Produkt BVSF-Merkblatt Nr. 1

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1 Produkt BVSF-Merkblatt Nr. 1 Vorbemerkungen Spannbeton-Fertigdecken wurden bereits in den 30er Jahren des vergangenen Jahrhunderts in Deutschland entwickelt und sind aus dem modernen Baugeschehen nicht mehr wegzudenken. Wegen der rationellen Fertigung, der optimierten Querschnittsgeometrie und der großen Spannweiten sind Spannbeton-Fertigdecken heute in vielen Ländern weit verbreitet. Neben den Kostenvorteilen und der kurzen Bauzeit durch die Vollmontagebauweise ist die Nutzungsflexibilität durch den Wegfall von Stützen und die Nachhaltigkeit durch den im Vergleich zu allen anderen Deckentragwerken geringsten Stahl- und Betonverbrauch von zunehmender Bedeutung. Produkteigenschaften Die Spannbeton-Fertigdecke ist eine zusammengesetzte Montagedecke aus Hohlplatten, die im Werk mit sofortigem Verbund vorgespannt werden. Die 1,20 m breiten Elemente werden mit einer Dicke von 15 bis 40 cm hergestellt. Eine Übersicht der Deckentypen enthält BVSF-Merkblatt Nr. 2. Die Deckenelemente wirken als einachsig gespannte Plattenstreifen. Der gegliederte Betonquerschnitt ist optimal an die Beanspruchung der Platte angepasst. Gleichzeitig ist der Betonverbrauch im Vergleich zu einer gleichhohen Vollplatte um bis zu 50 % geringer. Die Verwendung hochwertiger Betonsorten mit der Mindestfestigkeitsklasse C 45/55 und überwachter Zugfestigkeit mit Vorspannung ermöglicht hohe Tragfähigkeiten. Im Vergleich zu Vollplatten mit deutlich höherem Eigengewicht können daher wesentlich größere Spannweiten mit geringer Bauhöhe kostengünstig realisiert werden. Anwendungsbereich Spannbeton-Fertigdecken werden in Deutschland unter der Bezeichnung Spannbeton-Hohlplatten durch allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen geregelt. Der Anwendungsbereich umfasst Decken und Dächer mit vorwiegend ruhenden Verkehrslasten. Hierzu gehören auch Fahr- und Parkflächen für Fahrzeuge der Kategorien F und G nach DIN Für das Bauen in Erdbebengebieten sind genauere Nachweise auf der Grundlage von DIN 4149 zu führen. Die zulässige gleichmäßig verteilte Verkehrslast beträgt 10 kn/m². Für Spannbeton-Fertigdecken mit einer Dicke von h 25 cm darf die gleichmäßig verteilte Verkehrslast auf 12,5 kn/m² erhöht werden. Die Decke darf im Notfall auch durch schwere Feuerwehrfahrzeuge befahren werden. Die Anforderungen hierfür sind in den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen enthalten. Diese können bei den Herstellern ( angefragt werden. Blatt 1.1

2 Produkt BVSF-Merkblatt Nr. 1 Fertigung Spannbeton-Fertigdecken werden im Werk in rund 100 m langen Produktionsbahnen mit Spannstahl ohne weitere Betonstahlbewehrung hergestellt. Dies ermöglicht die rationelle Fertigung mit Extruderoder Gleitfertigern. Aufgrund der hohen Betonqualität und der maschinellen Fertigung auf Stahlschalungen besitzt die Plattenunterseite Sichtbetonqualität. Anwendungsbeispiele Aus der Vielzahl möglicher Anwendungen werden nachfolgend drei typische Beispiele erläutert. Wohngebäude Wegen der sehr kurzen Bauzeit sind Spannbeton-Fertigdecken eine kostengünstige Alternative zu Decken in Ortbetonbauweise. Neben der Planungssicherheit durch die auf Anfrage vom Hersteller erstellte Fertigdecke ist im Wohnungsbau die geringe Baufeuchte durch die Vorfertigung und die freie Grundrissaufteilung ohne tragende Innenbauteile vorteilhaft. Bürogebäude Mit 32 cm hohen Spannbeton-Fertigdecken können Bürogebäude bis zu einer Breite von rund 13 m ausgeführt werden. Die sonst übliche Mittelachse mit Stützen und Unterzügen entfällt. Neben der erhöhten Nutzungsflexibilität vereinfacht dies den Innenausbau, da z.b. aufwändige Trennwandanschlüsse entfallen. Die Leitungsführung ist genauso flexibel wie bei einer Flachdecke. Gleichzeitig ergeben sich Kostenvorteile durch einen schnelleren Baufortschritt. Parkhäuser Mit weitgespannten Spannbeton-Fertigdecken können stützenfreie Parkhäuser sehr rationell erstellt werden. Die Rüst- und Schalungsarbeiten der Decken entfallen. Durch die klare Innenraumgestaltung mit glatter Deckenuntersicht ohne Stützen und Unterzüge entstehen helle und übersichtliche Parkhäuser, die gerne genutzt werden. Blatt 1.2

3 Entwurf BVSF-Merkblatt Nr. 2 Vorbemerkungen Spannbeton-Fertigdecken sind weitgespannte Deckentragwerke mit geringer Bauhöhe und minimalem Baustoffverbrauch. Durch die Vorspannung sind die Deckenelemente im Gebrauchszustand planmäßig frei von Rissen und es ergeben sich wesentlich kleinere Durchbiegungen als bei nicht vorgespannten Decken. Im Folgenden werden Richtwerte der Spannweite und Tragfähigkeit entsprechend dem Lieferprogramm vom Bundesverband Spannbeton-Fertigdecken e.v. ( für den Entwurf angegeben und erläutert. Spannweiten Als Entwurfshilfe für die Schlankheit gilt ein Verhältnis der Deckenhöhe h zur Spannweite L von h/l = 1/35. Im Ausführungsfall sind häufig größere Schlankheiten möglich. Sehr große Schlankheiten können jedoch zu ungleichmäßigen Überhöhungen führen. Bei Bürogebäuden mit abgehängter Decke sind daher größere Schlankheiten als bei sichtbarer Deckenunterseite möglich. Die Richtwerte für den Entwurf enthält nachfolgende Tabelle. In Abhängigkeit vom Anwendungsgebiet ergeben sich mit größeren Ausbau- und Verkehrslasten geringere Spannweiten. Im Einzelfall sind z.b. bei Dächern auch größere Schlankheiten bis zu h/l = 1/50 möglich. Die genauen Werte der Spannweiten können bei den Herstellern angefragt werden. Anwendungsgebiet Expositionsklasse XC1 Dächer 1) Wohngebäude 2) Bürogebäude 1) Industriebau 1) Ausbaulast Verkehrslast g k2 = 1,50 kn/m² q k = 1,00 kn/m² g k2 = 1,50 kn/m² q k = 2,75 kn/m² g k2 = 1,50 kn/m² q k = 5,00 kn/m² g k2 = 1,50 kn/m² q k = 10,00 kn/m² Deckentyp h = cm Richtwerte der Spannweite [m] 7,50-5,50 3) 5,50 4) - h = 20 cm 10,00 7,50 7,00 3) 7,50 4) 5,00 h = cm 13,50 10,00 8,50 3) 10,00 4) 6,50 h = 32 cm 16,00 12,00 10,00 3) 12,00 4) 8,00 h = 40 cm 18,00 14,50 12,00 3) 14,50 4) 10,00 1) Feuerwiderstandsklasse F90, 2) Feuerwiderstandsklasse F30, 3) ohne abgehängte Decke, 4) mit abgehängter Decke Blatt 2.1

4 Entwurf BVSF-Merkblatt Nr. 2 Tragfähigkeit Für den Entwurf sind die Richtwerte der Tragfähigkeit in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Deckentyp Eigengewicht 1) Feuerwiderstandsklasse Biegemoment 2) Querkraft 2) Querschnitt h [cm] g [kn/m²] [ - ] M Rd [knm/m] V Rd [kn/m] , , , , ,30 F F F F F F F F F F ) Richtwerte des Eigengewichts der Fertigdecken inkl. Fugenverguss 2) Richtwerte im Grenzzustand der Tragfähigkeit für die Expositionsklasse XC1 Bei biegeweichen Auflagern wie z.b. auf Stahlträgern können sich um bis zu % geringere Werte der Querkrafttragfähigkeit ergeben. Die genauen Werte der Bemessungsschnittkräfte können bei den Herstellern angefragt werden. Besonderheiten Spannbeton-Fertigdecken bestehen aus einachsig gespannten Plattenstreifen, die an den Plattenenden direkt aufgelagert werden. Die Auflagerdetails enthält BVSF-Merkblatt Nr. 3. Bei mehreren Plattenfeldern wird wegen der Vorspannung im Feld grundsätzlich keine Durchlaufwirkungen hergestellt. In der Spannrichtung sind Auskragungen bis zu einer Länge der 8-fachen Deckenhöhe üblich. Aussparungen müssen im Werk hergestellt und ihre Auswirkungen statisch nachgewiesen werden. Größere Öffnungen können durch mitgelieferte Stahlwechselkonstruktionen hergestellt werden. Das nachträgliche Fräsen von Löchern z.b. für Installationsleitungen im Bereich der Hohlräume darf auf der Baustelle, jedoch nur von Fachkräften, durchgeführt werden. Wenn nachträgliche Aussparungen erforderlich sind, ist ein statischer Nachweis und die Überwachung der Ausführung erforderlich. Die Elementbreite beträgt herstellungsbedingt b = 1,20 m. Zum Ausgleich der Deckenbreite können Passplatten mit einer Breite b < 1,20 m geliefert werden. Die Länge der Elemente wird individuell hergestellt. Hierbei sind Toleranzen (BVSF-Merkblatt Nr. 5) zu beachten. Für im Grundriss schräg verlaufende Auflagerungen sind Schnitte bis zu einem Winkel von 60 gegenüber der Längsachse möglich. Die Berechnung, Lieferung und Durchbildung erfolgt gemäß allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung nach DIN (auf Anfrage durch den Hersteller). Blatt 2.2

5 Details BVSF-Merkblatt Nr. 3 Vorbemerkungen Um die Vorteile der schnellen und kostengünstigen Montage optimal zu nutzen, sollten die Details frühzeitig mit der technischen Beratung ( oder direkt mit einem der Hersteller abgestimmt werden. Im Folgenden werden wesentliche Randbedingungen erläutert, die bereits beim Entwurf beachtet werden sollten. Die Ausführungsplanung der Details und die Lieferung z.b. der Auflagerstreifen kann von den Herstellern übernommen werden. Fugen Die Plattenfugen werden profiliert ausgebildet und örtlich mit Beton C20/25 vergossen. Hierdurch wird die Querverteilung der Lasten sichergestellt und es treten keine unterschiedlichen Durchbiegungen auf. Ringanker Spannbeton-Fertigdecken werden grundsätzlich mit einem umlaufenden Ringanker aus Stahlbeton ausgebildet. In Kombination mit dem Fugenverguss wirkt die Fertigdecke als Scheibe. Die Ringankerbewehrung wird nach Angabe der Statik eingelegt. Bei nebeneinanderliegenden Plattenfeldern ist zusätzlich eine durchlaufende und kraftschlüssig verankerte Fugenbewehrung anzuordnen. Randausbildung Bei der Randausbildung ist zwischen der Auflagerung an den Plattenenden und der in der Regel nichttragenden Auflagerung an den Plattenlängsrändern zu unterscheiden. Blatt 3.1

6 Details BVSF-Merkblatt Nr. 3 Auflagerausbildung Die Auflagerfläche muss an den Plattenenden grundsätzlich eben ausgebildet werden. Um geringe Ebenheitstoleranzen auszugleichen, wird in der Regel ein Auflagerstreifen aus Neopren verwendet. Bei biegeweichen Auflagern (Stahlbetonunterzüge oder Stahlträger) muss der Auflagerstreifen mindestens 35 mm breit und 10 mm dick sein. Spannbeton-Fertigdecken können in der Regel im Auflagerbereich Wandlasten aus drei Geschossen aufnehmen. Größere Vertikallasten müssen entweder alleine vom Stahlbetonringanker aufgenommen werden oder es ist eine Linienkonsole erforderlich. Mindestmaße Die Mindestauflagertiefe a ergibt sich an den Plattenenden nach DAfStb-Heft 525, In Einzelfällen sind größere Auflagertiefen erforderlich, um z.b. Toleranzen bei schräg geschnittenen Platten auszugleichen (BVSF-Merkblatt Nr. 5). Als Faustformel für den Entwurf gilt a > L/125, wobei L die Stützweite ist. Eine Auflagertiefe von 5 cm auf Stahlbeton und Stahl sowie 7 cm auf Mauerwerk sollte nicht unterschritten werden. Für das örtliche Vergießen beträgt die Mindestbreite des Ringkankers 5 cm. Blatt 3.2

7 Toleranzen BVSF-Merkblatt Nr. 5 Vorbemerkungen Toleranzen sind als Differenz zwischen Höchstmaß und Mindestmaß z.b. des Bauteils definiert. Für die Anwendung ist jedoch lediglich die Maßabweichung von Interesse. Hierfür sind in DIN 18202: zulässige Grenzabweichungen sowie Grenzwerte für Winkel- und Ebenheitsabweichungen geregelt. Für Spannbeton-Fertigdecken sind insbesondere die Grenzabweichungen der Längen- und der Querschnittsmaße sowie der Ebenheit relevant. Längenmaße Die Differenz des Istmaß vom Nennmaß wird als Maßabweichung der Länge bezeichnet. Von den Herstellern wird eine Grenzabweichung nach DIN 18202, Tabelle 1, Zeile 1 eingehalten. für Plattenlängen bis 6 m: ±16 mm für Plattenlängen bis 15 m: ±20 mm Bei schräg geschnittenen Platten für schiefe Auflager sind größere Maßabweichungen der Länge bis zu 45 mm zu berücksichtigen. Bei Aussparungen sind die Maßabweichungen herstellungsbedingt größer als nach DIN Daher sind bei der Planung erhöhte Grenzabweichungen zu berücksichtigen. Die Nennmaße einer Aussparung ergeben sich aus den Mindestmaßen der Öffnung und der Addition der folgenden Grenzabweichungen. Lage in Längsrichtung: Lage in Querrichtung: Abmessungen: ±50 mm ±25 mm ±25 mm Querschnittsmaße Die Maßabweichungen des Querschnitts sind geringer als die Grenzabweichungen nach DIN Querschnittshöhe: Querschnittsbreite: ±10 mm ± 5 mm Bei Passplatten ergeben sich größere Maßabweichungen der Breite von ±25 mm. Blatt 5.1

8 Toleranzen BVSF-Merkblatt Nr. 5 Ebenheit Die Ebenheitsabweichung ist als Differenz von Istmaß und Nennmaß des Stiches auf einer bestimmten Länge zwischen zwei Punkten definiert. Die Begrenzung der Ebenheitsabweichung nach DIN ist erforderlich, um bei der Montage die vorgesehene Funktion zu erfüllen und das funktionsgerechte Zusammenfügen der Bauteile des Roh- und Ausbaus ohne Anpass- und Nacharbeiten zu ermöglichen. Werte für zeit- und lastabhängige Verformungen, auch aus Temperatur sind nicht Gegenstand der DIN und gesondert zu berücksichtigen. Da die Überhöhung der Spannbeton-Fertigdecken im Wesentlichen aus zeit- und lastabhängigen Verformungen resultiert, ist diese Überhöhung keine Ebenheitsabweichung im Sinne der DIN Falls die Überhöhung begrenzt werden soll, ist dies daher ausdrücklich zu vereinbaren. Hierfür wird folgende Vorgehensweise empfohlen: Auf Anfrage wird der voraussichtliche Stich vom Hersteller unter Berücksichtigung einer definierten Lagerung und der zeitabhängigen Verformungen bis zur Montage als Nennmaß des Stiches angegeben. Dabei ist der Zeitpunkt unmittelbar nach der Montage der Deckenelemente und dem Fugenverguss maßgebend. Die Hersteller garantieren hierfür in der Regel eine Ebenheitsabweichung von ±10 ± L/1000, wobei L die Plattenlänge in mm ist. Diese Werte gelten für die Ebenheit der einzelnen Plattenelemente der Spannbeton-Fertigdecke. Hierdurch werden die Grenzabweichungen nach DIN 18202, Tabelle 3, Zeile 1 für nichtflächenfertige Ober- und Unterseiten eingehalten. Prinzipskizze zur Ebenheitsabweichung (Stichmaße): Die voraussichtlichen Werte der zeitabhängigen Durchbiegungen nach der Montage können ebenfalls bei den Herstellern angefragt werden. Neben der Ebenheit des Bauteils ist bei Spannbeton-Fertigdecken die Ebenheit der Decke von Bedeutung. Insbesondere an der Deckenunterseite sind Höhensprünge unerwünscht, falls die Unterseite sichtbar bleibt und die Fugen verspachtelt werden. Die Grenzwerte für die Ebenheitsabweichung finden jedoch nach DIN für Höhensprünge zwischen benachbarten Bauteilen keine Anwendung. Demnach kann die Grenzabweichung der Höhe zwischen zwei benachbarten Plattenelementen (Höhensprung) bei höhengleicher Auflagerung lediglich aus den Grenzwerten für die Ebenheitsabweichung des Bauteils nach DIN 18202, Tabelle 3 abgeleitet werden. Bei Spannbeton-Fertigdecken sind die Höhensprünge jedoch in der Regel deutlich kleiner. Durch besondere Maßnahmen können die Höhensprünge zusätzlich minimiert werden. Hierzu gehört das Ausrichten durch spezielle Montagewerkzeuge vor dem Vergießen der Fugen sowie die Wahl von Spannbeton-Fertigdecken mit einer größeren Bauhöhe und geringerer Vorspannkraft. Falls geringere Höhensprünge gewünscht werden als in DIN geregelt sind, wird empfohlen, die zulässigen Grenzabweichungen mit den Herstellern und den Montageunternehmen zu vereinbaren. Hierbei sollte die zulässige Grenzabweichung der Höhe zwischen zwei benachbarten Plattenelementen festgelegt werden. Ungeregelte Begriffe wie z.b. tapezierfähig sind zur Beschreibung der Ebenheit ungeeignet. Blatt 5.2

9 Wärmeschutz BVSF-Merkblatt Nr. 8 Vorbemerkungen Aufgrund der gestiegenen Anforderungen an den Wärmeschutz von Gebäuden wurden spezielle Spannbeton-Fertigdecken mit Wärmedämmung entwickelt. Diese Decken besitzen an der Unterseite eine werkseitige Wärmedämmschicht aus ca. 90 mm dicken EPS (Polystyrol) und werden bevorzugt als Decke über Kriechkellern verwendet. Nachfolgend wird der Wärmeschutz durch diese Spannbeton-Fertigdecken und die dazugehörige Auflagerausbildung erläutert. Wärmeschutz nach DIN 4108 Die Anforderungen an den Wärmeschutz eines Gebäudes richten sich nach der Energieeinsparverordnung (EnEV). Die wärmeschutztechnischen Bemessungswerte enthält DIN V : : Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden, Teil 4. Demnach gelten für die wärmegedämmten Spannbeton-Fertigdecken folgende Kenngrößen (Berechnung s. f. Seite). Deckentyp und -höhe Wärmedurchlasswiderstand R [(m² K)/W] Wärmedurchgangskoeffizient U [W/(m² K)] 20 cm 2,44 0, cm 2,47 0,37 Die Werte gelten für EPS, Wärmeleitfähigkeitsgruppe 040, Dämmschichtdicke 90 mm Mit den wärmegedämmten Spannbeton-Fertigdecken können die Anforderungen an den Wärmedurchgangskoeffizienten nach EnEV, z. B. Anlage 3, Tabelle 1, Zeile 5a gegen ungeheizte Kellerräume mit U 0,4 erfüllt werden. Auflagerausbildung Die typische Ausbildung einer Kriechkellerdecke im Aussenwandbereich zeigt die folgende Abbildung. Bei wärmegedämmten Spannbeton-Fertigdecken erfolgt die Auflagerung an den Plattenenden und an den Plattenlängsrändern auf werkseitigen Betonnocken. Die statischen Anforderungen an die Auflagerausbildung sind im BVSF-Merkblatt Nr. 11 enthalten. Blatt 8.1

10 Wärmeschutz BVSF-Merkblatt Nr. 8 Wärmedämmschicht Das verwendete EPS (Polystyrol) entspricht den Anforderungen der Baustoffklasse B2 (normalentflammbar) nach DIN Darüber hinaus ist EPS ein inertes und chemisch stabiles Material: EPS ist beständig gegen: Zement, Kalk, Gips, Anhydrid, Magnesit, Salzsäure 35%, Salpetersäure 50%, Schwefelsäure 95%, Erdgas, Chlorgas, Chlorwasser, Metalle, Wasser, Seewasser, Seife, Wasserstoffperoxid, Ammoniakwasser, Alkohol, Kunststoffe ohne Weichmacher, UV-Strahlung bei nicht-permanenter Aussetzung ans Sonnenlicht. EPS ist bedingt beständig gegen: Pentachlorphenol, Kreosotöl, Farbe, Leim, vorausgesetzt, dass Lösungsmittel vollständig aus der Konstruktion ausgetrocknet sind. EPS ist nicht beständig gegen: Aceton, Terpentin, Testbenzin, Benzin, Paraffinöl, Speiseöl, Vaseline, Dieselöl. EPS ist vollkommen frei von Angriff durch Schimmel und andere Mikroorganismen. Es wird nicht angefressen von Mäusen und Ratten oder anderem Ungeziefer und weist keine kapillare Aufsaugung auf. Es verfault nicht und setzt keine giftigen Dämpfe oder Gase frei. Berechnung der Kenngrößen Nachfolgend werden die wärmetechnischen Kenngrößen (Tabelle, Blatt 8.1) für wärmegedämmte Spannbeton-Fertigdecken mit einer Dicke von h = 20 cm bzw. h = 26/27 cm und einer Dämmschichtdicke von s = 90 mm berechnet. Zum direkten Vergleich werden auch die Werte für den Typ WD 20 mit einer Dämmschichtdicke z.b. s = 130 mm ermittelt. Spannbeton-Fertigdecken mit dieser erhöhten Dämmschichtdicke können auf Anfrage hergestellt werden. Wärmedurchlasswiderstand R Der Wärmedurchlasswiderstand des Plattenelements ohne EPS beträgt: SFD, h = 20 cm R 1 = 0,19 (m² K)/W SFD, h = 26/27 cm R 1 = 0,22 (m² K)/W Die Wärmeleitfähigkeit der Dämmschicht aus EPS, Wärmeleitfähigkeitsgruppe 040, λ 2 = 0,040 W/(m K) beträgt: EPS, s = 90 mm R 2 = 0,090 / 0,040 = 2,25 (m² K)/W EPS, s = 130 mm R 2 = 0,130 / 0,040 = 3,25 (m² K)/W Insgesamt: SFD, h = 20 cm mit 90 mm EPS R = R 1 + R 2 = 0,19 + 2,25 = 2,44 (m² K)/W SFD, h = 26/27 cm mit 90 mm EPS R = " = 0,22 + 2,25 = 2,47 (m² K)/W SFD, h = 20 cm mit 130 mm EPS R = " = 0,19 + 3,25 = 3,44 (m² K)/W Wärmedurchgangskoeffizient U Wärmeübergangswiderstand nach DIN 4108 Teil 4, Tabelle 5, Zeile 9: innen R si = 0,17 (m² K)/W außen R se = 0,04 (m² K)/W Insgesamt: SFD, h = 20 cm mit 90 mm EPS U = 1/( R si + R + R se ) = 1/(0,17 + 2,44 + 0,04) = 0,38 W/(m² K) SFD, h = 26/27 cm mit 90 mm EPS U = " = 1/(0,17 + 2,47 + 0,04) = 0,37 W/(m² K) SFD, h = 20 cm mit 130 mm EPS U = " = 1/(0,17 + 3,44 + 0,04) = 0,27 W/(m² K) Blatt 8.2

11 Schallschutz BVSF-Merkblatt Nr. 9 Vorbemerkungen Der Schallschutz in Gebäuden hat große Bedeu- Dieser umfasst bei Decken den Schutz vor Geräu- tung für die Gesundheit und das Wohlbefinden. schen infolge Luftschall (Sprache, Musik, Arbeits- und infolge Trittschall durch das Gehen in Nach- geräusche usw.) in angrenzenden Wohnungen barwohnungen, Hausfluren oder -treppen. Nachfolgend wird der Luftschall- und Trittschall- Schallschutz nach DIN 4109 Mit dem Ziel, Menschen in Aufenthaltsräumen vor unzumutbar en Belästigungen durch Schallüber- tragung zu schützen, regelt die DIN 4109: die Anforderungen an den Schutz gegen Luftund schutz durch Spannbeton-Fertigdecken erläutert. Trittschallübertragung zwischen fremden Wohn- und Arbeitsräumen, gegen Außenlärm und Geräusche von haustechnischen Anlagen sowie aus baulich verbundenen Betrieben. Als Instrument des Bauordnungsrechts enthält DIN 4109 Mindestanforderungen an den Schallschutz zur Vermeidung von Gesundheitsgefahren. Dies bedeutet jedoch nicht, dass bei Einhaltung dieser Anforderungen keine Belästigungen auftreten können. Bei Bedarf sollte ein erhöhter Schallschutz vertraglich vereinbart werden. Vorschläge für einen erhöhten Schallschutz enthält Beiblatt 2 zu DIN Die Anforderungen an die Luftschall- und Trittschalldämmung der Decken nach DIN 4109 für häufige Fälle sowie die Vorschläge für einen erhöhten Schallschutz nach Beiblatt 2 enthält folgende Tabelle. Decken n. DIN 4109, Tabelle 3 Legende 1) Gesc chosshäuser mit Wohnungen und Arbeitsräumen 3) Beherbergungsstätten 4) Krankenanstalten, Sanatorien Anforderungen Luftschall Trittschall erf. R' w [db] erf. L' n,w [db] erhöhterr Schallschutz Luftschall Trittschall erf. R' w [db] erf. L' n,w [db] Decken allgemein 1) 3) 4) Decken über Durchfahrten, Einfahrten von Sammelgaragen 1) und ähnliches unter Aufenthaltsräumen 55 53* ) - 46* ) Decken unter/über Spiel- oder ähnlichenn Gemeinschaftsräumen 1) Decken unter/über Schwimmbädern, Spiel- oder ähnlichen Ge- meinschaftsräumen 4), zum Schutz gegenüber Schlafräumen 3) Decken in Einfamilien-Doppelhäusern und -Reihenhäusern - 48* ) - 38* ) Decken in Schulen und vergleichbare Unterrichtsbauten * ) Die Anforderung an die Trittschalldämmung gilt nur für die Trittschallübertragung in fremde Aufenthaltsräume, ganz gleich, ob sie in waagerechter, schräger oder senkrechter (nach oben) Richtung erfolgt. Schallschutzwertee Bei Massivdecken mit Hohlräumen wird die flächenbezogene Masse nach DIN 4109, Beiblatt 1, Tab. 11 entweder aus den Rechenwerten nach DIN 1055, Teil 1 mit einem Abzug von 15% oder aus dem vorhandenen Querschnitt mit einer Rohdichte von kg/m 3 berechnet. Die Schallschutzwertee von Spannbeton-Fertigdecken hierfür enthält die nachfolgende Tabelle. Diese gelten bei flankierenden Bauteilen (Wände) mit einer flächenbezogenen Masse von etwa 300 kg/m 2. Blattt 9.1

12 Schallschutz BVSF-Merkblatt Nr. 9 Wird diese Masse unterschritten, sind Korrekturwerte n. DIN 4109, Beiblatt 1, Tab. 13 zu berücksichtigen. Deckentyp und -höhe Schallschutztechnisches Gewicht 1) g [kg/m²] ohne Belag, ohne Unterdecke mit schwimmendem Estrich 2) Luftschall R' w,r [db] Trittschall L n,w,eq,r [db] Luftschall R' w,r [db] Trittschall L' n,w,r [db] cm cm cm cm cm ) 2) Die angegebenen Deckeneigengewichte und Schallschutzwerte sind Mittelwerte und können zwischen den einzelnen Deckenherstellern geringfügig differieren Estriche nach DIN 18560, Teil 2 mit einer flächenbezogenen Masse m' 70 kg/m 2 Spannbeton-Fertigdecken mit einer Höhe von 20 cm haben sich im Wohnungsbau durchgesetzt und erfüllen mit schwimmendem Estrich die Anforderungen des erhöhten Luftschallschutz mit erf. R' w 55 db. Durch Verschließen der Hohlräume mit umlaufendem Betonringanker (BVSF-Merkblatt Nr. 3) oder durch Ausstopfen der Hohlraumenden mit Mineralwolle wird die Schalllängsleitung und ein negativer Einfluss der Hohlräume auf den Schallschutz verhindert. Die Anforderung an den Trittschallschutz von Wohnungstrenndecken mit erf. L' n,w 53 db ist für den mehrgeschossigen Wohnungsbau plausibel und kann durch Spannbeton-Fertigdecken mit schwimmendem Estrich wirtschaftlich erfüllt werden. Der Tabelle liegt ein maximales Trittschallverbesserungsmaß nach DIN 4109, Beiblatt 1, Tab. 17 von L w,r = 30 db mit hartem Bodenbelag zugrunde. Die Trittschalldämmung wird vom Aufbau und der Ausführungsqualität des schwimmenden Estrichs bestimmt. Zur Sicherstellung eines körperschallbrückenfreien Estrichs mit Leitungen ist eine zweilagige Verlegung der Trittschalldämmplatten Σh 50 mm der Steifigkeitsgruppe 10 erforderlich. Mit einer dynamischen Steifigkeit von s' < 10 MN/m 3 lassen sich nach E DIN EN bewertete Trittschallminderungen von mehr als 40 db erzielen. Mit fehlerfrei ausgeführten schwimmenden Estrichen erreichen Spannbeton-Fertigdecken daher bessere Schallschutzwerte als für erhöhten Schallschutz erforderlich. Eignungsprüfungen haben darüber hinaus ergeben, dass Spannbeton-Fertigdecken mit und ohne schwimmenden Estrich bessere Schallschutzwerte als n. DIN 4109 erreichen. Bei einem Deckengewicht von 280 kg/m² und 60 mm hohen, schwimmenden Estrich darf z.b. ein Wert L' n,w,r = 44 db angesetzt werden. Die Prüfzeugnisse des Materialprüfamtes NRW hierzu können beim BVSF angefordert werden. Beispiel: Wohnungstrenndecke mit erhöhtem Schallschutz Flankierende Bauteile (Wände, d = 17,5 cm) mit einer mittleren flächenbezogenen Masse m' L,Mittel = 350 kg/m² gewählt: Spannbeton-Fertigdecke, h = 20 cm (g = 300 kg/m²) mit schwimmendem Estrich (m' = 70 kg/m 2 ) und weichfederndem Bodenbelag Luftschalldämmung (DIN 4109, Beiblatt 1, Abs. 3): R' w, R = R' w,300, R + K L,1 + K L,2 = = 56 db > erf. R' w = 55 db Trittschalldämmung (DIN 4109, Beiblatt 1, Abs. 4.1, Gl. 3 mit Vorhaltemaß 2 db): L' n,w, R = L n,w,eq, R L w, R = = 44 db = erf. L' n,w 2 db = 46 2 = 44 db Die Anforderungen an den erhöhten Schallschutz von Wohnungstrenndecken n. DIN 4109, Beiblatt 2 werden erfüllt. Blatt 9.2

13 Konstruktion BVSF-Merkblatt Nr. 10 Vorbemerkungen Spannbeton-Fertigdecken sind für viele Bauaufgaben eine besonders wirtschaftliche Lösung. Um die Vorteile zu nutzen, sollte bei der Konstruktion anspruchsvoller Gebäude das Zusammenwirken der Spannbeton-Fertigdecken mit dem Tragwerk sorgfältig geplant werden. In diesem Merkblatt wird daher die Konstruktion des Tragwerks und der Verbindungen für einige häufige Anwendungsfälle behandelt. Typische Tragwerke Die Konstruktion wird am Beispiel typischer Tragwerksarten von Bürogebäuden erläutert. Grundsätzlich wird hierbei zwischen Tragwerken mit und ohne Innenstützen unterschieden. Tragwerk mit Innenstützen und Lochfassade Durch die Anordnung von Innenstützen werden die Einwirkungen auf die Fassaden deutlich vermindert, was insbesondere bei der hier dargestellten filigranen Lochfassade vorteilhaft sein kann. Bei großen Vertikalkräften wird die Anordnung einer Linienkonsole erforderlich. Tragwerk ohne Innenstützen mit Band- bzw. Skelettfassade Ohne Innenstützen ist die Installations- und Nutzungsflexibilität im Vergleich zum Tragwerk mit Innenstützen größer. Wegen der großen Spannweiten sind Spannbeton- Fertigdecken hierfür besonders gut geeignet. Der Wegfall einer gesamten Stützenachse mit Unterzügen und Fundamenten kann sich darüber hinaus kostengünstig auswirken. Verbindungen Detail A Maßgebend für die Konstruktion ohne Linienkonsole sind die Einspannmomente an den Plattenenden und die vertikale Kraftdurchleitung im Wandbereich. Das nachfolgende Beispiel soll die Anwendungsgrenze bei der Kraftdurchleitung verdeutlichen. Hierbei wird die Einwirkung dem Ringanker und den Stegen der Fertigdecken zugewiesen. Die hier dargestellte dünne Schürze der Fertigteillochfassade wird im Rahmen des Beispiels als verlorene Schalung nicht zur Lastabtragung herangezogen. Bei einem sechsgeschossigen Bürogebäude mit Innenstützen beträgt die Belastung im Grenzzustand der Tragfähigkeit z.b.: n Ed = (6 1) 85 = 425 kn/m. Blatt 10.1

14 Konstruktion BVSF-Merkblatt Nr. 10 Hieraus ergibt sich die Pfostenkraft der Lochfassade zu: N Ed = n Ed s = 425 0,85 = 361 kn Nachweis der Kraftdurchleitung Spannbeton-Fertigdecke (C 45/55): f cd1 = 0,75 f cd = 0,75 α f ck / γ c = 0,75 0,85 (45 / 1,8) = 15,9 N/mm² Ringanker (C 20/25): f cd2 = α f ck / γ c = 0,85 (20 / 1,8) = 9,4 N/mm² Wegen der Herstellungstoleranzen wird die anrechenbare Ringankerbreite um 10 mm auf 60 mm vermindert (BVSF-Merkblatt Nr. 5). Die Lastausbreitung beträgt n. DIN , Bild 51: b 2 = b 1 + h = / 2= 40 cm Damit werden mind. 2 Stege (b = 55 mm) aktiviert. N Rd1 = , = 140 kn N Rd2 = , = 226 kn N Rd,ges = 366 kn > 361 Detail B Bei Skelettbauwerken ist häufig eine Zentrierung der torsionsweichen Randträger durch die Fertigdecken erforderlich. Diese Zusatzmomente sind für die Bemessung zu berücksichtigen. Bei geringen Beanspruchungen kann die Verbindung durch eine Bewehrung in den Deckenfugen erfolgen. Bei einem Bürogebäude mit Bandfassade und Innenstützen beträgt die Auflagerkraft z.b.: F Ed = 50 kn/m. Nachweis der Anschlussbewehrung Die Exzentrizität der Lasteinleitung beträgt: e = 18 / / 2 = 24 cm T Ed = F Ed e = 50 0,24 = 12 knm/m Das Torsionsmoment wird durch die Platte im Anschnitt zum Ringanker aufgenommen (h = 32 cm). z 0,9 d = 0,9 25 = 22 cm Die Zugkraft je Fuge beträgt: Z Ed = T Ed / z b = 12 / 0,22 1,20 = 65 kn A s,erf = Z Ed / f yd = 65 / 43,5 = 1,5 cm² gewählt: 1 Ø 14 je Fuge (A s,vorh = 1,54 cm² > 1,5) Detail C Bei größerer Beanspruchung kann die Verbindung durch werkseitiges Öffnen und örtliches Ausbetonieren der Hohlkammern hergestellt werden. Im Beispiel wird jede zweite Hohlkammer geöffnet. Bei einem Bürogebäude mit einer Spannweite von 12,50 m beträgt die Auflagerkraft z.b.: F Ed = 80 kn/m. e = 40 / / 2 = 33 cm T Ed = F Ed e = 80 0,33 = 26 knm/m Im Anschnitt zum Ringanker (h = 32 cm) z 0,9 d = 0,9 25 = 22 cm Die Zugkraft je Hohlkammer beträgt: Z Ed = T Ed / z b / 2 = 26 / 0,22 1,20 / 2 = 71 kn A s,erf = Z Ed / f yd = 71 / 43,5 = 1,6 cm² gewählt: 2 Ø 10 je Hohlkammer (= 1,57 cm² 1,6) Die Verankerung der Anschlussbewehrung in den Spannbeton-Fertigdecken wird im BVSF-Merkblatt Nr. 13 erläutert. Blatt 10.2

15 Auflagerung BVSF-Merkblatt Nr. 11 Vorbemerkungen Die wesentlichen Grundsätze der Auflagerausbildung werden im BVSF-Merkblatt Nr. 3 veranschaulicht. Ziel dieses Merkblattes Nr. 11 ist es, die gültigen Bestimmungen zur Auflagerung von Spannbeton- Fertigdecken zu erläutern sowie den Nachweis und die Ausbildung des Lagerungsbereichs für die Ausführungsplanung anhand eines Berechnungsbeispiels zu zeigen. Bestimmungen Auflagerausbildung Für die Ausbildung der Auflagerung gelten die Bestimmungen der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen (kursiv): Spannbeton-Fertigdecken müssen im Endzustand in einem Auflagerbett aus Zementmörtel oder Beton liegen. Anstelle von Mörtel oder Beton dürfen auch andere gleichwertige ausgleichende Zwischenlagen verwendet werden, wenn nachteilige Folgen für Standsicherheit (z.b. Querzugspannungen) und Verformungen ausgeschlossen sind. Eine Horizontalverschiebung einzelner Platten oder Plattenbereiche muss durch konstruktive Maßnahmen ausgeschlossen werden. Elastomerstreifen z.b. Auflagerstreifen aus Neopren sind als ausgleichende Zwischenlagen gleichwertig. Die Auflagerfläche muss hierbei an den Plattenenden grundsätzlich eben ausgebildet werden. Geringe Ebenheitstoleranzen können durch die Auflagerstreifen ausgeglichen werden. Dimensionierung Die Auflagertiefe richtet sich nach DAfStb-Heft 525, Erläuterungen zu Abschnitt , unter Berücksichtigung DIN , Falls die Verankerung der Spannglieder nach DIN , (10)b) nachzuweisen ist, kann sich für den rechnerischen Überstand der Spannglieder über die Auflagervorderkante ein größerer Wert ergeben. Der Nachweis nach DIN , (10)b) kann in der Regel entfallen: Wegen der hohen Vorspanngrade der im Gebrauchszustand planmäßig rissfreien Plattenstreifen, wird auch im Grenzzustand der Tragfähigkeit die Betonzugfestigkeit f ctk;0,05 innerhalb der Übertragungslänge l bpd nicht überschritten. Für übliche Anwendungen ist es daher ausreicheichend, die Anforderungen nach DIN , und DAfStb-Heft 525, Erläuterungen zu Abschnitt einzuhalten. Querdruckspannungen Der Nachweis der Querdruckspannungen in den Plattenstegen aus Wandauflasten ist nach DIN , zu führen. Dabei sind im Grenzzustand der Tragfähigkeit die Druckspannung auf f cd zu begrenzen. Dies und die unplanmäßige Einspannung bei großen Wandlaufasten führen bei mehr als drei Geschossen in der Regel zu einer Auflagerung auf Linienkonsolen (BVSF-Merkblatt Nr. 3). Auflagerung auf biegeweichen Trägern Bei der Auflagerung auf biegeweichen Trägern (Stahlträger oder Stahlbetonunterzüge) darf der Bemessungswert der auf den Querschnitt einwirkenden Querkraft V Ed0 ohne genauen Nachweis nicht größer sein als 50 % des Bemessungswertes der Querkrafttragfähigkeit V Rd,ct (V Ed0 0,5 V Rd,ct ). Aktuelle Untersuchungen a)b) zeigen, dass 60 % des Bemessungswertes der Querkrafttragfähigkeit V Rd,ct ausgenutzt werden dürfen, wenn die Durchbiegung des Trägers unter einfachen Einwirkungen (γ f = 1,0) den Wert l/300 nicht überschreitet. Höhere Werte der Querkrafttragfähigkeit erfordern eine Zustimmung im Einzelfall. a) Schnell, J. et. al.: Spannbeton-Fertigdecken auf biegeweichen Auflagern, Beton- und Stahlbetonbau 102, Heft 7/2007, S b) Hegger, J. et. al.: Zum Tragverhalten von Slim-Floor-Konstruktionen, Beton- und Stahlbetonbau 103, Heft 1/2008, S Blatt 11.1

16 Auflagerung BVSF-Merkblatt Nr. 11 Berechnungsbeispiel System: Spannbeton-Fertigdecke h = 32 cm, Bauteillänge l n = 12,10 m als Einfeldträger, Stützweite l = 12,00 m Baustoffe Spannbeton-Fertigdecke: C 45/55 Fertigteilunterzüge: C 30/37 Lagerstreifen: f bed = 5,0 N/mm² Einwirkungen Eigengewicht g 1 = 4,6 kn/m² Putz und Belag g 2 = 1,5 kn/m² g = 6,1 kn/m² Verkehrslast q = 5,0 kn/m² Abmessungen nach DAfStb-Heft 525 zu Definition der Abmessungen: Nachweis der Auflagerpressung F Ed = (γ g g + γ q q) l n / 2 = (1,35 6,1 + 1,5 5,0) 12,10 / 2 = 95,2 kn/m Bemessungswerte der Festigkeit Elastomerstreifenlager: f bed = 5,0 N/mm² Spannbeton-Fertigdecke (C 45/55): f cd1 = α f ck / γ c = 0,85 (45 / 1,8) = 21,3 N/mm² Fertigteilunterzüge (C 30/37): f cd2 = α f ck / γ c = 0,85 (30 / 1,5) = 17,0 N/mm² gewählt: Elastomerstreifenlager 40 x 3 mm σ Ed = F Ed / (a 1 b 1 ) = 95,2 10³ / ( ) = 2,4 N/mm² < 5,0 N/mm² bezogene Auflagerpressung: σ Ed / f cd = 2,4 / 17,0 = 0,14 < 0,15 Ausbildung des Auflagerungsbereichs Grundwert der Auflagertiefe: vorh a 1 = 40 mm > a 1 = 25 mm Nennwert der Auflagertiefe: a = a 1 + a 2 + a 3 + a 2 ² + a 3 ² = ² + 4,8² = 61 mm a min = l / 125 = 12,00 10³ / 125 = 96 mm* ) gewählt: a = 100 mm > 96 mm > 61 mm Grundwert der Auflagertiefe a 1 in mm: Bezogene Lagerpressung σ Ed / f cd 0,15 0,15 0,4 > 0,4 Linienlagerung (Decken) Abstand a 2 des stützenden Bauteils (Linienlager) in mm: Material des Auflagers und Typ σ Ed / f cd 0,15 0,15 0,4 > 0,4 Stahl bewehrter Beton C 30/ unbewehrter Beton und bewehrter Beton < C 30/ Mauerwerk ( - ) Abstand a 3 des gestützten Bauteils (Linienlager): Spannglieder am Bauteilende verankert: a 3 = 5 mm Grenzabmaß a 2 der stützenden Bauteile in mm: Material des Auflagers a 2 Stahl o. Beton eines Fertigteils Mauerwerk oder Ortbeton 10 l / mm 15 l / mm Grenzabmaß a 3 der gestützten Bauteile: a 3 = l n / 2500 = 12,10 10³ / 2500 = 4,8 mm * ) empfohlene Auflagertiefe: 1/125 der Stützweite Blatt 11.2

17 Scheiben BVSF-Merkblatt Nr. 12 Vorbemerkungen Geschoss- und Dachdecken werden als Scheiben bezeichnet, wenn sie als horizontal aussteifende Bauteile ausgebildet werden. Diese nehmen Horizontalkräfte aus Wind, Schiefstellung sowie ggf. aus Erdbeben und Erddruck auf. Durch die Scheibenwirkung werden diese Horizontalkräfte in die vertikal aussteifenden Bauteile, i.d.r. Wände oder Kerne, abgetragen. Für Spannbeton-Fertigdecken ergeben sich hierbei als zusammengesetzte Montagedecken einige Besonderheiten. Die Bemessung und Konstruktion als Scheibe werden nachfolgend erläutert. Ausbildung Die Scheibenwirkung ergibt sich durch die Ausbildung als schubfeste Scheibe und den kraftschlüssigen Anschlüssen an die vertikal aussteifenden Bauteile. Bei der Aussteifung mit Wänden sind zumindest drei Wandscheiben erforderlich, die sich nicht in einem Punkt schneiden. Alternativ kann die Aussteifung durch Kerne erfolgen. Die Anordnung der Wände und Kerne sollte so gewählt werden, dass Zwängungen aus horizontalen Verformungen vermieden werden, oder es sind Dehnfugen anzuordnen. Große Auskragungen der Scheiben erzeugen hohe Horizontalkräfte und sollten vermeiden werden. Unterbrechungen des umlaufenden Ringankers, z. B. durch einschneidende Treppenhäuser, erfordern Auswechselungen z.b. durch Flachstähle auf den Spannbeton-Fertigdecken mit Kopfbolzen. Konstruktion und Bemessung Für die Konstruktion von Scheiben aus Spannbeton-Fertigdecken gelten DIN , und die Bestimmungen der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen (kursiv): Eine aus Fertigteilen zusammengesetzte Decke gilt als tragfähige Scheibe, wenn sie im endgültigen Zustand eine zusammenhängende, ebene Fläche bildet, die Einzelteile der Decke in Fugen druckfest miteinander verbunden sind und wenn in der Scheibenebene wirkende Beanspruchung... durch Bogen- oder Fachwerkwirkung zusammen mit den dafür bewehrten Randgliedern (Ringankern...) und Zugankern aufgenommen werden können (BVSF-Merkblatt Nr. 3). Bogen-Zugbandmodell: Fachwerkmodell: In jeder Deckenebene ist stets ein Ringanker nach DIN , anzuordnen. Die Ermittlung der erforderlichen Ringankerbewehrung (Zugband) ist nach der Scheibentheorie unter Berücksichtigung der Fugen oder an Ersatzsystemen, z.b. Bogen-Zugband- oder Fachwerkmodell vorzunehmen. Blatt 12.1

18 Scheiben BVSF-Merkblatt Nr. 12 Bei Spannbeton-Fertigdecken wird die druckfeste Verbindung durch den kraftschlüssigen Fugenverguss gebildet (BVSF-Merkblatt Nr. 3). Fugen, die von Druckstreben des Ersatztragwerks (Bogen oder Fachwerk) gekreuzt werden, müssen nach DIN , nachgewiesen werden. Die zur Fachwerkwirkung erforderlichen Zuganker müssen durch Bewehrungen gebildet werden, die in den Fugen zwischen den Fertigteilen oder gegebenenfalls in der Ortbetonergänzung verlegt und in den Randgliedern nach DIN , 12.6 verankert und nach DIN , 12.8 gestoßen werden. Die Bewehrung der Randglieder und Zuganker ist rechnerisch nachzuweisen. Darüber hinaus ist für die Schadensbegrenzung bei außergewöhnlichen Ereignissen DIN , zu berücksichtigen. Insbesondere bei hoher Scheibenbeanspruchung, wie z. B. bei großen Erdbebenlasten, kann eine Ortbetonergänzung mit durchgehendem und bewehrtem Aufbeton sinnvoll sein. Berechnungsbeispiel System: Scheibe zwischen zwei aussteifenden Wänden Horizontalkraft in Scheibenebene Winddruck q k1 = 3,5 kn/m Schiefstellung q k2 = 1,5 kn/m q k = 5,0 kn/m Hebelarm der inneren Kräfte l / h s = 36,20 / 10,00 = 3,62 > 2 (DAfStb-Heft 240, 4.1) Fachwerkmodell mit Zugpfosten (alternative Bemessungsmodelle sind möglich) z f = 0,75 h s = 0,75 10,00 = 7,50 m Bemessungsschnittgrößen M Ed = q d l² / 8 = 1,5 5, 0 36,20² / 8 = 1229 kn/m V Ed = q d l / 2 = 1,5 5,0 36,20 / 2 = 135,8 kn Schubkraftübertragung über die Plattenfugen Nutzbare Fugenhöhe t f = 0,80 h = 0,8 32 = 25,6 cm f ctd = f ctk;0,05 / γ c = 1,5 / 1,8 = 0,83 N/mm² Fugenbeschaffenheit: glatt n. DIN , v Rdj = [η 1 c j f ctd µ σ Nd ] t f = [1,0 0,2 0,83 0,6 0] 256 = 42,5 kn/m v Rd,max = t f 0,15 N/mm² = 0, = 38,4 kn/m v Ed,max = V Ed / h s = 135,8 / 10,00 = 13,6 kn/m < v Rd,max Ermittlung der Scheibenbewehrung Spannbeton-Fertigdecke Plattenbreite b 0 = 120 cm Plattenhöhe h = 32 cm Baustoffe Vergussbeton: C 20/25 Betonstahl: BSt 500 S f yd = f yk / γ s = 500 / 1,15 = 435 N/mm² Ringankerausbildung s. BVSF-Merkblatt Nr. 3 Zugband in Achsen A und B (Ringanker): F Ed = M Ed / z f = 1229 / 7,50 = 163,9 kn F Ed,min = 10 kn/m l eff,i = 10 10,00 = 100 kn > 70 kn* ) A s,erf = F Ed / f yd = 163,9 / 43,5 = 3,77 cm² gewählt: 2 Ø 16 (A s,vorh = 4,02 cm² > 3,77 cm²) Zuganker (Stützenzuganker): Abstand l 1 = 7,30 m und l 2 = 7,20 m F Ed = V Ed q d l 1 7,30 = 135,8 1,5 5,0 = 108,4 kn 2 2 7,30 + 7,20 F Ed,min = 10 = 72,5 kn < 150 kn* ) < F Ed 2 A s,erf = F Ed / f yd = 108,4 / 43,5 = 2,49 cm² gewählt: 2 Ø 14 (A s,vorh = 3,08 cm² > 2,49 cm²) Anschlusskraft zu den aussteifenden Wänden: F Ed = V Ed = 135,8 kn A s,erf = F Ed / f yd = 135,8 / 43,5 = 3,12 cm² gewählt: 3 Ø 12 (A s,vorh = 3,39 cm² > 3,12 cm²) Fugenbewehrung (Innenzuganker): F Ed,min = 20 1,20 = 24 kn* ) A s,erf = F Ed / f yk = 24 / 50 = 0,48 cm² gewählt: 1 Ø 8 je Fuge (A s,vorh = 0,50 cm² > 0,48 cm²) * ) Schadensbegrenzung nach DIN , Blatt 12.2

19 . Anschlüsse BVSF-Merkblatt Nr. 13 Vorbemerkungen Spannbeton-Fertigdecken werden in Vollmontagebauweise hergestellt. Daher müssen die Anschlüsse bei der Planung frühzeitig berücksichtigt werden. Ziel dieses Merkblatts ist es daher, einen kurzen Überblick der üblichen Anschlüsse und deren Nachweise für den Tragwerksplaner zu geben. Nachfolgend werden die Anschlüsse für einige wichtige Anwendungsfälle anhand von Beispielen erläutert. Anschlüsse in Spannrichtung Der Anschluss an den Plattenenden erfolgt durch Bewehrung, die entweder in den Plattenfugen oder in werkseitig geöffneten Hohlräumen vergossen wird. Am Bespiel der beiden im BVSF-Merkblatt Nr. 10 dargestellten Fälle (Details B und C) wird nachfolgend die Übertragung der Verankerungskräfte erläutert. Bei einer Verankerung in den Fugen wird die Zugkraft durch eine Bewehrung in den Fugenverguss und anschließend durch die Schubkraftübertragung der Fugen in die Fertigdecke eingeleitet. Die Querzugspannungen werden hierbei von dem umlaufenden Ringanker aufgenommen. Z Ed = 65 kn (BVSF-MB Nr. 10, Detail B) Schubkraftübertragung über die Plattenfugen C 20/25: Beim Nachweis der Verankerung wird auf der sicheren Seite die Betonfestigkeitsklasse für die rechnerische Zugfestigkeit des Fugenverguss um zwei Stufen vermindert. f ctk;0,05 = 1,1 N/mm² (C 12/15) f ctd = f ctk;0,05 / γ c = 1,1 / 1,8 = 0,61 N/mm² Fugenbeschaffenheit: glatt n. DIN , v Rdj = [η 1 c j f ctd µ σ Nd ] Σ t f = [1,0 0,2 0,61 0,6 0] = 62,5 kn/m v Rd,max = Σ t f 0,15 N/mm² = 2 0, = 76,8 kn/m l ü = 1,40 0,256 = 1,14 m * ) Z Rd = v Rd l ü = 62,5 1,14 = 71,3 kn > Z Ed = 65 kn Bei einer Verankerung in den Hohlkammern mit Rückbiegeanschlüssen wird die Zugkraft zunächst durch einen Übergreifungsstoß auf die anschließende Bewehrung und danach durch den Verbund der ausbetonierten Hohlkammern in die Fertigdecke eingeleitet. Z Ed = 71 kn (BVSF-MB Nr. 10, Detail C) Die Kraftübertragung in die Platte erfolgt wie bei den Plattenfugen durch die Schubkraftübertragung zwischen Ortbetonverguss und Fertigdecke. Hierbei werden auf der sicheren Seite nur die beiden Seitenflächen angesetzt. v Rdj = [1,0 0,2 0,61 0,6 0] = 69,5 kn/m v Rd,max = Σ t f 0,15 N/mm² = 2 0, = 85,5 kn/m l ü = 1,30 0,285 = 1,02 m * ) Z Rd = v Rd l ü = 69,5 1,02 = 70,5 kn Z Ed = 71 kn * ) Wegen der Lastausbreitung wird die Übertragungslänge um die rechnerische Vergusshöhe t f vermindert. Blatt 13.1

20 Anschlüsse BVSF-Merkblatt Nr. 13 Bei größeren Kräften kann die Bewehrung in Vergusstaschen verankert werden, die als Schubnocken wirken. Hierbei wird die Zugkraft durch Betondruckspannungen in die Stege der Fertigdecke eingeleitet. Zentrische Zugkraft Z Ed = 100 kn (2 Ø 12) Schubkraftübertragung über die Plattenstege C 45/55: Es werden die beiden Randstege (b 50 mm) aktiviert. Die unterbrochenen Stege werden nicht auf Querkraft beansprucht. Es liegt eine reine Schubbeanspruchung vor: τ Rd = f ctk;0,05 / γ c = 2,7 / 1,8 = 1,5 N/mm² Es wird nur der untere Schnitt angesetzt (sichere Seite): v Rd = τ Rd b = 1,5 50 = 75 kn/m (je Steg) Z Rd = v Rd l ü = ,70 = 105 kn > Z Ed = 100 kn Die horizontalen Querzugspannungen werden durch Bügel aufgenommen. Annahme: cot θ = 0,5 i. M. Z Ed, Bü = Z Ed / 2 cot θ = 100 / 2 0,5 = 25 kn A s,erf = Z Ed, Bü / f yd = 25 / 43,5 = 0,6 cm² < 1,6 cm² (3 Ø 6) Anschlüsse quer zur Spannrichtung Der seitliche Anschluss an den Plattenlängsrändern erfolgt durch Bewehrung, die ebenfalls in werkseitig geöffneten Hohlräumen vergossen wird. Diese Anschlussart wird verwendet, um die Deckenscheiben mit horizontal aussteifenden Wänden zu verbinden (BVSF-Merkblatt Nr. 12). F Ed = 70 kn je Schubtasche längs der Wand Nachweis wie bei einer Konsole nach DAfStb Heft 525: f cd = f ck / γ c = 20 / 1,5 = 13,3 N/mm² Die Horizontalkraft wird dem Randsteg zugewiesen. Hieraus ergeben sich die Konsolabmessungen zu: b / h c / d / a c 18 / 15 / 12 / 5 cm V Rd, max = 0,5 ν b z f cd = 0,5 0, , , = 77 kn > F Ed = 70 kn Z Ed = F Ed a c + 0,2 F Ed = ,2 70 = 59 kn Z 0 0, A s,erf = Z Ed / f yd = 59 / 43,5 = 1,4 cm² < 1,6 cm² (2 Ø 10) In Sonderfällen, wie z.b. bei Auswechselungen von unterbrochenen Ringankern, werden Zuggurte an der Deckenoberseite angeordnet. Die Verbindung mit den Fertigdecken erfolgt z.b. bei Flachstählen durch Kopfbolzen in ausbetonierten Vergusstaschen, die als Schubnocken wirken. Z Ed = 60 kn je Schubnocke Nachweis der Betonpressung am Oberflansch: Es wird eine Lastausbreitung der Kopfbolzen im Bügel auf eine Breite b 1 = 20 cm des Oberflansches angesetzt. b 1 / h o 20 / 4,5 cm Maßgeblich ist der Vergussbeton C 20/25 f cd = α f ck / γ c = 0,85 20 / 1,5 = 11,3 N/mm² σ Ed = Z Ed / (b 1 h o ) = 60 10³ / (200 45) = 6,7 N/mm² < 11,3 N/mm² 50 Blatt 13.2