Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anschlusselement zum Verbinden eines lastabtragenden
Bauteils mit einem lasteinleitenden Bauteil.
Stand der Technik
[0002] Beim Anschluss von lasteinleitenden, insbesondere auskragenden Bauteilen an lastabtragende
Gebäudeteile, also beispielsweise beim Anschluss eines Balkons, einer Konsole, einer
Loggiaplatte, einer auskragenden Wandscheibe oder eines Fassadenelements an eine Decken-/Bodenplatte,
stehen zwei Aspekte im Vordergrund. Zum einen müssen die verschiedenen Kräfte, die
auf das lasteinleitende Bauteil einwirken, also Zug-, Druck- und/oder Querkräfte,
sicher und vollständig auf das Gebäude übertragen werden. Zum anderen muss für eine
gute thermische Isolierung gesorgt werden, da große Temperaturdifferenzen zwischen
Innen- und Außenbauteilen auftreten. Die lasteinleitenden, insbesondere auskragenden
Teile stellen daher Wärmebrücken dar, wodurch Bauschäden verursacht werden können.
[0003] Bekannte Anschlusselemente weisen daher in der Regel Verbindungselemente zur Kraftübertragung
zwischen den Gebäudeteilen sowie einen Körper aus Dämmmaterial auf, der eine möglichst
gute thermische Isolierung des lasteinleitenden Bauteils bewirkt.
[0004] Die
DE 3 005 571 B1 offenbart zum Beispiel ein Kragplattenanschlusselement mit einem länglichen, quaderförmigen
Isolierkörper aus thermisch isolierendem Material. Der Isolierkörper ist mit länglichen,
metallenen Bewehrungselementen durchsetzt, die sich im Wesentlichen quer zum Isolierkörper
erstrecken und die zur Aufnahme von Zugkräften ausgelegt sind. Neben diesen Bewehrungselementen
weist das Kragplattenanschlusselement Querkraftstäbe aus Armierungsstahl sowie Stahlkonstruktionsteile
auf, die als Druckelemente wirken.
[0005] Aus der
EP 1 745 182 B1 ist ebenfalls ein Kragplattenanschlusselement zum Verbinden einer Decken-/Bodenplatte
und einer auskragenden Platte bekannt. Das Kragplattenanschlusselement weist Zugmittel,
Querkraftmittel, Druckmittel und einen quaderförmigen Isolierkörper auf. Das Druckmittel
ist als ein den quaderförmigen Isolierkörper durchsetzendes Gelenkelement ausgebildet,
das den thermisch bedingten Bewegungen der auskragenden Platte durch eine Kippbewegung
folgt.
[0006] Die
EP 933 483 A1 beschreibt ein Bauelement zur Wärmedämmung zwischen zwei Bauteilen bestehend aus
einem zwischen den Bauteilen zu verlegenden Isolierkörper mit zumindest einem Querkraftstab,
wobei der Querkraftstab ein Auflagerelement im Bereich des vorkragenden Außenteils
unterquert, und wobei das Auflagerelement auf dem unterquerenden Abschnitt des Querkraftstabes
aufliegt. Der Querkraftstab erstreckt sich nach Unterquerung des Auflagerelements
in vertikaler Richtung nach oben und verläuft dann horizontal in Richtung des vorkragenden
Außenteils.
[0007] Aus der
DE 298 01 712 U1 ist ein Bauelement zur Wärmedämmung zwischen zwei Bauteilen bekannt. Das Bauelement
besteht aus einem Isolierkörper und durch den Isolierkörper hindurchlaufenden Querkraftstäben,
welche ausgehend von einer Gebäudeseite schräg von oben nach unten verlaufen und beidseits
in die Bauteile vorstehen. Der Querkraftstab weist einen sich überwiegend in der Druckzone
des vorstehenden Bauteils erstreckenden schlaufenförmigen Abschnitt auf, wobei sich
an diesen schlaufenförmigen Abschnitt ein sich von der Druck- in die Zugzone erstreckender
vertikaler Abschnitt anschließt.
[0008] Trotz der vielfältigen, aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen für Anschlüsse
von lasteinleitenden Bauteilen besteht weiterhin ein Bedarf an statisch gut belastbaren
und einfach einzubauenden Anschlusselementen.
Darstellung der Erfindung
[0009] Hier setzt die Erfindung an. Es soll ein Anschlusselement zur Verfügung gestellt
werden, das eine gute statische Belastbarkeit bei gleichzeitig vereinfachtem Einbau
aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Anschlusselement gemäß unabhängigem
Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Aspekte, Details und Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
[0010] Das erfindungsgemäße Anschlusselement verbindet ein lastabtragendes Bauteil und ein
lasteinleitendes Bauteil. Es weist einen im eingebauten Zustand zwischen dem lastabtragenden
Bauteil und dem lasteinleitenden Bauteil angeordneten Isolierkörper, zumindest einen,
den Isolierkörper durchsetzenden Zugstab, zumindest einen, den Isolierkörper durchsetzenden
Querkraftstab und zumindest ein, den Isolierkörper durchsetzendes Druckelement auf.
Der Querkraftstab weist einen im eingebauten Zustand in dem lasteinleitenden Bauteil
angeordneten Schlaufenabschnitt, einen im Isolierkörper angeordneten Diagonalabschnitt
und einen im eingebauten Zustand in dem lastabtragenden Bauteil angeordneten Abschnitt
auf. Der Diagonalabschnitt des Querkraftstabs durchdringt ausgehend von dem lasteinleitenden
Bauteil den Isolierkörper im eingebauten Zustand diagonal nach oben in Richtung des
lastabtragendes Bauteils.
[0011] Der in dem lasteinleitenden Bauteil angeordnete Schlaufenabschnitt des Querkraftstabs
weist einen sich an den im Isolierkörper angeordneten Diagonalabschnitt anschließenden
und mit dem Diagonalabschnitt fluchtenden Schlaufendiagonalabschnitt, einen sich an
den Schlaufendiagonalabschnitt anschließenden Schlaufenumkehrabschnitt und einen sich
an den Schlaufenumkehrabschnitt anschließenden, im eingebauten Zustand in vertikaler
Richtung verlaufenden Schlaufenvertikalabschnitt auf. Dabei verlaufen der Schlaufenabschnitt
des Querkraftstabs und das Druckelement im eingebauten Zustand im Wesentlichen in
einer gemeinsamen Ebene.
[0012] Der Schlaufenumkehrabschnitt verläuft im eingebauten Zustand in seinem an den Schlaufendiagonalabschnitt
anschließenden Bereich in einer nach unten orientierten Richtung, in einem daran anschließenden
Bereich verläuft der Schlaufenumkehrabschnitt in Richtung des Isolierkörpers und in
einem daran anschließenden Bereich in einer nach oben orientierten Richtung. Der Schlaufenumkehrabschnitt
weist also bei Projektion in die Ebene des Querkraftstabs einen kreisartigen Verlauf
auf.
[0013] In aus dem Stand der Technik bekannten Anschlusselementen verlaufen die zur Aufnahme
von Querkräften vorgesehenen Stäbe üblicherweise im unteren Bereich der auskragenden
Platte (lasteinleitendes Bauteil) in horizontaler Richtung, durchdringen dann den
Isolierkörper ausgehend von der auskragenden Platte im eingebauten Zustand diagonal
nach oben in Richtung der Decken-/Bodenplatte (lastabtragendes Bauteil), verlaufen
im oberen Bereich der Decken-/Bodenplatte dann wieder in horizontaler Richtung und
sind dort in üblicher Weise an die Bauwerksbewehrung angeschlossen. Daneben sind Lösungen
bekannt, bei denen die Querkraftstäbe im oberen Bereich der auskragenden Platte horizontal
verlaufen, kurz vor dem Dämmkörper vertikal nach unten bis in den unteren Bereich
der auskragenden Platte geführt sind, den Dämmkörper ausgehend von der auskragenden
Platte im eingebauten Zustand diagonal nach oben in Richtung der Decken-/Bodenplatte
durchdringen, schließlich in der Decken-/Bodenplatte dann wieder in horizontaler Richtung
verlaufen und dort an die Bauwerksbewehrung angeschlossen sind. Grundsätzlich stellen
diese Formen effektive Methoden zur Aufnahme der Querkräfte dar. Allerdings muss eine
hohe Zahl an Querkraftstäben in einem Kragplattenanschlusselement bestimmter Ausdehnung
verwendet werden, um die auftretenden Querkräfte sicher und dauerhaft in das Gebäude
einzuleiten.
[0014] Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, dass ein statisch hoch belastbares und
gleichzeitig einfach einzubauendes Anschlusselement dadurch erhalten werden kann,
dass der Querkraftstab nicht wie üblich in horizontaler Richtung in dem lasteinleitenden
Bauteil geführt wird, sondern dass er einen im eingebauten Zustand in dem lasteinleitenden
Bauteil angeordneten Schlaufenabschnitt aufweist. Der Schlaufenabschnitt weist einen
sich an den im Isolierkörper angeordneten Diagonalabschnitt anschließenden und mit
dem Diagonalabschnitt fluchtenden Schlaufendiagonalabschnitt, einen sich an den Schlaufendiagonalabschnitt
anschließenden Schlaufenumkehrabschnitt und einen sich an den Schlaufenumkehrabschnitt
anschließenden, im eingebauten Zustand in vertikaler Richtung verlaufenden Schlaufenvertikalabschnitt
auf. Dabei verlaufen der Schlaufenabschnitt des Querkraftstabs und das Druckelement
im eingebauten Zustand im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene. Der Schlaufenumkehrabschnitt
verläuft im eingebauten Zustand in seinem an den Schlaufendiagonalabschnitt anschließenden
Bereich in einer nach unten orientierten Richtung, in einem daran anschließenden Bereich
in Richtung des Isolierkörpers und in einem daran anschließenden Bereich in einer
nach oben orientierten Richtung.
[0015] Bei dem erfindungsgemäßen Anschlusselement kann auf den üblicherweise in dem lasteinleitenden
Bauteil in horizontaler Richtung verlaufenden Schenkel des Querkraftstabes verzichtet
werden. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Schlaufenabschnitts des Querkraftstabs
und des Druckelements im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene befindet sich der
Schlaufenabschnitt im (Druck-Druck-Zug-)Knoten der einwirkenden Querkräfte und wird
dadurch hervorragend verankert. Durch die Ausbildung einer Schlaufe können auftretende
Kräfte zudem sehr gleichmäßig auf den sich innerhalb der Schlaufe befindenden Beton
übertragen werden.
[0016] Durch den im eingebauten Zustand in vertikaler Richtung verlaufenden Schlaufenvertikalabschnitt
ergibt sich ein weiterer positiver Effekt. Die lokal konzentriert am Druckelement
eingeleiteten Kräfte breiten sich bekanntermaßen im lastabtragenden Bauteil aus. Die
Vertikalkomponente dieser Kräfte verursacht Zugkräfte im Beton, welche bei Überschreiten
der Betonzugfestigkeit zum Betonkantenbruch und zum Abplatzen der unteren Betondeckung
führen können. Die Vertikalkomponente wird aber vorteilhafterweise durch den im eingebauten
Zustand in vertikaler Richtung verlaufenden Schlaufenvertikalabschnitt aufgenommen
und nach oben in das lasteinleitende Bauteil geleitet, wodurch ein Versagen der Bauteilkante
verhindert oder zumindest hinausgezögert werden kann.
[0017] An den im eingebauten Zustand in vertikaler Richtung verlaufenden Schlaufenvertikalabschnitt
kann sich ein weiterer Abschnitt anschließen, der zwar im Wesentlichen in vertikaler
Richtung verläuft, aber auch eine von der Vertikalen abweichende Richtungskomponente
aufweist, welche bevorzugt von dem Isolierkörper weg in Richtung des lasteinleitenden
Bauteils verläuft.
[0018] Neben dem im Vergleich zu Anschlusselementen mit herkömmlichen Querkraftstäben vereinfachten
Einbau können durch das erfindungsgemäße Anschlusselement auch die einleitbaren Druckkräfte
gesteigert werden. Durch den Wegfall des üblicherweise in dem lasteinleitenden Bauteil
in horizontaler Richtung verlaufenden Schenkels des Querkraftstabes kann zudem die
Länge des nichtrostenden Betonstahls reduziert werden. Durch den Wegfall des horizontalen
Schenkels sind auch größere Stababstände der statischen Bewehrung möglich, wodurch
der Einbau der Bewehrung und das Vergießen des Betons deutlich vereinfacht wird.
[0019] Ein für ein erfindungsgemäßes Anschlusselement vorgesehener Querkraftstab kann auf
einfache Weise durch Biegen eines linearen Stabes hergestellt werden.
[0020] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform tritt der Querkraftstab im eingebauten Zustand
in vertikaler Richtung oberhalb des Druckelements aus dem Isolierkörper aus- und in
das lasteinleitende Bauteil ein. Der Querkraftstab verläuft also ausgehend von dem
lastabtragenden Bauteil schräg von oben nach unten durch die Dämmung, tritt oberhalb
des Druckelements aus der Dämmung heraus und bildet dann eine nach unten verlaufende
Schleife, welche nach einer Umrundung nach oben in Richtung des Zugstabs verläuft.
Da sich der Schlaufenvertikalabschnitt und der Schlaufendiagonalabschnitt kreuzen,
kann der Schlaufenabschnitt über seine gesamte Ausdehnung hinweg nicht exakt in einer
Ebene verlaufen. Aus diesem Grund können auch der Schlaufenabschnitt und das Druckelement
nicht exakt in einer gemeinsamen Ebene verlaufen. Für den Fachmann ist somit klar,
was unter der Aussage "der Schlaufenabschnitt des Querkraftstabs und das Druckelement
verlaufen im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene" zu verstehen ist.
[0021] Besonders bevorzugt weist der Schlaufenumkehrabschnitt über seine gesamte Ausdehnung
hinweg keine linearen Abschnitte auf sondern zeigt durchweg einen gebogenen Verlauf.
[0022] Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen sich der Schlaufenumkehrabschnitt
aus mehreren gebogenen und zumindest einem, bevorzugt mehreren, linearen Abschnitten
zusammensetzt, die in alternierender Reihenfolge aufeinander folgen.
[0023] Bevorzugt steht der Schlaufenvertikalabschnitt über eine Teillänge hinweg mit dem
Druckelement in Kontakt. Besonders bevorzugt ist der Schlaufenvertikalabschnitt über
eine Teillänge hinweg fest mit dem Druckelement verbunden, insbesondere verschweißt.
Durch den Kontakt zwischen Schlaufenvertikalabschnitt und Druckelement werden die
durch das lasteinleitende Bauteil hervorgerufenen vertikalen Spaltzugkräfte, die zum
Betonkantenbruch und zum Abplatzen der unteren Betondeckung führen können, besonders
gut durch das Druckelement auf das lastabtragende Bauteil übertragen. Durch eine feste
Verbindung von Schlaufe und Druckelement kann ein vertikales Abgleiten des Druckelements
nach unten verhindert werden.
[0024] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Druckelement einen in
dem lasteinleitenden Bauteil angeordneten flächigen Endabschnitt auf, wobei die vertikale
Querschnittsfläche des flächigen Endabschnitts zumindest 500 mm
2 beträgt. Durch den flächigen Endabschnitt mit einer vertikalen Querschnittsfläche
von zumindest 500 mm
2 können von dem lasteinleitenden Bauteil verursachte Druckkräfte besonders gut aufgenommen
und in das lastabtragende Bauteil geleitet werden. Insbesondere bevorzugt beträgt
die vertikale Querschnittsfläche des flächigen Endabschnitts zumindest 1000 mm
2, was zu einer weiter verbesserten Einleitung der Druckkräfte führt.
[0025] Besonders bevorzugt beträgt im eingebauten Zustand der minimale Abstand zwischen
dem unteren Umkehrpunkt des Schlaufenumkehrabschnitts und der im eingebauten Zustand
unteren Oberfläche des auskragenden Bauteils maximal 20 mm, besonders bevorzugt maximal
15 mm und ganz besonders bevorzugt maximal 10 mm. Durch die genannten Werte für die
Mindestbetondeckung kann einerseits eine Korrosion des Querkraftstabes verhindert
und andererseits ein Abplatzen der Betondeckung weitgehend zuverlässig vermieden werden.
[0026] Bevorzugt verläuft der Querkraftstab zumindest in einem Teilbereich seines in dem
lastabtragenden Bauteil angeordneten Abschnitts in im eingebauten Zustand vertikaler
Richtung oberhalb des Zugstabs.
[0027] Unter dem Ausdruck "verläuft in einem Teilbereich seines in dem lastabtragenden Bauteil
angeordneten Abschnitts in im eingebauten Zustand vertikaler Richtung oberhalb des
Zugstabs" wird im Rahmen des vorliegenden Textes verstanden, dass der Querkraftstab
in dem Teilbereich mit der gesamten Ausdehnung seines vertikalen Querschnitts oberhalb
der gesamten Ausdehnung des vertikalen Querschnitts des Zugstabs verläuft. Unter "oberhalb
des Zugstabs" wird also verstanden, dass der Querkraftstab in diesem Abschnitt zumindest
einen Teilbereich aufweist, dessen senkrechte Projektion auf die dem lastabtragenden
Bauteil zugewandte Oberfläche des Isolierkörpers in vertikaler Richtung vollständig
oberhalb der entsprechenden Projektion des Zugstabs liegt.
[0028] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verläuft der Querkraftstab
in genau einem Teilbereich seines in dem lastabtragenden Bauteil angeordneten Abschnitts
in im eingebauten Zustand vertikaler Richtung oberhalb des Zugstabs.
[0029] Der genannte Teilbereich des in dem lastabtragenden Bauteil angeordneten Abschnitts
kann eine gewisse räumliche Ausdehnung aufweisen, sich also über eine gewisse Distanz
in Richtung des Verlaufs des Querkraftstabs erstrecken. Der Verlauf des Querkraftstabs
kann in diesem Bereich ein Plateau ausbilden, der Querkraftstab kann aber auch einen
Knick aufweisen, also im eingebauten Zustand zunächst mit positiver Steigung und dann
sofort mit negativer Steigung verlaufen. Bildet der Querkraftstab in dem der genannten
Teilbereich ein Plateau aus, so erstreckt sich dieses Plateau in Richtung des Verlaufs
des Querkraftstabs bevorzugt über eine Distanz von maximal 50 mm, besonders bevorzugt
maximal 20 mm und insbesondere bevorzugt maximal 10 mm. Die genannten bevorzugten
maximalen Ausdehnungen gelten sowohl für Ausführungsformen mit mehreren, in dem lastabtragenden
Bauteil angeordneten Teilbereichen des Querkraftstabs wie auch für Ausführungsformen
mit genau einem, in dem lastabtragenden Bauteil angeordneten Teilbereich des Querkraftstabs.
[0030] Bevorzugt verläuft der Querkraftstab über seinen gesamten, in dem lastabtragenden
Bauteil angeordneten Abschnitt in im eingebauten Zustand vertikaler Richtung nicht
unterhalb des Zugstabs. In dieser bevorzugten Ausführungsform kann der Querkraftsstab
nach Durchdringen des Isolierkörpers ebenfalls ein Plateau oder einen Knick ausbilden
und dann anschließend mit negativer Steigung in dem Isolierkörper abgewandter Orientierung
in Richtung auf den Zugstab verlaufen, aber vor einem Unterschreiten des Zugstabs
enden.
[0031] Das Bestreben, eine möglichst gute Dämmung zwischen den zu verbindenden Bauteilen
zu erreichen, führt zunehmend dazu, dass die zwischen den Bauteilen angeordnete Dämmung
immer dicker ausgestaltet wird. Aufgrund der in bauaufsichtlichen Zulassungen für
rostfreien Stahl (Expositionsklasse XC1) vorgeschriebenen minimalen Betondeckung von
mindestens 10 mm verläuft der in dem lastabtragenden Bauteil angeordnete Abschnitt
des Querkraftstabs üblicherweise maximal auf Höhe des Zugstabs und der in dem lasteinleitenden
Bauteil angeordnete Abschnitt des Querkraftstabs nicht unterhalb des Druckelements.
In der Praxis findet die geringstmögliche Betondeckung von 10 mm nur in Ausnahmefällen
Anwendung, da gewährleistet sein muss, dass die Betondeckung tatsächlich an jeder
Stelle des Bauteils/Bauabschnitts gewährleistet ist. Schon ein kleines Verrutschen
der Bewehrung, eine Unachtsamkeit auf der Baustelle oder etwas zu wenig Beton können
aber dafür sorgen, dass die minimale Betondeckung unterschritten wird.
[0032] Durch Ausführungsformen mit einem oberhalb des Zugstabs verlaufenden Teilbereich
des in dem lastabtragenden Bauteil angeordneten Abschnitts des Querkraftstabs kann
die Steigung, unter der der Querkraftstab den Isolierkörper durchdringt, vergrößert
werden. Der Querkraftstab wird lediglich in einem Teilbereich seines in dem lastabtragenden
Bauteils verlaufenden Abschnitts möglichst nahe an die obere Oberfläche des lastabtragenden
Bauteils herangeführt. Eine besonders geringe Betondeckung, im Extremfall sogar die
minimal zulässige Betondeckung des Querkraftstabs liegt daher nicht über dessen gesamte
Ausdehnung, sondern nur in dem genannten Teilbereich vor. Besteht dieser Teilbereich
aus einem Knick im Querkraftstab, so ist eine geringe Betondeckung im Extremfall nur
an einem einzigen Punkt, nämlich am oberen Knickpunkt des Querkraftstabs, gegeben.
Im weiteren Verlauf des Querkraftstabs wird dieser wieder von der Bauteiloberfläche
weg in Richtung der Horizontalbewehrung geführt, wodurch die Betondeckung auf jeden
Fall eingehalten ist. Dadurch werden alle weiteren Möglichkeiten eliminiert, die zu
einem Unterschreiten der minimalen Betondeckung führen könnten. Im Vergleich zu Anschlusselementen
mit herkömmlichen Querkraftstäben können durch das beschriebene Anschlusselement die
einleitbaren Druckkräfte deutlich gesteigert werden.
[0033] Bevorzugt tritt der Querkraftstab im eingebauten Zustand in vertikaler Richtung oberhalb
des Zugstabs aus dem Isolierkörper aus- und in das lastabtragende Bauteil ein.
[0034] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beträgt
der Abstand des dem Isolierkörper benachbarten, in im eingebauten Zustand vertikaler
Richtung oberhalb des Zugstabs verlaufenden Teilbereichs des im lastabtragenden Bauteil
angeordneten Abschnitts des Querkraftstabs von der dem lastabtragenden Bauteil zugewandten
Oberfläche des Isolierkörpers maximal 50 mm, bevorzugt maximal 30 mm, besonders bevorzugt
maximal 10 mm.
[0035] Die Vorteile dieser Ausführungsform liegen darin, dass sich der Teilbereich des Querkraftstabs,
der sich am nächsten zu der Oberfläche des Bauteils befindet und in dem daher die
Gefahr einer Unterschreitung der minimalen Betondeckung besteht, in unmittelbarer
Nähe des Isolierkörpers befindet. Durch den Isolierkörper wird der Querkraftstab fixiert,
sodass eine ungewollte Positionsveränderung verhindert wird. Dieser Vorteil tritt
mit abnehmendem Abstand des Teilbereichs vom Isolierkörper zunehmend zu Tage.
[0036] Bevorzugt beträgt im eingebauten Zustand der minimale Abstand des Querkraftstabs
von der oberen Oberfläche des lastabtragenden Bauteils maximal 20 mm, bevorzugt maximal
15 mm, besonders bevorzugt maximal 10 mm. Der Querkraftstab wird in diesen Ausführungsformen
möglichst nahe an die obere Oberfläche des lastabtragenden Bauteils herangeführt,
wodurch die Steigung, unter der der Querkraftstab den Isolierkörper durchdringt, bei
Einhaltung der Betonmindestdeckung möglichst groß gewählt werden kann.
[0037] Bevorzugt handelt es sich bei dem lasteinleitenden Bauteil um ein auskragendes Bauteil.
Insbesondere bevorzugt handelt es sich bei dem lasteinleitenden Bauteil um eine Platte,
insbesondere Kragplatte, um einen Balkon, eine Konsole, eine Loggiaplatte, eine auskragende
Wandscheibe oder um ein Fassadenelement.
[0038] Bei dem lastabtragenden Bauteil handelt es sich bevorzugt um eine Decken-/Bodenplatte
oder um eine Wand.
[0039] Ganz besonders bevorzugt werden die verschiedenen möglichen Kombinationen der oben
genannten bevorzugten Ausführungsformen. In allen Fällen führt die Kombination der
einzelnen, näher spezifizierten Elemente zu einer Kombination der mit diesen einzelnen
Elementen verbundenen Vorteile, was zu ganz besonders gut geeigneten, statisch hoch
belastbaren und gleichzeitig leicht einzubauenden Anschlusselementen führt.
Die in dem erfindungsgemäßen Anschlusselement vorgesehenen Zugstäbe, Druckelemente
und Querkraftstäbe werden bevorzugt aus Metall, beispielsweise Bau- und Armierungsstahl,
insbesondere bevorzugt aber auch aus nicht-rostenden Betonstahl gefertigt. Die in
den Beton-Bauteilen eingegossenen Stahlteile werden vom Beton gegen Korrosion geschützt.
Allerdings müssen zumindest die den Bereich des Isolierkörpers durchsetzenden Abschnitte
der Stäbe gegen Korrosion geschützt werden. Bevorzugt werden diese Abschnitte aus
nichtrostendem Stahl, insbesondere Edelstahl gefertigt oder durch das aus der
EP 895 558 B1 bekannte System vor Korrosion geschützt. Gemäß
EP 895 558 B1 wird ein aus korrodierendem Material bestehender Baustahlstab kontaktfrei mit einer
nicht-korrodierenden Hülse umgeben und der Zwischenraum zwischen Hülse und Baustahlstab
mit einer gießfähigen, aushärtenden Masse verfüllt.
Wege zur Ausführung der Erfindung
[0040] Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang
mit den Figuren 1 bis 3 näher erläutert werden.
[0041] Figur 1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Anschlusselements
1. Das lastabtragende Bauteil 2 ist als Decken-/Bodenplatte 2 ausgebildet. Bei dem
lasteinleitenden Bauteil 3 handelt es sich um eine auskragende Balkonplatte 3.
[0042] Das die Decken-/Bodenplatte 2 und die auskragende Balkonplatte 3 verbindende Anschlusselement
1 umfasst einen zwischen Decken-/Bodenplatte 2 und auskragender Platte 3 angeordneten
quaderförmigen Isolierkörper 4. Der Isolierkörper 4 wird von einem Zugstab 5 zur Aufnahme
von Zugkräften, einem Querkraftstab 6 zur Aufnahme von Querkräften und einem Druckelement
7 zur Aufnahme von Druckkräften durchsetzt. Bei dem Druckelement 7 handelt es sich
um ein Druckelement aus Armierungsstahl, das an seinen beiden Enden mit jeweils einer
Druckplatte ausgestattet ist, wobei jeweils eine der Druckplattten in der auskragenden
Platte bzw. in der Decken-/Bodenplatte angeordnet ist. Die vertikale Querschnittsfläche
der Druckplatten beträgt 1000 mm
2. Zugstab 5 und Querkraftstab 6 sind aus Armierungsstahl mit einem Durchmesser von
10 mm gefertigt.
[0043] Der Querkraftstab 6 weist einen in der auskragenden Platte 3 angeordneten Schlaufenabschnitt
6.1, einen im Isolierkörper 4 angeordneten Diagonalabschnitt 6.2 und einen in der
Decken-/Bodenplatte 2 angeordneten Abschnitt 6.3 auf, wobei der Diagonalabschnitt
6.2 ausgehend von der auskragenden Platte 3 den Isolierkörper 4 diagonal nach oben
in Richtung der Decken-/Bodenplatte 2 durchdringt. Der Querkraftstab 6 tritt in vertikaler
Richtung oberhalb des Druckelements 7 aus dem Isolierkörper 4 aus- und in das auskragende
Bauteil 3 ein.
[0044] Der in der auskragenden Platte 3 angeordnete Schlaufenabschnitt 6.1 umfasst einen
sich an den im Isolierkörper 4 angeordneten Diagonalabschnitt 6.2 anschließenden und
mit dem Diagonalabschnitt 6.2 fluchtenden Schlaufendiagonalabschnitt 6.11, einen sich
an den Schlaufendiagonalabschnitt 6.11 anschließenden Schlaufenumkehrabschnitt 6.12
und einen sich an den Schlaufenumkehrabschnitt 6.12 anschließenden, in vertikaler
Richtung verlaufenden Schlaufenvertikalabschnitt 6.13 auf. Der Schlaufenabschnitt
6.1 des Querkraftstabs 6 und das Druckelement 7 verlaufen im Wesentlichen in einer
gemeinsamen Ebene und der Schlaufenvertikalabschnitt 6.13 steht in der gezeigten Ausführungsform
über eine Teillänge hinweg mit dem Druckelement 7 in Kontakt. Im Allgemeinen ist aber
kein Kontakt zwischen Schlaufenvertikalabschnitt 6.13 und Druckelement 7 notwendig.
Da sich der Schlaufenvertikalabschnitt 6.13 und der Schlaufendiagonalabschnitt 6.11
kreuzen, kann der Schlaufenabschnitt 6.1 nicht exakt in einer Ebene verlaufen. Damit
ist für den Fachmann klar, was unter der Aussage "der Schlaufenabschnitt 6.1 des Querkraftstabs
6 und das Druckelement 7 verlaufen im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene" zu
verstehen ist.
[0045] Der Schlaufenumkehrabschnitt 6.12 verläuft in seinem an den Schlaufendiagonalabschnitt
6.11 anschließenden Bereich in einer nach unten orientierten Richtung, in einem daran
anschließenden Bereich in Richtung des Isolierkörpers 4 und in einem daran anschließenden
Bereich in einer nach oben orientierten Richtung. In der gezeigten Ausführungsform
weist der Schlaufenumkehrabschnitt 6.12 über seine gesamte Ausdehnung hinweg einen
gebogenen Verlauf auf. Der Schlaufenumkehrabschnitt 6.12 kann sich aber auch aus mehreren
linearen und gebogenen Abschnitten zusammensetzen, welche in alternierender Reihenfolge
aufeinanderfolgen.
[0046] Der Abstand zwischen dem unteren Umkehrpunkt 9 des Schlaufenumkehrabschnitts 6.12
und der im eingebauten Zustand unteren Oberfläche der auskragenden Platte 3 beträgt
15 mm, wodurch eine ausreichende Betondeckung gewährleistet wird.
[0047] Das in der Figur 1 dargestellte Kragplattenanschlusselement weist ausgezeichnete
Eigenschaften im Hinblick auf die Einleitung der auftretenden Kräfte in das Gebäude
ebenso wie im Hinblick auf seinen erleichterten Einbau auf.
[0048] Figur 2 zeigt die selbe geschnittene Seitenansicht des in Figur 1 dargestellten erfindungsgemäßen
Anschlusselements 1. Zusätzlich zu dem Anschlusselement 1 sind die Kraftvektoren R
1, R
2, R
3 und R
4 dargestellt. Die auf die auskragende Platte einwirkende Schwerkraft resultiert in
einer Querkraft, die in Summe durch den Vektor R
1 dargestellt werden kann. Die einwirkende Querkraft ist also auf den Bereich des Schlaufenabschnitts
6.1 konzentriert. Dort wird die Querkraft R
1 in eine Zugkraft in der Schlaufe umgewandelt und sowohl über die Fuge übertragen
(resultierender Kraftvektor R
2) als auch in der auskragenden Platte über den Schlaufenvertikalabschnitt 6.13 nach
oben gehängt (resultierender Kraftvektor R
3). Die horizontale Komponente wird durch das Drucklager (resultierender Kraftvektor
R
4) aufgenommen. Der Schlaufenvertikalabschnitt 6.13 wird so lange ausgeführt, dass
die Vertikalkraft R
3 im oberen Teil der auskragenden Platte 3 verankert werden kann.
[0049] Durch die Anordnung des Druckelements 7 in der Ebene des Schlaufenabschnitts 6.1
kann die Horizontalkomponente der einwirkenden Querkraft über das Druckelement abgeleitet
werden, wodurch ein Ausreißen der Bauteilkante in Richtung der Fuge verhindert wird.
Die in dem erfindungsgemäßen Anschlusselement gewählte Form des Querkraftstabs 6 hat
den Vorteil zum einen über das Druckelement 7 geführt zu werden und zum anderen trotzdem
tief nach unten zu tauchen, um den Betonkantenbruch zu verhindern.
[0050] Figur 3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des
Anschlusselements 1. Das lastabtragende Bauteil 2 ist als Boden-/Deckenplatte 2 ausgebildet.
Bei dem lasteinleitenden Bauteil 3 handelt es sich um eine auskragende Balkonplatte
3.
[0051] Das die Boden-/Deckenplatte 2 und die auskragende Balkonplatte 3 verbindende Anschlusselement
1 umfasst einen zwischen Boden-/Deckenplatte 2 und auskragender Platte 3 angeordneten
quaderförmigen Isolierkörper 4. Der Isolierkörper 4 wird von einem Zugstab 5 zur Aufnahme
von Zugkräften, einem Querkraftstab 6 zur Aufnahme von Querkräften und einem Druckelement
7 zur Aufnahme von Druckkräften durchsetzt. Bei dem Druckelement 7 handelt es sich
um ein Druckelement aus Armierungsstahl, das an seinen beiden Enden mit jeweils einer
Druckplatte ausgestattet ist, wobei jeweils eine der Druckplattten in der auskragenden
Platte bzw. in der Boden-/Deckenplatte angeordnet ist. Die vertikale Querschnittsfläche
der Druckplatten beträgt 1000 mm
2. Zugstab 5 und Querkraftstab 6 sind aus Armierungsstahl mit einem Durchmesser von
10 mm gefertigt.
[0052] Der Querkraftstab 6 weist einen in der auskragenden Platte 3 angeordneten Schlaufenabschnitt
6.1, einen im Isolierkörper 4 angeordneten Diagonalabschnitt 6.2 und einen in der
Boden-/Deckenplatte 2 angeordneten Abschnitt 6.3 auf, wobei der Diagonalabschnitt
6.2 ausgehend von der auskragenden Platte 3 den Isolierkörper 4 mit großer Steigung
diagonal nach oben in Richtung der Boden-/Deckenplatte 2 durchdringt. Der Querkraftstab
6 tritt in vertikaler Richtung oberhalb des Druckelements 7 aus dem Isolierkörper
4 aus- und in das auskragende Bauteil 3 ein.
[0053] Der in der auskragenden Platte 3 angeordnete Schlaufenabschnitt 6.1 umfasst einen
sich an den im Isolierkörper 4 angeordneten Diagonalabschnitt 6.2 anschließenden und
mit dem Diagonalabschnitt 6.2 fluchtenden Schlaufendiagonalabschnitt 6.11, einen sich
an den Schlaufendiagonalabschnitt 6.11 anschließenden Schlaufenumkehrabschnitt 6.12
und einen sich an den Schlaufenumkehrabschnitt 6.12 anschließenden, in vertikaler
Richtung verlaufenden Schlaufenvertikalabschnitt 6.13 auf. Der Schlaufenabschnitt
6.1 des Querkraftstabs 6 und das Druckelement 7 verlaufen im Wesentlichen in einer
gemeinsamen Ebene und der Schlaufenvertikalabschnitt 6.13 steht in der gezeigten Ausführungsform
über eine Teillänge hinweg mit dem Druckelement 7 in Kontakt. Im Allgemeinen ist aber
kein Kontakt zwischen Schlaufenvertikalabschnitt 6.13 und Druckelement 7 notwendig.
Da sich der Schlaufenvertikalabschnitt 6.13 und der Schlaufendiagonalabschnitt 6.11
kreuzen, kann der Schlaufenabschnitt 6.1 nicht exakt in einer Ebene verlaufen. Damit
ist für den Fachmann klar, was unter der Aussage "der Schlaufenabschnitt 6.1 des Querkraftstabs
6 und das Druckelement 7 verlaufen im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene" zu
verstehen ist.
[0054] Der Schlaufenumkehrabschnitt 6.12 verläuft in seinem an den Schlaufendiagonalabschnitt
6.11 anschließenden Bereich in einer nach unten orientierten Richtung, in einem daran
anschließenden Bereich in Richtung des Isolierkörpers 4 und in einem daran anschließenden
Bereich in einer nach oben orientierten Richtung. In der gezeigten Ausführungsform
weist der Schlaufenumkehrabschnitt 6.12 über seine gesamte Ausdehnung hinweg einen
gebogenen Verlauf auf. Der Schlaufenumkehrabschnitt 6.12 kann sich aber auch aus mehreren
linearen und gebogenen Abschnitten zusammensetzen, welche in alternierender Reihenfolge
aufeinanderfolgen.
[0055] Der Abstand zwischen dem unteren Umkehrpunkt 9 des Schlaufenumkehrabschnitts 6.12
und der im eingebauten Zustand unteren Oberfläche der auskragenden Platte 3 beträgt
15 mm, wodurch eine ausreichende Betondeckung gewährleistet wird.
[0056] Der in dem lastabtragenden Bauteil, also der Boden-/Deckenplatte 2 angeordnete zweite
Abschnitt des Querkraftstabs 6 weist genau einen Teilbereich auf, der in vertikaler
Richtung oberhalb des Zugstabs 5 verläuft. Dieser Teilbereich ist in der gezeigten
Ausführungsform als Knick 10 ausgebildet.
[0057] In der gezeigten Ausführungsform tritt der Querkraftstab 6 auf Höhe des Zugstabs
5 aus dem Isolierkörper 4 aus und in das lastabtragende Bauteil 2 ein. Wie ausgeführt
kann der Querkraftstab im Bereich des Isolierkörpers 4 bevorzugt so steil geführt
werden, dass er oberhalb des Zugstabs 5 aus dem Isolierkörper 4 austritt.
[0058] Der Abstand des dem Isolierkörper 4 benachbarten, in im eingebauten Zustand vertikaler
Richtung oberhalb des Zugstabs 5 verlaufenden Teilbereichs 10 des Abschnitts 6.3 des
Querkraftstabs 6 von der dem lastabtragenden Bauteil 2 zugewandten Oberfläche des
Isolierkörpers 4 beträgt rund 10 mm. Der Teilbereich 10 des Querkraftstabs, der sich
am nächsten zu der oberen Oberfläche der Boden-/Deckenplatte befindet und in dem daher
die Gefahr einer Unterschreitung der minimalen Betondeckung besteht, befindet sich
also in unmittelbarer Nähe des Isolierkörpers 4. Durch den Isolierkörper 4 wird der
Querkraftstab 6 fixiert, sodass eine ungewollte Positionsveränderung verhindert wird.
[0059] Da der Abstand zwischen dem Knick 10 des Querkraftstabs 6 und der oberen Oberfläche
der Boden-/Deckenplatte 10 mm beträgt und der Querkraftstab 6 durch den Isolierkörper
4 sicher fixiert ist, ist in jedem Fall eine ausreichende Betondeckung gewährleistet.
[0060] Das in der Figur 3 dargestellte Kragplattenanschlusselement weist auch bei Verwendung
von Isolierkörpern 4 mit großer Ausdehnung in horizontaler Richtung ausgezeichnete
Eigenschaften im Hinblick auf die Einleitung der auftretenden Kräfte in das Gebäude
auf.
Bezugszeichenliste
[0061]
- 1
- Anschlusselement
- 2
- lastabtragendes Bauteil
- 3
- lasteinleitendes Bauteil
- 4
- Isolierkörper
- 5
- Zugstab
- 6
- Querkraftstab
- 6.1
- Schlaufenabschnitt
- 6.2
- Diagonalabschnitt
- 6.3
- im eingebauten Zustand im lastabtragenden Bauteil angeordneter Abschnitt
- 6.11
- Schlaufendiagonalabschnitt
- 6.12
- Schlaufenumkehrabschnitt
- 6.13
- Schlaufenvertikalabschnitt
- 7
- Druckelement
- 9
- Schlaufenumkehrpunkt
- 10
- Teilbereich des im eingebauten Zustand im lastabtragenden Bauteil angeordneten Abschnitts
- R1
- Querkraft
- R2
- Zugkraft
- R3
- Vertikalkraft
- R4
- Horizontalkraft
1. Anschlusselement (1) zum Verbinden eines lastabtragenden Bauteils (2) mit einem lasteinleitenden
Bauteil (3) aufweisend einen im eingebauten Zustand zwischen dem lastabtragenden Bauteil
(2) und dem lasteinleitenden Bauteil (3) angeordneten Isolierkörper (4), zumindest
einen, den Isolierkörper durchsetzenden Zugstab (5), zumindest einen, den Isolierkörper
(4) durchsetzenden Querkraftstab (6) und zumindest ein, den Isolierkörper (4) durchsetzendes
Druckelement (7), wobei der Querkraftstab (6) einen im eingebauten Zustand in dem
lasteinleitenden Bauteil (3) angeordneten Schlaufenabschnitt (6.1), einen im Isolierkörper
(4) angeordneten Diagonalabschnitt (6.2) und einen im eingebauten Zustand in dem lastabtragenden
Bauteil (2) angeordneten Abschnitt (6.3) aufweist, wobei der Diagonalabschnitt (6.2)
ausgehend von dem lasteinleitenden Bauteil (3) den Isolierkörper (4) im eingebauten
Zustand diagonal nach oben in Richtung des lastabtragenden Bauteils (2) durchdringt,
wobei der in dem lasteinleitenden Bauteil (3) angeordnete Schlaufenabschnitt (6.1)
einen sich an den im Isolierkörper (4) angeordneten Diagonalabschnitt (6.2) anschließenden
und mit dem Diagonalabschnitt (6.2) fluchtenden Schlaufendiagonalabschnitt (6.11),
einen sich an den Schlaufendiagonalabschnitt (6.11) anschließenden Schlaufenumkehrabschnitt
(6.12) und einen sich an den Schlaufenumkehrabschnitt (6.12) anschließenden, in im
eingebauten Zustand vertikaler Richtung verlaufenden Schlaufenvertikalabschnitt (6.13)
aufweist, wobei der Schlaufenabschnitt (6.1) des Querkraftstabs (6) und das Druckelement
(7) im eingebauten Zustand im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlaufenumkehrabschnitt (6.12) im eingebauten Zustand in seinem an den Schlaufendiagonalabschnitt
(6.11) anschließenden Bereich in einer nach unten orientierten Richtung, in einem
daran anschließenden Bereich in Richtung des Isolierkörpers (4) und in einem daran
anschließenden Bereich in einer nach oben orientierten Richtung verläuft.
2. Anschlusselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querkraftstab (6) im eingebauten Zustand in vertikaler Richtung oberhalb des
Druckelements (7) aus dem Isolierkörper (4) aus- und in das lasteinleitende Bauteil
(3) eintritt.
3. Anschlusselement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlaufenumkehrabschnitt (6.12) über seine gesamte Ausdehnung hinweg einen nicht-linearen
Verlauf aufweist.
4. Anschlusselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlaufenvertikalabschnitt (6.13) über eine Teillänge hinweg mit dem Druckelement
(7) in Kontakt steht.
5. Anschlusselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlaufenvertikalabschnitt (6.13) über eine Teillänge hinweg fest mit dem Druckelement
(7) verbunden, insbesondere verschweißt ist.
6. Anschlusselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement einen in dem lasteinleitenden Bauteil (3) angeordneten flächigen
Endabschnitt aufweist, wobei die vertikale Querschnittsfläche des flächigen Endabschnitts
zumindest 500 mm2, bevorzugt zumindest 1000 mm2 beträgt.
7. Anschlusselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im eingebauten Zustand der minimale Abstand zwischen dem unteren Umkehrpunkt (9)
des Schlaufenumkehrabschnitts (6.12) und der unteren Oberfläche des lasteinleitenden
Bauteils (3) maximal 20 mm, bevorzugt maximal 15 mm, besonders bevorzugt maximal 10
mm beträgt.
8. Anschlusselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Querkraftstab (6) zumindest in einem Teilbereich (10) seines in dem lastabtragenden
Bauteil (2) angeordneten Abschnitts (6.3) in im eingebauten Zustand vertikaler Richtung
oberhalb des Zugstabs (5) verläuft.
9. Anschlusselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querkraftstab (6) in genau einem Teilbereich (10) seines in dem lastabtragenden
Bauteil (2) angeordneten Abschnitts (6.3) in im eingebauten Zustand vertikaler Richtung
oberhalb des Zugstabs (5) verläuft.
10. Anschlusselement nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Querkraftstab (6) über seinen gesamten, in dem lastabtragenden Bauteil (2) angeordneten
Abschnitt (6.3) in im eingebauten Zustand vertikaler Richtung nicht unterhalb des
Zugstabs (5) verläuft.
11. Anschlusselement nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Querkraftstab (6) im eingebauten Zustand in vertikaler Richtung oberhalb des
Zugstabs (5) aus dem Isolierkörper (4) aus- und in das lastabtragende Bauteil (2)
eintritt.
12. Anschlusselement nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des dem Isolierkörper (4) benachbarten, in im eingebauten Zustand vertikaler
Richtung oberhalb des Zugstabs (5) verlaufenden Teilbereichs (10) des in dem lastabtragenden
Bauteil (2) angeordneten Abschnitts (6.3) des Querkraftstabs (6) von der dem lastabtragenden
Bauteil (2) zugewandten Oberfläche des Isolierkörpers (4) maximal 50 mm, bevorzugt
maximal 30 mm, besonders bevorzugt maximal 10 mm beträgt.
13. Anschlusselement nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im eingebauten Zustand der minimale Abstand des Querkraftstabs (6) von der oberen
Oberfläche des lastabtragenden Bauteils (2) maximal 20 mm, bevorzugt maximal 15 mm,
besonders bevorzugt maximal 10 mm beträgt.
14. Anschlusselement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem lasteinleitenden, insbesondere auskragenden Bauteil (3) um eine Platte,
insbesondere Kragplatte, um einen Balkon, eine Konsole, eine Loggiaplatte, eine auskragende
Wandscheibe oder ein Fassadenelement handelt.
15. Anschlusselement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem lastabtragenden Bauteil um eine Decken-/Bodenplatte (2), eine Deckenplatte
oder eine Wand handelt.