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Holz-Hybrid-Bauweise

Innovatives Spannschloss-System beweist seine Stärken im Einsatz

Wandmontage am Siemens Campus II in Erlangen: Die Mitarbeiter setzen auf BT-Spannschlösser.

Magdeburg (ABZ). – Die Ausführung und Auslegung der Decken ist oft ein wichtiger Bestandteil beim Bauen mit Betonfertigteilen. Als häufig bevorzugte Lösung werden Decken in aufwändiger Ortbetonbauweise oder mit Halbfertigteilen ausgebildet, da bei diesen Bauweisen eine kraftschlüssige Scheibenausbildung mit last-abtragender Ringankerausbildung leicht erreicht werden kann. Neue Verbindungssysteme bieten eine Alternative für einfacheres und schnelleres Bauen.

Bei der Montage von Deckenelementen, egal, ob gewichtsreduzierte Hohldecken oder Vollbetondecken, ist in der Regel ein Ringanker erforderlich. Es ist üblich, den Ringanker in den Fugen zwischen Deckenelement und Wand beziehungsweise Randschalung auszubilden. Dazu werden Bewehrungseisen in erforderlicher Anzahl und Durchmesser mit entsprechenden Überdeckungslängen eingebracht und mit Beton vergossen. Bei größeren Zuglasten werden Schweißverbindungen des Ringankers ausgeführt.

Die nachträgliche Montage der Bewehrung und der Verguss verlangsamen jedoch den Baufortschritt und können sogar zu Stillstandzeiten führen, bedingt durch die Aushärtezeiten, um die erforderliche Betonfestigkeit sicherzustellen. Durch den Einsatz des BT-Spannschloss-Systems kann diese Verzögerung nach Herstellerangaben komplett verhindert werden. Der Ringanker wird dabei bereits in der Vorfertigung in die Deckenelemente integriert. Das Prinzip beruht im konkreten Beispiel auf Muffen- beziehungsweise Doppelmuffenstäben. Im Fall von Doppelmuffenstäben sind diese auf die Länge des Bauteils maßzufertigen.

Im Fall einfacher Muffenstäbe werden diese mit Überlappung in die Bewehrung des Betonfertigteils eingekoppelt. Im Betonfertigteilwerk werden zusätzlich Aussparungen für die BT-Spannschlösser eingearbeitet.

Die Cree Deutschland GmbH, eine Tochter der Zech Group, errichtet Gebäude in Holzhybrid-Bauweise. Erste errichtete Gebäude hatten noch eine Ring-anker-Ausbildung mittels großer Vergusszonen, in denen die Bewehrung mit üblichen Übergreifungsstößen verbunden wurde. Die Herstellung der Ringanker-Verbindung mittels Übergreifungsstößen in Vergusszonen hat auf den Bauablauf unerwünschte Effekte, da der Anker erst nach dem Aushärten des Vergussmaterials tragfähig ist und es somit immer wieder zu Wartezeiten kommt. Außerdem wird Feuchtigkeit ins Gebäude eingetragen, was grundsätzlich unerwünscht ist und deshalb alle Vergussarbeiten minimiert werden sollten.

In einem aktuellen Projekt, dem Siemens Campus II in Erlangen werden die Ringanker deshalb mittels des BT-Spannschlosses hergestellt. Der Siemens Campus II umfasst fünf Gebäude mit rund 70 000 m² Bruttogeschossfläche. Die Gebäude haben fünf bis sieben Geschosse.

Dort kommen für die Ausbildung des Ringankers durchgängig Gruppen mit fünf BT-Spannschlössern M12 zum Einsatz. Die gewählte Anordnung von fünf BT-Spannschlössern hat verfahrenstechnische, konstruktive und bautechnische Vorteile, die Cree überzeugten:

Die Herstellung der vorgefertigten Deckenelemente wird vereinfacht und dadurch Lohnkosten eingespart: Der Aussparungskörper wird an der Schalung befestigt und bei der Betonage sind keine zusätzlichen Aufwendungen für das Abschalen der Vergusszone und das Entfernen von Beton erforderlich.

Ein einzelner PE-Aussparungskörper, der in der Schalung eingebaut ist.

Die Abmessungen des BT-Spannschlosses erlauben den Einbau in dem 10 cm starken Betonspiegel unter Wahrung der erforderlichen Betondeckungen für den Nachweis des 90-minütigen Brandschutzes ohne weitere Maßnahmen.

Das BT-Spannschloss wird mittels üblicher metrischer Schrauben verbunden und ist sofort tragfähig. Darüber hinaus ist die Aufnahme von Produktions- und Verlege-Toleranzen zwischen den vorgefertigten Elementen möglich. Der Verguss je Deckenelement verringert sich gegenüber der Verbindung mittels Übergreifungsstoß um rund 50 %.

Das seit 68 Jahren erfolgreich am Markt bestehende BWE-Bau Fertigteilwerk (Betonwerk Weser Ems) produziert am Standort Lemwerder qualitativ hochwertigen Beton in seiner ganzen Variationsbreite und zählt zu den leistungsfähigsten Werken der Region.

Die hochwertige Qualität der Produkte wird nach Herstellerangaben garantiert durch qualifizierte und fachlich hervorragend ausgebildete Mitarbeiter, die Architekturbetonbauteile für höchste gestalterische Anforderungen bei repräsentativen Bauteilen im Hochbau fertigen. Als neues Produkt werden die Holz-Hybrid-Decken, ebenfalls in Sichtbetonqualität, gefertigt. Für das aktuelle Projekt Siemens Campus Erlangen fertigt BWE-Bau 2350 Deckenplatten. Die Produktionskapazität beträgt bis zu 90 000 m² pro Jahr.

Je nach den auftretenden Lasten und entsprechend der nutzbaren Deckenhöhe wird die geeignete Spannschlossgröße ausgewählt. Die Anwendung ist ab Deckenstärken von 10 cm möglich. Die Anzahl und der Durchmesser der Ringankerbewehrungsstäbe werden entsprechend der auftretenden Kräfte dimensioniert.

Der Ringanker muss nach der Richtlinie DIN EN 1992-1-1 und dem nationalen Anhang eine Zugkraft von Ftie,per = li x q1 haben und größer oder gleich 70 kN sein. Der Ringanker ist in der Regel innerhalb eines Randabstandes von 1,2 m anzuordnen. Für die Zugkraft eines Ringankers von 70 kN werden beispielsweise drei BT-Spannschlösser M12 oder alternativ zwei BT-Spannschlösser M16 benötigt.

Für einen Ringanker mit einer Lastaufnahme von bis zu 130 kN benötigt man drei BT-Spannschlösser M16. Die Lasten werden dabei über die Muffenstäbe und die BT-Spannschlösser übertragen.

Es ist auch möglich, verschieden große Spannschlösser für einen Ringanker zu kombinieren, aber dies sollte aus Gründen der Montagefreundlichkeit nur in Ausnahmefällen angewandt werden. Je nach Größe der Spannschlösser und Anzahl der Verbindungen, sind die im Ringanker übertragbaren maximalen Zugkräfte unterschiedlich hoch. Analog gilt das Beschriebene auch für die Ausbildung von inneren Zugankern. Die Scheibenwirkung der Decken wird konstruktiv durch die Ausbildung der Fuge mit Schubverzahnung, Vermörtelung, Rauheit der Fuge etc. erreicht.

Das Gesamtsystem des Ringankers besteht also aus der Ringankerbewehrung aus Muffenstäben oder Doppel-Muffenstäben, dem BT-Spannschloss und den beiden Schrauben mit Unterlegscheiben. Die Güte der Schrauben und Unterlegscheiben sind in der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung zum BT-Spannschloss Z-14.4-599 (Geltungsdauer bis 2. Mai 2025) vorgeschrieben.

Derzeit wird davon ausgegangen, dass die Muffenstäbe den gleichen Bewehrungsdurchmesser wie die Spannschlossschrauben besitzen. Je nach Anwendungsfall und statischer Berechnung ist es ebenfalls möglich, Muffenstäbe mit aufgepressten Hülsen zu verwenden, bei denen der Bewehrungsstabdurchmesser reduziert ist.

Die Spannschlösser werden eingesetzt und verschraubt.

Mit marktüblich erhältlichen Positionsmuffen, könnte man alternativ die Muffenstäbe in den beiden Deckenelementen zusammenschrauben, allerdings führen kleinste Fertigungs- und Montagetoleranzen zu einer Abweichung der Bewehrungsachsen und damit zu Problemen und zeitaufwändigen Nacharbeiten. Durch die Gestaltung der BT-Spannschlösser mit zweiachsigen Langlöchern können Toleranzen und Maßungenauigkeiten problemlos ausgeglichen werden.

Während der Vorfertigung der Deckenelemente werden die Muffenstäbe an den Aussparungskörpern befestigt. Damit ist die exakte Lage der Bewehrung gewährleistet. Bei mehrmaliger gleichartiger Produktion finden PE-Aussparungskörper Verwendung. Diese können wahlweise mit Haftmagneten ausgestattet werden.

Durch die Gestaltung der Aussparungskörper wird neben der exakten seitlichen Lage der Bewehrung auch die erforderliche Betondeckung gesichert. Dies ist bei Brandschutzanforderungen ein wichtiges Kriterium.

Auf der Baustelle werden die Betonfertigeile am Bestimmungsort abgelegt und die BT-Spannschlösser nur noch in die Aussparungen eingesetzt und mittels Schrauben mit den Muffenstäben verbunden.

Zur Entlastung der Monteure ist ein spezieller Elektroschrauber einsetzbar, der den Schraubvorgang verkürzt. Die Tragfähigkeit des Ringankers ist bereits sofort nach Verschraubung gewährleistet. Nachträglich werden die kleinen Vergusstaschen mit Beton verfüllt.

Das System aus BT-Spannschloss und Muffenstäben erlaubt auch eine einfache Ausführung von Anschlüssen an aufgehende Wände, Überbrückung von Unterzügen und weiteren Anschlüssen zur Gewährleistung der Durchgängigkeit des Ringankers. Mit dem Einsatz von BT-Spannschlössern zur Ausbildung von Ringankern wird nach Herstellerangaben ein neues Einsatzgebiet erschlossen. Durch das Zusammenwirken der Holz-Hybrid-Bauweise von Cree Deutschland GmbH mit dem BT-Spannschloss werde die Effektivität bei der Montage signifikant erhöht.

Gegenüber den klassischen Verfahren wie Schweißverbindungen verbessere sich die Qualität und der zeitliche Arbeits- und Koordinationsaufwand gesenkt. Es sei möglich, Toleranzen auszugleichen und die Brandgefahr zu senken.

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