Deckensysteme. Fertigteilkonstruktionen im Massivbau. Norbert Will. Massivbau IV. Decke aus Ortbeton oder Fertigteilen? Stahlbeton oder Spannbeton?

Transkript

1 1 Deckensysteme Norbert Will IV 3 Einführung Deckensysteme Decke aus Ortbeton oder Fertigteilen? Stahlbeton oder Spannbeton?

2 4 Einführung Auswahl nach Deckensysteme Anforderungen Funktion erforderliche Spannweite Verformungen Leitungsführung Bauphysik Wirtschaftlichkeit terminsichere Herstellung hohe Ausführungsqualität Kosten Kostenkontrolle große Spannweiten geringes Eigengewicht hohe Belastbarkeit hohe Schlankheit gute bauphysikalische Eigenschaften schnelle und terminsichere Herstellung ressourcenschonende Herstellung große Wirtschaftlichkeit Übersicht 5 Einführung Deckensysteme Statische Berechnung Vorbemessung Biegetragfähigkeit Querkrafttragfähigkeit Deckenscheiben Durchbiegungen Bauphysik Brandschutz Schallschutz Wärmeschutz Konstruktion

3 6 Deckensysteme Einteilung der Deckensysteme Ortbeton klassische Lösung Stahlbeton Spannbeton Teilvorgefertigte Deckenelemente Filigrandecken (i.d.r. Stahlbeton) Elementdecken (vorgespannt) Vollvorgefertigte Deckenelemente Vollplatten Hohlplatten - Platten Stahlbeton Spannbeton 7 Deckensysteme Ortbetonkonstruktionen Klassische Lösung Anwendung von Stahlbeton und Spannbeton beliebige Grundrissform mehrachsige Tragwirkung möglich hoher Schal- und Bewehrungsaufwand hohe Kosten Verlängerung der Bauzeit Witterungsabhängigkeit

4 8 Deckensysteme Ortbetonkonstruktionen 9 Deckensysteme Teilvorgefertigte Decken Ortbeton Ortbeton Gitterträger Elementdecke Fertigteil oder Ortbeton Gitterträger Fugenquerbewehrung Filigranplatte oder - Platte i.d.r. Ausführung in Stahlbeton Zur Zeit häufigste Lösung nahezu beliebige Grundrissform reduzierter Schal- und Bewehrungsaufwand mittlere Kosten nur geringfügige Verkürzung der Bauzeit im Vergleich zu Ortbeton Witterungsabhängigkeit Elementdecke

5 11 Deckensysteme Vollvorgefertigte Decken i.d.r. n nahezu beliebige Grundrissform minimaler Schal- und Bewehrungsaufwand vor Ort keine Hilfskonstruktionen große Stützweiten bei geringer Konstruktionshöhen Witterungsunabhängigkeit deutliche Verkürzung der Bauzeit im Vergleich zu Ortbeton/Filigran geringe Kosten Höhere Qualität 12 Statisch/konstruktiv Tragfähigkeit der Decke Aussteifungswirkung Gesamttragfunktion Knotenausbildung Herstellung/Montage Grundsätze Vorplanung/Aussparungen Rastermaße Verlegeplanung Knotenausbildung Bauphysik Wirtschaftlichkeit/Gestaltung Anforderung des Objektes Minimierung der Elemente Knotenausbildung Knotenausbildung Deckenuntersicht

6 13 Querverteilung 14 Querschnitte Voll-/Hohlplatte fertige, glatte Deckenuntersicht sofort begehbar schnelle Verlegung Maßnahmen für die Querverteilung konzentrierter Lasten erforderlich Maßnahmen für die Aussteifungswirkung als Deckenscheibe erforderlich Rissgefahr bei Verbundestrich Stützweiten bis 18 m als Spannbetonhohlplatte

7 15 Querschnitte Nachträglich ergänzte Platte fertige, glatte Deckenuntersicht geringes Fertigteilgewicht auch zweiachsige Lastabtragung und somit eine günstige Querverteilung möglich gute Aussteifungswirkung als Deckenscheibe hoher Ortbetonanteil, deshalb langsamerer Baufortschritt Hilfsstützungen beim Betonieren erforderlich 16 - Platte mit Fugenverguss Querschnitte Standardquerschnitt in Skelettbauten tragfähiger und leistungsfähiger Querschnitt ( Stützweite bis 22 m, d = mm) günstige Installationsführung in Rippenrichtung Maßnahmen für die Querverteilung konzentrierter Lasten erforderlich Maßnahmen für die Aussteifungswirkung als Deckenscheibe erforderlich Rissgefahr bei Verbundestrich

8 17 - Platte mit Ortbetonspiegel Querschnitte Standardquerschnitt in Skelettbauten tragfähiger und leistungsfähiger Querschnitt auch für hohe Einzellasten geeignet geringes Fertigteilgewicht gute Aussteifungswirkung als Deckenscheibe günstige Installationsführung in Rippenrichtung fugenlose, ebene Oberfläche hoher Ortbetonanteil, deshalb langsamerer Baufortschritt 18 Querschnitte Trogplatte mit Fugenverguss (Sonderform) für hohe Einzellasten besser geeignet als Platte mit Fugenverguss Querverteilung kann durch zusätzliche Verbindung der Stege mit geringem Aufwand verbessert werden günstige Installationsführung in Rippenrichtung Platten dicker als bei Platten mit Fugenverguß höhere Materialaufwand

9 22 Grundsätze Rastermaße der Deckenelemente beachten zweiachsige Tragwirkungen vermeiden Anzahl der Einzelelemente minimieren Vorspannung kurzer Deckenelemente vermeiden möglichst viel vorfertigen 23 Verlegung Beispiel Verlegeplan Verlegung direkt vom LKW möglich (Minimierung der Lagerfläche) auf höhengleiche Lage benachbarter Platten achten (Stichunterschiede beachten) sofort begehbar keine Hilfskonstruktionen erforderlich kein Aufbeton - trocken

10 24 Verlegung Montageplan eines Wohnhauses 26 Knotenausbildung

11 27 Auflagerung Knoten Decken-Balken-Stütze Variante A Variante B Teilvorgefertigte Deckensysteme Gitterträgerdecke Flughafen Frankfurt-Terminal 1 35

12 Teilvorgefertigte Deckensysteme Wingdecken 40 Ortbetonergänzung vorgespannte Fertigplatte 41 Allgemeines

13 42 Allgemeines Querschnitt + Eigenschaften Hohlkörper zur Gewichtseinsparung nur vorgespannte Längsbewehrung Vorspannung mit Litzen/Drähten mit sofortigem Verbund Verzicht auf Quer-, Schub- und Spaltzugbewehrung möglich durch sichergestellte Betonzugfestigkeit in der Werksproduktion Regelquerschnitte lt. Zulassung Plattendicke: 120 bis 400 mm Plattenbreite: i.d.r mm 44 Allgemeines Geschichte Entwicklung in Deutschland Schäfer - Platte (baupolizeiliche Zulassung 1944) Weiterentwicklung im Ausland Durchbruch in den 60-iger Jahren Skandinavien, England Niederlande, Belgien % Marktanteil Deutschland wachsende Marktanteile hohe Wirtschaftlichkeit

14 45 Statisch/konstruktiv Herstellung/Montage Vorteile große Spannweiten geringe Deckendicken geringes Gewicht geringere Belastung für Stützungen und Fundamente hohe Qualität durch überwachte Werksproduktion witterungsunabhängige Produktion Materialersparnis Bauzeit Wirtschaftlichkeit Verkürzung der Bauzeit geringe Herstellkosten Witterungsunabhängigkeit geringere Finanzierungskosten enge Zusammenarbeit von Planer/Konstrukteur/Produzent frühzeitigere Nutzungserträge 47 Nachteile Vorbehalte der Öffentlichkeit gegenüber Spannbeton Vorbehalte gegen Fertigteilbauweisen engere Zusammenarbeit von Architekt, Konstrukteur und Lieferfirma ist unbedingt erforderlich große Fugenanzahl in der Deckenuntersicht durch Begrenzung der Plattenbreite auf 1,2 m ungleichmäßige Durchbiegung im Verlegezustand möglich hohe Qualität der Plattenauflager ist erforderlich

15 48 Herstellung Vorgehen Gleitfertiger Einbau und Vorspannung der Längsbewehrung auf bis zu 150 m langen Fertigungsbahnen Vorspannung mit N/mm² Betonieren mit dem Gleitfertiger in Lagen Fertiger wird gezogen Formgebung durch Fertiger Zuschnitt der Platten Vorspannung 49 Herstellung Gleitfertiger

16 50 Herstellung 1. Reinigen der Bahn 4. Beton mit Gleitfertiger einbauen 2. Bewehrung ausfahren 5. Elementeinmessung 3. Vorspannen der Bewehrung 150 m 6. Aussparungen absaugen 51 Herstellung 7. Abdecken und erwärmen 9. Umladen 55 C 8. Sägen 10. Lagern und Transport

17 53 Herstellung Vorgehen Extruderfertigung Einbau und Vorspannung der Längsbewehrung auf bis zu 150 m langen Fertigungsbahnen Betonieren in einer Lage Fertiger stützt sich am frischen Beton ab Formgebung durch Fertiger Zuschnitt der Platten Vorspannung 54 Herstellungstoleranzen Qualitätssicherung Litzeneinzug

18 55 Schlechte Betonqualität Qualitätssicherung Gute Betonqualität 56 Qualitätssicherung Arbeitsfuge/Zugfestigkeit Werkseigene Produktionskontrolle Geometrie Litzenschlupf Druck-/ Zugfestigkeit Plattenstich Fremdüberwachung Mindestens 2x jährlich

19 57 Montage Verlegung Verlegung dicht nebeneinander i.d.r. keine Hilfsstützen erforderlich gleichmäßige Durchbiegung wird erreicht durch ebene Auflager Montagezwinge Decke sofort begehbar volle Belastbarkeit erst nach erhärtetem Fugenverguss Verlegeleistung: 5 bis 10 min je Kranhub 58 richtig Handhabung Montage falsch Transport- und Montagevorschriften der Hersteller beachten max. zulässige Auskragung einhalten Montagezange immer symmetrisch ansetzen Feststeller arretieren Sicherungsketten anbringen Platten vorsichtig anheben und absetzen

20 59 Montage Montagehilfen Immer mit Montagezange Passplatten mit Hebeschlüssel Hebeschlüssel 60 Montage Beispiel

21 61 Montage Fugenverguss zur Herstellung der Scheibenwirkung und Querverteilung evt. zusätzliche Fugenbewehrung anordnen z.b. für eine Scheibenwirkung Belastung Ringankerkomponente volle Tragwirkung der Decken nach der Aushärtung sorgfältige Ausführung säubern vornässen verdichten (stochern) 62 Slim-Floor-Decken Montage IFB NSQ SWT SFB THQ Hut / Delta

22 63 Slim-Floor-Decken Allgemeines 64 Slim-Floor-Decken Tragverhalten Zusatzbeanspruchung der Fertigdecke ist im Einzelfall zu überprüfen. Schnitt I-I: I I Q R 1 >R 2 >R 3 Q R 1 V V R 1 R 2 R 3 V V Querbiegung + Querzug Querbiegung + Schubverzerrung

23 65 Anwendung Hochbau 2 Finanzzentrum Essen mehrgeschössiges Bürogebäude Deckenfläche: m² Spannweite: 6,50 m Deckenstärken: 20 cm Auflast: 3,5 kn/m² Stahlprofil: 66 Anwendung Hochbau 2 Finanzzentrum Essen