EP3225759B1 - Anschlussbauteil zur wärmeentkopplung von vertikal verbundenen gebäudeteilen - Google Patents

Anschlussbauteil zur wärmeentkopplung von vertikal verbundenen gebäudeteilen Download PDF

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EP3225759B1
EP3225759B1 EP17160994.4A EP17160994A EP3225759B1 EP 3225759 B1 EP3225759 B1 EP 3225759B1 EP 17160994 A EP17160994 A EP 17160994A EP 3225759 B1 EP3225759 B1 EP 3225759B1
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EP
European Patent Office
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connection component
compression element
outer casing
connection
pressure
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Schoeck Bauteile GmbH
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Schoeck Bauteile GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/003—Balconies; Decks
    • E04B1/0038—Anchoring devices specially adapted therefor with means for preventing cold bridging
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B2001/7679—Means preventing cold bridging at the junction of an exterior wall with an interior wall or a floor

Definitions

  • the present invention relates to a connection component for the load-bearing, vertical connection of building parts, which has a heat-insulating base body with two opposing contact surfaces for connection to the building parts and at least one pressure element inserted into the heat-insulating base body and penetrating from one contact surface to the other.
  • load-bearing components are often made from reinforced concrete structures.
  • such parts of the building can be provided with external thermal insulation.
  • the ceiling between the basement, such as the basement or underground car park, and the ground floor is often equipped on the basement side with thermal insulation attached to the ceiling.
  • This is usually achieved in that the floor slab is monolithically connected to the load-bearing columns and outer walls with continuous reinforcement.
  • this creates thermal bridges that are difficult to remove by adding thermal insulation from the outside.
  • the upper section of the load-bearing concrete columns facing the floor slab is also often sheathed with thermal insulation. This is not only complex and visually less appealing, but also leads to unsatisfactory building physics results and also reduces the parking space available in the underground car park.
  • the wall element has a pressure-resistant support structure with insulating elements arranged in the spaces.
  • the supporting structure can for example consist of a lightweight concrete.
  • Such a wall element is used for the thermal insulation of brick exterior walls, for example by using it like a conventional brick as the first stone layer of the load-bearing exterior wall above the basement ceiling.
  • An insulating stone is also from the DE 297 14 081 U1 known. There is an insulating body between two plates. Pressure elements made of fiber-reinforced concrete keep the panels at a distance. The insulating stone is intended for masonry walls that are to be thermally insulated against a ceiling or floor slab.
  • a pressure force-transmitting and insulating connection element which is used for the vertical, load-bearing connection of building parts to be made from concrete. It consists of an insulating body with one or more pressure elements embedded in it. Shear force reinforcement elements run through the pressure elements and extend essentially vertically over the top and bottom of the insulation body for connection to the building parts to be constructed from concrete.
  • the insulation body can be made, for example, from foam glass or expanded polystyrene rigid foam and the pressure elements from concrete, fiber-reinforced concrete or fiber-reinforced plastic.
  • One object of the present invention is to provide a heat-insulating connection component with an internal pressure element in which, on the one hand, the load-bearing capacity and reliability are improved, and which, on the other hand, is simple and inexpensive to manufacture.
  • the invention provides that the pressure element is at least partially made of a pourable, hardening material, in particular concrete, and at least partially has an outer casing made of a sleeve made of steel or a fiber-reinforced composite material, the outer casing of the Pressure element is recessed in the area of opposite end surfaces of the pressure element serving for pressure introduction. This improves the connection of the pressure element to the parts of the building to be constructed from concrete above and below and the introduction of the load-bearing forces into the pressure element via its end faces.
  • the outer casing made of a tensile strength material increases the load-bearing capacity of such pressure elements considerably, since it prevents deformation due to the lateral expansion of the pressure-stable core under compression, which can ultimately lead to the pressure element bursting.
  • any deterioration in the physical properties of the building in terms of increased thermal conductivity of the outer casing is overcompensated for by increasing the load-bearing capacity of such a pressure element.
  • the outer casing as permanent formwork in the production of the pressure element, in that it is filled with the material of the pressure element, for example high-strength concrete. This also creates an intimate connection between the concrete core and the cladding.
  • a reinforcement part in particular a reinforcement bar, extending beyond the pressure element in the longitudinal direction of the pressure element on both sides can be attached to the outer casing.
  • a reinforcing bar which protrudes beyond the contact surfaces of the connecting component, is connected or connected to the reinforcement of the building parts to be constructed from concrete above and below during the installation of the connecting component and thus enables it a continuous reinforcement situation between a vertical part of the building, such as a column, and a horizontal part of the building carried by this, such as a floor.
  • reinforcing bars run through the pressure element or elements. Since the cross-section of the pressure elements should be kept as small as possible for reasons of building physics, the external fastening of the reinforcing rods according to the invention to the outer casing of the pressure elements proves to be advantageous. By sheathing the pressure elements with a tensile strength material, their load-bearing capacity is increased, so that on the other hand the cross-section of the pressure elements can be reduced with the same load-bearing capacity.
  • the reinforcing bars designed for tensile and / or transverse forces were to be laid through the pressure-resistant material of the pressure elements, there would be potential weak points in the structure of the pressure elements and their load-bearing capacity would be reduced.
  • the external attachment of reinforcing bars to the pressure elements enables separate optimization on the one hand of the static properties of the pressure elements and, on the other hand, of the design of the reinforcement bars.
  • the external fastening of the reinforcing bars to the outer casing of the pressure elements considerably simplifies their manufacture.
  • the pressure elements can initially be produced without reinforcing bars by pouring an outer casing serving as a lost formwork, and then the reinforcing bars can be attached to this, for example by a welded connection in the case of stainless steel.
  • High-strength concrete of a strength class corresponding to C55 / 67 or LC55 / 60 or higher is particularly suitable as a printable material for the production of the pressure elements.
  • High-strength concrete is inexpensive to manufacture, reliable and has a high load-bearing capacity.
  • the reinforcing bars are also preferably made of stainless steel, at least in the area of the pressure elements. At a certain distance above and below the pressure elements, which corresponds to at least a concrete cover required for corrosion protection reasons, the reinforcing bars can consist of conventional structural steel, which can be welded to the middle section made of stainless steel.
  • the sheathing can also be made from a fiber composite material such as GRP. In this case, it is also possible in particular to laminate a reinforcement element, which can also be made of GRP or alternatively of stainless steel, into the sheathing when it is manufactured.
  • the pressure element for a connection component according to the invention can preferably be designed in the shape of a cylinder, prism, truncated cone or truncated pyramid.
  • a heat-insulating connection component which are primarily used for the vertical, load-bearing connection of supports in the basement area to the building parts above, such as a floor ceiling.
  • a column is understood to be a vertical part of a building that receives and transfers loads mainly in the direction of its longitudinal axis.
  • the DIN standard 1041/1 defines a column as a rod-shaped compression member, the larger cross-sectional dimension of which, in contrast to a wall, does not exceed four times the smaller dimension.
  • the connection components described can also be used to connect a supporting wall to the building structure above, in particular a floor ceiling above.
  • Figure 1 shows a cuboid base body 1 made of heat-insulating material.
  • a mineral insulation material, a wood wool multi-layer insulation material, an expanded polystyrene hard foam (EPS, XPS) or foam glass can be considered as the heat insulating material.
  • the base body 1 thus consists of non-load-bearing material and is used for heat decoupling between the building parts to be constructed below and above.
  • the upper side 1a of the base body 1 serves as a contact surface for a floor slab to be created above it.
  • the bottom 1b serves as a contact surface and termination for a load-bearing part of the building underneath, such as a column.
  • a total of eight individual pressure elements 2 are used in the heat-insulating base body 1, each of which essentially extends from the upper to the lower contact surface and serves to absorb the load-bearing forces of a floor slab above and divert the load-bearing forces into the support below.
  • the individual printing elements 2 are cylindrical.
  • the base body 1 and the pressure elements 2 inserted therein are shown separately in the manner of an exploded drawing.
  • the pressure elements 2 each consist of high-performance concrete with a compressive strength> 50 N / mm 2 , preferably ultra-high-strength concrete (UHPC) with a compressive strength of> 150 N / mm 2 .
  • the individual pressure elements 2 are also each provided with an outer casing 3 in the form of a sleeve made of stainless steel.
  • the stainless steel sleeves 3 serve on the one hand during production as permanent formwork by pouring them with the high-performance concrete, on the other hand they increase the load-bearing capacity and compressive strength of the individual pressure elements 2 by causing deformation of the concrete core when the pressure element is compressed, for example by sideways "evasion" of the material impede.
  • the individual pressure elements 2 are therefore able to absorb the load-bearing forces on the connection component and to pass them on to the support below.
  • the cross-sectional area of the individual pressure elements 2 which is considerably reduced compared to the base area of the entire connection component including the heat-insulating base body 1 or compared to the corresponding base area of the support located underneath, leads to a considerable reduction in the thermal conductivity of the connection component as a whole.
  • the insulating base body 1 with its heat-insulating properties ensures heat decoupling between the building parts.
  • FIG 3 a single pressure element 2 with its outer stainless steel sleeve 3 and the pressure-resistant filling made of high-performance concrete 4 is shown separately.
  • any other geometric shapes such as prism, truncated cone or truncated pyramid shape can also be selected.
  • a barrel-like shape or a shape that tapers towards the center can also be considered.
  • FIG Figure 4 A variant of a cylindrical individual pressure element 2 'is shown in FIG Figure 4 shown.
  • a pressure-resistant base body 4 made of high-performance concrete with an outer casing 3 'made of a tensile material such as stainless steel is provided.
  • the casing 3 ' is cut out in the end regions 5, ie at the upper and lower ends of the pressure-resistant concrete core 4. This ensures a better connection with the fresh concrete of the parts of the building to be constructed or constructed above and below the connection component.
  • the end regions 5 in the second exemplary embodiment can extend, for example, over the upper and lower 5 mm of the individual printing element.
  • the typical height of an individual pressure element 2 or 2 ' corresponds to the thickness of a provided insulation layer between 8 and 20 cm, preferably between 10 and 15 cm.
  • the individual printing elements 2, 2 ' can also protrude slightly above the heat-insulating base body 1, i.e. the height of the individual printing elements 2, 2' can be slightly greater than the thickness of the base body 1 or a damping layer to be attached below a floor. This overhang can be advantageous when connecting the individual printing elements to the parts of the building to be created above or below.
  • this protrusion primarily relates to the end regions 5 of the individual printing elements 2 '.
  • the upper and lower end surfaces can also be arched, for example concave or convex. This also makes it possible, on the one hand, to improve the connection to the building parts to be constructed above or below it, and on the other hand, a certain flexibility at the connection points can be achieved through a corresponding curvature of the connection surfaces of the individual pressure elements 2, 2 ' which ensure a better introduction of the load-bearing forces and, in particular, compensation for a bearing rotation on an overlying floor due to deformation or settlement in the building.
  • FIG Figure 5 Another embodiment of a single printing element 2 is shown in FIG Figure 5 shown.
  • This has a pressure-stable, cast core 4 made of high-performance concrete and a sleeve-shaped outer casing 3 made of stainless steel.
  • Two reinforcing bars 6 are welded to the sides of the stainless steel jacket 3.
  • only one reinforcement bar per pressure element can be provided, or more than two reinforcement bars can be attached to a pressure element, depending on its size.
  • only a part of the pressure elements can be equipped with reinforcing bars.
  • the reinforcing bars 6 extend beyond the upper and lower contact surfaces and serve to connect to the reinforcement of the building parts to be created above and below.
  • the connection component is built into a formwork for a part of the building to be created, such as a support, and the reinforcing bars 6 are connected to the reinforcement of the part of the building, for example by means of tie wire.
  • the formwork is then filled with fresh concrete and this compacted. After the concrete of the support has set, the construction of a floor above the connecting component can be continued in a manner known per se.
  • connection component achieves thermal decoupling of the building parts located above and below
  • reinforcement can be guided from a support below to the floor above and thus the support and floor slab can be monolithically connected to one another.
  • connection component can be designed in different dimensions such as 25 x 25 cm or 30 x 30 cm. As already described, the height of the connection component typically corresponds to the thickness of the insulation material layer provided and can, if necessary, protrude a few millimeters, for example 5 mm, beyond the insulating base body 1.
  • a connection component can either have a single pressure element or, as shown in the exemplary embodiments, several individual pressure elements. Such a connection component can be used individually for a support. In the case of higher loads, several connection components can also be combined for a larger column.
  • one or more connection components according to the invention can be used as the upper termination of a load-bearing wall below a floor.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anschlussbauteil zur lastabtragenden, vertikalen Verbindung von Gebäudeteilen, welches einen wärmedämmenden Grundkörper mit zwei gegenüberliegenden Anlageflächen zum Anschluss an die Gebäudeteile und mindestens ein in den wärmedämmenden Grundkörper eingesetztes und diesen von der einen bis zur anderen Anlagefläche durchdringendes Druckelement aufweist.
  • Im Hochbau werden tragende Bauteile häufig aus mit einer Bewehrung versehenen Betonkonstruktionen erstellt. Aus energetischen Gründen können solche Gebäudeteile mit einer von außen angebrachten Wärmedämmung versehen werden. Insbesondere die Geschossdecke zwischen Tiefgeschoss, wie beispielsweise Keller oder Tiefgarage, und Erdgeschoss wird häufig auf der Tiefgeschossseite mit einer deckenseitig angebrachten Wärmedämmung ausgerüstet. Hierbei ergibt sich die Schwierigkeit, dass die tragenden Gebäudeteile, auf denen das Gebäude ruht, wie etwa Stützen und Außenwände, in lastabtragender Weise mit den darüber befindlichen Gebäudeteilen, insbesondere der Geschossdecke, verbunden sein müssen. Dies wird in der Regel dadurch erreicht, dass die Geschossdecke bei durchgehender Bewehrung monolithisch mit den tragenden Stützen und Außenwänden verbunden wird. Hierdurch entstehen jedoch Wärmebrücken, die sich nur schlecht durch eine nachträglich von außen angebrachte Wärmedämmung beseitigen lassen. In Tiefgaragen wird beispielsweise häufig der obere, zur Geschossdecke weisende Abschnitt der tragenden Betonstützen ebenfalls mit einer Wärmedämmung ummantelt. Dies ist nicht nur aufwendig und optisch weniger ansprechend, sondern führt auch zu unbefriedigenden bauphysikalischen Ergebnissen und vermindert zudem den in der Tiefgarage verfügbaren Parkraum.
  • Aus der Schrift DE 101 06 222 A1 ist ein mauersteinförmiges Wandelement zur Wärmeentkopplung zwischen Wandteilen und Boden- und/oder Deckenteilen beschrieben. Das Wandelement besitzt eine druckfeste Tragstruktur mit in den Zwischenräumen angeordneten Isolierelementen. Die Tragstruktur kann beispielsweise aus einem Leichtbeton bestehen. Ein solches Wandelement dient zur Wärmedämmung gemauerter Außenwände, indem es beispielsweise wie ein herkömmlicher Mauerstein als erste Steinschicht der tragenden Außenwand oberhalb der Kellerdecke eingesetzt wird.
  • Ein Isolierstein ist außerdem aus der DE 297 14 081 U1 bekannt. Zwischen zwei Platten befindet sich ein Isolierkörper. Druckelemente aus Faserbeton halten die Platten auf Abstand. Der Isolierstein ist für gemauerte Wände gedacht, die gegen eine Decken- oder Bodenplatte thermisch gedämmt werden sollen.
  • Daneben sind aus den Dokumenten EP 1 225 282 A2 , WO 2008/113347 A2 , EP 1 892 344 A1 und EP 2 354 343 A1 Bauelemente für Kragplattenanschlüsse bekannt, welche horizontal eingebaut werden und über Zugstäbe und Druckelemente die Last eines frei auskragenden Anbauteils wie etwa eines Balkons über eine Isolierfuge hinweg übertragen. Dabei offenbart das Dokument WO 2008/113347A2 ein Anschlussbauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der Schrift EP 2 405 065 A1 ist ein Druckkraft übertragendes und isolierendes Anschlusselement bekannt, welches zur vertikalen, lasttragenden Verbindung von aus Beton zu erstellenden Gebäudeteilen zum Einsatz kommt. Es besteht aus einem Isolationskörper mit einem oder mehreren darin eingebetteten Druckelementen. Durch die Druckelemente verlaufen Querkraftbewehrungselemente, die sich zum Anschluss an die aus Beton zu erstellenden Gebäudeteile im Wesentlichen vertikal über die Oberseite und die Unterseite des Isolationskörpers hinaus erstrecken. Der Isolationskörper kann beispielsweise aus Schaumglas oder expandiertem Polystyrol-Hartschaum und die Druckelemente aus Beton, Faserbeton oder Faserkunststoff hergestellt werden.
  • Das Funktionsprinzip eines solchen wärmedämmenden Anschlusselements mit innenliegenden Druckelementen besteht somit darin, die Auflagefläche zwischen den Gebäudeteilen zu verringern, um einen Wärmeübertrag zu reduzieren. Eine solche flächenreduzierte bzw. punktuelle Krafteinleitung von einer horizontalen Gebäudestruktur in eine diese tragende vertikale Gebäudestruktur über einzelne Druckelemente stellt hohe Anforderungen an die Stabilität und Tragfähigkeit der Druckelemente.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein wärmedämmendes Anschlussbauteil mit innenliegendem Druckelement anzugeben, bei dem einerseits die Tragfähigkeit und Zuverlässigkeit verbessert ist, welches andererseits einfach und kostengünstig in der Herstellung ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
  • Bei einem Anschlussbauteil der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Druckelement zumindest teilweise aus einem gießfähigen, aushärtendem Werkstoff, insbesondere Beton, gefertigt ist und zumindest abschnittsweise eine äußere Ummantelung aus einer Hülse aus Stahl oder einem faserverstärktem Verbundwerkstoff aufweist, wobei die äußere Ummantelung des Druckelements im Bereich gegenüberliegender, zur Druckeinleitung dienender Endflächen des Druckelements ausgespart ist. Hierdurch wird die Anbindung des Druckelements an die darüber und darunter aus Beton zu erstellenden Gebäudeteile und die Einleitung der Tragkräfte in das Druckelement über dessen Endflächen verbessert.
  • Die Herstellung des Druckelements aus einem gießfähigen, aushärtenden Werkstoff vereinfacht einerseits die Herstellung und führt andererseits, je nach verwendetem Werkstoff wie etwa hochfestem Beton, zu äußerst druckstabilen Bauteilen. Die äußere Ummantelung aus einem zugfesten Werkstoff erhöht die Tragfähigkeit derartiger Druckelemente erheblich, da sie eine Verformung durch seitliche Aufweitung des druckstabilen Kerns unter Kompression, die schließlich zum Zerbersten des Druckelements führen kann, verhindert.
  • Eine etwaige Verschlechterung der bauphysikalischen Eigenschaften im Hinblick auf eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit der äußeren Ummantelung wird durch die Erhöhung der Tragfähigkeit eines derartigen Druckelements überkompensiert. Insbesondere ist es vorteilhaft, die äußere Ummantelung als verlorene Schalung bei der Herstellung des Druckelements zu verwenden, indem diese mit dem Werkstoff des Druckelements, also beispielsweise hochfestem Beton, ausgegossen wird. Hierdurch entsteht zudem eine innige Verbindung zwischen Betonkern und Ummantelung.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann an der äußeren Ummantelung ein sich in Längsrichtung des Druckelements beiderseitig über dieses hinaus erstreckendes Bewehrungsteil, insbesondere ein Bewehrungsstab, befestigt werden. Ein solcher Bewehrungsstab, der über die Anlageflächen des Anschlussbauteils hinaus steht, wird beim Einbau des Anschlussbauteils an die Bewehrung der darüber und darunter aus Beton zu erstellenden Gebäudeteile angeschlossen bzw. mit dieser verbunden und ermöglicht somit eine durchgehende Bewehrungssituation zwischen einem vertikalen Gebäudeteil, wie etwa einer Stütze, und einem von dieser getragenen, horizontalen Gebäudeteil, wie etwa einer Geschossdecke.
  • Bei dem eingangs beschriebenen, bekannten Anschlusselement verlaufen Bewehrungsstäbe durch das bzw. die Druckelemente. Da aus bauphysikalischen Gründen der Querschnitt der Druckelemente möglichst klein gehalten werden soll, erweist sich die erfindungsgemäße externe Befestigung der Bewehrungsstäbe an der äußeren Ummantelung der Druckelemente als vorteilhaft. Durch die Ummantelung der Druckelemente mit einem zugfesten Werkstoff wird deren Tragfähigkeit erhöht, so dass auf der anderen Seite bei gleicher Tragfähigkeit der Querschnitt der Druckelemente verringert werden kann. Würden in diesem Fall die auf Zug- und/oder Querkräfte ausgelegten Bewehrungsstäbe durch den druckfesten Werkstoff der Druckelemente verlegt, ergeben sich potenzielle Schwachstellen im Gefüge der Druckelemente und deren Tragfähigkeit wäre vermindert. Die externe Befestigung von Bewehrungsstäben an den Druckelementen ermöglicht dagegen eine getrennte Optimierung einerseits der statischen Eigenschaften der Druckelemente, andererseits der Auslegung der Bewährungsstäbe. Darüber hinaus vereinfacht die externe Befestigung der Bewehrungsstäbe an der äußeren Ummantelung der Druckelemente deren Herstellung beträchtlich. So können die Druckelemente zunächst ohne Bewehrungsstäbe durch Ausgießen einer als verlorener Schalung dienenden äußeren Ummantelung hergestellt, und anschließend die Bewehrungsstäbe an dieser befestigt werden, beispielsweise durch eine Schweißverbindung im Falle von Edelstahl.
  • Als druckfähiger Werkstoff zur Herstellung der Druckelemente eignet sich besonders hochfester Beton einer Festigkeitsklasse entsprechend C55/67 bzw. LC55/60 oder höher. Hochfester Beton ist kostengünstig in der Herstellung, zuverlässig und bietet eine hohe Tragfähigkeit.
  • Als Ummantelung für das Druckelement kann eine Hülse aus Stahl, vorzugsweise nicht rostendem Stahl, dienen, welche mit hochfestem Beton ausgegossen wird. An diese können anschließend in der vorstehend beschriebenen Weise Bewährungsstäbe angeschweißt werden. Auch die Bewehrungsstäbe bestehen vorzugsweise, zumindest im Bereich der Druckelemente, aus nichtrostendem Stahl. In einem gewissen Abstand oberhalb und unterhalb der Druckelemente, welcher zumindest einer aus Korrosionsschutzgründen geforderten Betonüberdeckung entspricht, können die Bewehrungsstäbe dagegen aus herkömmlichem Baustahl bestehen, der an den mittleren Abschnitt aus nichtrostendem Stahl angeschweißt sein kann. Alternativ kann die Ummantelung auch aus einem Faserverbundwerkstoff wie etwa GFK hergestellt sein. Hierbei ist es insbesondere auch möglich, ein Bewehrungselement, welches ebenfalls auf GFK, alternativ aus nichtrostendem Stahl sein kann, bei der Herstellung der Ummantelung in diese mit einzulaminieren.
  • Das Druckelement für ein erfindungsgemäßes Anschlussbauteil kann vorzugsweise zylinder-, prismen-, kegelstumpf- oder pyramidenstumpfförmig ausgeführt werden.
  • Weitere Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei zeigt:
    • Figur 1
    eine isometrische Ansicht eines quaderförmigen Anschlussbauteils,
    Figur 2
    eine Explosionszeichnung des wärmedämmenden Grundkörpers und der darin eingesetzten Einzeldruckelemente des Anschlussbauteils aus Figur 1,
    Figur 3
    ein Einzeldruckelement für ein erfindungsgemäßes Anschlussbauteil mit einer Ummantelung als verlorener Schalung,
    Figur 4
    ein Einzeldruckelement, bei dem die Ummantelung in den Endbereichen ausgespart ist, und
    Figur 5
    ein Einzeldruckelement mit extern an dessen äußerer Ummantelung befestigten Bewehrungsstäben.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele für ein wärmedämmendes Anschlussbauteil beschrieben, welches vorrangig zur vertikalen, lastabtragenden Anbindung von Stützen im Untergeschossbereich an die darüberliegenden Gebäudeteile wie etwa eine Geschossdecke Anwendung findet. Unter einer Stütze wird ein vertikales Gebäudeteil verstanden, das Lasten hauptsächlich in Richtung seiner Längsachse aufnimmt und weiterleitet. Die DIN-Norm 1041/1 definiert eine Stütze als stabförmiges Druckglied, dessen größere Querschnittsabmessung in Abgrenzung zu einer Wand das Vierfache der kleineren Abmessung nicht übersteigt. Daneben können die beschriebenen Anschlussbauteile aber auch zum Anschluss einer Stützwand an die darüberliegende Gebäudekonstruktion, insbesondere einer darüberliegenden Geschossdecke, eingesetzt werden.
  • Figur 1 zeigt einen quaderförmigen Grundkörper 1 aus wärmedämmendem Material. Als wärmedämmendes Material kommt beispielsweise ein Mineraldämmstoff, ein Holzwolle-Mehrschichtdämmstoff, ein expandierter Polystyrol-Hartschaum (EPS, XPS) oder Schaumglas in Betracht. Der Grundkörper 1 besteht somit aus nichttragendem Material und dient zur Wärmeentkopplung zwischen den darunter- und darüber zu erstellenden Gebäudeteilen. Die obere Seite 1a des Grundkörpers 1 dient als Anlagefläche für eine darüber zu erstellende Geschossdecke. Die Unterseite 1b dient als Anlagefläche und Abschluss für ein darunter befindliches tragendes Gebäudeteil wie etwa eine Stütze. In den wärmedämmenden Grundkörper 1 sind insgesamt acht Einzeldruckelemente 2 eingesetzt, die sich jeweils im Wesentlichen von der oberen bis zur unteren Anlagefläche erstrecken und zur Aufnahme der Tragkräfte einer darüber lastenden Geschossdecke und Ableitung der Tragkräfte in die darunter befindliche Stütze dienen. Die Einzeldruckelemente 2 sind zylindrisch ausgebildet.
  • In Figur 2 sind der Grundkörper 1 und die darin eingesetzten Druckelemente 2 in der Art einer Explosionszeichnung separat gezeigt. Die Druckelemente 2 bestehen jeweils aus Hochleistungsbeton mit einer Druckfestigkeit > 50 N/mm2, vorzugsweise ultrahochfestem Beton (UHPC) mit einer Druckfestigkeit von > 150 N/mm2. Die Einzeldruckelemente 2 sind zudem jeweils mit einer äußeren Ummantelung 3 in Form einer Hülse aus nicht rostendem Stahl versehen. Die Edelstahlhülsen 3 dienen einerseits bei der Herstellung als verlorene Schalung, indem sie mit dem Hochleistungsbeton ausgegossen werden, andererseits erhöhen sie die Tragfähigkeit und Druckfestigkeit der Einzeldruckelemente 2, indem sie eine Verformung des Betonkerns bei Kompression des Druckelements etwa durch ein seitliches "Ausweichen" des Materials verhindern.
  • Die Einzeldruckelemente 2 sind somit in der Lage, die auf dem Anschlussbauteil lastenden Tragkräfte aufzunehmen und in die darunterliegende Stütze weiterzuleiten. Die im Vergleich zur Grundfläche des gesamten Anschlussbauteils einschließlich des wärmedämmenden Grundkörpers 1 bzw. im Vergleich zu der entsprechenden Grundfläche der darunter befindlichen Stütze erheblich reduzierten Querschnittsfläche der einzelnen Druckelemente 2 führt zu einer erheblichen Verringerung der Wärmeleitfähigkeit des Anschlussbauteils als Ganzem. Ein Wärmeübertrag zwischen einer darunterliegenden Stütze und einer darüber befindlichen Geschossdecke erfolgt im Wesentlichen nur durch die verringerte Querschnittsfläche der Einzeldruckelemente 2. Der isolierende Grundkörper 1 sorgt mit seinen wärmedämmenden Eigenschaften für eine Wärmeentkopplung zwischen den Gebäudeteilen.
  • In Figur 3 ist ein Einzeldruckelement 2 mit seiner äußeren Edelstahlhülse 3 und der druckfesten Füllung aus Hochleistungsbeton 4 separat gezeigt. Neben einer Zylinderform können auch beliebige andere geometrische Formen wie Prismen-, Kegelstumpf- oder Pyramidenstumpfform gewählt werden. Daneben kommt beispielsweise auch eine fassförmige oder sich zur Mitte hin verjüngende Formgebung in Betracht.
  • Eine Variante eines zylindrischen Einzeldruckelementes 2' ist in Figur 4 dargestellt. Auch hier ist ein druckfester Grundkörper 4 aus Hochleistungsbeton mit einer äußeren Ummantelung 3' aus einem zugfesten Werkstoff wie etwa Edelstahl vorgesehen. Wesentlich ist jedoch, dass in den Endbereichen 5, d. h. am oberen und am unteren Ende des druckfesten Betonkerns 4, die Ummantelung 3' ausgespart ist. Dies sorgt für einen besseren Anschlussverbund mit dem Frischbeton der ober- und unterhalb des Anschlussbauteils zu erstellenden bzw. erstellten Gebäudeteile.
  • Die Endbereiche 5 im zweiten Ausführungsbeispiel können sich beispielsweise über die oberen und unteren 5 mm des Einzeldruckelements erstrecken. Die typische Höhe eines Einzeldruckelements 2 bzw. 2' entspricht der Stärke einer vorgesehenen Dämmstoffschicht zwischen 8 und 20 cm, vorzugsweise zwischen 10 und 15 cm. Die Einzeldruckelemente 2, 2' können jeweils auch geringfügig über dem wärmedämmenden Grundkörper 1 hinausstehen, das heißt die Höhe der Einzeldruckelemente 2, 2' kann geringfügig größer sein als die Stärke des Grundkörpers 1 bzw. einer unterhalb einer Geschossdecke anzubringenden Dämpfstoffschicht. Dieser Überstand kann vorteilhaft bei der Anbindung der Einzeldruckelemente an die darüber bzw. darunter zu erstellenden Gebäudeteile sein. Im zweiten Ausführungsbeispiel betrifft dieser Überstand vor allem die Endbereiche 5 der Einzeldruckelemente 2'. Darüber hinaus kann die obere und untere Abschlussfläche auch gewölbt ausgeführt sein, beispielsweise konkav oder konvex gewölbt. Auch hierdurch lässt sich einerseits die Anbindung an die darüber bzw. darunter zu erstellenden Gebäudeteile verbessern, andererseits kann durch eine entsprechende Wölbung der Anschlussflächen der Einzeldruckelemente 2, 2' eine gewisse Gelenkigkeit an den Verbindungsstellen erreicht werden, die für eine bessere Einleitung der Tragkräfte und insbesondere eine Kompensation einer Auflagerverdrehung an einer darüberliegenden Geschossdecke aufgrund einer Verformung oder Setzung im Gebäude sorgen.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Einzeldruckelementes 2 ist in Figur 5 dargestellt. Auch dieses weist wiederum einen druckstabilen, gegossenen Kern 4 aus Hochleistungsbeton und eine hülsenförmige äußere Ummantelung 3 aus Edelstahl auf. An den Edelstahlmantel 3 sind seitlich zwei Bewehrungsstäbe 6 angeschweißt. Selbstverständlich kann auch nur ein Bewehrungsstab pro Druckelement vorgesehen sein, oder es können an einem Druckelement, je nach dessen Größe, mehr als zwei Bewehrungsstäbe angebracht sein. Bei einem Anschlussbauteil mit mehreren Einzeldruckelementen, wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, können auch nur ein Teil der Druckelemente mit Bewehrungsstäben ausgestattet sein.
  • Die Bewehrungsstäbe 6 stehen im zusammengebauten Zustand des Anschlussbauteils über die obere und untere Anlagefläche hinaus und dienen zur Anbindung an die Bewehrung der darüber und darunter zu erstellenden Gebäudeteile. Das Anschlussbauteil wird hierzu in eine Schalung für ein zu erstellendes Gebäudeteil, etwa eine Stütze, mit eingebaut und die Bewehrungsstäbe 6 werden beispielsweise mittels Rödeldraht mit der Bewehrung des Gebäudeteils verbunden. Anschließend wird die Schalung mit Frischbeton verfüllt und dieser verdichtet. Nach Abbinden des Betons der Stütze kann in an sich bekannter Weise mit der Erstellung einer Geschossdecke oberhalb des Anschlussbauteils fortgefahren werden.
  • Somit wird durch das Anschlussbauteil einerseits eine thermische Entkopplung der darüber und darunter befindlichen Gebäudeteile erreicht, andererseits kann die Bewehrung von einer darunter befindlichen Stütze bis in die darüber befindliche Geschossdecke hindurchgeführt und somit Stütze und Geschossdecke monolithisch miteinander verbunden werden.
  • Das Anschlussbauteil kann in unterschiedlichen Abmessungen wie etwa 25 x 25 cm oder 30 x 30 cm ausgeführt werden. Die Höhe des Anschlussbauteils entspricht, wie bereits beschrieben, typischerweise der Stärke der vorgesehenen Dämmstoffschicht und kann gegebenenfalls einige Millimeter, zum Beispiel 5 mm, über den isolierenden Grundkörper 1 hinausstehen. Ein Anschlussbauteil kann entweder ein einzelnes Druckelement oder wie in den Ausführungsbeispielen gezeigt mehrere Einzeldruckelemente aufweisen. Ein solches Anschlussbauteil kann einzeln für eine Stütze verwendet werden. Bei höheren Belastungen können auch mehrere Anschlussbauteile für eine größere Stütze kombiniert werden. Entsprechend können ein oder mehrere erfindungsgemäße Anschlussbauteile als oberer Abschluss einer tragenden Wand unterhalb einer Geschossdecke eingesetzt werden.

Claims (6)

  1. Anschlussbauteil zur lastabtragenden, vertikalen Verbindung von Gebäudeteilen, mit einem wärmedämmenden Grundkörper (1), welcher zwei gegenüberliegende Anlageflächen (1a, 1b) zum Anschluss an die Gebäudeteile aufweist, und mit mindestens einem in den wärmedämmenden Grundkörper (1) eingesetzten und diesen im Wesentlichen von der einen bis zur anderen Anlagefläche durchdringenden Druckelement (2), wobei das Druckelement (2) zumindest teilweise aus einem gießfähigen, aushärtenden Werkstoff (4), insbesondere Beton, gefertigt ist und zumindest abschnittsweise eine äußere Ummantelung (3) aus einer Hülse aus Stahl oder aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Ummantelung (3) im Bereich (5) gegenüberliegender, zur Druckeinleitung dienender Endflächen des Druckelements (2) ausgespart ist.
  2. Anschlussbauteil nach Anspruch 1, bei dem die äußere Ummantelung (3) als verlorene Schalung bei der Herstellung des Druckelements (2) dient.
  3. Anschlussbauteil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem an der äußeren Ummantelung (3) ein sich in Längsrichtung des Druckelements (1) beidseitig über dieses hinaus erstreckendes Bewehrungsteil (6), insbesondere ein Bewehrungsstab, befestigt ist.
  4. Anschlussbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem als Werkstoff für das Druckelement hochfester Beton einer Festigkeitsklasse entsprechend C55/67 bzw. LC55/60 oder höher eingesetzt wird.
  5. Anschlussbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die äußere Ummantelung (3) in Form einer Hülse aus Stahl, vorzugsweise nichtrostendem Stahl mit hochfestem Beton (4) ausgegossen ist.
  6. Anschlussbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Druckelement (2) zylinder-, prismen-, kegelstumpf- oder pyramidenstumpfförmigen ausgeführt ist.
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