DE3640985A1 - Halbfertigteil fuer den betondeckenbau - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Halbfertigteil für den Beton­ deckenbau gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, derartige Halbfertigteile sowohl im Hoch- als auch im Tiefbau für Betondecken zu verwenden, wobei diese Halbfertigteile als verlorene Schalung ein­ gesetzt werden und gleichzeitig die Unterbewehrung ent­ halten. Ferner ist auf der Unterbewehrung der Fuß der notwendigen Gittereisenträger angeordnet, so daß diese in dem Halbfertigteil fixiert sind und zur Verbindung mit den Ortbeton dienen. Nachteilig bei solchen Halb­ fertigteilen ist die Tatsache, daß aufwendige und um­ fangreiche Verbundeisenanordnungen und große Betonmengen verarbeitet werden müssen.

Zur Vermeidung größerer Betonarbeiten vor Ort werden daher Fertigteilbauelemente verwendet, die bereits die volle Deckenstärke aufweisen; dies hat sich in der Praxis jedoch nur mit Einschränkungen bewährt, da derartige Bauteile im Verhältnis zur abgedeckten Fläche sehr schwer sind, so daß sie mit den üblicherweise vorhandenen Baukränen nicht versetzt werden können. Für ihre Montage sind Spezialkräne mit hoher Tragfähigkeit insbesondere bei weiten Ausladungen erforderlich. Die Verwendung von schmäleren und somit leichteren Fertigteilbauelementen findet insoweit ihre Grenze, als mit der laufend großen Reduzierung gerade die Vorteile der schnelleren Verlegung und preiswerter Konstruktion von großen Fertigteilbauelementen mit großen Nachteilen von aufwendigen Stützkonstruktionen und vor allem großer Fugendichtigkeitsprobleme verbunden sind. Schmälere Fertigteilbauelemente verursachen zwangsläufig mehr Fugen, die mit einer Bewehrung versehen werden müssen, zumindest jedoch einen Verguß benötigen. Derartige Stoßfugen sind ständige Schwachstellen hinsichtlich der Dichtheit und Statik.

Als Kompromißlösung der beiden vorstehend dargestellten konkurrierenden Probleme ist der sich aus der DB-GM 81 31 314 ergebenen Stand der Technik zu sehen, der ein vorge­ fertigtes, unterstützungsfreies, dünnes, schalungserset­ zendes Betonplattenelement zur Herstellung von Stahlbe­ tondecken mit ein oder zwei aufbetonierten Versteifungs­ rippen betrifft. Bei diesen Halbfertigteilen ist der we­ sentliche Teil der Fläche dünnwandig gestaltet und wird nur durch ein oder zwei Versteifungsrippen verstärkt. Aus dem dünnwandigen Bereich ragen Verbundbewehrungen heraus. Nach der Montage dieses Halbfertigteils werden die Ver­ bundbewehrung und die Versteifungsrippen in einer Ortbe­ tonschicht vergossen, wobei es sich als vorteilhaft er­ wiesen hat, über den Versteifungsrippen noch eine obere Bewehrungslage vorzusehen und hierüber eine als "Überbe­ ton" bezeichnete Lage von Ortbeton vorzusehen. Die Addi­ tion der Höhe der Versteifungsrippen mit der Material­ stärke des Überbetons führt naturgemäß zu einer starken Materialanhäufung mit entsprechenden Eigengewichtsproble­ men, die beispielsweise dazu führen können, daß derartige Halbfertigteile nur für begrenzte Spannweiten geeignet sind und als einziger Vorteil die Möglichkeit haben, wäh­ rend der Ortbetoneinbringung nicht unterstützt werden zu müssen. Betoneinsparung und Eisenstahleinsparung können jedoch damit nicht erreicht werden.

Aus dem DE-GM 84 06 792 ist eine Spannbetonplatte als Halbfertigteil für Decken bekannt, die nach ihrer Montage mit einer Schicht Ortbeton vergossen werden. Zu diesem Zweck ragen aus den Spannbetonplatten Verbundbewehrungen heraus. Es liegt in der Natur des Spannbetons, daß derar­ tige Platten nicht unter einem Minimum von Materialstärke gefertigt werden können und sehr aufwending und teuer in der Konstruktion sind. Der die Spannbetoneisen umgebende Beton muß zumindest so stark sein, daß er die durch die Verspannung der Bewehrung auftretenden Zugkräfte aufnehmen kann. Die Bewehrung kann hierbei auch nicht beliebig in ihrem Querschnitt und ihrer Anzahl reduziert werden, da sie letztlich zur Tragfähigkeit der Decke im Endzustand wesentlich beiträgt. Aus diesem Grunde weist die Spannbe­ tonplatte gemäß diesem Lösungsvorschlag eine relativ große Stärke auf und ist ebenfalls nur ein ungeeigneter Kompro­ miß zwischen Fertigbetonteil zur Verbesserung der Statik und dichtendem Ortbeton, der jedoch viel Verbundeisen und Betongewicht erforderlich macht.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Halb­ fertigteil für den Deckenbau zu schaffen, das trotz einer möglichst geringen Materialstärke und damit erhebliche Beton- und Verbundeiseneinsparung in Verbindung mit einer Schicht aus Ortbeton, eine Decke hoher Tragfähigkeit er­ möglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Halbfertig­ teil für den Deckenbau gemäß Merkmal des Oberbegriffs des Anspruchs 1 zusammen mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß durch die Stützvorsprünge die Beton­ dicke des Halbfertigteils stark reduziert werden kann, weil das erfindungsgemäße Halbfertigteil dadurch zur Ein­ leitung von Kräften gemäß der Statik herangezogen bzw. benutzt werden kann. Der Verbund mit dem nach der Montage aufzubringenden Ortbeton erfolgt durch übliche Gitterei­ senträger, die aus dem Halbfertigteil herausragen. Im mit Ortbeton vergossenen Zustand stellen die Gittereisenträger zudem die Längsbewehrung in der Druckzone der Decke dar und leiten die Last- und Eigengewichtkräfte über diese Unterbewehrung aus dem Mittenbereich in die seitlichen Stützvorsprünge ein.

Die erfindungsgemäßen Halbfertigteile kommen beispiels­ weise bei einer Spannweite von ca. 6,5 m und einer Stahl­ bewehrung von 30 kg pro m² mit einer Betondicke von 6 cm aus. Bei einer Ortbetonschicht von 16 cm kann eine Tief­ garagendecke mit 60 cm Erdaufschüttung gebaut werden die sonst in herkömmlicher Bauart eine Stärke von 35 bis 40 cm haben müßte. Natürlich sind diese Werte je nach der vorgesehenen Belastung mit den entsprechenden Statikwerten anzupassen. Dies bedeutet 40 bis 50% Betonersparnis und ca. 40 bis 50% Stahlersparnis gegenüber dem Stand der Technik bei gleicher Statik. Diese reduzierte Betondicke führt ferner zu einem Höhengewinn im Gangbereich der Decke, der sich insbesondere bei Decken für Tiefgaragen sehr vorteilhaft bemerkbar macht, weil dadurch die Bauhöhe bis zu 25 cm reduziert werden kann.

Diese Halbfertigteile sind so leicht, daß sie in ihren üblichen Größen von den auf der Baustelle vorhandenen Kränen problemlos transportiert und montiert werden kön­ nen. Ein erfindungsgemäßes Halbfertigteil mit einer Ab­ messung von 17 m² wiegt beispielsweise zwei bis drei Ton­ nen. Demgegenüber wiegt ein vergleichbares Fertigteil aus Vollbeton mit Stahlbewehrung acht bis neun Tonnen. Die be­ kannten Halbfertigteile mit Ortbeton kommen für dieselbe Fläche sogar auf ca. 15 Tonnen.

Es liegt auf der Hand, daß diese Gewichtseinsparungen auch zur leichteren Überbrückung größerer Spannweiten genutzt werden können, d. h. daß die Konstruktion gemäß der Erfin­ dung bei gleicher Deckenstärke wie herkömmliche Decken eine wesentliche Vergrößerung der Spannweite zuläßt.

Für die Optimierung der erfindungsgemäßen Halbfertigteile ist es notwendig, den Auflagerbereich so zu verstärken, daß ein besserer Kraftfluß auf das Auflager erzielt wird. Die Verstärkung wird in vorteilhafter Weise durch einen Stützvorsprung in Form einer Rippe ausgebildet. Die Rippe hat hierbei vorzugsweise einen hammerkopfförmigen Quer­ schnitt, wobei die geneigte Fläche in Richtung der Mitte der Oberfläche der Betonfertigteilplatte verläuft. Es liegt jedoch auf der Hand, daß auch andere Formen der Rippe verwendet werden können. So kann beispielsweise bei einem hammerkopfartigen Querschnitt die Neigungsfläche konkav und/oder konvex gewölbt sein; auch ist ein rein rechteckiger Querschnitt der rippenförmigen Stützvor­ sprünge möglich, der jedoch keine so gute Kraftvertei­ lungsverhältnisse aufweist.

In vorteilhafter Weise können die Rippen durch kurze Be­ wehrungsstäbe verstärkt werden. Diese kurzen Bewehrungs­ stäbe können entweder aus einer Überlänge der Bewehrung der Betonfertigteilplatte gebogen werden oder aus kurzen Stücken von Bewehrungseisen hergestellt werden. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der kurze Bewehrungsstab mit der durchgehenden Bewehrung der Betonfertigteilplatte verbun­ den wird.

Die Verbindung zweier erfindungsgemäßer Halbfertigteile sowie der Anschluß zu den umgebenden Bauwerksteilen er­ folgt durch Armiereisen die im Stoßbereich zwischen den Gitterträgern eingesetzt werden. Es ist jedoch auch mög­ lich, die Stoßzonen der erfindungsgemäßen Halbfertigteile in einer Verzahnung auszubilden welche zur genaueren Mon­ tage und zur Verbesserung der Kraftübertragung dienen. Dichtheitsprobleme treten durch die im Vergleich zu dem erfindungsgemäßen Halbfertigteil starke Schicht des Ort­ betons nicht auf, insbesondere wenn dieser als wasser­ dichter Sperrbeton ausgeführt wird, was z. B. bei Tiefga­ ragen-Decken besonders wichtig ist.

Beim Vergießen des Ortbetons wirkt das erfindungsgemäße Halbfertigteil wie eine verlorene Schalung. Infolge seiner dünnen Materialstärke muß es zur Aufnahme der Belastung (Eigengewicht, Gewicht des Aufbetons für die Verbundbe­ tonlage einschließlich in dieser ggf. vorgesehenen Beweh­ rung sowie Verkehrslasten bei der Aufbringung der Ver­ bundbetonlage) durch eine angemessene Anzahl von Decken­ stützen unterfangen werden. Nach Aushärtung des Ortbetons können die Deckenstützen wieder entfernt werden. Die Un­ tersicht des erfindungsgemäßen Halbfertigteils ist vor­ zugsweise eben und hat Sichtbetonqualität, so daß der Nachbearbeitungsaufwand stark reduziert ist und sich im wesentlichen auf das Verfugen der Stoßfugen beschränkt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Halbfertigteile ergeben sich aus der Beschreibung einer Ausführungsform in Verbindung mit der Zeichnung.

Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematisch vereinfachte perspektivische An­ sicht eines bekannten Halbfertigteils;

Fig. 2 einen stirnseitigen Querschnitt durch das Halb­ fertigteil gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine vereinfacht perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Halbfer­ tigteils;

Fig. 4 einen stirnseitigen Querschnitt durch das Halb­ fertigteil gemäß Fig. 3 im Bereich des Stützvor­ sprungs.

Gemäß den Fig. 1 und 2 besteht ein bekanntes Halbfertig­ teil 2 im wesentlichen aus einer Fertigbetonplatte 4, die eine Sichtoberfläche 3 und eine Verbundoberfläche 5 sowie zwei Stirnseiten 7 aufweist. In der Betonfertigteilplatte 4 befindet sich eine Unterbewehrung 6, die aus einzelnen geflochtenen Eisenstäben oder einer Baustahlmatte bestehen kann. Auf der Unterbewehrung 6 stehen Gittereisenträger 8, wobei, wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, der größte Teil der Gittereisenträger 8 aus der Verbundoberfläche 5 der Betonfertigteilplatte 4 herausragt. Die Gittereisen­ träger 8, welche ein Obergurteisen 10 tragen, dienen als Verbundarmierung für eine auf die Betonfertigteilplatte 4 aufzugießende Ortbetonschicht 12. Zwei aneinanderstoßende Betonfertigteilplatten 4 und 4′ werden vorzugsweise durch eine Stoßfugenbewehrung 14 in der Schicht aus Ortbeton miteinander verbunden.

Die Gittereisenträger 8 haben den bekannten dreieckigen Querschnitt, wobei zwischen dem Obergurteisen 10 und der Unterbewehrung 6, welche die Untergurtung bildet, mäander­ artig gebogene oder einzelne Trägerabstandseisen 11 befe­ stigt sind. Die Länge einer Betonfertigteilplatte 4 kann dabei von 1 bis 10 und mehr Meter reichen, während die Breite im Regelfall 3 m wegen der Straßentransportierbar­ keit nicht übersteigen soll.

In Fig. 3 und 4 ist die erfindungsgemäße Ausbildung des Halbfertigteils dargestellt, wobei zum besseren Vergleich mit dem Stand der Technik gemäß den Fig. 1 und 2 die ent­ sprechenden Bauteile in den Fig. 3 und 4 mit gleichen Be­ zugszeichen versehen sind.

Gemäß den Fig. 3 und 4 weist die Betonfertigteilplatte 4 im Bereich des späteren Auflagers, d. h. im dargestellten Ausführungsbeispiel an den beiden Stirnseiten 7 je einen Stützvorsprung 17, bestehend aus einem rechteckförmigen Teil 16 und einem dreieckförmigen Teil 18, auf. Dieser Stützvorsprung 17 dient zur Verbesserung der Kraftfluß­ einleitung in das Auflager. Zu diesem Zweck sind in dem rechteckförmigen Teil 16 bzw. dem dreieckförmigen Teil 18 kurze Hilfsbewehrungsstäbe 20 angeordnet. Die kurzen Hilfsbewehrungsstäbe 20 sind vorzugsweise der Formgebung des Abstützteils 17 angepaßt. Bei Stützvorsprüngen 17 mit in etwa hammerförmigen Querschnitt, wie in Fig. 3 darge­ stellt, verlaufen die kurzen Hilfsbewehrungsstäbe 20 pa­ rallel zur Neigung, d. h. entlang einer Hypotenusenfläche 23, um anschließend nach einem Knick parallel zu einer Auflagefläche 22 zu verlaufen. Bei Stützvorsprüngen 17 mit nur rechteckigen Querschnitt 16 können die Hilfsbeweh­ rungsstäbe 20 auch eine Bügel- oder Rechteckform aufwei­ sen.

Bei Stoßfugen einer Betonfertigteilplatte 4 zu einer be­ nachbarten Betonfertigteilplatte 4′ werden Stoßfugenbewehrungen 14 über der Stoßfuge im Bereich der Gitterträger 8 eingebracht, bevor die Betonfertigteil­ platte 4 mit Ortbeton vergossen wird. An der unteren Sichtoberfläche 3 werden die mit einer Phase 25 versehenen Stoßfugen später verspachtelt. Die Betonfertigteilplatte 4 weist im Randbereich Anschlußbewehrungen auf.

Wenn ein Gittereisenträger 8 wegen der gewählten Länge der Betonplatte geschnitten werden muß, so soll dies so ge­ schehen, daß an einem Schnittende darauf geachtet wird, daß die mit unteren Längsträgereisen 9 verschweißten Trä­ gerabstandseisen 11, welche dadurch Untergurtstelle 13 bilden, nicht im Bereich des Stützvorsprunges liegen. Dies bedeutet, daß möglichst alle Gitterträger zumindest auf einer Seite unmittelbar mit ihren Untergurtstellen über den rechteckförmigen Teil 16 der Stützvorsprünge 17 lie­ gen. Ggf. ist bei der Konstruktion darauf zu achten, daß wenigstens jeder zweite Gitterträger mit seinen stirnsei­ tigen Untergurtpunkten über den Stützvorsprung zu liegen kommt. Für diese Statik-Notwendigkeit sind auch Träger möglich, die beispielsweise aus Wellblech oder leichte Volleisenkonstruktionen bestehen. Erfreulicherweise hat sich bei der vorliegenden Erfindung ergeben, daß die von der Fachwelt nicht für möglich gehaltene Konstruktion sich nicht nur den Gesetzen der Statik voll unterwirft, sondern auch bei der Herstellung und beim Transport nicht die be­ fürchteten Bruchprobleme durch die beiden seitlichen, schweren Stützvorsprünge auftreten.

Claims (15)

1. Halbfertigteil für den Betondeckenbau, bestehend aus einer eine Sichtoberfläche und eine Verbundoberflä­ che aufweisenden Betonfertigteilplatte aus Stahlbeton, in welche eine Unterbewehrung eingebettet ist, und einer aus der Verbundoberfläche herausragenden, zur Abstützung einer Oberbewehrung vorgesehenen Verbundbewehrungen, welche zu einer Verbundbetonplatte aus Ortbeton vergießbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonfertigteilplatte (4) an ihrer die Sichtoberfläche (3) bildenden Unterseite mindestens einen Stützvorsprung (16, 18) aufweist.

2. Halbfertigteil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stützvorsprung im Bereich von mindestens einer der beiden Stirnseiten (7) der Betonfertigteilplatte (4) angeordnet ist.

3. Halbfertigteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in jedem Stützvorsprung (16, 18) mindestens ein Hilfsbewehrungsstab (20) vorgesehen ist.

4. Halbfertigteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß jeder Hilfsbewehrungsstab (20) der Form des Stützvorsprungs (16, 18) angepaßt ist.

5. Halbfertigteil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Hilfsbeweh­ rungsstäbe (20) aus einer gebogenen Verlängerung der Unterbewehrung (6) und/oder der Verbundbewehrung (8) besteht.

6. Halbfertigteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stützvorsprung (16, 18) einen rechteckigen Querschnitt (16) aufweist.

7. Halbfertigteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stützvorsprung (16, 18) einen im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt (18) aufweist, wobei die Hypothenusenfläche mit der Sichtoberfläche (3) einen Winkel von mehr als 90°, vorzugsweise von 120° bis 170° einschließt.

8. Halbfertigteil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stützvorsprung (16, 18) mit einem im Querschnitt rechteckförmigen Teil (16) und einem sich daran anschließenden dreieckförmigen Teil (18) so ausgebildet ist, daß die als Sichtfläche ausgebildete Hypothenusenfläche (23) des im Quer­ schnitt dreieckförmigen Teils (18) die Sichtoberflä­ che mit einer zu dieser parallelen Stützfläche (22) verbindet, welche als eine untere Seitenfläche des im Querschnitt rechteckförmigen Teils (16) des Stütz­ vorsprungs ausgebildet ist.

9. Halbfertigteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hypothenusenfläche (23) konkav und/oder konvex durchgehend oder alternierend ausgebildet ist.

10. Halbfertigteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß Anschlußbewehrungen vorge­ sehen sind, die vorzugsweise haken- oder bogenförmig ausgebildet sind.

11. Halbfertigteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundbewehrung in Form von Gittereisenträgern (8) ausgebildet ist, welche vorzugsweise aus dreieckförmig verbundenen Längsträgereisen (9, 10) bestehen, von denen zwei (9) im Bereich der Unterbewehrung (6) angeordnet sind.

12. Halbfertigteil nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest jeder zweite Gittereisenträ­ ger (8) derart angeordnet ist, daß Untergurtstellen (7) über dem im Querschnitt rechteckförmigen Teil (16) des Stützvorsprungs (17) angeordnet sind, wobei die Untergurtstellen von den im Bereich der Unterbe­ wehrung (6) angeordneten Längsträgereisen (9) und den freien oberen Längsträgerobergurteisen (10) verbundenen Abstandseisen (11) gebildet werden.

13. Halbfertigteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Fertigbe­ tonplatte (4) in ihrem Mittelbereich in etwa 4 bis 10 cm beträgt.

14. Halbfertigteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützvorsprung eine größte Stärke von ca. 5 bis 25 cm aufweist, so daß die Gesamtstärke des Halbfertigteils im Bereich des Stützvorsprungs ca. 7 bis 55 cm beträgt.

15. Halbfertigteil nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Länge der Abstandseisen (11) und die Stärke der Längsträgereisen (9) eine der Statik für eine Ortbetonschicht von 5 bis 50 cm Dicke ent­ sprechende Dimensionierung aufweist.