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EP3191657B1 - Doppelwand aus hochfestem oder ultrahochfestem stahlbeton - Google Patents

Doppelwand aus hochfestem oder ultrahochfestem stahlbeton Download PDF

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Publication number
EP3191657B1
EP3191657B1 EP15756639.9A EP15756639A EP3191657B1 EP 3191657 B1 EP3191657 B1 EP 3191657B1 EP 15756639 A EP15756639 A EP 15756639A EP 3191657 B1 EP3191657 B1 EP 3191657B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reinforcement
wall
layer
wall plate
concrete
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP15756639.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3191657A1 (de
Inventor
Johann Kollegger
Philipp PREINSTORFER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Wien
Original Assignee
Technische Universitaet Wien
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universitaet Wien filed Critical Technische Universitaet Wien
Publication of EP3191657A1 publication Critical patent/EP3191657A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3191657B1 publication Critical patent/EP3191657B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/84—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ
    • E04B2/86—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms
    • E04B2/8611—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms with spacers being embedded in at least one form leaf
    • E04B2/8617—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms with spacers being embedded in at least one form leaf with spacers being embedded in both form leaves
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
    • E04C2/06—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres reinforced
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/02—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units
    • E04B5/04—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units with beams or slabs of concrete or other stone-like material, e.g. asbestos cement
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/16—Load-carrying floor structures wholly or partly cast or similarly formed in situ
    • E04B5/32—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements
    • E04B5/36—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with form units as part of the floor
    • E04B5/38—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with form units as part of the floor with slab-shaped form units acting simultaneously as reinforcement; Form slabs with reinforcements extending laterally outside the element

Definitions

  • the invention relates to a double wall comprising a first wall panel, a second wall panel spaced from the first wall panel, and connecting members connecting the first wall panel to the second wall panel, each of the two wall panels having a concrete layer and a wall panel reinforcement, the wall panel reinforcement having an outer reinforcing layer and an inner reinforcement layer crossing the outer reinforcement layer, preferably substantially orthogonal, wherein the inner reinforcement layer and the outer reinforcement layer are connected to each other by at least 10% of their intersection points, at least one of the two wall panels has a concrete layer with a thickness of between 10 mm and 10 mm 45 mm and one of the two reinforcement layers has an embedment depth in the concrete layer that is smaller than the diameter of the only partially embedded reinforcement layer. Furthermore, in the context of the invention, a method for producing a double wall is specified.
  • the minimum thickness of the wall panels of the double walls is determined by the concrete cover of the outer reinforcement layer of the wall panel reinforcement to the outside of the wall, the dimensions of the wall panel reinforcement and the required embedment depth of the end anchors of the fasteners in the wall panels.
  • the strength class of the concrete of such double walls is usually selected as C25 / 30 (cube compressive strength of the concrete is equal to 30 N / mm 2 ) or C30 / 37 (cube compressive strength is equal to 37 N / mm 2 ). In special cases, the strength class C50 / 60 (cube compressive strength is equal to 60 N / mm 2 ) is selected. Concrete with a cube compressive strength up to 60 N / mm 2 is called normal concrete.
  • the weight of the double walls per m 2 wall surface determined with the usual assumption of 25 kN / m 3 for the weight of reinforced concrete, is 2.5 kN at 50 mm plate thickness and 3.5 kN at 70 mm plate thickness.
  • this high basis weight is disadvantageous during transport and when moving the elements on the construction site.
  • the bending stresses in the wall panels during the introduction of the filling concrete must in the embodiment according to the DE 196 54 202 be absorbed by compressive and tensile stresses in high-strength concrete.
  • High-strength concrete has a cube compressive strength between 60 N / mm 2 and 120 N / mm 2 .
  • the bending tensile strength is only 5% to 10% of the cube compressive strength.
  • a disadvantage of a double wall according to the DE 196 54 202 is that because of the lack of reinforcing steel reinforcement occurring during the introduction of the filling concrete tensile stresses must be absorbed by the high-strength concrete.
  • the inner sides of the wall panels, which form the contact surface with the filled concrete, will have a very smooth surface because of the self-leveling properties of the high-strength concrete, which is disadvantageous for the bond strength in the contact surfaces between the wall panels and the filling concrete.
  • the EP 0 936 320 is a double wall with a 25 mm to 30 mm thick wall plate described.
  • the longitudinal bars of the lattice girders are used as supporting reinforcement.
  • the in the EP 0 936 320 described wall panels consist of a concrete with a compressive strength of 30 N / mm 2 to 35 N / mm 2 (see there in column 3, line 43). If it is assumed that the reinforcing steel reinforcement of the two reinforcing layers each has a diameter of 6 mm and that the reinforcement is arranged centrally, then, with a plate thickness of 25 mm (according to claim 6 of EP 0 936 320 ) The concrete cover to the inside and to the outside of the wall plate in each case only 6.5 mm.
  • Such a low concrete cover to the outside is not permitted for normal concrete, because this does not ensure sufficient protection of the reinforcement against corrosion.
  • the concrete cover to the inside is also too small with 6.5 mm, because usually a concrete cover of 15 mm to the longitudinal bars of the lattice girder is maintained so that the lattice girders have sufficient anchorage in the concrete and not break out when introducing the filling concrete from the wall panels.
  • the stability of the two wall panels during transport and installation conditions is in the US 1,102,991 guaranteed by a cavity arranged in the framework of steel bars, which is connected with special anchoring elements with the wall panels.
  • the bars of the framework which are arranged normally to the wall panels, absorb the tensile forces which occur during the introduction of the filling concrete.
  • the formation of the framework with the concrete slabs is also very expensive to manufacture.
  • the DE 29 39 877 is a sandwich composite panel consisting of 15 mm thick plate elements and an intermediate insulating layer described.
  • the connecting elements are made of stainless steel or plastic.
  • a connecting element is shown having on one side a conical tip with an end plate. Due to the conical tip, the penetration of the connecting element when turning into the second wall plate is facilitated.
  • a disadvantage is the complex design of the end anchoring and the fact that the end plate is arranged at a certain distance from the outside of the second wall plate.
  • Ultra-high strength concrete has a cube compressive strength which is greater than 120 N / mm 2 and is usually 200 N / mm 2 . By special post-treatment methods, the strength can be further increased to 400 N / mm 2 .
  • Ultra-high-strength concrete has a high content of cement and silica fume and therefore has self-compacting and self-leveling properties. Disadvantageous in the FR 2 949 131 are as well as in the DE 196 54 202 the lack of rebar reinforcement and the smooth surface on the insides of the wall panels.
  • a double wall with wall panels of glass fiber reinforced concrete with reinforcement arranged in the cavity between the wall panels is in the DE 36 28 876 described.
  • the arrangement of spacers on the wall panels and the installation of the orthogonal reinforcing steel reinforcement on the spacers in the cavity between the wall plates with turnbuckles are very expensive.
  • a double wall comprising a first wall panel, a second wall panel spaced from the first wall panel, and connecting members connecting the first wall panel to the second wall panel, each of the two wall panels having a concrete layer and a wall panel reinforcement, the wall panel reinforcement having an outer reinforcing layer and an inner reinforcing layer crossing the outer reinforcement layer, preferably substantially orthogonal, wherein the inner Reinforcement layer and the outer layer of reinforcement at least 10% of their intersection points connected by a connection and at least one of the two wall panels has a concrete layer of a high strength or ultra high strength concrete with a thickness between 10 mm and 45 mm, wherein one of the two reinforcement layers an embedding depth in the concrete layer is smaller than the diameter of the partially embedded reinforcement layer.
  • the double wall according to the invention with at least one concrete layer of high-strength or ultra-high-strength concrete can be produced with smaller plate thickness than a double wall of normal concrete, because high-strength or ultra-high-strength concrete has greater strength than normal concrete.
  • Another major advantage of high-strength concrete and ultra-high-strength concrete compared to normal concrete is the much higher density of the concrete structure. An undesirable ingress of carbon dioxide into the concrete, which leads to an undesirable carbonation of the concrete, is considerably more difficult due to the higher density.
  • the nitrogen permeability of ultra-high-strength concrete is ten times smaller than that of a high-strength concrete C100 / 115 and one hundred times smaller than that of a normal concrete C30 / 35.
  • the water permeability of ultra-high-strength concrete corresponds to that of a dense natural stone.
  • the concrete layers of both wall panels of the double wall so both the first wall plate, and the second wall plate, each containing a high-strength or ultra-high-strength concrete.
  • wall panel reinforcements are arranged in the first wall plate and in the second wall plate, which each comprise an inner and an outer reinforcement layer.
  • the inner reinforcement layer and the outer reinforcement layer are arranged in two parallel planes.
  • the inner reinforcement layer and the outer reinforcement layer are arranged so that the reinforcing bars of the two reinforcement layers cross each other.
  • the reinforcing bars of the inner reinforcing layer cross those of the outer reinforcing layer substantially orthogonal to each other.
  • an inner reinforcement layer and an outer reinforcement layer refers in each case to their position relative to the finished double wall.
  • those reinforcement layers are referred to as inner reinforcing layers, which are respectively oriented on the double wall on the inside to the opposite other wall plate or which to the space between the indicate both wall plates.
  • the reinforcement layers referred to as outer reinforcement layers are those which are arranged on the outside of the wall panels or which are remote from the intermediate space between the two wall panels of the double wall.
  • the inner reinforcement layer and the outer reinforcement layer of the first wall panel and the second wall panel are connected to each other at least 10% of their crossing points by means of a connection.
  • the two reinforcement layers are stationary fixed in their position in two mutually parallel planes relative to each other.
  • a particularly dimensionally stable reinforcing grid is created when using a wall panel reinforcement.
  • all intersection points between the inner reinforcement layer and the outer reinforcement layer can be connected to each other by connections.
  • the double wall according to the invention further has the advantage that in each wall plate a wall panel reinforcement is arranged, in which an inner and an outer reinforcement layer cross each other, and the double wall thereby during the introduction of Grepon in the gap between the two wall panels has a greater resistance to bending stresses.
  • crosswise arranged reinforcement layers which are preferably arranged substantially orthogonally crossing, give a particularly economical reinforcement.
  • the production of a double wall according to the invention is much more economical than the addition of fiber material in order to increase the strength of the concrete layers as fiber reinforcement.
  • both concrete layers of both the first wall plate, and the second wall plate each a high-strength or ultra-high-strength concrete.
  • the at least one concrete layer particularly advantageously has a cube compressive strength of 60 N / mm 2 to 500 N / mm 2 , preferably of 80 N / mm 2 to 200 N / mm 2 .
  • the strength of the at least one Concrete layer can be further increased by special post-treatment methods of high-strength or ultra-high-strength concrete.
  • a fiber reinforcement is contained in a double wall in the at least one concrete layer with high-strength or ultra high-strength concrete.
  • a content of a fiber material of the fiber reinforcement in the concrete layer of 50 kg / m 3 to 500 kg / m 3 , preferably from 200 kg / m 3 to 400 kg / m 3 .
  • the outer reinforcement layer of the wall panel reinforcement on an embedding depth in the concrete layer which is at least half and at most 0.95 times the diameter of the wall reinforcement of the outer reinforcing layer and the inner reinforcement layer the wall panel reinforcement is entirely outside the concrete layer.
  • the wall panel reinforcement is arranged in the wall panels in such a way that a certain part of the wall panel reinforcement protrudes on the insides of the wall panels and is not embedded in the concrete layer of one of the wall panels.
  • the inside of at least one of the wall panels has a surface which is excellently suited because of the protruding wall panel reinforcement to absorb composite stresses in the contact surfaces between the wall panel and the filling concrete filled between the wall panels.
  • both wall panels are designed so that each of the inner reinforcement layer protrudes on the inner sides of the wall panels and thus the composite effect between the filling concrete, which is poured into the space of the double wall, and the two wall panels is improved respectively.
  • the outer reinforcement layer which is at least half the diameter of the wallboard reinforcement in the concrete layer with high-strength or ultra high-strength concrete, and the outer reinforcement layer are connected to at least 10% of their intersection points, a particularly high bonding effect between the concrete layer and the adjacent Gretontik achieved.
  • the outer reinforcement layer of the wall panel reinforcement completely embedded in the concrete layer and the inner reinforcement layer wall panel reinforcement has an embedding depth in the concrete layer, the maximum 0.95 times the diameter of Wall panel reinforcement of the inner reinforcement layer is.
  • the composite effect between the concrete layer and an adjacent Gretontik is significantly increased by the wall panel reinforcement, which projects with its inner reinforcing layer at least partially on the inside of one of the wall panels or on the inner sides of both wall panels.
  • a reinforcing steel reinforcement a corrosion-resistant reinforcing steel reinforcement made of stainless steel; a corrosion resistant reinforcement made of fiberglass, carbon fiber, or basalt fiber reinforced composite material in rod form; a two-dimensional textile reinforcement made of a fiberglass, carbon fiber, or basalt fiber reinforced composite material; a three-dimensional textile reinforcement of a fiber-reinforced composite material, wherein the textile reinforcement is only partially disposed in the concrete layer and the textile reinforcement protrudes on the inner sides of the wall panels.
  • a part of the reinforcement of the outer reinforcing layer is formed by at least one longitudinal bar of a lattice girder.
  • the connecting elements are designed as lattice girders, and part of the reinforcement of the outer reinforcement layer is formed by longitudinal bars of the lattice girders.
  • the connecting elements are arranged substantially perpendicular to the outer reinforcement layer and to the inner reinforcing layer.
  • the connecting elements which are provided substantially in the direction of the plane normal to the two arranged in parallel planes, crossing each other reinforcing layers, advantageously equal in the same length of the connecting elements in the wall panel reinforcements of the two opposing wall panels.
  • the connecting elements are designed as connecting rods in a double wall.
  • connecting elements which are designed as connecting rods, are particularly easily inserted into free spaces between the crosswise arranged reinforcement layers of the wall panel reinforcement.
  • connecting elements with an angular, a trapezoidal or a wave-shaped cross-section or with truss rods or as a lattice girder are executed.
  • the connecting elements which connect the first wall plate with the second wall plate and by which the gap between the two wall plates is fixed, have different shapes or cross sections.
  • the connecting elements at least at one of its ends, preferably at its two opposite ends, end anchors and the end anchors are arranged adjacent to an outer side of the first wall plate and / or to an outer side of the second wall plate.
  • End anchors at the ends of the connecting elements serve to further increase the stability of the connections between the connecting elements and the concrete layers in which the connecting elements are at least partially inserted or cast.
  • the end anchors at the ends of the connecting elements and the resistance of the two wall panels and thus the double wall is increased against bending stresses. Unwanted deformations or Warping of the double wall under mechanical stress or when filling filled concrete between the two wall panels can thus be successfully avoided.
  • at least individual end anchors may also be arranged flush with an outer side of the first wall plate and / or an outer side of the second wall plate.
  • the connecting elements and / or the end anchors are made of stainless steel or a fiber-reinforced plastic, at least in the sections arranged within the concrete layers.
  • the connecting elements and / or the end anchors are in this variant, at least in sections or entirely made of a corrosion-resistant material, for example made of stainless steel or a fiber-reinforced plastic.
  • a double wall in a double wall at least two connecting rods are connected to each other by at least one diagonal bar, wherein preferably the connection points of a diagonal bar to connecting rods are each adjacent to one end of a connecting rod.
  • the at least two connecting rods with the at least one diagonal bar form a particularly stable framework.
  • the double wall thus remains particularly stable even under high tensile and / or compressive forces and / or bending stresses acting on the connecting elements.
  • the at least two connecting rods and / or the at least one diagonal bar are arranged alternately with a first end anchorage and / or a first connection point in the first wall plate and with an opposite second end anchorage and / or an opposing second connection point in the attached second wall plate and the diagonal bar is made straight between the joints substantially.
  • the connecting elements have a truss-like structure, which framework is formed by the connecting rods and connected to these diagonal bars.
  • the connecting rods are provided with end anchors, whereby a particularly robust connection between the two wall panels is achieved.
  • the first and the second formwork are each arranged substantially horizontally in the above-mentioned method.
  • the wall panel reinforcement of the first wall panel is thus inserted into the substantially horizontal first formwork, the outer reinforcement layer being oriented towards the formwork towards the bottom.
  • first wall plate After the first wall plate is completed, it is inserted in advance with the connecting elements in the already prepared in the second formwork wall panel reinforcement of the second wall plate or inserted into this.
  • This process in which the finished first wall panel is optionally turned over to be inserted into the wall panel reinforcement of the second wall panel with the connecting members facing downwardly of the second formwork, is also referred to as an objection of the first wall panel.
  • the connecting elements are depending on the version with their free ends or end anchors which are attached at their ends, at least adjacent to the formwork down.
  • the thickness of the concrete cover of the free ends of the connecting elements or the end anchors to the outside of the second wall plate can thus be set arbitrarily.
  • the connecting elements with their free ends and / or disposed at their ends end anchors can also rest flush on the formwork, whereby the thickness of the concrete cover to the outside of the second wall plate is minimal or the fasteners flush to the outside of the second wall plate ,
  • the connecting elements with their free ends and / or disposed at their ends end anchors can also rest flush on the formwork, whereby the thickness of the concrete cover to the outside of the second wall plate is minimal or the fasteners flush to the outside of the second wall plate ,
  • the connecting elements with their free ends and / or disposed at their ends end anchors can also rest flush on the formwork, whereby the thickness of the concrete cover to the outside of the second wall plate is minimal or the fasteners flush to the outside of the second wall plate ,
  • FIG. 1 to Fig. 3 shows a first embodiment of a double wall according to the invention during manufacture.
  • Fig. 1 shows a state in the manufacturing process of a double wall 3 according to the invention after producing a first wall plate 1.
  • the wall plate 1 comprises a concrete layer 5 made of high-strength concrete with a wall panel reinforcement 6, which comprises an outer reinforcement layer 7 and an inner reinforcement layer 8.
  • the wall panel reinforcement 6 consists in the first embodiment of the invention of a reinforcing steel reinforcement, which has an approximately circular cross-section and a smooth surface 21.
  • the outer reinforcing layer 7 and the inner reinforcing layer 8 lie in parallel planes directly next to each other or touch each other in crossing points, the outer reinforcing layer 7 and the inner reinforcing layer 8 are here arranged substantially orthogonal crossing.
  • the outer reinforcing layer 7 and the inner reinforcing layer 8 are here at 50% of the crossing points or points of contact at which the reinforcing bars of the outer reinforcing layer 7 and the inner reinforcing layer 8 abutting each other, welded together.
  • a stable, cohesive connection 23 of the outer reinforcing layer 7 with the inner reinforcement layer 8, which together form the wall panel reinforcement 6, is given at the intersecting points welded together.
  • the inner reinforcing layer 8 is arranged here in the concrete layer 5 such that an upper part of the inner reinforcing layer 8 protrudes from an inner side 13 of the concrete layer 5.
  • An embedding depth E of the inner reinforcing layer 8 is thus smaller than a diameter D of the wall panel reinforcement 6 of the inner reinforcing layer 8.
  • the embedding depth E in the concrete layer 5 is here in FIG Fig. 1 an example of the 0.70 times the diameter D of the wall panel reinforcement 6 of the inner reinforcement layer 8.
  • An outer side 11 of the first wall plate 1 is in the production of a formwork, not shown, and therefore has a shell-smooth surface.
  • the outer reinforcement layer 7 of the first wall panel 1 is embedded here entirely in the concrete layer 5.
  • the position information of an inner reinforcing layer 8 and an outer reinforcing layer 7 respectively relate to their position relative to the finished double wall 3.
  • the inner reinforcing layers 8 are respectively adjacent to the inner sides 13, 14 of the wall panels 1, 2 oriented to the opposite other wall plate out.
  • the inner reinforcing layers 8 thus point in the finished double wall 3 to the intermediate space between the two wall panels 1, 2.
  • the outer reinforcing layers 7 are each arranged on the outside adjacent to the outer sides 11, 12 of the wall panels 1, 2 and are facing away from the intermediate space between the two wall panels 1, 2 in the finished double wall 3.
  • connecting elements 4 As in Fig. 1 illustrated in the first wall plate 1 by way of example four different connecting elements 4 are arranged. These various embodiments of connecting elements 4 serve here for better understanding. Depending on the design, the same connecting elements 4 or different connecting elements 4 can be used as connections between the wall panels 1, 2 or for producing a double wall 3 in the context of the invention.
  • FIG. 1 left rear a connecting element 4 with an angular cross-section 15 or with an angle section 15, left front a connecting element 4 with a trapezoidal cross-section 16 or with a trapezoidal profile 16, right front a connecting element 4 with a wave-shaped cross section 17 or with a wave profile 17th and in the picture right back a connecting element 4 with truss rods 18 shown.
  • All fasteners 4 have connecting rods 9, which with their rod ends respectively in the concrete layers 5 of the first wall plate 1 and one of the first wall plate 1 opposite second wall plate 2, the in Fig. 3 is anchored.
  • the connecting rods 9 respectively in the concrete layers 5 of the first wall panel 1 and the second wall panel 3 in the embodiments of FIG Fig.
  • These end anchors 10 can be made for example by the welding of end plates made of stainless steel on the connecting rods 9. Alternatively, the end anchors 10 may be formed by thickening the end portion of the connecting rods 9.
  • the near the outer sides 11, 12 of the wall panels 1, 2 arranged end anchors 10 and the connecting rods 9 are here in the embodiments as connecting elements 4 with truss rods 18 and the connecting elements 4 with angular cross-section 15 made of a stainless material, such as stainless steel.
  • the connecting elements 4 with wavy cross-section 17 are here made of a fiber-reinforced plastic.
  • the sectional view in Fig. 2 by the first embodiment according to the invention in Fig. 1 The concrete layer 5 made of high-strength concrete has a shell-smooth outer side 11 and an inner side 13, which has a surface with very good bonding properties because of the protruding inner reinforcement layer 8 of the wall panel reinforcement 6 ,
  • the embedment depth E of the inner reinforcement layer 8 in the concrete layer 5 of the first wall panel 1 is here 0.70 times the diameter D of the wall panel reinforcement 6 of the inner reinforcement layer 8.
  • the outer reinforcement layer 7 is here completely embedded in the concrete layer 5 of the first wall panel 1 ,
  • connection element 4 with angular cross-section 15 has connecting rods 9, which are connected to the angle section 15 and ensure a secure anchoring in the concrete layers 5.
  • end plates are welded from a stainless material at the ends of the connecting rods.
  • the connecting element 4 of truss rods 18 comprises connecting rods 9, which are arranged substantially normal to the wall panels 1, 2, and diagonal bars 19, which are each arranged obliquely between two connecting rods 9 and connected at connection points 22 with these truss-like.
  • Fig. 2 Such a connection point 22 between a diagonal bar 19 and a connecting rod 9 can be seen.
  • These joints 22 are within the concrete layer 5, so that shear forces between the wall panels 1, 2, which may occur during manufacture, transport or assembly of the double wall 3, exclusively by normal forces in the connecting rods 9, the diagonal bars 19 and within the concrete layers. 5 can be included.
  • the angular profile 15 for example, a steel angle, must be arranged so that the angular profile 15 at its free ends in each case a few millimeters into each of the concrete layers 5 of the two wall panels 1, 2 protrudes.
  • the second wall panel 2 also comprises a concrete layer 5 of high-strength concrete, in which a wall panel reinforcement 6 is embedded so that the inner reinforcement layer 8 on the inside 14th the second wall plate 2 protrudes and this therefore partially comes to rest in the cavity between the two wall panels 1, 2.
  • the embedment depth E of the inner reinforcement layer 8 in the concrete layer 5 of the second wall plate 2 is here also 0.70 times the diameter D of the wall panel reinforcement 6 of the inner reinforcement layer 8.
  • the outer reinforcement layer 7 is here entirely in the concrete layer 5 of the second wall plate. 2 embedded.
  • the second wall plate 2 is connected to the first wall plate 1 by the first wall plate 1 together with the already in the concrete layer 5 of the first wall plate 1 fastened connecting elements 4, as shown in the Fig. 2 are shown, with the connecting elements 4 downwards in the wall panel reinforcement 6 of the second wall panel 2 are used.
  • the reinforcing steel reinforcement of the second wall plate 2 is already inserted in a formwork for the second wall plate 2. After pouring concrete into the formwork and the curing of the concrete layer 5 of the second wall plate 2, the finished double wall 3 is formed.
  • the outer side 12 of the second wall plate 2 has - as well as the outer side 11 of the first wall plate 1 - also a shell-smooth surface.
  • a concrete layer 5 is introduced for the second wall plate 2 in the formwork and only then the first wall plate 1 with the connecting elements 4 in the concrete layer 5 of the second wall plate 2 objected aggregate grains of the concrete layer 5 could come to rest under the end anchors 10 and thereby prevent complete resting of the end anchors 10 on the flat formwork surface of the second wall plate 2.
  • the thickness of the completed double wall 3 would deviate from the planned thickness at least by the thickness of the adhering to the end anchors 10 layer thickness of the aggregate grains or exceed the planned thickness.
  • first formwork for producing the first wall panel 1 and the second wall panel 2. It is likewise provided in the context of the invention to use a first formwork for producing the first wall panel 1 and a second formwork for producing the second wall panel 2.
  • each double walls 3 according to the invention are shown in which the sake of clarity, because of the second wall plate 2 and the connecting elements 4 between the two wall panels 1, 2 are not shown.
  • FIG. 5 A detailed view of a second embodiment of a double wall 3 according to the invention is shown in the figures 4 and FIG. 5 shown. It should be mentioned that in the pictures 4 and FIG. 5 shown outer reinforcing layer 7 partially through the longitudinal bars 29 of an in Fig. 12 shown lattice girder 24, which consists of the longitudinal bars 29 and diagonal bars 30, can be replaced.
  • the wall panel reinforcement 6 consists in this embodiment of the inner reinforcement layer 8, which is formed by the ribbed reinforcing bars 20 and the outer reinforcing layer 7, which is formed by the longitudinal bars 29 of the lattice girder 24 and by the ribbed reinforcing bars 20.
  • the quality of the composite properties between the first wall plate 1 and a filling concrete, which is filled in a finished double wall 3 in the space between the first wall plate 1 and the wall plate 2, not shown here, is in this example to a large extent by the partial embedding of inner reinforcing layer 8 in the first wall plate 1 and to a much smaller extent by the diagonal bars 30 of the lattice girder 24 guaranteed.
  • the ribbed reinforcing bars 20 of the only partially embedded inner reinforcing layer 8 increase the roughness of the inner side 13 of the first wall plate 1.
  • the diagonal bars 30 of the lattice girder 24 contribute to the improvement of the composite properties by dowel action.
  • the bond forces that can be transferred by dowel action are smaller than those transmitted through the rough surface on the inside 13 of the first wall plate 1.
  • the transmission of composite forces over a surface of defined roughness is favored by a compressive stress state normal to the surface.
  • This compressive stress state occurs in the double wall according to the invention, when small relative displacements caused by external stresses occur between wall plate 1 and the filling concrete. Because of the roughness of the inner side 13 of the first wall panel 1, which is defined by the only partial embedding of the ribbed reinforcing bars 20 of the inner reinforcing layer 8, these relative displacements between the first wall panel 1 and the filling concrete cause tensile forces in the connecting elements 4 which are in 4 and FIG. 5 are not shown, and the Diagonalstäben 30 of the lattice girder 24 out. For reasons of balance, these tensile forces produce a compressive stress state normal to the inside 13 of the first wallboard 1.
  • a third embodiment of a double wall 3 according to the invention is shown in the figures Fig. 6 and Fig. 7 shown.
  • the thickness of the concrete layer 5 in this embodiment is equal to the sum of the thickness of the concrete cover B and the diameter D of the outer reinforcement layer 7 of the wall panel reinforcement 6 and half the diameter of the inner reinforcement layer 8 of the wall panel reinforcement 6.
  • the outer reinforcement layer 7 is entirely in the concrete layer 5 of the first wall plate 1 embedded.
  • the inner reinforcement layer 8 here has an embedment depth E in the concrete layer 5, which is half the diameter D of the wall panel reinforcement 6 of the inner reinforcement layer 8.
  • the wall panel reinforcement 6 consists in this embodiment of a corrosion-resistant reinforcement of a glass fiber reinforced composite material in rod-like design.
  • Connections 23 at the crossing points K connect the outer reinforcing layer 7 to the inner reinforcing layer 8.
  • the connections 23 are made as adhesive bonds with epoxy resin.
  • the ribbed reinforcing bars 20, from which the inner reinforcement layer 8 is formed, protrude with half the cross-sectional area over the inner side 13 of the first wall panel 1. Bonding forces between the first wall panel 1 and the filling concrete, in the space between the wall panels 1, 2 of the finished double wall 3 is filled, can be recorded on the embedded half in the first wall plate 1 and half in the filling concrete wall plate reinforcement 6.
  • FIGS. 8 and 9 A fourth embodiment of a double wall 3 according to the invention is shown in the figures FIGS. 8 and 9 shown.
  • the wall panel reinforcement 6 consists in this embodiment of a corrosion-resistant reinforcing steel reinforcement made of stainless steel.
  • the thickness of the concrete layer 5 in this embodiment is so great that the inner reinforcement layer 8 of the wall panel reinforcement 6 protrudes only 2 mm beyond the inner side 13 of the first wall panel 1. Bonding forces between the first wall panel 1 and the filling concrete, not shown, in the space between the wall panels 1, 2 are transmitted via the protruding part of the wall panel reinforcement 6 of the inner reinforcement layer 8.
  • a fifth embodiment of a double wall 3 according to the invention is shown in the figures 10 and FIG. 11 shown.
  • the wall panel reinforcement 6 of the inner reinforcement layer 8 has no embedding in the concrete layer 5 of the first wall panel 1.
  • the inner reinforcement layer 8 is completely embedded in the filling concrete.
  • the wall panel reinforcement 6 of the outer reinforcing layer 7 is arranged in the concrete layer 5 of the first wall panel 1 so that one half of the wall panel reinforcement 6 of the outer reinforcing layer 7 is embedded in the concrete layer 5.
  • the embedment depth E of the outer reinforcing layer 7 in the concrete layer 5 of the first wall plate 1 is therefore only half the diameter D of the wall panel reinforcement 6 of the outer reinforcement layer 7.
  • Bending stresses during introduction of the Gretons be of the concrete layer 5 with the partially embedded wall panel reinforcement 6 of the outer reinforcing layer. 7 and the only connected via connections 23, which are designed as welded joints, added, designed as reinforcing steel reinforcement wall plate reinforcement 6 of the inner reinforcement layer 8 added.
  • the support mechanism in the direction of the outer reinforcement layer 7 corresponds to that of a reinforced concrete cross-section.
  • the support mechanism in the direction of the inner reinforcement layer 8 corresponds to a steel-concrete composite construction.
  • Bonding forces between the first wall plate 1 and the filling concrete in the space between the wall panels 1, 2 in the finished double wall 3 are on the inside 13 of transferred first wall plate 1, because the partially embedded in the concrete layer 5 and partially in the filling concrete wall panel reinforcement 6 of the outer reinforcing layer 7 produces a defined surface roughness in the contact surface between the wall plate 1 and a filling concrete.
  • the outer reinforcing layer 7 can be formed by a textile reinforcement 31.
  • textile reinforcement 31 is a three-dimensional structure, which is partially embedded in the concrete layer 5 of the first wall plate 1.
  • Such a textile reinforcement 31 is produced, for example, by solidian GmbH (Sigmaringer Strasse 150, 72458 Albstadt, Germany) and marketed under the market name soligrid® lattice structure.
  • the textile reinforcement elements consist of a large number of individual fine fibers which are bundled into rovings. These rovings turn into lattice structures (eg in Fig. 12 in the form of the lattice girder 24), which in sum can accommodate forces of the order of magnitude of conventional steel reinforcement.
  • the three-dimensional textile reinforcement 31 which is partially arranged in the first wall panel 1 and partially in a filled concrete, causes tensile forces in the obliquely to the inner side 13 of the first wall panel 1 arranged parts of the textile reinforcement 31 at low relative displacements between the first wall plate 1 and Rudbeton arise.
  • the corrugated reinforcing bars 20 of the inner reinforcing layer 8 are connected to the textile reinforcement 31 by means of a tie wire 32 to provide a connection 23 between the outer reinforcing layer 7 and the inner reinforcing layer 8 which ensures the dimensional stability of the wall panel reinforcement 6 during the production of the concrete layer 5 , Notwithstanding the wording of claim 1 are in Fig. 12 the outer reinforcing layer 7 and the inner reinforcement layer 8 are shown embedded in the concrete layer 5 entirely.
  • the high density of ultra-high strength concrete allows the production of wall panels 1 with very little concrete cover B to a reinforcement that can corrode.
  • the concrete cover to the textile reinforcement 31 is not relevant to the corrosion resistance of the double wall 3, because the textile reinforcement 31 can not corrode.
  • a certain concrete cover of the textile reinforcement 31 is required in order to ensure the static effectiveness of the textile reinforcement 31 in the concrete layer 5 by a composite effect.
  • FIGS. 13 and 14 show examples of how a double wall 3 according to the invention can also be used in supporting structures of structural engineering.
  • a double wall 3 the connecting elements 4 having an angular cross-section 15, can be used to provide a carrier 27 with a rectangular cross-section.
  • lattice girders 24 (not shown) can be arranged, at whose from the wall plates 1, 2 projecting longitudinal bars 29 (not shown), the connecting elements 4 are welded with angular cross-section.
  • the first wall plate 1 and the second wall plate 2 of the double wall 3 in each case form opposite outer walls of the carrier 27.
  • Fig. 14 It is shown how two inventive double walls 3 can be used with connecting elements 4 in the form of lattice girders 24 to provide a carrier 28 with box-shaped cross-section.
  • the diagonal bars 30 of the lattice girder 24 connect the two wall panels 1, 2.
  • the lattice girder 24 is made in this embodiment of reinforcing bars of a fiber-reinforced composite material.
  • the two double walls 3 serve as webs of the carrier 28 with box cross-section.
  • a bottom plate 25 and a cover plate 26, which are connected to the double walls 3, complete the box-shaped cross section, which in this still unfilled state has a much lower weight than in the final state after the introduction of filled concrete.
  • the low weight is for the production of, for example, bridge girders 28 in the construction state of very great advantage.
  • the cover plate 26 could likewise be produced from a third double wall 3 according to the invention.
  • any concrete qualities such as normal concrete, high-strength concrete, ultra-high-strength concrete or lightweight concrete can be used.
  • Reinforcing bars with a smooth and ribbed surface have been described in the embodiments shown.
  • reinforcing bars with arbitrary design of the surface such as e.g. with grooves, grooves or pimples, included.
  • the patent application describes reinforcing bars and textile reinforcements made of fiber-reinforced composite materials with glass fibers, carbon fibers and basalt fibers. Reinforcing bars and textile reinforcements made of fiber-reinforced composite materials with arbitrary fibers and matrix materials are included by the invention.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Doppelwand, umfassend eine erste Wandplatte, eine von der ersten Wandplatte beabstandete zweite Wandplatte und Verbindungselemente, die die erste Wandplatte mit der zweiten Wandplatte verbinden, wobei jede der beiden Wandplatten eine Betonschicht und eine Wandplattenbewehrung aufweist, welche Wandplattenbewehrung eine äußere Bewehrungslage und eine die äußere Bewehrungslage, vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal, überkreuzende innere Bewehrungslage umfasst, wobei die innere Bewehrungslage und die äußere Bewehrungslage an mindestens 10 % ihrer Kreuzungspunkte mittels einer Verbindung miteinander verbunden sind, mindestens eine der beiden Wandplatten eine Betonschicht mit einer Dicke zwischen 10 mm und 45 mm aufweist und eine der beiden Bewehrungslagen eine Einbettungstiefe in der Betonschicht aufweist, die kleiner ist als der Durchmesser der nur teilweise eingebetteten Bewehrungslage. Weiters wird im Rahmen der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Doppelwand angegeben.
  • Aus dem Stand der Technik ist die Herstellung von Doppelwänden aus Beton mit Plattendicken zwischen 50 mm und 70 mm bekannt. Die statisch erforderliche Bewehrung ist in den Wandplatten der Doppelwände angeordnet. Beim Bauen mit Doppelwänden wird der Hohlraum zwischen den Wandplatten der Doppelwände direkt auf einer Baustelle mit Füllbeton verfüllt. Dadurch entstehen Wände, die in ihrem Tragverhalten demjenigen von monolithisch hergestellten Stahlbetonwänden entsprechen, die aber als vorgefertigte Fertigteilwände einfach vorbereitet und montiert werden können.
  • Die Mindestdicke der Wandplatten der Doppelwände wird bestimmt durch die Betondeckung der äußeren Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung zur Außenseite der Wand, durch die Abmessungen der Wandplattenbewehrung und durch die erforderliche Einbindetiefe der Endverankerungen der Verbindungselemente in den Wandplatten.
  • Die Festigkeitsklasse des Betons derartiger Doppelwände wird in der Regel mit C25/30 (Würfeldruckfestigkeit des Betons ist gleich 30 N/mm2) oder C30/37 (Würfeldruckfestigkeit ist gleich 37 N/mm2) gewählt. In besonderen Fällen wird die Festigkeitsklasse C50/60 (Würfeldruckfestigkeit ist gleich 60 N/mm2) gewählt. Beton mit einer Würfeldruckfestigkeit bis 60 N/mm2 wird als Normalbeton bezeichnet.
  • Die am häufigsten verwendeten Verbindungselemente zwischen den beiden Wandplatten einer Doppelwand sind Gitterträger, die zum Beispiel in der Druckschrift EP 0 936 320 dargestellt sind. Seit einigen Jahren werden auch Stahlwellen mit stabförmigen Endverankerungen aus Edelstahl verwendet, die in der Allgemeinen Bauaufsichtlichen Zulassung "Halbfertigwand mit KAPPEMA-Bewehrungselementen aus Stahl als Verbindungselement" des Deutschen Instituts für Bautechnik (Zulassungsnummer Z-15.2-295 vom 26. Juli 2011) dargestellt sind. Die Verbindung der ersten und zweiten Wandplatten mit Stäben aus Glasfaserverbundwerkstoff ist in DE 10 2006 021 781 beschrieben.
  • Das Gewicht der Doppelwände pro m2 Wandfläche, ermittelt mit der üblichen Annahme von 25 kN/m3 für die Wichte von Stahlbeton, beträgt 2,5 kN bei 50 mm Plattendicke und 3,5 kN bei 70 mm Plattendicke. Dieses hohe Flächengewicht ist allerdings nachteilig beim Transport und beim Versetzen der Elemente auf der Baustelle.
  • Um das Gewicht einer Doppelwand zu reduzieren wird in der Druckschrift DE 196 54 202 vorgeschlagen, die Wandplatten aus einem hochfesten Beton mit Stahlfaserbewehrung herzustellen. Dadurch wird die Dicke der Wandplatten auf 30 mm bis 38 mm reduziert. Die Verbindung der Wandplatten erfolgt durch Gitterträger. In der Fig. 2 der DE 196 54 202 wird die Verwendung der Doppelwand als Deckenelement gezeigt.
  • Die Biegebeanspruchungen in den Wandplatten beim Einbringen des Füllbetons müssen in der Ausführung gemäß der DE 196 54 202 von Druck- und Zugspannungen im hochfesten Beton aufgenommen werden. Hochfester Beton weist eine Würfeldruckfestigkeit zwischen 60 N/mm2 und 120 N/mm2 auf. Die Biegezugfestigkeit beträgt nur 5 % bis 10 % der Würfeldruckfestigkeit. Nachteilig bei einer Doppelwand gemäß der DE 196 54 202 ist, dass wegen der fehlenden Betonstahlbewehrung die beim Einbringen des Füllbetons auftretenden Zugbeanspruchungen vom hochfesten Beton aufgenommen werden müssen. Ein weiterer Nachteil der DE 196 54 202 besteht darin, dass die statisch erforderliche Wandbewehrung, die üblicherweise in den Wandplatten angeordnet ist, nachträglich in den Hohlraum zwischen den Wandplatten eingebaut werden muss. Die Anordnung der Bewehrung in den Wandplatten ist vorteilhaft, weil sie mit industrialisierten Herstellungsverfahren in die Wandplatten eingebaut werden kann, während die Verlegung der Bewehrung im Hohlraum nachteilig händisch zu erfolgen hat. Das Zusammenwirken des erhärteten Füllbetons und der Wandplatten wird bei statischen Beanspruchungen einer fertig gestellten Wand gemäß der Druckschrift DE 196 54 202 als problematisch angesehen, weil hochfester Beton wegen des hohen Zementanteils ein sehr gutes Fließvermögen hat und deshalb in der Regel selbstnivellierende Eigenschaften aufweist. Die Innenseiten der Wandplatten, die die Kontaktfläche zum Füllbeton bilden, werden wegen der selbstnivellierenden Eigenschaften des hochfesten Betons eine sehr glatte Oberfläche aufweisen, was nachteilig für die Verbundfestigkeit in den Kontaktflächen zwischen den Wandplatten und dem Füllbeton ist.
  • In der EP 0 936 320 ist eine Doppelwand mit einer 25 mm bis 30 mm dicken Wandplatte beschrieben. Die Längsstäbe der Gitterträger werden als tragende Bewehrung herangezogen. Die in der EP 0 936 320 beschriebenen Wandplatten bestehen aus einem Beton mit einer Druckfestigkeit von 30 N/mm2 bis 35 N/mm2 (siehe dort in Spalte 3, Zeile 43). Wenn angenommen wird, dass die Betonstahlbewehrung der beiden Bewehrungslagen jeweils einen Durchmesser von 6 mm aufweist und dass die Bewehrung mittig angeordnet ist, dann beträgt bei einer Plattendicke von 25 mm (gemäß Patentanspruch 6 von EP 0 936 320 ) die Betondeckung zur Innenseite und zur Außenseite der Wandplatte jeweils nur 6,5 mm. Eine derart geringe Betondeckung zur Außenseite ist für Normalbeton nicht zulässig, weil dadurch kein ausreichender Schutz der Bewehrung gegen Korrosion gewährleistet wird. Die Betondeckung zur Innenseite hin ist mit 6,5 mm ebenfalls zu klein, weil üblicherweise eine Betondeckung von 15 mm zu den Längsstäben der Gitterträger einzuhalten ist, damit die Gitterträger eine ausreichende Verankerung im Beton aufweisen und nicht beim Einbringen des Füllbetons aus den Wandplatten herausbrechen.
  • In der US 1,102,991 ist eine Doppelwand mit einer Dicke von 25,4 mm beschrieben. Die Betonstahlbewehrung der äußeren Bewehrungslage wird in regelmäßigen Abständen aufgebogen und in den Hohlraum zwischen den beiden Wandplatten geführt. Die innere Bewehrungslage der Betonstahlbewehrung ist orthogonal zur äußeren Bewehrungslage im Hohlraum angeordnet. Die Herstellung einer derartigen Betonstahlbewehrung ist sehr aufwändig.
  • Die Stabilität der beiden Wandplatten während der Transport- und Montagezustände wird in der US 1,102,991 durch ein im Hohlraum angeordnetes Fachwerk aus Stahlstäben, das mit speziellen Verankerungselementen mit den Wandplatten verbunden ist, gewährleistet. Die normal zu den Wandplatten angeordneten Stäbe des Fachwerks nehmen die beim Einbringen des Füllbetons auftretenden Zugkräfte auf. Die Ausbildung des Fachwerks mit den Betonplatten ist ebenfalls sehr aufwändig in der Herstellung.
  • In der DE 29 39 877 ist eine Sandwich-Verbundplatte bestehend aus 15 mm dicken Plattenelementen und einer dazwischen liegenden Isolierschicht beschrieben. Die Verbindungselemente bestehen aus Edelstahl oder Kunststoff. In der Fig. 6 der DE 29 39 877 ist ein Verbindungselement dargestellt, dass auf einer Seite eine kegelförmige Spitze mit einer Endplatte aufweist. Durch die kegelförmige Spitze wird das Eindringen des Verbindungselements beim Einwenden in die zweite Wandplatte erleichtert. Nachteilig sind aber die aufwändige Ausführung der Endverankerung und der Umstand, dass die Endplatte in einem gewissen Abstand zur Außenseite der zweiten Wandplatte angeordnet ist.
  • Eine Doppelwand aus faserbewehrtem hochfestem Beton oder faserbewehrtem ultrahochfestem Beton ist im Dokument FR 2 949 131 beschrieben. Ultrahochfester Beton weist eine Würfeldruckfestigkeit auf, die größer ist als 120 N/mm2 und üblicherweise bei 200 N/mm2 liegt. Durch spezielle Nachbehandlungsmethoden kann die Festigkeit weiter bis 400 N/mm2 gesteigert werden. Ultrahochfester Beton besitzt einen hohen Gehalt an Zement und Silicastaub und weist deshalb selbstverdichtende und selbstnivellierende Eigenschaften auf. Nachteilig bei der FR 2 949 131 sind wie auch bei der DE 196 54 202 die fehlende Bewehrung aus Betonstahl und die glatte Oberfläche auf den Innenseiten der Wandplatten.
  • Eine Doppelwand mit Wandplatten aus glasfaserbewehrtem Beton mit im Hohlraum zwischen den Wandplatten angeordneter Bewehrung ist in der DE 36 28 876 beschrieben. Die Anordnung von Distanzstücken auf den Wandplatten und die Montage der orthogonalen Betonstahlbewehrung auf den Distanzstücken im Hohlraum zwischen den Wandplatten mit Spannschlössern sind sehr aufwändig.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Doppelwand zu schaffen, die leichter ist als die bekannten Ausführungsformen aus Normalbeton, die gegenüber den bekannten Ausführungsformen aus hochfestem Beton und ultrahochfestem Beton eine höhere Rauigkeit auf den Innenseiten der Wandplatten aufweist, einen höheren Widerstand bei Biegebeanspruchungen während des Einbringens des Füllbetons aufweist und einen geringeren Aufwand für die Verlegung der statisch notwendigen Wandbewehrung erfordert. Diese Aufgaben werden für eine Doppelwand mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
  • Bei einer Doppelwand gemäß der Erfindung, umfassend eine erste Wandplatte, eine von der ersten Wandplatte beabstandete zweite Wandplatte und Verbindungselemente, die die erste Wandplatte mit der zweiten Wandplatte verbinden, wobei jede der beiden Wandplatten eine Betonschicht und eine Wandplattenbewehrung aufweist, welche Wandplattenbewehrung eine äußere Bewehrungslage und eine die äußere Bewehrungslage, vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal, überkreuzende innere Bewehrungslage umfasst, wobei die innere Bewehrungslage und die äußere Bewehrungslage an mindestens 10 % ihrer Kreuzungspunkte mittels einer Verbindung miteinander verbunden sind und mindestens eine der beiden Wandplatten eine Betonschicht aus einem hochfesten oder ultrahochfesten Beton mit einer Dicke zwischen 10 mm und 45 mm aufweist, wobei eine der beiden Bewehrungslagen eine Einbettungstiefe in der Betonschicht aufweist, die kleiner ist als der Durchmesser der nur teilweise eingebetteten Bewehrungslage.
  • Die erfindungsgemäße Doppelwand mit zumindest einer Betonschicht aus hochfestem oder ultrahochfestem Beton kann mit geringeren Plattendicken als eine Doppelwand aus Normalbeton hergestellt werden, weil hochfester oder ultrahochfester Beton eine größere Festigkeit als Normalbeton aufweist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil von hochfestem Beton und ultrahochfestem Beton im Vergleich zu Normalbeton ist die viel höhere Dichtigkeit des Betongefüges. Ein unerwünschtes Eindiffundieren von Kohlendioxid in den Beton, das zu einer unerwünschten Karbonatisierung des Betons führt, wird durch die höhere Dichtigkeit wesentlich erschwert. Die Stickstoffdurchlässigkeit von ultrahochfestem Beton ist zehn Mal kleiner als jene bei einem hochfesten Beton C100/115 und hundert Mal kleiner als bei einem Normalbeton C30/35. Die Wasserdurchlässigkeit von ultrahochfestem Beton entspricht derjenigen eines dichten Natursteins.
  • Besonders bevorzugt enthalten die Betonschichten beider Wandplatten der Doppelwand, also sowohl der ersten Wandplatte, als auch der zweiten Wandplatte, jeweils einen hochfesten oder ultrahochfesten Beton.
  • Um eine besonders stabile Doppelwand zu erhalten, sind in der ersten Wandplatte und in der zweiten Wandplatte jeweils Wandplattenbewehrungen angeordnet, welche jeweils eine innere und eine äußere Bewehrungslage umfassen. Die innere Bewehrungslage und die äußere Bewehrungslage sind dazu in zwei Parallelebenen angeordnet. Außerdem sind die innere Bewehrungslage und die äußere Bewehrungslage so angeordnet, dass die Bewehrungsstäbe der beiden Bewehrungslagen einander überkreuzen. Vorzugsweise überkreuzen die Bewehrungsstäbe der inneren Bewehrungslage jene der äußeren Bewehrungslage im Wesentlichen orthogonal zueinander.
  • Die Angabe einer inneren Bewehrungslage sowie einer äußeren Bewehrungslage, welche im Weiteren verwendet wird, bezieht sich jeweils auf deren Lage relativ zur fertigen Doppelwand. Als innere Bewehrungslagen werden jeweils jene Bewehrungslagen bezeichnet, welche jeweils an der Doppelwand innenliegend zur gegenüberliegenden anderen Wandplatte hin orientiert sind bzw. welche zum Zwischenraum zwischen den beiden Wandplatten hinweisen. Umgekehrt werden im Weiteren als äußere Bewehrungslagen jene Bewehrungslagen bezeichnet, welche außenseitig an den Wandplatten angeordnet sind bzw. welche vom Zwischenraum zwischen den beiden Wandplatten der Doppelwand abgewandt sind.
  • Vorteilhaft sind die innere Bewehrungslage und die äußere Bewehrungslage der ersten Wandplatte bzw. der zweiten Wandplatte jeweils an mindestens 10% ihrer Kreuzungspunkte mittels einer Verbindung miteinander verbunden. Somit werden die beiden Bewehrungslagen ortsfest in ihrer Lage in zwei zueinander parallelen Ebenen relativ zueinander fixiert. Durch stoffschlüssige Schweiß- oder Klebeverbindungen an den Kreuzungspunkten entsteht bei Verwendung einer Wandplattenbewehrung ein besonders formstabiles Bewehrungsgitter. Je nach Anforderung können erforderlichenfalls auch sämtliche Kreuzungspunkte zwischen der inneren Bewehrungslage und der äußeren Bewehrungslage durch Verbindungen miteinander verbunden sein.
  • Gegenüber bisher bekannten Ausführungsformen von Wänden aus hochfestem oder ultrahochfestem Beton weist die erfindungsgemäße Doppelwand weiters den Vorteil auf, dass in jeder Wandplatte eine Wandplattenbewehrung angeordnet ist, bei der eine innere und eine äußere Bewehrungslage einander überkreuzen, und die Doppelwand dadurch während des Einbringens von Füllbeton in den Zwischenraum zwischen den beiden Wandplatten einen größeren Widerstand gegenüber Biegebeanspruchungen aufweist. Anzumerken ist auch, dass überkreuzend angeordnete Bewehrungslagen, welche vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal überkreuzend angeordnet sind, eine besonders wirtschaftliche Bewehrung ergeben. Somit ist die Herstellung einer erfindungsgemäßen Doppelwand wesentlich wirtschaftlicher als die Zugabe von Fasermaterial, um als Faserbewehrung die Festigkeit der Betonschichten zu erhöhen.
  • Um eine besonders kompakte Doppelwand zu erhalten, welche besonders geringes Gewicht sowie besonders geringe Wandstärken der Wandplatten aufweist und somit besonders handlich im Transport bzw. der Montage ist, enthalten in einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung beide Betonschichten sowohl der ersten Wandplatte, als auch der zweiten Wandplatte jeweils einen hochfesten oder ultrahochfesten Beton.
  • Besonders vorteilhaft weist bei einer erfindungsgemäßen Doppelwand die mindestens eine Betonschicht eine Würfeldruckfestigkeit von 60 N/mm2 bis 500 N/mm2, vorzugsweise von 80 N/mm2 bis 200 N/mm2, auf. Vorteilhaft kann die Festigkeit der zumindest einen Betonschicht durch spezielle Nachbehandlungsmethoden des hochfesten oder ultrahochfesten Betons weiter erhöht werden.
  • In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsvariante der Erfindung ist bei einer Doppelwand in der mindestens einen Betonschicht mit hochfestem oder ultrahochfestem Beton eine Faserbewehrung enthalten. Durch das Einbringen von Fasermaterial als Faserbewehrung in die Betonschicht werden Wandplatten erhalten, welche einen besonders hohen Widerstand gegenüber Biegebeanspruchungen aufweisen und besonders biegesteif sind. Somit können auch großflächige Doppelwandabschnitte hergestellt und erforderlichenfalls mit Füllbeton zwischen den beiden Wandplatten verfüllt werden, ohne dass es zu Verformungen wie beispielsweise Verwölbungen der Wandplatten kommt.
  • Vorteilhaft beträgt bei einer erfindungsgemäßen Doppelwand ein Gehalt eines Fasermaterials der Faserbewehrung in der Betonschicht von 50 kg/m3 bis 500 kg/m3, vorzugsweise von 200 kg/m3 bis 400 kg/m3.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung weist bei einer Doppelwand in mindestens einer Wandplatte die äußere Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung eine Einbettungstiefe in der Betonschicht auf, die mindestens einen halben und höchstens den 0,95-fachen Durchmesser der Wandplattenbewehrung der äußeren Bewehrungslage beträgt und die innere Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung zur Gänze außerhalb der Betonschicht liegt. Vorteilhaft wird die Wandplattenbewehrung in den Wandplatten dabei so angeordnet, dass ein gewisser Teil der Wandplattenbewehrung an den Innenseiten der Wandplatten herausragt und nicht in der Betonschicht einer der Wandplatten eingebettet ist. Dadurch weist die Innenseite zumindest einer der Wandplatten eine Oberfläche auf, die wegen der hervorstehenden Wandplattenbewehrung ausgezeichnet geeignet ist, um Verbundbeanspruchungen in den Kontaktflächen zwischen der Wandplatte und dem Füllbeton, der zwischen die Wandplatten eingefüllt wird, aufzunehmen. Vorteilhaft sind bei einer erfindungsgemäßen Doppelwand beide Wandplatten so ausgeführt, dass jeweils die innere Bewehrungslage an den Innenseiten der Wandplatten herausragt und somit die Verbundwirkung zwischen dem Füllbeton, der in den Zwischenraum der Doppelwand eingegossen wird, und den beiden Wandplatten jeweils verbessert wird.
  • Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber bisher bekannten Ausführungsformen von Wandplatten aus hochfestem oder ultrahochfestem Beton, die wegen der selbstnivellierenden Betoneigenschaften sehr glatte Oberflächen aufweisen, weshalb die Verbundwirkung zwischen einer Wandplatte mit sehr glatter Oberfläche und einem direkt daran angrenzenden Füllbeton meist unzureichend ist. In dieser vorteilhaften Ausführung der Erfindung liegt die innere Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung zur Gänze außerhalb der Betonschicht sowie innenseitig frei im Zwischenraum zwischen den beiden Wandplatten. Somit wird beim Einfüllen von Füllbeton in den Zwischenraum zwischen den beiden Wandplatten die innere Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung zur Gänze von Füllbeton umgeben. Da die äußere Bewehrungslage, welche sich zumindest mit einem halben Durchmesser der Wandplattenbewehrung in der Betonschicht mit hochfestem oder ultrahochfestem Beton befindet, und die äußere Bewehrungslage an zumindest 10% ihrer Kreuzungspunkte miteinander verbunden sind, wird eine besonders hohe Verbundwirkung zwischen der Betonschicht und der angrenzenden Füllbetonschicht erzielt.
  • Zweckmäßig ist in einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung bei einer Doppelwand in mindestens einer Wandplatte die äußere Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung zur Gänze in der Betonschicht eingebettet und die innere Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung weist eine Einbettungstiefe in der Betonschicht auf, die höchstens den 0,95-fachen Durchmesser der Wandplattenbewehrung der inneren Bewehrungslage beträgt. Auch in dieser Ausführungsform wird die Verbundwirkung zwischen der Betonschicht und einer angrenzenden Füllbetonschicht durch die Wandplattenbewehrung, welche mit ihrer inneren Bewehrungslage zumindest teilweise an der Innenseite einer der Wandplatten oder an den Innenseiten beider Wandplatten vorragt, deutlich erhöht.
  • Es hat sich in Versuchen gezeigt, dass die folgenden Materialien für Wandplattenbewehrungen, entweder als Alternativen oder auch in Kombination, für die Zwecke der Erfindung sehr geeignet sind: eine Betonstahlbewehrung; eine korrosionsbeständige Betonstahlbewehrung aus Edelstahl; eine korrosionsbeständige Bewehrung aus einem glasfaser,- kohlenstofffaser,- oder basaltfaserverstärkten Verbundwerkstoff in stabförmiger Ausbildung; eine zweidimensionale textile Bewehrung aus einem glasfaser,- kohlenstofffaser,- oder basaltfaserverstärkten Verbundwerkstoff; eine dreidimensionale textile Bewehrung aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff, wobei die textile Bewehrung nur teilweise in der Betonschicht angeordnet ist und die textile Bewehrung an den Innenseiten der Wandplatten herausragt.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist weiters vorgesehen, dass ein Teil der Bewehrung der äußeren Bewehrungslage durch mindestens einen Längsstab eines Gitterträgers gebildet wird.
  • In einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Verbindungselemente als Gitterträger ausgeführt, und ein Teil der Bewehrung der äußeren Bewehrungslage wird durch Längsstäbe der Gitterträger gebildet.
  • Vorteilhaft sind bei einer erfindungsgemäßen Doppelwand die Verbindungselemente im Wesentlichen lotrecht zur äußeren Bewehrungslage und zur inneren Bewehrungslage angeordnet. Die Verbindungselemente, welche im Wesentlichen in Richtung der Ebenennormalen auf die beiden in Parallelebenen angeordneten, einander überkreuzenden Bewehrungslagen vorgesehen sind, greifen vorteilhaft bei gleicher Länge der Verbindungselemente jeweils gleich weit in die Wandplattenbewehrungen der beiden einander gegenüberliegenden Wandplatten ein. Somit wird verhindert, dass einzelne Verbindungselemente unterschiedlich tief in die Wandplattenbewehrungen eingreifen bzw. in unterschiedlichen Tiefen in den Betonschichten der Wandplatten eingebettet sind.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung sind bei einer Doppelwand die Verbindungselemente als Verbindungsstäbe ausgeführt. Vorteilhaft können Verbindungselemente, die als Verbindungsstäbe ausgeführt sind, besonders einfach in Freiräume zwischen den überkreuzend angeordneten Bewehrungslagen der Wandplattenbewehrung eingefügt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung sind bei einer Doppelwand Verbindungselemente mit einem winkelförmigen, einem trapezförmigen oder einem wellenförmigen Querschnitt oder mit Fachwerkstäben oder als Gitterträger ausgeführt. Je nach Anforderung können die Verbindungselemente, welche die erste Wandplatte mit der zweiten Wandplatte verbinden und durch welche der Zwischenraum zwischen den beiden Wandplatten festgelegt ist, unterschiedliche Formen bzw. Querschnitte aufweisen.
  • Besonders zweckmäßig weisen bei einer erfindungsgemäßen Doppelwand die Verbindungselemente zumindest an einem ihrer Enden, vorzugsweise an ihren beiden gegenüberliegenden Enden, Endverankerungen auf und die Endverankerungen sind benachbart zu einer Außenseite der ersten Wandplatte und/oder zu einer Außenseite der zweiten Wandplatte angeordnet. Endverankerungen an den Enden der Verbindungselemente dienen dazu, die Stabilität der Verbindungen zwischen den Verbindungselementen und den Betonschichten, in denen die Verbindungselemente zumindest abschnittsweise eingefügt bzw. eingegossen sind, weiter zu erhöhen. Durch die Endverankerungen an den Enden der Verbindungselemente wird auch der Widerstand der beiden Wandplatten und somit der Doppelwand gegenüber Biegebeanspruchungen erhöht. Unerwünschte Verformungen oder Verwölbungen der Doppelwand bei mechanischer Belastung bzw. beim Einfüllen von Füllbeton zwischen den beiden Wandplatten können somit erfolgreich vermieden werden. Je nach Ausführung können zumindest einzelne Endverankerungen auch bündig an einer Außenseite der ersten Wandplatte und/oder einer Außenseite der zweiten Wandplatte angeordnet sein.
  • Um eine besonders langlebige Ausführung einer erfindungsgemäßen Doppelwand zu erhalten, sind die Verbindungselemente und/oder die Endverankerungen zumindest in den innerhalb der Betonschichten angeordneten Abschnitten aus Edelstahl oder einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt. Die Verbindungselemente und/oder die Endverankerungen sind in dieser Variante zumindest abschnittsweise oder zur Gänze aus einem korrosionsbeständigen Material, beispielsweise aus Edelstahl oder einem faserverstärkten Kunststoff, gefertigt. Somit wird eine langlebige und besonders robuste Befestigung der Verbindungselemente bzw. der Endverankerungen in der Betonschicht der Wandplatten gewährleistet.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung sind bei einer Doppelwand jeweils mindestens zwei Verbindungsstäbe durch mindestens einen Diagonalstab miteinander verbunden, wobei vorzugsweise die Verbindungsstellen eines Diagonalstabs an Verbindungsstäben jeweils benachbart zu einem Ende eines Verbindungsstabs liegen. Vorteilhaft bilden die mindestens zwei Verbindungsstäbe mit dem mindestens einen Diagonalstab ein besonders stabiles Fachwerk. Die Doppelwand bleibt somit auch bei hohen Zug- und/oder Druckkräften und/oder Biegespannungen, die auf die Verbindungselemente einwirken, besonders formstabil.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung sind bei einer Doppelwand die zumindest zwei Verbindungsstäbe und/oder der zumindest eine Diagonalstab alternierend mit einer ersten Endverankerung und/oder einer ersten Verbindungsstelle in der ersten Wandplatte und mit einer gegenüberliegenden zweiten Endverankerung und/oder einer gegenüberliegenden zweiten Verbindungsstelle in der zweiten Wandplatte befestigt und der Diagonalstab ist zwischen den Verbindungsstellen im Wesentlichen gerade ausgeführt. In dieser Ausführung weisen die Verbindungselemente eine fachwerkartige Struktur auf, welches Fachwerk durch die Verbindungsstäbe und die mit diesen verbundenen Diagonalstäben gebildet wird. Weiters sind die Verbindungsstäbe mit Endverankerungen versehen, wodurch eine besonders robuste Verbindung zwischen den beiden Wandplatten erzielt wird.
  • Die vorstehend genannten erfindungsgemäßen Aufgaben werden im Rahmen der Erfindung auch durch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Doppelwand gelöst, welches Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
    • Anfertigen einer Wandplattenbewehrung für eine erste Wandplatte, umfassend eine äußere Bewehrungslage und eine die äußere Bewehrungslage, vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal, überkreuzende innere Bewehrungslage, wobei die innere Bewehrungslage und die äußere Bewehrungslage an mindestens 10 % ihrer Kreuzungspunkte mittels einer Verbindung miteinander verbunden werden;
    • Einlegen der Wandplattenbewehrung für die erste Wandplatte in einer ersten Schalung, wobei die äußere Bewehrungslage nach unten orientiert ist;
    • Einfügen von Verbindungselementen in die Wandplattenbewehrung, wobei die Verbindungselemente im Wesentlichen lotrecht zur äußeren Bewehrungslage sowie zur inneren Bewehrungslage nach oben orientiert sind;
    • Gegebenenfalls Befestigen der Verbindungselemente an der Wandplattenbewehrung der ersten Wandplatte;
    • Einbringen einer Betonschicht der ersten Wandplatte in die erste Schalung, wobei die Betonschicht der ersten Wandplatte einen hochfesten oder ultrahochfesten Beton enthält, so dass eine der beiden Bewehrungslagen der ersten Wandplatte mit einer Einbettungstiefe in der Betonschicht eingebettet wird, die kleiner ist als der Durchmesser dieser Bewehrungslage, vorzugsweise höchstens den 0,95-fachen Durchmesser dieser Bewehrungslage beträgt;
    • Anfertigen einer Wandplattenbewehrung für eine zweite Wandplatte, umfassend eine äußere Bewehrungslage und eine die äußere Bewehrungslage, vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal, überkreuzende innere Bewehrungslage, wobei die innere Bewehrungslage und die äußere Bewehrungslage an mindestens 10 % ihrer Kreuzungspunkte mittels einer Verbindung miteinander verbunden werden;
    • Einlegen der Wandplattenbewehrung für die zweite Wandplatte in einer zweiten Schalung, wobei die äußere Bewehrungslage nach unten orientiert ist;
    • Anordnen der fertig gestellten ersten Wandplatte mit den Verbindungselementen voraus in die Wandplattenbewehrung der zweiten Wandplatte, wobei die bereits in der ersten Wandplatte verankerten Verbindungselemente mit ihren freien Enden und/oder mit an ihren Enden angeordneten Endverankerungen nach unten, vorzugsweise bündig auf der zweiten Schalung aufliegend, der zweiten Schalung zugewandt sind;
    • Einbringen einer Betonschicht der zweiten Wandplatte, welche Betonschicht für die zweite Wandplatte vorzugsweise einen hochfesten oder ultrahochfesten Beton enthält, in die zweite Schalung, so dass eine der beiden Bewehrungslagen der zweiten Wandplatte mit einer Einbettungstiefe eingebettet wird, die kleiner ist als der Durchmesser dieser Bewehrungslage, vorzugsweise höchstens den 0,95-fachen Durchmesser dieser Wandplattenbewehrung beträgt.
  • Zweckmäßig sind beim oben genannten Verfahren die erste und die zweite Schalung jeweils im Wesentlichen waagrecht angeordnet. Die Wandplattenbewehrung der ersten Wandplatte wird somit in die im Wesentlichen waagrechte erste Schalung eingelegt, wobei die äußere Bewehrungslage zur Schalung nach unten hin orientiert ist.
  • Nachdem die erste Wandplatte fertig gestellt ist, wird diese mit den Verbindungselementen voraus in die bereits in der zweiten Schalung vorbereitete Wandplattenbewehrung der zweiten Wandplatte eingefügt bzw. in diese eingesteckt. Dieser Vorgang, bei dem die fertige erste Wandplatte gegebenenfalls gewendet bzw. gestürzt wird, um mit den Verbindungselementen voraus bzw. nach unten der zweiten Schalung zugewandt in die Wandplattenbewehrung der zweiten Wandplatte eingefügt zu werden, wird auch als Einwenden der ersten Wandplatte bezeichnet.
  • Da erst nach dem Einwenden der ersten Wandplatte die Betonschicht für die zweite Wandplatte in die Schalung eingebracht wird, liegen die Verbindungselemente je nach Ausführung mit ihren freien Enden oder mit Endverankerungen, die an ihren Enden befestigt sind, zumindest benachbart zur Schalung nach unten. Die Dicke der Betonüberdeckung der freien Enden der Verbindungselemente oder der Endverankerungen zur Außenseite der zweiten Wandplatte hin kann somit beliebig eingestellt werden. Vorzugsweise können die Verbindungselemente mit ihren freien Enden und/oder mit an ihren Enden angeordneten Endverankerungen auch bündig auf der Schalung aufliegen, wodurch die Dicke der Betonüberdeckung zur Außenseite der zweiten Wandplatte hin minimal wird bzw. die Verbindungselemente bündig bis an die Außenseite der zweiten Wandplatte reichen. Somit wird insbesondere bei Einsatz von hochfestem oder ultrahochfestem Beton sowohl für die Herstellung der Betonschicht der ersten Wandplatte, als auch der zweiten Wandplatte eine besonders leichte und robuste Doppelwand mit minimalen Wandstärken geschaffen.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es weiters auch denkbar, ein Verfahren zur Herstellung einer Doppelwand mit nur einer Schalung durchzuführen, wobei die Schalung zuerst zum Herstellen der ersten Wandplatte verwendet wird. Nach Entnahme der fertigen ersten Wandplatte aus der Schalung kann dieselbe Schalung anschließend zur Herstellung der zweiten Wandplatte bzw. zum Einwenden der fertigen ersten Wandplatte in die Wandplattenbewehrung der zweiten Wandplatte verwendet werden. Auch diese vereinfachte Herstellungsvariante unter Verwendung nur einer Schalung, die zur Herstellung beider Wandplatten dient, ist von der Erfindung mitumfasst.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachstehenden Erläuterungen von in den Zeichnungen Fig. 1 bis Fig. 15 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen.
  • In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1 in einer isometrischen Ansicht schräg von oben eine erste Wandplatte während der Herstellung einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Doppelwand;
    • Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittebene II - II während der Herstellung der Doppelwand;
    • Fig. 3 eine Schnittansicht der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Doppelwand gemäß der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittebene III - III nach dem Herstellen einer zweiten Wandplatte;
    • Fig. 4 eine Schnittansicht einer ersten Wandplatte einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Doppelwand gemäß der in Fig. 5 eingezeichneten Schnittebene IV - IV;
    • Fig. 5 eine Schnittansicht der ersten Wandplatte der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Doppelwand gemäß der in Fig. 4 eingezeichneten Schnittebene V - V;
    • Fig. 6 eine Schnittansicht einer ersten Wandplatte einer Doppelwand in einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform von gemäß der in Fig. 7 eingezeichneten Schnittebene VI - VI;
    • Fig. 7 einen Schnitt der ersten Wandplatte gemäß der in Fig. 6 eingezeichneten Schnittebene VII - VII;
    • Fig. 8 eine Schnittansicht einer ersten Wandplatte einer Doppelwand in einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsvariante gemäß der in Fig. 9 eingezeichneten Schnittebene VIII - VIII;
    • Fig. 9 die erste Wandplatte der vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Doppelwand in einer Schnittansicht gemäß der in Fig. 8 eingezeichneten Schnittebene IX - IX;
    • Fig. 10 in einer Schnittansicht gemäß der in Fig. 11 eingezeichneten Schnittebene X - X eine erste Wandplatte einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Doppelwand;
    • Fig.11 einen Schnitt der ersten Wandplatte gemäß der in Fig. 10 eingezeichneten Schnittebene XI - XI;
    • Fig.12 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Doppelwand;
    • Fig.13 einen Schnitt durch einen Träger mit einem Rechteckquerschnitt, der mit einer erfindungsgemäßen Doppelwand hergestellt wird;
    • Fig.14 einen Schnitt durch einen Träger mit einem Kastenquerschnitt, der mit zwei erfindungsgemäßen Doppelwänden hergestellt wird.
  • In den Abbildungen Fig. 1 bis Fig. 3 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppelwand während der Fertigung dargestellt. Fig. 1 zeigt dabei einen Zustand im Herstellungsprozess einer erfindungsgemäßen Doppelwand 3 nach dem Herstellen einer ersten Wandplatte 1. Die Wandplatte 1 umfasst eine Betonschicht 5 aus hochfestem Beton mit einer Wandplattenbewehrung 6, die eine äußere Bewehrungslage 7 und eine innere Bewehrungslage 8 umfasst. Die Wandplattenbewehrung 6 besteht in der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform aus einer Betonstahlbewehrung, die einen annähernd kreisförmigen Querschnitt und eine glatte Oberfläche 21 aufweist. Die äußere Bewehrungslage 7 und die innere Bewehrungslage 8 liegen in Parallelebenen direkt nebeneinander bzw. berühren einander in Kreuzungspunkten, wobei die äußere Bewehrungslage 7 und die innere Bewehrungslage 8 hier im Wesentlichen orthogonal überkreuzend angeordnet sind. Die äußere Bewehrungslage 7 und die innere Bewehrungslage 8 sind hier an 50 % der Kreuzungspunkte bzw. Berührungspunkte, an denen die Bewehrungsstäbe der äußeren Bewehrungslage 7 und der inneren Bewehrungslage 8 überkreuzend aneinander anliegen, miteinander verschweißt. Somit ist an den miteinander verschweißten Kreuzungspunkten eine stabile, stoffschlüssige Verbindung 23 der äußeren Bewehrungslage 7 mit der inneren Bewehrungslage 8, welche gemeinsam die Wandplattenbewehrung 6 bilden, gegeben.
  • Die innere Bewehrungslage 8 ist hier derart in der Betonschicht 5 angeordnet, dass ein oberer Teil der inneren Bewehrungslage 8 aus einer Innenseite 13 der Betonschicht 5 herausragt. Eine Einbettungstiefe E der inneren Bewehrungslage 8 ist somit kleiner als ein Durchmesser D der Wandplattenbewehrung 6 der inneren Bewehrungslage 8. Die Einbettungstiefe E in der Betonschicht 5 beträgt hier in Fig. 1 beispielhaft den 0,70-fachen Durchmesser D der Wandplattenbewehrung 6 der inneren Bewehrungslage 8. Eine Außenseite 11 der ersten Wandplatte 1 liegt bei der Herstellung auf einer nicht dargestellten Schalung auf und weist deshalb eine schalglatte Oberfläche auf. Die äußere Bewehrungslage 7 der ersten Wandplatte 1 ist hier zur Gänze in die Betonschicht 5 eingebettet.
  • Wie eingangs bereits festgehalten wurde beziehen sich die Lageangaben einer inneren Bewehrungslage 8 sowie einer äußeren Bewehrungslage 7 jeweils auf deren Lage relativ zur fertigen Doppelwand 3. Die inneren Bewehrungslagen 8 sind jeweils benachbart zu den Innenseiten 13, 14 der Wandplatten 1, 2 angeordnet bzw. sind zur jeweils gegenüberliegenden anderen Wandplatte hin orientiert. Die inneren Bewehrungslagen 8 weisen bei der fertigen Doppelwand 3 also zum Zwischenraum zwischen den beiden Wandplatten 1, 2 hin. Umgekehrt sind die äußeren Bewehrungslagen 7 jeweils außenseitig benachbart zu den Außenseiten 11, 12 der Wandplatten 1, 2 angeordnet und sind bei der fertigen Doppelwand 3 jeweils vom Zwischenraum zwischen den beiden Wandplatten 1, 2 abgewandt.
  • Wie in Fig. 1 veranschaulicht sind in der ersten Wandplatte 1 beispielhaft vier unterschiedliche Verbindungselemente 4 angeordnet. Diese verschiedenartigen Ausführungsformen von Verbindungselementen 4 dienen hier dem besseren Verständnis. Je nach Ausführung können im Rahmen der Erfindung dieselben Verbindungselemente 4 oder unterschiedliche Verbindungselemente 4 als Verbindungen zwischen den Wandplatten 1, 2 bzw. zur Herstellung einer Doppelwand 3 verwendet werden.
  • Beispielhaft sind in Fig. 1 links hinten ein Verbindungselement 4 mit einem winkelförmigen Querschnitt 15 bzw. mit einem Winkelprofil 15, links vorne ein Verbindungselement 4 mit einem trapezförmigen Querschnitt 16 bzw. mit einem Trapezprofil 16, rechts vorne ein Verbindungselement 4 mit einem wellenförmigen Querschnitt 17 bzw. mit einem Wellenprofil 17 und im Bild rechts hinten ein Verbindungselement 4 mit Fachwerkstäben 18 dargestellt. Alle Verbindungselemente 4 weisen Verbindungsstäbe 9 auf, die mit ihren Stabenden jeweils in den Betonschichten 5 der ersten Wandplatte 1 und einer der ersten Wandplatte 1 gegenüberliegenden zweiten Wandplatte 2, die in Fig. 3 dargestellt ist, verankert sind. Um die Verankerung der Verbindungsstäbe 9 jeweils in den Betonschichten 5 der ersten Wandplatte 1 bzw. der zweiten Wandplatte 3 zu verbessern, sind in den Ausführungsformen der in Fig. 1 dargestellten Verbindungselemente 4 mit winkelförmigem Querschnitt 15, mit wellenförmigem Querschnitt 17 sowie in der Ausführung mit Fachwerkstäben 18 die Verbindungsstäbe 9 an ihren Stabenden zusätzlich jeweils mit Endverankerungen 10 ausgestattet. Diese Endverankerungen 10 können beispielsweise durch das Aufschweißen von Endplatten aus Edelstahl auf die Verbindungsstäbe 9 hergestellt werden. Alternativ dazu können die Endverankerungen 10 durch eine Verdickung des Endbereichs der Verbindungsstäbe 9 gebildet werden. Die nahe den Außenseiten 11, 12 der Wandplatten 1, 2 angeordneten Endverankerungen 10 sowie die Verbindungsstäbe 9 sind hier in den Ausführungsvarianten als Verbindungselemente 4 mit Fachwerkstäben 18 sowie der Verbindungselemente 4 mit winkelförmigem Querschnitt 15 aus einem nichtrostenden Material, beispielsweise aus Edelstahl, hergestellt. DieVerbindungselemente 4 mit wellenförmigem Querschnitt 17 sind hier aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt.
  • Die Schnittansicht in Fig. 2 durch die erste erfindungsgemäße Ausführungsform gemäß der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittebene II - II zeigt eine erste Wandplatte 1 während der Herstellung einer Doppelwand 3. Die Betonschicht 5 aus hochfestem Beton hat eine schalglatte Außenseite 11 und eine Innenseite 13, die wegen der herausragenden inneren Bewehrungslage 8 der Wandplattenbewehrung 6 eine Oberfläche mit sehr guten Verbundeigenschaften aufweist. Die Einbettungstiefe E der inneren Bewehrungslage 8 in der Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 beträgt hier den 0,70-fachen Durchmesser D der Wandplattenbewehrung 6 der inneren Bewehrungslage 8. Die äußere Bewehrungslage 7 ist hier zur Gänze in der Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 eingebettet.
  • In der Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 sind in Fig. 2 weiters die Anordnung des Verbindungselements 4 mit winkelförmigem Querschnitt 15 und ein Teil eines Verbindungselements 4 aus Fachwerkstäben 18 zu erkennen. Das Verbindungselement 4 mit winkelförmigem Querschnitt 15 weist Verbindungsstäbe 9 auf, die mit dem Winkelprofil 15 verbunden sind und die eine sichere Verankerung in den Betonschichten 5 gewährleisten. Zur Verbesserung der Verankerungseigenschaften der Verbindungsstäbe 9 sind an den Enden der Verbindungsstäbe 9 Endplatten aus einem nichtrostenden Material angeschweißt.
  • Das Verbindungselement 4 aus Fachwerkstäben 18 umfasst Verbindungsstäbe 9, die im Wesentlichen normal zu den Wandplatten 1, 2 angeordnet sind, sowie Diagonalstäbe 19, die jeweils schräg zwischen zwei Verbindungsstäben 9 angeordnet und an Verbindungsstellen 22 mit diesen fachwerkartig verbunden sind. In Fig. 2 ist eine solche Verbindungsstelle 22 zwischen einem Diagonalstab 19 und einem Verbindungsstab 9 zu erkennen. Diese Verbindungsstellen 22 liegen innerhalb der Betonschicht 5, damit Schubkräfte zwischen den Wandplatten 1, 2, die während der Herstellung, dem Transport oder der Montage der Doppelwand 3 auftreten können, ausschließlich durch Normalkräfte in den Verbindungsstäben 9, den Diagonalstäben 19 und innerhalb der Betonschichten 5 aufgenommen werden können.
  • Zur Übertragung von Schubkräften zwischen den beiden Wandplatten 1, 2 bei der Verwendung von Verbindungselementen 4 mit winkelförmigem Querschnitt 15 muss das winkelförmige Profil 15, beispielsweise ein Stahlwinkel, so angeordnet werden, dass das winkelförmige Profil 15 an seinen freien Enden jeweils einige Millimeter in jede der Betonschichten 5 der beiden Wandplatten 1, 2 hineinragt.
  • Der in Fig. 3 dargestellte Schnitt durch die erste erfindungsgemäße Ausführungsform zeigt die Doppelwand 3 nach dem Herstellen der zweiten Wandplatte 2. Die zweite Wandplatte 2 umfasst ebenfalls eine Betonschicht 5 aus hochfestem Beton, in die eine Wandplattenbewehrung 6 so eingebettet ist, dass die innere Bewehrungslage 8 über die Innenseite 14 der zweiten Wandplatte 2 herausragt und diese deshalb teilweise im Hohlraum zwischen den beiden Wandplatten 1, 2 zu liegen kommt. Die Einbettungstiefe E der inneren Bewehrungslage 8 in der Betonschicht 5 der zweiten Wandplatte 2 beträgt hier ebenfalls den 0,70-fachen Durchmesser D der Wandplattenbewehrung 6 der inneren Bewehrungslage 8. Die äußere Bewehrungslage 7 ist hier zur Gänze in die Betonschicht 5 der zweiten Wandplatte 2 eingebettet.
  • Die zweite Wandplatte 2 wird mit der ersten Wandplatte 1 verbunden, indem die erste Wandplatte 1 samt den in der Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 bereits befestigten Verbindungselementen 4, wie sie in der Fig. 2 dargestellt sind, mit den Verbindungselementen 4 voraus nach unten in die Wandplattenbewehrung 6 der zweiten Wandplatte 2 eingewendet werden. Die Betonstahlbewehrung der zweiten Wandplatte 2 befindet sich dazu bereits in einer Schalung für die zweite Wandplatte 2 eingelegt. Nach dem Eingießen von Beton in die Schalung und dem Aushärten der Betonschicht 5 der zweiten Wandplatte 2 entsteht die fertige Doppelwand 3. Die Außenseite 12 der zweiten Wandplatte 2 weist - wie auch die Außenseite 11 der ersten Wandplatte 1 - ebenfalls eine schalglatte Oberfläche auf.
  • Bei dem in Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellten Beispiel ist es von Vorteil, zuerst die Wandplattenbewehrung 6 der zweiten Wandplatte 2 zu verlegen, dann die fertig gestellte erste Wandplatte 1 mit den Verbindungselementen 4 in die Wandplattenbewehrung 6 der zweiten Wandplatte 2 einzuwenden und erst anschließend den Beton für die Betonschicht 5 der zweiten Wandplatte 2 einzubringen. Somit wird erreicht, dass die Verbindungselemente 4, welche bereits in der fertig gestellten Wandplatte 1 verankert sind, mit ihren freien Enden bzw. mit Endverankerungen 10 an ihren Enden bündig auf einer ebenen Schalungsfläche der zweiten Wandplatte 2 aufliegen. Diese Vorgehensweise ist insbesondere bei der Verwendung von Verbindungselementen 4 mit Endverankerungen 10, die beispielsweise die Form von Endplatten haben, von Vorteil, weil dadurch ein planes Aufliegen der plattenförmigen Endverankerungen 10 auf der Schalung der zweiten Wandplatte 2 gewährleistet wird.
  • Wird umgekehrt zuerst eine Betonschicht 5 für die zweite Wandplatte 2 in die Schalung eingebracht und erst danach die erste Wandplatte 1 mit den Verbindungselementen 4 in die Betonschicht 5 der zweiten Wandplatte 2 eingewendet, könnten Zuschlagskörner der Betonschicht 5 unter den Endverankerungen 10 zu liegen kommen und dadurch ein vollständiges Aufliegen der Endverankerungen 10 auf der ebenen Schalungsfläche der zweiten Wandplatte 2 verhindern. In diesem Fall würde die Dicke der fertig gestellten Doppelwand 3 von der planmäßigen Dicke zumindest um die Dicke der an den Endverankerungen 10 anhaftenden Schichtdicke der Zuschlagskörner abweichen bzw. die planmäßige Dicke übersteigen.
  • Je nach Variante des Herstellungsverfahrens ist es sowohl denkbar, ein und dieselbe Schalung zur Herstellung sowohl der ersten Wandplatte 1, als auch der zweiten Wandplatte 2 zu verwenden. Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung vorgesehen, eine erste Schalung zur Herstellung der ersten Wandplatte 1 sowie eine zweite Schalung zur Herstellung der zweiten Wandplatte 2 zu verwenden.
  • In den folgenden in Fig. 4 bis Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispielen werden jeweils erfindungsgemäße Doppelwände 3 gezeigt, bei denen der besseren Übersichtlichkeit wegen jeweils die zweite Wandplatte 2 und die Verbindungselemente 4 zwischen den beiden Wandplatten 1, 2 nicht dargestellt sind.
  • Eine Detailansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppelwand 3 ist in den Abbildungen Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt. Es sei erwähnt, dass die in den Abbildungen Fig. 4 und Fig. 5 gezeigte äußere Bewehrungslage 7 teilweise durch die Längsstäbe 29 eines in Fig. 12 dargestellten Gitterträgers 24, welcher aus den Längsstäben 29 und Diagonalstäben 30 besteht, ersetzt werden kann. Die Wandplattenbewehrung 6 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus der inneren Bewehrungslage 8, die durch die gerippten Bewehrungsstäbe 20 gebildet wird und der äußeren Bewehrungslage 7, die durch die Längsstäbe 29 des Gitterträgers 24 und durch die gerippten Bewehrungsstäbe 20 gebildet wird.
  • Die Qualität der Verbundeigenschaften zwischen der ersten Wandplatte 1 und einem Füllbeton, welcher bei einer fertigen Doppelwand 3 in den Zwischenraum zwischen der ersten Wandplatte 1 und der hier nicht gezeigten Wandplatte 2 verfüllt wird, wird bei diesem Beispiel zu einem großen Teil durch die teilweise Einbettung der inneren Bewehrungslage 8 in die erste Wandplatte 1 und zu einem wesentlich geringeren Teil durch die Diagonalstäbe 30 des Gitterträgers 24 gewährleistet. Die gerippten Bewehrungsstäbe 20 der nur teilweise eingebetteten inneren Bewehrungslage 8 vergrößern die Rauigkeit der Innenseite 13 der ersten Wandplatte 1. Die Diagonalstäbe 30 des Gitterträgers 24 tragen zur Verbesserung der Verbundeigenschaften durch Dübelwirkung bei. Die Verbundkräfte, die durch Dübelwirkung übertragen werden können, sind kleiner als jene, die durch die raue Oberfläche an der Innenseite 13 der ersten Wandplatte 1 übertragen werden. Die Übertragung von Verbundkräften über eine Fläche mit definierter Rauigkeit wird durch einen Druckspannungszustand normal zur Fläche begünstigt. Dieser Druckspannungszustand stellt sich bei der erfindungsgemäßen Doppelwand ein, wenn kleine Relativverschiebungen die durch äußere Belastungen hervorgerufen werden, zwischen Wandplatte 1 und dem Füllbeton auftreten. Wegen der durch die nur teilweise Einbettung der gerippten Bewehrungsstäbe 20 der inneren Bewehrungslage 8 definierten Rauigkeit der Innenseite 13 der ersten Wandplatte 1 rufen diese Relativverschiebungen zwischen der ersten Wandplatte 1 und dem Füllbeton Zugkräfte in den Verbindungselementen 4, die in Fig. 4 und Fig. 5 nicht dargestellt sind, und den Diagonalstäben 30 der Gitterträger 24 hervor. Aus Gleichgewichtsgründen erzeugen diese Zugkräfte einen Druckspannungszustand normal zur Innenseite 13 der ersten Wandplatte 1.
  • Eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppelwand 3 ist in den Abbildungen Fig. 6 und Fig. 7 dargestellt. Die Dicke der Betonschicht 5 ist bei dieser Ausführungsform gleich der Summe der Dicke der Betonüberdeckung B und dem Durchmesser D der äußeren Bewehrungslage 7 der Wandplattenbewehrung 6 und dem halben Durchmesser der inneren Bewehrungslage 8 der Wandplattenbewehrung 6. Die äußere Bewehrungslage 7 ist zur Gänze in der Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 eingebettet. Die innere Bewehrungslage 8 weist hier eine Einbettungstiefe E in der Betonschicht 5 auf, die einen halben Durchmesser D der Wandplattenbewehrung 6 der inneren Bewehrungslage 8 beträgt. Die Wandplattenbewehrung 6 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einer korrosionsbeständigen Bewehrung aus einem glasfaserverstärkten Verbundwerkstoff in stabförmiger Ausbildung. Verbindungen 23 an den Kreuzungspunkten K verbinden die äußere Bewehrungslage 7 mit der inneren Bewehrungslage 8. Die Verbindungen 23 werden als Klebeverbindungen mit Epoxidharz ausgeführt. Die gerippten Bewehrungsstäbe 20, aus denen die innere Bewehrungslage 8 gebildet wird, ragen mit der halben Querschnittfläche über die Innenseite 13 der ersten Wandplatte 1. Verbundkräfte zwischen erster Wandplatte 1 und dem Füllbeton, der in den Zwischenraum zwischen den Wandplatten 1, 2 der fertigen Doppelwand 3 verfüllt wird, können über die zur Hälfte in der ersten Wandplatte 1 und zur Hälfte im Füllbeton eingebettete Wandplattenbewehrung 6 aufgenommen werden.
  • Eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppelwand 3 ist in den Abbildungen Fig. 8 und Fig. 9 dargestellt. Die Wandplattenbewehrung 6 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einer korrosionsbeständigen Betonstahlbewehrung aus Edelstahl. Die Dicke der Betonschicht 5 ist bei dieser Ausführungsform so groß, dass die innere Bewehrungslage 8 der Wandplattenbewehrung 6 nur 2 mm über die Innenseite 13 der ersten Wandplatte 1 hinausragt. Verbundkräfte zwischen erster Wandplatte 1 und dem nicht dargestellten Füllbeton im Zwischenraum zwischen den Wandplatten 1, 2 werden über den herausragenden Teil der Wandplattenbewehrung 6 der inneren Bewehrungslage 8 übertragen. In Fig. 8 ist zu erkennen, dass nur an einem der beiden gezeigten Kreuzungspunkte K der Bewehrungsstab der inneren Bewehrungslage 8 mit der Wandplattenbewehrung 6 der äußeren Bewehrungslage 7 mit einer Verbindung 23, die als Schweißverbindung ausgeführt ist, verbunden ist. Die Bewehrungsstäbe der äußeren Bewehrungslage 7 weisen hier einen kleineren Durchmesser D' auf im Vergleich zu den Bewehrungsstäben der inneren Bewehrungslage 8 mit größeren Querschnitten bzw. mit größerem Durchmesser D". Die äußere Bewehrungslage 7 und die innere Bewehrungslage 8 bestehen aus gerippten Bewehrungsstäben 20.
  • Eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppelwand 3 ist in den Abbildungen Fig. 10 und Fig. 11 dargestellt. Bei diesem Beispiel weist die Wandplattenbewehrung 6 der inneren Bewehrungslage 8 keine Einbettung in die Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 auf. Nach dem Einbringen des Füllbetons ist die innere Bewehrungslage 8 zur Gänze im Füllbeton eingebettet. Die Wandplattenbewehrung 6 der äußeren Bewehrungslage 7 ist so in der Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 angeordnet, dass die eine Hälfte der Wandplattenbewehrung 6 der äußeren Bewehrungslage 7 in der Betonschicht 5 eingebettet ist. Die Einbettungstiefe E der äußeren Bewehrungslage 7 in die Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 beträgt daher nur den halben Durchmesser D der Wandplattenbewehrung 6 der äußeren Bewehrungslage 7. Biegebeanspruchungen beim Einbringen des Füllbetons werden von der Betonschicht 5 mit der teilweise eingebetteten Wandplattenbewehrung 6 der äußeren Bewehrungslage 7 und der lediglich über Verbindungen 23, die als Schweißverbindungen ausgeführt sind, angeschlossenen, als Betonstahlbewehrung ausgeführten Wandplattenbewehrung 6 der inneren Bewehrungslage 8 aufgenommen. Der Tragmechanismus in Richtung der äußeren Bewehrungslage 7 entspricht dem eines Stahlbetonquerschnitts. Der Tragmechanismus in Richtung der inneren Bewehrungslage 8 entspricht dem einer Stahl-Beton-Verbundkonstruktion. Verbundkräfte zwischen erster Wandplatte 1 und dem Füllbeton im Zwischenraum zwischen den Wandplatten 1, 2 in der fertig gestellten Doppelwand 3 werden an der Innenseite 13 der ersten Wandplatte 1 übertragen, weil die teilweise in der Betonschicht 5 und teilweise im Füllbeton eingebettete Wandplattenbewehrung 6 der äußeren Bewehrungslage 7 eine definierte Oberflächenrauigkeit in der Kontaktfläche zwischen der Wandplatte 1 und einem Füllbeton erzeugt.
  • In der Abbildung Fig. 12 wird gezeigt, dass die äußere Bewehrungslage 7 durch eine textile Bewehrung 31 gebildet werden kann. Die in Fig. 12 dargestellte textile Bewehrung 31 ist eine dreidimensionale Struktur, die teilweise in der Betonschicht 5 der ersten Wandplatte 1 eingebettet ist. Eine derartige textile Bewehrung 31 wird beispielsweise von der Firma solidian GmbH (Sigmaringer Straße 150, 72458 Albstadt, Deutschland) erzeugt und unter der Marktbezeichnung soligrid® Gitterstruktur vertrieben. Die textilen Bewehrungselemente bestehen aus einer Vielzahl von einzelnen feinen Fasern die zu Rovingen gebündelt werden. Diese Rovinge werden wiederum zu Gitterstrukturen (z.B. in Fig. 12 in Gestalt des Gitterträgers 24) verbunden, die in Summe Kräfte in der Größenordnung von konventioneller Stahlbewehrung aufnehmen können. Durch die Feinheit der Gitterstruktur können die Verbundkräfte auch mit wenigen Millimetern Betondeckung problemlos übertragen werden. Aufgrund der Korrosionsunempfindlichkeit der für die textile Bewehrung verwendeten Materialen (AR-Glas, Carbon, Basaltfasern) ist auch diesbezüglich mit wenigen Millimetern Betondeckung das Auslangen gefunden. Die dreidimensionale textile Bewehrung 31, die teilweise in der ersten Wandplatte 1 und teilweise in einem Füllbeton angeordnet ist, bewirkt, dass bei geringen Relativverschiebungen zwischen erster Wandplatte 1 und Füllbeton Zugkräfte in den schräg zur Innenseite 13 der ersten Wandplatte 1 angeordneten Teilen der textilen Bewehrung 31 entstehen. Diese Zugkräfte bewirken einen Druckspannungszustand auf der Innenseite 13 der ersten Wandplatte 1, der sich günstig auf die Verbundsteifigkeit und die übertragbaren Verbundkräfte zwischen der ersten Wandplatte 1 und einem Füllbeton auswirkt. Bei Relativverschiebungen zwischen der ersten Wandplatte 1 und einem Füllbeton entstehen natürlich auch Zugkräfte in den Verbindungselementen 4, die allerdings in der Fig. 12 nicht dargestellt sind.
  • Die gerippten Bewehrungsstäbe 20 der inneren Bewehrungslage 8 werden mittels einem Rödeldraht 32 mit der textilen Bewehrung 31 verbunden, um eine Verbindung 23 zwischen der äußeren Bewehrungslage 7 und der inneren Bewehrungslage 8 zu schaffen, die während der Herstellung der Betonschicht 5 die Formstabilität der Wandplattenbewehrung 6 gewährleistet. Abweichend vom Wortlaut des Anspruchs 1 sind in Fig. 12 die äußere Bewehrungslage 7 und die innere Bewehrungslage 8 zur Gänze in der Betonschicht 5 eingebettet dargestellt.
  • Die hohe Dichtigkeit von ultrahochfestem Beton ermöglicht die Herstellung von Wandplatten 1 mit sehr geringer Betonüberdeckung B zu einer Bewehrung, die korrodieren kann. Die Betonüberdeckung zur textilen Bewehrung 31 ist für die Korrosionsbeständigkeit der Doppelwand 3 nicht relevant, weil die textile Bewehrung 31 nicht korrodieren kann. Eine gewisse Betonüberdeckung der textilen Bewehrung 31 ist allerdings erforderlich, um durch Verbundwirkung die statische Wirksamkeit der textilen Bewehrung 31 in der Betonschicht 5 zu gewährleisten.
  • Üblicherweise werden Doppelwände im Hochbau zur Herstellung von Kellerwänden und Geschoßwänden eingesetzt. Fig. 13 und Fig. 14 zeigen Beispiele, wie eine erfindungsgemäße Doppelwand 3 auch in Tragkonstruktionen des konstruktiven Ingenieurbaus verwendet werden kann.
  • In Fig. 13 wird gezeigt, wie eine Doppelwand 3, die Verbindungselemente 4 mit winkelförmigem Querschnitt 15 aufweist, zur Schaffung eines Trägers 27 mit einem rechteckigen Querschnitt eingesetzt werden kann. In der ersten Wandplatte 1 und in der zweiten Wandplatte 2 können Gitterträger 24 (nicht dargestellt) angeordnet werden, an deren aus den Wandplatten 1, 2 herausragenden Längsstäben 29 (nicht dargestellt) die Verbindungselemente 4 mit winkelförmigem Querschnitt angeschweißt werden. Die erste Wandplatte 1 und die zweite Wandplatte 2 der Doppelwand 3 bilden dabei jeweils gegenüberliegende Außenwände des Trägers 27. Eine Bodenplatte 25 wird beispielsweise bereits im Fertigteilwerk mit einer in Fig. 13 nicht dargestellten Anschlussbewehrung mit den beiden Wandplatten 1, 2 verbunden. Dadurch entsteht ein sehr leichter Träger 27 mit U-förmigem bzw. trogförmigem Querschnitt. Das geringe Gewicht des Trägers 27 ist von großem Vorteil während der Transport- und Montagevorgänge auf der Baustelle. Nach dem Versetzen des Trägers 27 auf der Baustelle und dem Anspannen von in Fig. 13 nicht dargestellten Spanngliedern kann Füllbeton in den Hohlraum zwischen den beiden Wandplatten 1, 2 eingebracht werden. Vor dem Einfüllen des Füllbetons können Ankerstangen in Hüllrohren montiert werden. Durch Befestigen von Ankerplatten an den Außenseiten 11, 12 der Wandplatten 1, 2 kann der Widerstand der erfindungsgemäßen Doppelwand 3 gegenüber Beanspruchungen aus dem Betonierdruck beim Einbringen des Füllbetons zusätzlich vergrößert werden. Der Füllbeton wird durch die Bodenplatte 25 daran gehindert, zwischen den Wandplatten 1, 2 durchzulaufen. Nach dem Erhärten des Füllbetons, der in Fig. 13 nicht explizit gezeigt ist, entsteht ein Träger 27 mit rechteckigem Vollquerschnitt.
  • In Fig. 14 wird gezeigt, wie zwei erfindungsgemäße Doppelwände 3 mit Verbindungselementen 4 in Form von Gitterträgern 24 zur Schaffung eines Trägers 28 mit kastenförmigem Querschnitt eingesetzt werden können. Die Diagonalstäbe 30 des Gitterträgers 24 verbinden die beiden Wandplatten 1, 2. Der Gitterträger 24 wird bei diesem Ausführungsbeispiel aus Bewehrungsstäben aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestellt. Die beiden Doppelwände 3 dienen dabei als Stege des Trägers 28 mit Kastenquerschnitt. Eine Bodenplatte 25 und eine Deckplatte 26, welche mit den Doppelwänden 3 verbunden sind, vervollständigen den kastenförmigen Querschnitt, der in diesem noch unbefüllten Zustand ein viel geringeres Gewicht als im Endzustand nach dem Einbringen von Füllbeton aufweist. Das geringe Gewicht ist zur Herstellung beispielsweise von Brückenträgern 28 im Bauzustand von sehr großem Vorteil. Alternativ zur in Fig. 14 gezeigten Ausführungsform könnte die Deckplatte 26 ebenfalls aus einer erfindungsgemäßen dritten Doppelwand 3 hergestellt werden.
  • Als Füllbeton können in den gezeigten Ausführungsbeispielen zum Verfüllen der Zwischenräume zwischen den Wandplatten 1, 2 bzw. zum Verfüllen der Hohlräume in den Trägern 27, 28 beliebige Betonqualitäten wie zum Beispiel Normalbeton, hochfester Beton, ultrahochfester Beton oder Leichtbeton verwendet werden.
  • In den gezeigten Ausführungsbeispielen wurden Bewehrungsstäbe mit glatter und gerippter Oberfläche beschrieben. Durch die Erfindung sind Bewehrungsstäbe mit beliebiger Ausführung der Oberfläche, wie z.B. mit Riefen, Rillen oder Noppen, mit eingeschlossen.
  • In der Patentanmeldung wurden Bewehrungsstäbe und textile Bewehrungen aus faserverstärkten Verbundwerkstoffen mit Glasfasern, Kohlenstofffasern und Basaltfasern beschrieben. Durch die Erfindung sind Bewehrungsstäbe und textile Bewehrungen aus faserverstärkten Verbundwerkstoffen mit beliebigen Fasern und Matrixmaterialien mit eingeschlossen.
    • Liste der Bezugszeichen:
    • 1
    erste Wandplatte
    2
    zweite Wandplatte
    3
    Doppelwand
    4
    Verbindungselement
    5
    Betonschicht
    6
    Wandplattenbewehrung
    7
    äußere Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung
    8
    innere Bewehrungslage der Wandplattenbewehrung
    9
    Verbindungsstab
    10
    Endverankerung
    11
    Außenseite der ersten Wandplatte 1
    12
    Außenseite der zweiten Wandplatte 2
    13
    Innenseite der ersten Wandplatte 1
    14
    Innenseite der zweiten Wandplatte 2
    15
    Verbindungselement mit winkelförmigem Querschnitt bzw. mit Winkelprofil
    16
    Verbindungselement mit trapezförmigem Querschnitt bzw. mit Trapezprofil
    17
    Verbindungselement mit wellenförmigem Querschnitt bzw. mit Wellenprofil
    18
    Verbindungselement aus Fachwerkstäben
    19
    Diagonalstab
    20
    gerippter Bewehrungsstab
    21
    glatte Oberfläche
    22
    Verbindungsstelle zwischen Diagonalstab 19 und Verbindungsstab 9
    23
    Verbindung zwischen den Bewehrungslagen 7 und 8
    24
    Gitterträger
    25
    Bodenplatte
    26
    Deckplatte
    27
    Träger
    28
    Träger bzw. Brückenträger
    29
    Längsstab eines Gitterträgers
    30
    Diagonalstab eines Gitterträgers
    31
    textile Bewehrung
    32
    Rödeldraht
    Liste der Bezugszeichen (Fortsetzung):
    • B
    Betonüberdeckungsdicke
    E
    Einbettungstiefe
    D
    Durchmesser der Wandplattenbewehrung (bzw. D', D")
    K
    Kreuzungspunkt zwischen den Bewehrungslagen 7 und 8

Claims (21)

  1. Doppelwand (3), umfassend eine erste Wandplatte (1), eine von der ersten Wandplatte (1) beabstandete zweite Wandplatte (2) und Verbindungselemerite (4), die die erste Wandplatte (1) mit der zweiten Wandplatte (2) verbinden, wobei jede der beiden Wandplatten (1, 2) eine Betonschicht (5) und eine Wandplattenbewehrung (6) aufweist, welche Wandplattenbewehrung (6) eine äußere Bewehrungslage (7) und eine die äußere Bewehrungslage (7), vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal, überkreuzende innere Bewehrungslage (8) umfasst, wobei die innere Bewehrungslage (8) und die äußere Bewehrungslage (7) an mindestens 10 % ihrer Kreuzungspunkte (K) mittels einer Verbindung (23) miteinander verbunden sind, mindestens eine der beiden Wandplatten (1, 2) eine Betonschicht (5) mit einer Dicke zwischen 10 mm und 45 mm aufweist und mindestens eine Betonschicht (5) einen hochfesten oder ultrahochfesten Beton enthält, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Wandplatte (1,2) eine der beiden Bewehrungslagen (7,8) eine Einbettungstiefe (E) in der Betonschicht (5) aufweist, die kleiner ist als der Durchmesser (D) dieser Bewehrungslage (7,8).
  2. Doppelwand (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Betonschicht (5) eine Würfeldruckfestigkeit von 60 N/mm2 bis 500 N/mm2, vorzugsweise von 80 N/mm2 bis 200 N/mm2, aufweist.
  3. Doppelwand (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der mindestens einen Betonschicht (5) mit hochfestem oder ultrahochfestem Beton eine Faserbewehrung enthalten ist.
  4. Doppelwand (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehalt eines Fasermaterials der Faserbewehrung in der Betonschicht (5) von 50 kg/m3 bis 500 kg/m3, vorzugsweise von 200 kg/m3 bis 400 kg/m3, beträgt.
  5. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Wandplatte (1, 2) die äußere Bewehrungslage (7) der Wandplattenbewehrung (6) eine Einbettungstiefe (E) in der Betonschicht (5) aufweist, die mindestens einen halben und höchstens den 0,95-fachen Durchmesser (D) der Wandplattenbewehrung (6) der äußeren Bewehrungslage (7) beträgt und die innere Bewehrungslage (8) der Wandplattenbewehrung (6) zur Gänze außerhalb der Betonschicht (5) liegt.
  6. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Wandplatte (1, 2) die äußere Bewehrungslage (7) der Wandplattenbewehrung (6) zur Gänze in der Betonschicht (5) eingebettet ist und die innere Bewehrungslage (8) der Wandplattenbewehrung (6) eine Einbettungstiefe (E) in der Betonschicht (5) aufweist, die höchstens den 0,95-fachen Durchmesser (D) der Wandplattenbewehrung (6) der inneren Bewehrungslage (8) beträgt.
  7. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandplattenbewehrung (6) eine Betonstahlbewehrung umfasst.
  8. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandplattenbewehrung (6) eine korrosionsbeständige Betonstahlbewehrung aus Edelstahl umfasst.
  9. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandplattenbewehrung (6) eine korrosionsbeständige Bewehrung aus einem glasfaser,- kohlenstofffaser,- oder basaltfaserverstärkten Verbundwerkstoff in stabförmiger Ausbildung umfasst.
  10. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Bewehrungslage (7) eine zweidimensionale textile Bewehrung (31) aus einem glasfaser,- kohlenstofffaser,- oder basaltfaserverstärkten Verbundwerkstoff umfasst.
  11. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Bewehrungslage (7) eine dreidimensionale textile Bewehrung (31) aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff umfasst, wobei die textile Bewehrung (31) nur teilweise in der Betonschicht (5) angeordnet ist und die textile Bewehrung (31) an den Innenseiten (13, 14) der Wandplatten (1,2) herausragt.
  12. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Bewehrung der äußeren Bewehrungslage (7) durch mindestens einen Längsstab (29) eines Gitterträgers (24) gebildet wird.
  13. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (4) im Wesentlichen lotrecht zur äußeren Bewehrungslage (7) und zur inneren Bewehrungslage (8) angeordnet sind.
  14. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (4) als Verbindungsstäbe (9) ausgeführt sind.
  15. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungselemente (4) mit einem winkelförmigen Querschnitt (15) oder einem trapezförmigen Querschnitt (16) oder einem wellenförmigen Querschnitt (17) oder mit Fachwerkstäben (18) oder als Gitterträger (24) ausgeführt sind.
  16. Doppelwand (3) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (4) zumindest an einem ihrer Enden, vorzugsweise an ihren beiden gegenüberliegenden Enden, Endverankerungen (10) aufweisen und die Endverankerungen (10) benachbart zu einer Außenseite (11) der ersten Wandplatte (1) und/oder zu einer Außenseite (12) der zweiten Wandplatte (2) angeordnet sind.
  17. Doppelwand (3) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (4) und/oder die Endverankerungen (10) zumindest in den innerhalb der Betonschichten (5) angeordneten Abschnitten aus Edelstahl oder einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt sind.
  18. Doppelwand (3) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mindestens zwei Verbindungsstäbe (9) durch mindestens einen Diagonalstab (19) miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise die Verbindungsstellen (22) eines Diagonalstabs (19) an Verbindungsstäben (9) jeweils benachbart zu einem Ende eines Verbindungsstabs (9) liegen.
  19. Doppelwand (3) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Verbindungsstäbe (9) und/oder der zumindest eine Diagonalstab (19) alternierend mit einer ersten Endverankerung (10) und/oder einer ersten Verbindungsstelle (22) in der ersten Wandplatte (1) und mit einer gegenüberliegenden zweiten Endverankerung (10) und/oder einer gegenüberliegenden zweiten Verbindungsstelle (22) in der zweiten Wandplatte (2) befestigt sind und der Diagonalstab (19) zwischen den Verbindungsstellen (22) im Wesentlichen gerade ausgeführt ist.
  20. Doppelwand (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (4) als Gitterträger (24) ausgeführt sind und ein Teil der Bewehrung der äußeren Bewehrungslage (7) durch Längsstäbe (29) der Gitterträger (24) gebildet wird.
  21. Verfahren zur Herstellung einer Doppelwand nach einem der Ansprüche 1 bis 20, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    - Anfertigen einer Wandplattenbewehrung (6) für eine erste Wandplatte (1), umfassend eine äußere Bewehrungslage (7) und eine die äußere Bewehrungslage (7), vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal, überkreuzende innere Bewehrungslage (8), wobei die innere Bewehrungslage (7) und die äußere Bewehrungslage (8) an mindestens 10 % ihrer Kreuzungspunkte (K) mittels einer Verbindung (23) miteinander verbunden werden;
    - Einlegen der Wandplattenbewehrung (6) für die erste Wandplatte (1) in einer ersten Schalung, wobei die äußere Bewehrungsläge (7) nach unten orientiert ist;
    - Einfügen von Verbindungselementen (4) in die Wandplattenbewehrung (6), wobei die Verbindungselemente (4) im Wesentlichen lotrecht zur äußeren Bewehrungslage (7) sowie zur inneren Bewehrungslage (8) nach oben orientiert sind;
    - Gegebenenfalls Befestigen der Verbindungselemente (4) an der Wandplattenbewehrung (6) der ersten Wandplatte (1);
    - Einbringen einer Betonschicht (5) der ersten Wandplatte (1) in die erste Schalung, wobei die Betonschicht (5) einen hochfesten oder ultrahochfesten Beton enthält, so dass eine der beiden Bewehrungslagen (7, 8) der ersten Wandplatte (1) mit einer Einbettungstiefe (E) in der Betonschicht (5) eingebettet wird, die kleiner ist als der Durchmesser (D) dieser Bewehrungslage (7, 8);
    - Anfertigen einer Wandplattenbewehrung (6) für eine zweite Wandplatte (2), umfassend eine äußere Bewehrungslage (7) und eine die äußere Bewehrungslage (7), vorzugsweise im Wesentlichen orthogonal, überkreuzende innere Bewehrungslage (8), wobei die innere Bewehrungslage (7) und die äußere Bewehrungslage (8) an mindestens 10 % ihrer Kreuzungspunkte (K) mittels einer Verbindung (23) miteinander verbunden werden;
    - Einlegen der Wandplattenbewehrung (6) für die zweite Wandplatte (2) in einer zweiten Schalung, wobei die äußere Bewehrungslage (7) nach unten orientiert ist;
    - Anordnen der fertig gestellten ersten Wandplatte (1) mit den Verbindungselementen (4) voraus in die Wandplattenbewehrung (6) der zweiten Wandplatte (2), wobei die bereits in der ersten Wandplatte (1) verankerten Verbindungselemente (4) mit ihren freien Enden und/oder mit an ihren Enden angeordneten Endverankerungen (10) nach unten, vorzugsweise bündig auf der zweiten Schalung aufliegend, der zweiten Schalung zugewandt sind;
    - Einbringen einer Betonschicht (5) der zweiten Wandplatte (2), welche Betonschicht (5) vorzugsweise einen hochfesten oder ultrahochfesten Beton enthält, in die zweite Schalung, so dass eine der beiden Bewehrungslagen (7, 8) der zweiten Wandplatte (2) mit einer Einbettungstiefe (E) eingebettet wird, die kleiner ist als der Durchmesser (D) dieser Bewehrungslage (7, 8), vorzugsweise höchstens den 0,95-fachen Durchmesser (D) der Wandplattenbewehrung (6) dieser Bewehrungslage (7, 8) beträgt.
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