Concrete Plant + Precast Technology Betonwerk ... - BFT International

54. BetonTage Kongressunterlagen |
Multiple layer precast reinforced-concrete panels are currently
primarily used as wall elements. The elements are
executed either entirely as precast sandwich panels or as
two-shell precast wall elements with in-situ concrete fi lling;
involving in both cases a three-layer construction
comprised of facing shell, thermal insulation and loadbearing
shell. The shells are typically executed in concrete
of normal strength. The insulation consists of expanded
(EPS), extruded (XPS) polystyrene or PUR rigid foam panels.
The shells are connected by discontinuously distributed
connectors, whose initial structural task in precast
two-shell wall systems of this kind is to take up the pressure
of the fresh concrete in the construction stage. For an
unsupported facing shell, this must be additionally ensured
by transmitting the facing shell’s own load into the
loadbearing shell. A structurally eff ective connection of
stainless steel elements off ers itself for this purpose.
A national approval for the connection of sandwich
walls with a punctiform connection device of glassfi berreinforced
plastic (GRP) has been available since the mid-
1990s. The approval tests required for this were carried
out at TU Kaiserslautern. Similar GRP products that are
also used for the connection of outer reinforced-concrete
panels of precast two-shell wall units with thermal insulation
on the inside have been in use since the mid-1990s,
primarily abroad.
Approval
The application and design of connection devices of glassfi
ber-reinforced plastic can be regulated by the Deutsches
BFT 02/2010
Podium 6
Design of precast two-shell walls with thermal insulation on the inside and
FRP connection anchors – From the idea to approval
Bemessung von Elementwänden mit innenliegender Wärmedämmung und
GFK-Verbindungsankern – Von der Idee bis zur Zulassung
Verbundtragwirkung
Plattentragwirkung
M-Linie
Fig. 1 Principle presentation of the eff ect of the composite action
and the structural eff ect of the panels multiple-layer reinforced
concrete wall panels.
Abb. 1 Prinzipielle Darstellung von Verbund- und Plattentragwirkung
bei mehrschichtigen Stahlbetonwandtafeln.
u
Mehrschichtige, vorgefertigte Stahlbetontafeln kommen
derzeit vorwiegend als Wandelemente zum Einsatz. Die
Ausführung der Elemente erfolgt entweder vollständig als
Fertigteil-Sandwichwand oder als Elementwand mit nachträglicher
Ortbetonergänzung, wobei im Endzustand in
beiden Fällen ein dreischichtiger Aufbau aus Vorsatzschale,
Wärmedämmung und Tragschale vorliegt. Die Schalen
werden in der Regel in Normalbeton ausgeführt. Als
Dämmstoff e kommen expandierte (EPS), extrudierte (XPS)
Polystyrol- oder PUR-Hartschaumplatten zum Einsatz.
Die Koppelung der Schalen erfolgt über diskontinuierlich
verteilte Verbindungsmittel, deren statische Aufgabe bei
Elementwänden zunächst die Aufnahme des Frischbetondrucks
im Bauzustand ist. Bei nicht aufstehender Vorsatzschale
ist durch sie zusätzlich der Abtrag der Eigenlast der
Vorsatz- in die Tragschale sicherzustellen. Naheliegend ist
für die Herstellung einer statisch wirksamen Verbindung
die Verwendung von nichtrostenden Stählen.
Seit Mitte der 1990er-Jahre liegt in Deutschland auch
eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung für die Verbindung
von Sandwichwänden mit einem punktförmigen
Verbindungsmittel aus glasfaserverstärktem Kunststoff
(GfK) vor. Die zugehörigen Zulassungsversuche wurden
an der TU Kaiserslautern durchgeführt. Vor allem im
Ausland werden seit Längerem ähnliche GfK-Produkte
auch für die Verbindung der äußeren Stahlbetonschalen
von Elementwänden mit innen liegender Wärmedämmung
eingesetzt.
Zulassung
Anwendung und Bemessung von Verbindungsmitteln
aus glasfaserverstärktem Kunststoff können vom Deutschen
Institut für Bautechnik (DIBt) in einer allgemeinen
bauaufsichtlichen Zulassung geregelt werden. Dabei wird
ein bestimmungsgemäßer Anwendungsbereich defi niert.
Trag- und Vorsatzschalen sind nach DIN 1045-1:2008-08
zu bemessen. Zum Nachweis der Tragfähigkeit des Gesamtsystems
kann der Hersteller eine Typenstatik erstellen
und prüfen lassen.
Bautechnische Versuche
Grundlagen für die bautechnischen Prüfungen im Zulassungsverfahren
sind in den Mitteilungen des Deutschen
Instituts für Bautechnik vom Mai 1995 [1] enthalten. Im
Mittelpunkt der Versuche steht der Nachweis der Verformungsfähigkeit.
Es muss nachgewiesen werden, dass das
Verankerungssystem die Scherkräfte aus der Relativverschiebung
zwischen Vorsatz- und Tragschale infolge
Temperaturbeanspruchung sowie Schwind- und Kriechunterschieden
über die Nutzungsdauer schädigungsfrei
übertragen kann. Hierzu haben die Verbindungsmittel
ihre Tauglichkeit in Versuchsreihen unter Beweis zu
stellen, in denen die Verformungsbeanspruchung während
einer 50-jährigen Nutzungsdauer abgebildet wird.
Darüber hinaus sind aus Sicht der Verankerungstechnik
Autoren
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schnell,
Technische Universität
Kaiserslautern
jschnell@rhrk.uni-kl.de
Geb. 1953; Studium des Bauingenieurwesens
an der TH
Darmstadt; 1979–2002 Technischer
und Leitender Angestellter
der Philipp Holzmann
in Frankfurt am Main und
Düsseldorf; 1986 Promotion
an der TH Darmstadt;
1991–2002 Lehrauftrag an der
Ruhr-Universität Bochum; seit
2002 Leiter Fachgebiet Massivbau
und Baukonstruktion der
TU Kaiserslautern.
Dipl.-Ing. Matthias Pahn, Technische
Universität
Kaiserslautern
mpahn@rhrk.uni-kl.de
Geb. 1977; Studium des
Bauingenieurwesens an der
Bauhaus-Universität Weimar;
Tätigkeit als Statiker im
Brückenbau bei der Firma
Schmitt, Stumpf, Frühauf
und Partner (SSF) Ingenieure
GmbH; seit 2005 wiss. Mitarbeiter
im Fachgebiet für
Massivbau und Baukonstruktion
an der TU Kaiserslautern.
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