AT505265A1 - Zug-druck-verbundelement - Google Patents
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Description
UNSER ZEICHEN L361100ΙΑΤΡΟOGs
DATUM 15. Mai 2007
Zug-Druck-Verbundelement
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zug-Druck-Verbundele-ment mit einem Zugträgerelement und einem Druckträgerelement, die über ein Verbindungsmittel schubfest aneinandergefügt sind, so daß das auf tretende Eigengewicht und zusätzliche Lasten im Druckträgerelement überwiegend eine Druckbeanspruchung und im Zugträgerelement überwiegend eine Zugbeanspruchung hervorrufen.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Zug-Druck-Verbundele-ment, welches als Holz-Beton-Verbundelement (HBV-Element) ausgeführt ist, bei dem das Zugträgerelement ein Holzträgerelement und das Druckträgerelement ein Betonträgerelement ist.
Ein oder mehrere solcher Elemente können insbesondere dazu dienen, eine Geschoßdecke in einem Gebäude zu bilden. Dabei werden ein oder mehrere Elemente nebeneinander - gegebenenfalls untereinander gekoppelt - angeordnet, deren Enden jeweils auf einem Auflager aufliegen (z.B. Seitenwände, Zwischenauflager) .
Die Elemente werden dabei so angeordnet, daß sich das Holzträgerelement an der Unterseite und das Betonträgerelement an der Oberseite befindet. Bei entsprechender schubfester Kopplung untereinander nimmt dabei das unten liegende Holzträgerelement Zugbelastungen und das oben liegende Betonträgerelement Druckbelastungen auf, die durch das entsprechende auf der Oberseite einwirkende Eigengewicht und zusätzliche Lasten hervorgerufen werden. Bei entsprechender Dimensionierung werden dabei die unterschiedlichen Bauteileigenschaften
NACHGEREICHT 5 «· ···· ·· • · ·· ·· · • · · · · • · · · 2 (Zugfestigkeit und niedriges Eigengewicht des Holzträgerelementes; Druckfestigkeit und höhere Masse des Betonelementes) zum Aufbau stabiler und trittschallfester Geschoßdecken genutzt.
Bei bekannten Lösungen wird so eine Geschoßdecke üblicherweise in sogenannter Ortbetonbauweise ausgeführt. Dabei werden mehrere Holzträger (als Unter- bzw. Zuggurte) mit einer Betonplatte versehen, indem diese an die vorher entsprechend 10 angeordneten Holzträger angegossen wird. Um einen festen Verbund zwischen Beton- und Holzelement herzustellen, sind unterschiedliche Verbindungsmittel vorgesehen.
So können an der Oberseite der Holzelemente herausstehende 15 Dübel, Nägel oder Schrauben in die Betonplatte hineinragend eingegossen werden. Es können auch teilweise in die Oberseite des Holzelementes eingelassene Koppelstücke in die Betonplatte miteingegossen werden oder es sind im Holzelement Vertiefungen vorgesehen - gegebenenfalls mit zusätzlichen Ver-20 bindungsmittein -, in die der Beton mit eingeformt wird. Schließlich gibt es auch Lösungen, bei denen mit dem Holzelement verleimte, metallische Armierungsbauteile (z.B. Stahlfachwerkträger oder eingeleimte Schubverbinder aus Streckmetall) in das Betonelement eingegossen werden. 25
Die bekannten HBV-Elemente werden entweder werksseitig komplett vorgefertigt und dann komplett oder modular baustellenseitig eingefügt oder aber baustellenseitig hergestellt. 30 Bei der werksseitigen Herstellung ist sowohl die Holzbearbeitung als auch die Betonfertigung am gleichen Ort zu realisieren oder es müssen entsprechend fertigbearbeitete Holzelemente beigestellt werden, die dann noch gegebenenfalls zum Verbinden mit der Betonmatrix vorbereitet werden müssen.
Bei baustellenseitiger Herstellung solcher Holzbetonverbunddecken sind eine sehr sorgfältige Vorbereitung und vergleichsweise lange Aushärtungs- bzw. Trocknungszeiten erfor-
35 3 derlich, bis die Holzbetonverbunddecke aus HBV-Elementen belastbar ist bzw. weiterbearbeitet werden kann.
Solche Verbundelemente sind beispielsweise aus: 5 "Konstruktionsansätze für weitgespannte Decken sowie Brücken in Holz-Beton-Verbundweise" von Leander A. Baton, Olivier Bletz, in Bautechnik 83 (2006) , Heft 6, Seiten 435-439 be kannt. Auch die DD 250 559 Al_ betrifft eine Stahlbeton-Holz-Verbunddecke, bei der mehrere Holzbalken über Ringkeildübel io mit einem in die Betonmatrix hineinragenden Stahlbügel mit der Betonplatte verbunden werden. Es gibt auch Holz-Beton-Fertigteildecken, bei denen ein Zuggurt aus Brettsperrholz-Elementen mit brückenartigen als Druckgurt dienenden Betonfertigteilen versehen wird und dann als komplettes Baumodul 15 eingesetzt wird. Zur schubfesten Kopplung der beiden Bauteilkomponenten Holz und Beton sind sogenannte Schubverbinder vorgesehen, die lamellenartig in das Holzelement eingeklebt werden und betonseitig in entsprechende Aufnahmeschlitze am Betonfertigteil hineinragen und dort mit einem geeigneten 20 Vergußmörtel fixiert werden. Die Schubkräfte zwischen Betonfertigteil und Holzelement werden hierfür ausschließlich über die metallischen Schubverbinder übertragen. Diese Holz-Beton-Verbunddeckenkonstruktion ist zum Beispiel in "HBF-Fertigdecke-Spannende Verbundlösung" in Mikado 6/2006 auf den 25 Seiten 12 bis 14 beschrieben. Auch hier wird das komplette HBV-Element werkseitig vorgefertigt und bauseitig montiert.
Davon ausgehend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein alternatives Zug-Druck-/Holz-Beton- 30 Verbundelement bereitzustellen, bei dem die bekannten
Probleme zumindest teilweise verringert sind. Eine weitere Aufgabe kann darin gesehen werden, so ein Verbundelement bereitzustellen, das bauseitig mit geringer
Feuchtigkeitsbelastung realisierbar ist.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein alternatives Verfahren zur Herstellung eines Zug-Druck-/Holz-Beton-
Verbundelementes anzugeben. I NACHGEREICHT | 35 5 4
Diese Aufgabe löst das Zug-Druck-Verbundelement nach Anspruch 1 bzw. das Verfahren zum Herstellen eines Zug-Druck-Verbundelements nach Anspruch 14.
Die Erfindung gemäß Anspruch 1 zeichnet sich dadurch aus, daß ein Verbindungsmittel vorgesehen ist, das komplementär zu entsprechenden, einen Koppelbereich festlegenden Ausbildungen am Druckträgerelement bzw. am Zugträgerelement ausgebildet io ist und an diesen Koppelbereich angeformt ist.
Dieses Zusammenwirken von entsprechenden Ausbildungen im Druck- bzw. Zugträgerelement und einem entsprechend angeformten Verbindungsmittel hat mehrere Vorteile: Zugträgerelement 15 und Druckträgerelement können völlig unabhängig voneinander vorgefertigt werden und brauchen erst baustellenseitig - also vor Ort - in Einbaulage zusammengefügt werden. Das Anformen des Verbindungsmittels an den Koppelbereich erlaubt relativ große Fertigungs- und Montagetoleranzen. Vor Ort ist kein 20 oder nur sehr wenig flüssiger Ortbeton bzw. Vergußmörtel erforderlich. Damit entfallen aufwendige Schalungsarbeiten und die nachteilige Durchfeuchtung des Bauwerks bzw. des Verbundelements. Lange Aushärt- bzw. Trocknungszeiten können entfallen. Darüber hinaus kann der Einbau auf der Baustelle 25 witterungsunabhängig erfolgen. Auch die Schwund- bzw. Kriechprobleme bei der Herstellung der bekannten Holz-Beton-Verbundelemente in Ortbetonbauweise werden verringert.
Die Werkstof f paarung gemäß Anspruch 2, bei dem das 30 Zugträgerelement als Holzträgerelement und das Druckträgerelement als Betonträgerelement ausgebildet ist, erlaubt besonders leichte und günstig zu fertigende Verbundelemente. 35 Die in den Ansprüchen 3 bis 5 angegebenen Weiterbildungen betreffen vorteilhafte Werks toff kr iterien für das Verbindungsmittel, das gemäß Anspruch 3 aus einem in den Koppelbereich einformbaren und dort aushärtbaren Werkstoff gebildet \ NACHGEREIOHT | • · · · · · ·· ··· • · · ···· ··· · · • · · · · · · ··· · • · · · ··· · · ·· ·# μ· at ·« ··· 5 wird. Damit kann das Verbindungsmittel bei oder auch nach dem Zusammenfügen von Beton- und Holzträgerelement vorgesehen werden, ohne daß nach dem Ausformen des Koppelbereichs die beiden Elemente wieder getrennt werden müssen. Das Einformen 5 in den Koppelbereich ist besonders praktikabel mit einem gießbaren aushärtbaren Werkstoff (Anspruch 4) und preiswert und besonders werkstoffkompatibel mit einem Vergußmörtel (Anspruch 5) realisierbar. io Die Weiterbildungen gemäß der Ansprüche 6 bis 9 betreffen die Gestaltung der den Koppelbereich festlegenden Ausbildungen. Dabei sind gemäß Anspruch 6 Stützbereiche vorgesehen, die in der Schubebene wirken und - insbesondere bei einer Ausbildung quer zur Schubrichtung - die auftretenden Schubkräfte zwi-15 sehen Druckträgerelement und Zugträgerelement weitgehend formschlüssig über das Verbindungsmittel übertragen, so daß ein besonders biegefestes Zug-Druck- bzw. HBV-Element realisierbar ist. 20 Die Festlegung des Koppelbereichs über Kerven (Quemuten) im Druckträgerelement bzw. im Zugträgerelement ist fertigungstechnisch durch entsprechende Querfräsungen im Zugträgerelement und Ausnehmungen im Druckträgerelement fertigungs-freundlich zu realisieren. Zur Übertragung der Schubkräfte 25 sind solche Kerven besonders wirksam, wenn sie quer zur Schubrichtung verlaufen. Bei länglichen Zug-Druck- bzw. HBV-Elementen verläuft die Hauptschubrichtung entlang der Längsachse. 30 Hinterschneidungen, die gemäß Anspruch 9 senkrecht zur Schubebene wirken, verhindern, daß sich das Verbindungsmittel vom Druckträgerelement bzw. vom Zugträgerelement löst, selbst wenn sich ein anfangs vorhandener Stoffschluß zwischen Verbindungsmittel und Zug- bzw. Druckträgerelement über die 35 Bauteillebensdauer abschwächen oder gar lösen sollte.
Die Gestaltung des Koppelbereichs als Hohlraum gemäß Anspruch 10, der vom Verbindungsmittel vollständig ausfüllbar ist, nachgereicht stellt sicher, daß die gesamte zur Verfügung stehende Geometrie des Koppelbereichs zur Kraftübertragving zwischen bzw. zur Kopplung von Druck- und Zugträgerelement genutzt wird.
Zusätzliche in den Hohlraum hineinragende Ankerelemente gemäß Anspruch 11 verbessern die Kopplung und Kraftübertragung zusätzlich.
Die Einfüllöffnungen gemäß Anspruch 12 erlauben ein besonders einfaches Einbringen des Verbindungsmittelwerkstoffs in den Hohlraum, der den Koppelbereich bildet. Bei entsprechender Anordnung erlauben diese Einfüllöffnungen auch eine Kontrolle, ob der gesamte Hohlraumbereich ordnungsgemäß ausgefüllt ist. Die Seitenwände solcher Bohrungen können zusätzlich oder ausschließlich die schubbedingten Querkräfte auf-nehmen.
Anspruch 13 betrifft ein Deckenelement, das aus einem oder mehreren Zug-Druck- bzw. Holz-Beton-Verbundelementen zusammengefügt ist und bei dem durch die entsprechende Anordnung des Elementes bzw. der Elemente die Werkstoffeigenschaften von Beton und Holz ideal ausnutzbar sind. Dabei erlaubt die Anordnung des Verbindungsmittels zwischen Druck- und Zugträgerelement eine Abschirmung gegen äußere Umwelteinflüsse. Die Betonabdeckung wirkt zusätzlich als Brand- bzw. Rauchbarriere bei einer Feuerbelastung von unten. Das beispielsweise als Vergußmörtel ausgebildete Verbindungsmittel schirmt darin eingebettete Bewehrungen gegen Umwelteinflüsse ab (zum Beispiel Korrosion).
Das Verfahren gemäß Anspruch 14 erlaubt eine weitgehend getrennte Herstellung und Handhabung der einzelnen Bauelemente. Dabei werden, insbesondere bauseitig, zuerst ein oder mehrere Zug- bzw. Holzträgerelemente angeordnet, die im nächsten Schritt ein oder mehrere entsprechende Druck- bzw. Betonträgerelemente aufnehmen. Dabei wird der Koppelbereich festgelegt, in den dann im nächsten Schritt ein verformbarer Verbindungsmittelwerkstoff eingebracht wird. Nach dem
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Aushärten des Verbindungsmittelwerkstoffs im Koppelbereich steht dann das vollständige und belastbare Zug-Druck-Verbundelernent zur Verfügung. So können vergleichsweise leichte und einfach zu handhabende Einzelteile vor Ort 5 zusammengefügt werden, die am Ende ein stabiles einheitliches Zug-Druck- bzw. Holz-Beton-Verbundelement bilden.
Der im Anspruch 15 zusätzlich vorgesehene Schritt, in dem Ankerelemente vorgesehen werden, kann zur Herstellung eines io besonders fest und innig gefügten Holz-Beton-Verbundelementes ausgeführt werden.
Es gibt auch Fälle, bei denen zusätzliche Ankerelemente nachträglich gesetzt werden, um das Abheben der Trägerelemente 15 voneinander zu hemmen.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt 20
Fig. 1 25 Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbundelements ; eine schematische Draufsicht auf das in Fig. 1 dargestellte Holz-Beton-Verbundelement ; 30
Fig. 3 einen Längsschnitt A-A des in Fig. 2 dargestellten Holz-Beton-Verbundelements;
Fig. 3a 35 Fig. 3b eine vergrößerte Darstellung des Details C aus Fig. 3; eine erste alternative Kervengestaltung; Γ naohgereicht] 8 8 Fig. 3c 5 Fig. 4
Fig. 5 io eine zweite Alternative mit einer alternativen Ausführung der Einfüllöffnungs-geometrie; einen Querschnitt (B-B) des in Fig. 2 dargestellten Holz-Beton-Verbundelements; und eine schematische Darstellung von wesentlichen Verfahrensabschnitten zur Herstellung eines Holz-Beton-Verbundelements
Aufbau, Funktion und Gestaltung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbundelements 1 ist der 15 Fig. 1 entnehmbar. Die Explosionsdarstellung zeigt ein vorgefertigtes Holzbauteil 2, das als Holzträgerelement dient, ein Betonfertigteil 4, das als Betonträgerelement dient, und Vergußelemente 6, die als Verbindungsmittel zur Kopplung des Betonfertigteile 4 mit dem Holzbauteil 2 dient. Das Holzbauteil 20 2 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus Brett schichtholz (BSH). In anderen Ausführungen kann das Holzbauteil auch aus anderen geeigneten zugfesten bzw. formstabilen Holzwerkstoffen hergestellt sein (beispielsweise Brettsperrholzplatten, Sperrholz, OSB (Oriented Strength Board)-Plat-25 ten, schichtverleimte Holzwerkstoffe, etc.).
Das Betonfertigteil 4 ist mit einer einbetonierten Einlage (zum Beispiel eine Baustahlmatte) verstärkt, um ein Versagen dieses Bauteils während des Transports zu verhindern. Gleich-30 zeitig beschränkt eine geeignete Armierung die Rißbreite beim Abfließen der Hydrationswärme während des Aushärtens des Betonwerkstoffs. In anderen Ausführungen kann das Betonfertigteil auch faserbewehrt bzw. in vorgespannter Bauweise ausgeführt sein.
Die Dicke des Holzbauteils 2 liegt je nach statischen Erfordernissen zwischen ca. 10 und 30 cm, die des Betonfertigteils nachgereicht 35 9 4 zwischen ca. 6 und 8 cm. Daraus ergibt sich eine Gesamtdicke zwischen ca. 15 und 40 cm.
Die Breite B eines Holz-Beton-Verbundelements 1 ergibt sich 5 vorzugsweise als ganzzahliges Vielfaches von 62,5 cm und ist auf eine Maximalbreite von ca. 3,80 m beschränkt. Die erreichbare Gesamtlänge L bei normaler statischer Beanspruchung beträgt bis zu 15 m. Bei einer Modulbreite von 2,50 m ist ein einfacher gestapelter Transport auf Fahrzeugen mit normaler io Straßenbreite möglich.
Im Holzbauteil 2 und im Betonfertigteil 4 sind quer zur Längsrichtung verlaufende Kerven 8, 10 vorgesehen, die bei in Koppelstellung auf dem Holzbauteil 2 angeordneten Betonfer-15 tigteil 4 etwa Übereinanderliegen und mehrere ebenfalls quer zur Längsrichtung verlaufende Koppelbereiche 12 bilden. Diese Koppelbereiche 12 sind über Öffnungen 14 im Betonfertigteil 4 zugänglich. Die Kerven 8 im Holzbauteil 2 werden mechanisch eingearbeitet (zum Beispiel fräsen, sägen, etc.), während die 20 Kerven 10 im Betonfertigteil 4 bei dessen Herstellung gemeinsam mit den Öffnungen 14 eingeformt werden (zum Beispiel durch Verwendung entsprechender Gußkeme). Zum Verbinden des Holzbauteils 2 mit dem Betonfertigteil 4 werden die Koppelbereiche 12 durch die Öffnungen 14 mit einem Vergußmörtel 25 ausgegossen, nachdem die Holzbauteile 2 und die Betonfertigteile 4 vor Ort in ihrer Einbaulage angeordnet sind. Das Holzbauteil 2 dient dabei gleichzeitig als Verschalung für den Vergußmörtel. Nachdem der Vergußmörtel zu den Vergußelementen 6 ausgehärtet ist, sind Holzbauteile 2 und Betonfer-30 tigteile 4 zum Holz-Beton-Verbundelement 1 gekoppelt.
Bei der Verwendung als Deckenelement übertragen die Vergußelemente 6 die durch die Deckenbelastving hervorgerufenen Schubkräfte, die in der Trennvings fuge 16 zwischen Holzbauteil 35 2 und Betonfertigteil 4 wirken, und verhindern eine relative
Verschiebung der Bauteile 2, 4 zueinander. Bei entsprechender Geometrie des Holzbauteils 2 und des Betonfertigteils 4 verläuft die Trennungsfuge 16 etwa im Bereich der neutralen Fa- f nachgereicht^ • » · «· · · · · · ·· • · · m ··· ·♦ · · # • · · · · · · ··· · • · · · ··· · · • · ·· ··· ·· ♦· ··· ίο ser des Holzbetonverbundelements 1. Das Holzbauteil 2 dient als Zuggurt, während das Betonfertigteil 4 als Druckgurt dient. Damit werden die beiden Bauteile 2 und 4 optimal entsprechend ihrer werkstoffspezifischen Eigenschaften belastet. 5
Die Kraftübertragung in Schubrichtung erfolgt weitgehend formschlüssig. Der zwischen Vergußelement 6 und Betonfertigteil 4 bzw. Holzbauteil 2 vorliegende StoffSchluß verhindert, daß sich Holzbauteil 2 und Betonfertigteil 4 voneinander io lösen (senkrecht zur Schubrichtung). Dieser StoffSchluß kann gegebenenfalls durch zusätzliches Verkleben oder Verleimen des Betonfertigteils 4 auf dem Holzbauteil 2 verstärkt werden gegebenenfalls in Verbindung mit einer zusätzlichen mechanischen Kopplung. 15
Die Vergußelemente 6 weisen einen quer zur Schubrichtung wirkenden, den Koppelbereich ausfüllenden Querriegel 18 sowie in die Einfüllöffnungen hineinragende Nocken 20 auf. Die
Kraftübertragung zwischen Holzbauteil 2 und Betonfertigteil 4 20 erfolgt an den Grenzflächen zwischen den Vergußelementen 6 und den quer zur Schubrichtung verlaufenden, Stützbereiche bildenden, Seitenflanken 9 und 11 der Kerven 8 und 10 im Holzbauteil 2 bzw. im Betonfertigteil 4. In gleicher Weise wirken die Innenflächen 15 der Einfüllöffnungen 14, in die 25 die Nocken 20 hineinragen (siehe Fig. 3a) . Neben der in Fig. 3, Fig. 3a und Fig. 4 dargestellten Ausführung sind in den Fig. 3b und 3c alternative Ausführungen dargestellt, bei denen zusätzliche Hinterschneidungen eine formschlüssige Kopplung von Holzbauteil 2 und Betonfertigteil 4 quer zur 30 Schubrichtung ermöglichen.
Fig. 3b zeigt eine Ausführung, bei welcher sowohl die Kerve 8' im Holzbauteil 2 als auch die Kerve 101 im Betonfertigteil 4 einen schwalbenschwanzartigen Querschnitt aufweisen. Dabei 35 sind die verjüngten Öffnungen der Kerve 8' und 10' aneinanderliegend angeordnet, so daß auch beim Versagen des Stoff-Schlusses zwischen Vergußelement 6 und Betonfertigteil 4 beziehungsweise Holzbauteil 2 eine stabile Kopplung sicherge-
nachgereichtI • · · · · · · · · ·· • · · · ·Μ ·· · · · • · · · · · · *·· « • · ♦ · · · · · · ·· ·· ♦ ·· ·» ·· #·· 11 stellt bleibt. Der Querriegel 18' ist komplementär zum schwalbenschwanzartigen Querschnitt der Kerven 8' und 101 ausgebildet und füllt diese hinterschneidend aus. Die geneigten Seitenwänden 9' und 11' übertragen dabei formschlüssig 5 die Kräfte in Schubrichtung sowie quer zur Schubrichtung bzw. zur Trennungsfuge 16 (siehe Fig. 3) verlaufende Kräfte, die das Holzbauteil 2 und das Betonfertigteil 4 voneinander lösen würden. io Fig. 3c zeigt eine Ausführung, bei der der gleiche Effekt durch eine schwalbenschwanzförmige Kerve 8' im Holzbauteil 2 und eine trichterförmige Öffnung 14' im Betonfertigteil 4 vorgesehen ist. Hier erfolgt die Kopplung quer zur Trennungs-fuge über die schräge Seitenfläche 9' der Kerve 8' und die 15 trichterförmig zur Oberseite des Betonfertigteils 4 hin auf-geweitete Einfüllöffnung 14' bzw. über deren geneigte Innenfläche 15' .
In einer weiteren nicht-dargestellten Ausführung werden die 20 Schubkräfte und die quer zur Schubrichtung verlaufenden Kräfte ausschließlich zwischen der Innenfläche 15 bzw. 15' der Öffnungen 14 bzw. 14' und den am Vergußelement 6 ausgebildeten Nocken 20 bzw. 20' über die Kerven 8 bzw. 8' im Holzbauteil 2 und den darin angeordneten Querriegel 18 bzw. 25 18' des Vergußelementes 6 übertragen. Bei dieser Anordnung sind im Betonfertigteil 4 keine Kerven angeordnet. Dadurch wird dessen Herstellung vereinfacht.
In einer weiteren nicht dargestellten Ausführung entfallen 30 die Querriegel 18 vollständig und die Schubkräfte werden nur durch als Nocken bzw. Zylinderkörper ausgebildete Vergußelemente übertragen, die in entsprechenden Durchgangsbohrungen im Betonfertigteil und damit fluchtende Sacklöcher im Holzbauteil ausgeformt werden. 35
Fig. 1 zeigt weitere optionale Verbindungsmittel (Kopfschrauben, Kopfbolzen), die im Holzbauteil 2 fixiert
12 sind und in die Koppelbereiche 12 bzw. in die Kerven 8 und 10 sowie die Öffnungen 14 hineinragen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Breite der 5 Kerven (in Schubrichtung) ca. 15 bis 20 cm und die Tiefe der Ausfräsungen im Holzbauteil 2 bzw. der Ausnehmungen im Betonfertigteil 4 ca. 2 cm.
Bei einem Holz-Beton-Verbundelement 1 mit einer Länge von ca. io 6m sind insgesamt 2x5 die Koppelbereiche 12 bildende Kerven 8, 8' und 10, 10' vorgesehen, die jeweils vom Auflagerbereich 24 ausgehend einen Abstand zwischen 40 cm bis 60 cm aufweisen, der zur Bauteilmitte hin zunimmt. Der mittlere Abschnitt des Holz-Beton-Verbundelements 1, in dem nur geringe 15 bzw. gar keine Schubkräfte auftreten, kann dabei in einem Bereich von 80 bis 120 cm kervenfrei bleiben.
Die nachfolgende Tabelle zeigt beispielhaft Werte für ein Verbundelement mit einer Spannweite von 7 m (HVB I) und für 20 eines mit einer Spannweite von 12 m (HVB II). HVB I HVB II Spannweite in m 7,00 12 Kervenanzahl je Trägerhälfte: 5 8 Kervenabstand: 45-60 cm 45-70 cm mittlerer Bereich ohne Kerven 90-120 cm 240-300 cm Stärke Holz: 18 28 Stärke Beton 10 12 25 in einer weiteren nicht-dargestellten Ausführungen können auch mehrere Holzbauteile 2 mit einem Betonfertigteil 4 bzw. mehrere Betonfertigteile 4 mit einem Holzbauteil 2 zusammengefügt werden. Neben dem dargestellten Parallelverband zwi-
NACHGEREICHT • · • · • · • · • · • · • · 13
Kreuzverband realisiert werden, bei dem dann die Kerven 8 wie im dargestellten Ausführungsbeispiel quer zur Längsrichtung des Holzbauteils verlaufen, während die Kerven 10 im Betonfertigteil 4 ggf. in Längsrichtung verlaufen. 5
Fig. 5 zeigt den Verfahrensablauf bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Holz-Beton-Verbundelements 1. Dabei wird zuerst das Holzbauteil 2 in seiner Einbaustellung angeordnet. Anschließend wird das Betonfertigteil 4 auf dem Holzbauteil 2 io angeordnet. Gegebenenfalls werden vorher das Holzbauteil 2 und/oder das Betonfertigteil 4 mit zusätzlichen in den Koppelbereich 12 hineinragenden bzw. diesen kreuzenden Ankerelemente 20 versehen. Anschließend werden die Koppelbereiche 12 mit dem Vergußmörtel oder einem anderen geeigneten Verbin-15 dungsmittelwerkstoff ausgefüllt bzw. ausgeformt. Über die Öffnungen 14, 14' kann dabei der Verbindungsmittelwerkstoff eingefüllt werden. Zusätzlich erlauben die Öffnungen eine Kontrolle, ob die Kerven 8, 10; 8', 10' vollständig mit dem Verbindungsmittelwerkstoff ausgefüllt sind (zweiter Schritt). 20 Nach dem Aushärten (dritter Schritt) steht ein vollständiger belastbares Holz-Beton-Verbundelement 1 zur Verfügung, das Teil eines entsprechenden Deckenelementes ist. Gegebenenfalls werden die Holzbauteile 2 bis zum Aushärten des Verbindungsmittelwerkstoffs unterstellt. Bei üblichen 25 Vergußmörtelwerkstoffen betragen die Unterstellzeiten ca. einen Tag. ?
Das oben ausführlich dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft ein Holz-Beton-Verbundelement 1. In anderen Ausführun-30 gen . kann anstatt des Holzträgerelementes auch ein Zugträgerelement aus einem anderen zugfesten Werkstoff realisiert werden (beispielsweise Metall, zugfeste Betonwerkstoffe wie Faserbeton und hochfeste bzw. ultrahochfeste Betonwerkstoffe oder geeignete Komposit- bzw. 35 Verbundwerkstoffe).
| NACHGEREICHT
14
Weitere Ausführungen und Variationen der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der angefügten Ansprüche. §
| NACHGEREICHT
Claims (11)
16 Ansprüche Zug-Druck-Verbundelement (1) , mit einem Zugträgerelement (2) und einem Druckträgerelement (4) , die über ein Verbindungsmittel (6) schubfest aneinander gefügt sind, so daß auftretende Betriebslasten im Druckträgerelement (4) eine Druckbeanspruchung und im Zugträgerelement (2) eine Zugbeanspruchung hervorrufen, ίο wobei das Verbindungsmittel (6) komplementär zu entsprechenden, einen Koppelbereich (12) festlegenden Ausbildungen (8; 8', 10; 10', 14; 14') am Druckträ-gerelement (4) bzw. am Zugträgerelement ausgebildet ist und in den Koppelbereich (12) eingeformt ist.
2. Zug-Druckelement (1), nach Anspruch 1, bei welchem das Zugträgerelement (2) als Holzträgerelement und das Druckträgerelement (4) als Betonträgerelement ausgebildet ist.
3 . Zug-Druck-Verbundelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Verbindungsmittel (6) aus einem in den Koppelbereich (12) einformbaren und dort aushärtbaren Werkstoff gebildet wird.
4. Zug-Druck-Verbundelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem das Verbindungsmittel (6) aus einem gießbaren, aushärtbaren Werkstoff gebildet wird. 30 Zug-Druck-Verbundelement (1) nach Anspruch 4, bei welchem das Verbindungsmittel (6) ein ausgehärteter Vergußmörtel ist. Zug-Druck-Verbundelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Ausbildungen (8; 8', 10; 10', 14; 14') jeweils wenigstens einen in einer Schubebene wirkenden Stützbereich (9; 9', ll; li', 15; 15') aufweisen. 1 NACHGEREICHT | 35 • · · · · ··« ·· · · • · m «·· • · · · 17 Zug-Druck-Verbundelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Koppelbereich (12) von im Druckträgerelement (4) und/oder Zugträgerelement (2) angeordneten Kerven (8; 8', 10; 10') gebildet wird. Zug-Druck-Verbundelement (1) nach Anspruch 7, bei welchem die Kerven (8; 8', 10; 10') quer zu einer Längsachse des Zug-Druck-Verbundelements verlaufen. io 15 Zug-Druck-Verbünde1 ement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Ausbildungen (8; 8', 10; 10', 14; 14') jeweils einen senkrecht zur Schubebene wirkenden Hinterschneidungsbereich (9', 11', 15') aufweisen, der das Verbindungsmittel (6) formschlüssig am Druckträgerelement (4) und/oder am Zugträgerelement (2) festlegt.
10. Zug-Druck-Verbundelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Koppelbereich (12) 20 bei in Fügestellung angeordnetem Zug- und Druckträ gerelement (2, 4) einen Hohlraum festlegt, in den das Verbindungsmittel (6) so einbringbar ist, daß es den Hohlraum vollständig ausfüllt. 25 ll. Zug-Druck-Verbundelement (1) nach Anspruch 10, bei welchem am Zugträgerelement (2) und/oder am Druckträgerelement (4) wenigstens ein Ankerelement (22) vorgesehen ist, welches in den Hohl raum hineinragt und formschlüssig mit dem Verbindungsmittel (6) verbindbar ist. 30
12. Zug-Druck-Verbundelement (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, bei welchem am Zug- und/oder Druckträgerelement (2, 4) eine in den Hohlraum mündende Einfüllöffnung (14) ausgebildet ist, durch die der Werkstoff des Verbindungsmittels (6) in den Hohlraum einbringbar ist.
13. Deckenelement für ein Bauwerk, das wenigstens ein Zug-Druck-Verbundelement (1) nach einem der vorhergehenden 1 nachgerbcht! 35 5 • · · · ··» ·Ι · · · • · · » · * ·«·· « • · · · · · · · · ·· ·· **· t# *· ··· 18 Ansprüche aufweist, bei welchem das Druckträgerelement (4) die Oberseite, das Zugträgerelement (2) die Unterseite des Zug-Druck-Verbundelements (1) bildet, und das Verbindungsmittel (6) im Koppelbereich zwischen Druckträgerelement (4) und Zugträgerelement (2) ausgebildet ist.
14. Verfahren zum Herstellen eines Zug-Druck-Verbundele-ments (1) mit den Schritten: io - Anordnen eines Zugträgerelements (2), Anordnen eines Druckträgerelements (4) am Holzträgerelement (2) , Einbringen eines verformbaren Verbindungsmittel-Werkstoffs in einen Koppelbereich (12),
15 - Aushärten des Verbindungsmittelwerkstoffs im Kop pelbereich (12) zu einem Verbindungsmittel (6).
15. Verfahren nach Anspruch 14, zusätzlich den Schritt auf-weisend:
20 - Vorsehen eines in den Koppelbereich (12) hinein ragenden Ankerelements (20) am Zugträgere lement (2) und/oder am Druckträgerelement (4). NACHGEREICHT |
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