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Betonfertigelemente

Bojan Ladjinovic on April 23, 2020

Author: Mirjana Terzić | Allplan Teamleader | NS Drafter

Was ist Fertigteilbau?

Fertigteilbau bietet einen anderen Blickwinkel als der Bau vor Ort, da sie viele Vorteile der Herstellung mit sich bringt.

Ausgehend von einer kontrollierten Umgebung werden Wetterfaktoren und wetterbedingte Verzögerungen eliminiert. Durch den Fertigteilbau wird die Qualität der verwendeten Materialien verbessert, und der werkseitig kontrollierte Prozess erzeugt nur minimalen Abfall. Außerdem wird die Bauzeit durch die Parallelisierung der Arbeiten verkürzt. Außerdem kann die Bauzeit die Finanzierungskosten erheblich minimieren.

Nachteile entstehen, wenn Fertigteile nicht passen oder schwer vom Herstellungsort zu transportieren sind. Das Hauptproblem ist, dass sie sich nicht für stark erdbebengefährdete Gebiete eignen, da die Verbindungen in Fertigbauwerken den Belastungen nicht so gut standhalten können wie in Ortbeton.

Da sich die Herstellungstechnologie immer weiter verbessert, ist zu erwarten, dass die Vorteile dieser Bauweise in Zukunft noch zunehmen werden.

Vorgefertigte Holzbauteile können uns bei der Lösung vieler Design- und Konstruktionsprobleme helfen. Sie bieten viele Vorteile für die Bauindustrie, wie Ästhetik, Umweltfreundlichkeit, geringeres Gewicht (im Vergleich zu Beton) und Energieeffizienz. Im Gegenteil, Stahlrahmen können eine Alternative zu Fertigteilen sein, während Betonfertigelemente wirtschaftlicher und in manchen Fällen praktischer sind. Heutzutage enthalten viele Gebäude eine Mischung aus verschiedenen Bautechniken, wie z. B. Stahlkonstruktionen, Ortbeton und Betonfertigelemente.

Heutzutage setzt die Bauindustrie auf neue digitale Tools wie z. B. 3D-Modellierung, Building Information Modeling (BIM) und CNC-Maschinen (Computer Numeric Control), die die Vorfertigung und den Informationsfluss erheblich erleichtern.

Dieser Text befasst sich außerdem mit den Grundlagen der Arbeit mit Betonfertigelementen, für die wir Details erstellen – Ausführungspläne.

 

Betonfertigelemente

Diese Arten von Elementen werden normalerweise mit anderen Elementen verbunden, um eine vollständige Struktur zu bilden. Sie werden für strukturelle Komponenten wie Wandplatten, Balken, Stützen, Decken, Treppen, Rohre, Tunnel und so weiter.

Die Verbindungstechnologie spielt eine grundlegende Rolle. Meistens sollen sie eine gute, tragende Verbindung zwischen zwei Fertigteilen herstellen. Daher wird eine Baugruppe aus Metallkomponenten und Ankern verwendet. Die Fugen um jedes Element werden mit einem geeigneten Mörtel ausgegossen.

Andererseits muss die Stabilität der Elemente gewährleistet sein, sowohl beim Transport als auch bei der Installation. Darüber hinaus wird während des Betonierens eine große Auswahl an einfach zu installierenden Befestigungselementen angebracht.

Eine weitere Technologie, die analysiert werden muss, ist die Hebetechnik, die manchmal für Transport und Montage unterschiedlich sein kann. Je nach Gewicht und Art des Elements werden der richtige Typ und die richtige Anzahl von Transportankern gemäß den Anweisungen des Herstellers verwendet und positioniert.

Alle diese zusätzlichen Elemente werden während des Betoniervorgangs installiert, ebenso wie die Elektro- und Sanitärinstallation. Um sie in die übrige Struktur einzupassen, ist eine hohe Präzision erforderlich.

Verschiedene Elemente können in unterschiedlichen Positionen betoniert werden. Es ist wichtig zu wissen, von welcher Seite des Elements der Beton gegossen wird und auf welchen Seiten die Schalung stehen wird. Dies kann vom Architekten bestimmt werden, wenn es der Ästhetik geschuldet ist, oder es kann von der Hebetechnik abhängen, um die Löcher für die Anker zu verbergen. Für einige komplizierte Elemente kann auch die Fabrik ihre Anforderungen haben. Wenn die Markierung „Gießseite“ auf dem Ausführungsplan nicht gut positioniert ist, wird die Bewehrung selbst falsch positioniert, was zu weiteren Fehlern führt.

Betonfertigträger | NS Drafter

Ein Element stellt eine einzelne Einheit während der Konstruktion dar, aber das Betrachten des gesamten Modells hat seine Vorteile. Sie enthält viele nützliche Informationen, wie z. B. die Art und Weise, wie sie mit anderen Einheiten verbunden sind, sowie den Ort und die Art dieser Verbindungen. Außerdem ist es einfacher, darin Fehler zu erkennen, zum Beispiel. Sie kann vorgesehen werden, wenn Teile der vertikalen Elektroinstallation nicht aufeinander aufbauen.

 

Bewehrung

Die Bewehrung in massiven Bauelementen wird von einem zum anderen Element übertragen, um Lasten zu übertragen. Im Gegensatz zu diesen werden die meisten Lasten bei Fertigteilen über zusätzliche Komponenten übertragen, weshalb in diesen Schnitten eine zusätzliche Bewehrung erforderlich ist. Abhängig von den Lastfällen und Randbedingungen ist auch für das Hebesystem eine zusätzliche Verstärkung erforderlich.

Vorgefertigte Wandplatten | NS Drafter

Ein weiterer Unterschied zu Betonfertigelementen besteht darin, dass die meisten Werke es vorziehen, ein Bewehrungsnetz zu verwenden, wann immer dies möglich ist. Dies ist das Ergebnis einer viel einfacheren Platzierung und Befestigung von geschweißten Matten als von Bewehrungsstäben, bei denen jeder Stab einzeln platziert und verankert werden muss. Es ist auch einfacher, für eine konkrete Deckung zu sorgen, was zu der erwarteten Präzision führt. Ein weiterer Grund für den verstärkten Einsatz von Bewehrungsmatten in der Vorfertigung ist, dass die Fertigteilwerke über die notwendige Ausrüstung und den Platz zum Biegen der Matten verfügen.

Darüber hinaus verwenden wir bei der Kantenbewehrung von Wänden, Decken und Treppenpodesten für die meisten unserer Projekte offene, gebogene Matten anstelle von offenen Bügeln.

 

Was ist das häufigste Problem beim Zeichnen der Bewehrung für Fertigteile?

Der Herstellungsprozess selbst ermöglicht es, sie mit fertigen Oberflächen zu produzieren, was den Arbeitsaufwand reduziert, sobald das Element vor Ort eingesetzt wird. Sie werden in der Regel auf Kipptischen aus Stahl, Rütteltischen oder speziell entwickelten Stahlformen gebaut.

Durch die Art der Produktion und die vorgegebene fertige Oberfläche entsteht ein Problem – manchmal ist es unvermeidlich, die Betonierung innerhalb eines Elements zu unterbrechen.

Wir haben zum Beispiel eine Wandplatte, die auf einem Stahltisch in horizontaler Position mit einem freitragenden Träger an der Schalungsseite hergestellt werden muss. Eine Wandplatte wird nach der Fertigstellung und Pflege separat auf die andere Seite gedreht, damit der Balken anschließend betoniert werden kann.

In diesem Fall ist es notwendig, eine gute Verbindung und Kontinuität der Bewehrung zu gewährleisten. Dies kann durch den Einbau von speziell entworfenen und hergestellten Falz- und Stoßverbindungen erreicht werden.

Die Verkleidungseinheit besteht aus einem Hohlkörper aus galvanisiertem Stahl, der für eine effektive Betonbindung sorgen soll. Sie wird zusammen mit der zur Wand gehörenden Bewehrung in die Schalung gelegt. Die vorgebogenen Stäbe für den Balken sind in der Verkleidung versteckt, und der Schutz ist mit einer plastifizierten Stahlabdeckung befestigt. Die Verkleidung wird mit Nägeln an der Schalung befestigt oder mit dem Draht an der Bewehrung gesichert. Wenn die Wand fertig ist und umgedreht wird, kann die Abdeckung entfernt werden und die Stäbe können zur Hauptbewehrung im Balken verschoben und ausgerichtet werden. Erst dann kann der freitragende Träger betoniert und ausgehärtet werden, und danach gilt die gesamte Wand als fertig.

Betonfertigwand | NS Drafter

Es können viele Kombinationen von Bewehrungsstäben, Profilbreiten, verschiedenen Verbindungen und Verbindungen für unterschiedliche Fälle verwendet werden.

Ein weiteres Problem, das bei der Entwicklung von Arbeitsfugen auftritt, ist die Verbindung eines Betonfertigteils mit einem auf der Baustelle betonierten Element. Zum Beispiel wird eine Betonfertigwand in ihrem unteren Bereich mit einer auf der Baustelle hergestellten Decke verbunden. Es ist notwendig, eine monolithische Struktur ohne Schwachstellen zu schaffen, die die Haltbarkeit der Struktur beeinträchtigen könnten, und die Kontinuität der Bewehrung zu gewährleisten. Daher sollte die Bewehrung durch die Fertigwand hindurchgeführt werden, zusammen mit einer rauen Betonoberfläche auf der gesamten Länge der Fuge, um die Verbindung mit dem neuen Beton zu unterstützen. Für die raue Oberfläche gelten besondere Regeln für ihre Entwicklung, und es ist sehr wichtig, sie in den Zeichnungen zu markieren.

 

Was wissen wir bis jetzt?

Neben vielen Vorteilen, die Betonfertigelemente im Bauwesen bieten, gibt es bestimmte Beobachtungen und Arbeiten in der Praxis, die darauf hindeuten, dass sie nach den oben genannten Regeln unter Beachtung der wichtigsten technischen Vorschriften und strukturellen Eigenschaften der Elemente ausgeführt werden sollten. Auch der Hauptentwurf, die Ausführungspläne, die Statik und die Empfehlungen der Ingenieure bilden den wesentlichen Ausgangspunkt für die Auswahl und Entwicklung von Betonfertigteilen in Projekten.

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