CH628107A5 - Vorgespanntes deckenfeld, insbesondere zur herstellung von hochbaudecken, sowie verfahren zur herstellung von deckenfeldern. - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE

1 ) Vorgespanntes Deckenfeld, insbesondere zur Herstellung von Hochbaudecken, bestehend aus mindestens zwei vorgefertigten, vollen oder mit Hohlräumen versehenen Dek-kenelementen aus Stahlbeton, wobei die Deckenelemente (1; 8) an einer Stossfuge (4) miteinander verbunden sind und wobei im Querschnitt viereckige Kabelkanäle (2; 21), senkrecht zu den Stossfugen (4) durch die Elemente verlaufend und die Deckenstärke mindestens zum Teil durchdringend, in den Deckenelementen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass längs der Kabelkanäle (2; 21) mindestens ein Spannkabel (6) gespannt, wenigstens bereichsweise exzentrisch angeordnet und ohne Hüllrohre einbetoniert ist.

2) Deckenfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mehr als zwei, in einer Richtung verlegte Deckenelemente (8) enthält, in denen ein ununterbrochenes Spannkabel (6) einbetoniert ist, welches beim Stoss der Deckenelemente in Feldmitte nach unten (9) und über den Stützen nach oben verspannt ist.

3) Deckenfeld nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Deckenelementen (8; 14) besteht, die in zwei zueinander senkrechten Richtungen verlegt sind, wobei im Deckenfeld sich mindestens zwei zueinander in senkrechter Richtung ohne Unterbrechung geführte, einbetonierte Spannkabel (6) kreuzen.

4) Deckenfeld nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der vorgefertigten Deckenelemente (1,8, 14) parallel zur einen Seite des Elementes (1,8,14) verlaufende offene Kabelkanäle (2,21) aufweist, die durch Rippen (3) unterbrochen sind, welche senkrecht angebrachte Löcher (7) besitzen, wobei die Kabelkanäle (2,21) mindestens oben offen sind.

5) Deckenfeld nach Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Kabelkanäle (2,21) des vorgefertigten Deckenelements von einer Betonschicht (17) gebildet ist.

6) Deckenfeld nach Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Seiten der Kanäle (2) des vorgefertigten, mit Hohlräumen ausgebildeten Deckenelements (1,8) von je einer, im Deckenelement vorhandenen Rippe gebildet sind (Fig. 9).

7) Deckenfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgefertigte Deckenelement (14) mindestens zwei zueinander senkrecht angeordnete offene Kanäle (21) enthält (Fig. 14).

8) Deckenfeld nach Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stossfugen (4) zwischen zwei Deckenelementen längs ihres mittleren Bereiches breiter ausgebildet sind als in jenen Bereichen, wo sie von Kabelkanälen durchkreuzt werden, so dass nur die Zonen der Stossfugen (4) im Bereich der Kabelkanäle als primär druckübertragende Kontaktzonen ausgebildet sind (Fig. 14).

9) Verfahren zur Herstellung von vorgespannten Deckenfeldern nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Deckenelemente (1,8,14), Kabelkanäle mit Rippen (3) aufweisen und so miteinander verbunden werden, dass sich die Kabelkanäle (2) aneinander anschliessen, wonach die Stossfugen (4) der Deckenelemente (1,8,14) mit einem Bindemittel vergossen werden und nach Abbinden des Bindemittels in den Kabelkanal (2) durch Löcher (7) der Rippen (3) in gerader Richtung Spannkabel (5) eingeführt, gespannt und an den Endpunkten verankert werden und eine erste Teil vorspannung aufgebracht wird, worauf die Spannkabel durch vertikales Ablenken aus der geradlinigen in eine polygonale Lage gebracht, daher örtlich im Bereich der Rippenlöcher festgehalten werden und dadurch eine endgültige Vorspannung erhalten, worauf die Kabelkanäle (2) einschliesslich der durch die Rippen (3) führenden Löcher (7)

mit Beton ausgefüllt werden, so dass die Spannkabel auf ihre ganze Länge fest einbetoniert sind.

10) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannkabel (5) im Obergurt der Deckenelemente (1, 8,14) geführt und durch Spannen nach unten exzentrisch verspannt wird.

11) Verfahren nach Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass man das Spannkabel (15) im Untergurt der Deckenelemente (1,8,14) führt und an den Auflage-steilen (16) der Deckenelementen bei den Stützen durch Spannen nach oben exzentrisch verlegt.

12) Verfahren nach Ansprüchen 9-11, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Deckenelementen (1,8,14) ausgebildeten Kanäle (2,21) unten mit einer dünnen Betonschicht

(17) verschlossen werden.

13) Verfahren nach Ansprüchen 9-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckenelemente, so nebeneinander angeordnet werden, dass zwischen ihnen Verbindungsfugen

(18) verbleiben, die dann mit einem schnellbindenden Material ausgefüllt werden.

14) Verfahren nach Ansprüchen 9-14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung eines in zwei Richtungen tragfähigen Deckenfeldes (20) mindestens vier Deckenelemente (14), in denen Kabelkanäle (21) in zwei Richtungen vorgesehen sind, verwendet werden und in den sich kreuzenden Kabelkanälen (21) kreuzweise verlaufende Spannkabel (5) einzieht, die nach der Teilvorspannung durch Verspannen nach unten verlagert und dann fixiert werden.

Die Erfindung bezieht sich auf ein vorgespanntes Deckenfeld, insbesondere zur Herstellung von Hochbaudecken und auf ein Verfahren zur Herstellung von Deckenfeldern.

An die Deckenkonstruktion in Wohn- und öffentlichen Gebäuden werden in zunehmendem Masse immer höhere Anforderungen gestellt. Diese Decken sollen eine immer grössere Fläche bedecken, unten und oben mit ebenen Flächen versehen sein, eine möglichst geringe Konstruktionshöhe aufweisen und gleichzeitig eine angemessene Tragkraft besitzen. Sie sollen wirtschaftlich im Materialverbrauch und durch Montage vorgefertigter Elemente leicht herzustellen sein. Ihre Verformungen, die sich aus der Eigenlast und der Belastung ergibt, und ihre Durchbiegung sind möglichst gering zu halten.

Die obengenannten Forderungen enthalten zahlreiche Widersprüche, wie beispielsweise den widersprechenden Zusammenhang zwischen der grossen Stützweite und der Forderung nach Vorfertigung und leichter Montierbarkeit bzw. einfachen Transport. Die bekannten vorgefertigten Dek-kenelemente erfüllen die Forderung, dass die Deckenkonstruktion unten und oben ebene Flächen aufweist, da sich bei grossen Stützweiten unweigerlich die Notwendigkeit von Trägern ergibt, sei es in Form von Rippen oder Unterzügen.

Bereits bekannte vorgefertigte Deckenfelder für Deckenkonstruktionen, die eine grosse Fläche abdecken, bestehen aus sich an Stützen anschliessende in eine Richtung laufende Unterzüge (Träger), auf denen senkrecht verlaufende, in einer Richtung tragfähige Deckenelemente frei aufliegen.

Es ist ein Verfahren zur Bildung von ebenen Decken aus zwei Elementen, durch Verspannung momenttragfähig gestalteter Verbindung beider Elemente bekannt. Nach diesem Verfahren werden die Elemente paarweise hergestellt, trocken versetzt, während die in der Verbindungsebene der Elemente auftretenden Biegemomente durch Spannkabel aufgenommen werden, die in einbetonierten Rohren geführt

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und gespannt sind. Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen darin, dass auf Grund der erforderlichen genauen Verbindung der Rohre trockenes Vesetzen und eine diesen Vorgang sichernde, paarweise, nebeneinander ablaufende Herstellung empfohlen wird. Auf Grund des Reibungswiderstandes der gewölbten Rohrbahnen, die die Kabel beinhalten, sind zwei Elemente für die separate Verspannung und Verankerung notwendig. Eine Kontrolle der Spannung der in den Rohren geführten Seile nach der Verankerung lässt sich nicht durchführen. Dei notwendige Injektion der Rohre ist ein schwer kontrollierbares und eine grosse Sorgfalt verlangendes Verfahren, welches nur schwer ausgeführt werden kann.

Es ist auch ein weiteres Verfahren bekannt, das ebene Dek-kenelemente vereinigt und durch Spannkabel momenttrag-fähig macht. Bei dieser Lösung wird sowohl im Obergurt als auch im Untergurt der sich anschliessenden Deckenelemente je ein Kabelkanalrohr geführt, und der momenttragfähige Zusammenschluss durch Kabelpaare erreicht, die oben und unten durch mehrere Felder verlaufen. Dabei muss nicht jedes Feld separat gespannt und verankert werden, demgegenüber muss die doppelte Quantität Kabel verwendet werden. Die Schwierigkeiten beim Versetzen und die hohen Anforderungen bei der Injektion bleiben bestehen.

Andererseits ist ein Verfahren bekannt, bei dem nachgespannte Deckenelemente grossen Formats an vier Eckpunkten an Stützen angeschlossen werden, wobei die Spannkabel, die die Stützen durchdringen, in Zwischenräume der Decken laufen, und mit den Randträgern der Decken gemeinsam den nachgespannten Unterzug bilden. Diese Spannkabel können geradlinig geführt und verspannt werden. Ausserdem kann ihnen sodann im offenen Raum zwischen den Decken durch Spannen nach unten die nötige Exzentrizität verliehen werden. Diese Deckenfelder sind jedoch durch die beschränkten Möglichkeiten des Transports und der Verlegung (Hebung) auf Dimensionen von 20-25 m2 begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Deckenelemente zu entwickeln, die ohne die aufgezeigten technologischen Schwierigkeiten zu einem, in mehreren Richtungen tragfähigen Deckenfeld zusammengestellt und durch neuartige Anordnung der die Verspannnung sichernden Mittel zur Ausbildung eines nachspannbaren Durchlaufträgersystems verwendet werden können.

Das erfindungsgemäss vorgespannte Deckenfeld insbesondere zur Herstellung von Hochbaudecken, besteht aus mindestens zwei vorgefertigten, vollen oder mit Hohlräumen versehenen Deckenelementen, aus Stahlbeton, wobei die Deckenelemente an einer Stossfuge miteinander verbunden sind und wobei im Querschnitt viereckige Kabelkanäle senkrecht zu den Stossfugen durch die Elemente verlaufen und die Dek-kenstärke mindestens zum Teil durchdringend in den Decken' dementen angeordnet sind. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass längs der Kabelkanäle mindestens ein Spannkabel gespannt, wenigstens bereichsweise exzentrisch angeordnet und ohne Hüllrohre einbetoniert ist. Das Dek-kenfeld kann mehr als zwei in einer Richtung verlegte Deckenelemente enthalten, in denen ein ununterbrochenes Spannkabel einbetoniert ist, welches beim Stoss der Deckenelemente in Feldmitte nach unten und, über den Stützen nach oben verspannt ist.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: den Grundriss zweier vereinigter Deckenelemente mit offenen Kabelkanälen,

Fig. 2: einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3: ein aus drei Elementen gebildetes Deckenfeld im Grundriss,

Fig. 4: einen Schnitt gemäss der Linie F-F,

Fig. 5: einen Schnitt gemäss der Linie E-E in Fig. 3, Fig. 6: eine Einzelheit aus dem Grundriss in Fig. 1 oder 3, in grösserem Masstab gezeichnet,

Fig. 7: ein Detail J aus Fig. 14,

Fig. 8: einen Schnitt gemäss der Linie C-C in den Fig. 1 und

6,

Fig. 9: einen Schnitt G-G nach Fig. 3 oder E-E nach Fig. 5, Fig. 10: eine Einzelheit D der Fig. 2 oder 4 in vergrössertem Masstab,

Fig. 11: eine mit Beton ausgefüllte Ausführung nach Fig.

10,

Fig. 12: einen Schnitt K-K der Fig. 14 bzw. ein Detail K der Fig. 16,

Fig. 13: eine mit Beton ausgefüllte Ausführung nach Fig.

12,

Fig. 14: ein aus vier Elementen gefertigtes, in zwei Richtungen lasttragendes Deckenfeld,

Fig. 15: einen Schnitt H-H gemäss Fig. 14, in dem oben offene, zueinander senkrecht verlaufende Kabelkanäle im Längs- und Querschnitt dargestellt sind,

Fig. 16: einen Schnitt I-I gemäss Fig. 14,

Fig. 17a eine Darstellung des Deckenfeldes entsprechend und 17b: Fig. 1 und 2 mit einem Durchlaufträger-System, wobei die Deckenelemente auf einem Mauerwerk oder Stahlbetonträgern aufliegen,

Fig. 18a die Verbindung der beiden Deckenelemente und 18b: nach Fig. 17a, 17b, und die Fig. 19a einen Grundriss eines aus vier Elementen und 19b: gebildeten Deckenfeldes entpsrechend Fig. 14 und 15 mit einem in beiden Richtungen verlaufenden Durch-lauftäger-System, wobei die Stützenebenen einen Teil eines durchlaufenden Unterzug-Systems bilden.

In den Deckenelementen 1 (Fig. 1) sind offene Kabelkanäle 2 vorhanden, die durch Rippen 3 unterbrochen werden. In den Rippen 3 sind Langlöcher 7 vorgesehen, wie aus Fig. 8 zu ersehen ist. Jedes Deckenelement 1, ist aus Stahlbeton vorgefertigt. Zur Bildung eines Deckenfeldes werden gemäss Fig. 1 zwei Deckenelemente 1 und gemäss Fig. 3 drei Deckenelemente 8 unter Bildung von Verbindungsfugen 4 nebeneinander angeordnet. Diese Verbindungsfugen weren mit schnellbindendem Material - z.B. Polyurethan oder Epoxyd-Kunstharz usw. - ausgegossen. Dieses Zusammenfügen der Deckenelemente erfolgt auf provisorischen Tragwerken unmittelbar auf der Baustelle. Nach Aushärtung des Bindemittels werden durch die Löcher 7 der Rippen 3 der in einer Linie liegenden Kanäle 2 - ohne Verwendung von Kabelrohren und kontinuierlich ohne Unterbrechung - in waagerechter Ebene ohne Brechung der Linienführung Spannkabel 5 eingelegt und, nachdem man sie durch die entsprechende -zur Ausbildung der Deckenfelder nötige - Anzahl von Dek-kenelementen geführt hat, gespannt, so dass eine erste Teilvorspannung entsteht. Werden die teilvorgespannten Spannkabel 5 im oberen Bereich der Deckenelemente geführt, so werden sie in den Verbindungsstellen nach unten exzentrisch verspannt. Werden die Kabel im Untergurt geführt, so wird ihnen die Exzentrizität durch Spannen nach oben an den gestützten Stellen verliehen, so dass die endgültige Vorspannung erreicht wird. Anschliessend werden die exzentrisch angebrachten Spannkabel 6 durch provisorische Abstützung fixiert und die Kanäle mit Beton ausgefüllt, wodurch die entsprechende Linienführung der Kabel dauernd und endgültig gesichert ist. Aus Fig. 2 sind die Rippen 3 mit Langlöchern 7 besonders ersichtlich. Weiter ist im oberen Bereich, mit gestrichelten Linien das Spannkabel 5 dargestellt, das dann,

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bei der Verbindungsfuge nach unten exzentrisch verspannt wird, wie das am mit voller Linie dargestellten und nun bereits exzentrischen Spannkabel 6 sichtbar wird. Das Detail B der Fig. 1 ist in grösserem Masstab in Fig. 6 sichtbar, wo als Beispiel ein Teil des aus Rippendecken-Elementen bestehenden Deckenfeldes dargestellt wird. Natürlich können aber auch Deckenelemente aus plattenartigem Vollbeton angewendet werden, wie es in Fig. 8 sichtbar ist, die den Schnitt C-C der Fig. 1 darstellt. In Fig. 8 ist auch das im Obergut des Loches 7 geführte Spannkabel 5 eingezeichnet, während die Lage des exzentrisch verspannten Spannkabels 6 mit einem Pfeil 9 bezeichnet ist.

Das aus drei Deckenelementen 8 bestehende Deckenfeld in Fig. 3 unterscheidet sich im Prinzip nicht von dem aus zwei Deckenelementen 1 bestehenden Deckenfeld. Jedoch stellt der Schnitt F-F die Besonderheit der Erfindung gut dar.

Die bei bekannten Lösungen zum voraus in die Deckenelemente einbetonierten Kabelröhren verlaufen nicht gerade, sondern sind bogenförmig in der Deckenebene geführt. Deshalb können mit den in ihnen geführten Kabel höchstens zwei Deckenelemente so verbunden werden, dass sie ein Dek-kenfeld bilden, da zwischen dem Kabel und dem einbetonierten Kabelrohr bei mehreren Richtungsänderungen so grosse Reibungen entstehen, dass ein ausreichendes Spannen des Kabels verhindert wird. Deshalb muss das Kabel unterbrochen und verankert werden. Dagegen wird bei der vorgeschlagenen Lösung, wie aus Fig. 4 klar ersichtlich ist, das beliebig lange Spannkabel 5 im offenen geraden Kanal geradlinig geführt und an den erforderlichen Stellen 9 nach unten exzentrisch verspannt (Fig. 4 bzw. Fig. 9). Fig. 8 und Fig. 9 unterscheiden sich nur dadurch voneinander, dass man in Fig. 8 ein massives und in Fig. 9 ein Rippendecken-Element verwendet. Fig. 10 stellt das Detail D der Fig. 4 in grösserem Masstab dar, wobei das durch das Langloch 7 der Rippe 3 geführte, mit gestrichelter Linie gezeichnete Spannkabel 5 gut sichtbar ist und nach exzentrischer Verspannung als Spannkabel 6 seine endgültige Lage besitzt, die durch Einbetonieren fixiert wird (Fig. 11).

Wie schon erwähnt, kann man z.B. im Deckenfeld nach Fig. 14 derart gestaltete Deckenelemente 14 verwenden, bei denen die Unterseite der Kanäle und der Kassetten mit einer dünnen Betonschicht 17 bedeckt ist, wie aus Fig. 15 und 16 erkennbar. Die dünne Betonschicht bildet eine gleichmässige Deckenebene. Ausserdem ist beim Betonieren der Kanäle, nachdem die Spannkabel verlegt und exzentrisch verspannt wurden, eine untere Verschalung der Kanäle überflüssig. Das Betonieren erfolgt in einfacher Form entsprechend Fig. 13. Fig. 7 zeigt das Detail J der Fig. 14 in grösserem Masstab, während Fig. 12 den Schnitt K-K darstellt. Letzterer ist aufgrund des Vorangehenden auch ohne weitere Erläuterung verständlich.

In Fig. 1 und 3 sind die Fugen 4 zwischen den Deckenelementen als durchgehende Fugen ausgebildet. Zur Sicherung eines besseren Spannens der Spannkabel ist es jedoch vorteilhaft, wenn diese Stossfugen 4 - wie Fig. 14 zeigt - längs ihres mittleren Bereichs breiter ausgebildet sind als in jenen Bereichen wo sie von den Kabelkanälen durchkreuzt werden, so dass nur die Zonen der Stossfugen 4 im Bereich der Kabelkanäle als primär druckübertragende Kontaktzone ausgebildet sind, während in den dazwischenliegenden Teilen breitere Kanäle 19 vorhanden sind. Natürlich muss man an der entsprechenden, der Verbindung dienenden Seite je eines s Deckenelements - wenn nur ein Kanal vorhanden ist und an dieser Stelle nur eine Erhebung zu finden ist - zur Sicherung der engeren Fuge 18, am Rande des Druckfeldes zumindest noch eine Erhebung zubilden, damit beim Spannen die entsprechende Verbindung zwischen zwei Deckenelementen io und dadurch die Aufnahme der aus dem Spannen resultierten Druckkräfte erreicht bzw. seine Verschiebung ausgeschlossen wird. Bei dieser Ausbildung giesst man nur die engeren Fugen 18 vor dem Verlegen und dem Spannen der Spannkabel mit schnellbindendem Material aus, und betoniert, i5 nachdem die Spannkabel gespannt wurden, die Kanäle 19 zwischen den Elementen aus.

Während die Deckenelemente 1 und 8 in Fig. 1 und 3 zwei parallele Kanäle 2 enthalten, sind bei den in Fig. 14 dargestellten Deckenelementen zwei sich kreuzende Kanäle 21 vor-20 handen, so dass sich auch die Spannkabel im Deckenfeld kreuzen. In Fig. 15 (Schnitt H-H der Fig. 14 durch einen Kanal) ist dargestellt, wie sich zwei Spannkabel kreuzen. Übrigens stellt Fig. 14 den üblichen Anschluss des Deckenfeldes an eine Stütze 11 dar. In den Feldern 12 zwischen zwei 25 Stützen 11 sind gespannte und durch Spannen nach unten exzentrisch verlagerte Spannkabel geführt, um die entsprechende Tragfähigkeit zu sichern. In Fig. 15 ist sowohl das im Obergurt geführte Spannkabel 5, welches an entsprechender Stelle 9 als exzentrisch verspanntes Spannkabel 6, ausge-30 bildet bzw. angeordnet ist, als auch das im Untergut geführte Spannkabel 15 dargestellt, das an den Auflagern 16 durch Spannen nach oben gleichfalls als exzentrisch gelagertes Spannkabel 6 erscheint.

Die Fig. 17a und b, 18a und b, 19a und b zeigen wie das 35 beschriebene Deckenfeld in ein Durchlauf-System eingefügt wird. In Fig. 17 bildet ein Mauerwerk 10 oder ein entsprechender Stahlbeton-Unterzug die Stützung. Die lasttragende Verspannung erfolgt in den Fugen 13, die die Deckenfelder verbinden, wobei die Spannkabel 5 bzw. die ausgelenkten 40 Spannkabel 6 von Mauerwerk 10 zu Mauerwerk 10 geführt werden. Gemäss Fig. 18 ruhen die Deckenelemente an Stützen 11. Schliesslich wird in Fig. 19 ein Teil des in zwei zueinander senkrechten Richtungen durchlaufenden Systems dargestellt. Bei allen Varianten sind die Spannkabel über die 45 gesamte Länge des Durchlauf-Systems geführt.

Wie aus den Beispielen ersichtlich, wurden die Spannkabel nicht mehr in Rohren geführt, wodurch die Verwendung kurzer Spannkabelstücke nicht mehr erforderlich ist. Es ist • femer die Möglichkeit gegeben, Deckenfelder aus mehr als so zwei Elementen - in zwei Richtungen tragfähig - auszubilden.

In der beschriebenen Weise können Deckenfelder auf mehreren Stützen mit einem Stützenraster von 40-50 m2, ja sogar 80 m2 oder mehr hergestellt werden, die in einer oder zwei ss Richtungen tragfähig sind und von mehreren Deckenelementen gebildet werden, wobei jedes Deckenelement als eine Einheit hergestellt und transportiert wird, und bei der Montage eine einzige lasttragende Einheit darstellt.

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6 Blatt Zeichnungen