Verbindungstechniken von bewehrten Betonfertigteilen

Die Entwicklung neuer Werkstoffe und besonders neuer Konstruktionsprinzipien eröffnet neue Wege gerade im Bereich des Fertigteilbaus, welcher auch in Deutschland zunehmend an Bedeutung gewinnt. Während im klassischen Modulbau auf Basis von Stahl- oder Holzrahmen ganze Raummodule vorgefertigt werden, stellt dies im Massivbau eine Spezialisierung dar, die aufgrund des zulässigen Transportgewichtes schnell an ihre Grenzen stößt. Als Alternative dazu bieten sich Systembauteile an, die miteinander verbunden werden und ein hohes Maß an Flexibilität liefern. Entscheidend für den Entwurf von solchen Fertigteilkonstruktionen ist neben der statischen Bemessung der Bauteile vor allem die konstruktive Ausbildung der Knotenpunkte sowie die Betrachtung von Bauzuständen (z. B. Transportanker oder Montagehilfen). Knotenpunkte müssen zum einen baustellengerecht ausführbar sein und zum anderen den Anforderungen in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit gerecht werden, sodass alle auftretenden Kräfte und Momente sicher übertragen werden können.

Für die Verbindung von Stahlbetonfertigteilen gibt es bereits eine Vielzahl erprobter Systeme. Dabei werden Fertigteile oftmals durch einen nassen Verguss kraftschlüssig miteinander verbunden. Diese Methodik bringt gewisse Nachteile, wie längere Bauzeiten durch vorhandene Abbindezeiten des Mörtels/Betons und die fehlende Rückbaubarkeit der Elemente mit sich. Eine weitere Möglichkeit der Verbindung von bewehrten Betonfertigteilen sind Schraubverbindungen. Vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeit und einer möglichen Wiederverwendung der Betonfertigteile sind diese besonders geeignet. Darüber hinaus besitzen diese auch den Vorteil einer schnelleren Montage und der unmittelbaren Belastbarkeit der Verbindung und dem damit verbundenen Wegfall von Montagehilfen. Jedoch entstehen dabei auch neue Herausforderungen, die daraus folgen, dass kein nachträglicher Verguss der Fuge vorgenommen werden muss Zum einen muss bei Schraubverbindungen die Dauerhaftigkeit der Verbindung durch korrosionsbeständige Materialien (z. B. Edelstahl) gewährleistet werden. Ebenso müssen mechanischen Verbindungen alle Anforderungen an den Wärme-, Schall- und Brandschutz erfüllen.

Darüber hinaus werden Massivbauteile aufgrund der zunehmenden Bedeutung der technischen Gebäudeausrüstung (TGA) immer häufiger mit integrierten Leitungsöffnungen geplant und ausgeführt. Dies ist besonders interessant für die industrielle Vorfertigung und kann einen Einfluss auf die Verbindungstechniken haben, wenn neben der konstruktiven Verbindung der Fertigteile auch Leitungen und Rohre verbunden werden sollen.

Durch die Verwendung von schlanken Fertigteilen aus Textilbeton können Gebäude, neben der Einsparung von Material, platzsparender errichtet werden und so bei gleichbleibender Grundfläche die Nutzfläche vergrößert werden. Für Textilbetonfertigteile gibt es aufgrund der fehlenden normativen Grundlagen jedoch nur wenige Verbindungssysteme mit einer entsprechenden bauaufsichtlichen Zulassung. Dabei sinkt zwar die Belastung der Verbindungen durch das Eigengewicht, die äußeren Lasten müssen jedoch mit Hilfe von Verbindungsmittel in sehr schlanke Querschnitte mit einer nur sehr geringen Einbindetiefe von nur wenigen Zentimetern sicher eingeleitet werden. Aus diesem Grund lassen sich Verbindungssysteme für herkömmliche Stahlbetonteile mit einer im allgemeinen großen Einbindetiefen nicht ohne weiteres auf Textilbetonbauteile anwenden. Gleiches gilt ebenfalls für Einbauteile zur Lasteinleitung, für Verbindungsteile und besonders auch für Transportanker.

Im Rahmen dieses Konsortialprojektes werden Vor- und Nachteile verschiedener Verbindungstechniken für Fertigteile ausgearbeitet und verglichen. Darauf aufbauend sollen Knotenpunkte des Betonfertigteilbaus durch die Neu- oder Weiterentwicklung von Verbindungstechniken optimiert werden.

Dieses Projekt wurde erfolgreich abgeschlossen.