DE20011987U1

DE20011987U1 - Holz-Beton-Verbunddecke

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Description

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Holz-Beton-Verbunddecke

Die vorliegende Neuerung betrifft eine Holz-Beton-Verbunddecke mit voneinander beabstandeteten Holzträgern und einem Betonelement, welches mit den Holzträgern verbunden ist.

Holz-Beton-Verbundelemente erlangen bei der Realisierung von Wohn- und Gewerbebauten zunehmende Bedeutung, da sie die Möglichkeit bieten, einerseits mit natürlichen Materialien zu Bauen und andererseits die geforderten Festigkeiten und Brandwiderstandswerte zu erzielen.

Die WO 94/11589 zeigt eine Holz-Beton-Verbunddecke, bei welcher die Verbindung zwischen Holzträgern und einem Betonelement durch Metallplatten hergestellt wird, welche an den Seitenflächen der Holzträger befestigt sind. Ein Problem dieser bekannten Holz-Beton-Verbunddecke besteht darin, daß die Tragfähigkeit begrenzt ist, da nur eine schlechte Kraft-Übertragung zwischen dem Betonelement und den Holzträgern über die eingesetzten Metallplatten hergestellt wird. In der Verbindungsebene zwischen Holzträgern und Betonelement auftretende Querkräfte können durch die Metallplatten nur unzureichend in die Holzträger eingeleitet werden, da sie an den , Seitenflächen der Holzträger angeordnet sind und sich in Längsrichtung der Holzträger erstrecken.

Aus der DE 198 18 525 Al ist ein Holz-Beton-Verbundelement bekannt, bei welchem das Holzbauteil aus einer Vielzahl von in Brettstapelbauweise zusammengefügten Brettern besteht. Dabei sind Verbundstege ausgebildet, in denen Querkraftanker befestigt sind, die die Verbindung zwischen dem Holzbauteil und dem Betonbauteil herstellen. Generell könnte ein solches

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Holz-Beton-Verbundelement auch bei der Deckenkonstruktion eingesetzt werden. Wenn dabei die geforderte Tragfähigkeit erzielt werden soll, sind jedoch Konstruktionen erforderlich, bei denen das Brettstapelelement relativ dick ausgebildet ist, so daß insgesamt ein hoher Materialbedarf entsteht. Damit die Tragkräfte aufgenommen werden können, muß daß Brettstapelelement entlang einer Auflagelinie aufgelegt werden, da einzelne Bretter die sich ergebenden Kräfte nicht aufnehmen können.

Im Stand der Technik ist auch das Problem bekannt, daß die metallischen Verbindungselemente zwischen Holz- und Betonelementen häufig nicht den Brandschutzanforderungen genügen, da sie im Brandfall unmittelbar hohen Temperaturen ausgesetzt sind und dann schnell ihre Festigkeit verlieren.

Es besteht daher der Bedarf nach einer Holz-Beton-Verbunddecke, bei welcher einerseits Holzträger zum Einsatz kommen können, andererseits aber eine hohe Tragfestigkeit erzielt wird. Insbesondere wird eine verbesserte Verbindung zwischen dem Betonelement und den Holzträgern angestrebt.

Diese und weitere Aufgaben werden durch die vorliegende Neuerung gelöst, wobei in der neuerungsgemäßen Holz-Beton-Verbunddecke mehrere Querkraftanker vorgesehen sind, die quer zur Längsrichtung in den Holzträgern verlaufen, wobei ein aus dem Holzträger hinausragender Abschnitt der Querkraftanker vom Betonelement eingeschlossen ist.

Eine derartige Holz-Beton-Verbunddecke besitzt aufgrund ihrer konstruktiven Gestaltung die Eigenschaften einer sogenannten &pgr;-Decke, so daß einzelne Deckenelemente auch durch Aneinanderreihung zu einer größeren Decke zusammengesetzt werden

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können. Um tragende Funktionen zu übernehmen ist es ausreichend, daß die Holzträger an geeigneten Lagerpunkten aufgelegt werden, was auch unter dem Gesichtspunkt der Wärmedämmung vorteilhaft sein kann, da das Betonelement selbst beispielsweise nicht auf einer Außenwand aufgelegt wird.

Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß das Betonelement mit den Holzträgern nur an deren Oberseite in unmittelbarer Verbindung steht. Die auftretenden Querkräfte werden weiterhin über die vorgesehenen Querkraftanker eingeleitet. Jedoch besteht bei dieser Ausführungsform der besondere Vorteil, daß geringfügige Bewegungen zwischen dem Holzträger und dem Betonelement stattfinden können, beispielsweise wenn aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten Zugspannungen zwischen diesen Elementen auftreten.

Bei herkömmlichen Holz-Beton-Verbunddecken sind solche Verschiebebewegungen nicht möglich, so daß es bei größeren Spannungen zu Haarrissen oder Brüchen im Betonelement kommen kann. Solche Erscheinungen werden neuerungsgemäß sicher vermieden. Wenn bei speziellen Einbaubedingungen besonderer Wert auf diese Eigenschaft gelegt wird, kann zwischen den Holzträgern und dem Betonelement eine Trenn- und Gleitschicht eingebaut sein, wozu Folien oder gallertartige Trennmittel eingesetzt werden können.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform umgreift das Betonelement die Holzträger auch in den oberen Bereichen der Seitenflächen. Dadurch wird eine steifere Verbindung zwischen dem Betonelement und den Holzträgern hergestellt, die besonders stabil gegen seitlich angreifende Verschiebekräfte ist.

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Verschiedene Möglichkeiten der Gestaltung der Querkraftanker haben sich als vorteilhaft erwiesen. Beispielsweise können metallische Flachprofile in Nuten an der Oberseite der Holzträger eingesetzt werden, wobei diese Nuten schräg zum Querschnitt des Betonelements verlaufen. Beim Auftreten von Querkräften verkeilen sich die Flachprofile in den Nuten der Holzträger, so daß die Querkräfte besonders gut aufgenommen werden können. Ebenso ist es möglich, Winkelprofile als Querkraftanker zu verwenden, wobei die Winkelprofile mit zusätzliehen Befestigung'selementen an den Holzträgern befestigt werden. Es ist auch zweckmäßig, wenn als Querkraftanker Rundstahldübel verwendet werden, die in Form eines Stabdübels in Paßlöcher in den Holzträgern eingesetzt sind.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform besitzt das Betonelement zur Erhöhung der Festigkeit eine Stahlarmierung bzw. eine Stahlbewehrung. Vorzugsweise sind die Querkraftanker unmittelbar in diese Armierung integriert. Auf diese Weise werden die an den Querkraftanker angreifenden Kräfte besonders gut in dem Betonelement verteilt, so daß es nicht zu punktuellen Spannungen oder zu Beschädigungen des Betonelements kommt.

Eine weiterhin abgewandelte Ausführungsform der neuerungsgemäßen Holz-Beton-Verbunddecke verwendet anstelle metallischer Querkraftanker solche Querkraftanker, die mit dem Betonelement integral sind, wobei sich Bereiche des Betonelements durch Aussparungen in den Holzträgern erstrecken. Es sind auch Kombinationen möglich, d.h. die Querkraftanker bestehen z.B. aus metallischen Elementen, die Bestandteil der Armierung sein können und von einer Betonschicht umgeben sind.

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Je nach Anwendungsfall können verschiedene Materialien zur Herstellung des Betonelements benutzt werden. Beispielsweise kann Leichtbeton verwendet werden, um die Eigenmasse der Holz-Beton-Verbunddecke zu verringern, wodurch die auf die Holzträger wirkenden Belastungen reduziert werden.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Neuerung, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Holz-Beton-Verbunddecke;

Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht der Holz-Beton-Verbunddecke gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine geschnittene Ansicht der Holz-Beton-Verbunddecke von vorn, gesehen entlang der Schnittlinie IH-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Holzträgers der Holz-Beton-Verbunddecke mit einer eingefrästen Paßtasche;

Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform eines Querkraftankers;

Fig. 6 eine geschnittene Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Holz-Beton-Verbunddecke, ähnlich zu der in Fig. 3 gezeigten, wobei Rundstahldübel als Querkraftanker verwendet werden.

Fig. 1 zeigt in einer vereinfachten perspektivischen Ansicht eine Holz-Beton-Verbunddecke 1, die im wesentlichen aus einem Betonelement 2 und mehreren Holzträgern 3 besteht. Die Holz-

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Beton-Verbunddecke 1 ist in Form einer sogenannten &pgr;-Decke oder auch Rippendecke gestaltet. Aus einzelnen Elementen, wie ein solches in Fig. 1 dargestellt ist, können größere Deckenflächen zusammengesetzt werden. Die Holz-Beton-Verbunddecke wird dabei an geeigneten Auflagepunkten gelagert, wobei nur die Holzträger 3 aufgelegt werden, während das Betonelement 2 auf diesen Holzträgern aufliegt. Um die Trageigenschaften einer &pgr;-Decke zu erzielen ist erforderlich, daß eine feste Verbindung zwischen den Holzträgern 3 und dem Betonelement 2 besteht. Die Aufnahme von Druckkräften, die von oben auf das Betonelement 2 einwirken ist unproblematisch, da diese ohne weiteres auf die Holzträger 3 übertragen werden. Dies ist bereits dadurch gewährleistet, daß das Betonelement 2 flächig auf der Oberseite des jeweiligen Holzträgers 3 aufliegt. Bei der Einleitung von Kräften kommt es jedoch auch zu geringfügigen Verformungen dieser Deckenelemente, so daß zwischen dem Betonelement 2 und den Holzträgern 3 Querkräfte auftreten können. Diese Querkräfte sollen neuerungsgemäß durch Querkraftanker aufgenommen und in die Holzträger übertragen werden.

Fig. 2 zeigt die Holz-Beton-Verbunddecke 1 in einer seitlichen Schnittansicht. Es ist erkennbar, daß mehrere Querkraftanker 5 entlang der Längserstreckung des Holzträgers 3 angeordnet sind. Die Querkraftanker 5 sind bei der hier dargestellten Ausführungsform als metallische Flachprofile ausgebildet, die schräg zum Querschnitt des Holzträgers 3 von oben in diesen eingesetzt sind. Die Querkraftanker 5 liegen damit auch schräg zum Querschnitt des Betonelements 2, wobei sie ausreichend weit in das Betonelement hineinreichen, um die auftretenden Querkräfte aufzunehmen. Die Holz-Beton-Verbunddecke 1 wird gelagert, indem die Holzträger 3 auf Lagern 6 aufliegen.

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In Fig. 2 ist auch erkennbar, daß es zweckmäßig ist, die Schräglage der Querkraftanker 5 an die Richtung der hauptsächlich auftretenden Verschiebekräfte anzupassen. Für den Fall der Auflage der Holzträger an den jeweiligen Enden sind dazu die Querkraftanker links der senkrechten Mittellinie der Holz-Beton-Verbunddecke mit komplementärer Schräglage gegenüber den Querkraftankern rechts dieser Mittellinie angeordnet.

Fig. 3 zeigt die Holzbetonverbunddecke 1 in einer Schnittansicht von vorn. Zur Erhöhung der Festigkeit und der Aufnahme und Verteilung von (inneren) Zugspannungen sind im Betonelement 2 Bewehrungen 7 (z.B. Mattenbewehrungen) angeordnet. Als Querkraftanker 5 wird hier ein Flachstahl verwendet, der sich sowohl in den Holzträger 3 als auch in das Betonelement 2 erstreckt. Die Querkraftanker 5 können aber auch aus anderen Materialien hergestellt sein und abweichende Formen aufweisen, die geeignet sind, auftretende Querkräfte in die Holzträger 3 einzuleiten. Vorzugsweise kommen metallische Querkraftanker zum Einsatz. Es ist aber auch denkbar die Querkraftanker aus besonders belastbaren Kunststoffen oder aus geeigneten Materialkombinationen (z.B. Kunststoff mit Faserverstärkung) herzustellen.

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Holzträgers 3. Zur Aufnahme der Querkraftanker sind im oberen Bereich des Holzträgers 3 Nuten 8 oder andere geeignete Aussparungen vorgesehen. Im dargestellten Beispiel handelt es sich um eingefräste Paßtaschen, in welche die Querkraftanker später kraftschlüssig eingesetzt werden. Durch die Schräglage der Paßtaschen 8 verkeilen sich die Querkraftanker beim Auftreten von Verschiebe- bzw. Querkräften in den

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Holzträgern 3, so daß nicht die Gefahr besteht, daß die Querkraftanker 5 aus den Nuten 8 herausrutschen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Querkraftanker unmittelbar mit der Bewehrung 7 des Betonelements 2 verbunden sind. Bei geeigneter Dimensionierung der Querkraftanker 5 genügt aber auch die zwischen dem Querkraftanker und dem Betonmaterial des Betonelements 2 ausgebildete Verbindung, um die auftretenden Querkräfte aufzunehmen. Durch die Paßtaschen ist auch sichergestellt, daß die metallischen Querkraftanker vollständig von einem anderen Material eingeschlossen sind, nämlich im oberen Bereich vom Beton und im unteren Bereich vom Holz des Holzträgers. Damit können erhöhte Anforderungen hinsichtlich des Brandschutzes erfüllt werden. Die vollständig umhüllten Querkraftanker sind im Brandfall nicht

Fig. 5 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines solchen Querkraftankers 5. Die Besonderheit besteht in der Verlängerung des Profils im oberen Bereich, so daß der Querkraftanker seitlich über den Holzträger hinausreicht und damit eine verbesserte Krafteinleitung in das Betonelement ermöglicht.

Bei einer in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform umgreift das Betonelement 2 den Holzträger 3 zumindest im oberen Abschnitt auch an den Seitenflächen. Dadurch können Querkraftanker 5 zum Einsatz kommen, die nicht über die Oberseite des Holzträgers 3 hinausragen. Im dargestellten Beispiel werden die Querkraftanker durch Rundstahldübel gebildet, die in Durchgangsbohrungen bzw. Paßlöchern im Holzträger eingetrieben werden. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für den Einsatz im Rahmen von Altbausanierungen.

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Bei anderen Ausführungsformen können abweichende Formgestaltungen der Querkraftanker verwendet werden. Beispielsweise ist es möglich, Winkelschienen in senkrecht zum Querschnitt der Holzträger verlaufende Nuten einzusetzen, wobei diese Winkelschienen dann mit zusätzlichen Befestigungselementen an den Holzträgern befestigt werden, damit die vertikal wirkende Kraftkomponente (Zugkraft) der auftretenden Querkräfte aufgenommen werden kann und nicht zu einem Herausziehen der Querkraftanker aus diesen Nuten führt.

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Bezugszeichenliste

1	Hol&zgr;-Beton-Verbunddecke
2	Betonelement
3	Holzträger
5	Querkraftanker
6	Lager
7	Bewehrung
8	Nuten

Claims

1. Holz-Beton-Verbunddecke (1) mit voneinander beabstandeten Holzträgern (3) und einem Betonelement (2), welches mit den Holzträgern verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Querkraftanker (5) vorgesehen sind, die quer zur Längsrichtung in den Holzträgern verlaufen, wobei ein aus dem Holzträger (3) hinausragender Abschnitt der Querkraftanker (5) vom Betonelement (2) eingeschlossen ist.

2. Holz-Beton-Verbunddecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querkraftanker (5) vollständig vom Holzträger (3) bzw. vom Betonelement (2) umschlossen sind.

3. Holz-Beton-Verbunddecke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betonelement (2) mit den Holzträgern (3) nur an deren Oberseite in unmittelbarer Verbindung steht.

4. Holz-Beton-Verbunddecke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Betonelement (2) und den Holzträgern (3) eine Trenn- und Gleitschicht angeordnet ist.

5. Holz-Beton-Verbunddecke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betonelement (2) die Holzträger (3) von oben und an Abschnitten der Seitenflächen umgreift.

6. Holz-Beton-Verbunddecke nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querkraftanker metallische Flachprofile (5) sind, die in Nuten (6) der Holzträger (3) angeordnet sind, wobei diese Nuten schräg zum Querschnitt des Betonelements (2) verlaufen.

7. Holz-Beton-Verbunddecke nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querkraftanker metallische Winkelprofile sind, deren einer Schenkel in Nuten in den Holzträgern angeordnet ist und die über Befestigungselemente, welche im wesentlichen senkrecht zum Betonelement angreifende Kräfte aufnehmen können, an den Holzträgern befestigt sind.

8. Holz-Beton-Verbunddecke nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querkraftanker (5) Rundstahldübel sind, die in Paßlöcher im Holzträger (3) eingetrieben sind.

9. Holz-Beton-Verbunddecke nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Betonelement (2) eine Stahlarmierung bzw. -bewehrung (7) besitzt.

10. Holz-Beton-Verbunddecke nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Querkraftanker (5) Bestandteil der Stahlarmierung bzw. -bewehrung (7) sind.

11. Holz-Beton-Verbunddecke nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querkraftanker durch Bereiche des Betonelements gebildet werden, die sich in Aussparungen in den Holzträgern erstrecken.

12. Holz-Beton-Verbunddecke nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Betonelement aus Leichtbeton, Porenbeton oder Asphaltbeton besteht.