AT505057A2

AT505057A2 - Flächige beton-tragkonstruktion sowie verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number: AT505057A2
Application number: AT842007A
Authority: AT
Inventors: Johann Kollegger; Stefan Burtscher; Andreas Kainz
Original assignee: Univ Wien Tech
Priority date: 2007-01-17
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2008-10-15
Also published as: AT505057A3; AT505057B1

Description

1 T10051

Flächige Beton-Tragkonstruktion sowie Verfahren zur Herstellung derselben

Die Erfindung betrifft eine flächige Beton-Tragkonstruktion, insbesondere eine Stahl-Beton-Tragkonstruktion, wie eine Stahl-Beton-Decke, mit einer Kombination folgender Merkmale: • eine Beton-Platte, deren Dicke die Gesamtdicke der Beton-Tragkonstruktion unterschreitet und • Rippen, die mit jeweils einem Endbereich mit der Beton-Platte kraftübertragend verbunden sind und von der Beton-Platte frei, d.h. ohne in eine weitere tragende Flächenkonstruktion eingebunden zu sein, nach oben ragen, wobei ihre oberen Endbereiche Druck- und/oder Zugkräfte aufnehmend gestaltet sind und • deren jeweils zwischen den oberen und unteren Endbereichen liegenden Bereiche mindestens einen Durchbruch auf weisen, gemäß der österreichischen Patentanmeldung A 933/2006.

Eine Beton-Tragkonstruktion dieser Art bietet den Vorteil, dass die tragende Konstruktion mit den Vorzügen des Doppelbodens verbunden ist, wodurch eine einfache Unterbringung von Versorgungsleitungen ermöglicht ist und trotzdem die Gesamtdicke der Decke gering gehalten werden kann. Hierzu kommt noch der Vorteil einer deutlichen Material- und Eigengewichtseinsparung im Vergleich zu bekannten Konstruktionen mit derselben Tragkraft.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine flächige Beton-Tragkonstruktion dieser Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass sie besonders einfach herstellbar ist, und zwar durch Verwendung von Halb-Fertigteilen. Hierdurch sollen aufwändige Verbindungs- und Schalungsarbeiten auf der Baustelle entfallen können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Beton-Platte mindestens zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Halb-Fertigteilplatten aufweist, die mit einer bewehrten Aufbetonschicht überdeckt und kraftschlüssig verbunden sind.

Es ist bekannt, Halb-Fertigteilplatten durch Schweißen, Schrauben, Bewehrungsstöße in Vergusstaschen oder Vorspannen zu verbinden. Diese Verbindungstechniken sind jedoch mit einem hohen Aufwand an der Baustelle verbunden, wobei zur Kraftweiterleitung von einer Halb-Fertigteilplatte zur nächsten auch hinreichend genau gearbeitet werden muss.

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Das Besondere an der Erfindung liegt darin, dass durch die bewehrte Aufbetonschicht eine einfache Verbindung der Halb-Fertigteilplatten erzielt werden kann, welche Verbindungstechnik als Standard im Betonbau anzusehen ist, wobei jedoch diese Verbindungsmethode nur zur Herstellung der Verbindung der Halb-Fertigteilplatten eingesetzt wird, und nicht, wie sonst üblich, zur Herstellung der gesamten Betonplatte.

Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform ruhen die Rippen auf den Halb-Fertigteilplatten mit Fußteilen auf, wobei die Fußteile von der Aufbetonschicht umfangsmäßig eingeschlossen sind.

Zweckmäßig durchsetzt die Bewehrung der Aufbetonschicht die Durchbrüche der Rippen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fußteile der Rippen in der Aufbetonschicht mittels Bewehrung verankert sind, wobei vorteilhaft die Fußteile der Rippen in den Halb-Fertigteilplatten mittels Bewehrung verankert sind, und wobei weiters zweckmäßig die Rippen und die Halb-Fertigteilplatten eine gemeinsame Bewehrung aufweisen.

Vorzugsweise sind die Rippen gemeinsam mit einer Halb-Fertigteilplatte als Halb-Fertigprodukt ausgebildet, wodurch die Rippen nicht mehr an der Baustelle geschalt werden müssen.

Je nach Anforderung an die Durchbrüche, d.h. der in der Decke zu verlegenden Leitungen, bzw. je nach Anforderung an die Tragfähigkeit können die Durchbrüche von oben nach unten divergieren oder konvergieren.

Wird die Beton-Tragkonstruktion auf Stützen gelagert, so ist sie dadurch gekennzeichnet, dass vorteilhaft oberhalb einer Stütze ein auf der Stütze aufliegendes Plattenelement vorgesehen ist, wobei von einem oberhalb der Stütze zu liegen kommenden Zentrum sich radial sternförmig nach außen erstreckende Rippen vorgesehen sind, die randseitig des Plattenelementes an Rippen benachbarter Elemente anschließen, wobei zweckmäßig die sich sternförmig erstreckenden Rippen mit einer Bewehrung versehen sind, die an eine Bewehrung benachbarter Elemente anschließt oder in die Bewehrung benachbarter Elemente übergeht. • · • · 3

Zur Erhöhung der Steifigkeit des auf einer Stütze aufliegenden Plattenelements sind sich sternförmig erstreckende Rippen mit sich in Umfangsrichtung des Plattenelementes erstreckenden Rippen verbunden.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt darin, dass die Aufbetonschicht statisch mitwirkend ist, wobei deren Bewehrung sich über eine Halb-Fertigteilplatte hinaus zu mindestens einer zweiten benachbarten Halb-Fertigteilplatte erstreckt.

Vorzugsweise liegt die Dicke der Halb-Fertigteilplatte zwischen 2 und 20 cm, insbesondere zwischen 4 und 16 cm, und die Dicke der Aufbetonschicht zwischen 2 und 20 cm, vorzugsweise zwischen 4 und 8 cm.

Ein besonders effizientes Verfahren zur Herstellung einer Beton-Tragkonstruktion ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halb-Fertigteilplatten gemeinsam mit auf ihnen vorgesehenen Rippenkörpem in einem Fertigteil werk hergestellt werden, wobei die Rippenkörper oben liegende Kanäle aufweisen oder hohl gestaltet sind, dass diese Halb-Fertigteilplatten zur Baustelle transportiert und dort lagerichtig entsprechend dem zu errichtenden Bauwerk platziert werden, dass anschließend eine Bewehrung auf den Halb-Fertigteilplatten, die sich über mindestens zwei benachbarte Halb-Fertigteilplatten erstreckt, aufgelegt wird und in den Hohlräumen der Rippenkörper eine Bewehrung, die sich in Hohlräume von Rippenkörpem benachbarter Halb-Fertigteilplatten erstreckt, vorgesehen wird, worauf die Aufbetonschicht aufgebracht und die Rippenkörper mit Beton vergossen werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei die Fig. 1 bis 4 eine erste Ausfuhrungsform jeweils in Schrägrissdarstellung in verschiedenen Stadien der Fertigung veranschaulichen. Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht, in die die Lagen der Bewehrungen eingezeichnet sind.

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf eine aus mehreren Elementen zusammengesetzte flächige Beton-Tragkonstruktion, die Fig. 7 und 8 zeigen Schnitte gemäß der Linie VII-VH der Fig. 6, wiederum in verschiedenen Herstellungsstadien. Die Fig. 9 und 10 geben weitere Ausfuhrungsformen in zu Fig. 8 analoger Darstellung wieder. Fig. 11 veranschaulicht einen Schnitt gemäß der Linie XI-XI der Fig. 6. Die Fig. 12 bis 15 zeigen Details der Beton-Tragkonstruktion, jeweils in Draufsicht.

Die erfindungsgemäße flächige Beton-Tragkonstruktion ist grundsätzlich von einer Beton-Platte 1 gebildet, von der Rippen 2 nach oben ragen. Diese Rippen 2 sind mit jeweils einem ν' 4 ihrer Endbereiche 3, nachfolgend auch Fußteile genannt, mit der Beton-Platte 1 kraftübertragend verbunden, und sie ragen mit ihren oberen Endbereichen 4 frei nach oben, d.h. sie sind in keine weitere tragende Flächenkonstruktion, wie z.B. bei Hohldecken üblich, eingebunden. Diese Rippen 2 nehmen mit ihren oberen Endbereichen 4 Druck- und/oder Zugkräfte auf und können diesbezüglich an diesen oberen Endbereichen verstärkt ausgebildet sein. Zwischen den oberen Endbereichen 4 und den unteren Endbereichen 3, die in der Beton-Platte 1 kraftübertragend verankert sind, sind die Rippen 2 mit Durchbrüchen 6 versehen. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die von den Rippen 2 begrenzten Felder 7 leitungsmäßig zu verbinden, d.h. Leitungen von Feld 7 zu Feld 7 zu legen.

Die Figur 6 zeigt als Beispiel eine Geschossdecke abgestützt auf senkrechten Stützen bzw. Säulen 8, und es sind die einzelnen Felder 7 erkennbar, die von den Rippen 2 begrenzt sind. Es handelt sich hierbei um eine zweiachsig gespannte Geschossdecke.

Die Rippen 2 sind vorzugsweise alle gleich hoch und bei zweiachsig gespannten Beton-Tragkonstruktionen vorzugsweise rechtwinkelig zueinander angeordnet. Selbstverständlich ist auch eine andere Anordnung der Rippen 2 entsprechend der Grundrissform der zu bildenden Beton-Tragkonstruktion möglich. Bei einachsig gespannten Beton-Tragkonstruktionen sind die Rippen 2 vorzugsweise zueinander parallel angeordnet und vorzugsweise auch im äquidistanten Abstand vorgesehen.

An den Kreuzungspunkten 9 der Rippen 2 sind diese miteinander kraftübertragend, z.B. kraftschlüssig, verbunden.

Wie insbesondere aus Fig. 4 zu ersehen ist, ist die Beton-Platte 1 von einer unten liegenden Halb-Fertigteilplatte 21 sowie einer darauf aufgebrachten, mit einer Bewehrung 23 versehenen Aufbetonschicht 22 gebildet. Die Halb-Fertigteilplatte 21 ist ebenfalls mit einer Bewehrung 24 versehen. Vorzugsweise weisen die Rippen 2 ebenfalls eine Bewehrung 25 auf, die in die Halb-Fertigteilplatte 21 ragt, wo sie verankert ist. Die Bewehrung 25 der Rippen 2 ist in

Fig. 5 in Seitenansicht und in Fig. 2 in Schrägrissdarstellung, jedoch ohne Rippen, gezeigt.

Fig. 1 veranschaulicht die Halb-Fertigteilplatte 21 mit an dieser über die Bewehrung 25 verankerten hohlen Rippenkörpem 26, die von Betonschalen gebildet sind und die bereits mit den Bewehrungen 25 versehen sind. Eine solche Halb-Fertigteilplatte 21 mit den hohlen Rippenkörpem 26 stellt ein Halb-Fertigprodukt dar, das zur Herstellung einer erfindungsgemäßen flächigen Beton-Tragkonstruktion besonders vorteilhaft eingesetzt • · • · • ·♦♦ ···

werden kann. Dieses Halb-Fertigprodukt wird vorteilhaft fabriksmäßig hergestellt, also abseits der Baustelle, an der die Beton-Tragkonstruktion errichtet werden soll.

Fig. 3 zeigt die Anordnung der Bewehrung 23 für die Aufbetonschicht und eine die Rippen 2 benachbarter Halb-Fertigteilplatten 21 verbindende Bewehrung 27, die in den Hohlräumen der Rippenkörper 26 verlegt ist. Die Bewehrung 23, die auf der Halb-Fertigteilplatte aufgebracht ist, erstreckt sich ebenfalls über mindestens zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Halb-Fertigteilplatten 21 bzw. über die gesamte geplante Beton-Tragkonstruktion, wie sie beispielsweise in Fig. 6 gezeigt ist.

Nach dem Anordnen der die Beton-Tragkonstruktion umrissmäßig bildenden Halb-Fertigprodukte 21, z.B. auf den Stützen 8 - wie in Fig. 6 gezeigt -, und nach dem Verlegen der Bewehrung 23 bzw. 27 auf den zu verbindenden Halb-Fertigteilplatten 21 und in den kanalartigen Hohlräumen der Rippenkörper 26 wird in die Rippenkörper 26 Beton eingegossen, und es werden alle Halb-Fertigteilplatten 21 mit einer Aufbetonschicht 22 überdeckt, sodass schließlich eine Beton-Tragkonstruktion entsteht, wie sie in Fig. 4 mit einer einzelnen Halb-Fertigteilplatte 21, in den Fig. 8 bis 10 jedoch mit nebeneinander liegenden Halb-Fertigteilplatten 21, veranschaulicht ist. Hierbei sind die Fußteile 3 von der Aufbetonschicht 22 umgeben, d.h. eingeschlossen, können jedoch höhenmäßig über diese herausragen, wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist.

Gemäß der in Fig. 8 dargestellten Variante ragen die Rippen 2 mit Fußteilen 3 direkt in die Aufbetonschicht 22. Gemäß Fig. 9 erstrecken sich die Fußteile 3 jedoch auf ein Niveau 28 oberhalb der Aufbetonschicht 22, sodass die Fußteile 3 nicht nur durch Querkräfte, sondern auch auf Biegung beansprucht sind. Hierdurch ergeben sich Durchbrüche 6, die im Querschnitt größer sind.

Fig. 10 zeigt eine Variante, gemäß der sich die Durchbrüche 6 der Rippen 2 nach unten hin, also in Richtung zur Aufbetonschicht 22, im Gegensatz zu den in den Fig. 7 bis 9 dargestellten Vatianten nicht erweitern, sondern veqüngen. Die Fußteile 3 weisen zum ordnungsgemäßen Aufbringen einer Bewehrung 23 auf die Halb-Fertigteilplatte Öffnungen 31 auf, die dann nach dem Aufbringen der Aufbetonschicht 22 mit Beton gefüllt sind.

Wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, ruht die aus zehn Halb-Fertigprodukten gebildete Beton-Tragkonstruktion auf vier jeweils mittig zwischen einander kreuzenden Rippen 2 angeordneten Säulen 8. Wie Fig. 11 zeigt, ist dieser Bereich zwischen den Rippen 2 oberhalb der Säulen 8 mit Beton ausgegossen. Gemäß den Fig. 12 bis 15 sind die Bereiche zwischen 6 den Rippen 2 und oberhalb der Säulen 8 mit sternförmig angeordneten Rippen 29 versehen, die ebenfalls mit einer Bewehrung 27 versehen sind, wobei, wie z.B. in Fig. 12 gezeigt ist, die Bewehrungen 27 der Rippen 2 und 29 sich über diese Bereiche hinaus von einer Halb-Fertigteilplatte 21 bis zur nächsten Halb-Fertigteilplatte 21 erstrecken. Gemäß Fig. 13 sind die Bewehrungen 27 der Rippen 2 und 29 mittels Bewehrungsanschlüssen 30 miteinander verbunden. Die in den sternförmig vorgesehenen Rippen angeordneten Bewehrungen sind vorzugsweise an einem zentral über der Säule 8 vorgesehenen Stahlelement, wie einer Stahlplatte, befestigt, z.B. angeschweißt, wobei die Bewehrung 27 ebenfalls miteinbezogen sein kann.

Die Dicke der Halb-Fertigteilplatten 21 liegt zweckmäßig zwischen 2 und 20 cm, vorzugsweise zwischen 4 und 6 cm; die Dicke der Aufbetonschicht liegt zwischen 2 und 20 cm, vorzugsweise zwischen 4 und 8 cm. Damit kann in einfacher Weise die Verbindung der einzelnen Halb-Fertigteilplatten 21 durch die in der Aufbetonschicht 22 verlegte Bewehrung 23 erfolgen.

Hinsichtlich der Gestaltung der Rippen 2 bestehen vielfältige Möglichkeiten, wie sie beispielhaft auch in der österreichischen Patentanmeldung A 933/2006 aufgezeigt sind.

Claims

Patentansprüche: 1. Flächige Beton-Tragkonstruktion, insbesondere Stahl-Beton-Tragkonstruktion, wie eine Stahl-Beton-Decke, mit einer Kombination folgender Merkmale: • eine Beton-Platte (1), deren Dicke (D) die Gesamtdicke der Beton-Tragkonstruktion unterschreitet und • Rippen (2), die mit jeweils einem Endbereich (3) mit der Beton-Platte (1) kraftübertragend verbunden sind und von der Beton-Platte (1) frei, d.h. ohne in eine weitere tragende Flächenkonstruktion eingebunden zu sein, nach oben ragen, wobei ihre oberen Endbereiche (4) Druck- und/oder Zugkräfte aufnehmend gestaltet sind und • deren jeweils zwischen den oberen und unteren Endbereichen (3,4) liegenden Bereiche mindestens einen Durchbruch (6) aufweisen, gemäß der österreichischen Patentanmeldung A 933/2006, dadurch gekennzeichnet, dass die Beton-Platte (1) mindestens zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Halb-Fertigteilplatten (21) aufweist, die mit einer bewehrten Aufbetonschicht (22) überdeckt und kraftschlüssig verbunden sind.
2. Beton-Tragkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (2) auf den Halb-Fertigteilplatten (21) mit Fußteilen (3) aufruhen, wobei die Fußteile (3) von der Aufbetonschicht (22) umfangsmäßig eingeschlossen sind.
3. Beton-Tragkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung (23) der Aufbetonschicht (22) die Durchbrüche (6) der Rippen (2) durchsetzt.
4. Beton-Tragkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußteile (3) der Rippen (2) in der Aufbetonschicht (22) mittels Bewehrung (25) verankert sind.
5. Beton-Tragkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußteile (3) der Rippen (2) in den Halb-Fertigteilplatten (21) mittels Bewehrung (25) verankert sind.
6. Beton-Tragkonstruktion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (2) und die Halb-Fertigteilplatten (21) eine gemeinsame Bewehrung (25) aufweisen. 8
7. Beton-Tragkonstruktion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (2) gemeinsam mit einer Halb-Fertigteilplatte (21) als Halb-Fertigprodukt ausgebildet sind.
8. Beton-Tragkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (6) der Rippen (2) von oben nach unten divergieren.
9. Beton-Tragkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (6) der Rippen (2) von oben nach unten konvergieren.
10. Beton-Tragkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb einer Stütze (8) ein auf der Stütze aufliegendes Plattenelement vorgesehen ist, wobei von einem oberhalb der Stütze (8) zu liegen kommenden Zentrum sich radial sternförmig nach außen erstreckende Rippen (29) vorgesehen sind, die randseitig des Plattenelementes an Rippen (2) benachbarter Elemente anschließen.
11. Beton-Tragkonstruktion nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die sich sternförmig erstreckenden Rippen (29) mit einer Bewehrung versehen sind, die an eine Bewehrung (27) benachbarter Elemente anschließt oder in die Bewehrung benachbarter Elemente übergeht.
12. Beton-Tragkonstruktion nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich sternförmig erstreckende Rippen (29) mit sich in Umfangsrichtung des Plattenelementes erstreckenden Rippen verbunden sind.
13. Beton-Tragkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbetonschicht (22) statisch mitwirkend ist, wobei deren Bewehrung (23) sich über eine Halb-Fertigteilplatte (21) hinaus zu mindestens einer zweiten benachbarten Halb-Fertigteilplatte (21) erstreckt.
14. Beton-Tragkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Halb-Fertigteilplatte (21) zwischen 2 und 20 cm, vorzugsweise zwischen 4 und 16 cm, und die Dicke der Aufbetonschicht (22) zwischen 2 und 20 cm, vorzugsweise zwischen 4 und 8 cm, liegt.
15. Verfahren zur Herstellung einer Beton-Tragkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Halb-Fertigteilplatten (21) gemeinsam mit auf ihnen vorgesehenen Rippenkörpem (26) in einem Fertigteil werk hergestellt werden, wobei 9 die Rippenkörper (26) oben liegende Kanäle aufweisen oder hohl gestaltet sind, dass diese Halb-Fertigteilplatten (21) zur Baustelle transportiert und dort lagerichtig entsprechend dem zu errichtenden Bauwerk platziert werden, dass anschließend eine Bewehrung (23) auf den Halb-Fertigteilplatten (21), die sich über mindestens zwei benachbarte Halb-Fertigteilplatten (21) erstreckt, aufgelegt wird und in den Hohlräumen der Rippenkörper (26) eine Bewehrung (27), die sich in Hohlräume von Rippenkörpem (26) benachbarter Halb-Fertigteilplatten (21) erstreckt, vorgesehen wird, worauf die Auf betonschicht (22) aufgebracht und die Rippenkörper (26) mit Beton vergossen werden.