AT10946U1 - Betonschalung - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT 10 946 U1 2010-01-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Betonschalung mit einer Schalhaut und einer Tragstruktur oder Haltekonstruktion. Die Schalhaut verfügt über eine betonseitige Oberfläche und eine dieser betonseitigen Oberfläche gegenüberliegenden Oberfläche, an der die Tragstruktur in einer lösbaren Verbindung angeordnet ist. Insbesondere auch die Tragstruktur ist Gegenstand der Erfindung, die aus ergonomischen und ökonomischen Gründen vorzugsweise ein möglichst geringes Gewicht bei ausreichender Stabilität aufweisen soll.

[0002] Betonschalungen setzen sich üblicherweise aus einzelnen, in einer entsprechend guten Handhabbarkeit dimensionierten Elementen zusammen, daher ist in der Folge meist von Betonschalungselementen die Rede.

[0003] Die bei einer Betonschalung verwendete Schalhaut weist üblicherweise eine glatte, in Sonderfällen aber auch strukturierte betonseitige Oberfläche, auf, welche gegen Eindringen von Feuchtigkeit geschützt ist und den mechanischen Belastungen im Betoniereinsatz, Verdichtungsvorgänge mit Rüttlervorrichtungen und Reinigungsvorgänge nach Abbau der Schalung, standhält. Die plattenförmige Schalhaut verfügt über eine gewisse Eigenstabilität aufgrund ihres Aufbaues und ihrer Stärke. Sie kann aus Holz, mehreren geschichteten Holzstrukturen, z.B. Sperrholz, oder holzhaltigen Materialen, wie Spanplatten oder Kompositplatten, bestehen, aber auch der Einsatz von Kunststoffplatten oder Verbindungen aus Holzmaterialen, Kunststoffen in Form von Füllstoffen zwischen sperrenden Schichten aus Holz oder Schichten aus thermoplastischen und/oder duroplastischen Kunststoffen auf Holzmaterialen. Auch der Einsatz von Metallschichten ist bekannt und kann für besondere Anwendungsaufgaben Verwendung finden.

[0004] Die unzureichende statische Belastbarkeit der plattenförmigen Schalhäute bzw. die Verwendung von handelsüblichen, kostengünstigen Plattenstärken mit dem erfindungsgemäß angestrebten Ziel, ein Betonschalungselement mit möglichst geringem Gewicht zu schaffen, setzt eine Tragstruktur in Form einer an der Rückseite bzw. Unterseite (bei Deckenschalungen) der Schalhaut an der dem Beton abgewandten Oberfläche angebrachten Haltekonstruktion voraus. Diese Tragstruktur hat die Hauptanteile der statischen Voraussetzungen hinsichtlich des auftretenden Betondruckes im Zuge des Betoniervorganges zu bringen.

[0005] Setzt man voraus, dass aus wirtschaftlichen Gründen unter diesen Betonschalungselementen zumindest mehrere standardisierte Elementgrößen verstanden werden, die einen wirtschaftlichen, wiederholten Einsatz zum Ziel haben, kann davon ausgegangen werden, dass die Schalungselemente aus einer Schalhaut und zumindest zwei an deren Rückseite bzw. Unterseite angebrachten Tragstrukturen in Form von Versteifungsprofilen bestehen. Unter Berücksichtigung der geometrischen Abmessungen dieser vorteilhafterweise hündisch bewegbaren Elemente ist die Verwendung von Metallprofilen naheliegend. In dieser einfachen Anordnung mit Versteifungsprofilen parallel zu einer der Seitenkanten des Schalungselementes verlaufend sind weitere Stützvorrichtungen meist im rechten Winkel zu den Versteifungsprofilen verlaufend derart anzubringen, dass die auftretenden Drücke abgeleitet werden können. Diese zusätzlichen Stützvorrichtungen können in einer Ebene mit den Versteifungsprofilen liegen, dann spricht man von Rahmenelementen. Weiters können geeignete Profile in einer oder mehreren weiteren Ebenen zur Abtragung von Kräften an der Rückseite oder Unterseite einer Betonschalung angebracht sein. Bei Wandschalungen sind solche als Riegelprofile bzw. bei Deckenschalungen als Jochprofile bekannt.

[0006] Hierzu können Profilformen gemäß den Figuren 4 und 7 herangezogen werden.

[0007] Im Wandschalungseinsatz sind so genannte Rahmenschalungselemente besonders häufig vorzufinden. Die gattungsgemäße Tragstruktur besteht aus einem umlaufenden Rahmenprofil und zumindest einem Querprofil innerhalb des Rahmens, üblicherweise in paralleler Lage zu einem Rahmenprofil.

[0008] Sie stützt die Schalhaut derart, dass bei den maximal erlaubten Betondrücken mit ausreichender Sicherheit nur eine minimale, der Norm entsprechende Durchbiegung derselben 1/12 österreichisches Patentamt AT 10 946 U1 2010-01-15 auftritt und somit eine so genannte Schüsselung des Betonschalungselementes verhindert wird. Diese Schüsselung würde konvexe Abdrücke im Betonbild erzeugen. Dies ist in der DIN 18202-Grenzwerte für Ebenheitsabweichungen im Hochbau genau geregelt.

[0009] Des Weiteren schützt die Tragstruktur das Betonschalungselement gegen mechanische Belastungen, welche beim Versetzen der Schalung, beim Ausschalen nach ausreichender Härtung des Betons, bei Reinigung, Lagerung, Transport etc. auftreten. Bei außergewöhnlichen Belastungen dieser Art kann es zu Deformationsschäden kommen, welche zu erschwerten Arbeitbedingungen beim nächsten Schalungsvorgang und/oder zu qualitativen Mängeln der Betonoberfläche führen. Ab einem bestimmten Maß an Beschädigung werden aufwändige Reparaturarbeiten erforderlich oder das Element oder Teile dessen sind auszuscheiden.

[0010] Eine besondere Schutzaufgabe kommt auf die Tragkonstruktion zu, indem sie z.B. in einer bevorzugten Ausführungsform rahmenartig die Schalhaut im Bereich der umlaufenden Stirnkanten einfasst. Hierzu ist meist eine Aufkantung oder ein Fortsatz in senkrechter Richtung zur Erstreckung des Rahmenprofils vorgesehen. Dadurch wird die vor allem gegen mechanische Schäden empfindliche Stirnkante der Schalhaut wirksam geschützt. Üblicherweise hat dieser Fortsatz eine Höhe, die der Plattenstärke der Schalhaut entspricht, meist jedoch geringfügig höher ist als diese, um etwaige Quellungen bei eingesetzten Schalhäuten aus Holzmaterial zu kompensieren.

[0011] Die Befestigung der Schalhaut an der Tragkonstruktion kann durch Schrauben oder Nieten oder sonstige geeignete Haltemittel erfolgen, die einerseits etwaigen Verformungen durch Feuchteeinwirkung und/oder Temperatureinwirkung Rechnung tragen, andererseits ist eine Austauschbarkeit der von erhöhtem Verschleiß betroffenen Schalhaut zu gewährleisten. Eine mechanische Befestigung durch die dem Beton abgewandte Fläche der Schalhaut ist insofern vorteilhaft, dass die durch die erforderlichen Einsenkungen der Befestigungsmittel in der betonseitigen Schalhautoberfläche am fertigen Beton entstehenden positiven Abdrücke ausbleiben und weiters eine Verletzung der Schalhaut auf der exponierten Seite vermieden wird.

[0012] Meist sind daher an der Rahmenkonstruktion und/oder an Querprofilen parallel zur Schalhaut und an dieser rückseitig anliegend verlaufende Fortsätze, Flansche mit Bohrungen vorgesehen, durch welche die Befestigung erfolgt.

[0013] Nahezu alle namhaften Schalungshersteller (Doka, Peri, Meva, Ringer, ... ) bieten teils unterschiedliche Konstruktionsformen von dimensionsnormierten Schalungsystemen für Wände und Decken an, am Sektor der Wandschalungen sogar teilweise kompatible Lösungen, sodass provenienzbezogene Vermischungen möglich werden.

[0014] Den vorbeschriebenen statischen und mechanischen Anforderungen wird an den bekannten Schalungselementen weitestgehend Rechnung getragen, indem eine ausreichend starke Dimensionierung einer Tragstruktur aus Stahlprofilen vorgesehen wird.

[0015] Zusammenfassend wird festgehalten, dass die Manipulation derzeitig gebräuchlicher und aus dem Stand der Technik bekannter Schalungselemente aufgrund ihres Gewichtes nur in kleineren Abmessungen durch Einzelpersonen bewerkstelligt werden kann (siehe auch: Doka Schalungskatalog - Produkte Framax und Frami, weiters DE 10 2005 015 508 für Wände und DE 10 2006 015 054 für Decken). Bei größeren Abmessungen hingegen ist eine Mehrpersonenbedienung und weiters der Einsatz eines Hebezeuges oder Kranes erforderlich. Dem wurde entgegengewirkt, indem Tragstrukturen für Schalungselemente aus Leichtmetall geschaffen wurden. Dies führt jedoch zu erheblichen Nachteilen hinsichtlich der Material- und Erzeugungskosten. Die Elemente sind schadensanfälliger durch die geringere Festigkeit des Materials. Daraus folgert sich ein reduzierter Umtrieb durch erhöhte Reparaturen. Der Reparaturaufwand ist materialbedingt ungleich schwieriger und aufwändiger als bei Stahlprofilen, und führt demnach zu erhöhten Kostenbelastungen.

[0016] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betonschalung bzw. eine Tragstruktur für eine Betonschalung zu schaffen, die geeignet ist, den gestellten statischen und mechani- 2/12 österreichisches Patentamt AT 10 946 U1 2010-01-15 sehen Anforderungen im direkten und indirekten Einsatz gerecht zu werden, indem sie eine hohe Festigkeit hinsichtlich Planimetrie und hinsichtlich Formhaltigkeit bei Stoß- und Schlagbeanspruchungen gewährleistet und trotzdem für einen handwerklichen Einsatz in größerem Umfang als bisher durch reduzierte Gewichte der einzelnen Komponenten geeignet ist. Weiters ist eine Einsparungsaufgabe hinsichtlich eines reduzierten Materialkostenanteils in den Gestehungskosten aufgrund der mittelfristig stark angestiegenen Rohstoffpreise zu lösen.

[0017] Diese Aufgabe wird durch die Betonschalung des unabhängigen Anspruchs 1 bzw. die Tragstruktur gemäß Anspruch 11 gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen und/oder Lösungsvarianten dar.

[0018] Bei dem erfindungsgemäßen Betonschalungselement mit einer Tragstruktur aus Stahlprofilen weist zumindest eine Profilerstreckung zumindest zwei unterschiedliche Wandstärken auf.

[0019] Näher erläuternd wird festgehalten, dass die unterschiedlichen Wandstärken im Verlauf des Querschnittes eines Profiles, also im rechten Winkel zur Längsertreckung desselben vorgesehen sind.

[0020] In einer vorteilhaften Ausführungsform wird ein Profil über Teile oder den gesamten Verlauf seines Querschnittes hinsichtlich der auftretenden Beanspruchungen berechnet und überprüft und dementsprechend die für den jeweiligen Abschnitt des Querschnittes erforderliche Wandstärke festgelegt.

[0021] Bei der Verwendung von stranggepressten Aluminiumprofilen an gattungsgemäßen Schalungselementen findet dieses Prinzip bereits statt, wobei Wandstärken in niedrig beanspruchten Zonen des Querschnittes gering gehalten werden. Einschränkungen in der Variation der Wandstärke sind hierdurch verfahrenstechnische Grenzen gegeben.

[0022] Vielmehr handelt es sich weitgehend ausschließlich um Profile aus Metallblechen, die im Kaltwalzverfahren hergestellt werden. Der Stand der Technik bietet verschiedene Verfahren zur Herstellung derartiger Profile, welcher auch z.B. in den Schutzrechten US 3 737 979, EP 0 296 839 und insbesondere in EP 1 128 916 näher beschrieben wird.

[0023] Bekannt ist, dass derartige Profile bereits im modernen Automobilbau Anwendung finden. Auch dort ist das Optimum aus geringem Gewicht und hoher Stabilität als vorteilhaft erkanntworden.

[0024] Als besonders bevorzugte Ausführungsform wird ein Rahmenschalungselement erachtet, das aus einer Vielzahl von einzelnen Profilabschnitten die Tragstruktur darstellend besteht, weitgehend oder gänzlich aus einzelnen Profilabschnitten zusammengesetzt, welche einer erfindungsgemäßen Querschnittoptimierung unterzogen wurden.

[0025] In der derzeit bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Querschnittoptimierung hinsichtlich der gesamten Tragstruktur einer Betonschalung, indem das Zusammenwirken der einzelnen miteinander in Verbindung stehenden Profilabschnitte hinsichtlich der statischen Eigenschaften eine weitere Reduzierung von Wandstärken an den einzelnen Profilabschnitten ergibt. Hierzu ist festgehalten, das die dafür in Betracht gezogenen Profilabschnitte und/oder Profilerstreckungen nicht miteinander verbunden sein müssen und nicht in einer Ebene befindlich sein müssen.

[0026] In einer weiterführenden bevorzugten Ausführungsform kann eine weitere Wandstärkenreduzierung erfolgen, indem die maßgeblich für die erforderliche Stabilität oder Steifigkeit des Profilquerschnitts verantwortlichen Abschnitte aus einer Stahlqualität mit höherer Festigkeit bestehen. Hierzu sind einerseits lieferantenseitig verfahrenstechnische Grenzen in der Profilfertigung hinsichtlich der Schweißbarkeit und der Kaltverformbarkeit von Werkstoffen und Werkstoffkombinationen gesetzt, andererseits ist die Kostenentwicklung hinsichtlich eines Optimums aus Aufwand und Nutzen im Auge zu behalten.

[0027] Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, und unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch weiter 3/12

Claims (12)

1. österreichisches Patentamt AT 10 946 U1 2010-01-15 erläutert. Dabei zeigen: [0028] Fig. 1 ein Betonschalungselement (1) einer Betonschalung für Wände mit einer Schalhaut (11) und einer Tragstruktur (T)aus Rahmenprofilen (12) und Querprofilen (13,14), an diesen befindliche Flansche oder Fortsätze (15) zur Befestigung der Schalhaut (11) an der Tragstruktur; [0029] Fig. 2 ein Rahmenprofil (12) eines Betonschalungselementes (1), Querschnitt mit nicht optimierten Wandstärken; [0030] Fig. 3 ein Rahmenprofil (12) eines Betonschalungselementes (1), Querschnitt mit erfin dungsgemäß optimierten Wandstärken im Bereich der statisch gering beanspruchten vertikal zur Lastrichtung verlaufenden Abschnitte (122) und Abschnitten (123) mit größerer Wandstärke; [0031] Fig. 4 ein Querprofil (13) einer Tragstruktur eines Betonschalungselementes (1) oder loses Jochprofil oder loses Riegelprofil mit Abschnitten (133) mit optimierten Wandstärken und Fortsätzen oder Flanschen (15) zur Schalhautbefestigung bei Einsatz als Querprofil; [0032] Fig. 5 ein Betonschalungselement (2) einer für Wände oder Decken mit einer Schalhaut (21) und einer Tragstruktur (2') aus Rahmenprofilen (22) und Querprofilen (23); [0033] Fig. 6 ein Rahmenprofil (22) eines Betonschalungselementes (2), Querschnitt mit erfindungsgemäß optimierten Wandstärken im Bereich der statisch gering beanspruchten vertikal zur Lastrichtung verlaufenden Abschnitte (222) und Abschnitten (223) mit größerer Wandstärke; und [0034] Fig. 7 ein Riegelprofil und/oder Jochprofil mit erfindungsgemäß optimierten Querschnitten Ansprüche 1. Betonschalung mit einer eine betonseitige Oberfläche aufweisenden Schalhaut (11) und einer Tragstruktur (T), die an der betonseitig abgewandten Oberfläche der Schalhaut (11) angeordnet ist, wobei die Tragstruktur (T) zumindest ein Metallblechprofil (12, 13, 14; 22, 23) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein kaltgewalztes Metallblechprofil (12, 13, 14; 22, 23) vorgesehen ist, wobei im Querschnitt rechtwinkelig zur Längserstreckung zumindest eines kaltgewalzten Metallblechprofiles (12, 13, 14; 22, 23) zumindest ein Abschnitt (122, 133; 222) zumindest eine unterschiedliche Wandstärke in Bezug auf die übrigen Abschnitte (123,223) des Querschnittes aufweist.
2. 2. Betonschalung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Metallblechprofile (12,13,14; 22, 23) Stahlprofile vorgesehen sind.
3. 3. Betonschalung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallblechprofile (12,13,14; 22, 23) einen offenen oder geschlossenen Querschnitt aufweisen.
4. 4. Betonschalung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der offenen Profile (13,14) zumindest zwei unter einem von 180° abweichenden Winkel zueinander stehende Schenkel aufweisen, wobei zumindest ein Abschnitt (133) einer Schenkellänge eine andere Wandstärke als die übrigen Abschnitte des Querschnittes hat.
5. 5. Betonschalung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossenen Querschnitte (12, 22) jede geometrische Figur erzeugend zumindest an einem Teil des Umfanges eine andere Wandstärke als die übrigen Abschnitte des Umfanges aufweisen.
6. 6. Betonschalung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Metallblechprofilen (12, 13, 14; 22, 23) der Tragstruktur (T) Bohrungen (15), Ausnehmungen und/oder systembedingte Durchdringungen und/oder Auswölbungen vorhanden sind. 4/12 österreichisches Patentamt AT 10 946 U1 2010-01-15
7. 7. Betonschalung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallblechprofile (12, 13, 14; 22, 23) der Tragstruktur (1') eine von der geraden Linie abweichende Längserstreckung aufweisen.
8. 8. Betonschalung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt eines Metallblechprofiles (12,13,14; 22, 23) der Tragstruktur (T) andere Legierungsbestandteile aufweist als die übrigen Abschnitte des Querschnittes.
9. 9. Betonschalung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Längserstreckung eines Metallblechprofiles (12, 13, 14; 22, 23) andere Legierungsbestandteile als die übrigen Abschnitte der Tragstruktur (T) aufweist.
10. 10. Betonschalung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Längserstreckung eines Metallblechprofiles (12, 13, 14; 22, 23) eine andere Festigkeit als die übrigen Abschnitte der Tragstruktur aufweist.
11. 11. Tragkonstruktion (1') für eine Betonschalung mit zumindest einem Metallblechprofil (12, 13, 14; 22, 23), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein kaltgewalztes Metallblechprofil (12, 13, 14; 22, 23) vorgesehen ist, wobei im Querschnitt rechtwinkelig zur Längserstreckung zumindest eines Metallblechprofiles (12, 13, 14; 22, 23) zumindest ein Abschnitt (122, 133; 222) zumindest eine unterschiedliche Wandstärke in Bezug auf die übrigen Abschnitte (123, 223) des Querschnittes aufweist.
12. 12. Tragkonstruktion nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Metallblechprofile (12, 13, 14; 22, 23) Stahlprofile vorgesehen sind. Hierzu 7 Blatt Zeichnungen 5/12