EP0023042A1 - Vorgefertigtes Deckenelement für Gebäudedecken - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a prefabricated ceiling element for building ceilings according to the preamble of claim 1.
- a ceiling element according to the invention is placed on a support, for example the top of a load-bearing wall, at the end free of the steel beam. Due to the distance of the end of the steel girder from the narrow side, a free space remains between the inside of the support and the adjacent end of the steel girder running in the longitudinal direction of the ceiling element, so that at this point an installation street runs transversely to the longitudinal direction of the ceiling elements and the associated steel girder. Installation routes also remain free between the longitudinal steel beams. These installation routes are freely accessible from below when the ceiling is installed, so that any installation lines can be easily installed.
- the construction height of the ceiling can be selected to a minimum without limiting the permissible diameter of the installation lines to be laid, as can the material expenditure, since the ceiling essentially only consists of the relatively thin concrete ceiling slab and the support provided with many recesses.
- the steel girder had the shape of a lattice girder in a known ceiling element (GB-PS 925 236); instead, the forms characterized in claims 2 and 3 are currently preferred. Various options are also available for anchoring the tips of the steel girder web. The possibility characterized in claim 4 results in a simple manufacture of the carrier itself, combined with a tolerable effort for the manufacture of the ceiling element.
- the insertion of the concrete slab reinforcement is even easier, because the transverse reinforcement bars are also first inserted into the formwork for the concrete slab and then the steel girders with their tips can be inserted into this formwork. whereby the stud bolts are pushed between the reinforcing bars.
- the effort involved in the production of the steel girders themselves is considerably higher.
- difficulties arise when transporting such steel girders alone because they are relatively unstable before they are anchored in the concrete ceiling slab.
- a reinforced concrete ceiling is shown from three ceiling elements, each consisting of a reinforced concrete ceiling slab 1 and two steel beams 2 arranged on the underside of the ceiling slab 1.
- Each of these steel beams 2 consists of a web plate 2a, which is cut straight on its side shown in FIG. 1 below and zigzag-shaped on its side shown in FIG. 1 in such a way that tips such as 2c are formed, between which recesses such as 2d are located.
- Such a cut can be made in such a way that two web plates, such as 2a, are created from a sheet metal strip of the desired width or a corresponding wide flat steel, which are identical to one another.
- a flange 2b is welded, the two ends 2e of which protrude beyond the web plate 2a and lead to the plane of the ceiling plate 1 at 45 ° and are anchored there.
- the anchoring is carried out by means of two round steels, one of which is shown at 2f, and which are welded to both the free ends of the flange parts 2e and to each of the tips 2c.
- the distance between the free ends of the flange parts 2e from the narrow sides of the concrete ceiling slab 1 is evidently greater than the construction height of the ceiling element itself, i.e. the sum of the thickness of the ceiling plate 1 and the free height of the steel beam 2.
- the upper limit for this distance is given by the bending capacity of the ceiling plate 1.
- the ceiling panels 1 are placed on supports 3 in the vicinity of their narrow sides, in the exemplary embodiment shown the upper edges of two load-bearing walls.
- the attachment there is carried out in the usual way.
- a space clearly remains, so that, as can best be seen in FIG. 2, an installation street 4 is created which is freely accessible from below.
- a ceiling opening 6 can be connected to a vertical installation line 8 by a line 7 which, as can best be seen in FIG. 1, can have an arbitrarily large diameter without changing the construction height of the ceiling.
- the line 7, as also shown in FIG. 2 can run between the steel beams 2 through an installation line 5 which remains free between the steel beams 2.
- Weaker installation lines can be carried out in the manner not shown through the recesses between the tips 2c of the steel beams 2, which under certain circumstances can shorten the line routing.
- the ceiling element according to the invention behaves in the central area like a composite girder, ie the concrete ceiling slab 1 absorbs compressive forces as the upper chord, while the steel girder 2 absorbs tensile forces as well as shear forces between the tensile and compression belt.
- all forces are absorbed only by the concrete ceiling slab or its reinforcement and then introduced into the flange 2b of the steel beam 2 at a distance from the supports 3 via the flange ends 2e.
- the procedure is such that after welding the flange 2b 'to the web plate 2a, the two round steels 2f are welded to the flange ends 2e and the web tips 2c.
- a slab formwork is then prepared to the extent that the longitudinal reinforcement is inserted and the transverse reinforcement in the upper part of the slab 1, then the beam 2 is used in the manner shown, so that the tips 2c penetrate to about half the depth of the formwork .
- the transverse reinforcements in the lower part of the slab are then pushed through the recesses between the tips 2c and then the formwork is poured with concrete in the usual way.
- a ceiling plate 1 ' is also provided, as is a steel beam 2', which, however, in this embodiment is half of a double-T beam, the web of which is cut open in a zigzag shape, so that again peaks like 2c 'arise, between which recesses remain open.
- a steel beam 2' which, however, in this embodiment is half of a double-T beam, the web of which is cut open in a zigzag shape, so that again peaks like 2c 'arise, between which recesses remain open.
- T-profiles 9 are welded, which run at about 45 ° to the ceiling plate 1'.
- Head bolt dowels 10 are welded to the tips 2c 'and the free ends of the profiles 9, respectively.
- the production of the actual ceiling element is carried out analogously to the production in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, but in this embodiment all reinforcing bars for the ceiling slab 1 ', which are indicated in FIGS. 4 and 5 at 11, can be used in the Ceiling slab formwork are inserted before the girder with its tips 2c 'and the stud bolts 10 welded to them are inserted into the formwork, since the stud bolts 10 fit easily between the transverse reinforcing bars, as can best be seen in FIG. 4.
- the embodiment according to FIGS. 6-8 differs from that according to FIGS. 3 to 5 in two points.
- the steel beam 2 "in this embodiment consists of a T-profile 12 and a round steel 13 welded onto the upper edge of its web, which, as shown, is bent in a zigzag shape;
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein vorgefertigtes Deckenelement für Gebäudedecken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Es sind verschiedene Arten von solchen Decken bekannt. Die Stahlträger bei diesen bekannten Deckenelementen erstrecken sich über die ganze Länge des Deckenelementes (GB-PS 925 236; "Merkblatt 115" der Beratungsstelle für Stahlverwendung, Düsseldorf, Seite 15; DIN 1045).
- Diese bekannten Deckenelemente und die daraus aufgebauten Gebäudedecken haben vor allem den Nachteil, daß Installationsleitungen auf der Baustelle unter erheblichem Arbeitsaufwand durch öffnungen in den Trägern durchgeführt werden müssen. Darüber hinaus sind die Abmessungen von solchen Installationsleitungen durch die Konstruktionshöhe begrenzt. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein vorgefertigtes Deckenelement für Gebäudedecken verfügbar zu machen, bei denen Installationsleitungen frei von unten her verlegt werden können, mit anderen Worten, es sollen Installations= trassen frei bleiben, über die alle Stellen der Decke erreicht werden können, ferner soll die Konstruktionshöhe den Durchmesser von Installationsleitungen nicht beschränken und der Materialaufwand zur Herstellung minimal gehalten werden.
- Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst.
- Ein erfindungsgemäßes Deckenelement wird jeweils an dem vom Stahlträger freien Ende auf ein Auflager, beispielsweise die Oberseite einer tragenden Wand, aufgelegt. Aufgrund des Abstandes des Endes des Stahlträgers von der Schmalseite bleibt zwischen der Innenseite des Auflagers und dem benachbarten Ende des in Längsrichtung des Deckenelementes verlaufenden Stahlträgers ein freier Raum, so daß an dieser Stelle eine quer zur Längsrichtung der Deckenelemente und der zugehörigen Stahlträger verlaufende Installationstrasse entsteht. Zwischen den in Längsrichtung verlaufenden Stahlträgern bleiben ebenfalls Installationstrassen frei. Diese Installationstrassen sind bei montierter Decke von unten frei zugänglich, so daß beliebige Installationsleitungen ohne weiteres verlegt werden können.
- Die Konstruktionshöhe der Decke kann minimal gewählt werden, ohne den zulässigen Durchmesser von zu verlegenden Installationsleitungen zu begrenzen, ebenso wie der Materialaufwand, da die Decke im wesentlichen nur aus der relativ dünnen Beton-Deckenplatte und dem mit vielen Aussparungen versehenen Träger besteht.
- Der Stahlträger hatte bei einem bekannten Deckenelement (GB-PS 925 236) die Form eines Gitterträgers; stattdessen werden derzeit die in den Ansprüchen 2 und 3 gekennzeichneten Formen bevorzugt. Zur Verankerung der Spitzen des Stahlträgersteges stehen ebenfalls verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Bei der in Anspruch 4 gekennzeichneten Möglichkeit ergibt sich eine einfache Fertigung des Trägers selbst, verbunden mit einem erträglichen Aufwand zur Herstellung des Deckenelementes.
- Bei der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 ist das Einlegen der Beton-Deckenplatten-Bewehrung demgegenüber noch einfacher, weil auch die querverlaufenden Bewehrungseisen zunächst in die Schalung für die Beton-Deckenplatte eingelegt und danach die Stahlträger mit ihren Spitzen in diese Schalung eingeführt werden können, wobei die Kopfbolzendübel zwischen die Bewehrungseisen geschoben werden. Hierbei ist jedoch der Aufwand bei der Herstellung der Stahlträger selbst wesentlich höher, darüber hinaus ergeben sich Schwierigkeiten beim Transport solcher Stahlträger allein, weil diese vor ihrer Verankerung in der Beton-Deckenplatte relativ instabil sind.
- Wenn die erfindungsgemäßen Deckenelemente vorgeferti.gt werden, ist es im allgemeinen nicht möglich, speziell auf die gewünschte Länge der Deckenelemente abgestimmte Stahlträger zu verwenden, d. h. solche, bei denen die Abstände der Stahlträgerstegspitzen so bemessen sind, daß jeweils im gewünschten Abstand von den Schmalseiten der Beton-Deckenplatte eine Spitze in der Beton-Deckenplatte verankert werden kann. Bei einem bekannten Deckenelement (GB-PS 925 236) ist an den Enden des Stahlträgers jeweils ein unter einem spitzen Winkel zur Beton-Deckenplatte verlaufendes Zugelement befestigt, dessen freies Ende in der Beton-Deckenplatte verankert ist. Bei einem erfindungsgemäßen Deckenelement wird diese Konstruktion gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 6 abgewandelt, deren spezielle Ausgestaltungen in Ansprüchen 7 und 8 gekennzeichnet sind. Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigen:
- Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Deckenelement nach dem Auflegen auf zwei Auflager;
- Fig. 2 eine Untersicht einer Gebäudedecke aus drei Deckenelementen nach Fig. 1;
- Fig. 3 Details einer zweiten Ausführungsform eines Deckenelementes nach der Erfindung;
- Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 3;
- Fig. 5. ein Detail der Ausführungsform nach Fig. 3;
- Fig. 6 einen Teil-Schnitt ähnlich Fig. 3 durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung;
- Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 6; und
- Fig. 8 ein Detail eines Deckenelementes nach Fig. 6.
- In Fig. 1 und 2 ist eine Stahlbetondecke aus drei Deckenelementen dargestellt, die jeweils aus einer Stahlbeton-Deckenplatte 1 und zwei auf der Unterseite der Deckenplatte 1 angeordneten Stahlträgern 2 bestehen. Jeder dieser Stahlträger 2 besteht aus einem Stegblech 2a, das auf seiner in Fig. 1 unten dargestellten Seite gerade und auf seiner in Fig. 1 oben dargestellten Seite zickzackförmig geschnitten ist, derart, daß Spitzen wie 2c gebildet werden, zwischen denen sich Ausnehmungen wie 2d befinden. Ein solcher Schnitt kann in der Weise geführt werden, daß aus einem Blechband der gewünschten Breite oder einem entsprechenden Breitflachstahl zwei Stegbleche wie 2a entstehen, die einander gleich sind. Auf der geraden Seite des Stegbleches 2a ist ein Flansch 2b angeschweißt, dessen beide Enden 2e über das Stegblech 2a hinausstehen und unter 45° zur Ebene der Deckenplatte 1 zu dieser führen und dort verankert sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verankerung mittels zweier Rundstähle, von denen einer bei 2f dargestellt ist, und die sowohl an die freien Enden der Flanschteile 2e als auch an jede der Spitzen 2c angeschweißt sind.
- Der Abstand der freien Enden der Flanschteile 2e von den Schmalseiten der Beton-Deckenplatte 1 ist ersichtlich größer als die Konstruktionshöhe des Deckenelementes selbst, d.h. die Summe aus Dicke der Deckenplatte 1 und freier Höhe des Stahlträgers 2. Die obere Grenze für diesen Abstand ist durch die Biegetragfähigkeit der Deckenplatte 1 gegeben.
- Die Deckenplatten 1 sind, wie am besten in Fig. 1 erkennbar ist, in der Nachbarschaft ihrer Schmalseiten auf Auflager 3 aufgelegt, im dargestellten Ausführungsbeispiel den Oberkanten von zwei tragenden Wänden. Die Befestigung dort erfolgt in üblicher Weise. Zwischen den Innenseiten der Wände 3 und den Enden 2e des Stahlträgers 2 bleibt ersichtlich ein Zwischenraum frei, so daß, wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, eine Installationstrasse 4 entsteht, die frei von unten zugänglich ist. Nach der Deckenmontage kann eine Deckenöffnung 6 mit einer Vertikalinstallationsleitung 8 durch eine Leitung 7 verbunden werden, die, wie am besten in Fig. 1 erkennbar ist, einen beliebig großen Durchmesser haben kann, ohne die Konstruktionshöhe der Decke zu verändern. Zwischen den Stahlträgern 2 kann die Leitung 7, wie ebenfalls in Fig. 2 dargestellt, durch eine Installationstrasse 5 verlaufen, die zwischen den Stahlträgern 2 frei bleibt. Schwächere Installationsleitungen können innichtdargestellter Weise durch die Ausnehmungen zwischen den Spitzen 2c der Stahlträger 2 durchgeführt werden, wodurch unter Umständen Verkürzungen der-Leitungsführung möglich sind.
- Hinsichtlich der mechanischen Beanspruchung verhält sich das erfindungsgemäße Deckenelement im mittleren Bereich wie ein Verbundträger, d.h. die Beton-Deckenplatte 1 nimmt als Obergurt Druckkräfte auf, während der Stahlträger 2 als Untergurt Zugkräfte sowie Schubkräfte zwischen Zug- und Druckgurt aufnimmt. Im Bereich der Installationstrasse 4 werden alle Kräfte nur von der Beton-Deckenplatte bzw. deren Bewehrung aufgenommen und dann im Abstand von den Auflagern 3 über die Flanschenden 2e in den Flansch 2b des Stahlträgers 2 eingeleitet.
- Bei der Herstellung eines Deckenelementes nach Fig. 1 und 2 wird in der Weise vorgegangen, daß nach dem Anschweißen des Flansches 2b'an das Stegblech 2a die beiden Rundstähle 2f an die Flanschenden 2e und die Stegspitzen 2c angeschweißt werden. Eine Deckenplatten-Schalung wird dann insoweit vorbereitet, als die Längsbewehrung eingelegt wird sowie die Querbewehrung im später oberen Teil der Deckenplatte 1, anschließend wird der Träger 2 in der dargestellten Weise eingesetzt, derart, daß die Spitzen 2c etwa bis zur halben Tiefe der Schalung eindringen. Anschließend werden die Querbewehrungen im unteren Teil der Decke durch die Ausnehmungen zwischen den Spitzen 2c durchgeschoben und danach die Schalung mit Beton in üblicher Weise ausgegossen.
- -Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 bis 5 ist ebenfalls eine Deckenplatte 1' vorgesehen sowie ein Stahlträger 2', bei dem es sich jedoch bei dieser Ausführungsform um eine Hälfte eines Doppel-T-Trägers handelt, dessen Steg zickzackförmig aufgeschnitten ist, so daß wieder Spitzen wie 2c' entstehen, zwischen denen Ausnehmungen offen bleiben. An den beiden Enden des Stahlträgers 2' sind zwei T-Profile 9 angeschweißt, die etwa unter 45° zur Deckenplatte 1' verlaufen. An den.Spitzen 2c' und den freien Enden der Profile 9 sind jeweils Kopfbolzendübel 10 angeschweißt.
- Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Fertigung des eigentlichen Deckenelementes analog zu der Fertigung bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2, jedoch können bei dieser Ausführungsform sämtliche Bewehrungseisen für die Deckenplatte 1', die in Fig. 4 und 5 bei 11 angedeutet sind, in die Deckenplattenschalung eingelegt werden, ehe der Träger mit seinen Spitzen 2c' und den daran angeschweißten Kopfbolzendübeln 10 in die Schalung eingesetzt wird, da die Kopfbolzendübel 10 ohne weiteres zwischen die querlaufenden Bewehrungseisen passen, wie am besten aus Fig. 4 erkennbar ist.
- Die Ausführungsform nach Fig. 6-8 unterscheidet sich von der nach Fig. 3 bis 5 in zwei Punkten. Der Stahlträger 2" besteht bei dieser Ausfuhrungsform aus einem T-Profil 12 und einem auf dessen Stegoberkante aufgeschweißten Rundstahl 13, der, wie dargestellt, zickzackförmig gebogen ist;
- im übrigen ist der Aufbau der gleiche wie bei dem Stahlträger 2' der Ausführungsform nach Fig. 3 bis 5. An den Enden, von denen in Fig. 6 nur eines dargestellt ist,sind bei dieser Ausführungsform Stegbleche 14 vorgesehen, die an das T-Profil 12 angeschweißt sind, zusätzlich aber auch an den Rundstahl 13 angeschweißt sein können, und deren vom Stahlträger 2" weg weisende Seite unter etwa 450 zur Deckenplatte 1" verläuft. Diese Stegbleche 14 sind in der gleichen Weise in der Deckenplatte 1" verankert wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3 bis 5.
- Andere Verankerungsmöglichkeiten sowohl für die Spitzen 2c, 2c' der Stahlträger 2, 2' und 2" sowie der jeweiligen Enden 2e, 9 bzw. 14 in der Deckenplatte 1, 1' bzw. 1" sind bekannt und brauchen deshalb nicht näher erläutert zu werden, dazu gehören beispielsweise Verstärkungen der Verankerungen mittels Kopfbolzendübeln durch Stahldrahtwendel.
- Es wurde bereits erwähnt, daß durch die Ausnehmungen zwischen den Stegspitzen 2c etc. Leitungen hindurchgeführt werden können, um die Leitungswege zu verkürzen. Das gilt jedoch auch dann, wenn, wie das bei größeren Deckenöffnungen für Treppen, Aufzüge, Schächte usw. erforderlich ist, Auswechselträger eingesetzt werden müssen. Diese können an jeder Stelle des Stahlträgers 2 bzw. 2' angeschlossen werden, da der verbleibende Steg von jeder Stelle aus die einzuleitende Kraft auf den Knoten überträgt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 bis 8 wird das gleiche erreicht, indem im Bereich der Anschlußstelle des Auswechselträgers ein Stegblech von der Länge einer Welle des zickzackförmig gebogenen Rundeisens 13 angebracht wird; dieses Rlech überträgt die Kraft des Auswechselträgers auf die Knoten des Stahlträgers 2". Es ist jedoch auch möglich, die Auswechselträger in derselben Weise in die Ausnehmungen wie 2d einzuschieben wie Leitungen.
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