwand ein, wenn kleine Relativverschiebungen die durch äußere Belastungen hervorgerufen werden, zwischen Wandplatte 1 und dem Füllbeton auftreten. Wegen der durch die nur teilweise Einbettung der gerippten Bewehrungsstäbe 20 der inneren Bewehrungslage 8 definierten Rauigkeit der Innenseite 13 der ersten Wandplatte 1 rufen diese Relativverschiebungen zwischen der ersten Wandplatte 1 und dem Füllbeton Zugkräfte in den Verbindungselementen 4, die in Fig. 4 und Fig. 5 nicht dargestellt sind, und den Diagonalstäben 30 der Gitterträger 24 hervor. Aus Gleichgewichts gründen erzeugen diese Zugkräfte einen Druckspannungszustand normal zur Innenseite 13 der ersten
Wandplatte 1.
Eine dritte Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Doppelwand 3 ist in den
Abbildungen Fig. 6 und Fig. 7 dargestellt. Die Dicke der Betonschicht 5 ist bei dieser Ausführungsform gleich der Summe der Dicke der Betonüberdeckung B und dem
Durchmesser D der äußeren Bewehrungslage 7 der Wandplattenbewehrung 6 und dem halben Durchmesser der inneren Bewehrungslage 8 der Wandplattenbewehrung 6. Die äußere Bewehrungslage 7 ist zur Gänze in der Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 eingebettet. Die innere Bewehrungslage 8 weist hier eine Einbettungstiefe E in der
Betonschicht 5 auf, die einen halben Durchmesser D der Wandplattenbewehrung 6 der inneren Bewehrungslage 8 beträgt. Die Wandplattenbewehrung 6 besteht bei diesem
Ausführungsbeispiel aus einer korrosionsbeständigen Bewehrung aus einem
glasfaserverstärkten Verbundwerkstoff in stabförmiger Ausbildung. Verbindungen 23 an den Kreuzungspunkten K verbinden die äußere Bewehrungslage 7 mit der inneren
Bewehrungslage 8. Die Verbindungen 23 werden als Klebeverbindungen mit Epoxidharz ausgeführt. Die gerippten Bewehrungs Stäbe 20, aus denen die innere Bewehrungslage 8 gebildet wird, ragen mit der halben Querschnittfläche über die Innenseite 13 der ersten Wandplatte 1. Verbundkräfte zwischen erster Wandplatte 1 und dem Füllbeton, der in den Zwischenraum zwischen den Wandplatten 1, 2 der fertigen Doppelwand 3 verfüllt wird, können über die zur Hälfte in der ersten Wandplatte 1 und zur Hälfte im Füllbeton eingebettete Wandplattenbewehrung 6 aufgenommen werden.
Eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppelwand 3 ist in den
Abbildungen Fig. 8 und Fig. 9 dargestellt. Die Wandplattenbewehrung 6 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einer korrosionsbeständigen Betonstahlbewehrung aus Edelstahl. Die Dicke der Betonschicht 5 ist bei dieser Ausführungsform so groß, dass die innere Bewehrungslage 8 der Wandplattenbewehrung 6 nur 2 mm über die Innenseite 13 der ersten Wandplatte 1 hinausragt. Verbundkräfte zwischen erster Wandplatte 1 und dem nicht dargestellten Füllbeton im Zwischenraum zwischen den Wandplatten 1, 2 werden über den herausragenden Teil der Wandplattenbewehrung 6 der inneren Bewehrungslage 8 übertragen. In Fig. 8 ist zu erkennen, dass nur an einem der beiden gezeigten
Kreuzungspunkte K der Bewehrungsstab der inneren Bewehrungslage 8 mit der
Wandplattenbewehrung 6 der äußeren Bewehrungslage 7 mit einer Verbindung 23, die als Schweißverbindung ausgeführt ist, verbunden ist. Die Bewehrungsstäbe der äußeren Bewehrungslage 7 weisen hier einen kleineren Durchmesser D' auf im Vergleich zu den Bewehrungs Stäben der inneren Bewehrungslage 8 mit größeren Querschnitten bzw. mit größerem Durchmesser D" . Die äußere Bewehrungslage 7 und die innere Bewehrungslage 8 bestehen aus gerippten Bewehrungsstäben 20.
Eine fünfte Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Doppelwand 3 ist in den
Abbildungen Fig. 10 und Fig. 11 dargestellt. Bei diesem Beispiel weist die
Wandplattenbewehrung 6 der inneren Bewehrungslage 8 keine Einbettung in die
Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 auf. Nach dem Einbringen des Füllbetons ist die innere Bewehrungslage 8 zur Gänze im Füllbeton eingebettet. Die Wandplattenbewehrung 6 der äußeren Bewehrungslage 7 ist so in der Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 angeordnet, dass die eine Hälfte der Wandplattenbewehrung 6 der äußeren Bewehrungslage 7 in der Betonschicht 5 eingebettet ist. Die Einbettungstiefe E der äußeren Bewehrungslage 7 in die Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 beträgt daher nur den halben Durchmesser D der Wandplattenbewehrung 6 der äußeren Bewehrungslage 7. Biegebeanspruchungen beim Einbringen des Füllbetons werden von der Betonschicht 5 mit der teilweise eingebetteten Wandplattenbewehrung 6 der äußeren Bewehrungslage 7 und der lediglich über
Verbindungen 23, die als Schweißverbindungen ausgeführt sind, angeschlossenen, als Betonstahlbewehrung ausgeführten Wandplattenbewehrung 6 der inneren Bewehrungslage 8 aufgenommen. Der Tragmechanismus in Richtung der äußeren Bewehrungslage 7 entspricht dem eines Stahlbetonquerschnitts. Der Tragmechanismus in Richtung der inneren Bewehrungslage 8 entspricht dem einer Stahl-Beton- Verbundkonstruktion. Verbundkräfte zwischen erster Wandplatte 1 und dem Füllbeton im Zwischenraum zwischen den
Wandplatten 1, 2 in der fertig gestellten Doppelwand 3 werden an der Innenseite 13 der ersten Wandplatte 1 übertragen, weil die teilweise in der Betonschicht 5 und teilweise im Füllbeton eingebettete Wandplattenbewehrung 6 der äußeren Bewehrungslage 7 eine definierte Oberflächenrauigkeit in der Kontaktfläche zwischen der Wandplatte 1 und einem Füllbeton erzeugt.
In den Abbildungen Fig. 12 und Fig. 13 wird gezeigt, dass die äußere Bewehrungslage 7 durch eine textile Bewehrung 31 gebildet werden kann. Die in den Fig. 12 und Fig. 13 dargestellte textile Bewehrung 31 ist eine dreidimensionale Struktur, die teilweise in der Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 eingebettet ist. Eine derartige textile Bewehrung 31 wird beispielsweise von der Firma solidian GmbH (Sigmaringer Straße 150, 72458 Albstadt, Deutschland) erzeugt und unter der Marktbezeichnung soligrid® Gitterstruktur vertrieben. Die textilen Bewehrungselemente bestehen aus einer Vielzahl von einzelnen feinen Fasern die zu Rovingen gebündelt werden. Diese Rovinge werden wiederum zu Gitterstrukturen verbunden, die in Summe Kräfte in der Größenordnung von konventioneller Stahlbewehrung aufnehmen können. Durch die Feinheit der Gitterstruktur können die Verbundkräfte auch mit wenigen Millimetern Betondeckung problemlos übertragen werden. Aufgrund der
Korrosionsunempfindlichkeit der für die textile Bewehrung verwendeten Materialen (AR- Glas, Carbon, Basaltfasern) ist auch diesbezüglich mit wenigen Millimetern Betondeckung das Auslangen gefunden.
Die Verbundwirkung zwischen der ersten Wandplatte 1 und einem Füllbeton wird durch die teilweise eingebetteten gerippten Bewehrungs Stäbe 20 der inneren Bewehrungslage 8 gewährleistet. Die durch Dübelwirkung der textilen Bewehrung 31 übertragbaren
Verbundkräfte sind von vernachlässigbarer Größe. Die dreidimensionale textile Bewehrung 31, die teilweise in der ersten Wandplatte 1 und teilweise in einem Füllbeton angeordnet ist, bewirkt, dass bei geringen Relativverschiebungen zwischen erster Wandplatte 1 und
Füllbeton Zugkräfte in den schräg zur Innenseite 13 der ersten Wandplatte 1 angeordneten Teilen der textilen Bewehrung 31 entstehen. Diese Zugkräfte bewirken einen
Druckspannungszustand auf der Innenseite 13 der ersten Wandplatte 1, der sich günstig auf die Verbundsteifigkeit und die übertragbaren Verbundkräfte zwischen der ersten Wandplatte 1 und einem Füllbeton auswirkt. Bei Relativverschiebungen zwischen der ersten Wandplatte 1 und einem Füllbeton entstehen natürlich auch Zugkräfte in den Verbindungselementen 4, die allerdings in den Fig. 12 und Fig. 13 nicht dargestellt sind. Fig. 12 und Fig. 13 zeigen, dass die gerippten Bewehrungs Stäbe 20 der inneren
Bewehrungslage 8 mittels einem Rödeldraht 32 mit der textilen Bewehrung 31 verbunden werden, um eine Verbindung 23 zwischen der äußeren Bewehrungslage 7 und der inneren Bewehrungslage 8 zu schaffen, die während der Herstellung der Betonschicht 5 die
Formstabilität der Wandplattenbewehrung 6 gewährleistet.
Die hohe Dichtigkeit von ultrahochfestem Beton ermöglicht die Herstellung von
Wandplatten 1 mit sehr geringer Betonüberdeckung B zu einer Bewehrung, die korrodieren kann. In Fig. 12 und Fig. 13 ist die Betonüberdeckung B von der Außenseite 11 der ersten Wandplatte 1 bis zu den gerippten Bewehrungs Stäben 20 der inneren Bewehrungslage 8 eingetragen. Die Betonüberdeckung B ' zur textilen Bewehrung 31 ist für die
Korrosionsbeständigkeit der Doppelwand 3 nicht relevant, weil die textile Bewehrung 31 nicht korrodieren kann. Eine gewisse Betonüberdeckung B' der textilen Bewehrung 31 ist allerdings erforderlich, um durch Verbundwirkung die statische Wirksamkeit der textilen Bewehrung 31 in der Betonschicht 5 zu gewährleisten.
Die Dicke der Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 in den Fig. 12 und Fig. 13 beträgt lediglich 10 mm, wenn die Betonüberdeckung B ' gleich 4 mm ist, die Dicke D' der textilen Bewehrung 31 gleich 2 mm ist und ein gerippter Bewehrungsstab 20 mit einem Durchmesser D von 8 mm zur Hälfte in der Betonschicht 5 mit der Einbettungstiefe E gleich 4 mm eingebettet ist.
Üblicherweise werden Doppelwände im Hochbau zur Herstellung von Kellerwänden und Geschoßwänden eingesetzt. In Fig. 14 und Fig. 15 zeigen Beispiele, wie eine
erfindungsgemäße Doppelwand 3 auch in Tragkonstruktionen des konstruktiven
Ingenieurbaus verwendet werden kann.
In Fig. 14 wird gezeigt, wie eine Doppelwand 3, die Verbindungselemente 4 mit
winkelförmigem Querschnitt 15 aufweist, zur Schaffung eines Trägers 27 mit einem rechteckigen Querschnitt eingesetzt werden kann. In der ersten Wandplatte 1 und in der zweiten Wandplatte 2 sind Gitterträger 24 angeordnet. An den aus den Wandplatten 1, 2 herausragenden Längsstäben 29 der Gitterträger 24 sind die Verbindungselemente 4 mit winkelförmigem Querschnitt angeschweißt. Die erste Wandplatte 1 und die zweite
Wandplatte 2 der Doppelwand 3 bilden dabei jeweils gegenüberliegende Außenwände des Trägers 27. Eine Bodenplatte 25 wird beispielsweise bereits im Fertigteilwerk mit einer in Fig. 14 nicht dargestellten Anschlussbewehrung mit den beiden Wandplatten 1, 2 verbunden. Dadurch entsteht ein sehr leichter Träger 27 mit U-förmigem bzw. trogförmigem
Querschnitt. Das geringe Gewicht des Trägers 27 ist von großem Vorteil während der Transport- und Montagevorgänge auf der Baustelle. Nach dem Versetzen des Trägers 27 auf der Baustelle und dem Anspannen von in Fig. 14 nicht dargestellten Spanngliedern kann Füllbeton in den Hohlraum zwischen den beiden Wandplatten 1, 2 eingebracht werden. In Fig. 14 wird gezeigt, dass vor dem Einfüllen des Füllbetons Ankerstangen 33 in Hüllrohren 35 montiert werden können. Durch Befestigen von Ankerplatten 34 an den Außenseiten 11, 12 der Wandplatten 1, 2 kann der Widerstand der erfindungsgemäßen Doppelwand 3 gegenüber Beanspruchungen aus dem Betonierdruck beim Einbringen des Füllbetons zusätzlich vergrößert werden. Der Füllbeton wird durch die Bodenplatte 25 daran gehindert, zwischen den Wandplatten 1, 2 durchzulaufen. Nach dem Erhärten des Füllbetons, der in Fig. 14 nicht explizit gezeigt ist, entsteht ein Träger 27 mit rechteckigem Vollquerschnitt.
In Fig. 15 wird gezeigt, wie zwei erfindungs gemäße Doppelwände 3 mit
Verbindungselementen 4 in Form von Gitterträgern 24 zur Schaffung eines Trägers 28 mit kastenförmigem Querschnitt eingesetzt werden können. Die Diagonalstäbe 30 des
Gitterträgers 24 verbinden die beiden Wandplatten 1, 2. Der Gitterträger 24 wird bei diesem Ausführungsbeispiel aus Bewehrungsstäben aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestellt. Die beiden Doppelwände 3 dienen dabei als Stege des Trägers 28 mit
Kastenquerschnitt. Eine Bodenplatte 25 und eine Deckplatte 26, welche mit den
Doppelwänden 3 verbunden sind, vervollständigen den kastenförmigen Querschnitt, der in diesem noch unbefüllten Zustand ein viel geringeres Gewicht als im Endzustand nach dem Einbringen von Füllbeton aufweist. Das geringe Gewicht ist zur Herstellung beispielsweise von Brückenträgern 28 im Bauzustand von sehr großem Vorteil. Alternativ zur in Fig. 15 gezeigten Ausführungsform könnte die Deckplatte 26 ebenfalls aus einer erfindungs gemäßen dritten Doppelwand 3 hergestellt werden.
Als Füllbeton können in den gezeigten Ausführungsbeispielen zum Verfüllen der
Zwischenräume zwischen den Wandplatten 1, 2 bzw. zum Verfüllen der Hohlräume in den Trägern 27, 28 beliebige Betonqualitäten wie zum Beispiel Normalbeton, hochfester Beton, ultrahochfester Beton oder Leichtbeton verwendet werden.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen wurden Bewehrungsstäbe mit glatter und gerippter Oberfläche beschrieben. Durch die Erfindung sind Bewehrungsstäbe mit beliebiger
Ausführung der Oberfläche, wie z.B. mit Riefen, Rillen oder Noppen, mit eingeschlossen. In der Patentanmeldung wurden Bewehrungsstäbe und textile Bewehrungen aus faserverstärkten Verbundwerkstoffen mit Glasfasern, Kohlenstofffasern und Basaltfasern beschrieben. Durch die Erfindung sind Bewehrungsstäbe und textile Bewehrungen aus faserverstärkten Verbundwerkstoffen mit beliebigen Fasern und Matrixmaterialien mit eingeschlossen.
Liste der Bezugszeichen:
1 erste Wandplatte
2 zweite Wandplatte
3 Doppelwand
4 Verbindungselement
5 Betonschicht
6 Wandplattenbewehrung
7 äußere Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung
8 innere Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung
9 Verbindungs stab
10 Endverankerung
11 Außenseite der ersten Wandplatte 1
12 Außenseite der zweiten Wandplatte 2
13 Innenseite der ersten Wandplatte 1
14 Innenseite der zweiten Wandplatte 2
15 Verbindungselement mit winkelförmigem Querschnitt bzw. mit Winkelprofil
16 Verbindungselement mit trapezförmigem Querschnitt bzw. mit Trapezprofil
17 Verbindungselement mit wellenförmigem Querschnitt bzw. mit Wellenprofil
18 Verbindungselement aus Fachwerkstäben
19 Diagonalstab
20 gerippter Bewehrungsstab
21 glatte Oberfläche
22 Verbindungsstelle zwischen Diagonalstab 19 und Verbindungs stab 9
23 Verbindung zwischen den Bewehrungslagen 7 und 8
24 Gitterträger
25 Bodenplatte
26 Deckplatte
27 Träger
28 Träger bzw. Brückenträger
29 Längsstab eines Gitterträgers
30 Diagonalstab eines Gitterträgers
31 textile Bewehrung
32 Rödeldraht
33 Ankerstange
34 Ankerplatte
35 Hüllrohr Liste der Bezugszeichen (Fortsetzung):
B Betonüberdeckungsdicke
E Einbettungstiefe
D Durchmesser der Wandplattenbewehrung (bzw. D' , D")
K Kreuzungspunkt zwischen den Bewehrungslagen 7 und 8

Claims

Patentansprüche
1. Doppelwand (3), umfassend eine erste Wandplatte (1), eine von der ersten
Wandplatte (1) beabstandete zweite Wandplatte (2) und Verbindungselemente (4), die die erste Wandplatte (1) mit der zweiten Wandplatte (2) verbinden, wobei jede der beiden Wandplatten (1, 2) eine Betonschicht (5) und eine Wandplattenbewehrung (6) aufweist, welche Wandplattenbewehrung (6) eine äußere Bewehrungslage (7) und eine die äußere Bewehrungslage (7), vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal, überkreuzende innere Bewehrungslage (8) umfasst, wobei die innere
Bewehrungslage (8) und die äußere Bewehrungslage (7) an mindestens 10 % ihrer Kreuzungspunkte (K) mittels einer Verbindung (23) miteinander verbunden sind, mindestens eine der beiden Wandplatten (1, 2) eine Betonschicht (5) mit einer Dicke zwischen 10 mm und 45 mm aufweist und mindestens eine Betonschicht (5) einen hochfesten oder ultrahochfesten Beton enthält, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Wandplatte (1,2) eine der beiden Bewehrungslagen (7,8) eine Einbettungstiefe (E) in der Betonschicht (5) aufweist, die kleiner ist als der
Durchmesser (D) dieser Bewehrungslage (7,8).
2. Doppelwand (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Betonschicht (5) eine Würfeldruckfestigkeit von 60 N/mm 2" bis 500 N/mm 2", vorzugsweise von 80 N/mm 2" bis 200 N/mm 2", aufweist.
3. Doppelwand (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der
mindestens einen Betonschicht (5) mit hochfestem oder ultrahochfestem Beton eine Faserbewehrung enthalten ist.
4. Doppelwand (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehalt eines Fasermaterials der Faserbewehrung in der Betonschicht (5) von 50 kg/mJ bis
500 kg/m 3 , vorzugsweise von 200 kg/m 3 bis 400 kg/m 3 , beträgt.
5. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Wandplatte (1, 2) die äußere Bewehrungslage (7) der
Wandplattenbewehrung (6) eine Einbettungstiefe (E) in der Betonschicht (5) aufweist, die mindestens einen halben und höchstens den 0,95-fachen Durchmesser (D) der Wandplattenbewehrung (6) der äußeren Bewehrungslage (7) beträgt und die innere Bewehrungslage (8) der Wandplattenbewehrung (6) zur Gänze außerhalb der
Betonschicht (5) liegt.
6. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Wandplatte (1, 2) die äußere Bewehrungslage (7) der
Wandplattenbewehrung (6) zur Gänze in der Betonschicht (5) eingebettet ist und die innere Bewehrungslage (8) der Wandplattenbewehrung (6) eine Einbettungstiefe (E) in der Betonschicht (5) aufweist, die höchstens den 0,95-fachen Durchmesser (D) der Wandplattenbewehrung (6) der inneren Bewehrungslage (8) beträgt.
7. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandplattenbewehrung (6) eine Betonstahlbewehrung umfasst.
8. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandplattenbewehrung (6) eine korrosionsbeständige Betonstahlbewehrung aus Edelstahl umfasst.
9. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandplattenbewehrung (6) eine korrosionsbeständige Bewehrung aus einem glasfaser,- kohlenstofffaser,- oder basaltfaserverstärkten Verbundwerkstoff in stabförmiger Ausbildung umfasst.
10. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Bewehrungslage (7) eine zweidimensionale textile Bewehrung (31) aus einem glasfaser,- kohlenstofffaser,- oder basaltfaserverstärkten Verbundwerkstoff umfasst.
11. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Bewehrungslage (7) eine dreidimensionale textile Bewehrung (31) aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff umfasst, wobei die textile Bewehrung (31) nur teilweise in der Betonschicht (5) angeordnet ist und die textile Bewehrung (31) an den Innenseiten (13, 14) der Wandplatten (1,2) herausragt.
12. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Bewehrung der äußeren Bewehrungslage (7) durch mindestens einen Längs stab (29) eines Gitterträgers (24) gebildet wird.
13. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (4) im Wesentlichen lotrecht zur äußeren
Bewehrungslage (7) und zur inneren Bewehrungslage (8) angeordnet sind.
14. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (4) als Verbindungs Stäbe (9) ausgeführt sind.
15. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass
Verbindungselemente (4) mit einem winkelförmigen Querschnitt (15) oder einem trapezförmigen Querschnitt (16) oder einem wellenförmigen Querschnitt (17) oder mit Fachwerkstäben (18) oder als Gitterträger (24) ausgeführt sind.
16. Doppelwand (3) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (4) zumindest an einem ihrer Enden, vorzugsweise an ihren beiden gegenüberliegenden Enden, Endverankerungen (10) aufweisen und die Endverankerungen (10) benachbart zu einer Außenseite (11) der ersten Wandplatte (1) und/oder zu einer Außenseite (12) der zweiten Wandplatte (2) angeordnet sind.
17. Doppelwand (3) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (4) und/oder die Endverankerungen (10) zumindest in den innerhalb der Betonschichten (5) angeordneten Abschnitten aus Edelstahl oder einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt sind.
18. Doppelwand (3) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils
mindestens zwei Verbindungsstäbe (9) durch mindestens einen Diagonalstab (19) miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise die Verbindungsstellen (22) eines Diagonalstabs (19) an Verbindungsstäben (9) jeweils benachbart zu einem Ende eines Verbindungsstabs (9) liegen.
19. Doppelwand (3) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Verbindungsstäbe (9) und/oder der zumindest eine Diagonalstab (19)
alternierend mit einer ersten Endverankerung (10) und/oder einer ersten
Verbindungsstelle (22) in der ersten Wandplatte (1) und mit einer gegenüberliegenden zweiten Endverankerung (10) und/oder einer gegenüberliegenden zweiten
Verbindungsstelle (22) in der zweiten Wandplatte (2) befestigt sind und der
Diagonalstab (19) zwischen den Verbindungsstellen (22) im Wesentlichen gerade ausgeführt ist.
20. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (4) als Gitterträger (24) ausgeführt sind und ein Teil der Bewehrung der äußeren Bewehrungslage (7) durch Längsstäbe (29) der Gitterträger (24) gebildet wird.
21. Verfahren zur Herstellung einer Doppelwand nach einem der Ansprüche 1 bis 20, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Anfertigen einer Wandplattenbewehrung (6) für eine erste Wandplatte (1), umfassend eine äußere Bewehrungslage (7) und eine die äußere Bewehrungslage (7),
vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal, überkreuzende innere Bewehrungslage (8), wobei die innere Bewehrungslage (7) und die äußere Bewehrungslage (8) an mindestens 10 % ihrer Kreuzungspunkte (K) mittels einer Verbindung (23) miteinander verbunden werden;
Einlegen der Wandplattenbewehrung (6) für die erste Wandplatte (1) in einer ersten Schalung, wobei die äußere Bewehrungslage (7) nach unten orientiert ist;
Einfügen von Verbindungselementen (4) in die Wandplattenbewehrung (6), wobei die Verbindungselemente (4) im Wesentlichen lotrecht zur äußeren Bewehrungslage (7) sowie zur inneren Bewehrungslage (8) nach oben orientiert sind;
Gegebenenfalls Befestigen der Verbindungselemente (4) an der
Wandplattenbewehrung (6) der ersten Wandplatte (1);
Einbringen einer Betonschicht (5) der ersten Wandplatte (1) in die erste Schalung, wobei die Betonschicht (5) einen hochfesten oder ultrahochfesten Beton enthält, und die innere Bewehrungslage (8) der Wandplattenbewehrung (6) der ersten Wandplatte (1) mit einer Einbettungstiefe (E), die kleiner ist als der Durchmesser (D) der inneren Bewehrungslage (8), vorzugsweise höchstens den 0,95-fachen Durchmesser (D) der Wandplattenbewehrung (6) der inneren Bewehrungslage (8) beträgt, in der
Betonschicht (5) eingebettet wird;
Anfertigen einer Wandplattenbewehrung (6) für eine zweite Wandplatte (2), umfassend eine äußere Bewehrungslage (7) und eine die äußere Bewehrungslage (7), vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal, überkreuzende innere Bewehrungslage (8), wobei die innere Bewehrungslage (7) und die äußere Bewehrungslage (8) an mindestens 10 % ihrer Kreuzungspunkte (K) mittels einer Verbindung (23) miteinander verbunden werden;
Einlegen der Wandplattenbewehrung (6) für die zweite Wandplatte (2) in einer zweiten Schalung, wobei die äußere Bewehrungslage (7) nach unten orientiert ist; Anordnen der fertig gestellten ersten Wandplatte (1) mit den
Verbindungselementen (4) voraus in die Wandplattenbewehrung (6) der zweiten Wandplatte (2), wobei die bereits in der ersten Wandplatte (1) verankerten
Verbindungselemente (4) mit ihren freien Enden und/oder mit an ihren Enden angeordneten Endverankerungen (10) nach unten, vorzugsweise bündig auf der zweiten Schalung aufliegend, der zweiten Schalung zugewandt sind;
Einbringen einer Betonschicht (5) für die zweite Wandplatte (1), welche
Betonschicht (5) vorzugsweise einen hochfesten oder ultrahochfesten Beton enthält, in die zweite Schalung, wobei die innere Bewehrungslage (8) der
Wandplattenbewehrung (6) der zweiten Wandplatte (2) mit einer Einbettungstiefe (E), die kleiner ist als der Durchmesser (D) der inneren Bewehrungslage (8), vorzugsweise höchstens den 0,95-fachen Durchmesser (D) der Wandplattenbewehrung (6) der inneren Bewehrungslage (8) beträgt, in der Betonschicht (5) für die zweite Wandplatte (1) eingebettet wird.
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