DE102004027739A1

DE102004027739A1 - Bauelement

Info

Publication number: DE102004027739A1
Application number: DE200410027739
Authority: DE
Inventors: Peer Prof. Haller; Tilo Dipl.-Ing. Birk
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2005-12-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauelement in Holz/Beton-Verbundbauweise für Baukonstruktionen, insbesondere Säulen, Masten, Stützen, Träger oder Rohr(leitung). Erfindungsgemäß ist um ein aus einer Holzplatte geformtes Profil ein Mantel aus faserverstärktem Beton angeordnet. Vorzugsweise wird das Profil nach DE 10127400 aus Vollholz gefertigt und mit einem mit ... Im Verbund ergänzen sich die Materialeigenschaften des faserverstärkten Betonmantels und des diesen tragenden Holzprofils trotz beiderseits relativ geringer materialsparender Dickenabmessungen zur großer Tragfähigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit. Das Bauelement kann in Querschnitt und Längserstreckung sehr verschieden gestaltet werden. Der Betonmantel bietet gegenüber reinen Holzbauelementen einen guten Witterungsschutz und erhöhte Brandsicherheit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauelement in Holz/Beton-Verbundbauweise für Baukonstruktionen, insbesondere Säulen, Masten, Stützen, Träger oder Rohr(leitung).

Bauelemente der eingangs genannten Art sind in verschiedener Ausführung bekannt. Überwiegend sind sie plattenförmig ausgebildet und für Decken oder Brücken eingesetzt, z. B. DE 196 02 400 .

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Technologie zur Herstellung von vorwiegend länglichen oder tonnenförmigen Bauelementen in Holz/Beton-Verbundbauweise anzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass um ein aus einer Holzplatte geformtes Profil ein Mantel aus faserverstärktem Beton angeordnet ist.

Vorzugsweise wird das Profil nach DE 101 27 400 aus Vollholz gefertigt und mit einem mit Feinbeton getränktem Gelege aus Fasern, insbesondere einem Glasfasergelege, umwickelt.

Vorzugsweise wird ein geschlossenes Hohlprofil verwendet und damit insbesondere bei der Realisierung von Bauelementen mit größeren Querschnitten die Grundlage für eine materialsparende Leichtbauweise geschaffen. Durch die Verstärkung des Betonmantels mit Fasergelegen kann seine Dicke, wie bekannt, klein gehalten werden. In dem Verbund ergänzen sich die Materialeigenschaften des faserverstärkten Betonmantels und des diesen tragenden Holzprofils trotz beiderseits relativ geringer materialsparender Dickenabmessungen zu großer Tragfähigkeit.

Das Bauelement kann in Querschnitt und Längserstreckung sehr verschieden gestaltet werden. Vorschläge hierzu werden in den Unteransprüchen und Beispielen ohne Anspruch auf Vollständigkeit unterbreitet. Die Verwendung als Säule, Masten, Stütze, Träger oder Rohrleitung) liegt nahe.

Für längere Bauelemente können insbesondere bei vorwiegender Druckbeanspruchung mehrere Holzprofile über Zapfenverbindungen axial aneinandergereiht werden. Der gemeinsam über alle Holzprofile gewickelte Betonmantel wirkt dabei insbesondere an den Verbindungsstellen wie eine Bandage. Mit einem Zapfen an wenigstens einem Ende des Bauelements kann dieses mit Bauelementen gleicher oder anderer Art verbunden werden.

Der Betonmantel bietet gegenüber reinen Holzbauelementen einen konstruktiven Schutz zur Erhöhung der Dauerhaftigkeit und des Brandwiderstandes.

Generell kann auch das Holz vor dem Beschichten mit dem Betonmantel mit Fungiziden, Öl oder anderen Mitteln imprägniert und das Bauelement nach dem Beschichten mit dem Betonmantel innen mit einer Schutzschicht, z. B. einem Polymer oder Bitumen, überzogen und dadurch zusätzlich haltbarer gemacht werden.

Durch den Holz/Beton-Verbund ergeben sich erweiterte und erleichterte Montagebedingungen. Notwendige Verbindungselemente können durch Bohrungen im Betonmantel gesteckt und fest im Holz verschraubt werden.

Das Bauelement ist gut herstellbar, vorzugsweise kann es vorgefertigt werden. Das Holzprofil dient dabei zugleich als Schalung. Es ist im weiteren zwar als Schalung verloren, übernimmt dafür aber erhebliche Traganteile.

Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbeispielen näher erklärt. In den Zeichnungen zeigen
1 ein erfindungsgemäß ausgebildetes zylindrisches Bauelement (die linke Hälfte im Längsschnitt),
2 einen Querschnitt zu 1,
3 und 4 zwei weitere Querschnitte,
5 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Bauelement mit zwei Profilen 1 und einem gemeinsamen Betonmantel,
6 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Bauelement mit einem an einer Stirnseite vorgesehenen Zapfen.
Gemäß 1 besteht das Bauelement aus einem Holzprofil 1 und einem Betonmantel 2. Der Betonmantel 2 ist mit Fasergelegen 3 verstärkt. Außerdem sind in 1 zwei stirnseitige Scheiben 4 eingezeichnet. Sie unterstützen die Fertigung und sind nach Fertigstellung üblicherweise kein Bestandteil des Bauelements.
Die Herstellung des Holzprofils ist in DE 101 27 400 ausführlich erläutert.
Zur einfacheren und sauberen Fertigung des Betonmantels werden auf beiden Stirnseiten des Holzprofils 1 die Scheiben 4 befestigt. Deren Rand steht gegenüber dem äußeren radialen Rand des Holzprofils 1 um die Dicke des zu fertigenden Betonmantels 2 über.
Der Holzverbund wird in eine Drehvorrichtung eingespannt und mit Glasfasergelegen, die in Beton getränkt wurden, so oft umwickelt, bis der Außendurchmesser des Betonmantels 2 den Rand der Scheiben 4 erreicht.
Im Ausführungsbeispiel wurde Glasfasergelege mit einem Flächengewicht von 180 g/m² und einer Feinheit von 640 tex verwendet. Es wurde durch einen oberhalb der Vorrichtung angebrachten und mit Feinbeton gefüllten Trichter gezogen. Der Beton hatte einen w/z-Wert von 0,33 und bestand aus zwei Teilen Hochofenzement, einem Teil Puzzolane und drei Teilen Sand mit Größtkorn 0,2. Nach vier Textillagen war eine Bewehrungsschicht von etwa 7 mm erreicht. Sie wurde durch einen auf den Scheiben 4 aufliegenden Abstreifer geglättet. Das Holz wurde vor dem Bewickeln mit einem Haftvermittler behandelt.
Die 3 bis 4 zeigen verschiedene Querschnitte: Kreisrund (3), überwiegend rechteckig (3) und etwa oval (4). Andere Querschnitte könnten quadratisch, drei- oder sechseckig usw. sein.
In Verbindung von Ausführungen nach den 1 und 2 ergibt sich ein zylindrisches Bauelement. In Verbindung von Ausführungen nach den 1 und 3 bzw. 1 und 4 entstehen prismatische Bauelemente. Kegelige oder pyramidenförmige Längsquerschnitte sind ebenfalls problemlos herstellbar.
In 5 sind zwei Profile 1 mittels Zapfen 5 axial miteinander verbunden und von einem gemeinsamen Betonmantel 2 umgeben.
In 6 ist an einer Stirnseite ein Zapfen 5 zur Verbindung mit einem Bauelement derselben oder einer anderen Art vorgesehen.

Claims

Bauelement in Holz/Beton-Verbundbauweise, gekennzeichnet dadurch, dass um ein aus einer Holzplatte geformtes Profil (1) ein Mantel aus faserverstärktem Beton (2) angeordnet ist.
Bauelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Betonmantel (2) wenigstens zwei axial mittels Zapfen (5) oder anderweitig verbundene Profile (1) umschließt.
Bauelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass an wenigstens einer Stirnseite ein Zapfen (5) zur Verbindung mit anderen Bauelementen derselben oder einer anderen Art vorgesehen ist.
Bauelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Mantel des Profils (1) geschlossen ist und z. B. einen kreisförmigen, rechteckigen oder ovalen Querschnitt aufweist.
Bauelement nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, dass der Mantel des Bauelements zylindrisch bzw. prismatisch ist.
Bauelement nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, dass Mantel des Bauelements kegelig bzw. pyramidenförmig ist.
Verfahren zur Herstellung eines Bauelements in Holz/Beton-Verbundbauweise, gekennzeichnet dadurch, dass nach DE 101 27 400 ein Profil (1) aus Vollholz hergestellt und mit einem faserverstärktem Mantel aus Beton (2) umgeben wird.
Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, dass ein mit Feinbeton getränktes Gelege (3) um das Profil (1) gewickelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, dass das Gelege (3) ein Glasfasergelege ist.
Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, dass das Profil (1) zumindest während der Fertigung auf beiden Stirnseiten mit je einer Scheibe (4), deren Rand um die Dicke des Betonmantels übersteht, verschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, dass das Holz vor dem Beschichten mit dem Betonmantel durch Imprägnieren oder andere bekannte Verfahren haltbarer gemacht wird.
Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, dass das Bauelement nach dem Beschichten mit dem Betonmantel innen mit einer Schutzschicht, z. B. einem Polymer oder Bitumen, überzogen wird.