DE19525082C2 - Wandelement für Hochbauten und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein zur Errichtung von Hochbauten bestimmtes, geschoßhohes, vorgefertigtes Wandelement aus einem vor dem Abbinden gießfähigen Baustoff mit eingebet­ teter Bewehrung und ggf. Einlegeteilen. Die Erfindung be­ zieht sich des weiteren auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Wandelementes, auf eine Stahlschalung zur Durchführung des Verfahrens, und auf ein Verfahren zur Errichtung von Hochbauten unter Verwendung von Wandelementen nach der Erfindung.

Vorgefertigte Wandelemente, wie sie beispielsweise aus der US-PS 4 320 606 bekannt sind, wurden bisher lediglich im Rahmen der sog. Plattenbauweise in größerem Umfang zur Er­ richtung von Hochbauten eingesetzt. Die Nachteile dieser Bauweise sind allgemein bekannt und haben zu einem nicht unerheblichen Umfang ihre Ursache darin, daß die vorgefer­ tigten Wandelemente im wesentlichen lediglich aneinander und geschoßweise übereinander gesetzt wurden, ohne daß zwischen den Elementen eine den Erfordernissen der Baustatik entspre­ chende, kraftschlüssige Verbindung geschaffen wurde. Diese Bauweise ist deshalb weitgehend aufgegeben worden.

Vorgefertigte Wandelemente könnten insbesondere für die Errichtung von Innenwänden verwendet werden, weil diese bekanntlich keine Atmungsaktivität haben müssen. Dies würde erhebliche Rationalisierungsvorteile mit sich bringen, vor allem wenn von der Möglichkeit Gebrauch gemacht wird, nicht nur etwaige Durchbrüche, insbesondere für Türen, sondern auch die gesamte Elektro- und ggfs. die Sanitärinstallation in die Vorfertigung des jeweiligen Wandelementes einzubezie­ hen. Hierfür könnten die Möglichkeiten der CAD/CAM-Technik genutzt und dementsprechend auch nachträgliche Planänderun­ gen kurzfristig und fehlerfrei berücksichtigt werden, dies insbesondere, wenn die Pläne unmittelbar auf die Innenwand der Schalung projiziert werden, die zur Herstellung des Wandelementes ohnehin erforderlich ist. Eine noch weiterge­ hende Automatisierung der Vorfertigung ließe sich durch Einsatz von EDV-gesteuerten Industrierobotern auch zum Einlegen der Bewehrung und der etwaigen Installationsteile sowie zum Anbringen von Platzhaltern für Durchbrüche und dergl. erreichen.

Aus der DE-PS 821 403 ist ein vorgefertigtes Wandelement aus Beton mit seitlich überstehender Bewehrung bekannt. Alle Flächen, insbesondere die obere und die untere Stirnfläche, sind plan. Das Wandelement wird in einer liegenden Schalung hergestellt. Deshalb kann nur die in der Schalung liegende Großfläche des Wandelementes eine glatte Sichtbetonfläche sein. Ein Verputzen der anderen Großfläche ist unumgänglich. Außerdem ist das Wandelement nur für eingeschossige Bauten geeignet, weil eine bewehrte Verbindung mit darunter und darüber angeordneten Baukörperteilen nicht möglich ist. Bauelemente mit allseitig überstehender Anschlußbewehrung sind lediglich in Form vorgefertigter Betonträger z. B. aus der US-PS 15 73 502 bekannt.

Ziel der Erfindung ist es, ein den Erfordernissen der Baustatik entsprechendes, vorgefertigtes Wandelement sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und eine Schalung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, ebenso wie ein geeignetes Verfahren zur Errichtung von Hochbauten aus solchen Wandelementen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Wandelement mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Das so hergestellte Wandelement ist einerseits im Bereich aller Sichtflächen plan und hat saubere, gerade Kanten, während es andererseits mittels der überstehenden Bewehrung zumindest nach unten und nach oben, im Bedarfsfall jedoch auch seitlich, in baustatisch einwandfreier Weise an angren­ zende, gleichartige Wandelemente oder an andere vorgefer­ tigte oder in Ortbeton hergestellte Baukörperteile ange­ schlossen werden kann. Insbesondere bietet das Wandelement auch einen sauberen, praktisch fugenlosen Übergang zur Geschoßdecke ohne aufwendige Nacharbeiten. Das Wandelement braucht auch nicht verputzt zu werden, um wie bei konventio­ nell hergestellten Wänden Unregelmäßigkeiten und Ungenau­ igkeiten auszugleichen und/oder Schlitze und Öffnungen für Installationen zu überdecken.

Zur Vereinfachung der Handhabung des Wandelementes, das in aller Regel mittels eines Krans aus der Schalung entnommen und am Einbauort gesetzt wird, kann zumindest die obere Stirnfläche mit von der überstehenden Anschlußbewehrung unabhängigen, voneinander beabstandeten Ankermitteln zur Befestigung von Hebezeugmitteln versehen sein.

Abhängig von der Einbausituation kann die Bewehrung auch über wenigstens eine der beiden seitlichen Stirnflächen als Anschlußbewehrung überstehen.

Zur Vereinfachung der Installation können die Installations­ teile wie insbesondere Leerrohre über die jeweiligen Stirn­ flächen des Wandelementes überstehen.

Die längenverstellbaren Nivelliermittel können vorteilhaft aus Gewindestangen und letztere über einen Teil ihrer Länge aufnehmenden Schraubhülsen bestehen, wobei entweder die Ge­ windestangen oder die entsprechenden Schraubhülsen kraft­ übertragend in die untere Stirnfläche des Wandelementes eingebettet sind.

Die Herstellung von vorgefertigten Wand- oder auch Decken­ elementen in wiederverwendbaren Stahlschalungen ist Stand der Technik. Das mit der Erfindung vorgeschlagene Wandele­ ment läßt sich jedoch am besten dadurch herstellen, daß in die stehende, offene Schalung die Bewehrung und die Nivel­ liermittel, ggfs. Installationsteile, Platzhalter für Durch­ brüche und/oder Wärmedämmplatten eingelegt, positioniert und fixiert werden, daß dann die Schalung geschlossen sowie der Baustoff in kopfstehender Orientierung eingegossen und ggfs. gerüttelt wird, und daß nach dem Aushärten des Baustoffes das Wandelement entschalt wird. Durch die Herstellung des Wandelementes in kopfstehender Orientierung ergeben sich sowohl die angestrebte, plane Stirnfläche (oder zumindest deren plane Randstreifen) als auch das vorteilhafte Profil der unteren Stirnfläche des Wandelementes von selbst. Das fertige Wandelement muß zwar vor dem Einbau gewendet werden; dies bedeutet jedoch keinen oder zumindest keinen nennens­ werten Zusatzaufwand, denn unabhängig davon ob das Wand­ element werkseitig oder auf der Baustelle vorgefertigt wird, ist in aller Regel ein Zwischentransport und/oder eine Zwi­ schenlagerung ohnehin erforderlich.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Stahlschalung zur Durch­ führung des Herstellverfahrens des Wandelementes hat zumin­ dest in ihrem Boden Durchtritte für die Anschlußbewehrung.

Der Boden der Schalung liegt also um mindestens das Maß des Überstandes der Bewehrung, also die Länge der Anschlußbeweh­ rung, höher als die Aufstandsfläche der Stahlschalung.

Je nach Art des Baustoffs, genauer gesagt abhängig von seiner Konsistenz, sollten die Durchtritte im Boden der Schalung gegen ein Auslaufen des Baustoffes gummielastisch abgedichtet sein.

Die bevorzugte Konstruktion der Schalung zeichnet sich dadurch aus, daß deren Bodenfläche zumindest teilweise aus den oberen Schenkelflächen von zwei parallelen, liegend angeordneten U-Profilen besteht, die zwischen sich die Durchtritte in Form eines durchgehenden Spaltes freilassen, und an denen jeweils ein elastisches Dichtprofil befestigt ist, und daß die beiden Dichtprofile mit ihren einander zugewandten Stirnflächen die Durchtritte für die Anschlußbe­ wehrung abdichten.

Die Erfindung bezieht sich des weiteren auf ein Verfahren zur Errichtung von Hochbauten unter Verwendung von Wand­ elementen der hier vorgeschlagenen Art. Hierzu wird vor­ geschlagen, daß das jeweilige Wandelement in seine Einbau­ orientierung gebracht, auf jeder seiner beiden Großflächen mit mindestens einer Vorrichtung zur lotrechten Justierung versehen und über der oberen Stirnfläche des Wandelementes des darunterliegenden Geschoßes positioniert sowie in den Spalt zwischen zwei sich auf dieser oberen Stirnfläche abstützenden Deckenelementen dieses unteren Geschoßes abge­ senkt wird, bis die Nivelliermittel auf dieser oberen Stirn­ fläche aufstehen, daß das so positionierte Wandelement mit Hilfe der Nivelliermittel in der Horizontalen und mit Hilfe der Justiervorrichtung in der Vertikalen ausgerichtet wird, daß dann der verbleibende Spalt zwischen der unteren Stirn­ fläche des positionierten Wandelementes und der Stirnfläche des darunter befindlichen Wandelementes mit Ortbeton aufge­ füllt und ggfs. gerüttelt wird, und daß nach dem Aushärten die Justiervorrichtung entfernt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, die jedoch als vereinfacht, schematisch und nur beispielhaft zu verstehen ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine geöffnete Stahlschalung zur Vorferti­ gung eines Wandelementes

Fig. 2 die geschlossene Stahlschalung während des Einfüllens des Baustoffes

Fig. 2a einen Teilschnitt durch die Stahlschalung entsprechend der Linie IIa-IIa in Fig. 2

Fig. 3 eine Einzelheit der Stahlschalung zur Ver­ anschaulichung deren Abdichtung

Fig. 4 das Wandelement nach dem Entformen

Fig. 5 einen Schnitt durch das Wandelement entspre­ chend der Linie V-V in Fig. 4

Fig. 6 das zum Zwischenlagern oder zum Einbau vor­ bereitete Wandelement

Fig. 7 einen Teilschnitt durch das Wandelement ent­ sprechend der Linie VII-VII in Fig. 6

Fig. 8 einen Schnitt zur Veranschaulichung der Ein­ bausituation des Wandelementes

Fig. 9 das eingebaute Wandelement während des Ein­ bringens des Ortbetons und

Fig. 10 das eingebaute Wandelement nach Fertigstel­ lung der Geschoßdecke einschließlich des Estrichs.

Fig. 1 zeigt eine geöffnete Stahlschalung mit den Scha­ lungswänden 1 und 2, einer seitlichen Abschlußwand 3 und einem später näher erläuterten Boden 4. In diesem Beispiel projiziert ein Projektor 5 einen Plan des Wandelementes auf die Innenseite der rückwärtigen Schalungswand 1. In die Schalung bereits eingelegt sind Bewehrungsmatten 7 und 8, eine durchgehende Hülse 9, sowie Elektroinsstallationsdosen 10 mit Leerrohren 11. Aus dem oberen Leerrohr 11 führt ein durch zwei Leiter symbolisiertes, elektrisches Kabel 12, dessen Funktion noch erläutert werden wird. Die üblichen Abstandhalter usw. sind der Einfachheit halber nicht darge­ stellt. Die Installationsrohre 11 sowie andere, nicht ge­ zeichnete Einlegeteile einschließlich etwaiger Wärmedämm­ platten oder Platzhalter für Türöffnungen, Installations­ schächte und dergl. werden in bekannter Weise an den Beweh­ rungen 7 und/oder 8 ausreichend festgelegt.

Fig. 2 zeigt schematisch die geschlossene Stahlschalung unmittelbar vor dem Ende des Einfüllens des Betons 13. Die linke Seitenwand der Stahlschalung ist weggelassen.

Fig. 2a zeigt eine vorteilhafte Möglichkeit zur Fixierung der Installationsdose 10 mittels eines Elektromagneten 14, der bei Speisung über das Kabel 12 an der Schalungswand 2 unverrückbar haftet und damit die Dose 10 fixiert. Die Speisespannung wird vor dem Öffnen der Schalung abgeschal­ tet. Nach dem Entfernen der Schalungswand 2 wird der Elek­ tromagnet 14 samt Kabel 12 zur Wiederverwendung entnommen.

Fig. 3 veranschaulicht die Ausbildung des Bodenbereiches, ggfs. auch der beiden Seitenwände der Stahlschalung in der Weise, daß ein Teil der Bewehrung 7, 8 als Anschlußbewehrung über das fertige Wandelement übersteht. Im einzelnen dienen hierzu ein mittiges Vierkantrohr 41, an das seitlich U- Profile 42, 43 anschließen, denen gleichartige U-Profile 44, 45 gegenüberstehen. Die Schenkellänge der U-Profile 44 und 45 entspricht dem genormten Abstand der Bewehrungsmatten 7, 8 von den jeweiligen Wandaußenflächen. Jedes der U-Profile 42 bis 45, die zwischen sich paarweise einen Spalt entspre­ chend der Dicke der Bewehrungsstäbe freilassen, umschließt ein dauerelastisches Kunststoffdichtprofil 46. Die in Quer­ richtung gemessene Dicke der Dichtprofile 46 ist so gewählt, daß die Dichtprofile im Einbauzustand mit den einander zugewandten Flächen gegeneinander anliegen. Dadurch um­ schließen die Dichtprofile 46 die durch die Spalte hindurch­ tretenden Bewehrungsstäbe, dichten jedoch die Spalte im übrigen vollständig ab.

In den Fig. 4 und 5 ist das fertige Wandelement so darge­ stellt, wie es aus der Stahlschalung kommt. Das Element umfaßt einige der Einfachheit halber in den Fig. 1 und 2 weggelassene Einlegeteile, die den Transport, ggfs. das Zwischenlagern und insbesondere das Setzen des Wandelementes am Einbauort vereinfachen. Im einzelnen sind dies zwei Nivellierstützen 15 und 16, die jeweils aus einer Gewinde­ stange und einer Schraubhülse bestehen, zwei Gewindebüchsen 17 und 18 zum Eindrehen von Kranösen, sowie zwei beidseits über die Großflächen des Wandelementes überstehende Eisen 19 und 20, deren Zweck noch erläutert werden wird. Bei den Eisen 19 und 20 kann es sich um kurze Bewehrungsstäbe oder auch Gewindestangen handeln, die in die in das Wandelement eingebetteten Hülsen 9 (vgl. Fig. 1) ein- und durch diese hindurchgeschoben oder in diese eingedreht sind. Alle er­ wähnten Teile sind im übrigen handelsüblich erhältlich.

Fig. 6 zeigt das Wandelement in gegenüber den Fig. 4 und 5 gewendeter und damit in die der späteren Einbausituation entsprechenden Orientierung. Alle Sichtflächen sind plan, ebenso die lastaufnehmenden Randstreifen der oberen Stirn­ fläche, so daß sich ein sauberer Übergang zu der der an­ schließenden Geschoßdecke (siehe auch Fig. 10) ergibt. Das Wandelement ist mit zwei Justiervorrichtungen 21 und 22 versehen, deren Konstruktion identisch ist, so daß nachfol­ gend nur die Justiervorrichtung 21 näher erläutert wird. Diese umfaßt zwei L-förmige Winkel, deren lange Schenkel 21a, 21b an ihren oberen Enden über einen Quersteg 21c (vgl. Fig. 7) verbunden sind. Der Quersteg 21c hat eine Öffnung, die deckungsgleich zu der Gewindebüchse 18 (vergl. Fig. 4) ist, die in die obere Stirnfläche des Wandelementes einge­ bettet ist. Gemäß Fig. 7 ist in diese Gewindehülse eine Kranöse 23 eingedreht, die damit gleichzeitig das obere Ende der Justiervorrichtung fixiert. An den unteren Enden haben die langen Schenkel 21a, 21b Löcher für den Durchtritt der Eisen 20, so daß eine Mutter 20a aufgedreht werden kann, womit die Justiervorrichtung 21 auch in ihrem unteren Ende fixiert ist. Am Ende des kurzen L-Schenkels 21d, der mit dem langen Schenkel 21b über eine Diagonaltraverse 21e abge­ stützt ist, befindet sich ein höhenverstellbarer Fuß in Form einer Gewindestange 25, die ein Gewinde oder eine Gewinde­ büchse in dem kurzen Schenkel 21d durchgreift, oberseitig ein Handrad hat und unterseitig in einem kegelförmigen Stützfuß 26 endet.

Fig. 8 veranschaulicht die Situation während des Setzens eines neuen, vorgefertigten Wandelementes auf ein gleich­ artiges, vorgefertigtes Wandelement des darunterliegenden Geschoßes. Man erkennt, daß an dieses untere Wandelement die Geschoßdecke, hier in Form einer teilvorgefertigten Decke 30 mit Bewehrung 31 glatt und nahezu fugenlos anschließt. Während des Setzens wird das neue Wandelement mittels der Nivellierstütze 16 in die Horizontale nivelliert. Hierzu umfaßt die Nivellierstütze eine Gewindehülse 16a mit Schlüs­ selflächen. Die ausreichend langen Überstände der Bewehrun­ gen 7, 8, hier sowohl des unteren als auch des oberen Wand­ elementes, überlappen sich und können im Bedarfsfall auch mittels an sich bekannter Gewindehülsen, Ankerhülsen und dergl. aneinander angeschlossen werden. Die überstehenden Enden der Elektroinstallationsrohre 11 werden miteinander verbunden. Ebenso wird mit etwaiger Sanitärinstallation (nicht dargestellt) verfahren.

Gleichzeitig wird das Wandelement mittels der Justiervor­ richtungen 21 in der Vertikalen ausgerichtet, wie die Fig. 9 veranschaulicht. Man erkennt, daß die kurzen L-Schenkel 21d der Justiervorrichtung so bemessen sind, daß die Stütz­ füße 26 sich genau über den Stützen 32 der Decke 30 des darunter befindlichen Geschoßes befinden. Fig. 9 zeigt außerdem das Aufbringen des Ortbetons 35 der Geschoßdecke. Dieser Ortbeton füllt auch vollständig den Zwischenraum zwischen dem Unterrand des gerade gesetzten Wandelementes und dem Oberrand des Wandelementes des darunterliegenden Geschoßes aus.

Da das obere mit dem unteren Wandelement nach dem Aushärten des Ortbetons kraftschlüssig und baustatisch einwandfrei verbunden ist, können dann die Justiervorrichtungen 21, 22 entfernt werden, und zwar einschließlich der Kranösen 23 der Eisen 20, die aus dem Wandelement herausgezogen oder her­ ausgeschraubt werden.

Anschließend werden die von den Füßen 26 der Justiervor­ richtungen zurückbleibenden, kegelförmigen Vertiefungen ausgefüllt. Danach wird der Estrich aufgebracht, der gewöhn­ lich aus einer Dämmschicht und dem eigentlichen Estrich besteht. Wie aus Fig. 10 deutlich wird, ergibt sich dann auch ein glatter Übergang vom Estrich zur jeweiligen Wand­ fläche, der nicht nachgearbeitet zu werden braucht. Ins­ besondere verdeckt der Estrich auch die Öffnungen der Hülsen in dem Wandelement, die zur Aufnahme der Eisen 20 dienten.

Claims (10)

1. Zur Errichtung von Hochbauten bestimmtes, geschoßho­ hes, vorgefertigtes Wandelement aus einem vor dem Ab­ binden gießfähigen Baustoff mit eingebetteter Beweh­ rung und ggfs. Einlegeteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrung (7, 8) zumindest über die im Einbau­ zustand untere Stirnfläche und die obere Stirnfläche des Wandelementes als Anschlußbewehrung übersteht, daß in die untere Stirnfläche voneinander beabstandete, längenverstellbare Nivelliermittel (15, 16) für das Wandelement eingebettet sind, und daß die lastaufneh­ menden Randstreifen der oberen Stirnfläche durch Her­ stellung des Wandelementes in kopfstehender Orientie­ rung plan sind.

2. Wandelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die obere Stirnfläche zusätzlich zumin­ dest zwei voneinander beabstandete Ankermittel (17, 18) zur Befestigung von Hebezeugmitteln hat.

3. Wandelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bewehrung (7, 8) auch über wenig­ stens eine der beiden seitlichen Stirnflächen als An­ schlußbewehrung übersteht.

4. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in das Wandelement eingebettete Leerrohre (11) über die jeweiligen Stirnflächen des Wandelementes überstehen.

5. Wandelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die längenverstellbaren Nivellier­ mittel (15, 16) aus Gewindestangen und diese über ei­ nen Teil ihrer Länge aufnehmenden Schraubhülsen beste­ hen, und entweder die Gewindestange oder die entspre­ chende Schraubhülse kraftübertragend in die untere Stirnfläche des Wandelementes eingebettet ist.

6. Verfahren zur Herstellung eines Wandelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in einer wiederverwend­ baren Stahlschalung, dadurch gekennzeichnet, daß in die stehende, offene Schalung (1, 2) die Bewehrung (7, 8) und die Nivelliermittel (15, 16), ggfs. Installa­ tionsteile (10, 11), Platzhalter für Durchbrüche und/- oder Wärmedämmplatten eingelegt, positioniert und fi­ xiert werden, daß dann die Schalung geschlossen sowie der Baustoff (13) in kopfstehender Orientierung einge­ gossen und ggfs. gerüttelt wird, und daß nach dem Aus­ härten des Baustoffes das Wandelement entschalt wird.

7. Stahlschalung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Boden (4) der Schalung (1, 2) Durchtritte für die An­ schlußbewehrung hat.

8. Schalung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtritte gegen Auslaufen des Baustoffs gummi­ elastisch abgedichtet sind.

9. Schalung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich­ net, daß ihre Bodenfläche zumindest teilweise aus den oberen Schenkelflächen von parallelen, liegend ange­ ordneten U-Profilen (42 bis 45) besteht, die zwischen sich die Durchtritte in Form eines durchgehenden Spalts freilassen, und an denen jeweils ein elasti­ sches Dichtprofil (46) befestigt ist, und daß die bei­ den Dichtprofile mit ihren einander zugewandten Stirn­ flächen die Durchtritte für die Anschlußbewehrung ab­ dichten.

10. Verfahren zur Errichtung von Hochbauten unter Verwen­ dung von Wandelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Wandele­ ment in seine Einbauorientierung gebracht, auf jeder seiner beiden Großflächen mit mindestens einer Vor­ richtung (21, 22) zur lotrechten Justierung versehen und über der oberen Stirnfläche des Wandelementes des darunterliegenden Geschosses positioniert sowie in den Spalt zwischen zwei sich auf dieser oberen Stirnfläche abstützenden Deckenelementen (30) dieses unteren Ge­ schosses abgesenkt wird, bis die Nivelliermittel (15, 16) auf dieser oberen Stirnfläche aufstehen, daß das so positionierte Wandelement mit Hilfe der Nivellier­ mittel (15, 16) in der Horizontalen und mit Hilfe der Justiervorrichtung (21, 22) in der Vertikalen ausge­ richtet wird, daß dann der verbleibende Spalt zwischen der unteren Stirnfläche des positionierten Wandele­ ments und der Stirnfläche des darunter befindlichen Wandelemtents mit Ortbeton (35) aufgefüllt und ggf. gerüttelt wird, und daß nach dem Aushärten die Ju­ stiervorrichtung (21, 22) entfernt wird.