DE10217727A1 - Wandbauelement - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein zweischaliges Wandbauelement mit zueinander im Abstand angeordneten, durch Gitterträger miteinander verbundenen Betonschalen und einer zwischen den Betonschalen angeordneten Dämmung. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist eine der Betonschalen oder sind beide Betonschalen über die Gitterträger hinaus mit wenigstens einem Versteifungselement zur Abtragung einer auf das Bauelement einwirkenden Biegelast verbunden. Vorteilhaft kann durch diese Maßnahme auf eine Bewehrung des Ortbetons im Schalenzwischenraum oder das Ausgießen des Zwischenraums mit Ortbeton überhaupt verzichtet werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein zweischaliges Wandbauelement mit zueinander im Abstand angeordneten, durch Gitterträger miteinander verbundenen Betonschalen und einer zwischen den Betonschalen angeordneten Dämmung.
• Bei der Errichtung von Gebäudewänden mit Hilfe solcher Wandbauelemente wird ein zwischen der Dämmung und einer der Schalen verbliebener Zwischenraum mit Ortbeton ausgegossen. Wegen der Dämmung liegt der Ortbeton nur auf einer Seite gegen eine Betonschale an. Auf der gegenüberliegenden Seite ist der Anschluss zur Betonschale durch die Dämmung unterbrochen, was die Belastbarkeit einer durch das Dämmelement errichteten Gebäudewand beeinträchtigt. Der Ortbeton bedarf daher einer Bewehrung. Mit entsprechendem Arbeitsaufwand sind in dem mit Ortbeton auszugießenden Zwischenraum Bewehrungsstäbe anzubringen.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Wandbauelement der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das sich mit geringerem Aufwand als bekannte derartige Wandbauelemente verarbeiten lässt.
• Das diese Aufgabe lösende Wandbauelement nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine der Betonschafen oder beide Betonschalen über die Gitterträger hinaus mit wenigstens einem Versteifungselement zur Abtragung einer auf das Bauelement einwirkenden Biegelast verbunden ist bzw. sind.
• Vorteilhaft erlaubt ein solches Bauelement nach der Erfindung die Errichtung von Gebäudewänden ohne eine durch das Bauelement vertikal durchgehende Ortbetonbewehrung. Es genügen aus der Bodenplatte einreihig etwa 50 bis 70 cm nach oben vorstehende Verbindungsstäbe. Gegebenenfalls kann das Ausgießen des Schalenzwischenraums mit Ortbeton auf bestimmte Wandteilbereiche beschränkt bleiben oder sogar ganz entfallen.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Versteifungselement wenigstens teilweise in die Betonschale eingebettet sein, wobei insbesondere eine Verbindung zu einem der Gitterträger hergestellt ist.
• Vorzugsweise ist das Versteifungselement durch einen Stab gebildet, welcher sich parallel zum Gitterträger erstreckt und an wenigstens zwei Stellen mit dem Gitterträger verbunden, vorzugsweise verschweißt, ist. Schweißverbindungen können zwischen dem Stab und dem Gitterträgergurt hergestellt sein. Der Versteifungsstab lässt sich aber auch im Abstand zu dem Gitterträgergurt anordnen und mit Diagonalverstrebungen des Gitterträgers verbinden.
• In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht der Stab über die unterste Verbindungsstelle hinaus noch unten vor.
• Verteilt über die Schalenfläche können mehrere solcher, z. B. an jeweils zwei oder mehr Stellen mit einem Gitterträger verbundene Versteifungsstäbe vorgesehen sein. Eine solcherart verstärkte Schale bzw. verstärktes Bauelement weist eine erhöhte Biegefestigkeit auf, indem über die Diagonalstreben des Gitterträgers in erhöhtem Maß vom Ortbeton Kräfte auf die entsprechende Schale übertragbar sind. Insbesondere der nach unten überstehende Teil des Versteifungsstabs sorgt für eine Verankerung, die wirksam zur Drehmomentabtragung beitragen kann.
• Die Versteifungselemente können auch mit sich über einen Teil der Höhe des Wandbauelements erstreckenden Gitterträgerstücken verbunden sein, wobei die Versteifungselemente sowohl nach unten als auch nach oben über das Gitterträgerstück hinaus vorstehen können. Insbesondere bei Anordnung der Gitterträgerstücke nahe dem unteren Rand des Wandbauelements können die Versteifungselemente die halbe Bauelementhöhe überschreiten.
• In einer weiteren, mit den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen kombinierbaren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst das Versteifungselement eine sich entlang einem vertikalen Rand des Bauelements erstreckende Stütze. Mit einer solchen Stütze, z. B. einem bewehrten Betonpfeiler, können randseitig aneinanderstoßende Wandbauelemente mit ihrer Innen- oder/und Außenschale befestigt sein. Vorzugsweise wird die Verbindung zwischen der Betonschale und der Stütze über ein metallisches Verbindungsstück hergestellt, das ein Z- oder U-Profil aufweist. Bei Verwendung eines Z-Profils kann ein Z-Schenkel mit der Schale und der andere Z-Schenkel mit der Stütze verbunden sein. Die Verwendung eines U-Schenkels kommt vor allem für Stützen in Betracht, die zwischen zwei einander zugewandten vertikalen Rändern eines Bauelements angeordnet sind, wobei die beiden U-Schenkel dann mit den einander gegenüberliegenden Betonschalen und der U-Steg mit der Stütze verbunden werden kann.
• Es versteht sich, dass ein durchgehendes Verbindungsprofil vorgesehen sein kann oder über die Höhe der Stütze bzw. des Bauelements verteilt mehrere Verbindungsstücke angeordnet sein können.
• Bei Biegebelastung einer mit Hilfe solcher Bauelemente errichteten Wand, z. B. durch Wind- oder Erddruck, vermag die vertikale Stütze einen wesentlichen Teil der Biegelast abzutragen.
• Gemäß einem weiteren, mit den vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbaren Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung umfasst das Versteifungselement eine am unteren Rand der Schale befestigte Versteifungsplatte, welche auf einem Trägerboden zu der Befestigungsstelle an der Schale in bezug auf die Dicke des Bauelements nach innen versetzt befestigt ist. Eine solche Stahlplatte, die besonders steif aus Stahl hergestellt sein kann, vermag einem bei Biegebelastungen am Fuß des Wandbauelements auftretenden Drehmoment entgegenzutreten. Eine solche Stahlplatte könnte auch an der obengenannten vertikalen Stütze vorgesehen sein.
• Vorzugsweise ist die Platte an der Schale über einen nach oben in die Schale hinein vorstehenden Versteifungsstab befestigt, wobei der Versteifungsstab unter Bildung einer zusätzlichen Bewehrung innerhalb der betreffenden Schale nach oben vorstehen kann.
• Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
• Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Wandbauelement nach der Erfindung in einer vertikalen Teilschnittansicht,
• Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel für ein Wandbauelement nach der Erfindung in einer vertikalen Teilschnittansicht,
• Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel für ein Wandbauelement nach der Erfindung in einer horizontalen Teilschnittansicht,
• Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel für ein Wandbauelement nach der Erfindung in einer horizontalen Teilschnittansicht,
• Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel für ein Wandbauelement nach der Erfindung mit einem Betonsteinverbindungsblock, und
• Fig. 6 ein sechstes Ausführungsbeispiel für ein Wandbauelement nach der Erfindung mit kurzen und langen Verbindungsgitterträgern.
• Das in Fig. 1 dargestellte Wandbauelement weist eine erste Betonschale 1 und eine im Abstand zu der ersten Betonschale angeordnete zweite Betonschale 2 auf. In dem betreffenden Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke der ersten Betonschale 6 cm, die Dicke der zweiten Betonschafe 5 cm und der Abstand zwischen den Betonschalen 19 cm. Bei der Errichtung von Gebäudewänden mit Hilfe des gezeigten Bauelements dient die erste Betonschale 1 als Außenschale.
• Die beiden Schalen sind über Gitterträger 3 miteinander verbunden, welche sich nahezu über die gesamte Schalenhöhe erstrecken. Über die Schalenbreite sind mehrere solcher Gitterträger oder Gitterträgerstücke mit Gurten 4 und 5 sowie Diagonalverstrebungen aus Stahl oder Edelstahl 6 angeordnet.
• Angrenzend an die erste Betonschale 1 ist eine Dämmlage 7 angeordnet, welche die erste Betonschale vollkommen bedeckt. Bei den Gitterträgern ist in der Dämmlage ein Spalt von ca. 5 mm Breite vorgesehen, durch welchen hindurch sich die Diagonalverstrebungen des betreffenden Gitterträgers erstrecken.
• Ein zwischen der Dämmlage 7 und der zweiten Betonschale 2 gebildeter Zwischenraum 8 wird bei der Errichtung von Gebäudewänden mit Ortbeton ausgegossen, wie bei 13 angedeutet ist.
• Die Schalen 1 und 2 sitzen über Betonpolster 18 und 18' auf einem Fundamentboden 14 auf. In einer Reihe angeordnete vertikale Verbindungsstäbe 23 sind in den Ortbeton 13 und den Fundamentboden 14 eingegossen.
• Das Bezugszeichen 9 weist auf einen in die erste Betonschale 1 eingebetteten Versteifungsstab hin, welcher sich parallel zum dem ebenfalls in die Betonschale 1 eingebetteten Gurt 4 des Gitterträgers 3 erstreckt. Der Versteifungsstab ist an zwei Schweißstellen 10 und 11 mit dem Gurt 4 des Gitterträgers 3 verbunden. Der Abstand zwischen den Schweißstellen beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel 20 cm. Der Versteifungsstab 9 steht über die untere Schweißstelle hinaus nach unten vor, wobei sein freies Ende von dieser Schweißstelle in dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 10 cm entfernt ist.
• Über die Höhe des Gitterträgers verteilt könnten mehrere solcher Versteifungsstäbe 9 in der gezeigten Art und Weise angebracht sein. Auch zu dem in Fig. 1 sichtbaren Gitterträger 3 parallele Gitterträger des Bauelements weisen solche Versteifungsstäbe 9 auf.
• Bei dem Versteifungsstab handelt es sich um einen Stahlstab mit einem Durchmesser von 6 mm.
• Bei Einwirkung von Windkräften gemäß Pfeil 12 auf eine durch das Bauelement errichtete Wand treten Biegemomente auf, zu deren Abtragung wesentlich die Versteifungsstäbe 9 beitragen, die mit ihrem nach unten über die untere Schweißstelle 10 vorstehenden Teil im Beton der ersten Schale 1 verankert sind. Die in den Ortbeton 13 eingebetteten Diagonalverstrebungen sorgen für eine Kräfteübertragung zwischen der versteiften ersten Betonschale 1 und dem Ortbeton 13, welcher auf einer Seite gegen die zweite Betonschale 2 und auf der anderen Seite gegen die weiche Dämmlage 7 anliegt.
• Bei den weiteren Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2 bis 4 sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselben Bezugszahl bezeichnet, wobei der betreffenden Bezugszahl der Buchstabe a, b usw. beigefügt ist.
• Ein in Fig. 2 gezeigtes Bauelement weist eine erste Betonschale 1a und eine über Gitterträger 3a mit der Betonschale verbundene zweite Betonschale 2a auf. Zwischen den Betonschalen ist angrenzend an die erste Betonschale 1a eine Dämmlage 7a angeordnet. Der Zwischenraum zwischen der Dämmlage 7a und der zweiten Betonschale 2a ist mit Ortbeton 13a ausgegossen. Das Wandbauelement sitzt mit seinem unteren Rand auf einem Fundamentboden 14a aus Beton auf.
• Zwischen dem Fundamentboden 14, den unteren Randflächen der Betonschale 1a sowie der Dämmlage 7a und dem Fundamentboden 14 ist eine 20 × 20 cm große Stahlplatte 15 angeordnet, deren Dicke in dem betrachteten Ausführungsbeispiel 2 cm beträgt. Über die Länge des unteren Randes des Wandbauelements verteilt könnten mehrere solcher Platten angeordnet sein. Mindestens zwei Platten sind erforderlich.
• Die Stahlplatte 15 ist an der Betonschale 1a an deren unterem Rand über einen Versteifungsstab 16 mit einem die Platte hintergreifenden Kopf befestigt, welcher in die erste Betonschale 1a eingebettet ist und sich in dem betrachteten Ausführungsbeispiel etwa bis zu einer Höhe von 50 cm in die erste Betonschale 1a hinein erstreckt. Das Wandbauelement ist mit der daran befestigten Stahlplatte 15 vorgefertigt, d. h. der Versteifungsstab 16 wird bei der Herstellung des Wandbauelements in den Beton der Schale 1a eingegossen.
• Die ein Versteifungselement bildende Stahlplatte 15 ist ferner über einen Versteifungsstab 17 mit dem Fundamentboden 14 verbunden. Die Achse des Versteifungsstabs 17 ist zur Achse des Versteifungsstabs 16 in bezug auf die Dicke des Wandbauelements versetzt im Abstand von 3 cm von der Dämmlage 7a angeordnet.
• Mit dem Bezugszeichen 18 ist ein unter der unteren Randfläche der zweiten Betonschale 2a angeordnetes Betonpolster bezeichnet, das sich über die gesamte Länge des unteren Randes des Wandbauelements erstreckt.
• Bei Biegebelastungen gemäß Pfeil 12a einer durch solche Bauelemente errichteten Gebäudewand ist die an versetzten Befestigungsstellen sowohl mit der ersten Betonschale 1a als auch dem Fundamentboden 14 verbundene Versteifungsplatte 15 in der Lage, ein die Biegebelastung abtragendes Drehmoment zu erzeugen.
• Fig. 3 zeigt ausschnittsweise zwei mit vertikalen Rändern einander zugewandte Wandbauelemente mit jeweils einer ersten Betonschale 1b bzw. 1b' und einer zweiten Betonschale 2b bzw. 2b'. Die Betonschalen sind über Gitterträger 3b bzw. 3b' miteinander verbunden. Zwischen den Betonschalen ist eine Dämmlage 7b bzw. 7b' angeordnet, welche in dem betreffenden Ausführungsbeispiel den gesamten zwischen den jeweiligen Betonschalen gebildeten Zwischenraum ausfüllt. Die erste Betonschale 1 bzw. 1b' bildet jeweils eine Außenschale. Der Abstand zwischen den vertikalen Randflächen der Schalen 2b und 2b' ist abschnittsweise größer als der entsprechende Abstand zwischen den Schalen 1b und 1b', wobei die Höhe der Abschnitte mit vergrößertem Randflächenabstand etwa 20 cm beträgt.
• Mit dem Bezugszeichen 19 ist eine vertikale Stütze bezeichnet, die sich entlang einer vertikalen Stoßstelle zwischen den zweiten Betonschalen 2b und 2b' erstreckt und ein Versteifungselement bildet. Bei der Stütze handelt es sich um einen bewehrten Betonpfeiler. Die Betonschalen 2b und 2b' sind in den Abschnitten mit größerem Abstand der Randflächen jeweils über ein Z-Verbindungselement 20 bzw. 20' aus Stahl mit der vertikalen Stütze 19 formschlüssig verbunden.
• Bei Einwirkung von Biegemomenten auf eine durch solche Wandbauelemente errichtete Wand gemäß Pfeil 12b bzw. 12b' vermag die vertikale Stütze 19 wesentlich zur Abtragung dieser Momente beitragen. In dem betreffenden Ausführungsbeispiel ist die Lastabtragung durch die Stütze 19 derart wirksam, dass auf ein Ausgießen des Zwischenraums zwischen den Betonschalen mit Ortbeton verzichtet und der gesamte Zwischenraum zur Dämmung genutzt werden kann.
• Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4 ist zwischen zwei einander gegenüberliegenden Vertikalrändern von Wandbauelementen mit Betonschalen 1c, 1c' und 2c, 2c' eine vertikale Stütze 19c angeordnet, die wie die Stütze 19 des Ausführungsbeispiels von Fig. 3 ein bewehrter Betonpfeiler ist.
• In den vollständig mit einer Dämmlage 7c bzw. 7c' ausgefüllten Zwischenraum zwischen den Betonschalen 1c und 2c bzw. 1c' und 2c' greift jeweils ein U-Verbindungsstück 20c bzw. 20c' ein, dessen Schenkel zwischen den einander gegenüberliegenden Betonplatten eingreifen und dessen U-Steg mit der vertikalen Stütze 19c verbunden ist. Zur Verbindung ist im U-Steg ein Langloch 21 gebildet.
• Biegemomente gemäß Pfeil 12c bzw. 12c' werden auf die vertikale Stütze 19c übertragen, welche diese Kräfte im wesentlichen abträgt.
• Es versteht sich, dass mehrere Z- und U-Verbindungsstücke aus Stahl gemäß Fig. 3 und 4 über die Höhe der Stütze 19 bzw. 19c verteilt angeordnet sein können. Abweichend davon ließe sich ein über die Bauelementhöhe durchgehendes Z- oder U-Verbindungsprofil verwenden. Mindestens zwei Z- oder U-Verbindungsstücke, die an oberen Bauelementecken angreifen, werden benötigt.
• Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen, wo ein Bauelement gezeigt ist, bei dem zwischen Betonschalen 1b und 2b randseitig Leichtbetonsteine 24 eingebettet sind. Ein solcher Stein 24 kann am unteren und oberen Ende des Wandbauelements angeordnet sein.
• Zweckmäßig werden die Leichtbetonsteine bei der Herstellung des Wandbauelements in die Betonschalen 1d und 2d eingegossen. Über den Randstein 24 lässt sich das Wandbauelement beispielsweise mit einer der vorangehend beschriebenen Vertikalstützen verbinden, wobei z. B. den Betonstein 24 schräg durchsetzende Verbindungselemente verwendbar sind.
• Ein in Fig. 6 gezeigtes Wandbauelement weist vier Gitterträger 25 auf, die sich jeweils über die gesamte Höhe des Wandbauelements erstrecken. Drei, jeweils zwischen den Gitterträgern 25 angeordnete Gitterträgerkurzstücke 3e, die sich nur über einen Teil der Höhe des Wandbauelements erstrecken, sind jeweils mit einem Versteifungsstab 9e verbunden. Die Versteifungsstäbe stehen sowohl nach unten als auch nach oben über das betreffende Gitterträgerstück hinaus, wobei sie nach oben weiter als bis zur halben Höhe des Wandbauelements vorstehen.

Claims (18)

1. Zweischaliges Wandbauelement mit zueinander im Abstand angeordneten, durch Gitterträger (3) miteinander verbundenen Betonschalen (1, 2) und einer zwischen den Betonschalen angeordneten Dämmung (7), dadurch gekennzeichnet, dass eine der Betonschalen oder beide Betonschalen über die Gitterträger hinaus mit wenigstens einem Versteifungselement (9; 15; 19; 20; 24) zur Abtragung einer auf das Bauelement einwirkenden Biegelast verbunden ist bzw. sind.

2. Wandbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (9) wenigstens teilweise in die Betonschale (1) eingebettet ist.

3. Wandbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (9) mit einem der Gitterträger (3) verbunden ist.

4. Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement einen Versteifungsstab (9) umfasst, welcher sich parallel zum Gitterträgergurt (4) erstreckt.

5. Wandbauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsstab (9) an wenigstens zwei Stellen (10, 11) mit dem Gitterträger (3) verbunden, vorzugsweise verschweißt, ist.

6. Wandbauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsstab (9) über die unterste Verbindungsstelle (10) hinaus nach unten vorsteht.

7. Wandbauelement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsstab im Abstand vom Gitterträgergurt mit den Querverstrebungen des Gitterträgers verbunden ist.

8. Wandbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass über die Schalenfläche verteilt mehrere Versteifungselemente (9) in die Schale (1) eingebettet sind.

9. Wandbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungselemente (9e) mit sich über einen Teil der Höhe des Wandbauelements erstreckenden Gitterträgerstücken (3e) verbunden sind.

10. Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement eine sich entlang einem vertikalen Rand des Bauelements erstreckende Stütze (19) umfasst.

11. Wandbauelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonschale (2b; 1c, 2c) mit der Stütze (19, 19c) über, vorzugsweise aus einem Metall bestehende, Verbindungsstücke (20, 20c) verbunden ist.

12. Wandbauelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstücke (20, 20c) ein Z- oder U-Profil aufweisen.

13. Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement eine am unteren Rand einer der Schalen (1a) befestigte Platte (15) umfasst, welche ferner an einem Trägerboden (14) befestigt ist, wobei die Befestigungsstelle an dem Trägerboden (14) in bezug auf die Dicke des Wandbauelements zu der Befestigungsstelle an der Schale (4a) nach innen versetzt angeordnet ist.

14. Wandbauelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (15) an der Schale (1a) über einen nach oben in die Schale hinein vorstehenden Versteifungsstab (16) befestigt ist.

15. Wandbauelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Versteifungsstabs maximal 50 cm beträgt.

16. Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen der Dämmung (7) und einer der Schalen (2) vorgesehene Ortbetonfüllung (13) ein horizontaler Bewehrungsstrang (22) eingegossen ist.

17. Wandbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schalen (1b, 2b) randseitig ein, vorzugsweise aus Leichtbeton hergestellter, Block (24) eingebettet ist.

18. Wandbauelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Block (24) in die Schalen (1b, 2b) eingegossen ist.