DE10353764A1

DE10353764A1 - Tragwerkskonstruktion

Info

Publication number: DE10353764A1
Application number: DE2003153764
Authority: DE
Inventors: Maik Fluchtmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-11-17
Filing date: 2003-11-17
Publication date: 2005-07-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tragwerkskonstruktion mit einem Grundgerüst aus dünnwandigen Metallprofilen und mit zumindest einem mit diesen verbundenen und eine Grundgerüstöffnung zumindest teilweise abdeckenden Plattenelement sowie zumindest einer Dämmschicht. Zur Erfüllung verschiedener Normen des Industrie- und Wohnungsbaus sind herkömmliche Tragwerkskonstruktionen unterschiedlich stark luftschallgedämmt, wärmegedämmt, trag- und/oder brandsicher ausgebildet. Dies führt aufgrund der entsprechend vielen Schichten zu Tragwerkskonstruktionen mit großen Wand- bzw. Decken- oder Dachstärken. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der bisherige hohe konstruktive Aufwand für die Montage einer herkömmlichen Tragwerkskonstruktion verringert und die Tragwerkskonstruktion verbessert. Hierfür wird eine hoch verdichtete Bauelementplatte 2 gleichzeitig als Plattenelement und als Dämmschicht ausgebildet und zur Ausbildung der nötigen Stabilität der Tragwerkskonstruktion an einem Metallprofil 4 festgelegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragwerkskonstruktion, insbesondere für den Industrie- und Wohnungsbau zur Ausbildung von Decken und/oder Wänden, mit einem Grundgerüst aus dünnwandigen Metallprofilen, zumindest einem Plattenelement und zumindest einer Dämmschicht, wobei das Plattenelement mit den dünnwandigen Metallprofilen verbunden ist und eine Grundgerüstöffnung zumindest teilweise abdeckt.

Herkömmliche Tragwerkskonstruktionen bestehen häufig aus Stahlträgern mit groß dimensionierten Wandstärken, an denen Plattenelemente zur Ausbildung von Wänden, Dächern oder Decken montiert sind. Zur Erfüllung der verschiedenen Normen, die für Industrie- oder Wohnungsbauten gelten, sind diese Tragwerkskonstruktionen unterschiedlich stark luftschallgedämmt, wärmegedämmt, trag- und/oder brandsicher ausgebildet. Entsprechend viele Schichten führen zur Ausbildung von dicken Wänden, Decken und Dächern. Zur Fertigstellung solcher Tragwerkskonstruktionen ist daher ein hoher konstruktiver Aufwand notwendig.

Ebenfalls bekannt aus beispielsweise der deutschen Offenlegungsschrift 37 11 141 sind tragende Gebäudedecken, die ein Grundgerüst aus dünnwandigen Stahlblechprofilen aufweisen und teilweise mit Kunststoff ausgeschäumt sind. Die Stahlblechprofile sind mit Sonderschrauben an Holzflachpreßplatten angebracht und weisen, beispielsweise für die Schalldämmung, zusätzliche Elemente in Form von Dämmschichten auf. Auch hierbei tritt das Problem auf, daß aufgrund der zur Erfüllung der verschiedenen Normen notwendigen Dämmschichten ein hoher konstruktiver Aufwand betrieben werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, herkömmliche Tragwerkskonstruktionen zu verbessern und insbesondere eine Tragwerkskonstruktion zu schaffen, die flexibel und einfach in ihrem Aufbau ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Tragwerkskonstruktion mit einem Grundgerüst aus dünnwandigen Metallprofilen, an denen zur Ausbildung der nötigen Stabilität der Konstruktion zumindest eine hochverdichtete Bauelementplatte festgelegt ist, die gleichzeitig als Plattenelement und als Dämmschicht fungiert. So werden die im Stand der Technik bekannten verschiedenen Schichten einer Tragwerkskonstruktion, die zur Ausbildung einer Decke, einer Wand oder eines Daches führen, durch nur zwei verschiedene Elemente ersetzt.

Aufgrund der Verwendung dünnwandiger Metallprofile, beispielsweise kaltgewalzte Stahlblechprofile, können nahezu beliebige Formen eines Grundgerüstes verwirklicht werden, an dem dann Bauelementplatten festgelegt werden.

Die bei dünnwandigen Metallprofilen auftretenden Probleme bezüglich des Durchbiegens, Knickens, Verdrillens oder beliebiger Kombinationen hiervon werden extrem vermindert, da durch die Festlegung der Metallprofile an der Bauelementplatte eine schubfeste Verbindung hergestellt wird, die für die nötige Stabilität der Tragwerkskonstruktion sorgt. So sind je nach Anforderung an das Bauwerk beliebige Querschnitte von Wänden, Decken oder Dachausführungen möglich, und die Zusammensetzung der Materialgüten und -stärken des Bauplattenelementes sowie der Metallprofile variieren mit diesen Anforderungen. So weist die erfindungsgemäße Bauelementplatte eine Dicke zwischen 30 mm und 250 mm, vorzugsweise von etwa 60 mm, auf.

Weitere Vorteile und Einzelheiten lassen sich den weiteren Unteransprüchen sowie den schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung in den Zeichnungen entnehmen. Es zeigt:
1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Tragwerkskonstruktion mit einem C-förmigen Stahlblechprofil,
2 einen Längsschnitt durch eine weitere Tragwerkskombination mit einem hutförmigen Stahlblechprofil,
3 einen Längsschnitt durch eine weitere Tragwerkskombination mit einem teilweise in eine Bauelementplatte eingelassenen C-förmigen Stahlblechprofil,
4 einen Längsschnitt durch eine weitere Tragwerkskonstruktion mit einem teilweise in die Bauelementplatte eingelassenen hutförmigen Stahlblechprofil,
5 einen Querschnitt durch eine als Decke ausgebildete weitere Tragwerkskonstruktion mit teilweise in die Bauelementplatte eingelassenen C-förmigen Stahlblechprofilen,
6 eine als fertige Decke ausgebildete Tragwerkskonstruktion mit C-förmigen Stahlblechprofilen.
In der folgenden Beschreibung sind die dünnwandigen Metallprofile einheitlich beziffert.
Eine erfindungsgemäße Tragwerkskonstruktion 1 weist eine hochverdichtete Strohplatte 2 als Bauelementplatte auf, an der mit Hilfe von Befestigungsmitteln 3 ein als dünnwandiges Stahlblechprofil 4 ausgebildetes Metallprofil mit C-förmigem Querschnitt festgelegt ist. Hiermit ist bereits eine Tragwerkskonstruktion 1 geschaffen, die alle Anforderungen an den Industrie- oder Wohnungsbau erfüllen kann.
Zusätzlich liegt es im Rahmen der Erfindung, diese Tragwerkskonstruktion 1 mithilfe von weiteren Elementen zu einer vollständigen Wand auszubilden. Während sich die Strohplatte 2 auf einer Seite des Stahlblechprofils 4 befindet, ist auf der anderen Seite des Stahlblechprofils 4 ebenfalls mit Befestigungsmitteln 3 eine in diesem Fall aus Paneelen 5 ausgebildete Verblendung befestigt. Mit Hilfe dieser Verblendung 5 läßt sich aus der einfachen Tragwerkskonstruktion 1, bestehend aus zumindest Strohplatte 2, Befestigungsmitteln 3 und dünnwandigen Stahlblechprofilen 4 eine komplette Wand herstellen.
Eine solche erfindungsgemäße Wand ist sowohl im Industrie- als auch im Wohnungsbau einsetzbar. So ist die als Dämmschicht ausgebildete Strohplatte 2 in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung brandsicher mindestens nach der Brandwiderstandsklasse F30 ausgebildet, vorzugsweise sogar nach F90 oder auch F120, und weist eine Luftschalldämmung von mindestens R'_w= 25 dB, vorzugsweise sogar 32 oder 42 dB auf. Durch die verdichtete Strohplatte 2 erhält die Tragwerkskonstruktion die erforderliche Masse zum Schallschutz jeglicher Art, also für Luftschall bei Außen- und Trennwänden, und beim Einsatz als Boden- oder Deckenebene auch für den Trittschall.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind die dünnwandigen Metallprofile als im Querschnitt hutförmige Stahlblechprofile 4 ausgebildet (2). Statt einer hochverdichteten Strohplatte 2 ist es auch denkbar, eine Kunststoffplatte mit entsprechenden Materialeigenschaften zu verwenden. Ebenso können aus anderen überwiegend nachwachsenden Rohstoffen gebildete Bauelementplatten verwendet werden, was in Zeiten knapper werdender weltweiter Ressourcen von großem Vorteil ist.
Die als Strohplatte 2 ausgebildete Bauelementplatte ist nicht nur auf Basis einer vorteilhaften Rohstoffgrundlage sondern auch mit einer Fischtoxizität von G_F 2 und einer Formaldehydkonzentration von ca. 0,05 ppm sehr umweltverträglich ausgebildet.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, die dünnwandigen Stahlblechprofile 4 teilweise in die Bauelementplatten 2 einzulassen (3, 4). Somit wird die Erstreckung senkrecht zur Wand der Tragwerkskonstruktion 1 verringert. Diese Art der Befestigung sorgt außerdem für die weitestgehende Festlegung der dünnwandigen Stahlblechprofile 4 gegenüber einer Verschiebung und überträgt in idealer Weise auftretende Schubspannungen zwischen den beiden Verbundkomponenten.
Die mittlere Wärmeleitfähigkeit einer erfindungsgemäßen Bauelementplatte liegt bei λ = 0,11 W/(m·K). Somit können durch den erfindungsgemäßen Aufbau einer Traggerüstkombination 1 U-Werte erzielt werden, die weit günstiger sind als die bislang bekannter Massivkonstruktionen. Insbesondere ist, auch bei zusätzlichem Anbringen von Wandpaneelen, im Außenbereich die Taupunktbildung weit außerhalb der Bauelementplatte, so daß Feuchtigkeitsprobleme nicht auftreten.
Weiterhin ist eine Feuchtigkeitsaufnahme durch die Bauelementplatte der erfindungsgemäßen Tragwerkskonstruktion 1 möglich und unschädlich.
Insgesamt können die erfindungsgemäßen Traggerüstkonstruktionen 1 sogar die für Decken oder Wände vorgesehenen Energiekennwerte in sogenannten Passivhauskonstruktionen erfüllen.
Die in 5 dargestellte erfindungsgemäße Tragwerkskonstruktion 1 besitzt die nötige Stabilität für die Ausbildung einer tragfähigen Decke. Die dort verwendete Strohplatte 2 weist bei einer Einzellast von etwa 2,0 kN, sowie bei einer Stützweite von etwa 2,25 m eine Durchbiegung von rund 50 mm auf.
Vorteilhafterweise zeichnet sich die erfindungsgemäße Tragwerkskonstruktion 1 durch eine Bauelementplatte aus, die bei 30° C Umgebungstemperatur und 95 relativer Luftfeuchte eine die Tragfähigkeit nicht beeinflussende Feuchtigkeitsaufnahme von maximal 14 % aufweist. Damit wird wirkungsvoll verhindert, daß die Standsicherheit infolge von Feuchtigkeit beeinträchtigt wird. Die Feuchtigkeitsaufnahmewerte liegen bei vorgenannten Bedingungen meist zwischen 10 % und 14 %. Eine Feuchtigkeitsaufnahme von insbesondere 5 % bis 14 % kann für einen Klimaausgleich auch durchaus erwünscht sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer Tragwerkskonstruktion 1 kann eine Vollwanddämmung von etwa 30 cm erreicht werden, indem zwischen den Metallprofilen eine Ausfachung mit Dämmmaterial vorgenommen wird, die einerseits von den Bauelementplatten und andererseits von den Paneelen begrenzt wird. Beispielhaft besteht eine durch die Erfindung ausgebildete Vollwanddämmung von 300 mm aus einer 100 mm dicken Schicht Außenwandpaneelen, einer 140 mm dicken Schicht Stahlblechprofile und der 60 mm dicken Strohplatte 2.
Die erfindungsgemäße Tragwerkskonstruktion 1 kann vorteilhafterweise auch als Komplettdecke ausgebildet sein. Hierzu gehören neben den dünnwandigen Stahlblechprofilen 4 ebenfalls die üblicherweise bei Decken verwendeten Schichten wie Estrich 6 und Trittschalldämmung 7. Je nach Einsatzbereich können weiterhin Abhängungen 8 oder Verkleidungen 9 parallel zur Strohplatte 2 angeordnet werden, wobei es statt einer kompletten Abhängung 8 oder Verblendung 5 auch im Rahmen der Erfindung liegt, lediglich zwischen den Metallprofilen 4 eine Verblendung aus Ausfachmaterial auszubilden. In diesem Fall wirken die Metallprofile 4 selbst als gestalterisches Element im Raum oder an der außenliegenden Seite einer Traggerüstkonstruktion.
Während die Stahlblechprofile 4 nach den Bemessungsgrundlagen der DAST-Richtlinien 015 und/oder 016 bemessen werden, kann das Bauplattenelement mit einer festzulegenden Federsteifigkeit in die Bemessung der Stabilisierung einfließen. Die Bauelementplatten können in ihrer erfindungsgemäßen Ausbildung den Anforderungen der DIN 4103 Teil 1 über stoßartige Belastungen gegenüber Lasten und weichen Stoß- sowie leichten Konsolenlasten standhalten. Durch die in beliebigen Querschnitten und Varianten herstellbare Konstruktion werden auf einfache Art und Weise Tragwerkskonstruktionen 1 gebildet, die neben den bislang beschriebenen Vorteilen gegenüber den im Stand der Technik beschriebenen Tragwerkskonstruktionen auch deutlich kostengünstiger und schneller herzustellen sind. Durch den Verbund der verschiedenen Materialien können die erfindungsgemäßen Tragwerkskonstruktionen 1 sogar vollwertige Wände oder Decken bilden.

Claims

Tragwerkskonstruktion, insbesondere für den Industrie- und Wohnungsbau zur Ausbildung von Decken und/oder Wänden, mit einem Grundgerüst aus dünnwandigen Metallprofilen und mit zumindest einem mit diesen verbundenen und eine Grundgerüstöffnung zumindest teilweise abdeckenden Plattenelement, sowie zumindest einer Dämmschicht, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine hochverdichtete Bauelementplatte gleichzeitig als Plattenelement und als Dämmschicht ausgebildet und zur Ausbildung der nötigen Stabilität der Tragwerkskonstruktion an den Metallprofilen festgelegt ist.
Tragwerkskonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallprofile aus Stahlblech sind.
Tragwerkskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallprofile zumindest teilweise in die Bauelementplatte(n) eingelassen sind.
Tragwerkskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmschicht nicht brennbar mindestens nach der Brandwiderstandsklasse F30 ist.
Tragwerkskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmschicht eine Luftschalldämmung von mindestens R'_w = 25 dB aufweist.
Tragwerkskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmschicht eine mittlere Wärmeleitfähigkeit von in etwa λ = 0,11 W/(m·K) aufweist.
Tragwerkskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallprofile der Tragwerkskonstruktion nach den DAST-Richtlinien 015 und/oder 016 bemessen sind.
Tragwerkskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelementplatte aus überwiegend nachwachsenden Rohstoffen gebildet ist.
Tragwerkskonstruktion nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelementplatte eine Strohplatte ist.
Tragwerkskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelementplatte eine Kunststoffplatte ist.
Tragwerkskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelementplatte eine Dicke von 30 mm bis 250 mm aufweist.
Tragwerkskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelementplatte bei einer Einzellast von etwa 1,5 kN bis 2,5 kN bei einer Stützweite von 2 m bis 2,50 m eine Durchbiegung von max. 50 mm aufweist.
Tragwerkskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelementplatte bei 30 °C und 95 % relativer Luftfeuchte eine die Tragfähigkeit nicht beeinflussende Feuchtigkeitsaufnahme von 1 bis einschließlich 14 % aufweist.
Tragwerkskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelementplatte auf einer Seite der Metallprofile durch die Bauelementplatte(n) eine Ebene ausgebildet und auf der gegenüberliegenden Seite der Metallprofile eine Verblendung befestigt ist.
Tragwerkskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelementplatte(n) auf einer Seite der Metallprofile eine Ebene ausbilden und zwischen den Metallprofilen eine weitere, zur Ebene parallele Schicht aus Ausfachmaterial ausgebildet ist.
Tragwerkskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine Vollwanddämmung von etwa 30 cm, wobei die Tragwerkskonstruktion eine Ausfachung der durch die Metallprofile gebildeten Ebene mit Dämmmaterial und auf der den Bauelementplatte(n) abgewandten Seite eine Abgrenzung durch Paneele aufweist.