WO2018072777A1

WO2018072777A1 - Wandbausystem mit trockenbau-stahlprofil-beton-verbundstützen für den hausbau

Info

Publication number: WO2018072777A1
Application number: PCT/DE2017/000354
Authority: WO
Inventors: Burkhart Schurig
Original assignee: Burkhart Schurig
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2017-10-16
Publication date: 2018-04-26
Also published as: EP3526415B1; EA201990970A1; US10655327B2; CN110088412A; EP3526415C0; ES2953518T3; EP3526415A1; PL3526415T3; UA125695C2; CN110088412B; US20190284802A1

Abstract

2.1. Verbundstützen ermöglichen hohe Belastungen bei kleinen Querschnitten. Zur Sicherstellung des Wirkverbundes sind vergleichsweise große Materialdicken des Stahlprofiles notwendig, die der Anwendung der Trockenbau-Technologie mit sehr geringen Blechdicken entgegen stehen. Die ausfachenden Wandkörper von Außenwänden, meist Ziegel- oder Dämmelemente, lassen sich nur aufwändig mit der Verbundstütze verbinden. Das neue Wandbausystem soll mit geringstem Materialaufwand statisch stabile Wände gewährleisten, den Montageaufwand verringern und den direkten Trocken-Ausbau ermöglichen. 2.2. Dünnwandige Stahlblechprofile (3) werden als Verbundstützen im Raster senkrecht in der Wandebene und in die ausfachenden Wandkörper (8) eingreifend angeordnet, besitzen über die gesamte Höhe eine Vielzahl von seitliche Öffnungen (5) für den fließfähigen Beton und weisen auf der äußersten Innenseite ebene Anlageflächen (4) für Bauplatten auf. Die ausfachenden Wandkörper besitzen quer zur Wand Hinterschneidungen und fügen sich dicht an das Stahlprofil an. Nach dem Einschalen des verbindenden Betonriegels (14) für das Deckenauflager, werden Stützen und Riegel gleichzeitig geschosshoch betoniert. Der Betonverguss sichert formschlüssig den Wirkverbund mit den Stahlblechprofilen (3), verankert die Trockenbau-Anlageflächen (4) und befestigt gleichzeitig die Wandkörper (8) an den Verbundstützen (1). 2.3. Mit diesem Bausystem werden Außen- und Innenwände für Gebäude mit vorrangig massiven Decken mit geringeren Baukosten und mit klarer Trennung der Gewerke erstellt und zudem einfach von 2 Personen per Hand montiert.

Description

Wandbausystem mit Trockenbau-Verbundstützen und Verfahren zum Wandbau

Beschreibung

[001] Die Erfindung betrifft ein Wandbausystem mit Trockenbau-Verbundstützen und ein Verfahren zum Wandbau aus dünnen Stahlblechprofilen in Beton-Verbundbauweise für den Hochbau zur Errichtung geschosshoher Wände und zur mindestens einseitigen Beplankung mit Bauplatten, insbesondere für Wohngebäude. Die statischen Belastungen von massiven Decken und Fassadenwänden werden über die im Raster angeordneten Verbundstützen innerhalb der Wandebene aufgenommen (Skelettbauweise). Die Verbindung der

Verbundstützen erfolgt am Stützenkopf über einen Betonriegel auf dem auch die

Deckenplatte aufliegt. Zwischen den Verbundstützen können wahlweise ausfachende Wand- oder Fassadenkörper angeordnet sein.

[002] Verbundstützen werden insbesondere als betongefüllte Hohlprofile schon seit langer Zeit eingesetzt, weil die hohe Zugfestigkeit des Stahlprofiles als Umschnürung in der Randzone und die Druckfestigkeit des Betons im gemeinsamen Wirkverbund schlanke und hochfeste Stützen ermöglichen. Deshalb fanden sie bisher vorrangig als Solitär-Stützen in großen Gebäuden mit„großem Raster" Anwendung; als Systembauteil einer Wand mit „kleinem Raster" haben sie keine Verbreitung gefunden.

[003] Die Trockenbau-Technologie hat sich im nichttragenden Wandbau wegen einem variablen und einfachen Aufbau und der kostensparenden Verarbeitung etabliert. Mit einer gestaltbaren Konfiguration werden neben dem Raumabschluss auch klassifizierbare Schall- und Brandschutz-Anforderungen erfüllt. Dabei wird ein Ständerwerk aus fluchtenden dünnwandigen Stahlleichtprofilen mit jeweils ebenen Anlageflächen stützenübergreifend mit vorrangig Gipsbauplatten beplankt. Wegen der geringen Stabilität, insbesondere wegen der dünnwandigen Stahlprofilstützen von nur ca. 0,6 mm Dicke, eignet sich dieses Wandsystem nicht als statisch tragende Wand für Wohnhäuser. Die geringe Materialdicke der Stahlprofile ist dem Einbringen von einfachen Verbindungsmitteln per Hand geschuldet.

[004] In einem zeit- und kostenoptimierten Bauprozess sind die angewandten

Technologien, die Art und Anzahl der Baustoffe, dessen Verarbeitung und die Qualifikation des Personals bedeutsam für den Erfolg. Insbesondere die Trennung der einzelnen Baugewerke beschleunigt den Prozess und schafft Kostensicherheit. Die im Umgang mit Beton versierten Fachkräfte erstellen ein Rohbau-Haus mit Beton-Verbundstützen, später befestigen die Gewerke des Ausbaus ihr jeweiliges Trockenbau- oder Installations-System an der statischen Konstruktion. Dieser Bauprozess bietet ausreichend Potential für

Einsparungen, die hier dargestellt werden.

[005] Stand der Technik: Wandbausysteme aus Dämmstoffblöcken mit integrierten

Betonstützen und verbindendem Betonriegel sind aus EP 2 360 321 A2 und DE 10 2005 026 797 A1 bekannt. Bei letzterem dient ein in die Stütze einbetoniertes Stahlprofil mit ausklappbaren Blechstreifen zur Verbindung mit einer späteren Innenwand.

[006] Eine Verbundstütze als Stahl-Hohlprofil mit inneren Rippen zeigt die JP 2012-140824 A. Die vom Beton umschlossenen inneren Rippen verbessern neben der Stabilität der Schalung vor allem die Verbundwirkung in der Stütze.

[007] Die Patentschrift FR 900.328 A aus dem Jahr 1943 stellt ein Wandbausystem mit im Raster angeordneten Verbundstützen als verlorene Schalung für tragende Wände vor, bei dem betongefüllte Stahl-Hohlprofile mit allseitigen Öffnungen die ausfachenden Wandkörper formschlüssig statisch verankern. Die Lagezuordnung zwischen Wandkörper und Stütze wird durch die Geometrie der Hohlstütze insgesamt gesichert. Die Öffnungen im Hohlprofil der Stütze dienen dem Betondurchtritt in die Nuten der Wandkörper; eine Verbundsicherung ist damit natürlich gegeben, wird aber nicht erwähnt. Eine Trockenbau-Beplankung ist nicht beabsichtigt.

[008] Die PCT-Schrift WO 02/50383 A1 zeigt ein Beton-Flächentragwerk mit

Verbundträgern, Leichtbeton-Ausfachung und möglichen Deckschichten. Zur

Verbundsicherung zwischen dem Schwerbeton des Trägers und dem Leichtbeton der Ausfachung sind Blechöffnungen als Verklammerungselemente vorgesehen, namentlich werden Kiemenlochungen genannt. Trockenbau-Bauplatten lassen sich nicht daran befestigen.

[009] Die Offenlegungsschrift DE 4343 465 A1 zeigt ein Leichtbaukonstruktionssystem aus dünnwandigen Stahlprofilen, die in Dämmstoffe eingreifen und auch als verlorene Schalung dienen können. Eine Bauplattenmontage daran ist nicht möglich und nicht vorgesehen.

[010] Die Patentschrift DE 816 143 B zeigt eine lösbare Innenraumverkleidung in Form von Bauplatten an einer im Raster angeordneten Deckenkonstruktion aus Stahlleichtprofilen in Beton-Verbundbauweise. Die Bauplatten werden über Zwischenglieder, hier auch lösbar, am Stahlprofil befestigt. Zwischenglieder werden üblicherweise häufig eingesetzt, wenn Leichtbauweisen an statisch stabilen Stahltragwerken befestigt werden.

[011] Allgemein im Bauhandwerk bekannt ist die Verarbeitung von Gipsbauplatten in statisch nicht tragenden Trockenbau-Ständerwänden mit standardisierten Stahlblechprofilen und deren Verarbeitungstechniken. [012] Problemstellung: Die einfachen Verbundkonstruktionen in der Form eines

betongefüllten Stahlprofiles besitzen eine geringe Brandfestigkeit wegen der direkten Feuerbeaufschlagung des Stahlprofiles, was insbesondere bei Wohnhäusern zusätzliche Maßnahmen erfordert. Die Tragstruktur muss von der Brandzone entkoppelt und baulich geschützt werden.

[013] Wände mit im Raster angeordneten Verbundstützen und einfachen Ausfachungen sind als Leichtbaukonstruktion in Form einer Skelettbauweise preiswert, bieten aber wegen der geringen Masse und den unzureichend absorbierenden Schichten nur einen geringen Schallschutz, was bisher dem Einsatz im Wohnungsbau entgegen stand.

[014] Für einen wirksamen Schallschutz ist zwingend ein räumlicher Abstand zwischen Verbundstütze und Wandbeplankung erforderlich, um den Luftraum oder einfügbare Dämpfer als Schallabsorber zu nutzen.

[015] Für eine ökonomische Bauweise ist eine weitgehende Funktionsintegration wichtig. Die Funktion der Wand, auch gleichzeitig als aussteifende Scheibe die Statik des Hauses zu unterstützen, ist mit Stahlblech-Gipskarton-Trockenbauten derzeit regelkonform nicht möglich, weil die dünnen Trockenbauprofile zu elastisch sind und der Wandanschluss zu aufwändig ist.

[016] Sollen an den statisch stabilen Verbundstützen standardisierte und einfache

Trockenbau-Technologien mit Gipsbauplatten und einer Verarbeitung per Hand möglich sein, so werden dünnwandige Stahlblechprofile mit ca. 0,6 mm Blechdicke mit ebenen Anlageflächen erforderlich.

[017] Aber bei betongefüllten Verbundstützen mit dünnen Blechdicken besteht das weitere Problem, dass kein Haftverbund und somit keine Verbundwirkung zwischen der

Blechschalung und dem Betonkern gegeben ist, weil sich bei statischer und thermischer Belastung das dünne Blech deformiert und sich von der Betonoberfläche der Stütze löst. Die üblichen dicken Materialquerschnitte der Stahlprofile der Verbundstützen sichern anerkannt die Verbundwirkung, sind aber wegen ihrer großen Masse nicht per Hand zu montieren und statisch bei kleineren Wohnhäusern und kleinerem Rasterabstand auch nicht notwendig.

[018] Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, leichte und per Hand zu verarbeitende Stahlblechprofile für eine Verbundkonstruktion zu erschaffen, die den Beton-Verbundbau mit der Trockenbau-Technologie kombiniert und die oben genannten Probleme beseitigt bzw. löst. Dabei sollen die einzelnen Baugewerke völlig getrennt agieren und der Trocken-Ausbau nach der Rohbauerstellung und den Wandinstallationen zu einem beliebigen Zeitpunkt erfolgen können. Gleichzeitig sollen die Baukosten durch den Entfall von Bauteilen und Verarbeitungsschritten gesenkt und der statische Anschluss von ausfachenden Wandkörpern ohne zusätzliche Montagen ermöglicht werden. [019] Die Erfindung löst diese Aufgaben wie in den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 1 bis 17 angegeben.

Das Stahlprofil als wesentliches Element der Trockenbau-Verbundstütze besteht aus mindestens zwei funktionalen Abschnitten. Zum einen ist es der im Beton verankerte und ihn bewehrende Abschnitt des Stahlprofiles, der, eventuell auch mit weiteren Bewehrungen, wesentlich die statischen Belastungen der Stütze bzw. des Hauses trägt und zum anderen ist es der Profilabschnitt ohne Betonkontakt mit fluchtenden Trockenbau-Anlageflächen an mindestens einer Wandebene, geeignet zur technologisch einfachen Beplankung mit Bauplatten per Hand. Beide Abschnitte erfüllen gemeinsam die statische Aufgabe der Stütze bzw. Wand.

[020] Stahlprofil: Ein wesentliches Merkmal der Innovation ist die Kombination von dünnwandiger Blechbewehrung der Beton-Verbundstütze mit der dünnwandigen

Trockenbau-Anlagefläche. Dabei ragt aus der Beton-Verbundstütze mindestens ein geschosshohes Stahlblechprofil mit einer rauminnersten fluchtenden Anlagefläche heraus, das für eine ebene Wandbeplankung nach der Trockenbau-Technologie geeignet ist und das auch nach dem Betonieren der Beton-Verbundstütze jederzeit mit Bauplatten beplankt werden kann. Dieser Abschnitt des Stahlprofiles, hier Stahlblechprofil genannt, besitzt Materialdicken von ca. 0,6 bis 0,7 mm und mindestens eine Trockenbau-Anlagefläche. Die unmittelbare Rückseite dieser Anlagefläche besitzt einen freien Raum, oder einen mit Leichtstoffen gefüllten Raum, für die Aufnahme von Verbindungsmitteln.

[021] Das gesamte Stahlverbundprofil ist im einfachsten Fall eine Abwicklung eines gleich dicken Blechbandes aus dünnem Stahlblech mit den beiden Band-Abschnitten

Stahlblechprofil und Blechbewehrung, letzteres möglichst als geschlossenes Hohlprofil. Durch die Beton-Umschnürung und die fortlaufenden formschlüssigen

Verbundverankerungen am Blechprofil, können auch diese filigranen Profile ihren

Stahlquerschnitt vollständig in die Stützentragfähigkeit einbringen. Durch Variation des Stahlverbundprofiles hinsichtlich interner Geometrie, Materialdicke und Werkstoff oder durch Einstellprofile oder auch durch die Variation der Qualität des Betons, kann die

Druckfestigkeit der Trockenbau-Verbundstütze den Belastungen angepasst werden ohne äußere geometrische Anschlussmaße zu beeinflussen.

[022] Zur Tragfähigkeitssteigerung kann die Blechbewehrungen mäanderförmig oder mehrlagig gefaltet sein, um den Stahlanteil des dünnen Bleches in den besonders belasteten Zonen zu erhöhen. Oder es werden längsgeschweißte Blechbänder als Halbzeug zum Walzprofilieren in der Profilfertigung eingesetzt, die aus unterschiedlichen

Stahlblechdicken und ggf. Stahlqualitäten bestehen, wie sie als Tailor-Rolled-Coil oder Tailor-Welded-Coil theoretisch bekannt, aber praktisch nicht verfügbar sind. [023] So kann beispielsweise das längsgeschweißte Blechband eine Blechdicke von 0,6 mm für den Abschnitt der Trockenbau-Anlagefläche und 1 ,6 mm Blechdicke mit besonders hoher Streckgrenze für den Bandabschnitt der Blechbewehrung aufweisen.

[024] Bei größeren Blechdickenunterschieden der beiden Profilabschnitte ist die Fertigung in einem Blechband technologisch schwierig. Hier werden die getrennt gefertigten

Profilbleche später industriell verschweißt oder erst auf der Baustelle händisch verbunden. Dabei greifen die Stahlprofilteile formschlüssig schienenartig oder formschlüssig durch örtliche Auskragungen ineinander bzw. sind verhakt oder sind miteinander verclipst oder formschlüssig aufgesteckt, so dass eine starre Verbindung entsteht. Die

Verbindungsstruktur sollte in dem betonberührten Stützenbereich liegen, um gleichzeitig die Verbundwirkung zu verbessern. Bei gleicher Verbindungsstruktur lassen sich so mehrere Stahlverbundprofil-Varianten kombinieren.

[025] Schall- und Brandschutz-Anforderungen sind gerade bei leichten Außenwänden im Wohnungsbau bedeutsam. Durch die vollständige Beplankung der erfindungsgemäßen Wand mit brandfesten Bauplatten, dessen Verankerung auf einer nicht brennbaren

Unterkonstruktion und durch den räumlichen Abstand und die damit verbundene

Entkoppelung der Bauteilschichten wird die tragende Beton-Verbundstütze wirksam vor Brandbelastung geschützt.

[026] Auch ein guter Schallschutz erfordert möglichst viele entkoppelte Schwingebenen mit Resonanz-Puffern. Die elastische Gestaltung des Stahlblechprofils zwischen Bauplatten- Beplankung und Beton-Verbundstütze ermöglicht eine dämpfungs-wirksamen Struktur und der bewusst durch das Stahlblechprofil erzeugte Abstand bzw. Zwischenraum bietet einen wirksamen Schallabsorber, insbesondere im Wohnungsbau.

[027] Durch eine elastische Verankerung einer wahlweise weiteren Bauplatte (als

Zwischenplatte innerhalb der Wandstruktur) wird der Schallschutz mittels abgekoppelter frei schwingender Masse weiter verbessert. In der Montage wird dieser Aufbau am einfachsten erreicht, indem ein ausfachender Dämmstoffblock zwischen den Trockenbau- Verbundstützen eingefasst ist, der werkseitig zusätzlich mit einer inneren Bauplatte nahezu vollflächig kaschiert ist, die jedoch selbst die Anschlusskonstruktionen nicht berührt.

[028] Auch Haus-Installationen jeder Art lassen sich in diesem Zwischenraum verlegen und befestigen und sind ggf. auch wieder zugänglich bzw. erweiterbar.

[029] Der direkte Bauplatten-Anschluss an der tragenden Beton-Verbundstütze ermöglicht eine statische Flächentragwirkung der Wandbeplankung, was zur Schubaussteifung des Gebäudes beiträgt. [030] Gewerketrennung: Die Hauswand kann mittels Verbundstützen und eingebundener Wandkörper in kurzer Zeit im Bauprozess als Rohbau statisch vollständig abgeschlossen werden und ist damit gleichzeitig für den Trockenausbau vorbereitet. Zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt kann die Innenwandbeplankung oder die Fassadenmontage erfolgen, ohne in andere Gewerke einzugreifen.

[031] Verbundwirkung: Bei der erfindungsgemäßen Trockenbau-Verbundstütze findet im betongefüllten Abschnitt der Verbundstütze quer zur Längsachse über die gesamte

Profillänge und Profiloberfläche ein formschlüssiges und scharfkantiges Ineinandergreifen von Stahl und Beton durch verschiedenartige Stahlblechanker statt, die ein Zurückweichen der Blechbewehrung von der Betonoberfläche verhindern. Stahlblechanker sind entweder a) vom fließfähigen Beton leicht durchdringbare Öffnungen mit Durchzügen an den

Blechkanten oder b) örtliche Öffnungen mit einem ausgebogenen fahnenartigen

Blechabschnitt als Anker oder c) verformende örtliche Stanzungen in der Blechfläche als formschlüssige Anker (z. B. Brücken oder Prägungen).

[032] Freistehende Trockenbau-Verbundstützen ohne seitliche Wandkörper erfordern eine betondichte geschlossene Schalung. Die zur Verbundwirkung bzw. zur Verdübelung gestanzte Blechbewehrung kann somit nur um die Blechdicke versetzt gestanzt werden, was bei Rundstützen mit guter Umschnürung so machbar ist. Werden aber beispielsweise Rechteck-Querschnitte als umhüllende Blechbewehrungen mit jeweils geraden Flanken eingesetzt, so erfordert das wegen der geringen Umschnürungswirkung eine formschlüssig intensive Verdübelung, um das Hüllprofil im statischen Betonverbund zu erhalten. Mit einer Vielzahl von örtlichen nach innen ausgebogenen fahnenartigen Blechflächen oder hoch ausgebogenen Brücken wird die notwendige Verdübelung erreicht. Um das Austreten des Betons aus der geöffneten Blechschalung zu verhindern, wird die Schalung beispielweise mit Folie dicht umhüllt.

[033] Werden ausfachende Wandkörper eingesetzt, so bestimmen diese die Breite des Rasters bzw. den Abstand der Stützen und bilden die Betonschalung für die Stütze. Die Wandkörper selbst besitzen senkrecht angeordnete seitliche Ausnehmungen mit geometrischen Hinterschneidungen, in die die Trockenbau-Verbundstützen mit dem Stahl- und/oder Betonteil formschlüssig arretierend eingreifen. Die Beton-Verbundstütze selbst ist dabei entweder ein betongefülltes Hohlprofil aus Stahlblech oder ein durch den Wandkörper eingeschaltes offenes Stahlprofil mit formschlüssigen Beton-Verzahnungen. Nach dem Betonverguss entsteht sodann eine statisch tragende geschlossene Wand mit der

Möglichkeit zur späteren Beplankung mit Bauplatten. [034] Werden durch die Art des Fassadenbelages örtliche konstruktive Befestigungen benötigt, dann werden diese als Fassadenanker bereits vorab am Stahlblechprofil als Schraub-Basis oder als Stab oder als Fassadenstützstreifen vormontiert bzw. formschlüssig eingesteckt und erst danach erfolgt der Betonverguss der Stütze.

[035] Diagonal-Verbände zur Schubsicherung der Wand sind je nach Notwendigkeit auch zwischen benachbarten Trockenbau-Verbundstützen in der Wandebene möglich, die entweder im Montageprozess direkt an der Blechbewehrung oder am Fußprofil (unmittelbar neben der Stütze) verschraubt sind oder als Zugstab über ausbrechbare Öffnungen vorab trocken in die Blechbewehrung eingesteckt und dann vergossen sind.

[036] Ein wichtiger Punkt in der Anwendung der Trockenbau-Verbundstützen ist der statische Nachweis der Tragfähigkeit. Die statische Bestimmtheit von tatsächlich im Stahl- Beton-Wirkverbund stehenden Verbundstützen erlaubt eine anerkannte Bemessung von Bauwerken und erspart aufwändige Einzelprüfungen von mehrfach oder geschachtelt eingesetzten sehr dünnwandigen Stahlblechprofilen. Allgemeine Berechnungsregeln des Stahlbaus erfordern wegen der Beulgefahr Mindestwanddicken der Profile von 1 ,0 mm, wodurch unterschiedliche Blechdicken in einer Trockenbau-Verbundstütze angeraten sind.

[037] Vorteile: Das erfindungsgemäße Wandbausystem mit Trockenbau-Verbundstützen kann sowohl mit als auch ohne ausfachende Wandkörper eingesetzt werden, vereinfacht den Rohbau und senkt die Baukosten. Zwei Monteure können in kurzer Zeit statisch stabile Hauswände mit geringstem Materialeinsatz, mit bauphysikalisch gewünschtem Anspruch und mit wenigen Arbeitsschritten erstellen. Die Gewerke Rohbau, Installationen, Fensterbau, Trockenbau und Fassadenbau können unbeeinflusst und unabhängig agieren. Durch die Skelettbauweise und die einfache Variation der Trockenbau-Verbundstützen und der ausfachenden Wandkörper wird das Wandbausystem baukastenartig variabel und eine offene Raumgestaltung begünstigt.

[038] Die Figur 1 zeigt Abschnitte eines senkrechten und waagerechten Querschnitts durch eine Haus-Außenwand mit einer geschosshohen Trockenbau-Verbundstütze (1 ) und ausfachenden Wandkörpern (8). Die Trockenbau-Verbundstütze (1) ist in einem am

Bauwerk verankerten Fußprofil (16) schienenartig eingestellt und mit einem

Betonanschlussanker (19) daran axial gesichert.

[039] Die ausfachenden Wandkörper (8) in Form von formstabilen geschosshohen

Dämmplatten aus Hartschaum besitzen beidseitig durchgehende seitliche Ausnehmungen als verlorene Schalung (15) zur Aufnahme der Blechbewehrung (5) und des Vergussbetons (23). Am Stützenkopf greift die Blechschalung (5) in den Beton-Riegel (14) ein, um eine statische Einspannung der Beton-Verbundstütze (2) zur Reduzierung der Knickneigung zu erzielen.

[040] Das Bauteil Trockenbau-Verbundstütze (1 ) besteht aus dem Abschnitt Beton- Verbundstütze (2) mit der integrierten Blechbewehrung (5) und dem Vergussbeton (23) und dem Abschnitt ohne Betonkontakt mit Stahlblechprofil (3) und der integrierten Trockenbau- Anlagefläche (4). Die in der Wandebene fluchtenden Stützen werden an ihren jeweiligen Trockenbau-Anlageflächen (4) stützenübergreifend vorrangig mit Gips-Bauplatten (13) mit Verbindungsmitteln beplankt.

[041] Die Blechbewehrung (5) der Beton-Verbundstütze (2) und das Stahlblechprofil (3) mit der Trockenbau-Anlagefläche (4) sind aus dem gleichen verzinkten Tailor-Welded-Coil als Blechband-Halbzeug durch Walzprofilierung gefertigt, dessen Blechabschnitte jedoch unterschiedliche Dicken und Qualitäten besitzen. Die Blechbewehrung (5) ist ein

verschweißtes Rechteck-Hohlprofil von ca. 80 x 125 mm mit einer Wandstärke von 1 ,6 mm und einer Streckgrenze von ca. 600 N/mm². Das auskragende Stahlblechprofil (3) mit der ebenen Trockenbau-Anlagefläche (4) besitzt eine Blechdicke von nur 0,6 mm und einer Streckgrenze von ca. 300 N/mm².

[042] Hinter der Anlagefläche (4) ist ein freier Raum von ca. 30 mm vorhanden, um

Verbindungsmittel und Installationen aufzunehmen. Zur waagerechten Verlegung von Kabeln und Leitungen des Hauses und zur Verbesserung seiner Elastizität besitzt das Stahlblechprofil (3) ausgestanzte seitliche Öffnungen (12). Diese Profilflanke ist außerdem ca. 45° schräg gefertigt, um die Beplankung schalltechnisch noch elastischer zu koppeln.

[043] Das Hohlprofil der Blechbewehrung (5) besitzt über die gesamte Länge fortlaufende fahnenartige Blechausbiegungen (6) mit entsprechenden Öffnungen im Profil, die gut vom fließfähigen Beton durchdrungen werden können. Diese fahnenartigen Blechausbiegungen (6) halten die Blechbewehrung (5) im Montageprozess formschlüssig und lagegenau in den ausfachenden Wandkörpern (8) und dienen zur Verbundsicherung von Stahl und Beton. Auch die innere Rippe (10) mit Verzahnungsleiste dient diesem Wirkverbund.

[044] Mit einer dimensionierbaren Eingriffstiefe des Betons in die seitlichen Ausnehmungen, können die statischen Belastungen der ausfachenden Wandkörper aufgenommen und in die Stütze übertragen werden.

[045] Je nach Stabilität und Schallschutz-Anforderungen können die leichten Wandkörper (8) zusätzlich auf der Innenseite vollflächig oder nur an den Rändern mit einer

Zwischenplatte (21 ) kaschiert sein, so wie hier dargestellt. Damit die Zwischenplatte (21 ) als elastisches Schwingsystem auch den Schallschutz der Leichtbauwand deutlich verbessert, sollte sie etwa 5 mm kleiner sein, damit eine direkte Berührung mit der Trockenbau- Verbundstütze (1 ) ausgeschlossen ist. [046] Je nach Beanspruchung der Fassade und Stabilität des Wandkörpers, können wahlweise zusätzliche konstruktive Halterungen als punktuelle Fassadenanker (17) oder Fassadenstützstreifen (18) notwendig werden, die direkt an der Trockenbau-Verbundstütze (1 ) verankert sind und bereits während der Montage und vor dem Betonverguss konstruktiv an der Blechbewehrung (5) befestigt sind.

[047] Die Figur 2 zeigt weitere Ausgestaltungen von Trockenbau-Verbundstützen aus einem dünnwandigen Stahlblechband mit gleicher Dicke der beiden Abschnitte.

[048] Figur 2a zeigt einen Wandquerschnitt mit Wandkörpern (8) und darauf innenseitig vollflächig aufgeklebten Zwischenplatten (21 ), z.B. als Zementverbundplatten. Die

Blechbewehrung (5) verankert sich im Montageprozess durch eine Vielzahl fahnenartiger Blechausbiegungen (6) formschlüssig an den Wandkörpern und Zwischenplatten in den hinterschnittenen seitlichen Ausnehmungen.

[049] Durch den Verguss der Stütze dringt der Beton durch die Profilöffnungen bis in die Wandkörper (8) und beaufschlagt ebenso die schmalen Seitenflanken der Zwischenplatten (21 ) und spannt diese somit druckfest zwischen die im Raster angeordneten Trockenbau- Verbundstützen (1 ) ein. Die Zwischenplatten (21 ) werden von oben ebenso vom Beton des Riegels beaufschlagt. Damit ist die Schubaussteifung der Wand und die Profilaussteifung der schwachen Achse gegen Knicken ohne weitere Montageschritte gewährleistet und zudem der Schall- und Brandschutz der Wand verbessert.

[050] Die Blechbewehrung (5) ist als Hohlprofil mit abstehender Trockenbau-Anlagefläche (4) aus einem gleich dicken Blechband durch Walzprofilieren gefertigt und besitzt zur statischen Verstärkung mäanderförmig gefaltete Materialkonzentrationen, die als geblockte und etwas gestauchte Rippen die Tragfähigkeit der Stütze und den Stahl-Beton- Wirkverbund verbessern.

[051] Die Figur 2b zeigt nur den Querschnitt eines Verbundbleches der erfindungsgemäßen Trockenbau-Verbundstütze (1 ) aus dünnwandiger gefalteter Blechbewehrung mit allseitigen fortlaufenden Öffnungen und Stahlblechankern (7) in Form von ausgebogenen Blechlippen (Durchzüge) an den Blechöffnungen zur Sicherung des formschlüssigen Wirkverbundes über die gesamte Profillänge. Die Materialkonzentration des Bleches ist der Belastung angepasst.

[052] In Figur 2c ist das Stahlblechprofil (3) und die Blechbewehrung (5) der Trockenbau- Verbundstütze aus dem gleichen Blechband aus 0,7 mm dickem verzinkten Stahlblech gefertigt. Der räumliche Abstand der Trockenbau-Anlagefläche (4) zur Oberfläche des Stützenbetons wird durch eine formschlüssig eingeschobene volumenstabile Leichtstoff- Hinterfüllung (9) erreicht. Auch nach der Betonverfüllung kann dieser Leichtstoff (9) von Verbindungsmitteln durchdrungen und auch von Installationen durch die seitlichen

Installationsöffnungen (12) durchstoßen werden. Der Wirkverbund mit dem Beton wird durch Stahlblechanker (7) in Form einer Vielzahl von Öffnungen mit Durchzügen erreicht. Die seitlichen Ausnehmungen verbinden die Wandkörper (4) nach dem Betonverguss an der Beton-Verbundstütze und Verhindern ein Ablösen der umschließenden Blechbewehrung vom Stützenbeton.

[053] In Figur 2d ist der Querschnitt von ausfachenden Wandkörpern (8) einer Trockenbau- Verbundstütze (1 ) und einer einfachen Blechbewehrung (5) in Verbindung mit hochfestem Beton als gespreizte Beton-Verbundstütze dargestellt. In beiden Betonzonen sind fortlaufende Öffnungen als Stahlblechanker (7) in der Blechbewehrung (5) enthalten und außerdem fahnenartige Blechausbiegungen (6) zur Montagesicherung. Der Wandkörper ist die alleinige Schalung für den Vergussbeton (23) der Beton-Verbundstütze.

[054] Figur 3a: Stahlblechprofil (3) und Blechbewehrung (5) sind aus dem gleichen dünnwandigen Blechband-Halbzeug gefertigt. Die Blechbewehrung (5) steht über wechselseitig ausgebogene Flanken in Formschluss zu den Wandkörpern (8) als Schalung und zu einem grobmaschigen rohrartigen Gittergewebe (25). Das Grobgewebe besteht aus in Längsrichtung verstärkten Karbonfasern, die vom fließfähigen Beton gut durchdringbar sind. Der Gittergewebeschlauch lässt sich leicht und belastungsangepasst in vielen

Dimensionen und ohne Werkzeugkosten herstellen, lässt sich vor Ort verarbeiten und konfektionieren und ist unempfindlich in korrosiver Umgebung. Die Leichtstoff-Hinterfüllung (9) erhält den räumlichen Abstand zwischen Trockenbau-Anlagefläche (4) und

Betonoberfläche.

[055] Die Figur 3b zeigt ein Rechteck-Hohlprofil mit 2 mm Blechdicke als Blechbewehrung (5) mit einer Vielzahl von lokalen Stahlblechankern (7) in Form von Öffnungen mit

Durchzügen und einem Stahlblechprofil (3) mit 0,6 mm Blechdicke mit einer äußeren Trockenbau-Anlagefläche (4) und einer wandinneren Trockenbau-Anlagefläche (4). Das Stahlblechprofil (3) ist formschlüssig in Ausstanzungen der Blechbewehrung (5) lagegenau eingesteckt und durch den nachfolgenden Betonverguss dauerhaft arretiert. Die wandinnere Trockenbau-Anlagefläche (4) dient der zusätzlichen Beplankung mit Bauplatten (13) zur statischen Aussteifung der Wand oder/und zur Verbesserung des Schall- und

Brandschutzes.

[056] Zur Lagesicherung des äußerlich„glatten" Hohlprofiles während der Montage sind in einige wenige seitliche Öffnungen separate kleine Formteile als Profilhalter (20) eingesteckt, die die Blechbewehrung (5) in der Hinterschneidung des Wandkörpers (8) formschlüssigen halten (Nut-Feder-Prinzip). Nach dem Verguss trägt der Beton-Formschluss. [057] In der Figur 4 sind mehrere Querschnitte von freistehenden Verbundstützen ohne ausfachende Wandkörper dargestellt, wie sie vorrangig bei tragenden Innenwänden

Anwendung finden.

Figur 4a zeigt eine Trockenbau-Verbundstütze (1) mit überwiegend rechteckigem

Betonquerschnitt und mit bombierten Hüllflächen aus 3-seitig umschließender

Blechbewehrung und zwei Stahlblechprofil-Abschnitten mit Trockenbau-Anlageflächen (4), die aus einem dünnwandigen Blechband-Halbzeug mit gleicher Materialdicke gefertigt sind. An einer Stützenseite ist eine formstabile Leichtstoff-Hinterfüllung (9) eingeschoben, die die Stütze als Schalung abschließt und gleichzeitig den für Befestigungsanschlüsse freien Raum hinter den Trockenbau-Anlageflächen (4) bildet. Mittels mehrerer Bügelschrauben über die Stützenhöhe werden die Profilschenkel zusammengehalten.

[058] Die Verbundwirkung wird neben den Bügelschrauben vor allem über mehrere Reihen Stahlblechanker (7) in Form von„Brücken" als umformende Teilstanzung über die gesamte Länge bzw. Höhe der Stütze sichergestellt. Die Brücken werden waagerecht gestanzt, damit die scharfkantigen Blechausbiegungen den Beanspruchungen längs des Stahlprofils Ankerfunktion an der Betonoberfläche gewähren. Wenn die Ausbiegung nur geringfügig mehr als die Materialdicke des Stahlbleches ist, dann ist die Funktion als betondichte Schalung noch erhalten.

[059] Bei höheren Blech-Brücken ist zur Sicherstellung einer dichten Schalung

beispielsweise ein von außen streichfähiger Belag als aushärtende Dickbeschichtung (22) notwendig, um die Spalte im Blech zu schließen.

[060] Für Hausinstallationen ist vor dem Betonverguss ein Hüllrohr (24) in die passgenau vorgearbeiteten Öffnungen des Verbundprofiles eingesteckt worden. Dafür sind am

Blechprofil mehrere Öffnungen vorgestanzt, die wahlweise nach Bedarf ausgebrochen werden können.

[061] Figur 4b zeigt eine Stütze mit rundem Betonquerschnitt mit zwei Trockenbau- Anlageflächen (4) und mit einer Vielzahl von Stahlblechankern (7) in Form von inneren scharfkantigen Prägungen über die gesamte Stützenhöhe zur Sicherstellung des

Betonverbundes. Durch die gespannte Umschnürung des Betonkerns kann sich die

Blechschalung nicht von der Oberfläche ablösen. An der mittigen Berührungsstelle der Blechbewehrung (5) greifen viele einzelne Blechlaschen in Ausstanzungen der Gegenseite ein und werden durch Umbiegen derart verhakt, dass ein quasi statisch stabiles Rohr entsteht.

[062] Das Ausführungsbeispiel Figur 4c besitzt für den Wirkverbund fortlaufend

fahnenartige Blechausbiegungen (6) nach innen (waagerecht oder senkrecht) in mehreren Reihen mit entsprechenden Öffnungen in der Hüllfläche der Blechbewehrung (5). Die Ausbiegungen haben die Form einer Trapezfläche und verankern sich durch die längere Innenseite formschlüssig und durch den beidseitigen Haftverbund auch kraftschlüssig im Beton der Stütze. Damit der Beton nicht durch die Öffnungen aus der Schalung der Beton- Verbundstütze (2) austreten kann, wird diese am Umfang dicht mit Folie oder Gewebe umhüllt (22). Mindestens ein Stahlblechprofil (3) mit mindestens einer Trockenbau- Anlagefläche (4) ist in passgenaue Öffnungen formschlüssig durch die Folienumhüllung hindurch formschlüssig eingehakt bzw. verbunden.

[063] An der Blechbewehrung (5) der Beton-Verbundstütze (2) können auch örtliche Einschnitte für wahlweise ausbiegbare oder ausbrechbare Profilzonen vorhanden sein, um Diagonalverbände oder Streben von außen in die Schalung stecken zu können. Ebenso können fahnenartige Blechausbiegungen (6) nach innen bestehen, um Einstellprofile lagegenau festzuklemmen.

[064] Figur 4d: Der Querschnitt der Beton-Verbundstütze (2) zeigt ein Lochblech-Stahlrohr mit 1 ,5 mm Blechdicke und mit einer dichten Folienumhüllung (22). Die Lochungen in der Blechbewehrung von ca. 30 mm Durchmesser sind dabei ausreichend groß, um als Stahlblechanker (7) zu fungieren.

[065] Ein oder mehrere dünnwandige Stahlblechprofile (3) mit 0,6 mm Blechdicke und ebener Anlagefläche (4) werden an der Beton-Verbundstütze (2) formschlüssig nachträglich auf der Baustelle durch die Folie hindurch mittels spitzer und passgenauer Ausbiegungen in die Lochungen eingesteckt oder eingehakt und durch den späteren Betonverguss dauerhaft verbunden.

Bezugszeichenliste:

1 Trockenbau-Verbundstütze

2 Beton-Verbundstütze

3 Stahlblechprofil

4 Trockenbau-Anlagefläche

5 Blechbewehrung

6 fahnenartige Blechausbiegung

7 Stahlblechanker

8 Wandkörper

9 Leichtstoff-Hinterfüllung

10 Rippe

11 Zwischenraum

12 Installationsöffnungen

13 Bauplatten

14 Beton-Riegel

15 verlorene Schalung

16 Fußprofil

17 Fassadenanker

18 Fassadenstützstreifen

19 Betonanschlussanker

20 Profilhalter

21 Zwischenplatte

22 Umhüllung mit Folie

23 Beton

24 Hüllrohr für Installationen

25 Gittergewebe

Claims

Patentansprüche Wandbausystem mit Trockenbau-Verbundstützen und Verfahren zum Wandbau

1. Wandbausystem mit Trockenbau-Verbundstützen zur statischen Lastabtragung von Decken und Wänden eines Hauses und mit im Raster angeordneten geschoßhohen Beton-Verbundstützen in der Wandebene und mit mindestens einseitiger

Beplankung mit Bauplatten, bestehend aus einer verlorenen Schalung und aus mindestens einem kaltgeformten Stahlblech-Bewehrungsprofil in Verbundwirkung mit Beton, dadurch gekennzeichnet,

dass die einzelne Trockenbau-Verbundstütze (1) aus mindestens zwei Abschnitten besteht; aus einer Beton-Verbundstütze (2) mit Blechbewehrung (5) und mindestens einem räumlich abgesetzten sehr dünnwandigen Stahlblechprofil (3) mit ebener Trockenbau-Anlagefläche (4), wobei das Stahlblechprofil (3) parallel zu der Beton- Verbundstütze (2) verläuft und mit dieser verbunden ist und die Trockenbau- Anlagefläche (4) einen räumlichen Abstand zur Oberfläche des Stützenbetons besitzt und die ebenen Trockenbau-Anlageflächen mehrerer Stützen eine fiktive Wand- und/oder Fassadenebene bilden, die den Betonquerschnitt der Stützen oder daran befestigter Wandkörper (8) nicht schneidet und an denen Bauplatten (9)

stützenübergreifend befestigt sind.

2. Wandbausystem mit Trockenbau-Verbundstützen nach Anspruch 1 , dadurch

gekennzeichnet,

dass im Stahlblechprofil (3) zwischen Beton-Verbundstütze (2) und Trockenbau- Anlagefläche (4) Installationsöffnungen (6) vorhanden sind.

3. Wandbausystem mit Trockenbau-Verbundstützen nach einem der bisherigen

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Blechbewehrung (5) der Beton-Verbundstütze (2) und das Stahlblechprofil (3) mit der Trockenbau-Anlagefläche (4) aus dem gleichen Blechband-Halbzeug gefertigt sind.

4. Wandbausystem mit Trockenbau-Verbundstützen nach Anspruch 3, dadurch

gekennzeichnet,

dass im Abschnitt der Beton-Verbundstütze (2) die Blechbewehrung (5) mindestens eine örtliche Materialkonzentration des gleich dicken Blechbandes aufweist, wie mäanderförmige oder mehrlagige Blechfaltungen.

5. Wandbausystem mit Trockenbau-Verbundstützen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

dass das Blechband-Halbzeug in den beiden Blechabschnitten jeweils

unterschiedliche Materialdicken und/oder Materialqualitäten besitzt.

6. Wandbausystem mit Trockenbau-Verbundstützen nach einem der bisherigen

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Blechbewehrung (5) der Beton-Verbundstütze (2) auf der gesamten Länge bzw. Höhe örtliche fahnenartige Blechausbiegungen (6) besitzt, die a) zur eigenen Lagefixierung an einem Bauteil geeignet sind oder b) formschlüssig in ausfachende Wandkörper (8) eingreifen oder c) das rohrartige Hüllblech im Beton verankern oder d) die Lage von zusätzlichen Einstellprofilen fixieren.

7. Wandbausystem mit Trockenbau-Verbundstützen nach einem der bisherigen

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die rohrartige Blechbewehrung (5) der Beton-Verbundstütze (2) auf der gesamten Länge bzw. Höhe örtliche Blechausbiegungen in Form von gestanzten Material-Versätzen (Prägungen und Brücken) besitzt, die aber den Betondurchtritt nicht ermöglichen.

8. Wandbausystem mit Trockenbau-Verbundstützen nach einem der bisherigen

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Blechbewehrung (5) der Beton-Verbundstütze (2) oder Teile davon aus Streckmetall, Drahtgitter oder Fasergewebegitter (25) bestehen und mit dem

Stahlblechprofil (3) verbunden ist oder mit diesem innerhalb des Betons in Eingriff steht.

9. Wandbausystem mit Trockenbau-Verbundstützen nach einem der bisherigen

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das Stahlblechprofil (3) und die Blechbewehrung (5) der Beton-Verbundstütze (2) aus separaten geschosshohen Teilen bestehen und diese mittels formschlüssiger Verbindungsstrukturen gefügt sind.

10. Wandbausystem mit Trockenbau-Verbundstützen nach Anspruch 9, dadurch

gekennzeichnet,

dass der Abstand zwischen Trockenbau-Anlagefläche (4) und der Oberfläche_des Stützenbetons verstellbar oder variabel fügbar ist.

11. Wandbausystem mit Trockenbau-Verbundstützen nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass mindestens eine weitere Trockenbau-Anlagefläche (4) innerhalb der Wand zwischen den Trockenbau-Verbundstützen (1) vorhanden ist, deren ebene

Anlagefläche parallel zur äußeren Ebene versetzt ist.

12. Wandbausystem mit Trockenbau- Verbundstützen nach einem der bisherigen

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass eine verlorene rohrartige Blechbewehrung (5) einer Beton-Verbundstütze (2) am äußeren Umfang vollflächig oder nur auf Teilflächen mit Folie (22) oder Gewebe oder einer Dickbeschichtung dichtend umschlossen ist.

13. Wandbausystem mit Trockenbau-Verbundstützen nach einem der bisherigen

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass unmittelbar zwischen benachbarten Trockenbau-Verbundstützen (1 ) ein ausfachender Wandkörper (8) eingesetzt ist, der mindestens einseitig mit einer Bauplatte (21 ) werkseitig kaschiert ist, vollflächig oder nur örtlich.

14. Wandbausystem mit Trockenbau- Verbundstützen nach Anspruch 13, dadurch

gekennzeichnet,

dass diese Bauplatte (21 ) im Flächenmaß geringfügig kleiner als der Wandkörper ist und die Trockenbau-Verbundstützen (1) nicht berührt.

15. Verfahren zur Errichtung einer Wand mit Trockenbau-Verbundstützen zur statischen Lastabtragung von Decken und Wänden eines Hauses und mit im Raster angeordneten geschoßhohen Beton-Verbundstützen in der Wandebene und mit mindestens einseitiger Beplankung mit Bauplatten, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar an den Trockenbau-Verbundstützen und ohne Zwischenbauteile die Beplankung von Bauplatten an fluchtenden Anlageflächen aus dünnem

Stahlblechprofil jederzeit, insbesondere nach dem statisch notwendigen

Betonverguss, nach der üblichen Trockenbau-Technologie per Hand möglich ist und die jeweilige Anlagefläche Bestandteil der Trockenbau-Verbundstütze ist.

16. Verfahren zur Errichtung einer Wand mit Trockenbau-Verbundstützen nach

Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,

dass das dünne Stahlblechprofil mit den fluchtenden Anlageflächen als separates Profil existiert und vor dem Betonverguss mit der Verbundstütze gefügt wird und Betonkontakt besitzt.

17. Verfahren zur Errichtung einer Wand mit Trockenbau-Verbundstützen nach

Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,

dass am rohrartigen Bewehrungsprofil der Beton-Verbundstütze erst vor Ort auf der Baustelle und vor dem Betonverguss externe Verbindungsmittel wahlweise vormontiert oder formschlüssig eingesteckt werden, die a) eine Lagefixierung von Verbundstütze und ausfachendem Wandkörper sicherstellen (Nut-Feder-Prinzip) oder b) Befestigungen für Fassadenträger, Wände oder statische Diagonalverbände ermöglichen oder c) Halterungen für die Schalung des Betonriegels bilden.