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Vorgefertigtes, grossformatiges, dünnwandiges Stahlbeton-Tafelelement
Die Hochbaumethoden des Bauens mit Fertigteilen weisen seit einigen Jahren den Zug zur
Verwendung grossformatiger Bauelemente auf. Neben Wandelementen verschiedenster Art sind dies auch grossformatige Deckentafeln in Form von Massivplatten aus Stahlbeton, deren Grössen durch Transportbeschränkungen, die aus den Abmessungen und dem Gewicht der Platten stammen, begrenzt sind. Hauptsächlich um für den Transport und für die Montagetätigkeit Gewicht einzusparen, ist es bekannt, Halbfabrikate in Form vorgefertigter, grossformatiger, dünnwandiger Stahlbeton-Tafelelemente mit aus der Tafeloberfläche vorragenden Stahlträgern zu verwenden.
Diese Tafelelemente bilden ein selbständiges, zur Aufnahme von Biegeelementen geeignetes Tragelement und tragen zunächst die Montagelasten, wobei sie nach dem Versetzen auf der Baustelle eine die Untersicht der Decke ergebende verlorene Schalung bilden, auf die dann Druckbeton in entsprechender Dicke zur Herstellung einer massiven Stahlbetonplatte aufgebracht wird.
Es ist naheliegend, als Stahlträger derartiger Platten die für Fertigteildecken bekannten Fertigteilträger zu verwenden. Hiefür kennt man verschiedene Stahlträger, die wegen ihres geringen Gewichtes und wegen ihrer guten Einbindung in Beton vorteilhaft erscheinen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass auch bei dieser Ausführungsart verschiedene Schwierigkeiten auftreten und Nachteile in Kauf genommen werden müssen. Einer dieser Nachteile ist besonders augenfällig : Wenn nämlich diese Träger in wirtschaftlich vertretbaren und der nötigen Steifigkeit wegen gegebenen Abständen, wie sie etwa von den Rippendecken her geläufig sind, eingelegt werden, ergeben sich grössere Flächenbereiche, die frei von jeglicher Armierung sind.
Da nun aber nach verschiedenen Bauvorschriften und Normen für massive Stahlbetonplatten gewisse Höchstabstände der Eiseneinlagen nicht überschritten werden dürfen, ist man immer genötigt, zwischen diesen Trägern zusätzliche Zugstäbe anzuordnen. Dies ist vor allem für geringere Spannweiten, und für solche kommen massive Platten hauptsächlich in Frage, äusserst unwirtschaftlich. Der Versuch, die Träger aus diesem Grunde näher aneinander zu rücken oder gar unmittelbar nebeneinander zu verlegen, erweist sich ebenfalls als untragbar unwirtschaftlich. Als weiterer Nachteil sei noch erwähnt, dass derartige Träger oft die Anwendung einer Querarmierung ausschliessen. Diese Querarmierung sollte nämlich nach Möglichkeit über den Zugeinlagen liegen, was nicht möglich ist, wenn es sich z. B. um vollwandige Blechträger handelt.
Es ist bereits ein aus zwei Platten bestehendes Konstruktionselement bekannt, bei welchem die beiden, aus einem giessbaren und erhärtbaren Material hergestellten Platten untereinander durch ein zick-zack-förmig ausgebildetes metallisches Gitterwerk verbunden sind, welches dazu dient, die beiden Platten in einem bestimmten Abstand voneinander zu halten. Bei diesem bekannten Konstruktionselement handelt es sich jedoch um ein Wandelement, das daher keine Biegemomente aufnehmen muss. Eine solche Aufnahme von Biegemomenten kann bei diesem bekannten Konstruktionselement auch nicht erfolgen, da das metallische Gitterwerk keinen Diagonalverband aufweist.
Es ist weiters ein Bauelement für die Herstellung von Decken bekannt, das aus armierten Betonbalken besteht, die für die Herstellung der Decke nebeneinander angeordnet werden, worauf auf die so angeordneten Elemente Ortsbeton aufgebracht ist. Für die bessere Verbindung dieser Elemente
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mit dem Ortsbeton sind in grösseren Abständen mit der Armierung der Elemente Bügel verbunden, die aus diesen Elementen herausragen und nachher vom aufgebrachten Ortsbeton bedeckt werden. Auch wenn man diese bekannten Elemente vergrössert, so wird dadurch kein vorgefertigtes, grossformatiges, dünnwandiges Stahlbeton-Tafelelement geschaffen, da die Bügel nicht mit aus der Tafeloberfläche vorragenden Stahlträgern gleichgesetzt werden können und ein Transport eines grossformatigen
Tafelelementes mittels dieser Bügel nicht durchgeführt werden kann.
Die Erfindung sucht nun die oben angeführten Nachteile zu vermeiden und ein vorgefertigtes, grossformatiges, dünnwandiges Stahlbeton-Tafelelement zur Verwendung als Halb- oder Fertigfabrikat, mit aus der Tafeloberfläche vorragenden Stahlträgern, für die Verwendung als selbständiges, zur
Aufnahme von Biegemomenten geeignetes Tragelement oder mit nachträglich aufgebrachtem
Druckbeton als Verbundkörper zur Herstellung von Stahlbetonplatten zu schaffen, bei welchem
Trägerausführungen verwendet werden, die eine wirtschaftliche und dabei sichere und den Vorschriften entsprechende Armierung des Stahlbeton-Tafelelementes gestatten.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass die Zugelemente der verwendeten Stahlträger in Richtung quer zu ihrer Achse so weit auseinandergezogen und die Abstände zwischen den Trägern so bemessen sind, dass benachbarte
Zugelemente Flächen in der Tafel begrenzen, die keiner weiteren Zugarmierung bedürfen. Bei der erfmdungsgemässen Ausführung des Stahlbeton-Tafelelementes werden somit Trägerausführungen verwendet, die so beschaffen sind, dass, obwohl diese in wirtschaftlichen Abständen voneinander liegen, die Zugelemente den Vorschriften über den Höchstabstand der Zugbewehrung in Massivplatten entsprechen, so dass zusätzliche Bewehrungsstäbe nicht mehr notwendig sind. Eine solche Ausbildung der Träger kann durch Änderung bekannter Träger oder durch Sonderherstellung von Trägern erreicht werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Obergurte x der Stahlträger bei nachträglichem
Angiessen von Druckbeton in der oberen Randzone der fertigen Verbundplatte angeordnet. Auf diese
Weise können diese Stahlträger wirtschaftlich zur Aufnahme von Biegezugspannungen eventuell auftretender negativer Biegemomente herangezogen werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weisen die Stahlträger die Form von Fachwerksträgern auf, wobei die Zuggurte, beispielsweise durch Abwinkeln der Gurtverbindungsstäbe in bekannten Stahlträgern, verbreitert ausgeführt sind. Bei dieser Ausführungsform können somit bekannte Stahlträger verwendet werden, welche nur geringfügig abgeändert werden müssen.
Es können aber auch die Stahlträger Obergurtstäbe mit x fest verbundenen Gitterstäben besitzen, die quer zur Längsachse der Stahlträger auseinanderlaufend oder seitlich abgewinkelt in die dünne Tafel eingebettet sind. Erfindungsgemäss können auch Stahlträger mit durchbrochenem Trägersteg verwendet werden, so dass an beliebiger Stelle den Trägersteg durchsetzende Querarmierungen eingelegt werden können. Dies ist insbesondere bei der Herstellung von kreuzweise armierten Platten erforderlich, da in diesem Fall die Abstände der Querarmierung, die sich aus der statischen Berechnung ergeben, genau einzuhalten sind. Es können dann die quer zu den Stahlträgern eingelegten Armierungsstäbe entweder als sogenannte"Verteilereisen"oder als Sekundärarmierung bei kreuzweise bewehrten Platten wirken.
Die quer zu den Stahlträgern im Beton angeordneten Armierungsstäbe können gegebenenfalls über die seitlichen Tafelränder herausragen, um beim Verguss mit der benachbarten Platte verbunden werden zu können. Dies ist insbesondere bei Berechnung als kreuzweise bewehrte Platte notwendig. Diese Querarmierung kann auch nach dem Versetzen der vorgefertigten dünnen Platten oder Tafeln vor dem Aufbringen des Druckbetons eingelegt werden.
Für besonders dicke Platten ist erfindungsgemäss auch eine Ausführungsart vorgesehen, bei welcher trog-oder kassettenartige Betonverdrängungskörper vor Aufbringen des Druckbetons auf das Tafelelement aufgelegt werden. Diese Ausführung erspart Eigengewicht, ohne die statischen Verhältnisse wesentlich zu ändern.
Schliesslich kann im Sinne der Erfindung die vorgefertigte dünne Betonplatte im Bereich ihrer Auflagerung mit einer Verzahnung hergestellt werden, um die Auflagerlasten und die Druckkräfte von über dem Auflager befindlichen Lasten besser auf das Auflager übertragen zu können. Dies ist insbesondere bei Bauweisen notwendig, bei denen die tragenden Wände keine hohen Druckspannungen aufnehmen können.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt. Fig. 1 und 2 zeigen schaubildlich und zum Teil im Schnitt die vorgefertigten Grossformattafeln mit den Versteifungsrippen. Fig. 3a bis 3d zeigen einige Beispiele für Trägerausführungen und Fig. 4 den Schnitt durch eine Verbundplatte mit Verdrängungskörpern.
In Fig. l ist--l--die dünne, vorgefertigte Grossformattafel, in die die stählernen Versteifungsträger
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- eingebettet sind. Die Zuggurtstäbe dieser Versteifungsträger haben dabei den Abstand a, der sich aus den Vorschriften für Massivplatten ergibt, während die Träger selbst im Abstand b verlegt sind, der sich im Hinblick auf die erforderliche Steifigkeit und aus wirtschaftlichen überlegungen ergibt.
Durch die mit Unterbrechungen ausgeführten Trägerstege oder-durch das Fachwerk kann die Querarmierung --3-- als Verteilereisen oder als statische Querarmierung eingeschoben werden. Das dünnwandige Tafelelement-l-wird mit Vergussbeton-4-in entsprechender Dicke an Ort und
Stelle zu einem Verbundkörper vergossen.
Fig. 2 zeigt eine Plattenausführung, bei der die Querarmierung --3-- in die vorgefertigte
Grossformattafel eingelegt ist und aus dieser seitlich herausragt, um mit der benachbarten Tafel im
Vergussbeton verbunden zu werden. Weiters ist eine Auflagerverzahnung-6-dargestellt.
Die Fig. 3a bis 3d zeigen verschiedene Träger im Querschnitt. Es handelt sich um bekannte
Stahlträger, die durch entsprechende Massnahmen verbreitert oder in dieser Ausführung eigens hergestellt werden. In Fig. 3d ist die Verwendung von Obergurtstäben --7-- mit fest damit verbundenen Gitterstäben-8-gezeigt, an deren Enden die Gurtstäbe --9-- des Tafelelementes - l-angeschlossen sind.
Fig. 4 zeigt den Querschnitt durch eine Massivplatte, bei der in den Vergussbeton --4-- die Verdrängungskörper--10--, welche zu einer trog- oder kassettenartigen Unterseite des Deckenteiles - führen, eingebettet wurden. Es kann sich dabei auch um Massivkörper-11-handeln.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorgefertigtes, grossformatiges, dünnwandiges Stahlbeton-Tafelelement zur Verwendung als Halboder Fertigfabrikat, mit aus der Tafeloberfläche vorragenden Stahlträgern, für die Verwendung als selbständiges, zur Aufnahme von Biegemomenten geeignetes Tragelement oder mit nachträglich aufgebrachtem Druckbeton als Verbundkörper zur Herstellung von Stahlbetonplatten, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Zugelemente der verwendeten Stahlträger in Richtung quer zu ihrer Achse so weit auseinandergezogen und die Abstände zwischen den Trägern so bemessen sind, dass benachbarte Zugelemente Flächen in der Tafel begrenzen, die keiner weiteren Zugarmierung bedürfen.