EP-4737662-A1 - SHEAR JOINT ASSEMBLIES FOR COMPOSITE PRE-ASSEMBLED ELEMENTS

Abstract

Eine Anordnung (1) zur schubfesten Verbindung eines ersten Bauteils (2) mit einem zweiten Bauteil (3) umfasst eine erste Verbindungsvorrichtung (4), welche im ersten Bauteil vormontierbar ist, und eine zweite Verbindungsvorrichtung (5), welche im zweiten Bauteil vormontierbar ist. Die erste Verbindungsvorrichtung (4) umfasst ein erstes Verbindungselement (10). Die zweite Verbindungsvorrichtung (5) umfasst oder besteht aus einem zweiten Verbindungselement (11). Das erste Verbindungselement (10) und das zweite Verbindungselement (11) sind lösbar mechanisch miteinander verbindbar.

Inventors

• TEUTSCH, Uwe
• ROGENMOSER, Peter

Assignees

• n'H Holding AG Lungern

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241030

Claims (16)

1. Anordnung (1) zur schubfesten Verbindung eines ersten Bauteils (2) mit einem zweiten Bauteil (3), umfassend: - eine erste Verbindungsvorrichtung (4), welche im ersten Bauteil (2) vormontierbar, insbesondere zumindest teilweise darin einbetonierbar ist, und - eine zweite Verbindungsvorrichtung (5), welche im zweiten Bauteil (3) vormontierbar, insbesondere teilweise stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig damit verbindbar und vorzugsweise verklebbar oder verschweissbar oder verschraubbar ist, wobei die erste Verbindungsvorrichtung (4) umfasst: ∘ ein Gehäuse (6), welches einen Hohlraum (7) begrenzt, o ein im Hohlraum (7) angeordnetes Plattenelement (8), wobei das Plattenelement (8) eine Verbindungsöffnung (9) aufweist, und ∘ ein erstes Verbindungselement (10), wobei die zweite Verbindungsvorrichtung (5) ein zweites Verbindungselement (11) umfasst oder daraus besteht, wobei das zweite Verbindungselement (11) im verbundenen Zustand des ersten Bauteils (2) und zweiten Bauteils (3) teilweise in den Hohlraum (7) aufnehmbar und durch die Verbindungsöffnung (9) im Plattenelement (8) hindurchführbar ist, und wobei das erste Verbindungselement (10) und das zweite Verbindungselement (11) lösbar mechanisch miteinander verbindbar sind.
2. Anordnung (1) gemäss Anspruch 1, wobei das erste Verbindungselement (10) und das zweite Verbindungselement (11) kraftschlüssig miteinander verbindbar sind, und/oder wobei das erste Verbindungselement (10) ein Innengewinde (12) und das zweite Verbindungselement (11) ein Aussengewinde (13) zur Ausbildung einer Gewindeverbindung umfassen und insbesondere eine Schraubenmutter und eine Gewindestange sind.
3. Anordnung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (6) eine offene Unterseite (14) aufweist, und wobei das zweite Verbindungselement (11) durch die offene Unterseite (14) in den Hohlraum (7) des Gehäuses (6) aufnehmbar ist, und/oder wobei das Gehäuse (6) eine offene Oberseite (15) aufweist, und wobei das erste Verbindungselement (10) über die offene Oberseite (15) in den Hohlraum (7) aufnehmbar und mit dem zweiten Verbindungselement (11) verbindbar ist.
4. Anordnung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (6) und/oder das Plattenelement (8) und/oder das erste Verbindungselement (10) und/oder das zweite Verbindungselement (11) mindestens ein Metall, vorzugsweise Stahl, umfasst oder daraus besteht, und/oder wobei das Plattenelement (8) unter einem ersten Winkel (α) im Hohlraum (7) angeordnet und das zweite Verbindungselement (11) unter einem zweiten Winkel (β) im zweiten Bauteil (3) vormontierbar ist, wobei der erste Winkel (α) und der zweite Winkel (β) dieselben sind und/oder zwischen 30° bis 50°, vorzugsweise 45°, betragen.
5. Anordnung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (6) zwei einander gegenüberliegende Aufnahmeöffnungen (19; 20) aufweist, in welche zwei einander gegenüberliegende Randbereiche (21; 22) des Plattenelements (8) aufgenommen, insbesondere darin verpresst sind, oder wobei das Gehäuse (6) und das Plattenelement (8) einstückig ausgebildet sind.
6. Anordnung (1) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Verbindungsvorrichtung (4) mindestens ein, vorzugsweise zwei längliche Stabilisierungselemente (23; 24), insbesondere Gewindestangen, aufweist, wobei das Gehäuse (6) mindestens eine und vorzugsweise zwei einander gegenüberliegende Öffnungen (25; 26), insbesondere Gewindeöffnungen aufweist, in welche das mindestens eine und vorzugsweise die zwei länglichen Stabilisierungselemente (23; 24) teilweise aufgenommen sind.
7. Anordnung (100) zur schubfesten Verbindung eines ersten Bauteils (2) mit einem zweiten Bauteil (3), umfassend: - eine erste Verbindungsvorrichtung (101), welche zumindest teilweise im ersten Bauteil (2) anordbar ist, - eine zweite Verbindungsvorrichtung (102), welche im zweiten Bauteil (3) vormontierbar, insbesondere teilweise formschlüssig damit verbindbar und vorzugsweise verklebbar ist, wobei die erste Verbindungsvorrichtung (101) mindestes ein erstes Verbindungselement (103) umfasst, wobei die zweite Verbindungsvorrichtung (102) ein Aufnahmeelement (104) aufweist, welches in einer Ausnehmung (28) des zweiten Bauteils (3) aufnehmbar ist, wobei das Aufnahmeelement (104) mindestens eine Verbindungsöffnung (105) mit einem zweiten Verbindungselement (106) aufweist, wobei das erste Verbindungselement (103) teilweise in die Verbindungsöffnung (105) im Aufnahmeelement (104) aufnehmbar ist, und wobei das erste Verbindungselement (103) und das zweite Verbindungselement (106) lösbar mechanisch verbindbar sind.
8. Anordnung (100) gemäss Anspruch 7, wobei die zweite Verbindungsvorrichtung (102) mindestens ein Befestigungselement (107) umfasst, wobei das Befestigungselement (107) im zweiten Bauteil (3) vormontierbar, insbesondere teilweise formschlüssig damit verbindbar und insbesondere verklebbar ist und/oder eine Gewindestange ist, und wobei das Befestigungselement (107) teilweise in eine Befestigungsöffnung (108), vorzugsweise eine Gewindeöffnung, im Aufnahmeelement (104) aufnehmbar und vorzugsweise lösbar mechanisch damit verbindbar ist.
9. Anordnung (100) gemäss einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die erste Verbindungsvorrichtung (101) mindestens ein Hüllenelement (109) umfasst, wobei das Hüllenelement (109) im ersten Bauteil (2), insbesondere in einer Aussparung (29) im ersten Bauteil (2), vormontierbar und insbesondere zumindest teilweise darin einbetonierbar ist, und/oder wobei das Hüllenelement (109) und das erste Verbindungselement (103) derart ausgebildet sind, dass sich das erste Verbindungselement (103) in einem verbundenen Zustand des ersten und zweiten Bauteils (2; 3) teilweise durch das Hüllenelement (109) hindurch- und aus dem Hüllenelement (109) hinauserstreckt, und/oder wobei mindestens ein Füllelement (110), insbesondere eine Vergussmasse wie ein Vergussmörtel, im ersten Bauteil (2), insbesondere in einer Aussparung (29) im ersten Bauteil und optional im Hüllenelement (109), anordbar ist.
10. Verbundelement (1000) umfassend mindestens ein erstes Bauteil (2) und mindestens ein zweites Bauteil (3), wobei das erste Bauteil (2) und zweite Bauteil (3) durch mindestens eine Anordnung (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder durch mindestens eine Anordnung (100) gemäss einem der Ansprüche 7 bis 9 schubfest und im Wesentlichen vollständig zerstörungsfrei trennbar miteinander verbunden sind.
11. Verbundelement (1000) gemäss Anspruch 10, umfassend mindestens eine Auflagervorrichtung (1001), wobei die Auflagervorrichtung (1001) ein Auflageelement (1002) umfasst, das auf einer Oberseite (30) des ersten Bauteils (2) angeordnet ist, und wobei das erste Bauteil (2) über eine Stirnseite (33) des zweiten Bauteils (3) derart hervorsteht, dass das zweite Bauteil (3) über das erste Bauteil (2) indirekt am Tragwerk (3001) auflagert, und wobei das Auflageelement (1002) eine Auflagerkraft in das erste Bauteil (2) einleitet.
12. Verbundelement (1000) gemäss Anspruch 10 oder 11, umfassend mindestens eine erste Scheibenverbindungsvorrichtung (1008), wobei die erste Scheibenverbindungsvorrichtung (1008) zumindest teilweise im ersten Bauteil (2) angeordnet und insbesondere darin einbetoniert ist und mit einer zweiten Scheibenverbindungsvorrichtung (1009) an einem Tragwerk (3001) derart verbindbar ist, dass eine Verschiebung des Verbundelements (1000) gegenüber dem Tragwerk (3001) verhindert ist.
13. Deckenelement (2000) umfassend oder bestehend aus mindestens einem Verbundelement (1000) gemäss einem der Ansprüche 10 bis 12.
14. Geschossdecke (3000) umfassend ein Tragwerk (3001) und mindestens ein Deckenelement (2000) gemäss Anspruch 13, wobei das Deckenelement (2000) mit dem Tragwerk (3001) verbunden ist.
15. Massivbauteil (2), insbesondere ein Betonbauteil wie ein Betonfertigelement, umfassend ein erstes Bauteil (2) und mindestens eine erste Verbindungsvorrichtung (4; 101) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, und wobei das Massivbauteil (2) vorzugsweise plattenförmig ist.
16. Holzbauteil (3) umfassend ein zweites Bauteil (3) und mindestens eine zweite Verbindungsvorrichtung (5; 102) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 14, und wobei das Holzbauteil (3) insbesondere eine Deckenrippe oder ein Balken ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET Die vorliegende Erfindung betrifft Anordnungen zur schubfesten Verbindung von Bauteilen gemäss den Ansprüchen 1 und 7, ein Verbundelement umfassend Bauteile, welche durch diese Anordnungen verbunden sind gemäss Anspruch 10, ein Deckenelement umfassend ein derartiges Verbundelement gemäss Anspruch 13, eine Geschossdecke umfassend ein Tragwerk und ein derartiges Deckenelement gemäss Anspruch 14, ein Massivbauteil umfassend eine erste Verbindungsvorrichtung gemäss Anspruch 15, sowie ein Holzbauteil umfassend eine zweite Verbindungsvorrichtung gemäss Anspruch 16. STAND DER TECHNIK Holz-Beton-Verbunddecken (HBV) sind hybride Decken, welche in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts infolge eines Mangels an Bewehrungsstahl entstanden sind. Der Bewehrungsstahl wirkt bei Stahlbetondecken statisch auf der Biegezugseite, oder im Installationszustand der Decke gesehen vorwiegend unten, und wurde infolge des Mangels mit Holz substituiert. Der Beton wirkt, entsprechend seiner Stärke, weiterhin auf der Biegedruckseite, oder im Installationszustand der Decke gesehen vorwiegend oben. Diese statische Wirkungsweise erfordert eine Verbindung der beiden Teile in deren Fuge, welche das gegenseitige freie Verschieben entlang der Fuge verhindert. Dieser sogenannte Schubverbund kann durch Formschluss, mechanische Verbindungsmittel oder Verklebung erstellt werden. Eine HBV-Decke besteht somit im Wesentlichen aus Beton, Holz und Schubverbund. Mit dem Hintergrund einiger Unterschiedlichkeiten von Holz- und Massivbau birgt die Herstellung neue Herausforderungen, da Holz und Beton zu einem Zusammengeführt werden müssen. Dabei werden verschiedene Herstellungsarten unterschieden. So kann gemäss einer ersten Möglichkeit die gesamte HBV-Decke als Fertigelement im Werk hergestellt und als solches aufgerichtet werden. Eine zweite Möglichkeit umfasst die Herstellung von vorfabrizierten Fertigteilen in Holz und Beton, wobei der Schubverbund auf der Baustelle hergestellt wird. In einer dritten Möglichkeit werden Verbundmittel im Werk seitens Holzes vorbereitet, wobei das Betonieren auf der Baustelle erfolgt. In einer vierten Möglichkeit werden sämtliche Arbeiten auf der Baustelle ausgeführt. Je nach örtlichen, architektonischen, statischen, ökonomischen oder auch ökologischen Rahmenbedingungen der Bauaufgabe eignet sich eine andere Art besser. Beispielsweise bieten Systeme mit Betonfertigteilen viele Vorteile, gelten jedoch oft als unwirtschaftlich. Fertigteilsysteme bieten eine geringere Flexibilität in der Ausgestaltung, bieten jedoch Vorteile in Bauzeit (parallele Bauvorgänge, keine Ausschalfristen, kurze Montagezeit), Baufeuchte, Qualität (Herstellungsbedingungen im Fertigteilwerk), Materialverbrauch und Wiederverwendung. Das Schubverbundmittel gilt als zentrales Element von HBV-Decken. Wichtige Eigenschaften des Schubverbundes sind Tragfähigkeit, Steifigkeit, und konstruktionsweise. Die Eigenschaften entscheiden massgeblich über die mögliche Herstellungsart und nehmen Einfluss auf die resultierende Wirtschaftlichkeit der Konstruktion. Angesichts einer wieder zunehmenden Verfügbarkeit von Bewehrungsstahl ab Anfang der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts rückte das Interesse an HBV-Decken in den Hintergrund. Die derzeitig angestrebte Dekarbonisierung und Speicherung von CO2 im Bauwesen steigerte das Interesse an HBV-Decken wieder. Die Prognosen des Bauens der Zukunft rücken die Digitalisierung von Prozessen, Geschäftsmodellen und Produkten, den Klimawandel sowie die Verknappung der Ressourcen von Boden und Rohstoffen in den Fokus. Nach diesen Punkten müsste die Nachfrage nach Fertigteilsystemen deutlich steigen, konkret sind Systeme gefragt welche: Keine temporäre Unterstützung (Spriessung) benötigenDen Beton auf ein Minimum reduzierenSchnelle und einfache Montage und Logistik aufweisenSofortigen Witterungsschutz ohne Zusatzaufwand bietenHolz und Beton ohne Verguss, sondern mechanisch verbinden und damit materialgetrennt rückbaubar sind. Aus der CH 713 461 A1 ist ein Holz-Beton-Verbundelement bekannt, welches ausschliesslich für die Anwendung mit Betonfertigteilen konzipiert ist. Anstelle eines mechanischen Verbindungsmittels wird der Schubverbund durch einen Formschluss erreicht. Dazu werden im Betonfertigteil und im Holz Aussparungen vorgesehen, welche auf der Baustelle ausgegossen werden. Dies erfordert aufgrund der Austrocknungszeit eine temporäre Unterstützung. Aus der WO 2012/135875 A1 ist ein Holz-Stahlbeton-Verbundteil bekannt, wobei der Schubverbund über Kerven (Formschluss) im Holz erstellt wird. Dabei sind der Beton und das Holz nicht zerstörungsfrei trennbar. Die EP 1 528 171 A2 offenbart ein HBV-System, welches vorgefertigt ist und keine zerstörungsfreie Trennung von Beton und Holz gestattet. DARSTELLUNG DER ERFINDUNG Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur schubfesten Verbindung von Bauteilen anzugeben, welche einen zerstörungsfreien Rückbau ermöglicht. Diese Aufgabe wird gelöst durc