Zum GS-Zeichen für Transportanker in Doppelwand ... - Syspro.de

Zum GS-Zeichenfür Transportanker inDoppelwand-FertigteilenDr. -Ing. Herbert KahmerErlensee, im Februar 2001

Zum GS-Zeichen fürTransportanker inDoppelwand-Fertigteilen1. EinleitungSelbstverständlich sollte einBausystem auch beim Unfallschutzkeine Kompromisse offenbaren. DieEntwicklung der Baupreisehat in den vergangenen Jahr dazugeführt, daß allzu oft der Unfallschutzwirtschaftlichen Interessengeopfert wurde.Hingegen gelang es der Syspro-Qualitätsgemeinschaft die enormeFertigungspräzision ihrer Bauteileauch in puncto Sicherheitkompromißlos aufzubereiten.Nach ersten Untersuchungen der amMarkt erhältlichen Transportankerwurde schnell erkannt, daß diezulässigen Traglasten unzureichendausfielen und diese Anker einesicherheitstechnisch adäquate odergar Bau-BG-konforme Verwendungder Doppelwand-Fertigteile auf Baustellennicht ermöglichte. Daraufhinwurden erstmals von der Syspro-Gruppe entsprechende Aktivitätenfür die GS-Zertifizierung vonDoppelwand- Transportankerneingeleitet. Mit der anschließendvon der Syspro initiierten Neuentwicklungist jetzt für das Tagesgeschäftein erstklassiger Transportankerentstanden. Der vorliegendeBeitrag gibt hierzu einen Überblick.2. Das Doppelwand-SystemDoppelwände bestehen aus zweiwerksmäßig vorgefertigten Betonschalen,die in der Regel 5 cm dickBild 1:Das Doppelwand-BausystemNo 99018und durch Gitterträger verbundensind. Der Kern wird nachder Montage der Wände aufder Baustelle vergossen /1/.Beim Bauen mit Doppelwändenhandelt es sich umein verhältnismäßig jungesBausystem, das sich voretwas mehr als 10 Jahren amMarkt insbesondere für Kellerdurchgesetzt hat. Heute liegtder Marktanteil über 10% miteiner Tendenz zur Anwendungauch im Geschoß /2/.Die Wandabmessungendecken nunmehr ein großesSpektrum ab. Wandlängenund natürlich auch Wandhöhenvon 12 m sowieWanddicken von 12 cm odergar von 46 cm sind keineSeltenheit mehr.3. Bisherige Doppelwand-TransportankerFür die Entwicklung der erstenAnkertypen hatten dieHersteller seinerzeit dieKenntnisse vom konstruktivenFertigteilbau herangezogen.Es war naheliegend, eineneinzubetonierenden Rundstahlals Bügel auszubilden unddessen beide unter 45°Bild 2: Geprüfte Sicherheit fürSyspro-TansportankerBild 3: Das HiQ - Gütesiegel fürSyspro-Präzisionsbauteile. Die ständigeÜberwachung garantiert eineQualität über derzeit gültiger Norm.abgewinkelte Schenkel in jeeine der Betonschalen mit derVerankerungslänge nach DIN 1045einmünden zu lassen.In den Anfängen des Doppelwand-Bausystems - mit Längen bis zu 4,00m, d.h. Wandflächen von 12 m 2 beiWanddicken von 20 cm - war dieserAnkertyp schon bald als unsichererkannt. Eine erste Verbessserungwar durch einen zwischen denSchenkeln angebrachten Druckstabrealisiert worden, wobei die Kostendes Ankers nun durch die Schweißarbeitenerheblich anstiegen.Zunächst wurde ein Stahlquerschnittvon ∅12 mm für die Bügel gewählt,da die Zugtragfähigkeit weit über dendamals üblichen Wandgewichten lag:Stahltragfähigkeit bei ∅ 12 mm:Z = 2∗50,0∗1,13= 113 kNWandgewicht bei 4m (12 m 2 ):G= 25∗ (0,05+0,05) ∗12= 30 kNDie weitere Entwicklung desBausystems ging mit höherenWandgewichten einher. Auch erwiessich der exakte und parallele Einbauder Bügelschenkel als problematisch,was zu verminderten Verbundwirkungenund zu geringerenTraglasten führen kann. ZusätzlicheTragreserven ließen sich aus einemüber die Schenkel hinausragendenund aufgeschweißten Querstab∅20 mm bei gleichzeitigerVergrößerung der Schenkeldurchmesserauf ∅14 mm erzielen /3/.Erste Einbauprüfungen /4/ zeigten,daß trotz dieser Verbesserungen imeingebauten Zustand dennoch nureine Traglast von 18 kN zugelassenwerden konnte.Die Rolle der Unfallverhütung aufBaustellen beginnt schon bei derPlanung und der Auswahl dereinzusetzenden Bauprodukte. Mitdem GS-Zeichen steht hierfür einerstklassiges Instrument zurVerfügung, das den Beschäftigtenauf den Baustellen klarsignalisiert, daß die sicherheitstechnischenBelange umfassendgeprüft wurden. Gute Ideen sindjedoch wertlos, solange sie nichtumgesetzt werden.

In einer weiteren Einbauprüfungenwurde der Randabstanddes Querbolzens alsParameter gewählt. DieErgebnisse lassen sich mitÜberlegungen /7/ für Dübelhinreichend sicher interpretieren.Die Traglast hängtmit guter Näherung von derQuadratwurzel des Randabstandsin der dritten Potenz ab.Der Randabstand des Querbolzenssollte 20 cm nicht unterschreiten /8/.Bild 4: Typische Doppelwand-Transportanker der ersten Generation4. Grundsatzuntersuchungen undOptimierungDie weiteren Überlegungen derSyspro-Gruppe gingen zunächst vongrundsätzlichen theoretischen undexperimentellen Untersuchungenaus, die die elementaren Phänomenedes Tragverhaltens klärensollten, so z. B. die Lage undAbmessung des Querbolzens, derRandabstand des Querbolzens unddie erforderliche Grundbewehrungsowie aufbauend auf diesen Ergebnissenauch die Einflüsse der Stahlqualitätauf die Stahltragfähigkeit undzwar im gesamten Abmessungsbereichvon 12 cm bis 46 cm.Aufbauend auf einer experimentellenVorstudie /5/ erfolgte die prinzipielleKlärung der Anordnung des Querbolzensanhand von Berechnungender Spannungs- und Verformungszustände/6/.Bei Axialzug auf den Transportankerhängen die Kräfte an der Verbindungsstellevom Winkel dergeneigten Schenkel ab. Im Falle desaufgeschweißten Querbolzens unterdem Knick werden die Schenkelunter Last gerade gezogen. Dieseplastischen Verformungen im Stahlhaben im Beton entsprechendeAbplatzungen zur Folge. DieBerechnungen /6/ zeigten, daß beiAbständen des Querbolzens vonüber 4 cm die plastischen Verformungenunverhältnismäßig großwerden.Bei Abständen unter 3 cm ergebensich wegen der ansteigendenUmlenkung zu große Kräfte imDruckstab, was ferner dieSchweißnähte an der Verbindungsstelledurch Sekundärmomentespürbar beansprucht, so daßabschließend für diese Einflüsse einoptimaler Abstand des Querbolzenszwischen 3 cm und 4 cm vom Knickfolgte.Für den Lastfall Querzug,insbesondere beim Abhebenvon hohen Wandplattenaus der horizontalen Lage, istder Abstand der Gitterträgersowie die Zulagebewehrungvon besonderer Bedeutung.Bei Querlast will der Schenkelden überdeckenden Betonabscheren. Das Bolzenendeübt eine durchstanzartige Lastauf die Betonschale aus.Anhand von Versuchen /9/konnte die Abhängigkeit derParameter und die optimaleAnordnung gefunden werden.Bild 5: Verformungsfigur bei AxialzugBild 6: Grundsatzversuche für QuerlastenBild 7: Traglast in Abhängigkeit vom Randabstand des Querbolzens

Bild 12: Einbauprüfung für SchrägzugBild 13: Neue Generation der Doppelwand-Transportanker6. Der Weg zum GS-ZeichenBislang war das GS-Zeichen nureinigen wenigen Transportankern fürkonventionelle Fertigteilwändevorbehalten /12/, /13/. Die positivenVersuchsergebnisse der neuenAnkerform gaben bei der Syspro-Gruppe den Ausschlag für gleicheSchritte bis hin zur Zertifizierung.Vorschriften zum GS-ZeichenVBG 9aLastaufnahmeeinrichtungen imHebezeugbetrieb.Bau-Berufsgenossenschaft Bayernund Sachsen, 1997.ZH1/17Sicherheitsregeln für Transportankerund -systeme von Betonfertigteilen.Fachausschuß Bau, BerufsgenossenschaftlicheZentrale fürSicherheit u. Gesundheit, 1995.EN 292-1 und 2Sicherheit von Maschinen –Grundbegriffe undGestaltungsleitsätze, 1997.EN 1050Sicherheit von Maschinen –Leitsätze zur Risikobeurteilung, 1996ZH 1/419Prüf- und Zertifizierungsverordnungder Prüf- und Zertifizierungsstellenim BG-Prüfzert.Zentrale f. Unfallverhütung u. Arbeitsmedizin des Hauptverbandes dergewerbl.Berufsgenossensch., 1993.ZH 1/399Gerätesicherheitsgesetz undVerordnungen zur Maschinenrichtlinie.Carl-Hanser Verlag, 1996.Nach den hier aufgezeigtenPrüfungen waren auf demweiteren Wege eine Reihe vonumfassenden sicherheitstechnischenAnforderungen zuerfüllen.Grundsätzlich ist für die Montageder Doppelwände die fürdas Heben von Lasten mitKranen geltende UnfallverhütungsvorschriftVBG 9a(Lastaufnahmeeinrichtungenim Hebezeugbetrieb) zu beachten.Dort bezieht sich §25für die bei der Herstellung vonBetonfertigteilen zur Lastaufnahmeeingebauten Ankerauf die SicherheitsregelnZH 1/17.Darüberhinaus habeneuropäische Vorschrifteneinen bedeutenden Einflußauf die Zertifizierung zumGS-Zeichen. Im folgendensind die wesentlichenFaktoren dargestellt.6.1 Einbau/VerwendungsanleitungWährend in der Einbauanleitungdie festgestelltenProduktionsanweisungenwie Einbaulagen und Randbzw.Achsabstände niedergelegtsind, enthält dieVerwendungsanleitungeinerseits Angaben zurMontage und andererseitsauch Angaben zur Ermittlungder Zugkraft auf die Anker.Hier hat der Tragwerksplaneretwaige Hublastfaktoren undSchalungshaftungen zuerfassen. Für die üblichenAnwendungen ist dieseAufgabe im Rahmen der GS-Zertifizierung bereits erledigt undIn die Lastangabe eingeflossen.6.2 EinbauprüfungenDie bereits im vorangegangenenAbschnitt diskutierten Einbauprüfungenam sogenanntenBaumuster – d.h. im Betonkörperbei unterschiedlichen Einbauarten –stellen den wesentlichen Teil bei derFestlegung der Laststufe dar. Wegendes komplexen Versagensverhaltensdes Einbauzustandes sind statischeBerechnungen der Tragfähigkeitunzureichend.6.3 LieferantenauditNeben der üblichenFremdüberwachung desBetonstahls sind für dieSchweißarbeiten erhöhteAnforderungen zu erfüllen.Einerseits sind für die Facharbeiterund die Aufsichtskräfte dieBetonstahlschweißer-Prüfungennach DIN 4099 für Kreuzstöße zuerbringen; andererseits sind auchdie Schweißerprüfung nachDIN EN 287 für die WerkstoffgruppeW03 erforderlich.Die Funktion eines Qualitätsmanagementsystemsist fernerobligatorisch.Für das GS-Zeichen derSyspro-Gruppe wurdenmehrere Lieferantenerfolgreich zertifiziert.Exklusive Produktionslizenzerhielt die H-Bau TechnikHorstmann GmbH, Klettgau.

6.4 WerksauditDas Zertifizerungs- und auch dasjährliche Wiederholungsauditumfassen:- Bewertung der technischenUnterlagen- Identifkationsprüfung- Funktionsprüfung- Risikobeurteilung- Kontrolle der BetoneigenundFremdüberwachungmit besonderer Beachtung derFrühfestigkeiten- Schulungsmaßnahmen für dieMitarbeiterDas Werksaudit ist alstechnische Prüfung durch eineakkreditierte Institution z.B. dasBG-Prüfzert vorzunehmen. Dieerfolgreiche Prüfung signalisiert nichtnur, daß die sicherheitstechnischenBelange umfassend erfüllt sind,sondern sie bietet dem Herstellereine Absicherung im Rahmen derProdukthaftung gemäß derMaschinenrichtlinie und demGerätesicherheitsgesetz. DieseTatsache kann den Herstellerwesentlich juristisch entlasten,denn laut BGH-Urteilen genügt esnicht, im Schadensfall die Einhaltungder DIN nachzuweisen.Mit dem GS-Zeichen Nr 99018 hatdie Syspro-Gruppe als ersterAnwender für Doppelwand-Transportanker diese Zertifizierungerfolgreich absolviert.7. ResümeeAbschließend bleibt festzuhalten,daß sich der lange Weg zum GS-Zeichen für alle Beteiligten wohlgelohnt hat. Es entstand einumfangreiches Know-How, waskonsequenterweise mit einemdeutlichen Kompetenzvorsprungverbunden ist. Nachhaltig bleibt einweiterer Schritt der Syspro-Gruppevom Lieferanten zum Systemanbietermit wesentlichemKundennutzen, der heute mehr dennje für die Baustellen wichtig ist, daeinfache und anwenderfreundlicheSysteme zumEinsatz kommen, die auch beiunsachgemäßem Vorgehengenügend Sicherheitsreservenbieten. Der Unfallschutz beimBauen mit Doppelwänden istnicht länger dem Zufallüberlassen.8. Quellen/1/ H. Kahmer et al.Die Technik zur Wand – Wiewirds gemacht? TechnischesHandbuch zur DoppelwandAusgabe D.Syspro-Gruppe, 1997./2/ H. KahmerRoh- und Ausbau mitSystemprodukten ausBetonfertigplatten mitAcrylfasern. Betonwerk- undFertigteiltechnik, 03/1999./3/ V. WeidemannInterne Produktionsanweisung.Lösch SystembauteileGmbH, 1993./4/ K.-H. LieberumAxial- und Schrägzugversuchean SysproPART-Transportankern.TU Darmstadt, 1997.Bild14: GS-Zertifizierungsurkunden fürdie Syspro-Gruppe/5/ H.-J. FörsterUntersuchungen zum Einsatz vonFiligranankern.FH Magdeburg, 1996./6/ H.-J. FörsterFestigkeitsuntersuchungen amSysproPART-Transportanker.FH Magdeburg, 1998./7/ R. Eligehausen et al.Befestigungstechnik.Betonkalender II, 1997./8/ K.-H. LieberumVersuche und Stellungnahme zurTragfähigkeit von SysproPART-Transportankern.TU Darmstadt, 1998./9/ K.-H. Lieberum et al.Durchstanzversuche anWandplatten.TU Darmstadt, 1999./10/ H. PapeTragfähigkeitsversuche (TUDarmstadt ) mit SysproPART-Transportankern vom Typ II.Bauartkonstruktions-GmbH,Lauterbach, 04/2000./11/ H. PapeQuerzugversuche (TU Darmstadt )mit SysproPART-Transportankernvom Typ II.Bauartkonstruktions-GmbH,Lauterbach, 09/2000./12/ Halfen GmbHEinbau- und Verwendungsanleitungfür Ringtransportanker – GS geprüft.1997./13/ Pfeifer Seil- und HebetechnikEinbauableitung für Pfeifer-Wellenanker – GS geprüft.2000.