EP4086401A1 - Wärmedämmendes verzahnungsbauteil und verfahren zur erstellung eines gebäudeabschnitts - Google Patents

Wärmedämmendes verzahnungsbauteil und verfahren zur erstellung eines gebäudeabschnitts Download PDF

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EP4086401A1
EP4086401A1 EP22170877.9A EP22170877A EP4086401A1 EP 4086401 A1 EP4086401 A1 EP 4086401A1 EP 22170877 A EP22170877 A EP 22170877A EP 4086401 A1 EP4086401 A1 EP 4086401A1
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EP
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trough
concrete
toothed component
heat
formwork
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EP22170877.9A
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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
    • E04B1/62—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
    • E04B1/78—Heat insulating elements
    • 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 heat-insulating toothed component for power transmission between two load-bearing concrete components, in particular a vertical building wall and a floor above or below, and a method for creating a building section that comprises two load-bearing concrete components and at least one heat-insulating toothed component arranged between these concrete components.
  • load-bearing, vertically aligned concrete components are often created from concrete structures provided with reinforcement.
  • a so-called compound joint is formed between the vertically oriented concrete component and the basement slab or between the vertically oriented concrete component and the floor slab.
  • the shear forces are caused by a temperature difference between the vertically aligned concrete component and the floor slab and the associated different thermal expansion of the adjacent concrete components in the area of the bonded joint, which results in a relative displacement of the concrete components among themselves.
  • These shear forces can, for example, lead to cracking in the concrete in the area of the bonded joint.
  • these cracks can negatively affect the appearance of the concrete components, but on the other hand they can also have a negative effect on the statics of the building.
  • the floor slab can be connected to the load-bearing, vertically oriented concrete component with continuous reinforcement.
  • thermal insulation element made of lightweight concrete for power transmission and thermal insulation between the concrete components.
  • This thermal insulation element comprises a base body, which can be arranged between the concrete components and is made of compressive force-transmitting and thermally insulating lightweight concrete, which has two opposing contact surfaces for the concrete components.
  • a thermal separation is achieved by the material used (lightweight concrete). Due to the thermal separation, large jumps in temperature occur between the building parts. In the case of large building parts such as a building wall and a floor slab, the associated different thermal expansion can lead to stresses and relative displacements between the concrete components, which can lead to static problems.
  • the base body of this thermal insulation element therefore has a plurality of projections which protrude in relation to these contact surfaces.
  • these projections enable the formation of a toothed compound joint between the concrete components, through which an introduction of the shear forces that occur is made possible in the adjacent parts of the building.
  • the formation of the projections from lightweight concrete, which has a high modulus of elasticity (abbr.: E-modulus) can be achieved with a sufficiently high Relative displacement of the projections with respect to the adjacent concrete component and the resulting shear forces lead to cracking in the adjacent concrete component.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a heat-insulating toothed component and a method for the construction of the building section which, compared to the prior art, improves the absorption and transmission of the relative displacement between two concrete components, in particular between a load-bearing, vertically aligned concrete component and a horizontally oriented concrete component, allow resulting shear forces while reducing the heat conduction between the concrete components.
  • a plurality of trough elements to be laid individually or in composite groups between the concrete components are provided, which are at least partially made of a heat-insulating material.
  • These trough elements each have a trough base, a trough opening opposite the trough base and a wall extending laterally from the trough base to the trough opening.
  • the toothed component also comprises a base body which cuts out the trough openings and has a first contact side and a second contact side opposite the first contact side, the trough elements forming projections which protrude in relation to the first contact side.
  • the contact sides are used in particular for contact with adjacent in-situ concrete and are designed for this purpose.
  • liquid concrete can be poured through the trough openings into the inner area of the trough elements enclosed by the wall and trough base when a building section is constructed that comprises two concrete components and the heat-insulating toothed component arranged between the concrete components and harden there.
  • the inner areas of the trough elements are used to hold liquid concrete when the concrete component that rests on the second side of the plant is being created.
  • the concrete component adjoining the trough openings or resting on the second contact side and the hardened concrete in the interior are designed in one piece or monolithically.
  • the trough elements which protrude at least from the first contact side, thus cause a toothing between the toothed component and the adjacent concrete components transverse to the direction of the compressive force when the toothed component is installed between two concrete components, which ensures that the laterally directed force components are effectively introduced into the adjacent concrete components.
  • the base body is at least partially made of a heat-insulating material and therefore reduces the heat conduction between the concrete components when the toothed component is installed.
  • Several base bodies can be laid in a line with their short end faces edge to edge without leaving a gap between them.
  • the compressive force transmission between the two load-bearing concrete components is distributed linearly over the entire length of the bonded joint instead of on individual support points.
  • the end-to-end laying leads to a thermal separation of the adjacent concrete components, which can further reduce heat conduction.
  • the base body of the toothed component is preferably cuboid, with its longitudinal axis defining the laying direction of the base body.
  • the walls of the trough elements are made of at least one first elastomer. If there is a temperature difference between the adjacent concrete components in the area of the compound joint, this leads to different expansions of the adjacent concrete components. These different expansions result in a relative displacement of the concrete components with one another and the resulting shear forces. Due to the elastic properties of the first elastomer of the wall of the trough elements, these shearing forces can be absorbed at least partially or even completely by deforming the first elastomer and thus the wall. After the shear forces are gone, the wall can return to its original shape due to its elastic properties.
  • elastomer is a polymer plastic (artificial or natural origin, such as natural or chloroprene rubber) to understand that is dimensionally stable but at least partially elastically deformable. When the tensile or compressive stress is removed, the polymer returns to its original state. As a result, the first elastomer of the wall is reversibly deformable, which means that the toothed component according to the invention enables improved absorption of the shear forces occurring during the thermally induced relative displacement of the two concrete components with respect to the prior art.
  • the trough elements thus form elastomer bearings between the adjacent concrete components.
  • the first elastomer also has heat-insulating properties, so that when the toothed component is installed between the concrete components, heat conduction between the concrete components is also reduced in the area of the wall.
  • this thermal insulation is not as strong as compared to conventional thermal insulation materials such as duroplastic rigid polyurethane foam or thermoplastic, expanded polystyrene.
  • this disadvantage is compensated for by the elastic properties of the first elastomer when absorbing shear forces.
  • Another aspect of the present invention provides a method for creating a building section.
  • This building section to be created comprises two load-bearing concrete components, in particular a vertically aligned building wall and a floor above or below, and at least one heat-insulating toothed component arranged between the concrete components.
  • a first method step (a) of this method a first formwork for a first concrete component and a first reinforcement in the first formwork are first created.
  • the first concrete component can be, for example, the load-bearing, vertically aligned building wall.
  • liquid concrete is poured into the first formwork, the first formwork either already comprising the toothed component or the toothed component is inserted into the liquid concrete after the liquid concrete has been poured in.
  • the liquid concrete surrounds the first reinforcement at least partially or even completely.
  • the liquid concrete then hardens in a process step (c). Before hardening the liquid concrete can still be compacted, ie the air content in the still liquid concrete can be reduced. Hydration occurring during hardening is a chemical reaction between cement and water and/or aggregate that can last from several hours to days. In process step (c), this hardening can take place passively, ie essentially without additional heating.
  • a second formwork for a second concrete component and a second reinforcement in the second formwork are created.
  • the second concrete component can be the floor slab, for example.
  • liquid concrete is poured into the second formwork.
  • the second formwork is arranged in such a way that when liquid concrete is poured into an interior area of the second formwork, liquid concrete flows over the toothed component and through the openings in the base body and the trough openings into the interior area of the trough elements.
  • the liquid concrete then hardens in a process step (f).
  • the concrete component adjoining the trough openings or resting on the second contact side and the hardened concrete in the interior are designed in one piece or monolithically.
  • the liquid concrete can also be compacted before it hardens.
  • a first advantageous embodiment of the toothed component according to the invention provides that the wall of at least one first trough element has a spring stiffness that differs from the spring stiffness of the walls of the other trough elements in each case.
  • the deformability and thus the spring stiffness of elastomers depends, among other things, on their density.
  • the density of an elastomer can be controlled during manufacture by the amount of blowing agent added. For example, a wall with a lower density of the first elastomer has a low spring stiffness, while a wall with a higher density of the first elastomer has a higher spring stiffness.
  • the deformability of elastomers also depends to a large extent on the so-called form factor, i.e. the ratio of the pressed area to the lateral area.
  • a large surface area allows the elastomer, which is incompressible per se, to move sideways.
  • solid material can be used instead of foamed elastomers by realizing different spring stiffnesses by changing the form factor (knob shapes, additional grooves, etc.).
  • the toothed component can also have several trough elements, the first elastomer of which has a different density than the density of the first elastomer of the wall of the respective other trough elements.
  • the walls of at least part of the trough elements, seen in the laying direction have a spring stiffness that increases or decreases from trough element to trough element. The selection of the density and thus the spring stiffness of the first elastomer enables a controlled absorption of shear forces of different magnitudes along the bonded joint.
  • trough elements are each combined to form a trough element group and the spring stiffness increases or decreases from trough element group to trough element group. This simplifies the manufacture of the trough elements.
  • a spring stiffness that ideally increases or decreases linearly
  • a desired course of the stiffness can be realized here by a spring stiffness that changes in sections.
  • trough elements with 4 or 5 different rigidities can be prefabricated for a building. These can be grouped in 1-2 m pieces and in Composite groups of trough elements are each laid the same stiffness.
  • a first of the trough elements can represent an (at least imaginary) zero point of deformation between the adjacent concrete components.
  • the corresponding trough element is therefore made more rigid than the other trough elements.
  • a temperature difference between the two concrete components leads to increasing relative displacements, which are permitted by the elastomeric bearings and only generate comparatively low restoring forces.
  • a decreasing rigidity of the trough elements with increasing distance from the first trough element can therefore be useful.
  • the relationship between the distance from the zero point of deformation and the spring stiffness of the elastomeric bearing is therefore inversely proportional.
  • the controlled reduction in spring stiffness of the trough elements forming the elastomer bearings can prevent the formation of cracks due to thermal expansion of the adjacent concrete components.
  • the spring stiffness can be realized by different densities or different areas or different (geometric) form factors of the trough elements.
  • the trough bottoms of the trough elements are made of at least one second elastomer. So that the toothed component in the area of the trough bases can absorb and transmit the vertically acting compressive forces occurring between the concrete components when installed (so-called compressive force transmission), the trough bases preferably have a higher spring stiffness than the adjacent wall. Due to the higher spring stiffness of the trough bottoms compared to their walls, their deformability due to the compressive forces acting is less pronounced. It is within the scope of the invention that the first and the second elastomer are different and can therefore have spring stiffnesses that differ from one another due to the material.
  • the first and/or second elastomer have a density in the range from 200 kg/m 3 to 1250 kg/m 3 , preferably from 600 kg/m 3 to 1100 kg/m 3 , particularly preferably 1050 kg/ m3 .
  • the base body and/or the trough base has a layered structure which comprises a core layer made of heat-insulating material and/or compressive force-transmitting material and at least one outer layer delimiting the core layer on one side.
  • the outer layer is formed from a lubricious material selected from the group consisting of polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene (UHMW-PE), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyetheretherketone (PEEK) and polyoxymethylene (POM).
  • UHMW-PE ultra high molecular weight polyethylene
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PEEK polyetheretherketone
  • POM polyoxymethylene
  • the lubricious material can be applied as a film to the core layer.
  • the slippery material can also be sprayed or brushed on.
  • the outer layer made of the slippery material decouples the concrete components from each other and allows - as already mentioned - a constraint-free, horizontal relative displacement of the concrete components to each other.
  • the shear forces occurring during the relative displacement can be absorbed by the first elastomer of the wall, while at least one concrete component can slide along the outer layer, i.e. parallel to the bonded joint.
  • the layered structure can also comprise a second outer layer made of the slippery material and delimiting the core layer on a side of the layered structure opposite the first outer layer.
  • the layered structure can also comprise a plurality of outer layers delimiting the core layer on one side or on both sides. This improves the decoupling of the components from one another.
  • the heat-insulating and/or compressive-force-transmitting material of the core layer is a third elastomer.
  • This third elastomer preferably has a spring stiffness that is higher than the spring stiffness of the first elastomer.
  • the first elastomer and/or the second elastomer and/or the third elastomer are preferably selected independently of one another from the group formed by natural rubber, synthetic rubber, in particular ethylene-propylene-diene (monomer) rubber (EPDM), styrene butadiene rubber (SBR), polyurethane elastomer and chlorobutadiene rubber. These elastomers not only have elastic properties, but are also thermally insulating.
  • a further advantageous embodiment of the toothed component according to the invention provides that the toothed component is designed in several parts in the manner of a kit, the toothed component being composed of a plurality of individual trough elements and at least one separate base body.
  • a kit should also be understood as a gearing component in the sense of the invention and is included in the invention.
  • the trough elements can be delivered and installed individually or connected to one another ex works in groups, or delivered individually and connected to one another in groups before installation on the construction site.
  • the multi-part design has the advantage that when constructing a building section that has two load-bearing concrete components and at least one heat-insulating toothed component arranged between the concrete components, the trough elements can first be inserted into the still liquid concrete of a first concrete component. Thereafter, the base body is placed on the trough elements and the liquid concrete in such a way that passages formed in the base body are each individually aligned with one of the trough openings. Between the insertion of the trough elements and the placement of the base body, the liquid concrete can still be compacted and/or smoothed out.
  • the plurality of individual trough elements and the base body separate from them can be connected to one another during assembly, in particular welded or glued.
  • the base body and an outside of the wall facing away from the trough opening of the trough elements enclose an angle ⁇ to one another which is greater than or equal to 90°.
  • the angle ⁇ preferably has a value from 90° to 150°, more preferably from 100° to 135° and particularly preferably from 105° to 120°. If the angle ⁇ is greater than 90°, the trough bottom has smaller dimensions than the trough opening.
  • the trough bottom and/or the trough opening are designed to be polygonal, elliptical or circular.
  • the trough bottom and/or the trough opening have a number of corner points n, which are connected to one another by an identical number of lines m.
  • cams these can have a square trough base and can be distributed evenly along at least the first contact side on the base body.
  • ribs these extend along at least the first contact side, preferably transversely to the longitudinal axis of the base body, and are in particular open at their short end faces, ie are designed without an end-side extension of the wall.
  • the toothed component has at least one rod-shaped force transmission element, which at least traverses the trough floor and can be connected to the concrete components.
  • This rod-shaped force transmission element enables a quasi-monolithic connection of the adjacent concrete components, especially in the direction of shear forces. With the help of such a force transmission element, the previously mentioned zero point of deformation can be realized.
  • the rod-shaped power transmission element is firmly anchored in the toothed component.
  • the rod-shaped force transmission element is preferably a dowel or a reinforcing bar.
  • the rod-shaped force transmission element is made of stainless steel or a fiber composite material. As a result, the heat conduction between the concrete components can be further reduced.
  • a further advantageous embodiment of the concrete component according to the invention provides that the rod-shaped force transmission element traverses the trough bottom and the trough opening.
  • the building section can be created on site at a construction site.
  • the first or second formwork, with which the vertically aligned building wall is created is aligned vertically or perpendicularly, so that the liquid concrete can be poured into the formwork, which is open at the top.
  • Concrete components can also be produced in a precast concrete plant when the concrete component to be produced is in a lying or horizontal state.
  • the vertically oriented building wall can be produced lying flat in the precast concrete plant and then transported to a construction site where the building section is being constructed.
  • the first formwork for the horizontal production of one of the two concrete components comprises a substantially horizontally aligned formwork panel with a formwork frame fixed to the formwork panel and protruding from a panel plane of the formwork panel.
  • the formwork panel and the formwork frame define an interior area to be filled with concrete.
  • the formwork frame has the toothed component as a formwork element.
  • concrete is poured into the interior, this concrete is preferably compacted and then hardens.
  • the formwork panel and the formwork frame can be removed except for the toothed component and the concrete component can be transferred from its lying position on the formwork panel into a horizontal transport position.
  • the concrete component is then ready for installation in the building section.
  • the toothed component remains on the concrete component as lost formwork.
  • figure 1 shows a side view of a first embodiment of a heat-insulating toothed component 1 for power transmission between two load-bearing concrete components.
  • This toothed component 1 comprises a base body 2 with a first contact side 3 and a second contact side 4 opposite the first contact side 2 for connection to the concrete components.
  • the first exemplary embodiment of the toothed component 1 has five trough elements 5 , 6 , 7 , 8 , 9 projecting in relation to the first contact side 3 .
  • the first exemplary embodiment of the toothed component 1 is designed in several parts. This means that it is made up of a plurality of individual trough elements 5 , 6 , 7 , 8 , 9 and the separate base body 2 .
  • the trough elements 5, 6, 7, 8, 9 each have a trough base 51, 61, 71, 81, 91, a trough opening 52, 62, 72, 82, 92 opposite the trough base 51, 61, 71, 81, 91 and a wall 53, 63, 73, 83, 93 extending laterally from trough floor 51, 61, 71, 81, 91 to trough opening 52, 62, 72, 82, 92.
  • trough floor 51, 61, 71, 81, 91 and wall 53, 63, 73, 83, 93 each define an inner region 54, 64, 74, 84, 94 of the trough elements 5, 6, 7, 8, 9.
  • the trough openings 52, 62, 72, 82, 92 are each cut out in the base body 2 , in that the base body 2 has passages 21, 22, 23, 24, 25 corresponding to the trough openings 52, 62, 72, 82, 92. Because the trough openings 52, 62, 72, 82, 92 are cut out in the base body, liquid concrete can flow through the trough openings 52, 62, 72, 82, 92 are filled into the inner area 54, 64, 74, 84, 94 of the trough elements 5, 6, 7, 8, 9 and harden in the inner area 54, 64, 74, 84, 94.
  • the walls 53, 63, 73, 83, 93 of the trough elements 5, 6, 7, 8, 9 are made of a first elastomer.
  • This first elastomer is a polyurethane elastomer.
  • the trough floors 51, 61, 71, 81, 91 are formed from a second elastomer, which is also a polyurethane elastomer.
  • the first and the second elastomer differ in their stiffness.
  • the trough floors 51, 61, 71, 81, 91 have has a higher rigidity than the walls 53, 63, 73, 83, 93.
  • the deformability of the trough bases 51, 61, 71, 81, 91 in the installed state of the toothed component 1 between the concrete components due to the vertical compressive forces acting is less pronounced than that of the walls 53, 63, 73, 83, 93.
  • figure 2 shows a detail of a second exemplary embodiment of the heat-insulating toothed component 1 in a side view.
  • This second embodiment differs from that in figure 1 shown first exemplary embodiment of the toothed component 1 in that the base body 2 and the trough base 51 have a layered structure 10, which comprises a core layer 11 made of heat-insulating material that transmits compressive force and at least one outer layer 12 that delimits the core layer 11 on one side on the second contact side 4.
  • the heat-insulating material of the core layer 11 that transmits compressive force is a third elastomer, which in the present second exemplary embodiment can consist of ethylene-propylene-diene (monomer) rubber (EPDM).
  • EPDM ethylene-propylene-diene
  • the outer layer 12 is formed from a lubricious material such as polytetrafluoroethylene.
  • a lubricious material such as polytetrafluoroethylene.
  • figure 3 shows a detail of a third exemplary embodiment of the heat-insulating toothed component 1 in a side view.
  • This third embodiment differs from that in figure 1 shown first embodiment of the toothed component 1 in that it has a rod-shaped force transmission element 13 in the form of a dowel, which traverses the trough bottom 51 and can be connected to the concrete components.
  • this third exemplary embodiment of the toothed component 1 is designed in one piece. This means that the trough elements 5, 6, 7, 8, 9 and the base body 2 are designed in one piece.
  • the dowel 13 is firmly anchored in the toothed component 1 and, when the toothed component 1 is installed, enables a quasi-monolithic connection of the adjacent concrete components, especially in the direction of the shear force.
  • a building section which comprises two load-bearing concrete components, namely a vertically oriented building wall and a floor slab above it, and a heat-insulating toothed component 1 arranged between the concrete components, can - as described below - be created directly on a construction site: First, a first formwork for created the vertically aligned building wall and a first reinforcement in the first formwork. This first formwork is aligned vertically or perpendicularly, so that liquid in-situ concrete can then be poured from above into the first formwork, which is open at the top. This liquid in-situ concrete is compacted in the conventional way with an internal vibrator. The toothed component 1 is then placed from above onto the liquid, compacted in-situ concrete.
  • the liquid in-situ concrete then hardens and the formwork can be removed from the vertically aligned building wall, with the interlocking component 1 remaining on the upper side of the vertical building wall and being used for connection to the floor covering still to be created.
  • a second formwork for the horizontally aligned floor slab and a second reinforcement in the second formwork are then created above the vertical building wall. Then liquid in-situ concrete is poured into the second formwork.
  • the second formwork is arranged in such a way that when liquid in-situ concrete is poured into an inner area of the second formwork, liquid in-situ concrete flows over the toothed component 1 and through which the trough openings 52, 62, 72, 82, 92 flow into the inner area 54, 64, 74, 84, 94 of the trough elements 5, 6, 7, 8, 9 flows.
  • the liquid in-situ concrete is compacted in the conventional way with an internal vibrator. The liquid in-situ concrete then hardens.
  • the floor covering adjoining the trough openings 52, 62, 72, 82, 92 or abutting the second contact side 4 and the hardened in-situ concrete in the inner area 54, 64, 74, 84, 94 are designed in one piece or monolithically.
  • the vertically oriented building wall is in contact with the first contact side 3 of the base body 2 of the toothed component 1 .
  • the horizontally aligned floor slab can be stripped.
  • the toothed component 1 is now arranged between the vertically aligned building wall and the overlying horizontally aligned floor slab, so that a toothed composite joint is formed between the two components.
  • the trough elements 5, 6, 7, 8, 9 act as an elastomer bearing, so that Shear forces acting parallel to the bonded joint can be absorbed and transmitted.
  • the vertically aligned building wall can also be created in advance in a precast concrete plant and then transported to the construction site on which the building section is being created.
  • the building wall is manufactured in the lying or horizontal state of the building wall to be manufactured.
  • the first formwork comprises a substantially horizontally aligned formwork panel with a formwork frame fixed to the formwork panel and protruding from a panel plane of the formwork panel.
  • the formwork panel and the formwork frame define an interior area of this first formwork that is to be filled with concrete.
  • the toothed component 1 is part of the formwork frame as a shuttering element. Then liquid concrete is poured into the interior.
  • figure 4 shows a side view of an embodiment of the building section 14 created according to the method described above.
  • This building section 14 comprises a load-bearing, vertically oriented concrete component 15 in the form of a building wall and a concrete component 16 oriented horizontally above the building wall 15 in the form of a floor slab.
  • the toothed component 1 is in figure 1 arranged type shown, whereby a toothed composite joint between the building wall 15 and the floor slab 16 is formed.
  • the toothed component 1 can also be arranged between a horizontally oriented basement ceiling and a vertically oriented building wall above it.
  • the base body 2 of the toothed component 1 is cuboid, with its longitudinal axis defining the laying direction of the base body 2 along the composite joint.
  • the interior 54, 64, 74, 84, 94 of the Trough elements 5, 6, 7, 8, 9 are filled with hardened concrete, this hardened concrete being formed in one piece or monolithically with the hardened concrete of the floor slab 16. If there is a temperature difference between the adjacent concrete components in the area of the compound joint, this leads to different expansions of the adjacent concrete components. These different expansions result in a relative displacement of the concrete components with one another and the resulting shear forces.
  • the hardened concrete in the inner area 54, 64, 74, 84, 94 presses against the wall 53, 63, 73, 83, 93 of the trough elements 5, 6, 7, 8, 9. Because of the elastic properties of the first elastomer of the wall 53, 63, 73, 83, 93 of the trough elements 5, 6, 7, 8, 9, these thrust forces can be absorbed at least partially or even completely by deforming the walls 53, 63, 73, 83, 93. After the shearing forces are gone, the wall 53, 63, 73, 83, 93 can resume its original shape due to its elastic properties.
  • FIG. 5 A further development of a toothed component 1 is in figure 5 shown in a section. Shown is a section of the base body 2 with a recessed, rib-shaped trough element 5. On the top 4 of the base body 2, two additional longitudinal ribs 17 are formed. These serve as a longitudinal guide for the concrete component to be created above the toothed component 1 .
  • a lateral compensating movement is made possible, while forces acting transversely to the concrete component (eg wind pressure) are absorbed by the longitudinal ribs 17 .
  • a longitudinal rib 18 is formed within the trough element 5 on the trough bottom 51 thereof.
  • the longitudinal rib 18 serves to guide lateral, thermally induced compensatory movements and absorbs compressive forces acting perpendicularly to the concrete component above.

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein wärmedämmendes Verzahnungsbauteil (1) zur Kraftübertragung zwischen zwei tragenden Betonbauteilen, insbesondere einer vertikalen Gebäudewand (15) und einer darüber- oder darunterliegenden Geschossdecke (16), wobei das Verzahnungsbauteil (1) eine Mehrzahl einzeln oder in Verbundgruppen zwischen den Betonbauteilen zu verlegende Trogelemente (5, 6, 7, 8, 9) aufweist, die zumindest teilweise aus einem wärmedämmenden Material ausgebildet sind. Die Trogelemente weisen (5, 6, 7, 8, 9) jeweils einen Trogboden (51, 61, 71, 81, 91), eine dem Trogboden (51, 61, 71, 81, 91) gegenüberliegende Trogöffnung (52, 62, 72, 82, 92) und eine seitlich sich von Trogboden (51, 61, 71, 81, 91) zu Trogöffnung (52, 62, 72, 82, 92) erstreckende Wandung (53, 63, 73, 83, 93) auf. Das Verzahnungsbauteil (1) besitzt außerdem einen die Trogöffnungen aussparenden Grundkörper (2) mit einer ersten Anlageseite (3) und einer der ersten Anlageseite (3) gegenüberliegende zweiten Anlageseite (4) und die Trogelemente (5, 6, 7, 8, 9) bilden gegenüber der ersten Anlageseite (3) vorstehende Vorsprünge aus. Die Wandung (53, 63, 73, 83, 93) der Trogelemente (5, 6, 7, 8, 9) ist aus einem ersten Elastomer ausgebildet, sodass die Trogelemente als Elastomerlager zwischen den Betonbauteilen wirken.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein wärmedämmendes Verzahnungsbauteil zur Kraftübertragung zwischen zwei tragenden Betonbauteilen, insbesondere einer vertikalen Gebäudewand und einer darüber- oder darunterliegenden Geschossdecke, und ein Verfahren zur Erstellung eines Gebäudeabschnitts, der zwei tragende Betonbauteile und zumindest ein zwischen diesen Betonbauteilen angeordnetes, wärmedämmendes Verzahnungsbauteil umfasst.
  • Im Hochbau werden tragende, vertikal ausgerichtete Betonbauteile häufig aus mit einer Bewehrung versehenen Betonkonstruktionen erstellt. Hierbei ergibt sich die Schwierigkeit, dass die tragenden, vertikal ausgerichteten Betonbauteile, auf denen das Gebäude ruht, wie beispielsweise Gebäudewände und Stützen, in lastabtragender Weise mit den darüber oder darunter befindlichen Betonbauteilen, insbesondere mit einer Geschossdecke oder Kellerdecke, verbunden sein müssen. Beim Anschluss des vertikal ausgerichteten Betonbauteils an eine darunterliegende, horizontal ausgerichtete Kellerdecke oder eine darüberliegende, horizontal ausgerichtete Geschossdecke bildet sich zwischen dem vertikal ausgerichteten Betonbauteil und der Kellerdecke bzw. dem vertikal ausgerichteten Betonbauteil und der Geschossdecke eine sogenannte Verbundfuge aus. Im Bereich dieser Verbundfuge treten vertikal wirkende Druckkräfte, thermisch bedingte, parallel zur Verbundfuge wirkende Schubkräfte sowie Querkräfte auf. Die Schubkräfte entstehen durch einen Temperaturunterschied zwischen dem vertikal ausgerichteten Betonbauteil und der Geschossdecke und einer damit verbundenen unterschiedlichen thermischen Ausdehnung der im Bereich der Verbundfuge aneinander angrenzenden Betonbauteile, die eine Relativverschiebung der Betonbauteile untereinander zur Folge hat. Diese Schubkräfte können beispielsweise zu einer Rissbildung im Beton im Bereich der Verbundfuge führen. Diese Risse können einerseits die Optik der Betonbauteile, andererseits aber auch die Statik des Gebäudes negativ beeinflussen. Um einen ausreichenden Formschluss des tragenden, vertikal ausgerichteten Betonbauteils mit der Geschossdecke zu erreichen, kann die Geschossdecke bei durchgehender Bewehrung mit dem tragenden, vertikal ausgerichteten Betonbauteil verbunden werden. Hierbei entstehen jedoch Wärmebrücken, die durch einen erhöhten Energiebedarf bei der Gebäudeheizung kompensiert werden müssen. Um eine Wärmleitung zwischen dem tragenden, vertikal ausgerichteten Betonbauteil und der Geschossdecke zu verringern, können Betonbauteile mit einer von außen angebrachten Wärmedämmung versehen werden. Insbesondere die Geschossdecke zwischen Tiefgeschoss, wie beispielsweise Keller oder Tiefgarage, und Erdgeschoss kann auf der Tiefgeschossseite mit einer deckenseitig angebrachten Wärmedämmung ausgerüstet werden. Die Verringerung der Wärmeleitung durch die von außen angebrachte Wärmedämmung ist jedoch unzureichend.
  • Um die Wärmeleitung zwischen dem tragenden, vertikal ausgerichteten Betonbauteil und dem horizontal ausgerichteten Betonbauteil weiter zu verringern, geht aus der DE 10 2018 130 843 A1 ein Wärmedämmelement aus Leichtbeton zur Kraftübertragung und Wärmedämmung zwischen den Betonbauteilen hervor. Dieses Wärmedämmelement umfasst einen zwischen den Betonbauteilen anordenbaren Grundkörper aus druckkraftübertragendem und wärmedämmendem Leichtbeton, der zwei sich gegenüberliegende Anlageflächen für die Betonbauteile aufweist. Eine thermische Trennung wird durch das verwendete Material (Leichtbeton) erzielt. Durch die thermische Trennung treten zwischen den Gebäudeteilen große Temperatursprünge auf. Bei großflächigen Gebäudeteilen wie etwa einer Gebäudewand und einer Geschossdecke kann es aufgrund der damit einhergehenden unterschiedlichen Wärmeausdehnung zu Spannungen und Relativverschiebungen zwischen den Betonbauteilen kommen, welche zu statischen Problemen führen können. Daher weist der Grundkörper dieses Wärmedämmungselements eine Mehrzahl von gegenüber diesen Anlageflächen vorstehenden Vorsprüngen auf. Im Einbauzustand des Wärmedämmelements zwischen den Betonbauteilen ermöglichen diese Vorsprünge die Ausbildung einer verzahnten Verbundfuge zwischen den Betonbauteilen, durch die eine Einleitung der auftretenden Schubkräfte in die angrenzenden Gebäudeteile ermöglicht wird. Die Ausbildung der Vorsprünge aus Leichtbeton, welcher einen hohen Elastizitätsmodul (Abk.: E-Modul) aufweist, kann bei einer ausreichend hohen Relativverschiebung der Vorsprünge gegenüber dem angrenzenden Betonbauteil und der dadurch verursachten Schubkräfte zu einer Rissbildung in dem angrenzenden Betonbauteil führen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein wärmedämmendes Verzahnungsbauteil und ein Verfahren zur Erstellung des Gebäudeabschnitts anzugeben, die eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Aufnahme und Übertragung der bei einer Relativverschiebung zwischen zwei Betonbauteilen, insbesondere zwischen einem tragenden, vertikal ausgerichteten Betonbauteil und einem horizontal ausgerichteten Betonbauteil, entstehenden Schubkräfte bei gleichzeitiger Reduzierung der Wärmeleitung zwischen den Betonbauteilen ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst von einem wärmedämmenden Verzahnungsbauteil nach Anspruch 1 sowie einem Verfahren zur Erstellung eines Gebäudeabschnitts nach Anspruch 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
  • Bei einem wärmedämmenden Verzahnungsbauteil sind erfindungsgemäß eine Mehrzahl einzeln oder in Verbundgruppen zwischen den Betonbauteilen zu verlegende Trogelemente vorgesehen, die zumindest teilweise aus einem wärmedämmenden Material ausgebildet sind. Diese Trogelemente weisen jeweils einen Trogboden, eine dem Trogboden gegenüberliegende Trogöffnung und eine seitlich sich von Trogboden zu Trogöffnung erstreckende Wandung auf. Das Verzahnungsbauteil umfasst außerdem einen die Trogöffnungen aussparenden Grundkörper mit einer ersten Anlageseite und einer der ersten Anlageseite gegenüberliegende zweiten Anlageseite, wobei die Trogelemente gegenüber der ersten Anlageseite vorstehende Vorsprünge ausbilden. Die Anlageseiten dienen insbesondere zur Anlage an angrenzenden Ortbeton und sind hierzu ausgebildet.
  • Indem die Trogöffnungen in dem Grundkörper ausgespart sind, kann bei einer Erstellung eines Gebäudeabschnitts, der zwei Betonbauteile sowie das zwischen den Betonbauteilen angeordnete wärmedämmende Verzahnungsbauteil umfasst, flüssiger Beton durch die Trogöffnungen in den von Wandung und Trogboden umschlossenen Innenbereich der Trogelemente eingefüllt werden und dort erhärten. Mit anderen Worten dienen die Innenbereiche der Trogelemente zur Aufnahme von flüssigem Beton bei der Erstellung des an die zweite Anlageseite anliegenden Betonbauteils. Dadurch sind das an die Trogöffnungen angrenzende bzw. an die zweite Anlageseite anliegende Betonbauteil und der erhärtete Beton im Innenbereich einstückig bzw. monolithisch ausgebildet. Die Trogelemente, die zumindest gegenüber der ersten Anlageseite hervorstehen, bewirken dadurch im Einbauzustand des Verzahnungsbauteils zwischen zwei Betonbauteilen eine Verzahnung zwischen dem Verzahnungsbauteil und den angrenzenden Betonbauteilen quer zur Druckkraftrichtung, durch die eine wirksame Einleitung der seitlich gerichteten Kraftkomponenten in die angrenzenden Betonbauteile gewährleistet wird.
  • Der Grundkörper ist erfindungsgemäß zumindest teilweise aus einem wärmedämmenden Material ausgebildet und reduziert daher im Einbauzustand des Verzahnungsbauteils zwischen den Betonbauteilen die Wärmeleitung zwischen diesen Betonbauteilen. Mehrere Grundkörper können linienförmig jeweils mit ihrer kurzen Stirnseite Stoß an Stoß verlegt werden, ohne dass zwischen diesen ein Zwischenraum verbleibt. Dadurch verteilt sich u.a. die Druckkraftübertragung zwischen den zwei tragenden Betonbauteilen statt auf einzelne Auflagepunkte linienförmig über die ganze Länge der Verbundfuge. Die Stoß-an-Stoß Verlegung führt zu einer thermischen Trennung der angrenzenden Betonbauteile, wodurch die Wärmeleitung weiter verringert werden kann. Der Grundkörper des Verzahnungsbauteils ist vorzugsweise quaderförmig ausgebildet, wobei dessen Längsachse die Verlegerichtung der Grundkörper vorgibt.
  • Erfindungsgemäß ist die Wandung der Trogelemente aus zumindest einem ersten Elastomer ausgebildet. Besteht zwischen den im Bereich der Verbundfuge angrenzenden Betonbauteilen ein Temperaturunterschied, so führt dieser zu unterschiedlichen Ausdehnungen der angrenzenden Betonbauteile. Diese unterschiedlichen Ausdehnungen haben eine Relativverschiebung der Betonbauteile untereinander und dadurch verursachte Schubkräfte zur Folge. Aufgrund der elastischen Eigenschaften des ersten Elastomers der Wandung der Trogelemente können diese Schubkräfte zumindest teilweise oder sogar vollständig durch eine Verformung des ersten Elastomers und somit der Wandung aufgenommen werden. Nach Wegfall der Schubkräfte kann die Wandung aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften wieder ihre ursprüngliche Form annehmen. Unter dem Begriff "Elastomer" ist ein Polymer Kunststoff (künstlichen oder natürlichen Ursprungs, wie etwa Natur- oder Chloropren-Kautschuke) zu verstehen, der formfest aber zumindest teilweise elastisch verformbar ist. Bei Wegfall der Zug- oder Druckbelastung gehen das Polymer in seinen Ausgangszustand zurück. Dadurch ist das erste Elastomer der Wandung reversibel verformbar, wodurch das erfindungsgemäße Verzahnungsbauteil eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Aufnahme der bei der thermisch bedingten Relativverschiebung der zwei Betonbauteile untereinander auftretenden Schubkräfte ermöglicht. Die Trogelemente bilden somit Elastomerlager zwischen den angrenzenden Betonbauteilen.
  • Das erste Elastomer weist zudem wärmedämmende Eigenschaften auf, sodass im Einbauzustand des Verzahnungsbauteils zwischen den Betonbauteilen eine Wärmeleitung zwischen den Betonbauteilen auch im Bereich der Wandung verringert ist. Allerdings ist diese Wärmedämmung nicht so stark im Vergleich zu konventionellen Wärmedämmmaterialien wie beispielsweise duroplastischer Polyurethan-Hartschaum oder thermoplastisches, expandiertes Polystyrol. Dieser Nachteil wird jedoch durch die elastischen Eigenschaften des ersten Elastomers bei der Aufnahme von Schubkräften kompensiert.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Verfahren zur Erstellung eines Gebäudeabschnitts vor. Dieser zu erstellende Gebäudeabschnitt umfasst zwei tragende Betonbauteile, insbesondere eine vertikal ausgerichtete Gebäudewand und eine darüber- oder darunterliegende Geschossdecke, und zumindest ein zwischen den Betonbauteilen angeordnetes, wärmedämmendes Verzahnungsbauteil. In einem ersten Verfahrensschritt (a) dieses Verfahrens wird zunächst eine erste Schalung für ein erstes Betonbauteil und eine erste Bewehrung in der ersten Schalung erstellt. Bei dem ersten Betonbauteil kann es sich beispielsweise um die tragende, vertikal ausgerichtete Gebäudewand handeln. Danach wird in einem zweiten Verfahrensschritt (b) flüssiger Beton in die erste Schalung eingefüllt, wobei die erste Schalung entweder das Verzahnungsbauteil bereits umfasst oder das Verzahnungsbauteil nach dem Einfüllen des flüssigen Betons in den flüssigen Beton eingesetzt wird. Der flüssige Beton umgibt die erste Bewehrung dabei zumindest teilweise oder sogar vollständig. Danach erhärtet der flüssige Beton in einem Verfahrensschritt (c). Vor dem Erhärten kann der flüssige Beton noch verdichtet, d.h. der Luftgehalt im noch flüssigen Beton reduziert werden. Bei einer bei dem Erhärten stattfindenden Hydratation handelt es sich um eine chemische Reaktion zwischen Zement und Wasser und/oder Zuschlagstoffen, die mehrere Stunden bis Tage andauern kann. In dem Verfahrensschritt (c) kann dieses Erhärten passiv, das heißt im Wesentlichen ohne zusätzliches Aufheizen ablaufen. In diesem Fall müssen mehrere Stunden bis Tage gewartet werden, bis der flüssige Beton von allein erhärtet ist. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, dass das Erhärten aktiv durch Aufheizen des flüssigen Betons durchgeführt werden kann. Durch das Aufheizen kann die Reaktionszeit der Hydratation verkürzt und somit das Erhärten beschleunigt werden. In einem Verfahrensschritt (d) wird eine zweite Schalung für ein zweites Betonbauteil und eine zweite Bewehrung in der zweiten Schalung erstellt. Bei dem zweiten Betonbauteil kann es sich beispielsweise um die Geschossdecke handeln. Danach wird in einem weiteren Verfahrensschritt (e) flüssiger Beton in die zweite Schalung eingefüllt. Die zweite Schalung ist dabei so angeordnet, dass beim Einfüllen von flüssigem Beton in einen Innenbereich der zweiten Schalung flüssiger Beton über das Verzahnungsbauteil und durch die Durchlässe des Grundkörpers und die Trogöffnungen in den Innenbereich der Trogelemente fließt. Danach erhärtet der flüssige Beton in einem Verfahrensschritt (f). Dadurch sind das an die Trogöffnungen angrenzende bzw. an die zweite Anlageseite anliegende Betonbauteil und der erhärtete Beton im Innenbereich einstückig bzw. monolithisch ausgebildet. Vor dem Erhärten kann der flüssige Beton ebenfalls noch verdichtet werden.
  • Im Bereich der Verbundfuge zwischen zwei Betonbauteilen können unterschiedlich hohe Temperaturunterschiede auftreten, die zu unterschiedlichen Relativverschiebungen der Betonbauteile untereinander und unterschiedlich starken Schubkräften entlang der Verbundfuge führen können. Um diese unterschiedlich starken Schubkräfte entlang der Verbundfuge zwischen zwei Betonbauteilen optimal aufnehmen zu können, sieht eine erste vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verzahnungsbauteils vor, dass die Wandung von zumindest einem ersten Trogelement eine im Vergleich zu der Federsteifigkeit der Wandungen der jeweils anderen Trogelemente abweichende Federsteifigkeit aufweist.
  • Das Verformungsvermögen und damit die Federsteifigkeit von Elastomeren ist u.a. abhängig von ihrer Dichte. Die Dichte eines Elastomers kann bei dessen Herstellung durch die Menge an zugegebenem Treibmittel gesteuert werden. Beispielsweise weist eine Wandung mit einer geringeren Dichte des ersten Elastomers eine geringe Federsteifigkeit auf, während eine Wandung mit einer höheren Dichte des ersten Elastomers eine höhere Federsteifigkeit aufweist.
  • Das Verformungsvermögen von Elastomeren hängt neben der Dichte aber auch wesentlich vom sog. Formfaktor ab, d.h. dem Verhältnis von gedrückter Fläche zu Mantelfläche. Eine große Mantelfläche erlaubt das seitliche Ausweichen des an sich inkompressiblen Elastomers. Mit abnehmender Federsteifigkeit können zunehmende Verformungen bei gleicher resultierender Kraft aufgenommen werden. Da Elastomere mit Treibmitteln herstellungstechnisch schwierig zu handhaben sind, kann statt zu aufgeschäumten Elastomeren somit auch zu Vollmaterial gegriffen werden, indem unterschiedliche Federsteifigkeiten über eine Änderung des Formfaktors (Noppenformen, Zusatzrillen etc.) realisiert werden.
  • Das Verzahnungsbauteil kann auch mehrere Trogelemente aufweisen, deren erstes Elastomer eine im Vergleich zu der Dichte des ersten Elastomers der Wandung der jeweils anderen Trogelemente abweichende Dichte aufweisen. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Wandungen zumindest eines Teils der Trogelemente in Verlegerichtung gesehen eine von Trogelement zu Trogelement zunehmende oder abnehmende Federsteifigkeit aufweisen. Die Wahl der Dichte und damit der Federsteifigkeit des ersten Elastomers ermöglicht eine kontrollierte Aufnahme von unterschiedlich hohen Schubkräften entlang der Verbundfuge.
  • Ebenso ist es möglich, dass mehrere Trogelemente jeweils zu einer Trogelementgruppe zusammengefasst sind und die Federsteifigkeit von Trogelementgruppe zu Trogelementgruppe zu- oder abnimmt. Hierdurch vereinfacht sich die Herstellung der Trogelemente. Anstatt einer idealerweise linear zu- oder abnehmende Federsteifigkeit lässt sich ein gewünschter Verlauf der Steifigkeit hierbei durch eine sich abschnittsweise ändernde Federsteifigkeit realisieren. Beispielsweise können Trogelemente mit 4 oder 5 unterschiedlichen Steifigkeiten für ein Gebäude vorgefertigt werden. Diese können in 1-2 m Stücken gruppiert und in Verbundgruppen aus Trogelementen jeweils derselben Steifigkeit verlegt werden.
  • Ein hierauf aufbauender Aspekt der Erfindung besteht darin, dass ein erstes der Trogelemente einen (zumindest gedachten) Verformungsnullpunkt zwischen den angrenzenden Betonbauteilen darstellen kann. Das entsprechende Trogelement ist daher steifer ausgeführt als die anderen Trogelemente. Mit zunehmendem Abstand von dem den Verformungsnullpunkt darstellenden Trogelement führt ein Temperaturunterschied zwischen den beiden Betonbauteilen zu zunehmenden Relativverschiebungen, die von den Elastomerlagern zugelassen werden und nur vergleichsweise geringe Rückstellkräfte erzeugen. Bei großen Wandlängen kann daher eine abnehmende Steifigkeit der Trogelemente mit zunehmender Entfernung von dem ersten Trogelement sinnvoll sein. Der Zusammenhang zwischen Abstand vom Verformungsnullpunkt und Federsteifigkeit der Elastomerlager ist also umgekehrt proportional. Durch die kontrolliert abnehmende Federsteifigkeit der die Elastomerlager bildenden Trogelemente kann die Bildung von Rissen aufgrund thermischer Ausdehnung der angrenzenden Betonbauteile verhindert werden. Wie erläutert kann die Federsteifigkeit durch unterschiedliche Dichten oder unterschiedliche Flächen oder unterschiedliche (geometrische) Formfaktoren der Trogelemente realisiert werden. Auch hierbei kann es aus Gründen der Fertigungseffizienz vorteilhaft sein, einen idealerweise linearen Zusammenhang zwischen Federsteifigkeit und Abstand vom Verformungsnullpunkt durch einen gestuften Verlauf von in Verbundgruppen verlegten Trogelementen mit jeweils derselben Steifigkeit anzunähern.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Trogböden der Trogelemente aus zumindest einem zweiten Elastomer ausgebildet ist. Damit das Verzahnungsbauteil im Bereich der Trogböden die zwischen den Betonbauteilen im Einbauzustand auftretenden, vertikal wirkenden Druckkräfte (sog. Druckkraftübertragung) aufnehmen und übertragen kann, weisen die Trogböden vorzugsweise eine gegenüber der angrenzenden Wandung höhere Federsteifigkeit auf. Durch die höhere Federsteifigkeit der Trogböden im Vergleich zu deren Wandung ist deren Verformbarkeit durch die einwirkenden Druckkräfte weniger stark ausgeprägt. Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung, dass das erste und das zweite Elastomer unterschiedlich sind und daher materialbedingt voneinander abweichende Federsteifigkeiten aufweisen können.
  • Das erste und/oder zweite Elastomer weisen in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verzahnungsbauteils eine Dichte im Bereich von 200 kg/m3 bis 1250 kg/m3, bevorzugt von 600 kg/m3 bis 1100 kg/m3, besonders bevorzugt 1050 kg/m3 auf.
  • Um eine zwangfreie, horizontale Relativverschiebung der Betonbauteile untereinander zu ermöglichen, weist der Grundkörper und/oder der Trogboden eine Schichtstruktur auf, die eine Kernschicht aus wärmedämmendem und/oder druckkraftübertragendem Material und zumindest eine die Kernschicht einseitig begrenzende Außenschicht umfasst. Die Außenschicht ist aus einem gleitfähigen Material ausgebildet ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die gebildet wird von Polyethylen, ultrahochmolekularem Polyethylen (UHMW-PE), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyetheretherketon (PEEK) und Polyoxymethylene (POM). Das gleitfähige Material kann als Folie auf die Kernschicht aufgebracht werden. Alternativ hierzu kann das gleitfähige Material auch aufgesprüht oder aufgestrichen werden. Die Außenschicht aus dem gleitfähigen Material entkoppelt die Betonbauteile voneinander und ermöglicht - wie bereits zuvor genannt - eine zwangfreie, horizontale Relativverschiebung der Betonbauteile untereinander. Somit können die bei der Relativverschiebung auftretenden Schubkräfte durch das erste Elastomer der Wandung aufgenommen werden während zumindest ein Betonbauteil entlang der Außenschicht, d.h. parallel zur Verbundfuge gleiten kann. Weiterhin kann die Schichtstruktur auch eine zweite, die Kernschicht auf einer der ersten Außenschicht gegenüberliegenden Seite der Schichtstruktur begrenzende Außenschicht aus dem gleitfähigen Material umfassen. Des Weiteren kann die Schichtstruktur auch mehrere die Kernschicht einseitig oder beidseitig begrenzende Außenschichten umfassen. Dies verbessert die Entkopplung der Bauteile untereinander.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das wärmedämmende und/oder druckkraftübertragende Material der Kernschicht ein drittes Elastomer. Dieses dritte Elastomer weist vorzugsweise eine gegenüber der Federsteifigkeit des ersten Elastomers höhere Federsteifigkeit auf. Das erste Elastomer und/oder das zweite Elastomer und/oder das dritte Elastomer sind vorzugsweise unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe, die gebildet wird von natürlichem Kautschuk, synthetischem Kautschuk, insbesondere Ethylen-Propylen-Dien-(Monomer)-Kautschuk (EPDM), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Polyurethan-Elastomer und Chlorbutadien-Kautschuk. Diese Elastomere weisen nicht nur elastische Eigenschaften auf, sondern sind auch wärmedämmend.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verzahnungsbauteils sieht vor, dass das Verzahnungsbauteil mehrteilig in der Art eines Bausatzes ausgebildet ist, wobei sich das Verzahnungsbauteil aus einer Mehrzahl von einzelnen Trogelementen und zumindest einem separaten Grundkörper zusammensetzt. Ein derartiger Bausatz soll ebenfalls als Verzahnungsbauteil im erfindungsgemäßen Sinne verstanden werden und ist von der Erfindung mit umfasst. Die Trogelemente können hierbei einzeln oder ab Werk zu Gruppen miteinander verbunden angeliefert und verbaut oder auch einzeln angeliefert und vor dem Einbau auf der Baustelle zu Gruppen miteinander verbunden werden.
  • Die mehrteilige Ausbildung hat den Vorteil, dass bei der Erstellung eines Gebäudeabschnitts, der zwei tragende Betonbauteile, und zumindest ein zwischen den Betonbauteilen angeordnetes, wärmedämmendes Verzahnungsbauteil aufweist, zunächst die Trogelemente in den noch flüssigen Beton eines ersten Betonbauteils eingesetzt werden können. Danach wird der Grundkörper derart auf die Trogelemente und den flüssigen Beton aufgesetzt, dass im Grundkörper ausgebildete Durchlässe jeweils einzeln zu jeweils einer der Trogöffnungen fluchtend angeordnet sind. Zwischen dem Einsetzen der Trogelemente und dem Aufsetzen des Grundkörpers kann der flüssige Beton noch verdichtet und/oder glattgestrichen werden. Die Mehrzahl von einzelnen Trogelementen und der hiervon separate Grundkörper können beim Zusammensetzen miteinander verbunden, insbesondere verschweißt oder verklebt werden.
  • Um die Schubkraftübertragung im Bereich der Verbundfuge weiter zu verbessern, schließen in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Grundkörper und eine der Trogöffnung der Trogelemente abgewandte Außenseite der Wandung einen Winkel α zueinander ein, der größer oder gleich 90° ist. Der Winkel α hat bevorzugt einen Wert von 90° bis 150°, weiter bevorzugt von 100° bis 135° und besonders bevorzugt von 105° bis 120°. Sofern der Winkel α größer als 90° ist, weist der Trogboden eine im Vergleich zur Trogöffnung geringere Abmessung auf.
  • Der Trogboden und/oder die Trogöffnung sind in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung polygonal, elliptisch oder kreisförmig ausgebildet sind. Im Fall einer polygonalen Ausbildung weisen der Trogboden und/oder die Trogöffnung eine Anzahl an Eckpunkten n auf, welche durch eine identische Anzahl an Linien m miteinander verbunden sind. Vorzugsweise weisen der Trogboden und/oder die Trogöffnung bei einer polygonalen Ausbildung eine Anzahl an Eckpunkten n = 4 auf und sind als Nocken oder Rippen ausgebildet. Im Falle von Nocken können diese einen quadratischen Trogboden aufweisen und sich gleichmäßig entlang der zumindest ersten Anlageseite auf dem Grundkörper verteilen. Im Falle von Rippen erstrecken sich diese entlang der zumindest ersten Anlageseite vorzugsweise quer zur Längsachse des Grundkörpers und sind insbesondere an ihren kurzen Stirnseiten offen, also ohne stirnseitige Erstreckung der Wandung ausgebildet.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Verzahnungsbauteil zumindest ein stabförmiges Kraftübertragungselement auf, das zumindest den Trogboden durchquert und an die Betonbauteile anschließbar ist. Dieses stabförmige Kraftübertragungselement ermöglicht eine quasi-monolithische Anbindung der angrenzenden Betonbauteile vor allem in Querkraftrichtung. Mit Hilfe eines solchen Kraftübertragungselements lässt sich der zuvor angesprochene Verformungsnullpunkt realisieren. Das stabförmige Kraftübertragungselement ist fest in dem Verzahnungsbauteil verankert. Das stabförmige Kraftübertragungselement ist vorzugsweise ein Dübel oder ein Bewehrungsstab. Außerdem kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das stabförmige Kraftübertragungselement aus nichtrostendem Stahl oder einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet ist. Dadurch kann die Wärmeleitung zwischen den Betonbauteilen weiter verringert werden. Um die Querkraftübertragung weiter zu verbessern, sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Betonbauteils vor, dass das stabförmige Kraftübertragungselement den Trogboden und die Trogöffnung durchquert.
  • Die Erstellung des Gebäudeabschnitts kann vor Ort auf einer Baustelle erfolgen. In diesem Fall ist die erste oder zweite Schalung, mit der die vertikal ausgerichtete Gebäudewand erstellt wird, vertikal bzw. senkrecht ausgerichtet, sodass der flüssige Beton in die nach oben offene Schalung eingefüllt werden kann. Die Herstellung von Betonbauteilen kann auch im liegenden bzw. horizontalen Zustand des herzustellenden Betonbauteils in einem Betonfertigteilwerk erfolgen. Beispielsweise kann die vertikal ausgerichtete Gebäudewand im liegenden Zustand in dem Betonfertigteilwerk hergestellt und danach an eine Baustelle transportiert werden, auf der der Gebäudeabschnitt erstellt wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die erste Schalung für die liegende Herstellung eines der beiden Betonbauteile eine im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Schalungsplatte mit einem auf der Schalungsplatte fixierten und von einer Plattenebene der Schalungsplatte hervorstehenden Schalungsrahmen. Die Schalungsplatte und der Schalungsrahmen definieren einen mit Beton zu verfüllenden Innenbereich. Der Schalungsrahmen weist erfindungsgemäß das Verzahnungsbauteil als Abschalelement auf. Danach wird Beton in den Innenbereich gegossen, dieser Beton wird vorzugsweise verdichtet und erhärtet anschließend. Nach dem Erhärten des Betons können die Schalungsplatte und der Schalungsrahmen bis auf das Verzahnungsbauteil entfernt und das Betonbauteil von seiner liegenden Position auf der Schalungsplatte in eine horizontale Transportposition überführt werden. Hiernach ist das Betonbauteil für den Einbau in den Gebäudeabschnitt bereit. Das Verzahnungsbauteil verbleibt am Betonbauteil als verlorene Schalung.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren und anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei zeigen
    • Figur 1
    eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Verzahnungsbauteils;
    Figur 2
    ein Detail eines zweiten Ausführungsbeispiels in Seitenansicht;
    Figur 3
    eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Verzahnungsbauteils;
    Figur 4
    ein Ausführungsbeispiel eines Gebäudeabschnitts mit dem ersten Ausführungsbeispiel des Verzahnungsbauteils, das zwischen zwei Betonbauteilen angeordnet ist;
    Figur 5
    ein drittes Ausführungsbeispiel eines Verzahnungsbauteils mit zu-sätzlicher Längsrippe und
    Figur 6
    ein viertes Ausführungsbeispiel eines Verzahnungsbauteils mit Längsrippe im Bereich eines Trogbodens.
  • Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines wärmedämmenden Verzahnungsbauteils 1 zur Kraftübertragung zwischen zwei tragenden Betonbauteilen. Dieses Verzahnungsbauteil 1 umfasst einen Grundkörper 2 mit einer erste Anlageseite 3 sowie einer der ersten Anlageseite 2 gegenüberliegenden zweiten Anlageseite 4 zum Anschluss an die Betonbauteile. Das erste Ausführungsbeispiel des Verzahnungsbauteils 1 weist fünf gegenüber der ersten Anlageseite 3 vorstehende Trogelemente 5, 6, 7, 8, 9 auf. Das erste Ausführungsbeispiel des Verzahnungsbauteils 1 ist mehrteilig ausgebildet. Das bedeutet, dass es sich aus einer Mehrzahl von einzelnen Trogelementen 5, 6, 7, 8, 9 und dem separaten Grundkörper 2 zusammensetzt. Die Trogelemente 5, 6, 7, 8, 9 besitzen jeweils einen Trogboden 51, 61, 71, 81, 91, eine dem Trogboden 51, 61, 71, 81, 91 gegenüberliegende Trogöffnung 52, 62, 72, 82, 92 und eine seitlich sich von Trogboden 51, 61, 71, 81, 91 zu Trogöffnung 52, 62, 72, 82, 92 erstreckende Wandung 53, 63, 73, 83, 93. Trogboden 51, 61, 71, 81, 91 und Wandung 53, 63, 73, 83, 93 definierten jeweils einen Innenbereich 54, 64, 74, 84, 94 der Trogelemente 5, 6, 7, 8, 9. Die Trogöffnungen 52, 62, 72, 82, 92 sind jeweils in dem Grundkörper 2 ausgespart, indem der Grundkörper 2 entsprechende mit den Trogöffnungen 52, 62, 72, 82, 92 korrespondierende Durchlässe 21, 22, 23, 24, 25 aufweist. Indem die Trogöffnungen 52, 62, 72, 82, 92 in dem Grundkörper ausgespart sind, kann bei einer Erstellung eines Gebäudeabschnitts, der zwei Betonbauteilen sowie das zwischen den Betonbauteilen angeordnete wärmedämmende Verzahnungsbauteil 1 umfasst, flüssiger Beton durch die Trogöffnungen 52, 62, 72, 82, 92 in den Innenbereich 54, 64, 74, 84, 94 der Trogelemente 5, 6, 7, 8, 9 eingefüllt werden und in dem Innenbereich 54, 64, 74, 84, 94 erhärten. Die Wandung 53, 63, 73, 83, 93 der Trogelemente 5, 6, 7, 8, 9 ist aus einem ersten Elastomer ausgebildet. Bei diesem ersten Elastomer handelt es sich um ein Polyurethan-Elastomer. Die Trogböden 51, 61, 71, 81, 91 sind aus einem zweiten Elastomer ausgebildet, bei welchem es sich ebenfalls um ein Polyurethan-Elastomer handelt. Das erste und das zweite Elastomer unterscheiden sich in ihrer Steifigkeit. Die Trogböden 51, 61, 71, 81, 91 weisen eine gegenüber den Wandungen 53, 63, 73, 83, 93 höhere Steifigkeit auf. Somit ist die Verformbarkeit der Trogböden 51, 61, 71, 81, 91 im Einbauzustand des Verzahnungsbauteils 1 zwischen den Betonbauteilen durch die einwirkenden, vertikalen Druckkräfte weniger stark ausgeprägt als die der Wandungen 53, 63, 73, 83, 93.
  • Figur 2 zeigt ein Detail eines zweiten Ausführungsbeispiels des wärmedämmenden Verzahnungsbauteils 1 in Seitenansicht. Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel des Verzahnungsbauteils 1 dadurch, dass der Grundkörper 2 und der Trogboden 51 eine Schichtstruktur 10 aufweisen, die eine Kernschicht 11 aus wärmedämmendem und druckkraftübertragendem Material und zumindest eine die Kernschicht 11 einseitig auf der zweiten Anlageseite 4 begrenzende Außenschicht 12 umfasst. Bei dem wärmedämmenden und druckkraftübertragenden Material der Kernschicht 11 handelt es sich um drittes Elastomer, das im vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel aus Ethylen-Propylen-Dien-(Monomer)-Kautschuk (EPDM) bestehen kann. Die Außenschicht 12 ist aus einem gleitfähigen Material wie z.B. Polytetrafluorethylen ausgebildet ist. Im Einbauzustand des Verzahnungsbauteils 1 zwischen zwei Betonbauteilen entkoppelt diese Außenschicht 12 aus Polytetrafluorethylen die Betonbauteile voneinander und ermöglicht eine zwangfreie, horizontale Relativverschiebung der Betonbauteile untereinander.
  • Figur 3 zeigt ein Detail eines dritten Ausführungsbeispiels des wärmedämmenden Verzahnungsbauteils 1 in Seitenansicht. Dieses dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel des Verzahnungsbauteils 1 dadurch, dass es ein stabförmiges Kraftübertragungselement 13 in Form eines Dübels aufweist, welches den Trogboden 51 durchquert und an die Betonbauteile anschließbar ist. Weiterhin ist dieses dritte Ausführungsbeispiel des Verzahnungsbauteils 1 einteilig ausgebildet. Das bedeutet, dass die Trogelemente 5, 6, 7, 8, 9 und der Grundkörper 2 einstückig ausgebildet sind. Der Dübel 13 ist fest in dem Verzahnungsbauteil 1 verankert und ermöglicht im Einbauzustand des Verzahnungsbauteils 1 eine quasi-monolithische Anbindung der angrenzenden Betonbauteile vor allem in Querkraftrichtung. Aus Figur 3 ist auch ersichtlich, dass der Grundkörper 2 und die Außenseite der Wandung 53 einen Winkel α zueinander einschließen, der im vorliegenden dritten Ausführungsbeispiel 110 Grad beträgt. Dadurch wird im Einbauzustand des Verzahnungsbauteils 1 eine optimale Schubkraftübertragung im Bereich der verzahnten Verbundfuge erreicht.
  • Ein Gebäudeabschnitt, der zwei tragende Betonbauteile, nämlich eine vertikal ausgerichtete Gebäudewand und eine darüberliegende Geschossdecke, und ein zwischen den Betonbauteilen angeordnetes, wärmedämmendes Verzahnungsbauteil 1 umfasst, kann - wie im Folgenden beschrieben - direkt auf einer Baustelle erstellt werden: Zunächst wird eine erste Schalung für die vertikal ausgerichtete Gebäudewand und eine erste Bewehrung in der ersten Schalung erstellt. Diese erste Schalung ist vertikal bzw. senkrecht ausgerichtet, sodass danach flüssiger Ortbeton von oben in die nach oben offene erste Schalung eingefüllt werden kann. Dieser flüssige Ortbeton wird in herkömmlicher Weise mit einem Innenrüttler verdichtet. Anschließend wird das Verzahnungsbauteil 1 von oben auf den flüssigen, verdichteten Ortbeton aufgesetzt. Danach erhärtet der flüssige Ortbeton und die vertikal ausgerichtete Gebäudewand kann ausgeschalt werden, wobei das Verzahnungsbauteil 1 an der Oberseite der vertikalen Gebäudewand verbleibt und zum Anschluss an die noch zu erstellende, darüberliegende Geschossdecke dient. Danach wird über der vertikalen Gebäudewand eine zweite Schalung für die horizontal ausgerichtete Geschossdecke und eine zweite Bewehrung in der zweiten Schalung erstellt. Danach wird flüssiger Ortbeton in die zweite Schalung eingefüllt. Die zweite Schalung ist dabei so angeordnet, dass beim Einfüllen von flüssigem Ortbeton in einen Innenbereich der zweiten Schalung flüssiger Ortbeton über das Verzahnungsbauteil 1 fließt und durch die die Trogöffnungen 52, 62, 72, 82, 92 in den Innenbereich 54, 64, 74, 84, 94 der Trogelemente 5, 6, 7, 8, 9 fließt. Der flüssige Ortbeton wird in herkömmlicher Weise mit einem Innenrüttler verdichtet. Danach erhärtet der flüssige Ortbeton. Somit sind die an die Trogöffnungen 52, 62, 72, 82, 92 angrenzende bzw. an die zweite Anlageseite 4 anliegende Geschossdecke und der erhärtete Ortbeton im Innenbereich 54, 64, 74, 84, 94 einstückig bzw. monolithisch ausgebildet. Die vertikal ausgerichtete Gebäudewand liegt an der ersten Anlageseite 3 des Grundkörpers 2 des Verzahnungsbauteils 1 an. In einem letzten Schritt kann die horizontal ausgerichtete Geschossdecke ausgeschalt werden. Das Verzahnungsbauteil 1 ist nun zwischen der vertikal ausgerichteten Gebäudewand und der darüberliegenden horizontal ausgerichteten Geschossdecke angeordnet, sodass zwischen den beiden Bauteilen eine verzahnte Verbundfuge gebildet ist. Die Trogelemente 5, 6, 7, 8, 9 wirken hierbei als Elastomerlager, sodass parallel zur Verbundfuge wirkende Schubkräfte aufgenommen und übertragen werden können.
  • Neben dieser Erstellung des Gebäudeabschnitts vor Ort auf einer Baustelle kann beispielsweise die vertikal ausgerichtete Gebäudewand auch vorab in einem Betonfertigteilwerk erstellt und danach an die Baustelle transportiert werden, auf der der Gebäudeabschnitt erstellt wird. Im Betonfertigteilwerk erfolgt die Herstellung der Gebäudewand im liegenden bzw. horizontalen Zustand der herzustellenden Gebäudewand. Hierfür umfasst die erste Schalung eine im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Schalungsplatte mit einem auf der Schalungsplatte fixierten und von einer Plattenebene der Schalungsplatte hervorstehende Schalungsrahmen. Die Schalungsplatte und der Schalungsrahmen definieren einen mit Beton zu verfüllenden Innenbereich dieser ersten Schalung. Das Verzahnungsbauteil 1 ist als Abschalelement Bestandteil des Schalungsrahmens. Danach wird flüssiger Beton in den Innenbereich gegossen. Dieser flüssige Beton wird verdichtet und erhärtet anschließend. Nach dem Erhärten des Betons können die Schalungsplatte und der Schalungsrahmen bis auf das Verzahnungsbauteil entfernt und die Gebäudewand von ihrer liegenden Position auf der Schalungsplatte in eine horizontale Transportposition überführt werden. Hiernach ist die vertikal ausgerichtete Gebäudewand für den Einbau in den Gebäudeabschnitt bereit. Das Verzahnungsbauteil 1 verbleibt anschlussseitig an der Gebäudewand als verlorene Schalung.
  • Figur 4 zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des nach dem zuvor beschriebenen Verfahren erstellten Gebäudeabschnitts 14. Dieser Gebäudeabschnitt 14 umfasst ein tragendes, vertikal ausgerichtetes Betonbauteil 15 in Form einer Gebäudewand und ein über der Gebäudewand 15 horizontal ausgerichtetes Betonbauteil 16 in Form einer Geschossdecke. Zwischen der Gebäudewand 15 und der Geschossdecke 16 ist das Verzahnungsbauteil 1 in der in Figur 1 dargestellten Art angeordnet, wodurch eine verzahnte Verbundfuge zwischen der Gebäudewand 15 und der Geschossdecke 16 gebildet ist. Alternativ hierzu kann das Verzahnungsbauteil 1 auch zwischen einer horizontal ausgerichteten Kellerdecke und einer darüberstehenden, vertikal ausgerichteten Gebäudewand angeordnet sein. Der Grundkörper 2 des Verzahnungsbauteils 1 ist quaderförmig ausgebildet, wobei dessen Längsachse die Verlegerichtung des Grundkörper 2 entlang der Verbundfuge vorgibt. Der Innenbereich 54, 64, 74, 84, 94 der Trogelemente 5, 6, 7, 8, 9 ist mit erhärtetem Beton ausgefüllt, wobei dieser erhärtete Beton einstückig bzw. monolithisch mit dem erhärteten Beton der Geschossdecke 16 ausgebildet ist. Besteht zwischen den im Bereich der Verbundfuge angrenzenden Betonbauteilen ein Temperaturunterschied, so führt dieser zu unterschiedlichen Ausdehnungen der angrenzenden Betonbauteile. Diese unterschiedlichen Ausdehnungen haben eine Relativverschiebung der Betonbauteile untereinander und dadurch verursachte Schubkräfte zur Folge. Dabei drückt der erhärtete Beton in dem Innenbereich 54, 64, 74, 84, 94 gegen die Wandung 53, 63, 73, 83, 93 der Trogelemente 5, 6, 7, 8, 9. Aufgrund der elastischen Eigenschaften des ersten Elastomers der Wandung 53, 63, 73, 83, 93 der Trogelemente 5, 6, 7, 8, 9 können diese Schubkräfte zumindest teilweise oder sogar vollständig durch eine Verformung der Wandungen 53, 63, 73, 83, 93 aufgenommen werden. Nach Wegfall der Schubkräfte kann die Wandung 53, 63, 73, 83, 93 aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften wieder ihre ursprüngliche Form annehmen.
  • Eine weitere Weiterbildung eines Verzahnungsbauteils 1 ist in Figur 5 in einem Ausschnitt dargestellt. Gezeigt ist ein Ausschnitt des Grundkörpers 2 mit einem ausgesparten, rippenförmigen Trogelement 5. Auf der Oberseite 4 des Grundkörpers 2 sind zwei zusätzliche Längsrippen 17 ausgebildet. Diese dienen als Längsführung für das oberhalb des Verzahnungsbauteils 1 zu erstellende Betonbauteil. Somit wird aufgrund der Federsteifigkeit des Trogelements 5 unter Einwirkung von thermisch bedingten Scherkräften eine seitliche Ausgleichsbewegung ermöglicht, während quer zum Betonbauteil wirkende Kräfte (z.B. Winddruck) von den Längsrippen 17 aufgenommen werden.
  • In Figur 6 schließlich ist eine alternative Ausführungsform gezeigt, bei der eine Längsrippe 18 innerhalb des Trogelements 5 ausgebildet auf dessen Trogboden 51 ist. Auch hierbei dient die Längsrippe 18 zur Führung bei seitlichen thermisch bedingten Ausgleichsbewegungen und nimmt senkrecht zu dem darüber liegenden Betonbauteil wirkende Druckkräfte auf.

Claims (16)

  1. Wärmedämmendes Verzahnungsbauteil (1) zur Kraftübertragung zwischen zwei tragenden Betonbauteilen, insbesondere einer vertikalen Gebäudewand (15) und einer darüber- oder darunterliegenden Geschossdecke (16), wobei das Verzahnungsbauteil (1) eine Mehrzahl einzeln oder in Verbundgruppen zwischen den Betonbauteilen zu verlegende Trogelemente (5, 6, 7, 8, 9) aufweist, die zumindest teilweise aus einem wärmedämmenden Material ausgebildet sind,
    wobei die Trogelemente (5, 6, 7, 8, 9) jeweils einen Trogboden (51, 61, 71, 81, 91), eine dem Trogboden (51, 61, 71, 81, 91) gegenüberliegende Trogöffnung (52, 62, 72, 82, 92) und eine seitlich sich von Trogboden (51, 61, 71, 81, 91) zu Trogöffnung (52, 62, 72, 82, 92) erstreckende Wandung (53, 63, 73, 83, 93) aufweisen,
    wobei das Verzahnungsbauteil (1) außerdem einen die Trogöffnungen aussparenden Grundkörper (2) mit einer ersten Anlageseite (3) und einer der ersten Anlageseite (3) gegenüberliegenden zweiten Anlageseite (4), insbesondere zur Anlage an angrenzenden Ortbeton umfasst und die Trogelemente (5, 6, 7, 8, 9) gegenüber der ersten Anlageseite (3) vorstehende Vorsprünge ausbilden, und
    wobei die Wandung (53, 63, 73, 83, 93) der Trogelemente (5, 6, 7, 8, 9) aus einem ersten Elastomer ausgebildet ist.
  2. Wärmedämmendes Verzahnungsbauteil (1) nach Anspruch 1, bei dem die Wandung (53) von zumindest einem ersten Trogelement (5) eine im Vergleich zu der Federsteifigkeit der Wandungen (63, 73, 83, 93) der jeweils anderen Trogelemente (6, 7, 8, 9) abweichende Federsteifigkeit aufweist.
  3. Wärmedämmendes Verzahnungsbauteil (1) nach Anspruch 2, bei dem die Wandungen (53, 63, 73, 83, 93) zumindest eines Teils der Trogelemente (5, 6, 7, 8, 9) in Verlegerichtung gesehen eine von Trogelement zu Trogelement oder von Trogelementgruppe zu Trogelementgruppe zunehmende oder abnehmende Federsteifigkeit aufweisen.
  4. Wärmedämmendes Verzahnungsbauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Trogböden (51, 61, 71, 81, 91) aus zumindest einem zweiten Elastomer ausgebildet sind, wobei die Trogböden (51, 61, 71, 81, 91) vorzugsweise eine gegenüber der angrenzenden Wandung (53, 63, 73, 83, 93) höhere Federsteifigkeit aufweisen.
  5. Wärmedämmendes Verzahnungsbauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das erste und/oder zweite Elastomer eine Dichte im Bereich von 200 kg/m3 bis 1250 kg/m3, bevorzugt von 600 kg/m3 bis 1100 kg/m3, besonders bevorzugt 1050 kg/m3 aufweist.
  6. Wärmedämmendes Verzahnungsbauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Grundkörper (2) und/oder der Trogboden (51, 61, 71, 81, 91) eine Schichtstruktur (10) aufweist, die eine Kernschicht (11) aus wärmedämmendem und/oder druckkraftübertragendem Material und zumindest eine die Kernschicht (11) einseitig begrenzende Außenschicht (12) umfasst, wobei die Außenschicht (12) aus einem gleitfähigen Material ausgebildet ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die gebildet wird von Polyethylen, ultrahochmolekularem Polyethylen, Polytetrafluorethylen, Polyetheretherketon und Polyoxymethylene.
  7. Wärmedämmendes Verzahnungsbauteil (1) nach Anspruch 6, bei dem das wärmedämmende und/oder druckkraftübertragende Material der Kernschicht ein drittes Elastomer ist, wobei das dritte Elastomer vorzugsweise eine von dem ersten Elastomer abweichende Federsteifigkeit aufweist.
  8. Wärmedämmendes Verzahnungsbauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das erste Elastomer und/oder das zweite Elastomer und/oder das dritte Elastomer unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von natürlichem Kautschuk, synthetischem Kautschuk, insbesondere Ethylen-Propylen-Dien-(Monomer)-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Polyurethan-Elastomer und Chlorbutadien-Kautschuk.
  9. Wärmedämmendes Verzahnungsbauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches mehrteilig ausgebildet ist und aus einer Mehrzahl von einzelnen Trogelementen (5, 6, 7, 8, 9) und zumindest einem separaten Grundkörper (2) zusammensetzt.
  10. Wärmedämmendes Verzahnungsbauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Grundkörper (2) und eine der Trogöffnung (52, 62, 72, 82, 92) der Trogelemente (5, 6, 7, 8, 9) abgewandte Außenseite der Wandung (53, 63, 73, 83, 93) einen Winkel α zueinander einschließen, der größer oder gleich 90° ist.
  11. Wärmedämmendes Verzahnungsbauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Trogboden (51, 61, 71, 81, 91) und/oder die Trogöffnung (52, 62, 72, 82, 92) polygonal, elliptisch oder kreisförmig ausgebildet sind, wobei der Trogboden (51, 61, 71, 81, 91) und/oder die Trogöffnung (52, 62, 72, 82, 92) bei einer polygonalen Ausbildung bevorzugt eine Anzahl an Eckpunkten n=4 aufweisen.
  12. Wärmedämmendes Verzahnungsbauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches zumindest ein Kraftübertragungselement aufweist, das zumindest den Trogboden (51, 61, 71, 81, 91) durchquert und an die Betonbauteile anschließbar ist, wobei das Kraftübertragungselement insbesondere ein Dübel oder ein Bewehrungsstab ist.
  13. Wärmedämmendes Verzahnungsbauteil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verzahnungsbauteil mehrteilig als Bausatz ausgebildet ist, der eine Mehrzahl von einzelnen oder zu einer Verbundgruppe miteinander verbunden Trogelementen und zumindest einen separaten Grundkörper umfasst.
  14. Verfahren zur Erstellung eines Gebäudeabschnitts (14), der zwei tragenden Betonbauteile, insbesondere eine vertikal ausgerichtete Gebäudewand (15) und eine darüber- oder darunterliegende Geschossdecke (16), und zumindest ein zwischen den Betonbauteilen angeordnetes, wärmedämmendes Verzahnungsbauteil (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    a) Erstellen einer ersten Schalung für ein erstes Betonbauteil und einer ersten Bewehrung in der ersten Schalung,
    b) Einfüllen von flüssigem Beton in die erste Schalung, wobei die erste Schalung entweder das Verzahnungsbauteil (1) umfasst oder das Verzahnungsbauteil (1) nach dem Einfüllen des flüssigen Betons in den flüssigen Beton eingesetzt wird,
    c) Erhärten des flüssigen Betons,
    d) Erstellen einer zweiten Schalung für ein zweites Betonbauteil und einer zweiten Bewehrung in der zweiten Schalung,
    e) Einfüllen von flüssigem Beton in die zweite Schalung für das zweite Betonbauteil, sodass der flüssige Beton durch die Hohlkörperöffnungen (52, 62, 72, 82, 92) in einen Innenbereich (54, 64, 74, 84, 94) der Trogelemente (5, 6, 7, 8, 9) fließt, und
    f) Erhärten des flüssigen Betons.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Verzahnungsbauteil mehrteilig als Bausatz ausgebildet ist, der eine Mehrzahl von einzelnen oder zu einer Verbundgruppe miteinander verbunden Trogelementen und zumindest einen separaten Grundkörper umfasst und bei dem die Trogelemente vor oder nach Einfüllen von flüssigem Beton in die erste Schalung eingesetzt werden und der Grundkörper nach Einfüllen von flüssigem Beton in die erste Schalung derart auf die Trogelemente und den flüssigen Beton aufgesetzt wird, dass im Grundkörper ausgebildete Durchlässe jeweils einzeln zu jeweils einer der Trogöffnungen fluchtend angeordnet sind, vorzugsweise bei dem zwischen dem Einsetzen der Trogelemente und dem Aufsetzen des Grundkörpers der flüssige Beton verdichtet und/oder glattgestrichen wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die erste Schalung eine im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Schalungsplatte mit einem auf der Schalungsplatte fixierten und von einer Plattenebene der Schalungsplatte hervorstehende Schalungsrahmen umfasst, wobei die Schalungsplatte und der Schalungsrahmen einen mit Beton zu verfüllenden Innenbereich definieren und der Schalungsrahmen das Verzahnungsbauteil (1) aufweist.
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