DE19528199A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Hub von Geschoßdecken und Gleitschalung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Hub von Geschoß­ decken und Gleitschalungen, wobei der Lasthub an vorgeformten Kletterstüt­ zen durch Hydraulikpressen erfolgen soll.

Ein wesentlicher Kostenfaktor bei der Herstellung von Stahl­ betonhochbauten ist der Aufwand für die Einschalung. Der Markt für Schal­ material ist daher sehr bedeutend und weit aufgefächert. Es gibt groß­ flächige Tafelelemente, Schaltische, Schalwagen, tunnelartige Raumschalung, Gleitschalung, kleinformatige Schalplatten und dazu verschiedene Stütz- und Hilfsgeräte. Außerdem entwickelt sich ein eigenständiger Industriezweig zur Herstellung von Betonfertigteilen, dessen hoher Marktanteil letztlich durch seine ausgereifte Schaltechnik erklärbar ist.

So vielfältig wie das Angebot an Schalmaterial, so vielfältig sind auch die Methoden und Möglichkeiten, die verschiedenen Bauformen einzuschalen.

Um die Schalarbeit weitgehend auszuschalten, entwickelte sich das Hubdeckenverfahren. Hierbei werden um vormontierte Stützen aus Stahl oder vorgefertigten Stahlbeton sämtliche Geschoßdecken nacheinander paketartig am Boden übereinander betoniert. Zwischen den gestapelten Geschoßdecken und den Stützen ist ein Schlitz vorgesehen, um spätere Hubbewegungen nicht zu behindern. Nachdem die Geschoßdecken erhärtet sind, ziehen hydraulisch arbeitende Pressen die Decken zentral elektrisch gesteuert nach oben. Die Hubhydraulik ist auf die Stützenköpfe montiert. Haben die Geschoßdecken durch Hub ihre Sollhöhe erreicht, werden sie durch geeignete Mittel an den Stützen befestigt. Dieses Verfahren besitzt erhebliche Vorteile der Vorfertigung und ist frei von Nachteilen, die durch Transport und mehrfaches Zwischenlagern entstehen.

Allgemein bleibt aber anzumerken, daß trotz hochentwickelter Schaltechnik doch alle Verfahren mit erheblichen Nachteilen belastet sind. Grundsätzlich ist der Umgang mit allen Schalelementen sehr lohn­ intensiv und durch den rauhen Baustellenbetrieb sind sie vermehrt dem Verschleiß ausgesetzt. Großflächenelemente haben zwar betriebstech­ nische Vorteile, doch sie benötigen auf der Baustelle noch zusätzliches Hubgerät, um sie ständig umsetzen zu können. Und schließlich sind sie bei ihrem Einsatz auch wenig anpassungsfähig. Ähnliche Nachteile hat auch der Fertigteilbau. Seine Montagestücke sind zu groß und zu schwer. Ihr Transport und Einbau mit starken Großbau ist zu teuer.

Entsprechende Nachteile gelten auch für das Hubdeckenverfahren. Der Aufbau der Hubvorrichtung, die hohen Gerätekosten und die kompli­ zierten Konstruktionen für den Deckenanschluß sind zu umständlich. Und schließlich fehlt auch den Montagestützen die ausreichende Stei­ figkeit, und sie müssen mit Stahlseilen zusätzlich gehalten werden.

Wegen dieser Nachteile hat das Hubdeckenverfahren derzeit in der Bundesrepublik nur noch theoretische Bedeutung.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Verwendung von Stahlbeton im Hochhausbau durch neuartige Schalmethoden zu verbessern. Durch Kom­ bination von Deckenhub- und Gleitschalung sind hierzu modifizierte Ver­ fahren und Einrichtungen entwickelt worden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß alle Geschoßdecken eines Bauwerks in einem stationären Schalungsbett nach­ einander hergestellt und an vorgeformte Kletterstützen durch Zug oder Druck auf ihre Sollhöhe gehoben werden und dort zum Einbau kommen.

Die in der Erfindung entwickelte neuartige Kletterstütze hat die Form eines Doppel-T. An den Innenseiten ihrer Flansche sind Festnocken für Kletterbewegungen ausgeformt. Die Gleitschaltung der Kletterstütze ist mit der ersten ausgeschalten Geschoßdecke fest verbunden und gleitet mit ihr aufwärts. Wegen der Funktionskontrolle und zur Arbeitser­ leichterung sollte sie höhenmäßig im optimalen Arbeitsbereich liegen.

Die Gleitschalung der Kletterstütze besteht aus der äußeren Hauptschalung und zwei kleineren Innenschalungen. Die Ausformung der Festnocken an der Kletterstütze erfolgt mit den Innenschalungen durch bewegliche Schalnocken. Diese Nocken werden durch Blattfedern in Richtung der Innenflanschen gedrückt und müssen beim Betonieren dem plastischen Frischbeton starr entgegenwirken. Beim Ausschalen des erhärteten Betons wird die Gleitschalung der Kletterstützen durch Aufsteigen der Geschoß­ decken hochgedrückt, und hierbei gleiten die durch Federdruck gehalte­ nen Schalnocken über die nunmehr erhärteten Festnocken hinweg. Die Schalung steht nach Beendigung der Hubbewegung wieder in Arbeitsstellung für den nächsten Betoneintrag.

Der Geschoßdeckenhub an Kletterstützen hat folgende Vorteile:

• a) Die Doppel-T-Form der Kletterstützen ist statisch günstig und besitzt hohe Knicksteife.
• b) Arbeitsbühne für den ständigen Aufbau der Kletterstützen und Wände ist die erste aufsteigende Geschoßdecke. Die Gleitschalungen der Stützen und Wände gleiten beim Deckenhub mit nach oben und haben immer konstante Höhe im optimalen Arbeitsbereich.
• c) Ein feststehendes Montagezelt steigt beim Deckenhub mit und er­ möglicht das Arbeiten auf der Baustelle auch bei schlechtem Wetter.
• d) Durch gleichartige Stützenschalung haben alle Stützen auch gleiche Abmessungen.
• e) Durch freizügige Stützenaufstellung ist jede alternative Grundriß­ gestaltung möglich.
• f) Es entfallen schwierige Montagearbeiten von aufgehenden Bauteilen.

Im Verbund mit der ersten Geschoßdecke wird auch die Gleitschalung für die Wände der Kernbauten (Aufzugsschächte-Treppenschächte) gleich­ zeitig mit den Stützenschalungen nach oben gehoben. Ebenso erfolgt der Einbau von Beton und Stahl in diese Wandschalung auch im Verbund mit gleichartigen Arbeiten an den Kletterstützen.

Beim Betonieren der Geschoßdecken bleibt als Sonderheit zu be­ achten, daß in den Auflagerpunkten der tragenden Deckenbalken eine Hub­ stange oder eine Hubhülse zum Einschrauben einer Hubstange einbeto­ niert wird.

Die Herstellung der Geschoßdecken im Schalungsbett und ihr Auf­ stieg an Kletterstützen hat folgende Vorteile:

• a) Die Erstdecke hat Pilotfunktion für alle nachfolgenden Geschoß­ decken; das bedeutet, daß alle zum Einbau kommenden Deckenfelder gleiche Abmessungen besitzen und horizontale Ungenauigkeiten nicht auftreten.
• b) Der Materialfluß von Arbeitsbühne zum Schalbett ist horizontal, hierdurch entsteht Arbeitserleichterung und Kosteneinsparung. Materialhub entfällt.
• c) Vorteile der Statik können voll ausgeschöpft werden. Alle denk­ baren Möglichkeiten sind hier machbar. Seien es Durchlaufträger oder filigranen Deckengebilde. Das bedeutet Materialeinsparung und leichtere Hubgewichte.
• d) Als Nebeneffekt kann Heißluft unterhalb der Deckenschalung in dem dortigen Hohlraum (Keller) eingeblasen werden und dadurch der Abbindeprozeß des Betons beschleunigt werden.
• e) Der Arbeitsraum beim Betonieren ist durch die vormalige Geschoß­ decke nach oben begrenzt. Die seitlichen Öffnungen können durch Planen verschlossen werden. Hierdurch wird der Baubetrieb bei Frostwetter nicht unterbrochen.
• f) Die Knicksteife der Kletterstützen kann durch gesteuerte Decken­ hub ohne Zusatzkosten gesichert werden.
• g) Horizontalkräfte können problemlos über die aufsteigenden Decken­ felder an die Kernbauten abgeleitet werden.
• h) Große Möglichkeiten bei Minimalaufwand an Gerät und Schalung.

Nach Aushärten der Erstdecke erfolgt mit ihr der erste Aufwärtshub. Die Hydraulikpresse mit oberen und unteren Hubgestängen wird in die Gleitschlitze der Kletterstütze eingesetzt und mit dem tragenden Decken­ balken durch die Hubstange verbunden.

Beim Hub stützt sich die Hydraulikpresse auf das untere Hubgestänge, während die beweglichen Gleitnocken des oberen Hubgestänges über die anliegenden Festnocken der Kletterstütze hinweggleiten. Beim Leerhub wechselt die Belastung, jetzt stützt sich das obere Hubgestänge auf die anliegenden Festnocken und das untere Hubgestänge gleitet mit seinen beweglichen Gleitnocken über die anliegenden Festnocken. Durch diesen Wechsel entsteht an den Kletterstufen eine Aufwärtsbewegung. Je nach Kraftaufnahme der Elemente können so eine oder auch mehrere Geschoßdecken nach oben gehoben werden.

Nachdem die Erstdecke soweit gehoben ist, daß der Arbeitsraum unter ihr frei ist, wird die Zweitdecke betoniert und mit ihrer Hub­ stange an das Hubgestänge der Erstdecke angeschlossen. Die Erstdecke und die Zweitdecke sind somit durch ein gemeinsames Hubgeschirr ver­ bunden. Kernstück dieser Hubvorrichtung ist eine doppeltwirkende hydrau­ lische Presse. Beim Lastdruck hebt sie die obere Geschoßdecke und beim Lastzug zieht sie die untere nach oben. Hierdurch werden beide Decken gleichzeitig auf ihrer Sollhöhe gehoben.

Bei Vernachlässigung der rhythmischen Hubbewegung haben beide Decken gleichen Abstand zueinander. Es ist ein Vorteil des Verfahrens, daß darum beim Aufgleiten beider Geschoßdecken zwischen ihnen schon Ausbauarbeiten erfolgen können. Für den Winterbau werden die offenen Seiten mit Bauplanen zugehängt.

Sind die Geschoßdecken auf ihrer Sollhöhe, werden sie mit den Kletterstützen verbunden. Bei Anbindung der unteren Decke an die Kletter­ stütze wird der Gleitschlitz oberhalb von ihr bis in Höhe der Hub­ stange mit Beton verfüllt. Bei Verankerung der oberen Decke wird die zu ihr gehörigen Hubstange unterhalb im Gleitschlitz einbetoniert. Wird der Gleitschlitz zwischen beiden Geschoßdecken mit Beton verfüllt, kann die obere Hubstange entfallen und beide Geschoßdecken sind in der Kletterstütze eingebunden. Wenn alle Gleitschlitze mit Beton verfüllt sind, ist aus der Kletterstütze eine stahlarmierte Rechteckstütze ge­ worden, in der sämtliche tragende Deckenbalken biegesteif eingebunden sind.

In den nachfolgenden Schemazeichnungen ist an Ausführungsbeispie­ len die Erfindung dargestellt und beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 - Die Ansicht der Kletterstütze mit Festnocken und eingebauter Hydraulikpresse samt Hubgestänge.

Fig. 2 - Querschnitt der Kletterstütze. Der tragende Teil hat Doppel-T- Form.

Fig. 3 - Schnitt durch einen tragenden Deckenbalken mit einbetonierter Hubstange.

Fig. 4 - Betonverfüllung des Gleitschlitzes.

Fig. 5 - Schnitt durch eine Deckenauflage mit oberer Hubstange.

Fig. 6 - Schnitt durch eine Deckenauflage mit unterer Hubstange.

Fig. 7 - Darstellung von 24 Belastungsfällen einer Kletterstütze.

Fig. 1 zeigt die Ansicht der Kletterstütze mit Gleitschlitz 1 und Festnocken 2. In dem Gleitschlitz ist das Hubgeschirr eingezeichnet. Während die Stützen und ihr Gleitschlitz starr und fest sind, ist das Hub­ geschirr mit allen seinen Teilen montierbar und beweglich. Im Einzelnen rechnen dazu: das obere Hubgestänge 3, die Kolbenstange 4, der Zylin­ derkörper 5, das untere Hubgestänge 6, die Hubstange 7, die Anschluß­ platte 8, die unteren Blattfedern 9, die oberen Blattfedern 10, die unteren Gleitnocken 11, die oberen Gleitnocken 12 und die Gelenk­ streben 13.

Die Darstellung zeigt einen Druckhub. Das untere Hubgestänge ist das Druckwiderlager. Die Blattfedern 9 haben die beweglichen Gleitnocken 11 gegen die Festnocken 2 gedrückt. Die Kolbenstange 4 bewegt sich nach oben und hebt hierbei das obere Druckgestänge 3. Die unbelasteten Gleitnocken 12 gleiten mit. Die Blattfedern 10 geben nach. Die Hubkraft wird weiter über Anschlußplatte 8 und der Hubstange 7 auf den tragenden Deckenbalken übertragen.

Im vorliegenden Falle ist der nächstfolgende Zughub ein Leerhub ohne Last. Es wird nur das unbelastete untere Hubgestänge nachgezogen.

Durch Wechsel von Druck und Zug gleitet das Hubgeschirr nach oben, und hebt und zieht die angeschlossenen Geschoßdecken in ihre Sollhöhe.

Fig. 2 zeigt den Unterschied zwischen der starren Kletterstütze und dem beweglichen Hubgeschirr 3, 4, 5, 6. Der dargestellte Querschnitt läßt weitere Einzelheiten erkennen. An der Hydraulikpresse sind oben und unten senkrecht I-Träger 14 angeschraubt. Seitlich von dem I-Träger gleiten zwei [-Profile 15 mit den aufgeschweißten Gleitnocken 11, 12 nach oben. Alle Teile sind durch Gelenkstreben 13 verbunden. Die Blatt­ federn 9, 10 sitzen rutschfest zwischen den Stegen und sind am Steg des I-Trägers 14 befestigt. Sie drücken die [-Profile 15 mit den Gleitnocken 11, 12 gegen die Festnocken 2.

Es ist vorteilhaft, daß der Gleitschlitz und alle Teile des Hubgeschirrs von außen sichtbar sind und auf ihre Funktionssicherheit ständig überprüft werden können.

Fig. 3 zeigt den Anschluß der Hubstange 7 an einen tragenden Decken­ balken. Die Hubstange 7 wird bei Herstellung der Geschoßdecke mit­ einbetoniert. Als Zugstange steht sie auf der Geschoßdecke und als Druckstange hängt sie nach unten. Soll die Hubstange eingeschraubt werden, muß hier eine Schraubhülse einbetoniert sein.

Fig. 4 zeigt die Betonverfüllung des Gleitschlitzes. Aus der Kletter­ stütze wurde eine rechteckige Betonstütze, in der die Deckenbalken biegesteif eingebunden sind.

Fig. 5 zeigt die Fixierung eines Deckenbalkens. Die ihn tragende Hub­ stange 7 wird durch Zug beansprucht und ist in den Gleitschlitz 1 einbetoniert 16. In der Hubstange befinden sich Löcher, in die Stütz­ bewehrung eingelegt werden kann. Die Anschlußplatte 8 ist Verbindungs­ teil zum Hubgestänge 3 und muß zunächst noch sichtbar bleiben.

Fig. 6 zeigt auch die Fixierung eines Deckenbalkens. Die ihn tragende Hubstange 7 wird hier aber durch Druck beansprucht. Die weitere Beschrei­ bung entspricht sinngemäß der der Fig. 5.

Fig. 7 zeigt 24 mögliche Belastungsfälle einer Kletterstütze. Mit den dünneren Strichen 18 wurden die Geschoßdecken gekennzeichnet, die noch beweglich nach oben gleiten, und mit den dickeren Strichen 19 sind die schon eingebauten gezeigt. Erkennbar ist die Aufwärtsbewegung der be­ weglichen Decken und der gegenläufige Festeinbau von oben nach unten.

Durch den gesteuerten Hub können die Knicklängen 20 der Einzel­ stützen im sicheren Bereich gehalten werden. Sichtbar ist auch, daß in einem Deckenpaar 21 bei gleichbleibendem Deckenabstand schon bei seiner Aufwärtsbewegung Ausbauarbeiten durchgeführt werden können.

Das Verhältnis Stützhub zum Deckenhub wurde hier mit 1 : 5 frei gewählt. Hierbei wurde davon ausgegangen, daß die Ausschalfristen für die kleinen Stützenschalungen kürzer sind als bei den großflächigen Decken­ feldern mit ihrer langen Vorlaufzeit durch Stahlarmierung und Beton.

Es sind hier aber auch noch andere Möglichkeiten erkennbar. Denk­ bar sind bei sehr hohen Bauten noch eine zweite Schalebene weiter oben. Möglich sind auch Deckenpakete, die erst in einer zweiten Arbeitsphase durch Zughub eingebaut werden.

So unterschiedlich die Verhältnisse auch sein mögen, mit diesem System können vielerlei Lösungsmöglichkeiten entwickelt werden.

Claims (11)

1. Verfahren und Vorrichtung zum Hub von Balken, Geschoßdecken und Gleit­ schalungen für Kletterstützen und Wände sind dadurch gekennzeichnet, daß:

• a) Balken oder Geschoßdecken eines Bauwerks in einem stationären Schalungsbett nacheinander hergestellt und an vorgeformte Kletter­ stützen durch Zug oder Druck auf ihre Sollhöhe gehoben und dort eingebaut werden, und
• b) auf der ersten aufsteigenden Geschoßdecke Gleitschalungen für Kletterstützen und Wände eines Bauwerks in Arbeitsstellung aufmon­ tiert werden und ihre erforderliche Aufwärtsbewegung durch Verbund mit der ersten aufsteigenden Geschoßdecke erfolgt, wodurch gleich­ zeitig ausgeschaltet und wieder eingeschaltet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein doppelt-T-förmiges Hohlprofil aus Stahlbeton als Kletterstütze zur Anwendung kommt, wobei zwischen seinen Flanschen rechteckige Gleit­ schlitze (1) mit Festnocken (2) ausgeformt sind, und in diese eine hydraulische Presse (4, 5) mit unterem Hubgestänge (6) sowie oberem Hubgestänge (3) nach oben gleitet und dabei einen belasteten Balken in seine Sollage hebt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine beliebig verlängerbare Kletterstütze durch eine Gleitschalung her­ gestellt wird, die in ihrer Hauptschalung zwei kleinere Schalelemente besitzt, in denen sich paarweise durch Blattfedern aufgespreizte, bewegliche Gleitnocken befinden, welche in diesem Zustand einbeto­ niert werden und wodurch in dem erhärteten Beton sich Festnocken (2) ausformen, über welche die abgefederten, beweglichen Gleitnocken beim Ausschalhub hinweggleiten und dadurch die Kletterstütze samt Gleit­ schlitz (1) und Festnocken (2) verfügbar wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Betonieren der Geschoßdecke Hubstangen (7) zu ihrer Aufwärtsbewegung oder Endfixierung einzubauen sind, die beim Zughub nach oben ragen, zum Druckhub nach unten hängen und bei wechselndem Krafteintrag ersatzweise ein Hubgewinde zum Einschrauben einer Hubstange (7) einzubetonieren ist.

5. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine doppeltwirkende Hydraulikpresse (4, 5) mit ihrem unteren Hubgestänge (6) und oberen Hubgestänge (3) in den Gleitschlitz (1) der Kletterstütze unterhalb des Schalungs­ bettes eingesetzt und durch die Hubstange (7) mittels einer An­ schlußplatte (8) mit der Erstdecke verbunden wird, hierdurch hebt sie bei wechselndem Krafteintrag der Gleitnocken (11, 12) auf die Festnocken (2) die ausgehärtete Erstdecke aus dem Schalungsbett und seinem Arbeitsbereich heraus.

6. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgehärtete Zweitdecke an das vorausglei­ tende untere Hubgestänge (6) der abgeparkten Hydraulikpresse (4, 5) angekuppelt wird, und sie dadurch beim Zughub die untere Zweit­ decke und beim Druckhub die obere Erstdecke nach oben bewegt.

7. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen zwei durch eine doppeltwirkende Hydraulikpresse (4, 5) verbundene Geschoßdecken schon vor ihrem Festeinbau Ausbau­ arbeiten durchgeführt werden können.

8. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgleitende Erstdecke Arbeitsbühne für die durch den fortlaufenden Arbeitsfortschritt notwendige Aufhöhung von den Kletterstützen und Wänden ist, wobei ein mitsteigendes Montage­ zelt auch Arbeiten bei schlechtem Wetter ermöglichen soll.

9. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch gesteuerte Hubbewegungen der aufgleitenden Geschoßdecken die Knicklängen der Kletterstützen im sicheren Bereich gehalten werden können, wobei etwaige Horizontalkräfte durch die Scheibenwirkung aller verbundenen Geschoßdecken an die mitgeglittenen Kernbauten abgetragen werden.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß alle tragenden Balken in die Kletterstützen dadurch biegesteif eingebunden werden, indem die Gleitschlitze in ihrer gesamten Länge eine Betonauffüllung erhalten, oder wenn die Betonauffüllung in der Länge ihrer Hubstangen erfolgt (1, 7, 16, 17).

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Festnocken (2) auch mit drehbaren Schalklappen innerhalb der Hauptschalung im Stützenbeton ausformbar, und soweit sie frei beweglich sind, auch als "verlorene Schalung" im Stützenkörper verbleiben können.