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Datei:Fertigteile - Transport und Montage5.jpg

2023-11-22T11:12:30Z

AFoerster: Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

== Beschreibung ==
Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

Fertigteile - Transport und Montage

2023-11-22T11:11:39Z

AFoerster: /* Kugelkopfanker */

[[Datei:Fertigteile - Transport und Montage1.jpg|right|thumb|500px|Transport zweier Fertigteilstützen mit angeformtem Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt einige Informationen und Hinweise zu den Transport- und Montagevorgängen von Betonfertigteilen sowie den damit verbundenen Besonderheiten. 

==Transport==

[[Datei:Fertigteile - Transport und Montage2.jpg|right|thumb|250px|Transport innerhalb des Fertigteilwerks 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Um ein Fertigteil überhaupt bewegen zu können, müssen bei der Bemessung besondere Belastungszustände (Zwischenzustände) berücksichtigt werden. Denn während des Aushebens aus der Schalung sowie beim Transport, der Lagerung und der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] eines Fertigteils wirken andere Kräfte auf das Bauteil ein als im eingebauten und belasteten Zustand. Dies liegt daran, dass die Fertigteile mit [[Fertigteile - Transport und Montage#Transportanker|Transportankern]] versehen sind, an denen Anschlagmittel (z. B. Kettenhaken, Schäkel usw.) befestigt werden können, um sie mit Hilfe eines Krans zu bewegen. Um die Bemessung und [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung eines Fertigteils]] wirtschaftlich zu halten, sollte darauf geachtet werden, dass die Zwischenzustände nicht maßgebend für die Bemessung der Fertigteile werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>. Die Größe der herzustellenden Fertigteile ist lediglich durch die maximalen Transportabmessungen und das Montagegewicht beschränkt. Dadurch wird die Handhabung im Werk und während der Montage positiv beeinflusst, da keine übermäßig großen Fertigteile bewegt werden müssen <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

Es gibt einige Möglichkeiten, um die Fertigteile vom Werk zur Baustelle zu transportieren. Allerdings ist in den meisten Fällen der Straßentransport der günstigste, denn für den Transport auf Schienen sollten beispielsweise ein Gleisanschluss und Entladungsvorrichtungen vorhanden sein. Der Wasser- oder Lufttransport gestaltet sich dementsprechend noch schwieriger. Ohne den zusätzlichen Einsatz von Straßentransporten sind Schienen-, Wasser- und Lufttransporte nur in den seltensten Fällen möglich <ref name = "Q1"></ref>. Der Schienen- und insbesondere Wassertransport haben allerdings den Vorteil, dass Bauteile mit größeren Abmessungen und höheren Gesamtmassen transportiert werden können. Für einen Straßentransport ohne Sondergenehmigung sind die höchstzulässigen Abmessungen begrenzt auf eine Breite von 2,55 m, eine Höhe von 4,00 m, eine Länge von 15,50 m und ein Gesamtgewicht von 40 t. Mit einer Jahresdauergenehmigung sind Breiten bis 3,00 m, Höhen bis 4,00 m, Längen bis 24,00 m und ein Gesamtgewicht bis 48 t möglich <ref name = "Q2"></ref>.

==Montage==

Schon bei der Planung sollten die Größe der Fertigteile, die benötigten Hebezeuge und die Verbindungstechnik auf die Montagefolge abgestimmt werden. Bei der Verbindungstechnik wird zwischen einer Vollmontage mit trockenen Schraub- oder Schweißverbindungen und Verbindungen mit nachträglich ergänztem Ortbeton unterschieden <ref name = "Q1"></ref>. Häufig angewendete Montagefolgen sind die vertikale und die horizontale Montage <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der '''vertikalen Montage''' werden die Fertigteile mit einem Autokran in einem Teilbereich des Gebäudes über die gesamte Gebäudehöhe verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der Kran kann schwere Elemente versetzen, muss aber aufgrund seines begrenzten Schwenkbereiches nach erfolgter Montage des vertikalen Bauabschnittes versetzt werden <ref name = "Q1"></ref>. Bei der '''horizontalen Montage''' werden die Elemente geschossweise über die ganze Gebäudefläche oder einen Teilbereich mit einem Turmdrehkran verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der große Schwenkbereich des Kranes hat allerdings den Nachteil, dass bei großer Ausladung nur relativ leichte Fertigteile bewegt werden können <ref name = "Q1"></ref>. Es können auch beide Montagearten miteinander kombiniert werden. Dann ist es in der Regel so, dass der Autokran mit seinen hohen Kosten tageweise angemietet wird und der Turmdrehkran während der gesamten Bauzeit zur Verfügung steht <ref name = "Q2"></ref>. So werden beispielsweise lange [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] mit einem Autokran in vertikaler Montagefolge und trockener Verbindung errichtet. Anschließend können dann leichte Bauteile wie Unterzüge, Decken- und Fassadenelemente mit einem Turmdrehkran in horizontaler Montagefolge eingebaut und gegebenenfalls mit Ortbeton ergänzt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Verankerungssysteme==
===Transportanker===

Um die Fertigteile während der Herstellung im Werk und bei den Transport- sowie Montageprozessen bewegen zu können, werden Transportanker benötigt. Sie dürfen in der Regel nicht als dauerhaft tragende Verbindungen eingesetzt werden, denn sie sind meist nur für zeitlich begrenzte und sich wiederholende Transportvorgänge ausgelegt. Nur wenn die Anker aus nichtrostendem Stahl bestehen, dürfen sie nach der Montage im Beton verbleiben. Typische Transportanker sind beispielsweise Seilschlaufen, Schraubhülsen oder Kugelkopfanker. Für die Sicherheit der am Transport beteiligten Personen sind die Berufsgenossenschaften zuständig. Sicherheitsregeln für Transportanker und Transportankersysteme können in den VDI-Richtlinien (Verein Deutscher Ingenieure) nachgelesen werden <ref name = "Q1"></ref>.

====Seilschlaufen====

[[Datei:Fertigteile - Transport und Montage3.jpg|right|thumb|250px|Seilschlaufen 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Seilschlaufen oder auch Drahtseilanker genannt, bestehen aus einem Stahldrahtseil, welches nach dem Betonieren aus der glatten Fertigteiloberfläche herausragt. Es ist darauf zu achten, dass die Seilschlaufen bei der Lagerung und dem Transport nicht durch Umknicken beschädigt werden. Des Weiteren stellen sie eine Unfallgefahr dar und müssen entweder durch Aufbeton verdeckt oder nach der Montage abgeschnitten werden. Deshalb gibt es die Möglichkeit, eine Vertiefung in der Betonfläche mithilfe eines Schalungskörpers herzustellen, in dem sich dann die versenkte Schlaufe befindet <ref name = "Q1"></ref>. Alternativ kann auch ein vorgefertigtes Seilschlaufensystem verwendet werden, welches nach dem Transport im Bauwerk verbleiben und als Bestandteil einer Fugenverbindung zwischen zwei Bauteilen genutzt werden kann. Als Anschlagmittel beim Versetzen des Fertigteils kommen Schäkel oder Kettenhaken zum Einsatz. Diese ermöglichen effiziente Hebevorgänge sowie ein schnelles An- und Abhängen <ref name = "Q3"> Peikko, WRA Drahtseilanker, https://d76yt12idvq5b.cloudfront.net/file/dl/i/gO3cwg/zD1ZXfbo49usbg7XpqXQaw/WRADE001TMAWeb.pdf </ref>.

====Schraubhülsen====

[[Datei:Fertigteile - Transport und Montage4.jpg|right|thumb|250px|Schraubhülse mit Wellenanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Schraubhülsen werden mit Ankern aus Betonstahl, Seilschlaufen oder anderen Ankerkonstruktionen eingebaut. Der Einbau soll so erfolgen, dass die Hülse bündig mit der Betonoberfläche abschließt. Zum Schutz des Gewindes wird eine Kunststoffkappe auf die Hülse gesteckt. Als Anschlagmittel verwendet man einschraubbare Seilschlaufen oder Ösen, die mehrfach verwendet werden können. Es ist stets auf eine ausreichende Einschraubtiefe zu achten, da diese Anker auch als dauernd tragende Verbindungsmittel zur Anwendung kommen dürfen <ref name = "Q1"></ref>.

====Kugelkopfanker====

[[Datei:Fertigteile - Transport und Montage5.jpg|right|thumb|200px||right|thumb|250px|Kugelkopfanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Kugelkopfanker werden bei großen Lasten verwendet. Diese Art der Transportanker ist sehr robust und kann für den wiederholten Einsatz genutzt werden. Der Kopf eines solchen Ankers hat die Form einer Kugelkalotte. Der Kugelkopfanker wird zusammen mit einem halbkugelförmigen Aussparungskörper einbetoniert, sodass der Kopf vollständig in der Betonoberfläche versenkt ist <ref name = "Q1"></ref>. Nach dem Entfernen des Aussparungskörpers wird eine Universalkopf-Kupplung montiert, in die sich ein Kettenhaken für den Transport einhängen lässt <ref name = "Q4"> Halfen, DEHA KKT Kugelkopf-Transportankersystem, https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN%20DEHA_KKT_22-2-DE.pdf </ref>.

===Einbetonierte Verankerungen===

Einbetonierte Verankerungen bringen einige Vorteile mit sich. Beispielsweise vermeiden sie eine Beschädigung der Bewehrung, wie es bei nachträglichen Befestigungen der Fall sein kann. Des Weiteren lassen sie sich sehr genau positionieren und können große Lasten mithilfe von zusätzlicher Verankerungsbewehrung einleiten. Hinzu kommt, dass sie den Beton im unbelasteten Zustand nicht beanspruchen und so geringere Randabstände als mit Spreizdübeln möglich sind. Häufig kommen Ankerschienen, Ankerplatten oder Schraubhülsen zum Einsatz <ref name = "Q1"></ref>.

====Ankerschiene====

Ankerschienen bestehen aus kaltverformten oder warmgewalzten C-förmigen Profilen, auf deren Rückseite zwei oder mehrere Ankerbolzen bzw. T-förmige Anker aufgebracht sind. Die Ankerbolzen sorgen für die Verankerung im Beton und dürfen unter Einhaltung der Einbaubedingungen sogar in der Betonzugzone angeordnet werden. Sie werden so in die Fertigteile eingebaut, dass sie bündig mit der Betonoberfläche abschließen <ref name = "Q1"></ref>.

In das C-förmige Profil lassen sich Hammerkopfschrauben einziehen, mit denen sich beliebige Konstruktionen befestigen lassen. Senkrecht zur Schienenachse können Zug- und Querkräfte über die Schrauben weitergeleitet werden. Über die Schienenlängsrichtung lassen sich diese Kräfte nur einleiten, wenn die Schieneninnenkante und die Schraubenköpfe mit einer Profilierung ausgestattet sind. Werden die Ankerschienen im Außenbereich eingesetzt, z. B. zur Befestigung von Fassadenelementen, so sollten sie und ihre Verbindungsmittel aus nichtrostendem Stahl bestehen <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der HALFEN-Website zu finden <ref name = "Q6"> Halfen, HALFENSCHIENEN Produktinformation Technik https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN_B_23-DE.pdf </ref>.

====Ankerplatte mit Kopfbolzen====

Dieses Verankerungssystem besteht aus einer Stahlplatte, auf deren Rückseite Kopfbolzen oder Bewehrungsstäbe befestigt sind. So lassen sich wesentlich höhere Lasten als mit einer Ankerschiene übertragen. Die Kopfbolzen der Ankerplatte bilden die Verankerung im Beton und sind in der Lage, Zug-, Quer- und Schrägzugkräfte einzuleiten <ref name = "Q1"></ref>.

Die Tragfähigkeit der Bolzen ist abhängig von deren [[Verankerungslänge|Verankerungslänge]] (Bolzenlänge) und kann erhöht werden, indem mehrere Bolzen mit einem aufgesetzten Polsterring im Kopfbereich aneinandergeschweißt werden. So wird gewährleistet, dass die zu verankernde Last nur über den letzten Bolzenkopf in den Beton übertragen wird. Unter gewissen Voraussetzungen können mit Hilfe von Rückhängebügeln die Bolzenzugkräfte in die Betondruckzone eingeleitet werden. Für gewöhnlich werden anstatt eines Einzelankers eher Ankerplatten mit Ankergruppen verwendet. Bei mehreren Einzelbolzen überlagern sich die möglichen Ausbruchkegel und die Traglast je Bolzen wird reduziert <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der Peikko-Website zu finden <ref name = "Q7"> Peikko, WELDA® Ankerplatten https://www.peikko.de/produkte/product/welda-ankerplatten/technical-information/ </ref>.

==Elementfugen==

Im Gegensatz zur Ortbetonbauweise wird im Fertigteilbau erst später das Tragwerk aus einzelnen Fertigteilen zusammengefügt. Aus diesem Grund müssen die Elementfugen in Form einer kraftschlüssigen Verbindung ausgeführt werden <ref name = "Q2"></ref>. Fugenverbindungen können in Form eines Fugenvergusses oder durch konzentriert angeordnete Schraub- und Schweißverbindungen hergestellt werden. In Deutschland wird der Fugenverguss meist bevorzugt. Generell wird zwischen horizontalen und vertikalen Fugen unterschieden <ref name = "Q1"></ref>.

===Horizontalfugen===

Horizontalfugen werden häufig durch Längsdruckspannungen der Auflasten zumindest teilweise überdrückt. Somit ist eine Verzahnung oder eine Fugenbewehrung meist nicht erforderlich. Oft werden einzubauende Elemente einfach in ein Mörtelbett gesetzt oder mit Mörtel unterstopft <ref name = "Q1"></ref>.

===Vertikalfugen===

Vertikalfugen hingegen werden in der Regel nicht durch Belastungen senkrecht zur Fuge überdrückt. Wegen der deshalb auftretenden Zugkräfte müssen sie oftmals mit einer Verzahnung oder einer kontinuierlichen Fugenquerbewehrung versehen werden. Eine gute Möglichkeit der Fugenbewehrung kann mit Hilfe eines Seilschlaufensystems (Verschlaufungskasten) erzielt werden. Diese sind gleichmäßig über die gesamte Fugenlänge verteilt und werden durch eine zusätzliche Fugenlängsbewehrung und flüssigen Vergussmörtel kraftschlüssig verbunden <ref name = "Q1"></ref>.

Mittlerweile kommen auch schon spezielle Vergussmörtel zum Einsatz, die noch bessere Eigenschaften aufweisen. So gibt es die Möglichkeit, einen thixotropen Mörtel zu verwenden, der dank seiner Steifigkeit nach dem Verfüllen lediglich ein Glattziehen der Mörtelfuge erfordert. Das Abdichten und Nachbearbeiten der Fuge wird somit überflüssig und spart eine Menge Zeit <ref name = "Q5"> BFT International, Wirtschaftliches Verbinden von Betonfertigteilen, https://www.bft-international.com/de/artikel/bft_2012-03_Wirtschaftliches_Verbinden_von_Betonfertigteilen_1390913.html </ref>.

==Lager (Elastomere)==

Elastomerlager werden zum Übertragen von Auflagerkräften und zum Ausgleichen von Bewegungen zwischen zwei Bauteilen eingesetzt. So wird eine zwängungsarme Verbindung erreicht, die ''Verdrehungen'' und ''Verschiebungen'' durch ihre elastische Verformung aufnimmt. Die Lager können beispielsweise mit Hilfe einer Randverklebung oder mit dem Einbau von Dollen, welche zu vermörteln sind, eingebaut werden. Elastomerlager haben eine gute Alterungsbeständigkeit, bestehen aus synthetischem Kautschuk und sind meistens für einen Temperaturbereich von - 25°C bis + 50°C ausgelegt <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regeln sind in folgender Quelle zu finden <ref name = "Q8"> DIN EN 1337-3 </ref>.

===Unbewehrte Elastomerlager===

Unbewehrte Elastomerlager nehmen ''Vertikallasten'', ''geringe Verdrehungen'' und ''begrenzte Horizontalverschiebungen'' auf. Um das „Wandern“ der Lager zu verhindern, dürfen sie nur bei ruhenden Belastungen zum Einsatz kommen. Sie werden in großformatigen Platten geliefert und können zugeschnitten werden. Meistens bestehen sie aus vulkanisiertem Chloropren-Kautschuk. Die Lager müssen stets dick genug sein, um direkte Berührungen der Betonbauteile zu vermeiden. Druckspannungen von ca. 12 N/mm² sind bei normalen Lagergeometrien keine Seltenheit und zulässig <ref name = "Q2"></ref>.

Es gibt auch Sonderformen von unbewehrten Elastomerlagern, die durch eine Veränderung der Oberflächen- und Querschnittsgestaltung erzielt werden. So kann durch eine Lochung oder Noppung das Druck-Stauchungs-Verhalten positiv beeinflusst und eine gleichmäßigere Spannungsverteilung erzielt werden. Das Ganze funktioniert so, dass das Lager bei Belastung zunächst weich nachgibt, da das Lagermaterial erst die Hohlräume ausfüllen muss. Wenn dies geschehen ist, entsteht durch die progressive Verformung ein höherer Widerstand <ref name = "Q2"></ref>.

===Verformungsgleitlager===

Um ''größere Bewegungen'' zwischen Bauteilen zu ermöglichen, kann anstatt eines dicken unbewehrten Elastomerlagers, das nur kleine Bewegungen zulässt, ein Verformungsgleitlager verbaut werden. Dieses nimmt Bewegungen mit Hilfe von geschmiert oder ungeschmiert aufeinander gleitenden Folien auf. Die Folien gibt es ebenfalls in Form von vulkanisiertem Kautschuk oder als kohlefaserverstärkte Kunststoffplatten. Um Unebenheiten oder hohe Kantenpressungen zu verhindern, werden die Folien oder Kunststoffplatten bei Bedarf außen mit Schaumstoff oder Elastomer kaschiert. Als Lager zwischen Fertigteilen sollten die Gleitlager mindestens 4 mm stark sein <ref name = "Q2"></ref>.

===Bewehrte Elastomerlager===

Wenn ein unbewehrtes Lager an die Grenzen seiner zulässigen ''Verdrehung'', ''Pressung'' oder ''Schubverformung'' kommt, sind bewehrte Elastomerlager eine gute, aber teurere Alternative. Sie haben meist eine viereckige oder kreisrunde Form, welche nicht zugeschnitten werden kann. Die Hersteller bieten meist nur vorgefertigte Standardlagergrößen an. Um den höheren Beanspruchungen standzuhalten, haben diese Lager mehrere symmetrisch und im gleichen Abstand voneinander flach angeordnete Bewehrungseinlagen. Die Einlagen gibt es aus Stahlblech oder textilen Geweben, welche mittels Warmvulkanisation mit den einzelnen Elastomerschichten verbunden werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Quellen==

<references/>

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[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Datei:Fertigteile - Transport und Montage4.jpg

2023-11-22T11:11:10Z

AFoerster: Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

== Beschreibung ==
Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

Fertigteile - Transport und Montage

2023-11-22T11:10:33Z

AFoerster: /* Schraubhülsen */

[[Datei:Fertigteile - Transport und Montage1.jpg|right|thumb|500px|Transport zweier Fertigteilstützen mit angeformtem Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt einige Informationen und Hinweise zu den Transport- und Montagevorgängen von Betonfertigteilen sowie den damit verbundenen Besonderheiten. 

==Transport==

[[Datei:Fertigteile - Transport und Montage2.jpg|right|thumb|250px|Transport innerhalb des Fertigteilwerks 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Um ein Fertigteil überhaupt bewegen zu können, müssen bei der Bemessung besondere Belastungszustände (Zwischenzustände) berücksichtigt werden. Denn während des Aushebens aus der Schalung sowie beim Transport, der Lagerung und der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] eines Fertigteils wirken andere Kräfte auf das Bauteil ein als im eingebauten und belasteten Zustand. Dies liegt daran, dass die Fertigteile mit [[Fertigteile - Transport und Montage#Transportanker|Transportankern]] versehen sind, an denen Anschlagmittel (z. B. Kettenhaken, Schäkel usw.) befestigt werden können, um sie mit Hilfe eines Krans zu bewegen. Um die Bemessung und [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung eines Fertigteils]] wirtschaftlich zu halten, sollte darauf geachtet werden, dass die Zwischenzustände nicht maßgebend für die Bemessung der Fertigteile werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>. Die Größe der herzustellenden Fertigteile ist lediglich durch die maximalen Transportabmessungen und das Montagegewicht beschränkt. Dadurch wird die Handhabung im Werk und während der Montage positiv beeinflusst, da keine übermäßig großen Fertigteile bewegt werden müssen <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

Es gibt einige Möglichkeiten, um die Fertigteile vom Werk zur Baustelle zu transportieren. Allerdings ist in den meisten Fällen der Straßentransport der günstigste, denn für den Transport auf Schienen sollten beispielsweise ein Gleisanschluss und Entladungsvorrichtungen vorhanden sein. Der Wasser- oder Lufttransport gestaltet sich dementsprechend noch schwieriger. Ohne den zusätzlichen Einsatz von Straßentransporten sind Schienen-, Wasser- und Lufttransporte nur in den seltensten Fällen möglich <ref name = "Q1"></ref>. Der Schienen- und insbesondere Wassertransport haben allerdings den Vorteil, dass Bauteile mit größeren Abmessungen und höheren Gesamtmassen transportiert werden können. Für einen Straßentransport ohne Sondergenehmigung sind die höchstzulässigen Abmessungen begrenzt auf eine Breite von 2,55 m, eine Höhe von 4,00 m, eine Länge von 15,50 m und ein Gesamtgewicht von 40 t. Mit einer Jahresdauergenehmigung sind Breiten bis 3,00 m, Höhen bis 4,00 m, Längen bis 24,00 m und ein Gesamtgewicht bis 48 t möglich <ref name = "Q2"></ref>.

==Montage==

Schon bei der Planung sollten die Größe der Fertigteile, die benötigten Hebezeuge und die Verbindungstechnik auf die Montagefolge abgestimmt werden. Bei der Verbindungstechnik wird zwischen einer Vollmontage mit trockenen Schraub- oder Schweißverbindungen und Verbindungen mit nachträglich ergänztem Ortbeton unterschieden <ref name = "Q1"></ref>. Häufig angewendete Montagefolgen sind die vertikale und die horizontale Montage <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der '''vertikalen Montage''' werden die Fertigteile mit einem Autokran in einem Teilbereich des Gebäudes über die gesamte Gebäudehöhe verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der Kran kann schwere Elemente versetzen, muss aber aufgrund seines begrenzten Schwenkbereiches nach erfolgter Montage des vertikalen Bauabschnittes versetzt werden <ref name = "Q1"></ref>. Bei der '''horizontalen Montage''' werden die Elemente geschossweise über die ganze Gebäudefläche oder einen Teilbereich mit einem Turmdrehkran verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der große Schwenkbereich des Kranes hat allerdings den Nachteil, dass bei großer Ausladung nur relativ leichte Fertigteile bewegt werden können <ref name = "Q1"></ref>. Es können auch beide Montagearten miteinander kombiniert werden. Dann ist es in der Regel so, dass der Autokran mit seinen hohen Kosten tageweise angemietet wird und der Turmdrehkran während der gesamten Bauzeit zur Verfügung steht <ref name = "Q2"></ref>. So werden beispielsweise lange [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] mit einem Autokran in vertikaler Montagefolge und trockener Verbindung errichtet. Anschließend können dann leichte Bauteile wie Unterzüge, Decken- und Fassadenelemente mit einem Turmdrehkran in horizontaler Montagefolge eingebaut und gegebenenfalls mit Ortbeton ergänzt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Verankerungssysteme==
===Transportanker===

Um die Fertigteile während der Herstellung im Werk und bei den Transport- sowie Montageprozessen bewegen zu können, werden Transportanker benötigt. Sie dürfen in der Regel nicht als dauerhaft tragende Verbindungen eingesetzt werden, denn sie sind meist nur für zeitlich begrenzte und sich wiederholende Transportvorgänge ausgelegt. Nur wenn die Anker aus nichtrostendem Stahl bestehen, dürfen sie nach der Montage im Beton verbleiben. Typische Transportanker sind beispielsweise Seilschlaufen, Schraubhülsen oder Kugelkopfanker. Für die Sicherheit der am Transport beteiligten Personen sind die Berufsgenossenschaften zuständig. Sicherheitsregeln für Transportanker und Transportankersysteme können in den VDI-Richtlinien (Verein Deutscher Ingenieure) nachgelesen werden <ref name = "Q1"></ref>.

====Seilschlaufen====

[[Datei:Fertigteile - Transport und Montage3.jpg|right|thumb|250px|Seilschlaufen 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Seilschlaufen oder auch Drahtseilanker genannt, bestehen aus einem Stahldrahtseil, welches nach dem Betonieren aus der glatten Fertigteiloberfläche herausragt. Es ist darauf zu achten, dass die Seilschlaufen bei der Lagerung und dem Transport nicht durch Umknicken beschädigt werden. Des Weiteren stellen sie eine Unfallgefahr dar und müssen entweder durch Aufbeton verdeckt oder nach der Montage abgeschnitten werden. Deshalb gibt es die Möglichkeit, eine Vertiefung in der Betonfläche mithilfe eines Schalungskörpers herzustellen, in dem sich dann die versenkte Schlaufe befindet <ref name = "Q1"></ref>. Alternativ kann auch ein vorgefertigtes Seilschlaufensystem verwendet werden, welches nach dem Transport im Bauwerk verbleiben und als Bestandteil einer Fugenverbindung zwischen zwei Bauteilen genutzt werden kann. Als Anschlagmittel beim Versetzen des Fertigteils kommen Schäkel oder Kettenhaken zum Einsatz. Diese ermöglichen effiziente Hebevorgänge sowie ein schnelles An- und Abhängen <ref name = "Q3"> Peikko, WRA Drahtseilanker, https://d76yt12idvq5b.cloudfront.net/file/dl/i/gO3cwg/zD1ZXfbo49usbg7XpqXQaw/WRADE001TMAWeb.pdf </ref>.

====Schraubhülsen====

[[Datei:Fertigteile - Transport und Montage4.jpg|right|thumb|250px|Schraubhülse mit Wellenanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Schraubhülsen werden mit Ankern aus Betonstahl, Seilschlaufen oder anderen Ankerkonstruktionen eingebaut. Der Einbau soll so erfolgen, dass die Hülse bündig mit der Betonoberfläche abschließt. Zum Schutz des Gewindes wird eine Kunststoffkappe auf die Hülse gesteckt. Als Anschlagmittel verwendet man einschraubbare Seilschlaufen oder Ösen, die mehrfach verwendet werden können. Es ist stets auf eine ausreichende Einschraubtiefe zu achten, da diese Anker auch als dauernd tragende Verbindungsmittel zur Anwendung kommen dürfen <ref name = "Q1"></ref>.

====Kugelkopfanker====

[[Datei:Kugelkopfanker.jpg|right|thumb|200px||right|thumb|250px|Kugelkopfanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Kugelkopfanker werden bei großen Lasten verwendet. Diese Art der Transportanker ist sehr robust und kann für den wiederholten Einsatz genutzt werden. Der Kopf eines solchen Ankers hat die Form einer Kugelkalotte. Der Kugelkopfanker wird zusammen mit einem halbkugelförmigen Aussparungskörper einbetoniert, sodass der Kopf vollständig in der Betonoberfläche versenkt ist <ref name = "Q1"></ref>. Nach dem Entfernen des Aussparungskörpers wird eine Universalkopf-Kupplung montiert, in die sich ein Kettenhaken für den Transport einhängen lässt <ref name = "Q4"> Halfen, DEHA KKT Kugelkopf-Transportankersystem, https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN%20DEHA_KKT_22-2-DE.pdf </ref>.

===Einbetonierte Verankerungen===

Einbetonierte Verankerungen bringen einige Vorteile mit sich. Beispielsweise vermeiden sie eine Beschädigung der Bewehrung, wie es bei nachträglichen Befestigungen der Fall sein kann. Des Weiteren lassen sie sich sehr genau positionieren und können große Lasten mithilfe von zusätzlicher Verankerungsbewehrung einleiten. Hinzu kommt, dass sie den Beton im unbelasteten Zustand nicht beanspruchen und so geringere Randabstände als mit Spreizdübeln möglich sind. Häufig kommen Ankerschienen, Ankerplatten oder Schraubhülsen zum Einsatz <ref name = "Q1"></ref>.

====Ankerschiene====

Ankerschienen bestehen aus kaltverformten oder warmgewalzten C-förmigen Profilen, auf deren Rückseite zwei oder mehrere Ankerbolzen bzw. T-förmige Anker aufgebracht sind. Die Ankerbolzen sorgen für die Verankerung im Beton und dürfen unter Einhaltung der Einbaubedingungen sogar in der Betonzugzone angeordnet werden. Sie werden so in die Fertigteile eingebaut, dass sie bündig mit der Betonoberfläche abschließen <ref name = "Q1"></ref>.

In das C-förmige Profil lassen sich Hammerkopfschrauben einziehen, mit denen sich beliebige Konstruktionen befestigen lassen. Senkrecht zur Schienenachse können Zug- und Querkräfte über die Schrauben weitergeleitet werden. Über die Schienenlängsrichtung lassen sich diese Kräfte nur einleiten, wenn die Schieneninnenkante und die Schraubenköpfe mit einer Profilierung ausgestattet sind. Werden die Ankerschienen im Außenbereich eingesetzt, z. B. zur Befestigung von Fassadenelementen, so sollten sie und ihre Verbindungsmittel aus nichtrostendem Stahl bestehen <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der HALFEN-Website zu finden <ref name = "Q6"> Halfen, HALFENSCHIENEN Produktinformation Technik https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN_B_23-DE.pdf </ref>.

====Ankerplatte mit Kopfbolzen====

Dieses Verankerungssystem besteht aus einer Stahlplatte, auf deren Rückseite Kopfbolzen oder Bewehrungsstäbe befestigt sind. So lassen sich wesentlich höhere Lasten als mit einer Ankerschiene übertragen. Die Kopfbolzen der Ankerplatte bilden die Verankerung im Beton und sind in der Lage, Zug-, Quer- und Schrägzugkräfte einzuleiten <ref name = "Q1"></ref>.

Die Tragfähigkeit der Bolzen ist abhängig von deren [[Verankerungslänge|Verankerungslänge]] (Bolzenlänge) und kann erhöht werden, indem mehrere Bolzen mit einem aufgesetzten Polsterring im Kopfbereich aneinandergeschweißt werden. So wird gewährleistet, dass die zu verankernde Last nur über den letzten Bolzenkopf in den Beton übertragen wird. Unter gewissen Voraussetzungen können mit Hilfe von Rückhängebügeln die Bolzenzugkräfte in die Betondruckzone eingeleitet werden. Für gewöhnlich werden anstatt eines Einzelankers eher Ankerplatten mit Ankergruppen verwendet. Bei mehreren Einzelbolzen überlagern sich die möglichen Ausbruchkegel und die Traglast je Bolzen wird reduziert <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der Peikko-Website zu finden <ref name = "Q7"> Peikko, WELDA® Ankerplatten https://www.peikko.de/produkte/product/welda-ankerplatten/technical-information/ </ref>.

==Elementfugen==

Im Gegensatz zur Ortbetonbauweise wird im Fertigteilbau erst später das Tragwerk aus einzelnen Fertigteilen zusammengefügt. Aus diesem Grund müssen die Elementfugen in Form einer kraftschlüssigen Verbindung ausgeführt werden <ref name = "Q2"></ref>. Fugenverbindungen können in Form eines Fugenvergusses oder durch konzentriert angeordnete Schraub- und Schweißverbindungen hergestellt werden. In Deutschland wird der Fugenverguss meist bevorzugt. Generell wird zwischen horizontalen und vertikalen Fugen unterschieden <ref name = "Q1"></ref>.

===Horizontalfugen===

Horizontalfugen werden häufig durch Längsdruckspannungen der Auflasten zumindest teilweise überdrückt. Somit ist eine Verzahnung oder eine Fugenbewehrung meist nicht erforderlich. Oft werden einzubauende Elemente einfach in ein Mörtelbett gesetzt oder mit Mörtel unterstopft <ref name = "Q1"></ref>.

===Vertikalfugen===

Vertikalfugen hingegen werden in der Regel nicht durch Belastungen senkrecht zur Fuge überdrückt. Wegen der deshalb auftretenden Zugkräfte müssen sie oftmals mit einer Verzahnung oder einer kontinuierlichen Fugenquerbewehrung versehen werden. Eine gute Möglichkeit der Fugenbewehrung kann mit Hilfe eines Seilschlaufensystems (Verschlaufungskasten) erzielt werden. Diese sind gleichmäßig über die gesamte Fugenlänge verteilt und werden durch eine zusätzliche Fugenlängsbewehrung und flüssigen Vergussmörtel kraftschlüssig verbunden <ref name = "Q1"></ref>.

Mittlerweile kommen auch schon spezielle Vergussmörtel zum Einsatz, die noch bessere Eigenschaften aufweisen. So gibt es die Möglichkeit, einen thixotropen Mörtel zu verwenden, der dank seiner Steifigkeit nach dem Verfüllen lediglich ein Glattziehen der Mörtelfuge erfordert. Das Abdichten und Nachbearbeiten der Fuge wird somit überflüssig und spart eine Menge Zeit <ref name = "Q5"> BFT International, Wirtschaftliches Verbinden von Betonfertigteilen, https://www.bft-international.com/de/artikel/bft_2012-03_Wirtschaftliches_Verbinden_von_Betonfertigteilen_1390913.html </ref>.

==Lager (Elastomere)==

Elastomerlager werden zum Übertragen von Auflagerkräften und zum Ausgleichen von Bewegungen zwischen zwei Bauteilen eingesetzt. So wird eine zwängungsarme Verbindung erreicht, die ''Verdrehungen'' und ''Verschiebungen'' durch ihre elastische Verformung aufnimmt. Die Lager können beispielsweise mit Hilfe einer Randverklebung oder mit dem Einbau von Dollen, welche zu vermörteln sind, eingebaut werden. Elastomerlager haben eine gute Alterungsbeständigkeit, bestehen aus synthetischem Kautschuk und sind meistens für einen Temperaturbereich von - 25°C bis + 50°C ausgelegt <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regeln sind in folgender Quelle zu finden <ref name = "Q8"> DIN EN 1337-3 </ref>.

===Unbewehrte Elastomerlager===

Unbewehrte Elastomerlager nehmen ''Vertikallasten'', ''geringe Verdrehungen'' und ''begrenzte Horizontalverschiebungen'' auf. Um das „Wandern“ der Lager zu verhindern, dürfen sie nur bei ruhenden Belastungen zum Einsatz kommen. Sie werden in großformatigen Platten geliefert und können zugeschnitten werden. Meistens bestehen sie aus vulkanisiertem Chloropren-Kautschuk. Die Lager müssen stets dick genug sein, um direkte Berührungen der Betonbauteile zu vermeiden. Druckspannungen von ca. 12 N/mm² sind bei normalen Lagergeometrien keine Seltenheit und zulässig <ref name = "Q2"></ref>.

Es gibt auch Sonderformen von unbewehrten Elastomerlagern, die durch eine Veränderung der Oberflächen- und Querschnittsgestaltung erzielt werden. So kann durch eine Lochung oder Noppung das Druck-Stauchungs-Verhalten positiv beeinflusst und eine gleichmäßigere Spannungsverteilung erzielt werden. Das Ganze funktioniert so, dass das Lager bei Belastung zunächst weich nachgibt, da das Lagermaterial erst die Hohlräume ausfüllen muss. Wenn dies geschehen ist, entsteht durch die progressive Verformung ein höherer Widerstand <ref name = "Q2"></ref>.

===Verformungsgleitlager===

Um ''größere Bewegungen'' zwischen Bauteilen zu ermöglichen, kann anstatt eines dicken unbewehrten Elastomerlagers, das nur kleine Bewegungen zulässt, ein Verformungsgleitlager verbaut werden. Dieses nimmt Bewegungen mit Hilfe von geschmiert oder ungeschmiert aufeinander gleitenden Folien auf. Die Folien gibt es ebenfalls in Form von vulkanisiertem Kautschuk oder als kohlefaserverstärkte Kunststoffplatten. Um Unebenheiten oder hohe Kantenpressungen zu verhindern, werden die Folien oder Kunststoffplatten bei Bedarf außen mit Schaumstoff oder Elastomer kaschiert. Als Lager zwischen Fertigteilen sollten die Gleitlager mindestens 4 mm stark sein <ref name = "Q2"></ref>.

===Bewehrte Elastomerlager===

Wenn ein unbewehrtes Lager an die Grenzen seiner zulässigen ''Verdrehung'', ''Pressung'' oder ''Schubverformung'' kommt, sind bewehrte Elastomerlager eine gute, aber teurere Alternative. Sie haben meist eine viereckige oder kreisrunde Form, welche nicht zugeschnitten werden kann. Die Hersteller bieten meist nur vorgefertigte Standardlagergrößen an. Um den höheren Beanspruchungen standzuhalten, haben diese Lager mehrere symmetrisch und im gleichen Abstand voneinander flach angeordnete Bewehrungseinlagen. Die Einlagen gibt es aus Stahlblech oder textilen Geweben, welche mittels Warmvulkanisation mit den einzelnen Elastomerschichten verbunden werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Quellen==

<references/>

{{Seiteninfo
|Quality-flag = [[File:quality-flag-green.gif|right|70px]]
|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Datei:Fertigteile - Transport und Montage3.jpg

2023-11-22T11:09:58Z

AFoerster: Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

== Beschreibung ==
Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

Fertigteile - Transport und Montage

2023-11-22T11:09:43Z

AFoerster: /* Seilschlaufen */

[[Datei:Fertigteile - Transport und Montage1.jpg|right|thumb|500px|Transport zweier Fertigteilstützen mit angeformtem Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt einige Informationen und Hinweise zu den Transport- und Montagevorgängen von Betonfertigteilen sowie den damit verbundenen Besonderheiten. 

==Transport==

[[Datei:Fertigteile - Transport und Montage2.jpg|right|thumb|250px|Transport innerhalb des Fertigteilwerks 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Um ein Fertigteil überhaupt bewegen zu können, müssen bei der Bemessung besondere Belastungszustände (Zwischenzustände) berücksichtigt werden. Denn während des Aushebens aus der Schalung sowie beim Transport, der Lagerung und der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] eines Fertigteils wirken andere Kräfte auf das Bauteil ein als im eingebauten und belasteten Zustand. Dies liegt daran, dass die Fertigteile mit [[Fertigteile - Transport und Montage#Transportanker|Transportankern]] versehen sind, an denen Anschlagmittel (z. B. Kettenhaken, Schäkel usw.) befestigt werden können, um sie mit Hilfe eines Krans zu bewegen. Um die Bemessung und [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung eines Fertigteils]] wirtschaftlich zu halten, sollte darauf geachtet werden, dass die Zwischenzustände nicht maßgebend für die Bemessung der Fertigteile werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>. Die Größe der herzustellenden Fertigteile ist lediglich durch die maximalen Transportabmessungen und das Montagegewicht beschränkt. Dadurch wird die Handhabung im Werk und während der Montage positiv beeinflusst, da keine übermäßig großen Fertigteile bewegt werden müssen <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

Es gibt einige Möglichkeiten, um die Fertigteile vom Werk zur Baustelle zu transportieren. Allerdings ist in den meisten Fällen der Straßentransport der günstigste, denn für den Transport auf Schienen sollten beispielsweise ein Gleisanschluss und Entladungsvorrichtungen vorhanden sein. Der Wasser- oder Lufttransport gestaltet sich dementsprechend noch schwieriger. Ohne den zusätzlichen Einsatz von Straßentransporten sind Schienen-, Wasser- und Lufttransporte nur in den seltensten Fällen möglich <ref name = "Q1"></ref>. Der Schienen- und insbesondere Wassertransport haben allerdings den Vorteil, dass Bauteile mit größeren Abmessungen und höheren Gesamtmassen transportiert werden können. Für einen Straßentransport ohne Sondergenehmigung sind die höchstzulässigen Abmessungen begrenzt auf eine Breite von 2,55 m, eine Höhe von 4,00 m, eine Länge von 15,50 m und ein Gesamtgewicht von 40 t. Mit einer Jahresdauergenehmigung sind Breiten bis 3,00 m, Höhen bis 4,00 m, Längen bis 24,00 m und ein Gesamtgewicht bis 48 t möglich <ref name = "Q2"></ref>.

==Montage==

Schon bei der Planung sollten die Größe der Fertigteile, die benötigten Hebezeuge und die Verbindungstechnik auf die Montagefolge abgestimmt werden. Bei der Verbindungstechnik wird zwischen einer Vollmontage mit trockenen Schraub- oder Schweißverbindungen und Verbindungen mit nachträglich ergänztem Ortbeton unterschieden <ref name = "Q1"></ref>. Häufig angewendete Montagefolgen sind die vertikale und die horizontale Montage <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der '''vertikalen Montage''' werden die Fertigteile mit einem Autokran in einem Teilbereich des Gebäudes über die gesamte Gebäudehöhe verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der Kran kann schwere Elemente versetzen, muss aber aufgrund seines begrenzten Schwenkbereiches nach erfolgter Montage des vertikalen Bauabschnittes versetzt werden <ref name = "Q1"></ref>. Bei der '''horizontalen Montage''' werden die Elemente geschossweise über die ganze Gebäudefläche oder einen Teilbereich mit einem Turmdrehkran verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der große Schwenkbereich des Kranes hat allerdings den Nachteil, dass bei großer Ausladung nur relativ leichte Fertigteile bewegt werden können <ref name = "Q1"></ref>. Es können auch beide Montagearten miteinander kombiniert werden. Dann ist es in der Regel so, dass der Autokran mit seinen hohen Kosten tageweise angemietet wird und der Turmdrehkran während der gesamten Bauzeit zur Verfügung steht <ref name = "Q2"></ref>. So werden beispielsweise lange [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] mit einem Autokran in vertikaler Montagefolge und trockener Verbindung errichtet. Anschließend können dann leichte Bauteile wie Unterzüge, Decken- und Fassadenelemente mit einem Turmdrehkran in horizontaler Montagefolge eingebaut und gegebenenfalls mit Ortbeton ergänzt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Verankerungssysteme==
===Transportanker===

Um die Fertigteile während der Herstellung im Werk und bei den Transport- sowie Montageprozessen bewegen zu können, werden Transportanker benötigt. Sie dürfen in der Regel nicht als dauerhaft tragende Verbindungen eingesetzt werden, denn sie sind meist nur für zeitlich begrenzte und sich wiederholende Transportvorgänge ausgelegt. Nur wenn die Anker aus nichtrostendem Stahl bestehen, dürfen sie nach der Montage im Beton verbleiben. Typische Transportanker sind beispielsweise Seilschlaufen, Schraubhülsen oder Kugelkopfanker. Für die Sicherheit der am Transport beteiligten Personen sind die Berufsgenossenschaften zuständig. Sicherheitsregeln für Transportanker und Transportankersysteme können in den VDI-Richtlinien (Verein Deutscher Ingenieure) nachgelesen werden <ref name = "Q1"></ref>.

====Seilschlaufen====

[[Datei:Fertigteile - Transport und Montage3.jpg|right|thumb|250px|Seilschlaufen 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Seilschlaufen oder auch Drahtseilanker genannt, bestehen aus einem Stahldrahtseil, welches nach dem Betonieren aus der glatten Fertigteiloberfläche herausragt. Es ist darauf zu achten, dass die Seilschlaufen bei der Lagerung und dem Transport nicht durch Umknicken beschädigt werden. Des Weiteren stellen sie eine Unfallgefahr dar und müssen entweder durch Aufbeton verdeckt oder nach der Montage abgeschnitten werden. Deshalb gibt es die Möglichkeit, eine Vertiefung in der Betonfläche mithilfe eines Schalungskörpers herzustellen, in dem sich dann die versenkte Schlaufe befindet <ref name = "Q1"></ref>. Alternativ kann auch ein vorgefertigtes Seilschlaufensystem verwendet werden, welches nach dem Transport im Bauwerk verbleiben und als Bestandteil einer Fugenverbindung zwischen zwei Bauteilen genutzt werden kann. Als Anschlagmittel beim Versetzen des Fertigteils kommen Schäkel oder Kettenhaken zum Einsatz. Diese ermöglichen effiziente Hebevorgänge sowie ein schnelles An- und Abhängen <ref name = "Q3"> Peikko, WRA Drahtseilanker, https://d76yt12idvq5b.cloudfront.net/file/dl/i/gO3cwg/zD1ZXfbo49usbg7XpqXQaw/WRADE001TMAWeb.pdf </ref>.

====Schraubhülsen====

[[Datei: Schraubhülse mit Profilierte Wellenanker .jpg|right|thumb|250px|Schraubhuelse mit Wellenanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Schraubhülsen werden mit Ankern aus Betonstahl, Seilschlaufen oder anderen Ankerkonstruktionen eingebaut. Der Einbau soll so erfolgen, dass die Hülse bündig mit der Betonoberfläche abschließt. Zum Schutz des Gewindes wird eine Kunststoffkappe auf die Hülse gesteckt. Als Anschlagmittel verwendet man einschraubbare Seilschlaufen oder Ösen, die mehrfach verwendet werden können. Es ist stets auf eine ausreichende Einschraubtiefe zu achten, da diese Anker auch als dauernd tragende Verbindungsmittel zur Anwendung kommen dürfen <ref name = "Q1"></ref>.

====Kugelkopfanker====

[[Datei:Kugelkopfanker.jpg|right|thumb|200px||right|thumb|250px|Kugelkopfanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Kugelkopfanker werden bei großen Lasten verwendet. Diese Art der Transportanker ist sehr robust und kann für den wiederholten Einsatz genutzt werden. Der Kopf eines solchen Ankers hat die Form einer Kugelkalotte. Der Kugelkopfanker wird zusammen mit einem halbkugelförmigen Aussparungskörper einbetoniert, sodass der Kopf vollständig in der Betonoberfläche versenkt ist <ref name = "Q1"></ref>. Nach dem Entfernen des Aussparungskörpers wird eine Universalkopf-Kupplung montiert, in die sich ein Kettenhaken für den Transport einhängen lässt <ref name = "Q4"> Halfen, DEHA KKT Kugelkopf-Transportankersystem, https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN%20DEHA_KKT_22-2-DE.pdf </ref>.

===Einbetonierte Verankerungen===

Einbetonierte Verankerungen bringen einige Vorteile mit sich. Beispielsweise vermeiden sie eine Beschädigung der Bewehrung, wie es bei nachträglichen Befestigungen der Fall sein kann. Des Weiteren lassen sie sich sehr genau positionieren und können große Lasten mithilfe von zusätzlicher Verankerungsbewehrung einleiten. Hinzu kommt, dass sie den Beton im unbelasteten Zustand nicht beanspruchen und so geringere Randabstände als mit Spreizdübeln möglich sind. Häufig kommen Ankerschienen, Ankerplatten oder Schraubhülsen zum Einsatz <ref name = "Q1"></ref>.

====Ankerschiene====

Ankerschienen bestehen aus kaltverformten oder warmgewalzten C-förmigen Profilen, auf deren Rückseite zwei oder mehrere Ankerbolzen bzw. T-förmige Anker aufgebracht sind. Die Ankerbolzen sorgen für die Verankerung im Beton und dürfen unter Einhaltung der Einbaubedingungen sogar in der Betonzugzone angeordnet werden. Sie werden so in die Fertigteile eingebaut, dass sie bündig mit der Betonoberfläche abschließen <ref name = "Q1"></ref>.

In das C-förmige Profil lassen sich Hammerkopfschrauben einziehen, mit denen sich beliebige Konstruktionen befestigen lassen. Senkrecht zur Schienenachse können Zug- und Querkräfte über die Schrauben weitergeleitet werden. Über die Schienenlängsrichtung lassen sich diese Kräfte nur einleiten, wenn die Schieneninnenkante und die Schraubenköpfe mit einer Profilierung ausgestattet sind. Werden die Ankerschienen im Außenbereich eingesetzt, z. B. zur Befestigung von Fassadenelementen, so sollten sie und ihre Verbindungsmittel aus nichtrostendem Stahl bestehen <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der HALFEN-Website zu finden <ref name = "Q6"> Halfen, HALFENSCHIENEN Produktinformation Technik https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN_B_23-DE.pdf </ref>.

====Ankerplatte mit Kopfbolzen====

Dieses Verankerungssystem besteht aus einer Stahlplatte, auf deren Rückseite Kopfbolzen oder Bewehrungsstäbe befestigt sind. So lassen sich wesentlich höhere Lasten als mit einer Ankerschiene übertragen. Die Kopfbolzen der Ankerplatte bilden die Verankerung im Beton und sind in der Lage, Zug-, Quer- und Schrägzugkräfte einzuleiten <ref name = "Q1"></ref>.

Die Tragfähigkeit der Bolzen ist abhängig von deren [[Verankerungslänge|Verankerungslänge]] (Bolzenlänge) und kann erhöht werden, indem mehrere Bolzen mit einem aufgesetzten Polsterring im Kopfbereich aneinandergeschweißt werden. So wird gewährleistet, dass die zu verankernde Last nur über den letzten Bolzenkopf in den Beton übertragen wird. Unter gewissen Voraussetzungen können mit Hilfe von Rückhängebügeln die Bolzenzugkräfte in die Betondruckzone eingeleitet werden. Für gewöhnlich werden anstatt eines Einzelankers eher Ankerplatten mit Ankergruppen verwendet. Bei mehreren Einzelbolzen überlagern sich die möglichen Ausbruchkegel und die Traglast je Bolzen wird reduziert <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der Peikko-Website zu finden <ref name = "Q7"> Peikko, WELDA® Ankerplatten https://www.peikko.de/produkte/product/welda-ankerplatten/technical-information/ </ref>.

==Elementfugen==

Im Gegensatz zur Ortbetonbauweise wird im Fertigteilbau erst später das Tragwerk aus einzelnen Fertigteilen zusammengefügt. Aus diesem Grund müssen die Elementfugen in Form einer kraftschlüssigen Verbindung ausgeführt werden <ref name = "Q2"></ref>. Fugenverbindungen können in Form eines Fugenvergusses oder durch konzentriert angeordnete Schraub- und Schweißverbindungen hergestellt werden. In Deutschland wird der Fugenverguss meist bevorzugt. Generell wird zwischen horizontalen und vertikalen Fugen unterschieden <ref name = "Q1"></ref>.

===Horizontalfugen===

Horizontalfugen werden häufig durch Längsdruckspannungen der Auflasten zumindest teilweise überdrückt. Somit ist eine Verzahnung oder eine Fugenbewehrung meist nicht erforderlich. Oft werden einzubauende Elemente einfach in ein Mörtelbett gesetzt oder mit Mörtel unterstopft <ref name = "Q1"></ref>.

===Vertikalfugen===

Vertikalfugen hingegen werden in der Regel nicht durch Belastungen senkrecht zur Fuge überdrückt. Wegen der deshalb auftretenden Zugkräfte müssen sie oftmals mit einer Verzahnung oder einer kontinuierlichen Fugenquerbewehrung versehen werden. Eine gute Möglichkeit der Fugenbewehrung kann mit Hilfe eines Seilschlaufensystems (Verschlaufungskasten) erzielt werden. Diese sind gleichmäßig über die gesamte Fugenlänge verteilt und werden durch eine zusätzliche Fugenlängsbewehrung und flüssigen Vergussmörtel kraftschlüssig verbunden <ref name = "Q1"></ref>.

Mittlerweile kommen auch schon spezielle Vergussmörtel zum Einsatz, die noch bessere Eigenschaften aufweisen. So gibt es die Möglichkeit, einen thixotropen Mörtel zu verwenden, der dank seiner Steifigkeit nach dem Verfüllen lediglich ein Glattziehen der Mörtelfuge erfordert. Das Abdichten und Nachbearbeiten der Fuge wird somit überflüssig und spart eine Menge Zeit <ref name = "Q5"> BFT International, Wirtschaftliches Verbinden von Betonfertigteilen, https://www.bft-international.com/de/artikel/bft_2012-03_Wirtschaftliches_Verbinden_von_Betonfertigteilen_1390913.html </ref>.

==Lager (Elastomere)==

Elastomerlager werden zum Übertragen von Auflagerkräften und zum Ausgleichen von Bewegungen zwischen zwei Bauteilen eingesetzt. So wird eine zwängungsarme Verbindung erreicht, die ''Verdrehungen'' und ''Verschiebungen'' durch ihre elastische Verformung aufnimmt. Die Lager können beispielsweise mit Hilfe einer Randverklebung oder mit dem Einbau von Dollen, welche zu vermörteln sind, eingebaut werden. Elastomerlager haben eine gute Alterungsbeständigkeit, bestehen aus synthetischem Kautschuk und sind meistens für einen Temperaturbereich von - 25°C bis + 50°C ausgelegt <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regeln sind in folgender Quelle zu finden <ref name = "Q8"> DIN EN 1337-3 </ref>.

===Unbewehrte Elastomerlager===

Unbewehrte Elastomerlager nehmen ''Vertikallasten'', ''geringe Verdrehungen'' und ''begrenzte Horizontalverschiebungen'' auf. Um das „Wandern“ der Lager zu verhindern, dürfen sie nur bei ruhenden Belastungen zum Einsatz kommen. Sie werden in großformatigen Platten geliefert und können zugeschnitten werden. Meistens bestehen sie aus vulkanisiertem Chloropren-Kautschuk. Die Lager müssen stets dick genug sein, um direkte Berührungen der Betonbauteile zu vermeiden. Druckspannungen von ca. 12 N/mm² sind bei normalen Lagergeometrien keine Seltenheit und zulässig <ref name = "Q2"></ref>.

Es gibt auch Sonderformen von unbewehrten Elastomerlagern, die durch eine Veränderung der Oberflächen- und Querschnittsgestaltung erzielt werden. So kann durch eine Lochung oder Noppung das Druck-Stauchungs-Verhalten positiv beeinflusst und eine gleichmäßigere Spannungsverteilung erzielt werden. Das Ganze funktioniert so, dass das Lager bei Belastung zunächst weich nachgibt, da das Lagermaterial erst die Hohlräume ausfüllen muss. Wenn dies geschehen ist, entsteht durch die progressive Verformung ein höherer Widerstand <ref name = "Q2"></ref>.

===Verformungsgleitlager===

Um ''größere Bewegungen'' zwischen Bauteilen zu ermöglichen, kann anstatt eines dicken unbewehrten Elastomerlagers, das nur kleine Bewegungen zulässt, ein Verformungsgleitlager verbaut werden. Dieses nimmt Bewegungen mit Hilfe von geschmiert oder ungeschmiert aufeinander gleitenden Folien auf. Die Folien gibt es ebenfalls in Form von vulkanisiertem Kautschuk oder als kohlefaserverstärkte Kunststoffplatten. Um Unebenheiten oder hohe Kantenpressungen zu verhindern, werden die Folien oder Kunststoffplatten bei Bedarf außen mit Schaumstoff oder Elastomer kaschiert. Als Lager zwischen Fertigteilen sollten die Gleitlager mindestens 4 mm stark sein <ref name = "Q2"></ref>.

===Bewehrte Elastomerlager===

Wenn ein unbewehrtes Lager an die Grenzen seiner zulässigen ''Verdrehung'', ''Pressung'' oder ''Schubverformung'' kommt, sind bewehrte Elastomerlager eine gute, aber teurere Alternative. Sie haben meist eine viereckige oder kreisrunde Form, welche nicht zugeschnitten werden kann. Die Hersteller bieten meist nur vorgefertigte Standardlagergrößen an. Um den höheren Beanspruchungen standzuhalten, haben diese Lager mehrere symmetrisch und im gleichen Abstand voneinander flach angeordnete Bewehrungseinlagen. Die Einlagen gibt es aus Stahlblech oder textilen Geweben, welche mittels Warmvulkanisation mit den einzelnen Elastomerschichten verbunden werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Quellen==

<references/>

{{Seiteninfo
|Quality-flag = [[File:quality-flag-green.gif|right|70px]]
|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Datei:Fertigteile - Transport und Montage2.jpg

2023-11-22T11:08:32Z

AFoerster: Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

== Beschreibung ==
Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

Fertigteile - Transport und Montage

2023-11-22T11:08:19Z

AFoerster: /* Transport */

[[Datei:Fertigteile - Transport und Montage1.jpg|right|thumb|500px|Transport zweier Fertigteilstützen mit angeformtem Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt einige Informationen und Hinweise zu den Transport- und Montagevorgängen von Betonfertigteilen sowie den damit verbundenen Besonderheiten. 

==Transport==

[[Datei:Fertigteile - Transport und Montage2.jpg|right|thumb|250px|Transport innerhalb des Fertigteilwerks 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Um ein Fertigteil überhaupt bewegen zu können, müssen bei der Bemessung besondere Belastungszustände (Zwischenzustände) berücksichtigt werden. Denn während des Aushebens aus der Schalung sowie beim Transport, der Lagerung und der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] eines Fertigteils wirken andere Kräfte auf das Bauteil ein als im eingebauten und belasteten Zustand. Dies liegt daran, dass die Fertigteile mit [[Fertigteile - Transport und Montage#Transportanker|Transportankern]] versehen sind, an denen Anschlagmittel (z. B. Kettenhaken, Schäkel usw.) befestigt werden können, um sie mit Hilfe eines Krans zu bewegen. Um die Bemessung und [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung eines Fertigteils]] wirtschaftlich zu halten, sollte darauf geachtet werden, dass die Zwischenzustände nicht maßgebend für die Bemessung der Fertigteile werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>. Die Größe der herzustellenden Fertigteile ist lediglich durch die maximalen Transportabmessungen und das Montagegewicht beschränkt. Dadurch wird die Handhabung im Werk und während der Montage positiv beeinflusst, da keine übermäßig großen Fertigteile bewegt werden müssen <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

Es gibt einige Möglichkeiten, um die Fertigteile vom Werk zur Baustelle zu transportieren. Allerdings ist in den meisten Fällen der Straßentransport der günstigste, denn für den Transport auf Schienen sollten beispielsweise ein Gleisanschluss und Entladungsvorrichtungen vorhanden sein. Der Wasser- oder Lufttransport gestaltet sich dementsprechend noch schwieriger. Ohne den zusätzlichen Einsatz von Straßentransporten sind Schienen-, Wasser- und Lufttransporte nur in den seltensten Fällen möglich <ref name = "Q1"></ref>. Der Schienen- und insbesondere Wassertransport haben allerdings den Vorteil, dass Bauteile mit größeren Abmessungen und höheren Gesamtmassen transportiert werden können. Für einen Straßentransport ohne Sondergenehmigung sind die höchstzulässigen Abmessungen begrenzt auf eine Breite von 2,55 m, eine Höhe von 4,00 m, eine Länge von 15,50 m und ein Gesamtgewicht von 40 t. Mit einer Jahresdauergenehmigung sind Breiten bis 3,00 m, Höhen bis 4,00 m, Längen bis 24,00 m und ein Gesamtgewicht bis 48 t möglich <ref name = "Q2"></ref>.

==Montage==

Schon bei der Planung sollten die Größe der Fertigteile, die benötigten Hebezeuge und die Verbindungstechnik auf die Montagefolge abgestimmt werden. Bei der Verbindungstechnik wird zwischen einer Vollmontage mit trockenen Schraub- oder Schweißverbindungen und Verbindungen mit nachträglich ergänztem Ortbeton unterschieden <ref name = "Q1"></ref>. Häufig angewendete Montagefolgen sind die vertikale und die horizontale Montage <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der '''vertikalen Montage''' werden die Fertigteile mit einem Autokran in einem Teilbereich des Gebäudes über die gesamte Gebäudehöhe verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der Kran kann schwere Elemente versetzen, muss aber aufgrund seines begrenzten Schwenkbereiches nach erfolgter Montage des vertikalen Bauabschnittes versetzt werden <ref name = "Q1"></ref>. Bei der '''horizontalen Montage''' werden die Elemente geschossweise über die ganze Gebäudefläche oder einen Teilbereich mit einem Turmdrehkran verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der große Schwenkbereich des Kranes hat allerdings den Nachteil, dass bei großer Ausladung nur relativ leichte Fertigteile bewegt werden können <ref name = "Q1"></ref>. Es können auch beide Montagearten miteinander kombiniert werden. Dann ist es in der Regel so, dass der Autokran mit seinen hohen Kosten tageweise angemietet wird und der Turmdrehkran während der gesamten Bauzeit zur Verfügung steht <ref name = "Q2"></ref>. So werden beispielsweise lange [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] mit einem Autokran in vertikaler Montagefolge und trockener Verbindung errichtet. Anschließend können dann leichte Bauteile wie Unterzüge, Decken- und Fassadenelemente mit einem Turmdrehkran in horizontaler Montagefolge eingebaut und gegebenenfalls mit Ortbeton ergänzt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Verankerungssysteme==
===Transportanker===

Um die Fertigteile während der Herstellung im Werk und bei den Transport- sowie Montageprozessen bewegen zu können, werden Transportanker benötigt. Sie dürfen in der Regel nicht als dauerhaft tragende Verbindungen eingesetzt werden, denn sie sind meist nur für zeitlich begrenzte und sich wiederholende Transportvorgänge ausgelegt. Nur wenn die Anker aus nichtrostendem Stahl bestehen, dürfen sie nach der Montage im Beton verbleiben. Typische Transportanker sind beispielsweise Seilschlaufen, Schraubhülsen oder Kugelkopfanker. Für die Sicherheit der am Transport beteiligten Personen sind die Berufsgenossenschaften zuständig. Sicherheitsregeln für Transportanker und Transportankersysteme können in den VDI-Richtlinien (Verein Deutscher Ingenieure) nachgelesen werden <ref name = "Q1"></ref>.

====Seilschlaufen====

[[Datei:Seilschlaufen.jpg|right|thumb|250px|Seilschlaufen 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Seilschlaufen oder auch Drahtseilanker genannt, bestehen aus einem Stahldrahtseil, welches nach dem Betonieren aus der glatten Fertigteiloberfläche herausragt. Es ist darauf zu achten, dass die Seilschlaufen bei der Lagerung und dem Transport nicht durch Umknicken beschädigt werden. Des Weiteren stellen sie eine Unfallgefahr dar und müssen entweder durch Aufbeton verdeckt oder nach der Montage abgeschnitten werden. Deshalb gibt es die Möglichkeit, eine Vertiefung in der Betonfläche mithilfe eines Schalungskörpers herzustellen, in dem sich dann die versenkte Schlaufe befindet <ref name = "Q1"></ref>. Alternativ kann auch ein vorgefertigtes Seilschlaufensystem verwendet werden, welches nach dem Transport im Bauwerk verbleiben und als Bestandteil einer Fugenverbindung zwischen zwei Bauteilen genutzt werden kann. Als Anschlagmittel beim Versetzen des Fertigteils kommen Schäkel oder Kettenhaken zum Einsatz. Diese ermöglichen effiziente Hebevorgänge sowie ein schnelles An- und Abhängen <ref name = "Q3"> Peikko, WRA Drahtseilanker, https://d76yt12idvq5b.cloudfront.net/file/dl/i/gO3cwg/zD1ZXfbo49usbg7XpqXQaw/WRADE001TMAWeb.pdf </ref>.

====Schraubhülsen====

[[Datei: Schraubhülse mit Profilierte Wellenanker .jpg|right|thumb|250px|Schraubhuelse mit Wellenanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Schraubhülsen werden mit Ankern aus Betonstahl, Seilschlaufen oder anderen Ankerkonstruktionen eingebaut. Der Einbau soll so erfolgen, dass die Hülse bündig mit der Betonoberfläche abschließt. Zum Schutz des Gewindes wird eine Kunststoffkappe auf die Hülse gesteckt. Als Anschlagmittel verwendet man einschraubbare Seilschlaufen oder Ösen, die mehrfach verwendet werden können. Es ist stets auf eine ausreichende Einschraubtiefe zu achten, da diese Anker auch als dauernd tragende Verbindungsmittel zur Anwendung kommen dürfen <ref name = "Q1"></ref>.

====Kugelkopfanker====

[[Datei:Kugelkopfanker.jpg|right|thumb|200px||right|thumb|250px|Kugelkopfanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Kugelkopfanker werden bei großen Lasten verwendet. Diese Art der Transportanker ist sehr robust und kann für den wiederholten Einsatz genutzt werden. Der Kopf eines solchen Ankers hat die Form einer Kugelkalotte. Der Kugelkopfanker wird zusammen mit einem halbkugelförmigen Aussparungskörper einbetoniert, sodass der Kopf vollständig in der Betonoberfläche versenkt ist <ref name = "Q1"></ref>. Nach dem Entfernen des Aussparungskörpers wird eine Universalkopf-Kupplung montiert, in die sich ein Kettenhaken für den Transport einhängen lässt <ref name = "Q4"> Halfen, DEHA KKT Kugelkopf-Transportankersystem, https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN%20DEHA_KKT_22-2-DE.pdf </ref>.

===Einbetonierte Verankerungen===

Einbetonierte Verankerungen bringen einige Vorteile mit sich. Beispielsweise vermeiden sie eine Beschädigung der Bewehrung, wie es bei nachträglichen Befestigungen der Fall sein kann. Des Weiteren lassen sie sich sehr genau positionieren und können große Lasten mithilfe von zusätzlicher Verankerungsbewehrung einleiten. Hinzu kommt, dass sie den Beton im unbelasteten Zustand nicht beanspruchen und so geringere Randabstände als mit Spreizdübeln möglich sind. Häufig kommen Ankerschienen, Ankerplatten oder Schraubhülsen zum Einsatz <ref name = "Q1"></ref>.

====Ankerschiene====

Ankerschienen bestehen aus kaltverformten oder warmgewalzten C-förmigen Profilen, auf deren Rückseite zwei oder mehrere Ankerbolzen bzw. T-förmige Anker aufgebracht sind. Die Ankerbolzen sorgen für die Verankerung im Beton und dürfen unter Einhaltung der Einbaubedingungen sogar in der Betonzugzone angeordnet werden. Sie werden so in die Fertigteile eingebaut, dass sie bündig mit der Betonoberfläche abschließen <ref name = "Q1"></ref>.

In das C-förmige Profil lassen sich Hammerkopfschrauben einziehen, mit denen sich beliebige Konstruktionen befestigen lassen. Senkrecht zur Schienenachse können Zug- und Querkräfte über die Schrauben weitergeleitet werden. Über die Schienenlängsrichtung lassen sich diese Kräfte nur einleiten, wenn die Schieneninnenkante und die Schraubenköpfe mit einer Profilierung ausgestattet sind. Werden die Ankerschienen im Außenbereich eingesetzt, z. B. zur Befestigung von Fassadenelementen, so sollten sie und ihre Verbindungsmittel aus nichtrostendem Stahl bestehen <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der HALFEN-Website zu finden <ref name = "Q6"> Halfen, HALFENSCHIENEN Produktinformation Technik https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN_B_23-DE.pdf </ref>.

====Ankerplatte mit Kopfbolzen====

Dieses Verankerungssystem besteht aus einer Stahlplatte, auf deren Rückseite Kopfbolzen oder Bewehrungsstäbe befestigt sind. So lassen sich wesentlich höhere Lasten als mit einer Ankerschiene übertragen. Die Kopfbolzen der Ankerplatte bilden die Verankerung im Beton und sind in der Lage, Zug-, Quer- und Schrägzugkräfte einzuleiten <ref name = "Q1"></ref>.

Die Tragfähigkeit der Bolzen ist abhängig von deren [[Verankerungslänge|Verankerungslänge]] (Bolzenlänge) und kann erhöht werden, indem mehrere Bolzen mit einem aufgesetzten Polsterring im Kopfbereich aneinandergeschweißt werden. So wird gewährleistet, dass die zu verankernde Last nur über den letzten Bolzenkopf in den Beton übertragen wird. Unter gewissen Voraussetzungen können mit Hilfe von Rückhängebügeln die Bolzenzugkräfte in die Betondruckzone eingeleitet werden. Für gewöhnlich werden anstatt eines Einzelankers eher Ankerplatten mit Ankergruppen verwendet. Bei mehreren Einzelbolzen überlagern sich die möglichen Ausbruchkegel und die Traglast je Bolzen wird reduziert <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der Peikko-Website zu finden <ref name = "Q7"> Peikko, WELDA® Ankerplatten https://www.peikko.de/produkte/product/welda-ankerplatten/technical-information/ </ref>.

==Elementfugen==

Im Gegensatz zur Ortbetonbauweise wird im Fertigteilbau erst später das Tragwerk aus einzelnen Fertigteilen zusammengefügt. Aus diesem Grund müssen die Elementfugen in Form einer kraftschlüssigen Verbindung ausgeführt werden <ref name = "Q2"></ref>. Fugenverbindungen können in Form eines Fugenvergusses oder durch konzentriert angeordnete Schraub- und Schweißverbindungen hergestellt werden. In Deutschland wird der Fugenverguss meist bevorzugt. Generell wird zwischen horizontalen und vertikalen Fugen unterschieden <ref name = "Q1"></ref>.

===Horizontalfugen===

Horizontalfugen werden häufig durch Längsdruckspannungen der Auflasten zumindest teilweise überdrückt. Somit ist eine Verzahnung oder eine Fugenbewehrung meist nicht erforderlich. Oft werden einzubauende Elemente einfach in ein Mörtelbett gesetzt oder mit Mörtel unterstopft <ref name = "Q1"></ref>.

===Vertikalfugen===

Vertikalfugen hingegen werden in der Regel nicht durch Belastungen senkrecht zur Fuge überdrückt. Wegen der deshalb auftretenden Zugkräfte müssen sie oftmals mit einer Verzahnung oder einer kontinuierlichen Fugenquerbewehrung versehen werden. Eine gute Möglichkeit der Fugenbewehrung kann mit Hilfe eines Seilschlaufensystems (Verschlaufungskasten) erzielt werden. Diese sind gleichmäßig über die gesamte Fugenlänge verteilt und werden durch eine zusätzliche Fugenlängsbewehrung und flüssigen Vergussmörtel kraftschlüssig verbunden <ref name = "Q1"></ref>.

Mittlerweile kommen auch schon spezielle Vergussmörtel zum Einsatz, die noch bessere Eigenschaften aufweisen. So gibt es die Möglichkeit, einen thixotropen Mörtel zu verwenden, der dank seiner Steifigkeit nach dem Verfüllen lediglich ein Glattziehen der Mörtelfuge erfordert. Das Abdichten und Nachbearbeiten der Fuge wird somit überflüssig und spart eine Menge Zeit <ref name = "Q5"> BFT International, Wirtschaftliches Verbinden von Betonfertigteilen, https://www.bft-international.com/de/artikel/bft_2012-03_Wirtschaftliches_Verbinden_von_Betonfertigteilen_1390913.html </ref>.

==Lager (Elastomere)==

Elastomerlager werden zum Übertragen von Auflagerkräften und zum Ausgleichen von Bewegungen zwischen zwei Bauteilen eingesetzt. So wird eine zwängungsarme Verbindung erreicht, die ''Verdrehungen'' und ''Verschiebungen'' durch ihre elastische Verformung aufnimmt. Die Lager können beispielsweise mit Hilfe einer Randverklebung oder mit dem Einbau von Dollen, welche zu vermörteln sind, eingebaut werden. Elastomerlager haben eine gute Alterungsbeständigkeit, bestehen aus synthetischem Kautschuk und sind meistens für einen Temperaturbereich von - 25°C bis + 50°C ausgelegt <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regeln sind in folgender Quelle zu finden <ref name = "Q8"> DIN EN 1337-3 </ref>.

===Unbewehrte Elastomerlager===

Unbewehrte Elastomerlager nehmen ''Vertikallasten'', ''geringe Verdrehungen'' und ''begrenzte Horizontalverschiebungen'' auf. Um das „Wandern“ der Lager zu verhindern, dürfen sie nur bei ruhenden Belastungen zum Einsatz kommen. Sie werden in großformatigen Platten geliefert und können zugeschnitten werden. Meistens bestehen sie aus vulkanisiertem Chloropren-Kautschuk. Die Lager müssen stets dick genug sein, um direkte Berührungen der Betonbauteile zu vermeiden. Druckspannungen von ca. 12 N/mm² sind bei normalen Lagergeometrien keine Seltenheit und zulässig <ref name = "Q2"></ref>.

Es gibt auch Sonderformen von unbewehrten Elastomerlagern, die durch eine Veränderung der Oberflächen- und Querschnittsgestaltung erzielt werden. So kann durch eine Lochung oder Noppung das Druck-Stauchungs-Verhalten positiv beeinflusst und eine gleichmäßigere Spannungsverteilung erzielt werden. Das Ganze funktioniert so, dass das Lager bei Belastung zunächst weich nachgibt, da das Lagermaterial erst die Hohlräume ausfüllen muss. Wenn dies geschehen ist, entsteht durch die progressive Verformung ein höherer Widerstand <ref name = "Q2"></ref>.

===Verformungsgleitlager===

Um ''größere Bewegungen'' zwischen Bauteilen zu ermöglichen, kann anstatt eines dicken unbewehrten Elastomerlagers, das nur kleine Bewegungen zulässt, ein Verformungsgleitlager verbaut werden. Dieses nimmt Bewegungen mit Hilfe von geschmiert oder ungeschmiert aufeinander gleitenden Folien auf. Die Folien gibt es ebenfalls in Form von vulkanisiertem Kautschuk oder als kohlefaserverstärkte Kunststoffplatten. Um Unebenheiten oder hohe Kantenpressungen zu verhindern, werden die Folien oder Kunststoffplatten bei Bedarf außen mit Schaumstoff oder Elastomer kaschiert. Als Lager zwischen Fertigteilen sollten die Gleitlager mindestens 4 mm stark sein <ref name = "Q2"></ref>.

===Bewehrte Elastomerlager===

Wenn ein unbewehrtes Lager an die Grenzen seiner zulässigen ''Verdrehung'', ''Pressung'' oder ''Schubverformung'' kommt, sind bewehrte Elastomerlager eine gute, aber teurere Alternative. Sie haben meist eine viereckige oder kreisrunde Form, welche nicht zugeschnitten werden kann. Die Hersteller bieten meist nur vorgefertigte Standardlagergrößen an. Um den höheren Beanspruchungen standzuhalten, haben diese Lager mehrere symmetrisch und im gleichen Abstand voneinander flach angeordnete Bewehrungseinlagen. Die Einlagen gibt es aus Stahlblech oder textilen Geweben, welche mittels Warmvulkanisation mit den einzelnen Elastomerschichten verbunden werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Quellen==

<references/>

{{Seiteninfo
|Quality-flag = [[File:quality-flag-green.gif|right|70px]]
|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Datei:Fertigteile - Transport und Montage1.jpg

2023-11-22T11:07:10Z

AFoerster: Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

== Beschreibung ==
Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

Fertigteile - Transport und Montage

2023-11-22T11:06:56Z

AFoerster:

[[Datei:Fertigteile - Transport und Montage1.jpg|right|thumb|500px|Transport zweier Fertigteilstützen mit angeformtem Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt einige Informationen und Hinweise zu den Transport- und Montagevorgängen von Betonfertigteilen sowie den damit verbundenen Besonderheiten. 

==Transport==

[[Datei:Transport von zwei Trägern innerhalb des Fertigteilwerks.jpg|right|thumb|250px|Transport im Fertigteilwerk 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Um ein Fertigteil überhaupt bewegen zu können, müssen bei der Bemessung besondere Belastungszustände (Zwischenzustände) berücksichtigt werden. Denn während des Aushebens aus der Schalung sowie beim Transport, der Lagerung und der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] eines Fertigteils wirken andere Kräfte auf das Bauteil ein als im eingebauten und belasteten Zustand. Dies liegt daran, dass die Fertigteile mit [[Fertigteile - Transport und Montage#Transportanker|Transportankern]] versehen sind, an denen Anschlagmittel (z. B. Kettenhaken, Schäkel usw.) befestigt werden können, um sie mit Hilfe eines Krans zu bewegen. Um die Bemessung und [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung eines Fertigteils]] wirtschaftlich zu halten, sollte darauf geachtet werden, dass die Zwischenzustände nicht maßgebend für die Bemessung der Fertigteile werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>. Die Größe der herzustellenden Fertigteile ist lediglich durch die maximalen Transportabmessungen und das Montagegewicht beschränkt. Dadurch wird die Handhabung im Werk und während der Montage positiv beeinflusst, da keine übermäßig großen Fertigteile bewegt werden müssen <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

Es gibt einige Möglichkeiten, um die Fertigteile vom Werk zur Baustelle zu transportieren. Allerdings ist in den meisten Fällen der Straßentransport der günstigste, denn für den Transport auf Schienen sollten beispielsweise ein Gleisanschluss und Entladungsvorrichtungen vorhanden sein. Der Wasser- oder Lufttransport gestaltet sich dementsprechend noch schwieriger. Ohne den zusätzlichen Einsatz von Straßentransporten sind Schienen-, Wasser- und Lufttransporte nur in den seltensten Fällen möglich <ref name = "Q1"></ref>. Der Schienen- und insbesondere Wassertransport haben allerdings den Vorteil, dass Bauteile mit größeren Abmessungen und höheren Gesamtmassen transportiert werden können. Für einen Straßentransport ohne Sondergenehmigung sind die höchstzulässigen Abmessungen begrenzt auf eine Breite von 2,55 m, eine Höhe von 4,00 m, eine Länge von 15,50 m und ein Gesamtgewicht von 40 t. Mit einer Jahresdauergenehmigung sind Breiten bis 3,00 m, Höhen bis 4,00 m, Längen bis 24,00 m und ein Gesamtgewicht bis 48 t möglich <ref name = "Q2"></ref>.

==Montage==

Schon bei der Planung sollten die Größe der Fertigteile, die benötigten Hebezeuge und die Verbindungstechnik auf die Montagefolge abgestimmt werden. Bei der Verbindungstechnik wird zwischen einer Vollmontage mit trockenen Schraub- oder Schweißverbindungen und Verbindungen mit nachträglich ergänztem Ortbeton unterschieden <ref name = "Q1"></ref>. Häufig angewendete Montagefolgen sind die vertikale und die horizontale Montage <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der '''vertikalen Montage''' werden die Fertigteile mit einem Autokran in einem Teilbereich des Gebäudes über die gesamte Gebäudehöhe verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der Kran kann schwere Elemente versetzen, muss aber aufgrund seines begrenzten Schwenkbereiches nach erfolgter Montage des vertikalen Bauabschnittes versetzt werden <ref name = "Q1"></ref>. Bei der '''horizontalen Montage''' werden die Elemente geschossweise über die ganze Gebäudefläche oder einen Teilbereich mit einem Turmdrehkran verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der große Schwenkbereich des Kranes hat allerdings den Nachteil, dass bei großer Ausladung nur relativ leichte Fertigteile bewegt werden können <ref name = "Q1"></ref>. Es können auch beide Montagearten miteinander kombiniert werden. Dann ist es in der Regel so, dass der Autokran mit seinen hohen Kosten tageweise angemietet wird und der Turmdrehkran während der gesamten Bauzeit zur Verfügung steht <ref name = "Q2"></ref>. So werden beispielsweise lange [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] mit einem Autokran in vertikaler Montagefolge und trockener Verbindung errichtet. Anschließend können dann leichte Bauteile wie Unterzüge, Decken- und Fassadenelemente mit einem Turmdrehkran in horizontaler Montagefolge eingebaut und gegebenenfalls mit Ortbeton ergänzt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Verankerungssysteme==
===Transportanker===

Um die Fertigteile während der Herstellung im Werk und bei den Transport- sowie Montageprozessen bewegen zu können, werden Transportanker benötigt. Sie dürfen in der Regel nicht als dauerhaft tragende Verbindungen eingesetzt werden, denn sie sind meist nur für zeitlich begrenzte und sich wiederholende Transportvorgänge ausgelegt. Nur wenn die Anker aus nichtrostendem Stahl bestehen, dürfen sie nach der Montage im Beton verbleiben. Typische Transportanker sind beispielsweise Seilschlaufen, Schraubhülsen oder Kugelkopfanker. Für die Sicherheit der am Transport beteiligten Personen sind die Berufsgenossenschaften zuständig. Sicherheitsregeln für Transportanker und Transportankersysteme können in den VDI-Richtlinien (Verein Deutscher Ingenieure) nachgelesen werden <ref name = "Q1"></ref>.

====Seilschlaufen====

[[Datei:Seilschlaufen.jpg|right|thumb|250px|Seilschlaufen 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Seilschlaufen oder auch Drahtseilanker genannt, bestehen aus einem Stahldrahtseil, welches nach dem Betonieren aus der glatten Fertigteiloberfläche herausragt. Es ist darauf zu achten, dass die Seilschlaufen bei der Lagerung und dem Transport nicht durch Umknicken beschädigt werden. Des Weiteren stellen sie eine Unfallgefahr dar und müssen entweder durch Aufbeton verdeckt oder nach der Montage abgeschnitten werden. Deshalb gibt es die Möglichkeit, eine Vertiefung in der Betonfläche mithilfe eines Schalungskörpers herzustellen, in dem sich dann die versenkte Schlaufe befindet <ref name = "Q1"></ref>. Alternativ kann auch ein vorgefertigtes Seilschlaufensystem verwendet werden, welches nach dem Transport im Bauwerk verbleiben und als Bestandteil einer Fugenverbindung zwischen zwei Bauteilen genutzt werden kann. Als Anschlagmittel beim Versetzen des Fertigteils kommen Schäkel oder Kettenhaken zum Einsatz. Diese ermöglichen effiziente Hebevorgänge sowie ein schnelles An- und Abhängen <ref name = "Q3"> Peikko, WRA Drahtseilanker, https://d76yt12idvq5b.cloudfront.net/file/dl/i/gO3cwg/zD1ZXfbo49usbg7XpqXQaw/WRADE001TMAWeb.pdf </ref>.

====Schraubhülsen====

[[Datei: Schraubhülse mit Profilierte Wellenanker .jpg|right|thumb|250px|Schraubhuelse mit Wellenanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Schraubhülsen werden mit Ankern aus Betonstahl, Seilschlaufen oder anderen Ankerkonstruktionen eingebaut. Der Einbau soll so erfolgen, dass die Hülse bündig mit der Betonoberfläche abschließt. Zum Schutz des Gewindes wird eine Kunststoffkappe auf die Hülse gesteckt. Als Anschlagmittel verwendet man einschraubbare Seilschlaufen oder Ösen, die mehrfach verwendet werden können. Es ist stets auf eine ausreichende Einschraubtiefe zu achten, da diese Anker auch als dauernd tragende Verbindungsmittel zur Anwendung kommen dürfen <ref name = "Q1"></ref>.

====Kugelkopfanker====

[[Datei:Kugelkopfanker.jpg|right|thumb|200px||right|thumb|250px|Kugelkopfanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Kugelkopfanker werden bei großen Lasten verwendet. Diese Art der Transportanker ist sehr robust und kann für den wiederholten Einsatz genutzt werden. Der Kopf eines solchen Ankers hat die Form einer Kugelkalotte. Der Kugelkopfanker wird zusammen mit einem halbkugelförmigen Aussparungskörper einbetoniert, sodass der Kopf vollständig in der Betonoberfläche versenkt ist <ref name = "Q1"></ref>. Nach dem Entfernen des Aussparungskörpers wird eine Universalkopf-Kupplung montiert, in die sich ein Kettenhaken für den Transport einhängen lässt <ref name = "Q4"> Halfen, DEHA KKT Kugelkopf-Transportankersystem, https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN%20DEHA_KKT_22-2-DE.pdf </ref>.

===Einbetonierte Verankerungen===

Einbetonierte Verankerungen bringen einige Vorteile mit sich. Beispielsweise vermeiden sie eine Beschädigung der Bewehrung, wie es bei nachträglichen Befestigungen der Fall sein kann. Des Weiteren lassen sie sich sehr genau positionieren und können große Lasten mithilfe von zusätzlicher Verankerungsbewehrung einleiten. Hinzu kommt, dass sie den Beton im unbelasteten Zustand nicht beanspruchen und so geringere Randabstände als mit Spreizdübeln möglich sind. Häufig kommen Ankerschienen, Ankerplatten oder Schraubhülsen zum Einsatz <ref name = "Q1"></ref>.

====Ankerschiene====

Ankerschienen bestehen aus kaltverformten oder warmgewalzten C-förmigen Profilen, auf deren Rückseite zwei oder mehrere Ankerbolzen bzw. T-förmige Anker aufgebracht sind. Die Ankerbolzen sorgen für die Verankerung im Beton und dürfen unter Einhaltung der Einbaubedingungen sogar in der Betonzugzone angeordnet werden. Sie werden so in die Fertigteile eingebaut, dass sie bündig mit der Betonoberfläche abschließen <ref name = "Q1"></ref>.

In das C-förmige Profil lassen sich Hammerkopfschrauben einziehen, mit denen sich beliebige Konstruktionen befestigen lassen. Senkrecht zur Schienenachse können Zug- und Querkräfte über die Schrauben weitergeleitet werden. Über die Schienenlängsrichtung lassen sich diese Kräfte nur einleiten, wenn die Schieneninnenkante und die Schraubenköpfe mit einer Profilierung ausgestattet sind. Werden die Ankerschienen im Außenbereich eingesetzt, z. B. zur Befestigung von Fassadenelementen, so sollten sie und ihre Verbindungsmittel aus nichtrostendem Stahl bestehen <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der HALFEN-Website zu finden <ref name = "Q6"> Halfen, HALFENSCHIENEN Produktinformation Technik https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN_B_23-DE.pdf </ref>.

====Ankerplatte mit Kopfbolzen====

Dieses Verankerungssystem besteht aus einer Stahlplatte, auf deren Rückseite Kopfbolzen oder Bewehrungsstäbe befestigt sind. So lassen sich wesentlich höhere Lasten als mit einer Ankerschiene übertragen. Die Kopfbolzen der Ankerplatte bilden die Verankerung im Beton und sind in der Lage, Zug-, Quer- und Schrägzugkräfte einzuleiten <ref name = "Q1"></ref>.

Die Tragfähigkeit der Bolzen ist abhängig von deren [[Verankerungslänge|Verankerungslänge]] (Bolzenlänge) und kann erhöht werden, indem mehrere Bolzen mit einem aufgesetzten Polsterring im Kopfbereich aneinandergeschweißt werden. So wird gewährleistet, dass die zu verankernde Last nur über den letzten Bolzenkopf in den Beton übertragen wird. Unter gewissen Voraussetzungen können mit Hilfe von Rückhängebügeln die Bolzenzugkräfte in die Betondruckzone eingeleitet werden. Für gewöhnlich werden anstatt eines Einzelankers eher Ankerplatten mit Ankergruppen verwendet. Bei mehreren Einzelbolzen überlagern sich die möglichen Ausbruchkegel und die Traglast je Bolzen wird reduziert <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der Peikko-Website zu finden <ref name = "Q7"> Peikko, WELDA® Ankerplatten https://www.peikko.de/produkte/product/welda-ankerplatten/technical-information/ </ref>.

==Elementfugen==

Im Gegensatz zur Ortbetonbauweise wird im Fertigteilbau erst später das Tragwerk aus einzelnen Fertigteilen zusammengefügt. Aus diesem Grund müssen die Elementfugen in Form einer kraftschlüssigen Verbindung ausgeführt werden <ref name = "Q2"></ref>. Fugenverbindungen können in Form eines Fugenvergusses oder durch konzentriert angeordnete Schraub- und Schweißverbindungen hergestellt werden. In Deutschland wird der Fugenverguss meist bevorzugt. Generell wird zwischen horizontalen und vertikalen Fugen unterschieden <ref name = "Q1"></ref>.

===Horizontalfugen===

Horizontalfugen werden häufig durch Längsdruckspannungen der Auflasten zumindest teilweise überdrückt. Somit ist eine Verzahnung oder eine Fugenbewehrung meist nicht erforderlich. Oft werden einzubauende Elemente einfach in ein Mörtelbett gesetzt oder mit Mörtel unterstopft <ref name = "Q1"></ref>.

===Vertikalfugen===

Vertikalfugen hingegen werden in der Regel nicht durch Belastungen senkrecht zur Fuge überdrückt. Wegen der deshalb auftretenden Zugkräfte müssen sie oftmals mit einer Verzahnung oder einer kontinuierlichen Fugenquerbewehrung versehen werden. Eine gute Möglichkeit der Fugenbewehrung kann mit Hilfe eines Seilschlaufensystems (Verschlaufungskasten) erzielt werden. Diese sind gleichmäßig über die gesamte Fugenlänge verteilt und werden durch eine zusätzliche Fugenlängsbewehrung und flüssigen Vergussmörtel kraftschlüssig verbunden <ref name = "Q1"></ref>.

Mittlerweile kommen auch schon spezielle Vergussmörtel zum Einsatz, die noch bessere Eigenschaften aufweisen. So gibt es die Möglichkeit, einen thixotropen Mörtel zu verwenden, der dank seiner Steifigkeit nach dem Verfüllen lediglich ein Glattziehen der Mörtelfuge erfordert. Das Abdichten und Nachbearbeiten der Fuge wird somit überflüssig und spart eine Menge Zeit <ref name = "Q5"> BFT International, Wirtschaftliches Verbinden von Betonfertigteilen, https://www.bft-international.com/de/artikel/bft_2012-03_Wirtschaftliches_Verbinden_von_Betonfertigteilen_1390913.html </ref>.

==Lager (Elastomere)==

Elastomerlager werden zum Übertragen von Auflagerkräften und zum Ausgleichen von Bewegungen zwischen zwei Bauteilen eingesetzt. So wird eine zwängungsarme Verbindung erreicht, die ''Verdrehungen'' und ''Verschiebungen'' durch ihre elastische Verformung aufnimmt. Die Lager können beispielsweise mit Hilfe einer Randverklebung oder mit dem Einbau von Dollen, welche zu vermörteln sind, eingebaut werden. Elastomerlager haben eine gute Alterungsbeständigkeit, bestehen aus synthetischem Kautschuk und sind meistens für einen Temperaturbereich von - 25°C bis + 50°C ausgelegt <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regeln sind in folgender Quelle zu finden <ref name = "Q8"> DIN EN 1337-3 </ref>.

===Unbewehrte Elastomerlager===

Unbewehrte Elastomerlager nehmen ''Vertikallasten'', ''geringe Verdrehungen'' und ''begrenzte Horizontalverschiebungen'' auf. Um das „Wandern“ der Lager zu verhindern, dürfen sie nur bei ruhenden Belastungen zum Einsatz kommen. Sie werden in großformatigen Platten geliefert und können zugeschnitten werden. Meistens bestehen sie aus vulkanisiertem Chloropren-Kautschuk. Die Lager müssen stets dick genug sein, um direkte Berührungen der Betonbauteile zu vermeiden. Druckspannungen von ca. 12 N/mm² sind bei normalen Lagergeometrien keine Seltenheit und zulässig <ref name = "Q2"></ref>.

Es gibt auch Sonderformen von unbewehrten Elastomerlagern, die durch eine Veränderung der Oberflächen- und Querschnittsgestaltung erzielt werden. So kann durch eine Lochung oder Noppung das Druck-Stauchungs-Verhalten positiv beeinflusst und eine gleichmäßigere Spannungsverteilung erzielt werden. Das Ganze funktioniert so, dass das Lager bei Belastung zunächst weich nachgibt, da das Lagermaterial erst die Hohlräume ausfüllen muss. Wenn dies geschehen ist, entsteht durch die progressive Verformung ein höherer Widerstand <ref name = "Q2"></ref>.

===Verformungsgleitlager===

Um ''größere Bewegungen'' zwischen Bauteilen zu ermöglichen, kann anstatt eines dicken unbewehrten Elastomerlagers, das nur kleine Bewegungen zulässt, ein Verformungsgleitlager verbaut werden. Dieses nimmt Bewegungen mit Hilfe von geschmiert oder ungeschmiert aufeinander gleitenden Folien auf. Die Folien gibt es ebenfalls in Form von vulkanisiertem Kautschuk oder als kohlefaserverstärkte Kunststoffplatten. Um Unebenheiten oder hohe Kantenpressungen zu verhindern, werden die Folien oder Kunststoffplatten bei Bedarf außen mit Schaumstoff oder Elastomer kaschiert. Als Lager zwischen Fertigteilen sollten die Gleitlager mindestens 4 mm stark sein <ref name = "Q2"></ref>.

===Bewehrte Elastomerlager===

Wenn ein unbewehrtes Lager an die Grenzen seiner zulässigen ''Verdrehung'', ''Pressung'' oder ''Schubverformung'' kommt, sind bewehrte Elastomerlager eine gute, aber teurere Alternative. Sie haben meist eine viereckige oder kreisrunde Form, welche nicht zugeschnitten werden kann. Die Hersteller bieten meist nur vorgefertigte Standardlagergrößen an. Um den höheren Beanspruchungen standzuhalten, haben diese Lager mehrere symmetrisch und im gleichen Abstand voneinander flach angeordnete Bewehrungseinlagen. Die Einlagen gibt es aus Stahlblech oder textilen Geweben, welche mittels Warmvulkanisation mit den einzelnen Elastomerschichten verbunden werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Quellen==

<references/>

{{Seiteninfo
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|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Datei:Fertigteile - Herstellung5.jpg

2023-11-22T11:04:45Z

AFoerster: Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

== Beschreibung ==
Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

Fertigteile - Herstellung

2023-11-22T11:04:31Z

AFoerster: /* Bewehrungstechnik bei der Werksfertigung */

[[Datei:Fertigteile - Herstellung1.jpg|right|thumb|500px|Einbau der Bewehrung für ein Fertigteil 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt eine Übersicht zu den Fertigungsverfahren von Betonfertigteilen und deren Besonderheiten.

==Toleranzen==

Bei der Herstellung und [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] von Bauteilen können Maßabweichungen nicht vermieden werden. Im Fertigteilbau und insbesondere im Systembau sind nachträgliche Anpassungen vor Ort aber nicht akzeptabel. Daher müssen Fertigteilsysteme so geplant und entworfen werden, dass die Montage und der Ausgleich von Toleranzen auf einfache Weise möglich ist. Maßabweichungen können Auswirkungen auf die Standsicherheit, Funktionsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit haben.

Toleranzen für die Einzelbauteile sind in DIN 18201, DIN 18202 und DIN 18203 festgelegt. Sie gehen auf die Aspekte der Standsicherheit und Funktionsfähigkeit ein. Höhere Genauigkeiten aus beispielsweise ästhetischen Gründen bringen eine exponentielle Erhöhung der Kosten mit sich. Maßabweichungen können vielfältige Ursachen haben. Sie können beispielsweise durch Maßgebungsfehler (Mess -und Markierungsfehler bei Herstellung und Montage), durch Arbeitsfehler (Schalungsherstellung, Platzierung von einzubetonierenden Einbauteilen, Montage von [[Fertigteile - Transport und Montage#Lager (Elastomere)|Lagern]]) oder durch material- und verschleißbedingte Fehler (Verformungen der Schalung) verursacht werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

==Fertigungsverfahren==

In den vergangenen Jahren hat sich die Werksfertigung zu mechanisierten und automatisierten Verfahren unter Verwendung von CAD/CAM-Technologie entwickelt. Die meisten industrialisierten Fertigungsmethoden lassen sich dem Umlaufverfahren oder der Bahnenfertigung zuordnen.

===Umlaufverfahren===

Das Umlaufverfahren ist auf große Flexibilität ausgelegt und kommt bei der Herstellung von Wandtafeln, Deckentafeln, Treppenelementen und stabförmigen Fertigteilen zum Einsatz. Die Elemente werden auf Paletten mithilfe von Rollenförderern oder Schiebebühnen durch das Werk von einem Arbeitsgang zum nächsten befördert. Dieses Verfahren bringt zwei grundsätzliche Vorteile mit sich. Zum einen kann der Produktionsablauf besser organisiert werden, da die notwendigen Materialien an der speziell eingerichteten Station bereitgestellt und optimal eingebaut werden können. Zum anderen werden die Anlagenkosten reduziert, weil z. B. Rüttler oder die Kipphydraulikausrüstung nur an einer bestimmten Station benötigt werden. Neben dem horizontalen Umlaufverfahren gibt es auch das platzsparende vertikale Umlaufverfahren, welches zwei Ebenen mit Hub- und Absenkstationen verbindet. Auf den Längsbändern der oberen Ebene erfolgt die eigentliche Fertigung, während das Aushärten in der unteren Ebene geschieht <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

===Bahnenfertigung===

Die Bahnenfertigung kommt bei der Herstellung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Deckenplatten]] zum Einsatz. Hier werden mehrere Fertigteile auf bis zu 200 Meter langen Bahnen einzeln hintereinander hergestellt. Die Fertigteile sind an ihre Position auf den Bahnen gebunden und die Arbeitskolonnen, welche für die Arbeitsschritte zuständig sind, wandern von Station zu Station <ref name = "Q1"></ref>. Im Laufe der Zeit hat sich die Fertigung weiter zur Palettenfertigung mit automatischen Stapelanlagen in den Härtekammern entwickelt. Ein großer Vorteil der Bahnenfertigung ist der hohe Mechanisierungsgrad. Denn bei vorgespannten Platten werden die Spannlitzen automatisch verlegt, der Betonstrang wird mit einer fahrbaren Betonsäge vollautomatisch getrennt und die Reinigung der Bahnen erfolgt maschinell. Bei der Bahnenfertigung wird zwischen der Fertigung mittels Gleitfertiger und Extruder unterschieden <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der Fertigung mittels Gleitfertiger wird eine Gleitschalung mit Hilfe einer Winde über die Fertigungsbahn gezogen. Auf dem Fertiger befindet sich eine aufgesetzte Beschickungseinheit, die mit verschiedenen Einfüll- und Verdichtungsstufen arbeitet und in zwei bis drei Durchgängen den Querschnitt abschnittsweise aufbaut. Die untere Maschineneinheit kann für unterschiedliche Querschnittsformen ausgetauscht werden <ref name = "Q1"></ref>.

Die Fertigung mittels Extruder, arbeitet nach dem Rückstoßprinzip. Für dieses Verfahren ist ein sehr steifer Beton mit einer hohen Frühstandfestigkeit und einer hohen Endfestigkeit erforderlich. Der Extruder enthält ein Betonsilo, aus dem der Beton durch Schnecken in einem Durchgang in die profilbildenden Zonen gepresst und durch Hochfrequenzrüttler verdichtet wird. Dann drückt er sich von dem gefertigten Betonstrang ab und schiebt sich selbsttätig vorwärts <ref name = "Q1"></ref>.

===Fertigung von Kleinserien===

[[Datei:Fertigteile - Herstellung2.jpg|right|thumb|250px|Kleinserienfertigung einer Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Fertigteile, die nur in kleinen Serien oder wegen ihrer Größe oder Vorspannung in speziellen Schalungen gefertigt werden müssen, werden auf konventionellen Schaltischen hergestellt. Dies kann bei [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Bindern]], vorgespannten [[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], ungleichmäßigen [[Fertigteile - Übersicht#Wandelemente|Wandplatten]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] der Fall sein. Um das Ausschalen der Bauteile zu vereinfachen, wird oftmals vor dem Betonieren ein Trennmittel auf die Schalung aufgetragen <ref name = "Q2"></ref>.

==Beton im Fertigteilbau==

[[Datei:Fertigteile - Herstellung3.jpg|right|thumb|250px|Stütze mit angeformten Fundament während des Betoniervorgangs 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

===Verarbeitungseigenschaften===

Der im Fertigteilwerk verwendete Beton hat gegenüber Ortbeton andere Anforderungen zu erfüllen. So sind beispielsweise die auf der Baustelle wichtigen Eigenschaften wie eine lange Verarbeitungsdauer und langsame Wärmeentwicklung im Fertigteilwerk unerwünscht. Der Frischbeton im Werk sollte sich leicht schütten lassen, um nicht im Betonkübel oder an der Schüttrinne kleben zu bleiben. Weitestgehend wird auf Mischungsbestandteile mit unterschiedlichen Rohdichten verzichtet. So wird verhindert, dass sich der eingefüllte Beton in der Schalung entmischt. Demnach würden Leichtzuschläge aufschwimmen und sich Schwerzuschläge absetzen. Das enthaltene Wasser würde sich aufgrund der geringen Dichte absondern und zum „Bluten“ führen. Dies lässt sich mit einer guten Betonzusammensetzung verhindern. Dabei sollte ein Beton mit geringem Wasseranteil oder ein gut wasserhaltender, früh erstarrender Beton mit einem Größtkorn von maximal 16 mm gewählt werden. Diese Zusammensetzung führt zu einem raschen Ansteifen des Betons, sodass sich das Wasser nicht absondern kann. Die kurze Misch- und Einfülldauer des Betons sowie die erweiterten Verdichtungsmöglichkeiten gestatten es, eine steife bis plastische Betonkonsistenz zu verwenden <ref name = "Q2"></ref>.

===Festigkeit===

Besonders bei Fertigteilen, die in konventionellen Schalungen hergestellt werden, soll der Beton möglichst schnell erhärten, um ein zeitnahes Ausformen zu ermöglichen. Die Verwendung von wenig Anmachwasser im Beton kann folgende Vorteile mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>:

*Rasches erstarren, so kann die obenliegende Betonfläche früh geglättet werden und eine bessere [[Fertigteile - Herstellung#Wärmebehandlung|Wärmebehandlung]] des Betons erfolgen.
*Hohe Standfestigkeit, ohne Verformungen unmittelbar nach dem Verdichten; dies ermöglicht das frühe Entfernen der Seitenschalungen
*Eine frühe Betonfestigkeit ermöglicht frühes Ausformen und frühe [[Fertigteile - Herstellung#Nachbehandlung|Nachbehandlungsmaßnahmen]].
*Wenige Betonporen, die einen dichten und festen Beton mit sich bringen
*Geringes [[Schwinden|Schwinden]], das die Maßhaltigkeit fördert und wenig bis keine Risse verursacht

===Betonarten===

Im Folgenden werden die gängigsten Betone aufgeführt, die im Fertigteilbau verwendet werden. Alle genannten Betone sind durch ihre direkte Herstellung, optimale Verarbeitung, vorhandene Schalungstechnik und die günstigen Umgebungsbedingungen für die Verarbeitung im Fertigteilwerk prädestiniert.

Normalfeste Betone bis C50/60, hochfeste Betone bis C80/95, Leichtbetone bis LC60/66 und selbstverdichtender Beton sind bauaufsichtlich eingeführt und dürfen ohne Einschränkungen angewendet werden. Stahlfaserbetone und Betone der Festigkeitsklasse C90/105 und C100/115 benötigen eine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall. In einigen Fällen kommen auch Spezialbetone wie wasserdichte, säurebeständige, frostbeständige, textilbewehrte, ultrahochfeste, farbige und faserbewehrte Betone zur Anwendung. In den meisten Fällen wird ein Beton C35/45 oder C45/55 mit steifer Konsistenz, rasch erhärtendem Zement (42,5 R oder 52,5 R) und einem niedrigen Wasserzementwert verwendet <ref name = "Q2"></ref>.

===Wärmebehandlung===

Die Erhärtungsphase der Fertigteile ist oftmals sehr kurz, denn sie richtet sich danach, wieviel Zeit für den Betonier- und Ausschalvorgang eingeplant ist. Erhärtungsphasen von 4 Stunden sind keine Seltenheit. Wenn die Gegebenheiten es zulassen, wird eine Betonsorte mit langer Erstarrungszeit verwendet. So wird gewährleistet, dass sich der Beton gut verarbeiten lässt. Um die anschließende Zementreaktion im Beton zu beschleunigen, wird er solange erwärmt, bis die gewünschte Festigkeit erreicht ist.

Die einfachste Wärmebehandlung ist das Nassdampfverfahren. Es werden im Wesentlichen nur ein Dampferzeuger und Abdeckplanen für den Beton benötigt. Die Temperatur im Bedampfungsraum ist überall gleich und es können keine Auswaschungen an der Betonoberfläche durch Kondenswasser auftreten. Eine solche Behandlung kann auch durch eine Erwärmung des Betons mit Heißluft erzielt werden. Um eine Austrocknung der Betonoberfläche zu verhindern, muss der Beton wie bei allen Wärmebehandlungen mit Folien abgedeckt oder mit Wasser besprüht werden. Eine weitere Variante der Wärmebehandlung kann durch eine Beheizung mit Infrarot-Strahlern erfolgen. Die Strahler befinden sich in einer Wärmekammer und bestrahlen ausschließlich das zu erwärmende Objekt. So geht nur sehr wenig Energie an die Umgebung verloren. Bei großen Bauteilen wird ein kombiniertes Verfahren angewendet. Die Schalung wird durch einen Wärmeträger wie z. B. Öl, Dampf, Wasser oder elektrische Heizdrähte beheizt, während die Oberseite wärmedämmend abgedeckt wird <ref name = "Q2"></ref>.

===Nachbehandlung===

Bei Außenbauteilen kann die Dauerhaftigkeit durch eine Nachbehandlung des Betons zum Zeitpunkt des Abkühlens wesentlich gesteigert werden. Dies erfolgt in Form einer Feuchtebehandlung oder eines aufgesprühten Nachbehandlungsfilms, der die Dichtigkeit der Betonoberfläche verbessert. So wird der Beton im eingebauten Zustand widerstandsfähiger gegen Frost und Abnutzungen, da weniger Wasser, Kohlendioxid und Schadstoffe eindringen können. Die erhärtende Oberfläche des noch jungen Betons kann aus ästhetischen Gründen weiterbearbeitet werden. Um die Betonzuschläge freizulegen, wird die Mörtelhaut des Betons mittels Absäuern, Schleifen, Sand- oder Wasserstrahlen entfernt. So können Oberflächenformen wie z. B. Waschbeton erzielt werden <ref name = "Q2"></ref>.

===Beschichtungen===

Eine weitere Variante zum Schutz der Fertigteile kann durch Beschichtungen erzielt werden. Die jeweiligen Beschichtungen für Außenbauteile sollen alkali-, licht- und wasserbeständig sein. In einigen Fällen ist auch die Durchlässigkeit für Wasserdampf gefordert, um Wärmeschwankungen der Umgebung auszugleichen. Die Dauerhaftigkeit des Betons wird so ebenfalls verbessert.

Beschichtungen, wie Siloxane oder Acrylharze, weisen eine geringe Schichtdicke auf und sind später nicht sichtbar. Anders ist es bei den Versiegelungen. Sie enthalten Lösungen oder Dispersionen unter Zusatz von Pigmenten. Bei der aufgetragenen Lasur (Versiegelung) wird die Oberflächenstruktur des Betons beibehalten. Lediglich die Betonfarbe kann sich durch die Pigmente in der dünnen Schicht leicht im Ton ändern. Eine drastische Veränderung des Oberflächenfarbtons erreicht man mit deckenden Anstrichen, welche in allen Farbtönen erhältlich sind. Bei diesen handelt es sich meistens um Dispersionen, welche eine zirka doppelt so dicke Schicht wie die einer Lasur aufweisen. Des Weiteren gibt es auch Beschichtungen in Form von Putz oder Verkleidungen mit Naturstein- oder keramischen Platten. Diese Art von Beschichtungen fordert eine äußerst vorsichtige Handhabung bei [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]], wenn die Verkleidung direkt im Werk aufgebracht wird. Sollte sie erst nach der Montage aufgebracht werden, können so kleinere Beschädigungen überdeckt werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Bewehrungstechnik bei der Werksfertigung==

[[Datei:Fertigteile - Herstellung4.jpg|right|thumb|250px|vorgefertigte Bewehrung einer Brandwandplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

[[Datei:Fertigteile - Herstellung5.jpg|right|thumb|250px|Stegbewehrung einer Rippenplatte (TT-Doppelstegplatte) 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Der Bewehrung ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken, da sie im Mittel 20 % der Gesamtkosten eines Fertigteils ausmacht und für die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit maßgebend ist. Aus diesem Grund muss die Bewehrung genauestens nach den Vorgaben der statischen Berechnung eingebaut werden. Des Weiteren ist auf eine möglichst wirtschaftliche Bewehrungsführung und eine ausreichende [[Betondeckung|Betondeckung]] mit Hilfe von Abstandhaltern zu achten.

===Verarbeitung===

In vielen Fertigteilwerken wird Betonstabstahl und gewendelte Bügelbewehrung mit den Durchmessern 6 bis 14 mm direkt vom Ring verarbeitet. Das hat den Vorteil, dass kein Verschnitt entsteht und die Verarbeitungskosten geringer ausfallen. Um den Betonstahl vom Ring zu geraden Stäben zu verarbeiten, werden automatische Richt- und Abschneideanlagen sowie Bügelbiegeautomaten eingesetzt. Sie greifen auf bis zu vier verschiedene Durchmesser zu und verarbeiten diese. In Zukunft wird auch immer mehr eine prozessgesteuerte Betonstahlverlegung erfolgen. Vollautomatische Schweißstationen, welche gerichtete und geschnittene Stäbe vom Ring zu flächigen Bewehrungen verschweißen, kommen bereits zur Anwendung <ref name = "Q2"></ref>.

===Einbau===

Bei der baulichen Durchbildung der einzubauenden Bewehrung muss darauf geachtet werden, dass die Passung und Einbaubarkeit umsetzbar ist. Es ist zu berücksichtigen, dass der tatsächliche Außendurchmesser ca. 20 % größer ist als der Nenndurchmesser. Dies kann sonst bei sich kreuzenden oder dicht nebeneinander liegenden Stäben zu Problemen führen. Es ist stets zu beachten, dass die Bewehrungskörbe auch mit teilweise verschachtelt angeordneter Bewehrung (z. B. Konsolen) herstellbar sind und sich gut in den Korb einfädeln lassen.

Bei stabförmigen Elementen, wie [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Balken]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], wird der Bewehrungskorb in der Regel außerhalb der Schalung mit geschlossenen Bügeln geflochten. Die Bewehrung von Deckenelementen wie z. B.[[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], [[Fertigteile - Übersicht#Elementdecke|Elementdecken]] oder [[Fertigteile - Übersicht#Fertigdecke|Hohlplatten]] wird meist direkt in ihrer Schalung verlegt. Werden Balken oder Plattenbalken innerhalb der Schalung bewehrt, lässt sich der Einbau mit offenen Bügelkörben, welche mit Kappenbügeln geschlossen werden, wesentlich leichter realisieren <ref name = "Q2"></ref>.

===Stahlsorten===

In den Fertigteilwerken wird der nach DIN 488 definierte Betonstahl verwendet. Das heißt, für Betonstabstahl wird ausschließlich B500B (gerippt, hochduktil) genutzt. Für Betonstahlmatten, Bewehrungsdraht oder andere Betonstahlerzeugnisse darf B500A (gerippt, normal duktil), B500B (gerippt, hochduktil), B500A+G (glatt, normal duktil) und B500A+P (flache Profilierung, normal duktil) zur Anwendung kommen <ref name = "Q1"></ref>. Des Weiteren kommen nur noch schweißbare Stähle zum Einsatz, welche dem Fertigteilbau mit seinen vielen Einbauteilen für die Verbindungselemente zugutekommen <ref name = "Q2"></ref>.

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen von Sonderstählen gibt es für:
*Betonrippenstahl BSt 500 S-GEWI, welcher aufgewalzte Gewinderippen für Bewehrungsverbindungen aufweist <ref name = "Q1"></ref>.
*Feuerverzinkte Betonstähle, bei denen eine Bewehrungskorrosion durch Carbonatisierung dauerhaft unterbunden ist (vorteilhaft für Sichtbeton), die aber nach der Verzinkung nicht verschweißt werden dürfen <ref name = "Q3"> Baulinks, feuerverzinkter Betonstahl, https://www.baulinks.de/webplugin/2017/1534.php4 </ref>.
*Betonstabstahl mit erhöhtem Korrosionswiderstand, auch bekannt als nichtrostender Stahl, der zum Schweißen geeignet ist <ref name = "Q1"></ref>.

==Qualitätssicherung und Güteüberwachung==

Heutzutage ist das Ziel eines jeden Fertigteilherstellers von vornherein eine hohe Qualität für ein Produkt einzuplanen. Zu der eigenverantwortlichen Qualitätssicherung gehören alle Maßnahmen, die während der Herstellung und der Nutzung eines Bauwerkes zu der notwendigen Sicherheit und Qualität beitragen. Dies wird durch folgende Maßnahmen sichergestellt: Eine fachgerechte Planung inklusive der Auswahl einer geeigneten Bauart und Verbindungstechnik sowie eine statisch und bauphysikalisch korrekte Bemessung der Konstruktion. Des Weiteren spielen die Rohstoffauswahl, sorgfältige und maßhaltige Herstellung, sachgerechte Lagerung, akkurate [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]], geeignete Instandhaltungsmaßnahmen und werkseitige Produktionskontrollen eine große Rolle.

===Güteüberwachung===

Die Güteüberwachung besteht aus der Eigenüberwachung, kombiniert mit einer Betonprüfstelle und der Fremdüberwachung <ref name = "Q1"></ref>. Es wird zwischen zwei Betonkategorien unterschieden. '''Kategorie 1''' umfasst Betone für untergeordnete Zwecke und wird nur durch die Hersteller überwacht. Betone der '''Kategorie 2''' unterliegen der Aufsicht eines Betonfachmannes während der Herstellung <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regeln für Betonfertigteile sowie Hinweise für die werkseitige Produktionskontrolle und deren Überwachung sind in der aktuellen DIN 1045-4 festgelegt.

===Eigenüberwachung===

Die Eigenüberwachung betrifft Sichtprüfungen der Ausgangsstoffe und Kontrollen der Lieferscheine. Am werksseitig hergestellten Beton werden Eignungsprüfungen durchgeführt und deren Eigenschaften überwacht. Vor dem Betonieren sind Maßhaltigkeit und Stabilität der Schalung, die Lage von Dämmschichten, Einbauteilen, Aussparungen und der Bewehrung sowie die [[Betondeckung|Betondeckung]] zu überprüfen. Während der Herstellung werden die klimatischen Bedingungen aufgezeichnet. Erforderliche Wärme- und Nachbehandlungen sind zu überwachen. Nach der Fertigung erfolgen Sichtkontrollen auf Beschädigungen, zerstörungsfreie Prüfung der Betondruckfestigkeit sowie Kennzeichnung der Teile inklusive wichtiger Hinweise für [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]]. Die im Werk genutzten Geräte werden auf ihre Funktion überprüft. Bei Standardbauteilen oder großen Serien werden die wesentlichen Eigenschaften stichprobenartig überwacht <ref name = "Q1"></ref>.

===Fremdüberwachung===

Die bereits erwähnte Fremdüberwachung erfolgt meist zweimal im Jahr und deckt die Herstellanforderungen von Betonwaren und Standardbauteilen ab. Die Ergebnisse des Überwachungsbesuchs werden in Prüfzeugnissen und Überwachungsberichten dokumentiert. Diese fließen dann in Produkt- und Übereinstimmungszertifikate sowie in werkseigene Produktionskontrollzertifikate ein <ref name = "Q2"></ref>. Nicht erfasst von der Fremdüberwachung werden oftmals [[Fertigteile - Herstellung#Fertigung von Kleinserien|kleinere Serien]], welche nach individueller statischer Berechnung gefertigt sind. Diese unterliegen jedoch der Bauüberwachung gemäß den jeweiligen Landesbauordnungen <ref name = "Q1"></ref>.

==Quellen==

<references/>

{{Seiteninfo
|Quality-flag = [[File:quality-flag-green.gif|right|70px]]
|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Datei:Fertigteile - Herstellung4.jpg

2023-11-22T11:03:10Z

AFoerster: Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

== Beschreibung ==
Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

Fertigteile - Herstellung

2023-11-22T11:00:06Z

AFoerster: /* Bewehrungstechnik bei der Werksfertigung */

[[Datei:Fertigteile - Herstellung1.jpg|right|thumb|500px|Einbau der Bewehrung für ein Fertigteil 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt eine Übersicht zu den Fertigungsverfahren von Betonfertigteilen und deren Besonderheiten.

==Toleranzen==

Bei der Herstellung und [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] von Bauteilen können Maßabweichungen nicht vermieden werden. Im Fertigteilbau und insbesondere im Systembau sind nachträgliche Anpassungen vor Ort aber nicht akzeptabel. Daher müssen Fertigteilsysteme so geplant und entworfen werden, dass die Montage und der Ausgleich von Toleranzen auf einfache Weise möglich ist. Maßabweichungen können Auswirkungen auf die Standsicherheit, Funktionsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit haben.

Toleranzen für die Einzelbauteile sind in DIN 18201, DIN 18202 und DIN 18203 festgelegt. Sie gehen auf die Aspekte der Standsicherheit und Funktionsfähigkeit ein. Höhere Genauigkeiten aus beispielsweise ästhetischen Gründen bringen eine exponentielle Erhöhung der Kosten mit sich. Maßabweichungen können vielfältige Ursachen haben. Sie können beispielsweise durch Maßgebungsfehler (Mess -und Markierungsfehler bei Herstellung und Montage), durch Arbeitsfehler (Schalungsherstellung, Platzierung von einzubetonierenden Einbauteilen, Montage von [[Fertigteile - Transport und Montage#Lager (Elastomere)|Lagern]]) oder durch material- und verschleißbedingte Fehler (Verformungen der Schalung) verursacht werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

==Fertigungsverfahren==

In den vergangenen Jahren hat sich die Werksfertigung zu mechanisierten und automatisierten Verfahren unter Verwendung von CAD/CAM-Technologie entwickelt. Die meisten industrialisierten Fertigungsmethoden lassen sich dem Umlaufverfahren oder der Bahnenfertigung zuordnen.

===Umlaufverfahren===

Das Umlaufverfahren ist auf große Flexibilität ausgelegt und kommt bei der Herstellung von Wandtafeln, Deckentafeln, Treppenelementen und stabförmigen Fertigteilen zum Einsatz. Die Elemente werden auf Paletten mithilfe von Rollenförderern oder Schiebebühnen durch das Werk von einem Arbeitsgang zum nächsten befördert. Dieses Verfahren bringt zwei grundsätzliche Vorteile mit sich. Zum einen kann der Produktionsablauf besser organisiert werden, da die notwendigen Materialien an der speziell eingerichteten Station bereitgestellt und optimal eingebaut werden können. Zum anderen werden die Anlagenkosten reduziert, weil z. B. Rüttler oder die Kipphydraulikausrüstung nur an einer bestimmten Station benötigt werden. Neben dem horizontalen Umlaufverfahren gibt es auch das platzsparende vertikale Umlaufverfahren, welches zwei Ebenen mit Hub- und Absenkstationen verbindet. Auf den Längsbändern der oberen Ebene erfolgt die eigentliche Fertigung, während das Aushärten in der unteren Ebene geschieht <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

===Bahnenfertigung===

Die Bahnenfertigung kommt bei der Herstellung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Deckenplatten]] zum Einsatz. Hier werden mehrere Fertigteile auf bis zu 200 Meter langen Bahnen einzeln hintereinander hergestellt. Die Fertigteile sind an ihre Position auf den Bahnen gebunden und die Arbeitskolonnen, welche für die Arbeitsschritte zuständig sind, wandern von Station zu Station <ref name = "Q1"></ref>. Im Laufe der Zeit hat sich die Fertigung weiter zur Palettenfertigung mit automatischen Stapelanlagen in den Härtekammern entwickelt. Ein großer Vorteil der Bahnenfertigung ist der hohe Mechanisierungsgrad. Denn bei vorgespannten Platten werden die Spannlitzen automatisch verlegt, der Betonstrang wird mit einer fahrbaren Betonsäge vollautomatisch getrennt und die Reinigung der Bahnen erfolgt maschinell. Bei der Bahnenfertigung wird zwischen der Fertigung mittels Gleitfertiger und Extruder unterschieden <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der Fertigung mittels Gleitfertiger wird eine Gleitschalung mit Hilfe einer Winde über die Fertigungsbahn gezogen. Auf dem Fertiger befindet sich eine aufgesetzte Beschickungseinheit, die mit verschiedenen Einfüll- und Verdichtungsstufen arbeitet und in zwei bis drei Durchgängen den Querschnitt abschnittsweise aufbaut. Die untere Maschineneinheit kann für unterschiedliche Querschnittsformen ausgetauscht werden <ref name = "Q1"></ref>.

Die Fertigung mittels Extruder, arbeitet nach dem Rückstoßprinzip. Für dieses Verfahren ist ein sehr steifer Beton mit einer hohen Frühstandfestigkeit und einer hohen Endfestigkeit erforderlich. Der Extruder enthält ein Betonsilo, aus dem der Beton durch Schnecken in einem Durchgang in die profilbildenden Zonen gepresst und durch Hochfrequenzrüttler verdichtet wird. Dann drückt er sich von dem gefertigten Betonstrang ab und schiebt sich selbsttätig vorwärts <ref name = "Q1"></ref>.

===Fertigung von Kleinserien===

[[Datei:Fertigteile - Herstellung2.jpg|right|thumb|250px|Kleinserienfertigung einer Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Fertigteile, die nur in kleinen Serien oder wegen ihrer Größe oder Vorspannung in speziellen Schalungen gefertigt werden müssen, werden auf konventionellen Schaltischen hergestellt. Dies kann bei [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Bindern]], vorgespannten [[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], ungleichmäßigen [[Fertigteile - Übersicht#Wandelemente|Wandplatten]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] der Fall sein. Um das Ausschalen der Bauteile zu vereinfachen, wird oftmals vor dem Betonieren ein Trennmittel auf die Schalung aufgetragen <ref name = "Q2"></ref>.

==Beton im Fertigteilbau==

[[Datei:Fertigteile - Herstellung3.jpg|right|thumb|250px|Stütze mit angeformten Fundament während des Betoniervorgangs 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

===Verarbeitungseigenschaften===

Der im Fertigteilwerk verwendete Beton hat gegenüber Ortbeton andere Anforderungen zu erfüllen. So sind beispielsweise die auf der Baustelle wichtigen Eigenschaften wie eine lange Verarbeitungsdauer und langsame Wärmeentwicklung im Fertigteilwerk unerwünscht. Der Frischbeton im Werk sollte sich leicht schütten lassen, um nicht im Betonkübel oder an der Schüttrinne kleben zu bleiben. Weitestgehend wird auf Mischungsbestandteile mit unterschiedlichen Rohdichten verzichtet. So wird verhindert, dass sich der eingefüllte Beton in der Schalung entmischt. Demnach würden Leichtzuschläge aufschwimmen und sich Schwerzuschläge absetzen. Das enthaltene Wasser würde sich aufgrund der geringen Dichte absondern und zum „Bluten“ führen. Dies lässt sich mit einer guten Betonzusammensetzung verhindern. Dabei sollte ein Beton mit geringem Wasseranteil oder ein gut wasserhaltender, früh erstarrender Beton mit einem Größtkorn von maximal 16 mm gewählt werden. Diese Zusammensetzung führt zu einem raschen Ansteifen des Betons, sodass sich das Wasser nicht absondern kann. Die kurze Misch- und Einfülldauer des Betons sowie die erweiterten Verdichtungsmöglichkeiten gestatten es, eine steife bis plastische Betonkonsistenz zu verwenden <ref name = "Q2"></ref>.

===Festigkeit===

Besonders bei Fertigteilen, die in konventionellen Schalungen hergestellt werden, soll der Beton möglichst schnell erhärten, um ein zeitnahes Ausformen zu ermöglichen. Die Verwendung von wenig Anmachwasser im Beton kann folgende Vorteile mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>:

*Rasches erstarren, so kann die obenliegende Betonfläche früh geglättet werden und eine bessere [[Fertigteile - Herstellung#Wärmebehandlung|Wärmebehandlung]] des Betons erfolgen.
*Hohe Standfestigkeit, ohne Verformungen unmittelbar nach dem Verdichten; dies ermöglicht das frühe Entfernen der Seitenschalungen
*Eine frühe Betonfestigkeit ermöglicht frühes Ausformen und frühe [[Fertigteile - Herstellung#Nachbehandlung|Nachbehandlungsmaßnahmen]].
*Wenige Betonporen, die einen dichten und festen Beton mit sich bringen
*Geringes [[Schwinden|Schwinden]], das die Maßhaltigkeit fördert und wenig bis keine Risse verursacht

===Betonarten===

Im Folgenden werden die gängigsten Betone aufgeführt, die im Fertigteilbau verwendet werden. Alle genannten Betone sind durch ihre direkte Herstellung, optimale Verarbeitung, vorhandene Schalungstechnik und die günstigen Umgebungsbedingungen für die Verarbeitung im Fertigteilwerk prädestiniert.

Normalfeste Betone bis C50/60, hochfeste Betone bis C80/95, Leichtbetone bis LC60/66 und selbstverdichtender Beton sind bauaufsichtlich eingeführt und dürfen ohne Einschränkungen angewendet werden. Stahlfaserbetone und Betone der Festigkeitsklasse C90/105 und C100/115 benötigen eine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall. In einigen Fällen kommen auch Spezialbetone wie wasserdichte, säurebeständige, frostbeständige, textilbewehrte, ultrahochfeste, farbige und faserbewehrte Betone zur Anwendung. In den meisten Fällen wird ein Beton C35/45 oder C45/55 mit steifer Konsistenz, rasch erhärtendem Zement (42,5 R oder 52,5 R) und einem niedrigen Wasserzementwert verwendet <ref name = "Q2"></ref>.

===Wärmebehandlung===

Die Erhärtungsphase der Fertigteile ist oftmals sehr kurz, denn sie richtet sich danach, wieviel Zeit für den Betonier- und Ausschalvorgang eingeplant ist. Erhärtungsphasen von 4 Stunden sind keine Seltenheit. Wenn die Gegebenheiten es zulassen, wird eine Betonsorte mit langer Erstarrungszeit verwendet. So wird gewährleistet, dass sich der Beton gut verarbeiten lässt. Um die anschließende Zementreaktion im Beton zu beschleunigen, wird er solange erwärmt, bis die gewünschte Festigkeit erreicht ist.

Die einfachste Wärmebehandlung ist das Nassdampfverfahren. Es werden im Wesentlichen nur ein Dampferzeuger und Abdeckplanen für den Beton benötigt. Die Temperatur im Bedampfungsraum ist überall gleich und es können keine Auswaschungen an der Betonoberfläche durch Kondenswasser auftreten. Eine solche Behandlung kann auch durch eine Erwärmung des Betons mit Heißluft erzielt werden. Um eine Austrocknung der Betonoberfläche zu verhindern, muss der Beton wie bei allen Wärmebehandlungen mit Folien abgedeckt oder mit Wasser besprüht werden. Eine weitere Variante der Wärmebehandlung kann durch eine Beheizung mit Infrarot-Strahlern erfolgen. Die Strahler befinden sich in einer Wärmekammer und bestrahlen ausschließlich das zu erwärmende Objekt. So geht nur sehr wenig Energie an die Umgebung verloren. Bei großen Bauteilen wird ein kombiniertes Verfahren angewendet. Die Schalung wird durch einen Wärmeträger wie z. B. Öl, Dampf, Wasser oder elektrische Heizdrähte beheizt, während die Oberseite wärmedämmend abgedeckt wird <ref name = "Q2"></ref>.

===Nachbehandlung===

Bei Außenbauteilen kann die Dauerhaftigkeit durch eine Nachbehandlung des Betons zum Zeitpunkt des Abkühlens wesentlich gesteigert werden. Dies erfolgt in Form einer Feuchtebehandlung oder eines aufgesprühten Nachbehandlungsfilms, der die Dichtigkeit der Betonoberfläche verbessert. So wird der Beton im eingebauten Zustand widerstandsfähiger gegen Frost und Abnutzungen, da weniger Wasser, Kohlendioxid und Schadstoffe eindringen können. Die erhärtende Oberfläche des noch jungen Betons kann aus ästhetischen Gründen weiterbearbeitet werden. Um die Betonzuschläge freizulegen, wird die Mörtelhaut des Betons mittels Absäuern, Schleifen, Sand- oder Wasserstrahlen entfernt. So können Oberflächenformen wie z. B. Waschbeton erzielt werden <ref name = "Q2"></ref>.

===Beschichtungen===

Eine weitere Variante zum Schutz der Fertigteile kann durch Beschichtungen erzielt werden. Die jeweiligen Beschichtungen für Außenbauteile sollen alkali-, licht- und wasserbeständig sein. In einigen Fällen ist auch die Durchlässigkeit für Wasserdampf gefordert, um Wärmeschwankungen der Umgebung auszugleichen. Die Dauerhaftigkeit des Betons wird so ebenfalls verbessert.

Beschichtungen, wie Siloxane oder Acrylharze, weisen eine geringe Schichtdicke auf und sind später nicht sichtbar. Anders ist es bei den Versiegelungen. Sie enthalten Lösungen oder Dispersionen unter Zusatz von Pigmenten. Bei der aufgetragenen Lasur (Versiegelung) wird die Oberflächenstruktur des Betons beibehalten. Lediglich die Betonfarbe kann sich durch die Pigmente in der dünnen Schicht leicht im Ton ändern. Eine drastische Veränderung des Oberflächenfarbtons erreicht man mit deckenden Anstrichen, welche in allen Farbtönen erhältlich sind. Bei diesen handelt es sich meistens um Dispersionen, welche eine zirka doppelt so dicke Schicht wie die einer Lasur aufweisen. Des Weiteren gibt es auch Beschichtungen in Form von Putz oder Verkleidungen mit Naturstein- oder keramischen Platten. Diese Art von Beschichtungen fordert eine äußerst vorsichtige Handhabung bei [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]], wenn die Verkleidung direkt im Werk aufgebracht wird. Sollte sie erst nach der Montage aufgebracht werden, können so kleinere Beschädigungen überdeckt werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Bewehrungstechnik bei der Werksfertigung==

[[Datei:Fertigteile - Herstellung4.jpg|right|thumb|250px|vorgefertigte Bewehrung einer Brandwandplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

[[Datei:Vorgefertigte Stegbewehrung für eine TT-Doppelstegplatte.jpg|right|thumb|250px|Stegbewehrung einer Rippenplatte (TT-Doppelstegplatte) 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Der Bewehrung ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken, da sie im Mittel 20 % der Gesamtkosten eines Fertigteils ausmacht und für die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit maßgebend ist. Aus diesem Grund muss die Bewehrung genauestens nach den Vorgaben der statischen Berechnung eingebaut werden. Des Weiteren ist auf eine möglichst wirtschaftliche Bewehrungsführung und eine ausreichende [[Betondeckung|Betondeckung]] mit Hilfe von Abstandhaltern zu achten.

===Verarbeitung===

In vielen Fertigteilwerken wird Betonstabstahl und gewendelte Bügelbewehrung mit den Durchmessern 6 bis 14 mm direkt vom Ring verarbeitet. Das hat den Vorteil, dass kein Verschnitt entsteht und die Verarbeitungskosten geringer ausfallen. Um den Betonstahl vom Ring zu geraden Stäben zu verarbeiten, werden automatische Richt- und Abschneideanlagen sowie Bügelbiegeautomaten eingesetzt. Sie greifen auf bis zu vier verschiedene Durchmesser zu und verarbeiten diese. In Zukunft wird auch immer mehr eine prozessgesteuerte Betonstahlverlegung erfolgen. Vollautomatische Schweißstationen, welche gerichtete und geschnittene Stäbe vom Ring zu flächigen Bewehrungen verschweißen, kommen bereits zur Anwendung <ref name = "Q2"></ref>.

===Einbau===

Bei der baulichen Durchbildung der einzubauenden Bewehrung muss darauf geachtet werden, dass die Passung und Einbaubarkeit umsetzbar ist. Es ist zu berücksichtigen, dass der tatsächliche Außendurchmesser ca. 20 % größer ist als der Nenndurchmesser. Dies kann sonst bei sich kreuzenden oder dicht nebeneinander liegenden Stäben zu Problemen führen. Es ist stets zu beachten, dass die Bewehrungskörbe auch mit teilweise verschachtelt angeordneter Bewehrung (z. B. Konsolen) herstellbar sind und sich gut in den Korb einfädeln lassen.

Bei stabförmigen Elementen, wie [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Balken]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], wird der Bewehrungskorb in der Regel außerhalb der Schalung mit geschlossenen Bügeln geflochten. Die Bewehrung von Deckenelementen wie z. B.[[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], [[Fertigteile - Übersicht#Elementdecke|Elementdecken]] oder [[Fertigteile - Übersicht#Fertigdecke|Hohlplatten]] wird meist direkt in ihrer Schalung verlegt. Werden Balken oder Plattenbalken innerhalb der Schalung bewehrt, lässt sich der Einbau mit offenen Bügelkörben, welche mit Kappenbügeln geschlossen werden, wesentlich leichter realisieren <ref name = "Q2"></ref>.

===Stahlsorten===

In den Fertigteilwerken wird der nach DIN 488 definierte Betonstahl verwendet. Das heißt, für Betonstabstahl wird ausschließlich B500B (gerippt, hochduktil) genutzt. Für Betonstahlmatten, Bewehrungsdraht oder andere Betonstahlerzeugnisse darf B500A (gerippt, normal duktil), B500B (gerippt, hochduktil), B500A+G (glatt, normal duktil) und B500A+P (flache Profilierung, normal duktil) zur Anwendung kommen <ref name = "Q1"></ref>. Des Weiteren kommen nur noch schweißbare Stähle zum Einsatz, welche dem Fertigteilbau mit seinen vielen Einbauteilen für die Verbindungselemente zugutekommen <ref name = "Q2"></ref>.

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen von Sonderstählen gibt es für:
*Betonrippenstahl BSt 500 S-GEWI, welcher aufgewalzte Gewinderippen für Bewehrungsverbindungen aufweist <ref name = "Q1"></ref>.
*Feuerverzinkte Betonstähle, bei denen eine Bewehrungskorrosion durch Carbonatisierung dauerhaft unterbunden ist (vorteilhaft für Sichtbeton), die aber nach der Verzinkung nicht verschweißt werden dürfen <ref name = "Q3"> Baulinks, feuerverzinkter Betonstahl, https://www.baulinks.de/webplugin/2017/1534.php4 </ref>.
*Betonstabstahl mit erhöhtem Korrosionswiderstand, auch bekannt als nichtrostender Stahl, der zum Schweißen geeignet ist <ref name = "Q1"></ref>.

==Qualitätssicherung und Güteüberwachung==

Heutzutage ist das Ziel eines jeden Fertigteilherstellers von vornherein eine hohe Qualität für ein Produkt einzuplanen. Zu der eigenverantwortlichen Qualitätssicherung gehören alle Maßnahmen, die während der Herstellung und der Nutzung eines Bauwerkes zu der notwendigen Sicherheit und Qualität beitragen. Dies wird durch folgende Maßnahmen sichergestellt: Eine fachgerechte Planung inklusive der Auswahl einer geeigneten Bauart und Verbindungstechnik sowie eine statisch und bauphysikalisch korrekte Bemessung der Konstruktion. Des Weiteren spielen die Rohstoffauswahl, sorgfältige und maßhaltige Herstellung, sachgerechte Lagerung, akkurate [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]], geeignete Instandhaltungsmaßnahmen und werkseitige Produktionskontrollen eine große Rolle.

===Güteüberwachung===

Die Güteüberwachung besteht aus der Eigenüberwachung, kombiniert mit einer Betonprüfstelle und der Fremdüberwachung <ref name = "Q1"></ref>. Es wird zwischen zwei Betonkategorien unterschieden. '''Kategorie 1''' umfasst Betone für untergeordnete Zwecke und wird nur durch die Hersteller überwacht. Betone der '''Kategorie 2''' unterliegen der Aufsicht eines Betonfachmannes während der Herstellung <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regeln für Betonfertigteile sowie Hinweise für die werkseitige Produktionskontrolle und deren Überwachung sind in der aktuellen DIN 1045-4 festgelegt.

===Eigenüberwachung===

Die Eigenüberwachung betrifft Sichtprüfungen der Ausgangsstoffe und Kontrollen der Lieferscheine. Am werksseitig hergestellten Beton werden Eignungsprüfungen durchgeführt und deren Eigenschaften überwacht. Vor dem Betonieren sind Maßhaltigkeit und Stabilität der Schalung, die Lage von Dämmschichten, Einbauteilen, Aussparungen und der Bewehrung sowie die [[Betondeckung|Betondeckung]] zu überprüfen. Während der Herstellung werden die klimatischen Bedingungen aufgezeichnet. Erforderliche Wärme- und Nachbehandlungen sind zu überwachen. Nach der Fertigung erfolgen Sichtkontrollen auf Beschädigungen, zerstörungsfreie Prüfung der Betondruckfestigkeit sowie Kennzeichnung der Teile inklusive wichtiger Hinweise für [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]]. Die im Werk genutzten Geräte werden auf ihre Funktion überprüft. Bei Standardbauteilen oder großen Serien werden die wesentlichen Eigenschaften stichprobenartig überwacht <ref name = "Q1"></ref>.

===Fremdüberwachung===

Die bereits erwähnte Fremdüberwachung erfolgt meist zweimal im Jahr und deckt die Herstellanforderungen von Betonwaren und Standardbauteilen ab. Die Ergebnisse des Überwachungsbesuchs werden in Prüfzeugnissen und Überwachungsberichten dokumentiert. Diese fließen dann in Produkt- und Übereinstimmungszertifikate sowie in werkseigene Produktionskontrollzertifikate ein <ref name = "Q2"></ref>. Nicht erfasst von der Fremdüberwachung werden oftmals [[Fertigteile - Herstellung#Fertigung von Kleinserien|kleinere Serien]], welche nach individueller statischer Berechnung gefertigt sind. Diese unterliegen jedoch der Bauüberwachung gemäß den jeweiligen Landesbauordnungen <ref name = "Q1"></ref>.

==Quellen==

<references/>

{{Seiteninfo
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|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Datei:Fertigteile - Herstellung3.jpg

2023-11-22T10:59:10Z

AFoerster: Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

== Beschreibung ==
Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

Fertigteile - Herstellung

2023-11-22T10:58:53Z

AFoerster: /* Beton im Fertigteilbau */

[[Datei:Fertigteile - Herstellung1.jpg|right|thumb|500px|Einbau der Bewehrung für ein Fertigteil 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt eine Übersicht zu den Fertigungsverfahren von Betonfertigteilen und deren Besonderheiten.

==Toleranzen==

Bei der Herstellung und [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] von Bauteilen können Maßabweichungen nicht vermieden werden. Im Fertigteilbau und insbesondere im Systembau sind nachträgliche Anpassungen vor Ort aber nicht akzeptabel. Daher müssen Fertigteilsysteme so geplant und entworfen werden, dass die Montage und der Ausgleich von Toleranzen auf einfache Weise möglich ist. Maßabweichungen können Auswirkungen auf die Standsicherheit, Funktionsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit haben.

Toleranzen für die Einzelbauteile sind in DIN 18201, DIN 18202 und DIN 18203 festgelegt. Sie gehen auf die Aspekte der Standsicherheit und Funktionsfähigkeit ein. Höhere Genauigkeiten aus beispielsweise ästhetischen Gründen bringen eine exponentielle Erhöhung der Kosten mit sich. Maßabweichungen können vielfältige Ursachen haben. Sie können beispielsweise durch Maßgebungsfehler (Mess -und Markierungsfehler bei Herstellung und Montage), durch Arbeitsfehler (Schalungsherstellung, Platzierung von einzubetonierenden Einbauteilen, Montage von [[Fertigteile - Transport und Montage#Lager (Elastomere)|Lagern]]) oder durch material- und verschleißbedingte Fehler (Verformungen der Schalung) verursacht werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

==Fertigungsverfahren==

In den vergangenen Jahren hat sich die Werksfertigung zu mechanisierten und automatisierten Verfahren unter Verwendung von CAD/CAM-Technologie entwickelt. Die meisten industrialisierten Fertigungsmethoden lassen sich dem Umlaufverfahren oder der Bahnenfertigung zuordnen.

===Umlaufverfahren===

Das Umlaufverfahren ist auf große Flexibilität ausgelegt und kommt bei der Herstellung von Wandtafeln, Deckentafeln, Treppenelementen und stabförmigen Fertigteilen zum Einsatz. Die Elemente werden auf Paletten mithilfe von Rollenförderern oder Schiebebühnen durch das Werk von einem Arbeitsgang zum nächsten befördert. Dieses Verfahren bringt zwei grundsätzliche Vorteile mit sich. Zum einen kann der Produktionsablauf besser organisiert werden, da die notwendigen Materialien an der speziell eingerichteten Station bereitgestellt und optimal eingebaut werden können. Zum anderen werden die Anlagenkosten reduziert, weil z. B. Rüttler oder die Kipphydraulikausrüstung nur an einer bestimmten Station benötigt werden. Neben dem horizontalen Umlaufverfahren gibt es auch das platzsparende vertikale Umlaufverfahren, welches zwei Ebenen mit Hub- und Absenkstationen verbindet. Auf den Längsbändern der oberen Ebene erfolgt die eigentliche Fertigung, während das Aushärten in der unteren Ebene geschieht <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

===Bahnenfertigung===

Die Bahnenfertigung kommt bei der Herstellung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Deckenplatten]] zum Einsatz. Hier werden mehrere Fertigteile auf bis zu 200 Meter langen Bahnen einzeln hintereinander hergestellt. Die Fertigteile sind an ihre Position auf den Bahnen gebunden und die Arbeitskolonnen, welche für die Arbeitsschritte zuständig sind, wandern von Station zu Station <ref name = "Q1"></ref>. Im Laufe der Zeit hat sich die Fertigung weiter zur Palettenfertigung mit automatischen Stapelanlagen in den Härtekammern entwickelt. Ein großer Vorteil der Bahnenfertigung ist der hohe Mechanisierungsgrad. Denn bei vorgespannten Platten werden die Spannlitzen automatisch verlegt, der Betonstrang wird mit einer fahrbaren Betonsäge vollautomatisch getrennt und die Reinigung der Bahnen erfolgt maschinell. Bei der Bahnenfertigung wird zwischen der Fertigung mittels Gleitfertiger und Extruder unterschieden <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der Fertigung mittels Gleitfertiger wird eine Gleitschalung mit Hilfe einer Winde über die Fertigungsbahn gezogen. Auf dem Fertiger befindet sich eine aufgesetzte Beschickungseinheit, die mit verschiedenen Einfüll- und Verdichtungsstufen arbeitet und in zwei bis drei Durchgängen den Querschnitt abschnittsweise aufbaut. Die untere Maschineneinheit kann für unterschiedliche Querschnittsformen ausgetauscht werden <ref name = "Q1"></ref>.

Die Fertigung mittels Extruder, arbeitet nach dem Rückstoßprinzip. Für dieses Verfahren ist ein sehr steifer Beton mit einer hohen Frühstandfestigkeit und einer hohen Endfestigkeit erforderlich. Der Extruder enthält ein Betonsilo, aus dem der Beton durch Schnecken in einem Durchgang in die profilbildenden Zonen gepresst und durch Hochfrequenzrüttler verdichtet wird. Dann drückt er sich von dem gefertigten Betonstrang ab und schiebt sich selbsttätig vorwärts <ref name = "Q1"></ref>.

===Fertigung von Kleinserien===

[[Datei:Fertigteile - Herstellung2.jpg|right|thumb|250px|Kleinserienfertigung einer Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Fertigteile, die nur in kleinen Serien oder wegen ihrer Größe oder Vorspannung in speziellen Schalungen gefertigt werden müssen, werden auf konventionellen Schaltischen hergestellt. Dies kann bei [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Bindern]], vorgespannten [[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], ungleichmäßigen [[Fertigteile - Übersicht#Wandelemente|Wandplatten]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] der Fall sein. Um das Ausschalen der Bauteile zu vereinfachen, wird oftmals vor dem Betonieren ein Trennmittel auf die Schalung aufgetragen <ref name = "Q2"></ref>.

==Beton im Fertigteilbau==

[[Datei:Fertigteile - Herstellung3.jpg|right|thumb|250px|Stütze mit angeformten Fundament während des Betoniervorgangs 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

===Verarbeitungseigenschaften===

Der im Fertigteilwerk verwendete Beton hat gegenüber Ortbeton andere Anforderungen zu erfüllen. So sind beispielsweise die auf der Baustelle wichtigen Eigenschaften wie eine lange Verarbeitungsdauer und langsame Wärmeentwicklung im Fertigteilwerk unerwünscht. Der Frischbeton im Werk sollte sich leicht schütten lassen, um nicht im Betonkübel oder an der Schüttrinne kleben zu bleiben. Weitestgehend wird auf Mischungsbestandteile mit unterschiedlichen Rohdichten verzichtet. So wird verhindert, dass sich der eingefüllte Beton in der Schalung entmischt. Demnach würden Leichtzuschläge aufschwimmen und sich Schwerzuschläge absetzen. Das enthaltene Wasser würde sich aufgrund der geringen Dichte absondern und zum „Bluten“ führen. Dies lässt sich mit einer guten Betonzusammensetzung verhindern. Dabei sollte ein Beton mit geringem Wasseranteil oder ein gut wasserhaltender, früh erstarrender Beton mit einem Größtkorn von maximal 16 mm gewählt werden. Diese Zusammensetzung führt zu einem raschen Ansteifen des Betons, sodass sich das Wasser nicht absondern kann. Die kurze Misch- und Einfülldauer des Betons sowie die erweiterten Verdichtungsmöglichkeiten gestatten es, eine steife bis plastische Betonkonsistenz zu verwenden <ref name = "Q2"></ref>.

===Festigkeit===

Besonders bei Fertigteilen, die in konventionellen Schalungen hergestellt werden, soll der Beton möglichst schnell erhärten, um ein zeitnahes Ausformen zu ermöglichen. Die Verwendung von wenig Anmachwasser im Beton kann folgende Vorteile mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>:

*Rasches erstarren, so kann die obenliegende Betonfläche früh geglättet werden und eine bessere [[Fertigteile - Herstellung#Wärmebehandlung|Wärmebehandlung]] des Betons erfolgen.
*Hohe Standfestigkeit, ohne Verformungen unmittelbar nach dem Verdichten; dies ermöglicht das frühe Entfernen der Seitenschalungen
*Eine frühe Betonfestigkeit ermöglicht frühes Ausformen und frühe [[Fertigteile - Herstellung#Nachbehandlung|Nachbehandlungsmaßnahmen]].
*Wenige Betonporen, die einen dichten und festen Beton mit sich bringen
*Geringes [[Schwinden|Schwinden]], das die Maßhaltigkeit fördert und wenig bis keine Risse verursacht

===Betonarten===

Im Folgenden werden die gängigsten Betone aufgeführt, die im Fertigteilbau verwendet werden. Alle genannten Betone sind durch ihre direkte Herstellung, optimale Verarbeitung, vorhandene Schalungstechnik und die günstigen Umgebungsbedingungen für die Verarbeitung im Fertigteilwerk prädestiniert.

Normalfeste Betone bis C50/60, hochfeste Betone bis C80/95, Leichtbetone bis LC60/66 und selbstverdichtender Beton sind bauaufsichtlich eingeführt und dürfen ohne Einschränkungen angewendet werden. Stahlfaserbetone und Betone der Festigkeitsklasse C90/105 und C100/115 benötigen eine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall. In einigen Fällen kommen auch Spezialbetone wie wasserdichte, säurebeständige, frostbeständige, textilbewehrte, ultrahochfeste, farbige und faserbewehrte Betone zur Anwendung. In den meisten Fällen wird ein Beton C35/45 oder C45/55 mit steifer Konsistenz, rasch erhärtendem Zement (42,5 R oder 52,5 R) und einem niedrigen Wasserzementwert verwendet <ref name = "Q2"></ref>.

===Wärmebehandlung===

Die Erhärtungsphase der Fertigteile ist oftmals sehr kurz, denn sie richtet sich danach, wieviel Zeit für den Betonier- und Ausschalvorgang eingeplant ist. Erhärtungsphasen von 4 Stunden sind keine Seltenheit. Wenn die Gegebenheiten es zulassen, wird eine Betonsorte mit langer Erstarrungszeit verwendet. So wird gewährleistet, dass sich der Beton gut verarbeiten lässt. Um die anschließende Zementreaktion im Beton zu beschleunigen, wird er solange erwärmt, bis die gewünschte Festigkeit erreicht ist.

Die einfachste Wärmebehandlung ist das Nassdampfverfahren. Es werden im Wesentlichen nur ein Dampferzeuger und Abdeckplanen für den Beton benötigt. Die Temperatur im Bedampfungsraum ist überall gleich und es können keine Auswaschungen an der Betonoberfläche durch Kondenswasser auftreten. Eine solche Behandlung kann auch durch eine Erwärmung des Betons mit Heißluft erzielt werden. Um eine Austrocknung der Betonoberfläche zu verhindern, muss der Beton wie bei allen Wärmebehandlungen mit Folien abgedeckt oder mit Wasser besprüht werden. Eine weitere Variante der Wärmebehandlung kann durch eine Beheizung mit Infrarot-Strahlern erfolgen. Die Strahler befinden sich in einer Wärmekammer und bestrahlen ausschließlich das zu erwärmende Objekt. So geht nur sehr wenig Energie an die Umgebung verloren. Bei großen Bauteilen wird ein kombiniertes Verfahren angewendet. Die Schalung wird durch einen Wärmeträger wie z. B. Öl, Dampf, Wasser oder elektrische Heizdrähte beheizt, während die Oberseite wärmedämmend abgedeckt wird <ref name = "Q2"></ref>.

===Nachbehandlung===

Bei Außenbauteilen kann die Dauerhaftigkeit durch eine Nachbehandlung des Betons zum Zeitpunkt des Abkühlens wesentlich gesteigert werden. Dies erfolgt in Form einer Feuchtebehandlung oder eines aufgesprühten Nachbehandlungsfilms, der die Dichtigkeit der Betonoberfläche verbessert. So wird der Beton im eingebauten Zustand widerstandsfähiger gegen Frost und Abnutzungen, da weniger Wasser, Kohlendioxid und Schadstoffe eindringen können. Die erhärtende Oberfläche des noch jungen Betons kann aus ästhetischen Gründen weiterbearbeitet werden. Um die Betonzuschläge freizulegen, wird die Mörtelhaut des Betons mittels Absäuern, Schleifen, Sand- oder Wasserstrahlen entfernt. So können Oberflächenformen wie z. B. Waschbeton erzielt werden <ref name = "Q2"></ref>.

===Beschichtungen===

Eine weitere Variante zum Schutz der Fertigteile kann durch Beschichtungen erzielt werden. Die jeweiligen Beschichtungen für Außenbauteile sollen alkali-, licht- und wasserbeständig sein. In einigen Fällen ist auch die Durchlässigkeit für Wasserdampf gefordert, um Wärmeschwankungen der Umgebung auszugleichen. Die Dauerhaftigkeit des Betons wird so ebenfalls verbessert.

Beschichtungen, wie Siloxane oder Acrylharze, weisen eine geringe Schichtdicke auf und sind später nicht sichtbar. Anders ist es bei den Versiegelungen. Sie enthalten Lösungen oder Dispersionen unter Zusatz von Pigmenten. Bei der aufgetragenen Lasur (Versiegelung) wird die Oberflächenstruktur des Betons beibehalten. Lediglich die Betonfarbe kann sich durch die Pigmente in der dünnen Schicht leicht im Ton ändern. Eine drastische Veränderung des Oberflächenfarbtons erreicht man mit deckenden Anstrichen, welche in allen Farbtönen erhältlich sind. Bei diesen handelt es sich meistens um Dispersionen, welche eine zirka doppelt so dicke Schicht wie die einer Lasur aufweisen. Des Weiteren gibt es auch Beschichtungen in Form von Putz oder Verkleidungen mit Naturstein- oder keramischen Platten. Diese Art von Beschichtungen fordert eine äußerst vorsichtige Handhabung bei [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]], wenn die Verkleidung direkt im Werk aufgebracht wird. Sollte sie erst nach der Montage aufgebracht werden, können so kleinere Beschädigungen überdeckt werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Bewehrungstechnik bei der Werksfertigung==

[[Datei:Bewehrung einer Brandwandplatte .jpg|right|thumb|250px|vorgefertigte Bewehrung einer Brandwandplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

[[Datei:Vorgefertigte Stegbewehrung für eine TT-Doppelstegplatte.jpg|right|thumb|250px|Stegbewehrung einer Rippenplatte (TT-Doppelstegplatte) 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Der Bewehrung ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken, da sie im Mittel 20 % der Gesamtkosten eines Fertigteils ausmacht und für die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit maßgebend ist. Aus diesem Grund muss die Bewehrung genauestens nach den Vorgaben der statischen Berechnung eingebaut werden. Des Weiteren ist auf eine möglichst wirtschaftliche Bewehrungsführung und eine ausreichende [[Betondeckung|Betondeckung]] mit Hilfe von Abstandhaltern zu achten.

===Verarbeitung===

In vielen Fertigteilwerken wird Betonstabstahl und gewendelte Bügelbewehrung mit den Durchmessern 6 bis 14 mm direkt vom Ring verarbeitet. Das hat den Vorteil, dass kein Verschnitt entsteht und die Verarbeitungskosten geringer ausfallen. Um den Betonstahl vom Ring zu geraden Stäben zu verarbeiten, werden automatische Richt- und Abschneideanlagen sowie Bügelbiegeautomaten eingesetzt. Sie greifen auf bis zu vier verschiedene Durchmesser zu und verarbeiten diese. In Zukunft wird auch immer mehr eine prozessgesteuerte Betonstahlverlegung erfolgen. Vollautomatische Schweißstationen, welche gerichtete und geschnittene Stäbe vom Ring zu flächigen Bewehrungen verschweißen, kommen bereits zur Anwendung <ref name = "Q2"></ref>.

===Einbau===

Bei der baulichen Durchbildung der einzubauenden Bewehrung muss darauf geachtet werden, dass die Passung und Einbaubarkeit umsetzbar ist. Es ist zu berücksichtigen, dass der tatsächliche Außendurchmesser ca. 20 % größer ist als der Nenndurchmesser. Dies kann sonst bei sich kreuzenden oder dicht nebeneinander liegenden Stäben zu Problemen führen. Es ist stets zu beachten, dass die Bewehrungskörbe auch mit teilweise verschachtelt angeordneter Bewehrung (z. B. Konsolen) herstellbar sind und sich gut in den Korb einfädeln lassen.

Bei stabförmigen Elementen, wie [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Balken]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], wird der Bewehrungskorb in der Regel außerhalb der Schalung mit geschlossenen Bügeln geflochten. Die Bewehrung von Deckenelementen wie z. B.[[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], [[Fertigteile - Übersicht#Elementdecke|Elementdecken]] oder [[Fertigteile - Übersicht#Fertigdecke|Hohlplatten]] wird meist direkt in ihrer Schalung verlegt. Werden Balken oder Plattenbalken innerhalb der Schalung bewehrt, lässt sich der Einbau mit offenen Bügelkörben, welche mit Kappenbügeln geschlossen werden, wesentlich leichter realisieren <ref name = "Q2"></ref>.

===Stahlsorten===

In den Fertigteilwerken wird der nach DIN 488 definierte Betonstahl verwendet. Das heißt, für Betonstabstahl wird ausschließlich B500B (gerippt, hochduktil) genutzt. Für Betonstahlmatten, Bewehrungsdraht oder andere Betonstahlerzeugnisse darf B500A (gerippt, normal duktil), B500B (gerippt, hochduktil), B500A+G (glatt, normal duktil) und B500A+P (flache Profilierung, normal duktil) zur Anwendung kommen <ref name = "Q1"></ref>. Des Weiteren kommen nur noch schweißbare Stähle zum Einsatz, welche dem Fertigteilbau mit seinen vielen Einbauteilen für die Verbindungselemente zugutekommen <ref name = "Q2"></ref>.

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen von Sonderstählen gibt es für:
*Betonrippenstahl BSt 500 S-GEWI, welcher aufgewalzte Gewinderippen für Bewehrungsverbindungen aufweist <ref name = "Q1"></ref>.
*Feuerverzinkte Betonstähle, bei denen eine Bewehrungskorrosion durch Carbonatisierung dauerhaft unterbunden ist (vorteilhaft für Sichtbeton), die aber nach der Verzinkung nicht verschweißt werden dürfen <ref name = "Q3"> Baulinks, feuerverzinkter Betonstahl, https://www.baulinks.de/webplugin/2017/1534.php4 </ref>.
*Betonstabstahl mit erhöhtem Korrosionswiderstand, auch bekannt als nichtrostender Stahl, der zum Schweißen geeignet ist <ref name = "Q1"></ref>.

==Qualitätssicherung und Güteüberwachung==

Heutzutage ist das Ziel eines jeden Fertigteilherstellers von vornherein eine hohe Qualität für ein Produkt einzuplanen. Zu der eigenverantwortlichen Qualitätssicherung gehören alle Maßnahmen, die während der Herstellung und der Nutzung eines Bauwerkes zu der notwendigen Sicherheit und Qualität beitragen. Dies wird durch folgende Maßnahmen sichergestellt: Eine fachgerechte Planung inklusive der Auswahl einer geeigneten Bauart und Verbindungstechnik sowie eine statisch und bauphysikalisch korrekte Bemessung der Konstruktion. Des Weiteren spielen die Rohstoffauswahl, sorgfältige und maßhaltige Herstellung, sachgerechte Lagerung, akkurate [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]], geeignete Instandhaltungsmaßnahmen und werkseitige Produktionskontrollen eine große Rolle.

===Güteüberwachung===

Die Güteüberwachung besteht aus der Eigenüberwachung, kombiniert mit einer Betonprüfstelle und der Fremdüberwachung <ref name = "Q1"></ref>. Es wird zwischen zwei Betonkategorien unterschieden. '''Kategorie 1''' umfasst Betone für untergeordnete Zwecke und wird nur durch die Hersteller überwacht. Betone der '''Kategorie 2''' unterliegen der Aufsicht eines Betonfachmannes während der Herstellung <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regeln für Betonfertigteile sowie Hinweise für die werkseitige Produktionskontrolle und deren Überwachung sind in der aktuellen DIN 1045-4 festgelegt.

===Eigenüberwachung===

Die Eigenüberwachung betrifft Sichtprüfungen der Ausgangsstoffe und Kontrollen der Lieferscheine. Am werksseitig hergestellten Beton werden Eignungsprüfungen durchgeführt und deren Eigenschaften überwacht. Vor dem Betonieren sind Maßhaltigkeit und Stabilität der Schalung, die Lage von Dämmschichten, Einbauteilen, Aussparungen und der Bewehrung sowie die [[Betondeckung|Betondeckung]] zu überprüfen. Während der Herstellung werden die klimatischen Bedingungen aufgezeichnet. Erforderliche Wärme- und Nachbehandlungen sind zu überwachen. Nach der Fertigung erfolgen Sichtkontrollen auf Beschädigungen, zerstörungsfreie Prüfung der Betondruckfestigkeit sowie Kennzeichnung der Teile inklusive wichtiger Hinweise für [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]]. Die im Werk genutzten Geräte werden auf ihre Funktion überprüft. Bei Standardbauteilen oder großen Serien werden die wesentlichen Eigenschaften stichprobenartig überwacht <ref name = "Q1"></ref>.

===Fremdüberwachung===

Die bereits erwähnte Fremdüberwachung erfolgt meist zweimal im Jahr und deckt die Herstellanforderungen von Betonwaren und Standardbauteilen ab. Die Ergebnisse des Überwachungsbesuchs werden in Prüfzeugnissen und Überwachungsberichten dokumentiert. Diese fließen dann in Produkt- und Übereinstimmungszertifikate sowie in werkseigene Produktionskontrollzertifikate ein <ref name = "Q2"></ref>. Nicht erfasst von der Fremdüberwachung werden oftmals [[Fertigteile - Herstellung#Fertigung von Kleinserien|kleinere Serien]], welche nach individueller statischer Berechnung gefertigt sind. Diese unterliegen jedoch der Bauüberwachung gemäß den jeweiligen Landesbauordnungen <ref name = "Q1"></ref>.

==Quellen==

<references/>

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[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Datei:Fertigteile - Herstellung2.jpg

2023-11-22T10:57:19Z

AFoerster: Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

== Beschreibung ==
Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

Fertigteile - Herstellung

2023-11-22T10:57:06Z

AFoerster: /* Fertigung von Kleinserien */

[[Datei:Fertigteile - Herstellung1.jpg|right|thumb|500px|Einbau der Bewehrung für ein Fertigteil 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt eine Übersicht zu den Fertigungsverfahren von Betonfertigteilen und deren Besonderheiten.

==Toleranzen==

Bei der Herstellung und [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] von Bauteilen können Maßabweichungen nicht vermieden werden. Im Fertigteilbau und insbesondere im Systembau sind nachträgliche Anpassungen vor Ort aber nicht akzeptabel. Daher müssen Fertigteilsysteme so geplant und entworfen werden, dass die Montage und der Ausgleich von Toleranzen auf einfache Weise möglich ist. Maßabweichungen können Auswirkungen auf die Standsicherheit, Funktionsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit haben.

Toleranzen für die Einzelbauteile sind in DIN 18201, DIN 18202 und DIN 18203 festgelegt. Sie gehen auf die Aspekte der Standsicherheit und Funktionsfähigkeit ein. Höhere Genauigkeiten aus beispielsweise ästhetischen Gründen bringen eine exponentielle Erhöhung der Kosten mit sich. Maßabweichungen können vielfältige Ursachen haben. Sie können beispielsweise durch Maßgebungsfehler (Mess -und Markierungsfehler bei Herstellung und Montage), durch Arbeitsfehler (Schalungsherstellung, Platzierung von einzubetonierenden Einbauteilen, Montage von [[Fertigteile - Transport und Montage#Lager (Elastomere)|Lagern]]) oder durch material- und verschleißbedingte Fehler (Verformungen der Schalung) verursacht werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

==Fertigungsverfahren==

In den vergangenen Jahren hat sich die Werksfertigung zu mechanisierten und automatisierten Verfahren unter Verwendung von CAD/CAM-Technologie entwickelt. Die meisten industrialisierten Fertigungsmethoden lassen sich dem Umlaufverfahren oder der Bahnenfertigung zuordnen.

===Umlaufverfahren===

Das Umlaufverfahren ist auf große Flexibilität ausgelegt und kommt bei der Herstellung von Wandtafeln, Deckentafeln, Treppenelementen und stabförmigen Fertigteilen zum Einsatz. Die Elemente werden auf Paletten mithilfe von Rollenförderern oder Schiebebühnen durch das Werk von einem Arbeitsgang zum nächsten befördert. Dieses Verfahren bringt zwei grundsätzliche Vorteile mit sich. Zum einen kann der Produktionsablauf besser organisiert werden, da die notwendigen Materialien an der speziell eingerichteten Station bereitgestellt und optimal eingebaut werden können. Zum anderen werden die Anlagenkosten reduziert, weil z. B. Rüttler oder die Kipphydraulikausrüstung nur an einer bestimmten Station benötigt werden. Neben dem horizontalen Umlaufverfahren gibt es auch das platzsparende vertikale Umlaufverfahren, welches zwei Ebenen mit Hub- und Absenkstationen verbindet. Auf den Längsbändern der oberen Ebene erfolgt die eigentliche Fertigung, während das Aushärten in der unteren Ebene geschieht <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

===Bahnenfertigung===

Die Bahnenfertigung kommt bei der Herstellung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Deckenplatten]] zum Einsatz. Hier werden mehrere Fertigteile auf bis zu 200 Meter langen Bahnen einzeln hintereinander hergestellt. Die Fertigteile sind an ihre Position auf den Bahnen gebunden und die Arbeitskolonnen, welche für die Arbeitsschritte zuständig sind, wandern von Station zu Station <ref name = "Q1"></ref>. Im Laufe der Zeit hat sich die Fertigung weiter zur Palettenfertigung mit automatischen Stapelanlagen in den Härtekammern entwickelt. Ein großer Vorteil der Bahnenfertigung ist der hohe Mechanisierungsgrad. Denn bei vorgespannten Platten werden die Spannlitzen automatisch verlegt, der Betonstrang wird mit einer fahrbaren Betonsäge vollautomatisch getrennt und die Reinigung der Bahnen erfolgt maschinell. Bei der Bahnenfertigung wird zwischen der Fertigung mittels Gleitfertiger und Extruder unterschieden <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der Fertigung mittels Gleitfertiger wird eine Gleitschalung mit Hilfe einer Winde über die Fertigungsbahn gezogen. Auf dem Fertiger befindet sich eine aufgesetzte Beschickungseinheit, die mit verschiedenen Einfüll- und Verdichtungsstufen arbeitet und in zwei bis drei Durchgängen den Querschnitt abschnittsweise aufbaut. Die untere Maschineneinheit kann für unterschiedliche Querschnittsformen ausgetauscht werden <ref name = "Q1"></ref>.

Die Fertigung mittels Extruder, arbeitet nach dem Rückstoßprinzip. Für dieses Verfahren ist ein sehr steifer Beton mit einer hohen Frühstandfestigkeit und einer hohen Endfestigkeit erforderlich. Der Extruder enthält ein Betonsilo, aus dem der Beton durch Schnecken in einem Durchgang in die profilbildenden Zonen gepresst und durch Hochfrequenzrüttler verdichtet wird. Dann drückt er sich von dem gefertigten Betonstrang ab und schiebt sich selbsttätig vorwärts <ref name = "Q1"></ref>.

===Fertigung von Kleinserien===

[[Datei:Fertigteile - Herstellung2.jpg|right|thumb|250px|Kleinserienfertigung einer Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Fertigteile, die nur in kleinen Serien oder wegen ihrer Größe oder Vorspannung in speziellen Schalungen gefertigt werden müssen, werden auf konventionellen Schaltischen hergestellt. Dies kann bei [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Bindern]], vorgespannten [[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], ungleichmäßigen [[Fertigteile - Übersicht#Wandelemente|Wandplatten]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] der Fall sein. Um das Ausschalen der Bauteile zu vereinfachen, wird oftmals vor dem Betonieren ein Trennmittel auf die Schalung aufgetragen <ref name = "Q2"></ref>.

==Beton im Fertigteilbau==

[[Datei: Fertigteilträger während des Betoniervorgangs.jpg|right|thumb|250px|Stuetze mit angeformten Fundament waehrend des Betoniervorgangs 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

===Verarbeitungseigenschaften===

Der im Fertigteilwerk verwendete Beton hat gegenüber Ortbeton andere Anforderungen zu erfüllen. So sind beispielsweise die auf der Baustelle wichtigen Eigenschaften wie eine lange Verarbeitungsdauer und langsame Wärmeentwicklung im Fertigteilwerk unerwünscht. Der Frischbeton im Werk sollte sich leicht schütten lassen, um nicht im Betonkübel oder an der Schüttrinne kleben zu bleiben. Weitestgehend wird auf Mischungsbestandteile mit unterschiedlichen Rohdichten verzichtet. So wird verhindert, dass sich der eingefüllte Beton in der Schalung entmischt. Demnach würden Leichtzuschläge aufschwimmen und sich Schwerzuschläge absetzen. Das enthaltene Wasser würde sich aufgrund der geringen Dichte absondern und zum „Bluten“ führen. Dies lässt sich mit einer guten Betonzusammensetzung verhindern. Dabei sollte ein Beton mit geringem Wasseranteil oder ein gut wasserhaltender, früh erstarrender Beton mit einem Größtkorn von maximal 16 mm gewählt werden. Diese Zusammensetzung führt zu einem raschen Ansteifen des Betons, sodass sich das Wasser nicht absondern kann. Die kurze Misch- und Einfülldauer des Betons sowie die erweiterten Verdichtungsmöglichkeiten gestatten es, eine steife bis plastische Betonkonsistenz zu verwenden <ref name = "Q2"></ref>.

===Festigkeit===

Besonders bei Fertigteilen, die in konventionellen Schalungen hergestellt werden, soll der Beton möglichst schnell erhärten, um ein zeitnahes Ausformen zu ermöglichen. Die Verwendung von wenig Anmachwasser im Beton kann folgende Vorteile mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>:

*Rasches erstarren, so kann die obenliegende Betonfläche früh geglättet werden und eine bessere [[Fertigteile - Herstellung#Wärmebehandlung|Wärmebehandlung]] des Betons erfolgen.
*Hohe Standfestigkeit, ohne Verformungen unmittelbar nach dem Verdichten; dies ermöglicht das frühe Entfernen der Seitenschalungen
*Eine frühe Betonfestigkeit ermöglicht frühes Ausformen und frühe [[Fertigteile - Herstellung#Nachbehandlung|Nachbehandlungsmaßnahmen]].
*Wenige Betonporen, die einen dichten und festen Beton mit sich bringen
*Geringes [[Schwinden|Schwinden]], das die Maßhaltigkeit fördert und wenig bis keine Risse verursacht

===Betonarten===

Im Folgenden werden die gängigsten Betone aufgeführt, die im Fertigteilbau verwendet werden. Alle genannten Betone sind durch ihre direkte Herstellung, optimale Verarbeitung, vorhandene Schalungstechnik und die günstigen Umgebungsbedingungen für die Verarbeitung im Fertigteilwerk prädestiniert.

Normalfeste Betone bis C50/60, hochfeste Betone bis C80/95, Leichtbetone bis LC60/66 und selbstverdichtender Beton sind bauaufsichtlich eingeführt und dürfen ohne Einschränkungen angewendet werden. Stahlfaserbetone und Betone der Festigkeitsklasse C90/105 und C100/115 benötigen eine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall. In einigen Fällen kommen auch Spezialbetone wie wasserdichte, säurebeständige, frostbeständige, textilbewehrte, ultrahochfeste, farbige und faserbewehrte Betone zur Anwendung. In den meisten Fällen wird ein Beton C35/45 oder C45/55 mit steifer Konsistenz, rasch erhärtendem Zement (42,5 R oder 52,5 R) und einem niedrigen Wasserzementwert verwendet <ref name = "Q2"></ref>.

===Wärmebehandlung===

Die Erhärtungsphase der Fertigteile ist oftmals sehr kurz, denn sie richtet sich danach, wieviel Zeit für den Betonier- und Ausschalvorgang eingeplant ist. Erhärtungsphasen von 4 Stunden sind keine Seltenheit. Wenn die Gegebenheiten es zulassen, wird eine Betonsorte mit langer Erstarrungszeit verwendet. So wird gewährleistet, dass sich der Beton gut verarbeiten lässt. Um die anschließende Zementreaktion im Beton zu beschleunigen, wird er solange erwärmt, bis die gewünschte Festigkeit erreicht ist.

Die einfachste Wärmebehandlung ist das Nassdampfverfahren. Es werden im Wesentlichen nur ein Dampferzeuger und Abdeckplanen für den Beton benötigt. Die Temperatur im Bedampfungsraum ist überall gleich und es können keine Auswaschungen an der Betonoberfläche durch Kondenswasser auftreten. Eine solche Behandlung kann auch durch eine Erwärmung des Betons mit Heißluft erzielt werden. Um eine Austrocknung der Betonoberfläche zu verhindern, muss der Beton wie bei allen Wärmebehandlungen mit Folien abgedeckt oder mit Wasser besprüht werden. Eine weitere Variante der Wärmebehandlung kann durch eine Beheizung mit Infrarot-Strahlern erfolgen. Die Strahler befinden sich in einer Wärmekammer und bestrahlen ausschließlich das zu erwärmende Objekt. So geht nur sehr wenig Energie an die Umgebung verloren. Bei großen Bauteilen wird ein kombiniertes Verfahren angewendet. Die Schalung wird durch einen Wärmeträger wie z. B. Öl, Dampf, Wasser oder elektrische Heizdrähte beheizt, während die Oberseite wärmedämmend abgedeckt wird <ref name = "Q2"></ref>.

===Nachbehandlung===

Bei Außenbauteilen kann die Dauerhaftigkeit durch eine Nachbehandlung des Betons zum Zeitpunkt des Abkühlens wesentlich gesteigert werden. Dies erfolgt in Form einer Feuchtebehandlung oder eines aufgesprühten Nachbehandlungsfilms, der die Dichtigkeit der Betonoberfläche verbessert. So wird der Beton im eingebauten Zustand widerstandsfähiger gegen Frost und Abnutzungen, da weniger Wasser, Kohlendioxid und Schadstoffe eindringen können. Die erhärtende Oberfläche des noch jungen Betons kann aus ästhetischen Gründen weiterbearbeitet werden. Um die Betonzuschläge freizulegen, wird die Mörtelhaut des Betons mittels Absäuern, Schleifen, Sand- oder Wasserstrahlen entfernt. So können Oberflächenformen wie z. B. Waschbeton erzielt werden <ref name = "Q2"></ref>.

===Beschichtungen===

Eine weitere Variante zum Schutz der Fertigteile kann durch Beschichtungen erzielt werden. Die jeweiligen Beschichtungen für Außenbauteile sollen alkali-, licht- und wasserbeständig sein. In einigen Fällen ist auch die Durchlässigkeit für Wasserdampf gefordert, um Wärmeschwankungen der Umgebung auszugleichen. Die Dauerhaftigkeit des Betons wird so ebenfalls verbessert.

Beschichtungen, wie Siloxane oder Acrylharze, weisen eine geringe Schichtdicke auf und sind später nicht sichtbar. Anders ist es bei den Versiegelungen. Sie enthalten Lösungen oder Dispersionen unter Zusatz von Pigmenten. Bei der aufgetragenen Lasur (Versiegelung) wird die Oberflächenstruktur des Betons beibehalten. Lediglich die Betonfarbe kann sich durch die Pigmente in der dünnen Schicht leicht im Ton ändern. Eine drastische Veränderung des Oberflächenfarbtons erreicht man mit deckenden Anstrichen, welche in allen Farbtönen erhältlich sind. Bei diesen handelt es sich meistens um Dispersionen, welche eine zirka doppelt so dicke Schicht wie die einer Lasur aufweisen. Des Weiteren gibt es auch Beschichtungen in Form von Putz oder Verkleidungen mit Naturstein- oder keramischen Platten. Diese Art von Beschichtungen fordert eine äußerst vorsichtige Handhabung bei [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]], wenn die Verkleidung direkt im Werk aufgebracht wird. Sollte sie erst nach der Montage aufgebracht werden, können so kleinere Beschädigungen überdeckt werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Bewehrungstechnik bei der Werksfertigung==

[[Datei:Bewehrung einer Brandwandplatte .jpg|right|thumb|250px|vorgefertigte Bewehrung einer Brandwandplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

[[Datei:Vorgefertigte Stegbewehrung für eine TT-Doppelstegplatte.jpg|right|thumb|250px|Stegbewehrung einer Rippenplatte (TT-Doppelstegplatte) 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Der Bewehrung ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken, da sie im Mittel 20 % der Gesamtkosten eines Fertigteils ausmacht und für die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit maßgebend ist. Aus diesem Grund muss die Bewehrung genauestens nach den Vorgaben der statischen Berechnung eingebaut werden. Des Weiteren ist auf eine möglichst wirtschaftliche Bewehrungsführung und eine ausreichende [[Betondeckung|Betondeckung]] mit Hilfe von Abstandhaltern zu achten.

===Verarbeitung===

In vielen Fertigteilwerken wird Betonstabstahl und gewendelte Bügelbewehrung mit den Durchmessern 6 bis 14 mm direkt vom Ring verarbeitet. Das hat den Vorteil, dass kein Verschnitt entsteht und die Verarbeitungskosten geringer ausfallen. Um den Betonstahl vom Ring zu geraden Stäben zu verarbeiten, werden automatische Richt- und Abschneideanlagen sowie Bügelbiegeautomaten eingesetzt. Sie greifen auf bis zu vier verschiedene Durchmesser zu und verarbeiten diese. In Zukunft wird auch immer mehr eine prozessgesteuerte Betonstahlverlegung erfolgen. Vollautomatische Schweißstationen, welche gerichtete und geschnittene Stäbe vom Ring zu flächigen Bewehrungen verschweißen, kommen bereits zur Anwendung <ref name = "Q2"></ref>.

===Einbau===

Bei der baulichen Durchbildung der einzubauenden Bewehrung muss darauf geachtet werden, dass die Passung und Einbaubarkeit umsetzbar ist. Es ist zu berücksichtigen, dass der tatsächliche Außendurchmesser ca. 20 % größer ist als der Nenndurchmesser. Dies kann sonst bei sich kreuzenden oder dicht nebeneinander liegenden Stäben zu Problemen führen. Es ist stets zu beachten, dass die Bewehrungskörbe auch mit teilweise verschachtelt angeordneter Bewehrung (z. B. Konsolen) herstellbar sind und sich gut in den Korb einfädeln lassen.

Bei stabförmigen Elementen, wie [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Balken]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], wird der Bewehrungskorb in der Regel außerhalb der Schalung mit geschlossenen Bügeln geflochten. Die Bewehrung von Deckenelementen wie z. B.[[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], [[Fertigteile - Übersicht#Elementdecke|Elementdecken]] oder [[Fertigteile - Übersicht#Fertigdecke|Hohlplatten]] wird meist direkt in ihrer Schalung verlegt. Werden Balken oder Plattenbalken innerhalb der Schalung bewehrt, lässt sich der Einbau mit offenen Bügelkörben, welche mit Kappenbügeln geschlossen werden, wesentlich leichter realisieren <ref name = "Q2"></ref>.

===Stahlsorten===

In den Fertigteilwerken wird der nach DIN 488 definierte Betonstahl verwendet. Das heißt, für Betonstabstahl wird ausschließlich B500B (gerippt, hochduktil) genutzt. Für Betonstahlmatten, Bewehrungsdraht oder andere Betonstahlerzeugnisse darf B500A (gerippt, normal duktil), B500B (gerippt, hochduktil), B500A+G (glatt, normal duktil) und B500A+P (flache Profilierung, normal duktil) zur Anwendung kommen <ref name = "Q1"></ref>. Des Weiteren kommen nur noch schweißbare Stähle zum Einsatz, welche dem Fertigteilbau mit seinen vielen Einbauteilen für die Verbindungselemente zugutekommen <ref name = "Q2"></ref>.

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen von Sonderstählen gibt es für:
*Betonrippenstahl BSt 500 S-GEWI, welcher aufgewalzte Gewinderippen für Bewehrungsverbindungen aufweist <ref name = "Q1"></ref>.
*Feuerverzinkte Betonstähle, bei denen eine Bewehrungskorrosion durch Carbonatisierung dauerhaft unterbunden ist (vorteilhaft für Sichtbeton), die aber nach der Verzinkung nicht verschweißt werden dürfen <ref name = "Q3"> Baulinks, feuerverzinkter Betonstahl, https://www.baulinks.de/webplugin/2017/1534.php4 </ref>.
*Betonstabstahl mit erhöhtem Korrosionswiderstand, auch bekannt als nichtrostender Stahl, der zum Schweißen geeignet ist <ref name = "Q1"></ref>.

==Qualitätssicherung und Güteüberwachung==

Heutzutage ist das Ziel eines jeden Fertigteilherstellers von vornherein eine hohe Qualität für ein Produkt einzuplanen. Zu der eigenverantwortlichen Qualitätssicherung gehören alle Maßnahmen, die während der Herstellung und der Nutzung eines Bauwerkes zu der notwendigen Sicherheit und Qualität beitragen. Dies wird durch folgende Maßnahmen sichergestellt: Eine fachgerechte Planung inklusive der Auswahl einer geeigneten Bauart und Verbindungstechnik sowie eine statisch und bauphysikalisch korrekte Bemessung der Konstruktion. Des Weiteren spielen die Rohstoffauswahl, sorgfältige und maßhaltige Herstellung, sachgerechte Lagerung, akkurate [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]], geeignete Instandhaltungsmaßnahmen und werkseitige Produktionskontrollen eine große Rolle.

===Güteüberwachung===

Die Güteüberwachung besteht aus der Eigenüberwachung, kombiniert mit einer Betonprüfstelle und der Fremdüberwachung <ref name = "Q1"></ref>. Es wird zwischen zwei Betonkategorien unterschieden. '''Kategorie 1''' umfasst Betone für untergeordnete Zwecke und wird nur durch die Hersteller überwacht. Betone der '''Kategorie 2''' unterliegen der Aufsicht eines Betonfachmannes während der Herstellung <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regeln für Betonfertigteile sowie Hinweise für die werkseitige Produktionskontrolle und deren Überwachung sind in der aktuellen DIN 1045-4 festgelegt.

===Eigenüberwachung===

Die Eigenüberwachung betrifft Sichtprüfungen der Ausgangsstoffe und Kontrollen der Lieferscheine. Am werksseitig hergestellten Beton werden Eignungsprüfungen durchgeführt und deren Eigenschaften überwacht. Vor dem Betonieren sind Maßhaltigkeit und Stabilität der Schalung, die Lage von Dämmschichten, Einbauteilen, Aussparungen und der Bewehrung sowie die [[Betondeckung|Betondeckung]] zu überprüfen. Während der Herstellung werden die klimatischen Bedingungen aufgezeichnet. Erforderliche Wärme- und Nachbehandlungen sind zu überwachen. Nach der Fertigung erfolgen Sichtkontrollen auf Beschädigungen, zerstörungsfreie Prüfung der Betondruckfestigkeit sowie Kennzeichnung der Teile inklusive wichtiger Hinweise für [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]]. Die im Werk genutzten Geräte werden auf ihre Funktion überprüft. Bei Standardbauteilen oder großen Serien werden die wesentlichen Eigenschaften stichprobenartig überwacht <ref name = "Q1"></ref>.

===Fremdüberwachung===

Die bereits erwähnte Fremdüberwachung erfolgt meist zweimal im Jahr und deckt die Herstellanforderungen von Betonwaren und Standardbauteilen ab. Die Ergebnisse des Überwachungsbesuchs werden in Prüfzeugnissen und Überwachungsberichten dokumentiert. Diese fließen dann in Produkt- und Übereinstimmungszertifikate sowie in werkseigene Produktionskontrollzertifikate ein <ref name = "Q2"></ref>. Nicht erfasst von der Fremdüberwachung werden oftmals [[Fertigteile - Herstellung#Fertigung von Kleinserien|kleinere Serien]], welche nach individueller statischer Berechnung gefertigt sind. Diese unterliegen jedoch der Bauüberwachung gemäß den jeweiligen Landesbauordnungen <ref name = "Q1"></ref>.

==Quellen==

<references/>

{{Seiteninfo
|Quality-flag = [[File:quality-flag-green.gif|right|70px]]
|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Datei:Fertigteile - Herstellung1.jpg

2023-11-22T10:55:47Z

AFoerster: Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

== Beschreibung ==
Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

Fertigteile - Herstellung

2023-11-22T10:55:15Z

AFoerster:

[[Datei:Fertigteile - Herstellung1.jpg|right|thumb|500px|Einbau der Bewehrung für ein Fertigteil 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt eine Übersicht zu den Fertigungsverfahren von Betonfertigteilen und deren Besonderheiten.

==Toleranzen==

Bei der Herstellung und [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] von Bauteilen können Maßabweichungen nicht vermieden werden. Im Fertigteilbau und insbesondere im Systembau sind nachträgliche Anpassungen vor Ort aber nicht akzeptabel. Daher müssen Fertigteilsysteme so geplant und entworfen werden, dass die Montage und der Ausgleich von Toleranzen auf einfache Weise möglich ist. Maßabweichungen können Auswirkungen auf die Standsicherheit, Funktionsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit haben.

Toleranzen für die Einzelbauteile sind in DIN 18201, DIN 18202 und DIN 18203 festgelegt. Sie gehen auf die Aspekte der Standsicherheit und Funktionsfähigkeit ein. Höhere Genauigkeiten aus beispielsweise ästhetischen Gründen bringen eine exponentielle Erhöhung der Kosten mit sich. Maßabweichungen können vielfältige Ursachen haben. Sie können beispielsweise durch Maßgebungsfehler (Mess -und Markierungsfehler bei Herstellung und Montage), durch Arbeitsfehler (Schalungsherstellung, Platzierung von einzubetonierenden Einbauteilen, Montage von [[Fertigteile - Transport und Montage#Lager (Elastomere)|Lagern]]) oder durch material- und verschleißbedingte Fehler (Verformungen der Schalung) verursacht werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

==Fertigungsverfahren==

In den vergangenen Jahren hat sich die Werksfertigung zu mechanisierten und automatisierten Verfahren unter Verwendung von CAD/CAM-Technologie entwickelt. Die meisten industrialisierten Fertigungsmethoden lassen sich dem Umlaufverfahren oder der Bahnenfertigung zuordnen.

===Umlaufverfahren===

Das Umlaufverfahren ist auf große Flexibilität ausgelegt und kommt bei der Herstellung von Wandtafeln, Deckentafeln, Treppenelementen und stabförmigen Fertigteilen zum Einsatz. Die Elemente werden auf Paletten mithilfe von Rollenförderern oder Schiebebühnen durch das Werk von einem Arbeitsgang zum nächsten befördert. Dieses Verfahren bringt zwei grundsätzliche Vorteile mit sich. Zum einen kann der Produktionsablauf besser organisiert werden, da die notwendigen Materialien an der speziell eingerichteten Station bereitgestellt und optimal eingebaut werden können. Zum anderen werden die Anlagenkosten reduziert, weil z. B. Rüttler oder die Kipphydraulikausrüstung nur an einer bestimmten Station benötigt werden. Neben dem horizontalen Umlaufverfahren gibt es auch das platzsparende vertikale Umlaufverfahren, welches zwei Ebenen mit Hub- und Absenkstationen verbindet. Auf den Längsbändern der oberen Ebene erfolgt die eigentliche Fertigung, während das Aushärten in der unteren Ebene geschieht <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

===Bahnenfertigung===

Die Bahnenfertigung kommt bei der Herstellung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Deckenplatten]] zum Einsatz. Hier werden mehrere Fertigteile auf bis zu 200 Meter langen Bahnen einzeln hintereinander hergestellt. Die Fertigteile sind an ihre Position auf den Bahnen gebunden und die Arbeitskolonnen, welche für die Arbeitsschritte zuständig sind, wandern von Station zu Station <ref name = "Q1"></ref>. Im Laufe der Zeit hat sich die Fertigung weiter zur Palettenfertigung mit automatischen Stapelanlagen in den Härtekammern entwickelt. Ein großer Vorteil der Bahnenfertigung ist der hohe Mechanisierungsgrad. Denn bei vorgespannten Platten werden die Spannlitzen automatisch verlegt, der Betonstrang wird mit einer fahrbaren Betonsäge vollautomatisch getrennt und die Reinigung der Bahnen erfolgt maschinell. Bei der Bahnenfertigung wird zwischen der Fertigung mittels Gleitfertiger und Extruder unterschieden <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der Fertigung mittels Gleitfertiger wird eine Gleitschalung mit Hilfe einer Winde über die Fertigungsbahn gezogen. Auf dem Fertiger befindet sich eine aufgesetzte Beschickungseinheit, die mit verschiedenen Einfüll- und Verdichtungsstufen arbeitet und in zwei bis drei Durchgängen den Querschnitt abschnittsweise aufbaut. Die untere Maschineneinheit kann für unterschiedliche Querschnittsformen ausgetauscht werden <ref name = "Q1"></ref>.

Die Fertigung mittels Extruder, arbeitet nach dem Rückstoßprinzip. Für dieses Verfahren ist ein sehr steifer Beton mit einer hohen Frühstandfestigkeit und einer hohen Endfestigkeit erforderlich. Der Extruder enthält ein Betonsilo, aus dem der Beton durch Schnecken in einem Durchgang in die profilbildenden Zonen gepresst und durch Hochfrequenzrüttler verdichtet wird. Dann drückt er sich von dem gefertigten Betonstrang ab und schiebt sich selbsttätig vorwärts <ref name = "Q1"></ref>.

===Fertigung von Kleinserien===

[[Datei:Fertigung einer Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Kleinserienfertigung einer Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Fertigteile, die nur in kleinen Serien oder wegen ihrer Größe oder Vorspannung in speziellen Schalungen gefertigt werden müssen, werden auf konventionellen Schaltischen hergestellt. Dies kann bei [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Bindern]], vorgespannten [[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], ungleichmäßigen [[Fertigteile - Übersicht#Wandelemente|Wandplatten]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] der Fall sein. Um das Ausschalen der Bauteile zu vereinfachen, wird oftmals vor dem Betonieren ein Trennmittel auf die Schalung aufgetragen <ref name = "Q2"></ref>.

==Beton im Fertigteilbau==

[[Datei: Fertigteilträger während des Betoniervorgangs.jpg|right|thumb|250px|Stuetze mit angeformten Fundament waehrend des Betoniervorgangs 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

===Verarbeitungseigenschaften===

Der im Fertigteilwerk verwendete Beton hat gegenüber Ortbeton andere Anforderungen zu erfüllen. So sind beispielsweise die auf der Baustelle wichtigen Eigenschaften wie eine lange Verarbeitungsdauer und langsame Wärmeentwicklung im Fertigteilwerk unerwünscht. Der Frischbeton im Werk sollte sich leicht schütten lassen, um nicht im Betonkübel oder an der Schüttrinne kleben zu bleiben. Weitestgehend wird auf Mischungsbestandteile mit unterschiedlichen Rohdichten verzichtet. So wird verhindert, dass sich der eingefüllte Beton in der Schalung entmischt. Demnach würden Leichtzuschläge aufschwimmen und sich Schwerzuschläge absetzen. Das enthaltene Wasser würde sich aufgrund der geringen Dichte absondern und zum „Bluten“ führen. Dies lässt sich mit einer guten Betonzusammensetzung verhindern. Dabei sollte ein Beton mit geringem Wasseranteil oder ein gut wasserhaltender, früh erstarrender Beton mit einem Größtkorn von maximal 16 mm gewählt werden. Diese Zusammensetzung führt zu einem raschen Ansteifen des Betons, sodass sich das Wasser nicht absondern kann. Die kurze Misch- und Einfülldauer des Betons sowie die erweiterten Verdichtungsmöglichkeiten gestatten es, eine steife bis plastische Betonkonsistenz zu verwenden <ref name = "Q2"></ref>.

===Festigkeit===

Besonders bei Fertigteilen, die in konventionellen Schalungen hergestellt werden, soll der Beton möglichst schnell erhärten, um ein zeitnahes Ausformen zu ermöglichen. Die Verwendung von wenig Anmachwasser im Beton kann folgende Vorteile mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>:

*Rasches erstarren, so kann die obenliegende Betonfläche früh geglättet werden und eine bessere [[Fertigteile - Herstellung#Wärmebehandlung|Wärmebehandlung]] des Betons erfolgen.
*Hohe Standfestigkeit, ohne Verformungen unmittelbar nach dem Verdichten; dies ermöglicht das frühe Entfernen der Seitenschalungen
*Eine frühe Betonfestigkeit ermöglicht frühes Ausformen und frühe [[Fertigteile - Herstellung#Nachbehandlung|Nachbehandlungsmaßnahmen]].
*Wenige Betonporen, die einen dichten und festen Beton mit sich bringen
*Geringes [[Schwinden|Schwinden]], das die Maßhaltigkeit fördert und wenig bis keine Risse verursacht

===Betonarten===

Im Folgenden werden die gängigsten Betone aufgeführt, die im Fertigteilbau verwendet werden. Alle genannten Betone sind durch ihre direkte Herstellung, optimale Verarbeitung, vorhandene Schalungstechnik und die günstigen Umgebungsbedingungen für die Verarbeitung im Fertigteilwerk prädestiniert.

Normalfeste Betone bis C50/60, hochfeste Betone bis C80/95, Leichtbetone bis LC60/66 und selbstverdichtender Beton sind bauaufsichtlich eingeführt und dürfen ohne Einschränkungen angewendet werden. Stahlfaserbetone und Betone der Festigkeitsklasse C90/105 und C100/115 benötigen eine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall. In einigen Fällen kommen auch Spezialbetone wie wasserdichte, säurebeständige, frostbeständige, textilbewehrte, ultrahochfeste, farbige und faserbewehrte Betone zur Anwendung. In den meisten Fällen wird ein Beton C35/45 oder C45/55 mit steifer Konsistenz, rasch erhärtendem Zement (42,5 R oder 52,5 R) und einem niedrigen Wasserzementwert verwendet <ref name = "Q2"></ref>.

===Wärmebehandlung===

Die Erhärtungsphase der Fertigteile ist oftmals sehr kurz, denn sie richtet sich danach, wieviel Zeit für den Betonier- und Ausschalvorgang eingeplant ist. Erhärtungsphasen von 4 Stunden sind keine Seltenheit. Wenn die Gegebenheiten es zulassen, wird eine Betonsorte mit langer Erstarrungszeit verwendet. So wird gewährleistet, dass sich der Beton gut verarbeiten lässt. Um die anschließende Zementreaktion im Beton zu beschleunigen, wird er solange erwärmt, bis die gewünschte Festigkeit erreicht ist.

Die einfachste Wärmebehandlung ist das Nassdampfverfahren. Es werden im Wesentlichen nur ein Dampferzeuger und Abdeckplanen für den Beton benötigt. Die Temperatur im Bedampfungsraum ist überall gleich und es können keine Auswaschungen an der Betonoberfläche durch Kondenswasser auftreten. Eine solche Behandlung kann auch durch eine Erwärmung des Betons mit Heißluft erzielt werden. Um eine Austrocknung der Betonoberfläche zu verhindern, muss der Beton wie bei allen Wärmebehandlungen mit Folien abgedeckt oder mit Wasser besprüht werden. Eine weitere Variante der Wärmebehandlung kann durch eine Beheizung mit Infrarot-Strahlern erfolgen. Die Strahler befinden sich in einer Wärmekammer und bestrahlen ausschließlich das zu erwärmende Objekt. So geht nur sehr wenig Energie an die Umgebung verloren. Bei großen Bauteilen wird ein kombiniertes Verfahren angewendet. Die Schalung wird durch einen Wärmeträger wie z. B. Öl, Dampf, Wasser oder elektrische Heizdrähte beheizt, während die Oberseite wärmedämmend abgedeckt wird <ref name = "Q2"></ref>.

===Nachbehandlung===

Bei Außenbauteilen kann die Dauerhaftigkeit durch eine Nachbehandlung des Betons zum Zeitpunkt des Abkühlens wesentlich gesteigert werden. Dies erfolgt in Form einer Feuchtebehandlung oder eines aufgesprühten Nachbehandlungsfilms, der die Dichtigkeit der Betonoberfläche verbessert. So wird der Beton im eingebauten Zustand widerstandsfähiger gegen Frost und Abnutzungen, da weniger Wasser, Kohlendioxid und Schadstoffe eindringen können. Die erhärtende Oberfläche des noch jungen Betons kann aus ästhetischen Gründen weiterbearbeitet werden. Um die Betonzuschläge freizulegen, wird die Mörtelhaut des Betons mittels Absäuern, Schleifen, Sand- oder Wasserstrahlen entfernt. So können Oberflächenformen wie z. B. Waschbeton erzielt werden <ref name = "Q2"></ref>.

===Beschichtungen===

Eine weitere Variante zum Schutz der Fertigteile kann durch Beschichtungen erzielt werden. Die jeweiligen Beschichtungen für Außenbauteile sollen alkali-, licht- und wasserbeständig sein. In einigen Fällen ist auch die Durchlässigkeit für Wasserdampf gefordert, um Wärmeschwankungen der Umgebung auszugleichen. Die Dauerhaftigkeit des Betons wird so ebenfalls verbessert.

Beschichtungen, wie Siloxane oder Acrylharze, weisen eine geringe Schichtdicke auf und sind später nicht sichtbar. Anders ist es bei den Versiegelungen. Sie enthalten Lösungen oder Dispersionen unter Zusatz von Pigmenten. Bei der aufgetragenen Lasur (Versiegelung) wird die Oberflächenstruktur des Betons beibehalten. Lediglich die Betonfarbe kann sich durch die Pigmente in der dünnen Schicht leicht im Ton ändern. Eine drastische Veränderung des Oberflächenfarbtons erreicht man mit deckenden Anstrichen, welche in allen Farbtönen erhältlich sind. Bei diesen handelt es sich meistens um Dispersionen, welche eine zirka doppelt so dicke Schicht wie die einer Lasur aufweisen. Des Weiteren gibt es auch Beschichtungen in Form von Putz oder Verkleidungen mit Naturstein- oder keramischen Platten. Diese Art von Beschichtungen fordert eine äußerst vorsichtige Handhabung bei [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]], wenn die Verkleidung direkt im Werk aufgebracht wird. Sollte sie erst nach der Montage aufgebracht werden, können so kleinere Beschädigungen überdeckt werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Bewehrungstechnik bei der Werksfertigung==

[[Datei:Bewehrung einer Brandwandplatte .jpg|right|thumb|250px|vorgefertigte Bewehrung einer Brandwandplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

[[Datei:Vorgefertigte Stegbewehrung für eine TT-Doppelstegplatte.jpg|right|thumb|250px|Stegbewehrung einer Rippenplatte (TT-Doppelstegplatte) 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Der Bewehrung ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken, da sie im Mittel 20 % der Gesamtkosten eines Fertigteils ausmacht und für die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit maßgebend ist. Aus diesem Grund muss die Bewehrung genauestens nach den Vorgaben der statischen Berechnung eingebaut werden. Des Weiteren ist auf eine möglichst wirtschaftliche Bewehrungsführung und eine ausreichende [[Betondeckung|Betondeckung]] mit Hilfe von Abstandhaltern zu achten.

===Verarbeitung===

In vielen Fertigteilwerken wird Betonstabstahl und gewendelte Bügelbewehrung mit den Durchmessern 6 bis 14 mm direkt vom Ring verarbeitet. Das hat den Vorteil, dass kein Verschnitt entsteht und die Verarbeitungskosten geringer ausfallen. Um den Betonstahl vom Ring zu geraden Stäben zu verarbeiten, werden automatische Richt- und Abschneideanlagen sowie Bügelbiegeautomaten eingesetzt. Sie greifen auf bis zu vier verschiedene Durchmesser zu und verarbeiten diese. In Zukunft wird auch immer mehr eine prozessgesteuerte Betonstahlverlegung erfolgen. Vollautomatische Schweißstationen, welche gerichtete und geschnittene Stäbe vom Ring zu flächigen Bewehrungen verschweißen, kommen bereits zur Anwendung <ref name = "Q2"></ref>.

===Einbau===

Bei der baulichen Durchbildung der einzubauenden Bewehrung muss darauf geachtet werden, dass die Passung und Einbaubarkeit umsetzbar ist. Es ist zu berücksichtigen, dass der tatsächliche Außendurchmesser ca. 20 % größer ist als der Nenndurchmesser. Dies kann sonst bei sich kreuzenden oder dicht nebeneinander liegenden Stäben zu Problemen führen. Es ist stets zu beachten, dass die Bewehrungskörbe auch mit teilweise verschachtelt angeordneter Bewehrung (z. B. Konsolen) herstellbar sind und sich gut in den Korb einfädeln lassen.

Bei stabförmigen Elementen, wie [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Balken]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], wird der Bewehrungskorb in der Regel außerhalb der Schalung mit geschlossenen Bügeln geflochten. Die Bewehrung von Deckenelementen wie z. B.[[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], [[Fertigteile - Übersicht#Elementdecke|Elementdecken]] oder [[Fertigteile - Übersicht#Fertigdecke|Hohlplatten]] wird meist direkt in ihrer Schalung verlegt. Werden Balken oder Plattenbalken innerhalb der Schalung bewehrt, lässt sich der Einbau mit offenen Bügelkörben, welche mit Kappenbügeln geschlossen werden, wesentlich leichter realisieren <ref name = "Q2"></ref>.

===Stahlsorten===

In den Fertigteilwerken wird der nach DIN 488 definierte Betonstahl verwendet. Das heißt, für Betonstabstahl wird ausschließlich B500B (gerippt, hochduktil) genutzt. Für Betonstahlmatten, Bewehrungsdraht oder andere Betonstahlerzeugnisse darf B500A (gerippt, normal duktil), B500B (gerippt, hochduktil), B500A+G (glatt, normal duktil) und B500A+P (flache Profilierung, normal duktil) zur Anwendung kommen <ref name = "Q1"></ref>. Des Weiteren kommen nur noch schweißbare Stähle zum Einsatz, welche dem Fertigteilbau mit seinen vielen Einbauteilen für die Verbindungselemente zugutekommen <ref name = "Q2"></ref>.

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen von Sonderstählen gibt es für:
*Betonrippenstahl BSt 500 S-GEWI, welcher aufgewalzte Gewinderippen für Bewehrungsverbindungen aufweist <ref name = "Q1"></ref>.
*Feuerverzinkte Betonstähle, bei denen eine Bewehrungskorrosion durch Carbonatisierung dauerhaft unterbunden ist (vorteilhaft für Sichtbeton), die aber nach der Verzinkung nicht verschweißt werden dürfen <ref name = "Q3"> Baulinks, feuerverzinkter Betonstahl, https://www.baulinks.de/webplugin/2017/1534.php4 </ref>.
*Betonstabstahl mit erhöhtem Korrosionswiderstand, auch bekannt als nichtrostender Stahl, der zum Schweißen geeignet ist <ref name = "Q1"></ref>.

==Qualitätssicherung und Güteüberwachung==

Heutzutage ist das Ziel eines jeden Fertigteilherstellers von vornherein eine hohe Qualität für ein Produkt einzuplanen. Zu der eigenverantwortlichen Qualitätssicherung gehören alle Maßnahmen, die während der Herstellung und der Nutzung eines Bauwerkes zu der notwendigen Sicherheit und Qualität beitragen. Dies wird durch folgende Maßnahmen sichergestellt: Eine fachgerechte Planung inklusive der Auswahl einer geeigneten Bauart und Verbindungstechnik sowie eine statisch und bauphysikalisch korrekte Bemessung der Konstruktion. Des Weiteren spielen die Rohstoffauswahl, sorgfältige und maßhaltige Herstellung, sachgerechte Lagerung, akkurate [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]], geeignete Instandhaltungsmaßnahmen und werkseitige Produktionskontrollen eine große Rolle.

===Güteüberwachung===

Die Güteüberwachung besteht aus der Eigenüberwachung, kombiniert mit einer Betonprüfstelle und der Fremdüberwachung <ref name = "Q1"></ref>. Es wird zwischen zwei Betonkategorien unterschieden. '''Kategorie 1''' umfasst Betone für untergeordnete Zwecke und wird nur durch die Hersteller überwacht. Betone der '''Kategorie 2''' unterliegen der Aufsicht eines Betonfachmannes während der Herstellung <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regeln für Betonfertigteile sowie Hinweise für die werkseitige Produktionskontrolle und deren Überwachung sind in der aktuellen DIN 1045-4 festgelegt.

===Eigenüberwachung===

Die Eigenüberwachung betrifft Sichtprüfungen der Ausgangsstoffe und Kontrollen der Lieferscheine. Am werksseitig hergestellten Beton werden Eignungsprüfungen durchgeführt und deren Eigenschaften überwacht. Vor dem Betonieren sind Maßhaltigkeit und Stabilität der Schalung, die Lage von Dämmschichten, Einbauteilen, Aussparungen und der Bewehrung sowie die [[Betondeckung|Betondeckung]] zu überprüfen. Während der Herstellung werden die klimatischen Bedingungen aufgezeichnet. Erforderliche Wärme- und Nachbehandlungen sind zu überwachen. Nach der Fertigung erfolgen Sichtkontrollen auf Beschädigungen, zerstörungsfreie Prüfung der Betondruckfestigkeit sowie Kennzeichnung der Teile inklusive wichtiger Hinweise für [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]]. Die im Werk genutzten Geräte werden auf ihre Funktion überprüft. Bei Standardbauteilen oder großen Serien werden die wesentlichen Eigenschaften stichprobenartig überwacht <ref name = "Q1"></ref>.

===Fremdüberwachung===

Die bereits erwähnte Fremdüberwachung erfolgt meist zweimal im Jahr und deckt die Herstellanforderungen von Betonwaren und Standardbauteilen ab. Die Ergebnisse des Überwachungsbesuchs werden in Prüfzeugnissen und Überwachungsberichten dokumentiert. Diese fließen dann in Produkt- und Übereinstimmungszertifikate sowie in werkseigene Produktionskontrollzertifikate ein <ref name = "Q2"></ref>. Nicht erfasst von der Fremdüberwachung werden oftmals [[Fertigteile - Herstellung#Fertigung von Kleinserien|kleinere Serien]], welche nach individueller statischer Berechnung gefertigt sind. Diese unterliegen jedoch der Bauüberwachung gemäß den jeweiligen Landesbauordnungen <ref name = "Q1"></ref>.

==Quellen==

<references/>

{{Seiteninfo
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|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Datei:Fertigteile - Uebersicht6.jpg

2023-11-22T10:52:19Z

AFoerster: Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

== Beschreibung ==
Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

Fertigteile - Übersicht

2023-11-22T10:52:06Z

AFoerster: /* Binder */

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht1.jpg|right|thumb|450px|Lagerung verschiedener Betonfertigteile 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite soll einen allgemeinen Überblick zu Betonfertigteilen geben. Fertigteile sind Bauteile, welche aus Beton, Stahlbeton oder Spannbeton bestehen und in einem Betonfertigteilwerk hergestellt werden. Nach der Fertigung werden diese zur Baustelle geliefert und montiert. Neben den normalen Fertigteilen gibt es auch noch so genannte Halbfertigteile. Diese werden zum Teil in einem Betonwerk vorproduziert, dann zur Baustelle geliefert und vor Ort fertiggestellt (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Elementdecke]]).

Die Fertigteilbauweise bringt einige Besonderheiten im Vergleich zu der Ortbetonbauweise mit sich. Beispielsweise kommen bei der Werksfertigung nur Betone mit hoher Festigkeitsklasse (C30/37 und höher) zum Einsatz. Im Betonwerk hergestellte Fertigteile haben eine sehr gute Bauteilqualität. Außerdem können die Herstellkosten und die Bauzeit für ein Bauwerk reduziert werden.

==Fundamente==

Im Fertigteilbau wird zwischen Köcher- und Blockfundamenten unterschieden. Beide Varianten stellen eine Steckverbindung zwischen Stütze und Fundament dar. Die Begriffsbildung ist hier jedoch nicht einheitlich. In <ref name = "Q14"></ref> werden z. B. beide Fundamenttypen unter dem Begriff "Köcherfundament" zusammengefasst. Auf der Baustelle werden die Fertigteilfundamente in der Regel auf einer Sauberkeitsschicht aus Magerbeton und einer darüber liegenden, ca. 3 cm starken Ausgleichsschicht aus Sand positioniert. Anschließend werden die [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Fertigteilstützen]] in die dafür vorgesehenen Fundamentaussparungen eingestellt und vermörtelt. Mithilfe dieser Verbindung lassen sich die am Stützenfuß entstehenden Schnittgrößen in die [[Fundamente|Fundamente]] einleiten. Somit kann auf eine klassische zugfeste Verbindung zwischen Stütze und Fundament mittels Anschlussbewehrung verzichtet werden <ref name = "Q2"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

===Köcherfundamente===
Köcherfundamente bestehen aus einem Fundamentquader und einem oben aufgesetzten Becher, welcher innen eine glatte oder verzahnte Oberfläche aufweist <ref name = "Q1"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>. Bei einem glatten (unverzahnten) Köcher wird die Stützennormalkraft per Spitzendruck in das Fundament eingeleitet. Diese Variante erfordert einen dicken Fundamentquader, welcher eine große Bauhöhe und großes Gewicht mit sich bringt. Besonders wichtig ist die Kraftübertragung zwischen Stütze und Fundament. Hierfür ist ein verzahnter Köcher wesentlich besser geeignet als ein unverzahnter. Bei verzahnten Köcherfundamenten werden die Kräfte über die gesamte Höhe der Verzahnung (Mantelreibung) eingeleitet <ref name = "Q2"></ref>. Wenn aus bestimmten Gründen keine kompletten Fundamente benötigt werden, können einzelne Köcherhälse zum Einsatz kommen. Diese werden als Fertigteil (genauer: Halbfertigteil) auf die Baustelle geliefert und in die vor Ort hergestellte Bodenplatte eingebaut <ref name = "Q3"> Oberndorfer, Typenblatt Köcherhälse, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/fundamente/koecherhaelse?export=pdf </ref>. Die Köcherverzahnung kann mit Hilfe einer verlorenen Schalung hergestellt werden. Typische Schalkörper sind trapezförmige Blechschalungen, gewellte Vierkantblechrohre oder Kunststoffschalungskästen <ref name = "Q2"></ref><ref name = "Q1"></ref>.

===Blockfundamente===

Das Blockfundament ist eine Alternative zum Köcherfundament. Es besteht ebenfalls aus einem dicken Fundamentblock, hat aber anstelle eines aufgesetzten Köchers einen eingelassenen Köcher. Somit lassen sich geringere Fundamentabmessungen und eine flachere Gründung realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Die Kraftübertragung muss aufgrund der geringen Fundamentstärke unterhalb der Stütze per Mantelreibung erfolgen. Deshalb ist eine horizontal umlaufende Verzahnung am Stützenfuß und in der Fundamentaussparung zwingend notwendig <ref name = "Q2"></ref>. Generell lässt sich sagen, dass die Herstellung eines Blockfundamentes um einiges wirtschaftlicher ist als die eines Köcherfundamentes. Denn auf den schalungs- und bewehrungstechnischen Aufwand des aufgesetzten Köchers kann verzichtet werden <ref name = "Q1"></ref>. Durch den eingelassenen Köcher lässt sich im Vergleich zu einem aufgesetzten Köcher auch etwas Beton einsparen. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn das Fundament im eingebauten Zustand nicht allzu große Biegemomente aufnehmen muss. Sollte dies doch der Fall sein, muss mehr Beton zum Einsatz kommen. Des Weiteren besteht durch eine zu geringe Fundamentstärke unterhalb der Stütze, einer zu hohen Stützeneigenlast und einem noch nicht ausgehärteten Mörtel die Gefahr des [[Durchstanzen|Durchstanzens]] <ref name = "Q2"></ref>.

==Stützen==

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht2.jpg|right|thumb|250px|liegende Fertigteilstütze inklusive Konsolen und Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonfertigteilstützen finden im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten Anwendung. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Tragstruktur von Bauwerken und sorgen für den vertikalen Lastabtrag. Standardmäßige Fertigteilstützen haben einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt, aber auch Sonderformen wie beispielsweise runde oder ovale Querschnitte sind möglich.

===Stützen mit rechteckigem Querschnitt===
Rechteckige und quadratische Stützen werden meistens liegend in einer Schalung gefertigt. Standardmäßige Stahlbetonrechteckstützen können eine Stützenlänge von bis zu 34 m und eine Kantenlänge von 0,20 m bis 1,30 m aufweisen <ref name = "Q4"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonstützen, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetonstuetzen/stahlbetonstuetzen-eckig?export=pdf </ref>. In Sonderfällen können die Stützenlänge und die Querschnittsabmessungen variieren. Generell lässt sich sagen, dass bei Industrie- und Gewerbebauten hauptsächlich der Rechteckquerschnitt verwendet wird. Bei Geschossbauten des üblichen Hochbaus wird die quadratische Form mit konstantem Querschnitt über alle Geschosse bevorzugt. Dies hat den Vorteil, dass mit Hilfe von Konsolen einheitliche Auflagerungs- und Anschlusspunkte gebildet werden können. Bei der Herstellung ist es schalungstechnisch am günstigsten, wenn man Konsolen möglichst nur an zwei gegenüberliegenden Seiten oder an drei Seiten anordnet. Stützen mit vierseitigen Konsolen sind schalungs- und bewehrungstechnisch sehr aufwändig und werden daher nur in seltenen Ausnahmefällen hergestellt. Geschossbauten mit bis zu fünf Stockwerken können mit durchgehenden Stützen errichtet werden, ohne dass diese gestoßen werden müssen. <ref name = "Q1"></ref>.

===Stützen mit rundem Querschnitt===

Der Einsatz von runden Stützen hat sich in der Baubranche ebenfalls etabliert. Häufig werden sie trotz ihrer höheren Fertigungskosten als gestalterisches Element eingesetzt. Sie können in einer stehenden Schalung gefertigt werden, haben dann jedoch den Nachteil, dass sie nur geschosshoch ausgeführt werden können. Dementsprechend müssen sie für den Einsatz bei Geschossbauten oft gestoßen werden. Eine besondere Art von Stahlbetonfertigteilen ist die Schleuderbetonstütze. Sie wird liegend im Schleuderverfahren gefertigt und weist im Inneren einen Hohlraum auf. Mit diesem Fertigungsverfahren können runde, quadratische und ovale Stützen gefertigt werden. Des Weiteren lässt sich eine hohe Betonfestigkeit und eine gute Sichtbetonqualität realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Standardmäßige runde Schleuderbetonstützen können einen Durchmesser von 0,20 m bis zu 1,10 m aufweisen. Stützenlängen von bis zu 30 m sind möglich. In Sonderfällen können die Stützenlänge und der Stützendurchmesser variieren. <ref name = "Q5"> spannverbund, Stützenabmessungen, https://www.spannverbund.com/wp-content/uploads/2022/02/211213_Vorbemessungstabelle-Schleuderbetonstuetze.pdf </ref>.

==Wandelemente==

Fertigteilwandelemente kommen im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten zur Anwendung und ermöglichen schnelles und wirtschaftliches Bauen. Typische Fertigteile sind Elementwände oder Sandwich-Fassadenplatten.

===Elementwände===

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht3.jpg|right|thumb|250px|Elementwand auf Kipptisch 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Elementwände werden im üblichen Hochbau als Außen- oder Innenwände eingesetzt <ref name = "Q6"> Stefan Bar, Karsten Ebeling, Gottfried C.O. Lohmeyer, Lohmeyer Stahlbetonbau Bemessung - Konstruktion - Ausführung, 9. Auflage, Wiesbaden, 2013 </ref>. Sie bestehen aus zwei bewehrten Stahlbetonschalen, die durch [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträger]] miteinander verbunden sind und nach der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] am Einsatzort mit Ortbeton verfüllt werden (Halbfertigteil) <ref name = "Q7"> Oberndorfer, Typenblatt Hohlwandelemente, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/hwe-hohlwandelemente/hwe-hohlwandelemente?export=pdf </ref>. Um einen ausreichenden Verbund mit dem Ortbeton (Kernbeton) herzustellen, müssen die Innenseiten der beiden Stahlbetonschalen im Werk mit einer kornrauen Oberfläche ausgebildet werden. Die Elementwände gibt es mit unbewehrtem und bewehrtem Kernbeton. Beide Varianten sind in der Lage, vertikale und horizontale Lasten zu übertragen. Bei unbewehrten Wänden ist lediglich eine Transport- und Montagebewehrung erforderlich. Anders ist es bei den bewehrten Wänden. Hier darf die statisch erforderliche Bewehrung teilweise oder komplett in den beiden Stahlbetonschalen angeordnet werden. Die statisch erforderliche Bewehrung ist an den Plattenstößen, Wandecken und Wandanschlüssen zu verbinden oder durch zusätzlich eingelegte Bewehrungsstähle im Kernbeton zu übergreifen <ref name = "Q6"></ref>.

Die Elementwände werden meist liegend auf Kipptischen oder vertikal in Batterieschalungen mit Längen von 6,0 m und in besonderen Fällen sogar bis zu 12,0 m hergestellt. Die Breite der Elementwände wird durch die mögliche [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transportbreite oder -höhe]] bestimmt. Der Abstand zwischen den Stahlbetonschalen muss mindestens 7 cm betragen, um ein einwandfreies Betonieren vor Ort zu ermöglichen <ref name = "Q6"></ref>. Die Stahlbetonschalen selbst sind ca. 5 – 7 cm stark <ref name = "Q7"></ref>.

===Sandwich-Fassadenplatten===

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht4.jpg|right|thumb|250px|Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Die dreischichtigen Sandwichplatten bestehen aus Vorsatzschale (Außenseite), Wärmedämmung (Kerndämmung) und Tragschicht (Innenseite) <ref name = "Q1"></ref>. Verbaut werden sie überall dort, wo große Fassaden mit guter Wärmedämmung und Sichtbeton als Fassadengestaltung gewünscht sind. Die einzelnen Schichtstärken sind je nach Anforderung frei wählbar <ref name = "Q8"> Oberndorfer, Typenblatt Sandwich Fassadenplatten, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/sandwich-fassadenplatten/sandwich-fassadenplatten?export=pdf </ref>. Die Sandwichplatten werden in einem Arbeitsgang hergestellt und als Ganzes montiert <ref name = "Q1"></ref>. Befestigt werden sie mit Hilfe von [[Fertigteile - Transport und Montage#Ankerschienen|Ankerschienen]] an den Bauwerksstützen <ref name = "Q8"></ref>. Um einen guten Flächenkontakt innerhalb des Sandwichelementes zu gewährleisten, werden Vorsatzschale und Tragschicht mittels korrosionsbeständiger Anker zusammengehalten <ref name = "Q6"></ref>. Als Dämmschicht werden häufig Polystyrol- oder Polyurethan-Hartschaumplatten verwendet <ref name = "Q1"></ref>.

Es gilt zu beachten, dass wegen der Temperaturunterschiede zwischen Außen- und Innenseite in der Vorsatzschale Verwölbungen auftreten können. Dies geschieht, weil die Tragschicht die Raumtemperatur annimmt, die Vorsatzschale jedoch aufgrund der Witterung häufigen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Aus diesem Grund sind bei der Bemessung die Einflüsse aus Temperatur, Feuchtigkeit, Austrocknen und [[Schwinden]] in ihrem zeitlichen Verlauf zu berücksichtigen. Um vertikale und horizontale Lasten zu übertragen, müssen die Trag- und Vorsatzschale bewehrt und mittels Anker verbunden sein. Um eine ausreichende [[Betondeckung]] in der Vorsatzschicht zu gewährleisten, darf die Bewehrung nur einlagig angeordnet werden <ref name = "Q6"></ref>. Die Sandwichelemente sind in der Regel 24 - 47 cm breit. Dabei beansprucht die Tragschale ca. 12 - 25 cm, die Dämmschicht ca. 6 - 14 cm und die Vorsatzschale ca. 6 - 8 cm <ref name = "Q8"></ref>. Sie werden liegend auf Schalungspaletten hergestellt. So können strukturierte und ausgewaschene Oberflächen erzielt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Träger und Binder==

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht5.jpg|right|thumb|250px|Fertigteilträger 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Balkenelemente wie Fertigteilträger und Binder aus Stahlbeton bilden zusammen mit den [[Stahlbetonstütze - Übersicht|Stützen]] häufig die Tragstruktur eines Bauwerkes. Sie dienen dabei hauptsächlich als horizontale Tragelemente zur Auflagerung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Decken-]] und Dachelementen sowie als Aussteifung des Bauwerks.

===Träger===

Stahlbetonträger gibt es in verschiedenen Querschnittsformen, darunter rechteckige, L-förmige und kreuzförmige Profile. Die Abmessungen der Träger sind in der Regel auf eine Breite von 1,50 m und eine Höhe von 1,80 m begrenzt. In Spannbetonbauweise können Längen bis zu 34 m erreicht werden. Um haustechnische Leitungen im Gebäudeinneren unterzubringen, werden häufig runde und eckige Aussparungen in den Trägern angeordnet <ref name = "Q9"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonträger, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetontraeger/stahlbetontraeger?export=pdf </ref>.

===Binder===

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht6.jpg|right|thumb|250px|Fertigteilbinder 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonbinder tragen die Dacheindeckung. Diese besteht bei Industrie- und Gewerbebauten für gewöhnlich aus Trapezblechprofilen oder Porenbetonplatten. Die Binder gibt es als I- und T-Profile, wobei das T-Profil die wirtschaftlichere Querschnittsform darstellt <ref name = "Q1"></ref>. Aus statischen Gründen wird eine Stegbreite von 0,50 m und eine Gurtbreite von 1,00 m sowie eine Höhe von 2,50 m nur in Ausnahmefällen überschritten. Wirtschaftliche Spannweiten für Stahlbetonbinder sind 12 bis 24 m <ref name = "Q10"> Oberndorfer, Typenblatt I-Binder, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbeton-spannbetonbinder/i-binder?export=pdf </ref>. Mit vorgespannter Bewehrung sind Spannweiten bis zu 40 m möglich. Die Dachneigung kann durch eine Schrägstellung des Binders oder durch unterschiedliches Ausklinken der Pfetten erreicht werden. Aussparungen für haustechnische Leitungen sind ebenfalls möglich <ref name = "Q1"></ref>.

==Deckenelemente==

===Fertigdecke===

Die Fertigdecke wird voll maschinell hergestellt und ist, wenn sie in hohen Stückzahlen produziert wird, eines der wirtschaftlichsten Deckensysteme. Die Hohlräume bringen bis zu 40 % Material- bzw. Gewichtsersparnis gegenüber Massivplatten. Es wird grundsätzlich zwischen schlaff bewehrten und vorgespannten Platten unterschieden.
Schlaff bewehrte Fertigdecken werden in einer speziellen Betonier- und Rohrziehanlage im [[Fertigteile - Herstellung#Umlaufverfahren|Umlaufverfahren]] hergestellt. In der Regel ist hier eine Längs-, Quer- und Bügelbewehrung erforderlich. Die Fertigdecken gibt es mit einer Breite bis 2,50 m, einer Deckenstärke bis 0,30 m und einer Spannweite bis zu 10 m <ref name = "Q1"></ref>.
Bei einer vorgespannten Fertigdecke besteht die Bewehrung ausschließlich aus längs vorgespannten Drähten oder Litzen. Die Herstellung kann mit Hilfe von Extrudern oder Gleitfertigern auf langen Spannbahnen ([[Fertigteile - Herstellung#Bahnenfertigung|Bahnenfertigung]]) erfolgen <ref name = "Q2"></ref>. Die Spannbetonhohlplatten haben eine maximale Breite von 1,20 m, eine Deckenstärke von 0,16 – 0,50 m und eine Spannweite bis zu 22 m <ref name = "Q11"> Oberndorfer, Typenblatt VSD Spannbetonhohldielen, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/vsd-vorgespannte-hohldiele/vsd-spannbetonhohldielen?export=pdf </ref>.

===Rippenplatte===

Durch die Kombination von Platte und Unterzug entsteht eine so genannte TT-Doppelsteg-Platte, die in der Lage ist, wesentlich größere Spannweiten zu überbrücken und größere Lasten abzutragen als eine ebene Vollplatte <ref name = "Q2"></ref>. Sie wird mit schlaffer Bewehrung in langen Schalungen oder vorgespannt in einem Spannbett gefertigt <ref name = "Q1"></ref>.

Um im eingebauten Zustand eine ausreichende Übertragung von Schub- und Querkräften zu ermöglichen, wird eine Fugenverzahnung erzeugt, in dem die seitliche Schalung des Plattenrandes eine profilierte Oberfläche erhält. Des Weiteren lässt sich die gewünschte Platten- und Stegbreite mit Hilfe einer seitlich verstellbaren Seitenschalung einstellen <ref name = "Q2"></ref>. Um die Elemente nach dem Erhärten aus der starren Schalung zu heben, haben die Stege in der Regel einen nach unten verjüngten Querschnitt (1:20). Die Platten werden meistens mit einem 6 cm starken Plattenspiegel gefertigt, der als verlorene Schalung für die später aufgebrachte Ortbetonschicht dient. Die Ortbetonschicht wird ebenfalls bewehrt, um unter anderem eine Scheibenwirkung zu erzielen <ref name = "Q1"></ref>.

Die TT-Doppelstegplatten können mit einer Breite bis 3,00 m, einer Höhe bis 0,80 m und einer maximalen Spannweite bis 25 m hergestellt werden. Die Stege haben einen maximalen Achsabstand von 1,30 m.
Um Bauhöhe zu sparen, können die Stege im Bereich des Auflagers etwas ausgeklinkt werden. Die sogenannte Spiegelauflagerung hat die Besonderheit, dass der Steg bis zur Unterkante der Platte ausgeklinkt wird. Dies ist nur sinnvoll, wenn auch nur sehr geringe Auflagerkräfte wirken <ref name = "Q2"></ref>.
Es können auch einstegige T-Platten hergestellt werden. Diese finden ihre Anwendung als Auswechselplatte in Deckensystemen mit TT-Platten oder werden als stehende Wandelemente für Hochregallager eingesetzt <ref name = "Q1"></ref>.

===Elementdecke===

Bei der [[Elementdecken - Begriffe|Elementdecke]] (Gitterträgerdecke) handelt es sich um eine ca. 5 cm starke Fertigteilplatte mit einer Breite bis 3 m <ref name = "Q12"> Oberndorfer, Typenblatt Elementdecke, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/ed-elementdecke/elementdecke?export=pdf </ref>. Diese Fertigteilplatte enthält bereits ihre statisch erforderliche untere Bewehrung und dient später als Schalung für den Ortbeton. Um die dünnen Fertigteilplatten gut handhaben zu können, werden sie mit biegesteifer Bewehrung in Form von [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträgern]] versehen. Im Montagezustand dient der freiliegende Obergurt der Gitterträger als Druckzone. Die beiden bereits einbetonierten Untergurte können der statisch erforderlichen Zugbewehrung angerechnet werden. Eine ausreichende Verbindung zwischen Fertigteil und Ortbeton wird durch die diagonalen Streben der Gitterträger und die raue Oberseite der Platte gewährleistet. So kann die Decke im Prinzip wie eine in einem Arbeitsgang hergestellte Ortbetonplatte bemessen werden. Um eine Durchlaufwirkung der Decke zu erreichen, kann auf der Baustelle einfach eine obere Bewehrung auf die Gitterträger montiert werden.

Mittels spezieller Gitterträger können Elementdecken mit 5 m Spannweite ohne Montageunterstützung verbaut werden. Die speziellen Gitterträger bestehen aus U-förmigen und knickstabilen Stahlblechprofilen anstelle von stabförmigen Obergurten. Diese Deckenart ist bei Bauwerken mit großen Geschosshöhen besonders wirtschaftlich, sofern der Mehrpreis für die speziellen Gitterträger geringer ist als die Kosten für eine Montageunterstützung <ref name = "Q1"></ref>.

In der Regel sind die Decken einachsig gespannt und schlaff bewehrt. Es lassen sich wirtschaftliche Stützweiten bis 7,50 m erreichen. Mit zweiachsig gespannten Decken können Stützweiten bis 10 m erreicht werden <ref name = "Q12"></ref>. Vorgespannte Elementdecken werden ebenfalls angeboten, mit denen noch größere Stützweiten realisiert werden können. Die Herstellung von Elementdecken (Halbfertigteil) bringt im Vergleich zur Anwendung von Vollfertigteil-Deckensystemen eine längere Bauzeit mit sich. Jedoch können aufgrund des geringen Gewichtes großflächigere Elemente verbaut werden, die weniger [[Fertigteile - Transport und Montage#Elementfugen|Fugen]] und kaum vertikale Versprünge mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>.

==Vor- und Nachteile==

===Qualitätsverbesserung===

Vorteilhaft bei der Werksfertigung ist, dass die Produktion nicht der Witterung ausgesetzt ist. Somit entstehen bessere Arbeitsbedingungen, die eine höhere Arbeitsleistung der Arbeiter*innen und auch eine bessere Qualität der Bauteile im Vergleich zur Ortbetonbauweise mit sich bringen. Bei der [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung von Fertigteilen]] sorgen unter anderem die eingesetzten Typen- und Stahlschalungen für eine exakte Maßhaltigkeit. Durch den [[Fertigteile - Herstellung#Beton im Fertigteilbau|werksseitig hergestellten Beton]] lässt sich eine sehr hohe Betonqualität erzielen. Des Weiteren lassen sich nur im Fertigteilwerk strukturierte und farblich gestaltete Bauteile nach architektonischen Vorgaben, wie es zum Beispiel bei [[Fertigteile - Übersicht#Sandwich-Fassadenplatten|Fassadenplatten]] der Fall ist, realisieren <ref name = "Q1"></ref>.

===Herstellungskosten===

Um die anfallenden Kosten bei der Herstellung von Fertigteilen zu senken, werden gut konstruierte und durchdachte Schalungen eingesetzt, die bei großen Serien mehrfach verwendet werden können. Die mögliche Mechanisierung und Automatisierung im Werk sorgt für eine wesentlich schnellere Fertigung der Bauteile. Durch den Einbau der Fertigteile werden die Kosten auf der Baustelle zusätzlich durch nur selten oder gar nicht benötigte Gerüste reduziert.
Einen weiteren Vorteil bringen die dünn ausgeführten Bauteilquerschnitte mit sich. Anstatt einfacher Rechteckquerschnitte werden beispielsweise an die höhere Betonqualität angepasste T-Querschnitte verwendet. Diese erfüllen genauestens die statischen Erfordernisse und sorgen so für eine Material- und Gewichtsersparnis <ref name = "Q1"></ref>.

Ein großer Nachteil der Fertigteile ist der [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transport]] und die damit verbundenen Kosten. Zunächst muss überhaupt eine Zufahrt zu der Baustelle vorhanden sein. Um die Transportkosten im Rahmen zu halten, lohnt sich der Einsatz von werksseitig hergestellten Bauteilen oft nur in einem gewissen Aktionsradius. Allerdings stellt dies nur noch begrenzt ein Problem dar, denn heutzutage sind leistungsfähige Fertigteilwerke überall dort flächendeckend anzutreffen, wo auch eine gewisse Nachfrage besteht <ref name = "Q1"></ref>.

===Bauzeit===

Durch das Errichten eines Bauwerkes mit Hilfe von Fertigteilen wird die Bauzeit drastisch verkürzt. Dies liegt daran, dass die benötigten Bauteile (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Fundamente|Fundamente]], [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Binder]]) das ganze Jahr über produziert werden können. Allerdings wird bei der Werksfertigung eine gewisse Vorlaufzeit benötigt, um die Fertigteile zu produzieren. Die anschließende [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] kann innerhalb kürzester Zeit (auch im Winter) auf der Baustelle und ohne eine aufwendige Baustelleneinrichtung erfolgen. Dank der verkürzten Bauzeit lassen sich Finanzierungskosten einsparen. Des Weiteren profitieren beispielsweise Industriebauten von frühzeitigeren Nutzungserträgen. Bei einem Bauwerk, welches nicht aus einem Standardfertigteilsystem besteht, ist der Planungsaufwand jedoch oftmals sehr hoch <ref name = "Q1"></ref>.

==Regeln und Normen==

Um einen guten Überblick zu den aktuell gültigen Normen und Richtlinien zu erlangen, wird an dieser Stelle auf das Buch „Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau“ verwiesen <ref name = "Q13"> Alfred Steinle, Hubert Bachmann, Mathias Tillmann, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 3. Auflage, Berlin, 2018 </ref>. Dort sind nationale, europäische und internationale Normen aufgeführt. Informationen zu den Richtlinien des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb), Merkblätter der Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e.V. sowie des Deutschen Beton- und Bautechnik-Verein e.V. sind ebenfalls enthalten. Die Anwendung dieser Normen und Richtlinien in Bezug auf die Bemessung und Konstruktion von Stahl- und Spannbetontragwerken ist im [[Eurocode - Übersicht|Eurocode]] 2 festgehalten <ref name = "Q14"> Frank Fingerloos, Josef Hegger, Konrad Zilch, Eurocode 2 für Deutschland DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit Nationalem Anhang Kommentierte Fassung. 2. Auflage, Berlin, 2016 </ref>.

==Quellen==

<references/>

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[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Datei:Fertigteile - Uebersicht5.jpg

2023-11-22T10:51:25Z

AFoerster: Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

== Beschreibung ==
Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

Fertigteile - Übersicht

2023-11-22T10:51:06Z

AFoerster: /* Träger und Binder */

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht1.jpg|right|thumb|450px|Lagerung verschiedener Betonfertigteile 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite soll einen allgemeinen Überblick zu Betonfertigteilen geben. Fertigteile sind Bauteile, welche aus Beton, Stahlbeton oder Spannbeton bestehen und in einem Betonfertigteilwerk hergestellt werden. Nach der Fertigung werden diese zur Baustelle geliefert und montiert. Neben den normalen Fertigteilen gibt es auch noch so genannte Halbfertigteile. Diese werden zum Teil in einem Betonwerk vorproduziert, dann zur Baustelle geliefert und vor Ort fertiggestellt (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Elementdecke]]).

Die Fertigteilbauweise bringt einige Besonderheiten im Vergleich zu der Ortbetonbauweise mit sich. Beispielsweise kommen bei der Werksfertigung nur Betone mit hoher Festigkeitsklasse (C30/37 und höher) zum Einsatz. Im Betonwerk hergestellte Fertigteile haben eine sehr gute Bauteilqualität. Außerdem können die Herstellkosten und die Bauzeit für ein Bauwerk reduziert werden.

==Fundamente==

Im Fertigteilbau wird zwischen Köcher- und Blockfundamenten unterschieden. Beide Varianten stellen eine Steckverbindung zwischen Stütze und Fundament dar. Die Begriffsbildung ist hier jedoch nicht einheitlich. In <ref name = "Q14"></ref> werden z. B. beide Fundamenttypen unter dem Begriff "Köcherfundament" zusammengefasst. Auf der Baustelle werden die Fertigteilfundamente in der Regel auf einer Sauberkeitsschicht aus Magerbeton und einer darüber liegenden, ca. 3 cm starken Ausgleichsschicht aus Sand positioniert. Anschließend werden die [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Fertigteilstützen]] in die dafür vorgesehenen Fundamentaussparungen eingestellt und vermörtelt. Mithilfe dieser Verbindung lassen sich die am Stützenfuß entstehenden Schnittgrößen in die [[Fundamente|Fundamente]] einleiten. Somit kann auf eine klassische zugfeste Verbindung zwischen Stütze und Fundament mittels Anschlussbewehrung verzichtet werden <ref name = "Q2"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

===Köcherfundamente===
Köcherfundamente bestehen aus einem Fundamentquader und einem oben aufgesetzten Becher, welcher innen eine glatte oder verzahnte Oberfläche aufweist <ref name = "Q1"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>. Bei einem glatten (unverzahnten) Köcher wird die Stützennormalkraft per Spitzendruck in das Fundament eingeleitet. Diese Variante erfordert einen dicken Fundamentquader, welcher eine große Bauhöhe und großes Gewicht mit sich bringt. Besonders wichtig ist die Kraftübertragung zwischen Stütze und Fundament. Hierfür ist ein verzahnter Köcher wesentlich besser geeignet als ein unverzahnter. Bei verzahnten Köcherfundamenten werden die Kräfte über die gesamte Höhe der Verzahnung (Mantelreibung) eingeleitet <ref name = "Q2"></ref>. Wenn aus bestimmten Gründen keine kompletten Fundamente benötigt werden, können einzelne Köcherhälse zum Einsatz kommen. Diese werden als Fertigteil (genauer: Halbfertigteil) auf die Baustelle geliefert und in die vor Ort hergestellte Bodenplatte eingebaut <ref name = "Q3"> Oberndorfer, Typenblatt Köcherhälse, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/fundamente/koecherhaelse?export=pdf </ref>. Die Köcherverzahnung kann mit Hilfe einer verlorenen Schalung hergestellt werden. Typische Schalkörper sind trapezförmige Blechschalungen, gewellte Vierkantblechrohre oder Kunststoffschalungskästen <ref name = "Q2"></ref><ref name = "Q1"></ref>.

===Blockfundamente===

Das Blockfundament ist eine Alternative zum Köcherfundament. Es besteht ebenfalls aus einem dicken Fundamentblock, hat aber anstelle eines aufgesetzten Köchers einen eingelassenen Köcher. Somit lassen sich geringere Fundamentabmessungen und eine flachere Gründung realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Die Kraftübertragung muss aufgrund der geringen Fundamentstärke unterhalb der Stütze per Mantelreibung erfolgen. Deshalb ist eine horizontal umlaufende Verzahnung am Stützenfuß und in der Fundamentaussparung zwingend notwendig <ref name = "Q2"></ref>. Generell lässt sich sagen, dass die Herstellung eines Blockfundamentes um einiges wirtschaftlicher ist als die eines Köcherfundamentes. Denn auf den schalungs- und bewehrungstechnischen Aufwand des aufgesetzten Köchers kann verzichtet werden <ref name = "Q1"></ref>. Durch den eingelassenen Köcher lässt sich im Vergleich zu einem aufgesetzten Köcher auch etwas Beton einsparen. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn das Fundament im eingebauten Zustand nicht allzu große Biegemomente aufnehmen muss. Sollte dies doch der Fall sein, muss mehr Beton zum Einsatz kommen. Des Weiteren besteht durch eine zu geringe Fundamentstärke unterhalb der Stütze, einer zu hohen Stützeneigenlast und einem noch nicht ausgehärteten Mörtel die Gefahr des [[Durchstanzen|Durchstanzens]] <ref name = "Q2"></ref>.

==Stützen==

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht2.jpg|right|thumb|250px|liegende Fertigteilstütze inklusive Konsolen und Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonfertigteilstützen finden im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten Anwendung. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Tragstruktur von Bauwerken und sorgen für den vertikalen Lastabtrag. Standardmäßige Fertigteilstützen haben einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt, aber auch Sonderformen wie beispielsweise runde oder ovale Querschnitte sind möglich.

===Stützen mit rechteckigem Querschnitt===
Rechteckige und quadratische Stützen werden meistens liegend in einer Schalung gefertigt. Standardmäßige Stahlbetonrechteckstützen können eine Stützenlänge von bis zu 34 m und eine Kantenlänge von 0,20 m bis 1,30 m aufweisen <ref name = "Q4"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonstützen, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetonstuetzen/stahlbetonstuetzen-eckig?export=pdf </ref>. In Sonderfällen können die Stützenlänge und die Querschnittsabmessungen variieren. Generell lässt sich sagen, dass bei Industrie- und Gewerbebauten hauptsächlich der Rechteckquerschnitt verwendet wird. Bei Geschossbauten des üblichen Hochbaus wird die quadratische Form mit konstantem Querschnitt über alle Geschosse bevorzugt. Dies hat den Vorteil, dass mit Hilfe von Konsolen einheitliche Auflagerungs- und Anschlusspunkte gebildet werden können. Bei der Herstellung ist es schalungstechnisch am günstigsten, wenn man Konsolen möglichst nur an zwei gegenüberliegenden Seiten oder an drei Seiten anordnet. Stützen mit vierseitigen Konsolen sind schalungs- und bewehrungstechnisch sehr aufwändig und werden daher nur in seltenen Ausnahmefällen hergestellt. Geschossbauten mit bis zu fünf Stockwerken können mit durchgehenden Stützen errichtet werden, ohne dass diese gestoßen werden müssen. <ref name = "Q1"></ref>.

===Stützen mit rundem Querschnitt===

Der Einsatz von runden Stützen hat sich in der Baubranche ebenfalls etabliert. Häufig werden sie trotz ihrer höheren Fertigungskosten als gestalterisches Element eingesetzt. Sie können in einer stehenden Schalung gefertigt werden, haben dann jedoch den Nachteil, dass sie nur geschosshoch ausgeführt werden können. Dementsprechend müssen sie für den Einsatz bei Geschossbauten oft gestoßen werden. Eine besondere Art von Stahlbetonfertigteilen ist die Schleuderbetonstütze. Sie wird liegend im Schleuderverfahren gefertigt und weist im Inneren einen Hohlraum auf. Mit diesem Fertigungsverfahren können runde, quadratische und ovale Stützen gefertigt werden. Des Weiteren lässt sich eine hohe Betonfestigkeit und eine gute Sichtbetonqualität realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Standardmäßige runde Schleuderbetonstützen können einen Durchmesser von 0,20 m bis zu 1,10 m aufweisen. Stützenlängen von bis zu 30 m sind möglich. In Sonderfällen können die Stützenlänge und der Stützendurchmesser variieren. <ref name = "Q5"> spannverbund, Stützenabmessungen, https://www.spannverbund.com/wp-content/uploads/2022/02/211213_Vorbemessungstabelle-Schleuderbetonstuetze.pdf </ref>.

==Wandelemente==

Fertigteilwandelemente kommen im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten zur Anwendung und ermöglichen schnelles und wirtschaftliches Bauen. Typische Fertigteile sind Elementwände oder Sandwich-Fassadenplatten.

===Elementwände===

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht3.jpg|right|thumb|250px|Elementwand auf Kipptisch 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Elementwände werden im üblichen Hochbau als Außen- oder Innenwände eingesetzt <ref name = "Q6"> Stefan Bar, Karsten Ebeling, Gottfried C.O. Lohmeyer, Lohmeyer Stahlbetonbau Bemessung - Konstruktion - Ausführung, 9. Auflage, Wiesbaden, 2013 </ref>. Sie bestehen aus zwei bewehrten Stahlbetonschalen, die durch [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträger]] miteinander verbunden sind und nach der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] am Einsatzort mit Ortbeton verfüllt werden (Halbfertigteil) <ref name = "Q7"> Oberndorfer, Typenblatt Hohlwandelemente, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/hwe-hohlwandelemente/hwe-hohlwandelemente?export=pdf </ref>. Um einen ausreichenden Verbund mit dem Ortbeton (Kernbeton) herzustellen, müssen die Innenseiten der beiden Stahlbetonschalen im Werk mit einer kornrauen Oberfläche ausgebildet werden. Die Elementwände gibt es mit unbewehrtem und bewehrtem Kernbeton. Beide Varianten sind in der Lage, vertikale und horizontale Lasten zu übertragen. Bei unbewehrten Wänden ist lediglich eine Transport- und Montagebewehrung erforderlich. Anders ist es bei den bewehrten Wänden. Hier darf die statisch erforderliche Bewehrung teilweise oder komplett in den beiden Stahlbetonschalen angeordnet werden. Die statisch erforderliche Bewehrung ist an den Plattenstößen, Wandecken und Wandanschlüssen zu verbinden oder durch zusätzlich eingelegte Bewehrungsstähle im Kernbeton zu übergreifen <ref name = "Q6"></ref>.

Die Elementwände werden meist liegend auf Kipptischen oder vertikal in Batterieschalungen mit Längen von 6,0 m und in besonderen Fällen sogar bis zu 12,0 m hergestellt. Die Breite der Elementwände wird durch die mögliche [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transportbreite oder -höhe]] bestimmt. Der Abstand zwischen den Stahlbetonschalen muss mindestens 7 cm betragen, um ein einwandfreies Betonieren vor Ort zu ermöglichen <ref name = "Q6"></ref>. Die Stahlbetonschalen selbst sind ca. 5 – 7 cm stark <ref name = "Q7"></ref>.

===Sandwich-Fassadenplatten===

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht4.jpg|right|thumb|250px|Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Die dreischichtigen Sandwichplatten bestehen aus Vorsatzschale (Außenseite), Wärmedämmung (Kerndämmung) und Tragschicht (Innenseite) <ref name = "Q1"></ref>. Verbaut werden sie überall dort, wo große Fassaden mit guter Wärmedämmung und Sichtbeton als Fassadengestaltung gewünscht sind. Die einzelnen Schichtstärken sind je nach Anforderung frei wählbar <ref name = "Q8"> Oberndorfer, Typenblatt Sandwich Fassadenplatten, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/sandwich-fassadenplatten/sandwich-fassadenplatten?export=pdf </ref>. Die Sandwichplatten werden in einem Arbeitsgang hergestellt und als Ganzes montiert <ref name = "Q1"></ref>. Befestigt werden sie mit Hilfe von [[Fertigteile - Transport und Montage#Ankerschienen|Ankerschienen]] an den Bauwerksstützen <ref name = "Q8"></ref>. Um einen guten Flächenkontakt innerhalb des Sandwichelementes zu gewährleisten, werden Vorsatzschale und Tragschicht mittels korrosionsbeständiger Anker zusammengehalten <ref name = "Q6"></ref>. Als Dämmschicht werden häufig Polystyrol- oder Polyurethan-Hartschaumplatten verwendet <ref name = "Q1"></ref>.

Es gilt zu beachten, dass wegen der Temperaturunterschiede zwischen Außen- und Innenseite in der Vorsatzschale Verwölbungen auftreten können. Dies geschieht, weil die Tragschicht die Raumtemperatur annimmt, die Vorsatzschale jedoch aufgrund der Witterung häufigen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Aus diesem Grund sind bei der Bemessung die Einflüsse aus Temperatur, Feuchtigkeit, Austrocknen und [[Schwinden]] in ihrem zeitlichen Verlauf zu berücksichtigen. Um vertikale und horizontale Lasten zu übertragen, müssen die Trag- und Vorsatzschale bewehrt und mittels Anker verbunden sein. Um eine ausreichende [[Betondeckung]] in der Vorsatzschicht zu gewährleisten, darf die Bewehrung nur einlagig angeordnet werden <ref name = "Q6"></ref>. Die Sandwichelemente sind in der Regel 24 - 47 cm breit. Dabei beansprucht die Tragschale ca. 12 - 25 cm, die Dämmschicht ca. 6 - 14 cm und die Vorsatzschale ca. 6 - 8 cm <ref name = "Q8"></ref>. Sie werden liegend auf Schalungspaletten hergestellt. So können strukturierte und ausgewaschene Oberflächen erzielt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Träger und Binder==

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht5.jpg|right|thumb|250px|Fertigteilträger 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Balkenelemente wie Fertigteilträger und Binder aus Stahlbeton bilden zusammen mit den [[Stahlbetonstütze - Übersicht|Stützen]] häufig die Tragstruktur eines Bauwerkes. Sie dienen dabei hauptsächlich als horizontale Tragelemente zur Auflagerung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Decken-]] und Dachelementen sowie als Aussteifung des Bauwerks.

===Träger===

Stahlbetonträger gibt es in verschiedenen Querschnittsformen, darunter rechteckige, L-förmige und kreuzförmige Profile. Die Abmessungen der Träger sind in der Regel auf eine Breite von 1,50 m und eine Höhe von 1,80 m begrenzt. In Spannbetonbauweise können Längen bis zu 34 m erreicht werden. Um haustechnische Leitungen im Gebäudeinneren unterzubringen, werden häufig runde und eckige Aussparungen in den Trägern angeordnet <ref name = "Q9"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonträger, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetontraeger/stahlbetontraeger?export=pdf </ref>.

===Binder===

[[Datei:20211018 115534-min.jpg|right|thumb|250px|Fertigteilbinder 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonbinder tragen die Dacheindeckung. Diese besteht bei Industrie- und Gewerbebauten für gewöhnlich aus Trapezblechprofilen oder Porenbetonplatten. Die Binder gibt es als I- und T-Profile, wobei das T-Profil die wirtschaftlichere Querschnittsform darstellt <ref name = "Q1"></ref>. Aus statischen Gründen wird eine Stegbreite von 0,50 m und eine Gurtbreite von 1,00 m sowie eine Höhe von 2,50 m nur in Ausnahmefällen überschritten. Wirtschaftliche Spannweiten für Stahlbetonbinder sind 12 bis 24 m <ref name = "Q10"> Oberndorfer, Typenblatt I-Binder, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbeton-spannbetonbinder/i-binder?export=pdf </ref>. Mit vorgespannter Bewehrung sind Spannweiten bis zu 40 m möglich. Die Dachneigung kann durch eine Schrägstellung des Binders oder durch unterschiedliches Ausklinken der Pfetten erreicht werden. Aussparungen für haustechnische Leitungen sind ebenfalls möglich <ref name = "Q1"></ref>.

==Deckenelemente==

===Fertigdecke===

Die Fertigdecke wird voll maschinell hergestellt und ist, wenn sie in hohen Stückzahlen produziert wird, eines der wirtschaftlichsten Deckensysteme. Die Hohlräume bringen bis zu 40 % Material- bzw. Gewichtsersparnis gegenüber Massivplatten. Es wird grundsätzlich zwischen schlaff bewehrten und vorgespannten Platten unterschieden.
Schlaff bewehrte Fertigdecken werden in einer speziellen Betonier- und Rohrziehanlage im [[Fertigteile - Herstellung#Umlaufverfahren|Umlaufverfahren]] hergestellt. In der Regel ist hier eine Längs-, Quer- und Bügelbewehrung erforderlich. Die Fertigdecken gibt es mit einer Breite bis 2,50 m, einer Deckenstärke bis 0,30 m und einer Spannweite bis zu 10 m <ref name = "Q1"></ref>.
Bei einer vorgespannten Fertigdecke besteht die Bewehrung ausschließlich aus längs vorgespannten Drähten oder Litzen. Die Herstellung kann mit Hilfe von Extrudern oder Gleitfertigern auf langen Spannbahnen ([[Fertigteile - Herstellung#Bahnenfertigung|Bahnenfertigung]]) erfolgen <ref name = "Q2"></ref>. Die Spannbetonhohlplatten haben eine maximale Breite von 1,20 m, eine Deckenstärke von 0,16 – 0,50 m und eine Spannweite bis zu 22 m <ref name = "Q11"> Oberndorfer, Typenblatt VSD Spannbetonhohldielen, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/vsd-vorgespannte-hohldiele/vsd-spannbetonhohldielen?export=pdf </ref>.

===Rippenplatte===

Durch die Kombination von Platte und Unterzug entsteht eine so genannte TT-Doppelsteg-Platte, die in der Lage ist, wesentlich größere Spannweiten zu überbrücken und größere Lasten abzutragen als eine ebene Vollplatte <ref name = "Q2"></ref>. Sie wird mit schlaffer Bewehrung in langen Schalungen oder vorgespannt in einem Spannbett gefertigt <ref name = "Q1"></ref>.

Um im eingebauten Zustand eine ausreichende Übertragung von Schub- und Querkräften zu ermöglichen, wird eine Fugenverzahnung erzeugt, in dem die seitliche Schalung des Plattenrandes eine profilierte Oberfläche erhält. Des Weiteren lässt sich die gewünschte Platten- und Stegbreite mit Hilfe einer seitlich verstellbaren Seitenschalung einstellen <ref name = "Q2"></ref>. Um die Elemente nach dem Erhärten aus der starren Schalung zu heben, haben die Stege in der Regel einen nach unten verjüngten Querschnitt (1:20). Die Platten werden meistens mit einem 6 cm starken Plattenspiegel gefertigt, der als verlorene Schalung für die später aufgebrachte Ortbetonschicht dient. Die Ortbetonschicht wird ebenfalls bewehrt, um unter anderem eine Scheibenwirkung zu erzielen <ref name = "Q1"></ref>.

Die TT-Doppelstegplatten können mit einer Breite bis 3,00 m, einer Höhe bis 0,80 m und einer maximalen Spannweite bis 25 m hergestellt werden. Die Stege haben einen maximalen Achsabstand von 1,30 m.
Um Bauhöhe zu sparen, können die Stege im Bereich des Auflagers etwas ausgeklinkt werden. Die sogenannte Spiegelauflagerung hat die Besonderheit, dass der Steg bis zur Unterkante der Platte ausgeklinkt wird. Dies ist nur sinnvoll, wenn auch nur sehr geringe Auflagerkräfte wirken <ref name = "Q2"></ref>.
Es können auch einstegige T-Platten hergestellt werden. Diese finden ihre Anwendung als Auswechselplatte in Deckensystemen mit TT-Platten oder werden als stehende Wandelemente für Hochregallager eingesetzt <ref name = "Q1"></ref>.

===Elementdecke===

Bei der [[Elementdecken - Begriffe|Elementdecke]] (Gitterträgerdecke) handelt es sich um eine ca. 5 cm starke Fertigteilplatte mit einer Breite bis 3 m <ref name = "Q12"> Oberndorfer, Typenblatt Elementdecke, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/ed-elementdecke/elementdecke?export=pdf </ref>. Diese Fertigteilplatte enthält bereits ihre statisch erforderliche untere Bewehrung und dient später als Schalung für den Ortbeton. Um die dünnen Fertigteilplatten gut handhaben zu können, werden sie mit biegesteifer Bewehrung in Form von [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträgern]] versehen. Im Montagezustand dient der freiliegende Obergurt der Gitterträger als Druckzone. Die beiden bereits einbetonierten Untergurte können der statisch erforderlichen Zugbewehrung angerechnet werden. Eine ausreichende Verbindung zwischen Fertigteil und Ortbeton wird durch die diagonalen Streben der Gitterträger und die raue Oberseite der Platte gewährleistet. So kann die Decke im Prinzip wie eine in einem Arbeitsgang hergestellte Ortbetonplatte bemessen werden. Um eine Durchlaufwirkung der Decke zu erreichen, kann auf der Baustelle einfach eine obere Bewehrung auf die Gitterträger montiert werden.

Mittels spezieller Gitterträger können Elementdecken mit 5 m Spannweite ohne Montageunterstützung verbaut werden. Die speziellen Gitterträger bestehen aus U-förmigen und knickstabilen Stahlblechprofilen anstelle von stabförmigen Obergurten. Diese Deckenart ist bei Bauwerken mit großen Geschosshöhen besonders wirtschaftlich, sofern der Mehrpreis für die speziellen Gitterträger geringer ist als die Kosten für eine Montageunterstützung <ref name = "Q1"></ref>.

In der Regel sind die Decken einachsig gespannt und schlaff bewehrt. Es lassen sich wirtschaftliche Stützweiten bis 7,50 m erreichen. Mit zweiachsig gespannten Decken können Stützweiten bis 10 m erreicht werden <ref name = "Q12"></ref>. Vorgespannte Elementdecken werden ebenfalls angeboten, mit denen noch größere Stützweiten realisiert werden können. Die Herstellung von Elementdecken (Halbfertigteil) bringt im Vergleich zur Anwendung von Vollfertigteil-Deckensystemen eine längere Bauzeit mit sich. Jedoch können aufgrund des geringen Gewichtes großflächigere Elemente verbaut werden, die weniger [[Fertigteile - Transport und Montage#Elementfugen|Fugen]] und kaum vertikale Versprünge mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>.

==Vor- und Nachteile==

===Qualitätsverbesserung===

Vorteilhaft bei der Werksfertigung ist, dass die Produktion nicht der Witterung ausgesetzt ist. Somit entstehen bessere Arbeitsbedingungen, die eine höhere Arbeitsleistung der Arbeiter*innen und auch eine bessere Qualität der Bauteile im Vergleich zur Ortbetonbauweise mit sich bringen. Bei der [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung von Fertigteilen]] sorgen unter anderem die eingesetzten Typen- und Stahlschalungen für eine exakte Maßhaltigkeit. Durch den [[Fertigteile - Herstellung#Beton im Fertigteilbau|werksseitig hergestellten Beton]] lässt sich eine sehr hohe Betonqualität erzielen. Des Weiteren lassen sich nur im Fertigteilwerk strukturierte und farblich gestaltete Bauteile nach architektonischen Vorgaben, wie es zum Beispiel bei [[Fertigteile - Übersicht#Sandwich-Fassadenplatten|Fassadenplatten]] der Fall ist, realisieren <ref name = "Q1"></ref>.

===Herstellungskosten===

Um die anfallenden Kosten bei der Herstellung von Fertigteilen zu senken, werden gut konstruierte und durchdachte Schalungen eingesetzt, die bei großen Serien mehrfach verwendet werden können. Die mögliche Mechanisierung und Automatisierung im Werk sorgt für eine wesentlich schnellere Fertigung der Bauteile. Durch den Einbau der Fertigteile werden die Kosten auf der Baustelle zusätzlich durch nur selten oder gar nicht benötigte Gerüste reduziert.
Einen weiteren Vorteil bringen die dünn ausgeführten Bauteilquerschnitte mit sich. Anstatt einfacher Rechteckquerschnitte werden beispielsweise an die höhere Betonqualität angepasste T-Querschnitte verwendet. Diese erfüllen genauestens die statischen Erfordernisse und sorgen so für eine Material- und Gewichtsersparnis <ref name = "Q1"></ref>.

Ein großer Nachteil der Fertigteile ist der [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transport]] und die damit verbundenen Kosten. Zunächst muss überhaupt eine Zufahrt zu der Baustelle vorhanden sein. Um die Transportkosten im Rahmen zu halten, lohnt sich der Einsatz von werksseitig hergestellten Bauteilen oft nur in einem gewissen Aktionsradius. Allerdings stellt dies nur noch begrenzt ein Problem dar, denn heutzutage sind leistungsfähige Fertigteilwerke überall dort flächendeckend anzutreffen, wo auch eine gewisse Nachfrage besteht <ref name = "Q1"></ref>.

===Bauzeit===

Durch das Errichten eines Bauwerkes mit Hilfe von Fertigteilen wird die Bauzeit drastisch verkürzt. Dies liegt daran, dass die benötigten Bauteile (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Fundamente|Fundamente]], [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Binder]]) das ganze Jahr über produziert werden können. Allerdings wird bei der Werksfertigung eine gewisse Vorlaufzeit benötigt, um die Fertigteile zu produzieren. Die anschließende [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] kann innerhalb kürzester Zeit (auch im Winter) auf der Baustelle und ohne eine aufwendige Baustelleneinrichtung erfolgen. Dank der verkürzten Bauzeit lassen sich Finanzierungskosten einsparen. Des Weiteren profitieren beispielsweise Industriebauten von frühzeitigeren Nutzungserträgen. Bei einem Bauwerk, welches nicht aus einem Standardfertigteilsystem besteht, ist der Planungsaufwand jedoch oftmals sehr hoch <ref name = "Q1"></ref>.

==Regeln und Normen==

Um einen guten Überblick zu den aktuell gültigen Normen und Richtlinien zu erlangen, wird an dieser Stelle auf das Buch „Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau“ verwiesen <ref name = "Q13"> Alfred Steinle, Hubert Bachmann, Mathias Tillmann, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 3. Auflage, Berlin, 2018 </ref>. Dort sind nationale, europäische und internationale Normen aufgeführt. Informationen zu den Richtlinien des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb), Merkblätter der Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e.V. sowie des Deutschen Beton- und Bautechnik-Verein e.V. sind ebenfalls enthalten. Die Anwendung dieser Normen und Richtlinien in Bezug auf die Bemessung und Konstruktion von Stahl- und Spannbetontragwerken ist im [[Eurocode - Übersicht|Eurocode]] 2 festgehalten <ref name = "Q14"> Frank Fingerloos, Josef Hegger, Konrad Zilch, Eurocode 2 für Deutschland DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit Nationalem Anhang Kommentierte Fassung. 2. Auflage, Berlin, 2016 </ref>.

==Quellen==

<references/>

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[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Datei:Fertigteile - Uebersicht4.jpg

2023-11-22T10:50:06Z

AFoerster: Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

== Beschreibung ==
Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

Fertigteile - Übersicht

2023-11-22T10:49:33Z

AFoerster: /* Sandwich-Fassadenplatten */

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht1.jpg|right|thumb|450px|Lagerung verschiedener Betonfertigteile 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite soll einen allgemeinen Überblick zu Betonfertigteilen geben. Fertigteile sind Bauteile, welche aus Beton, Stahlbeton oder Spannbeton bestehen und in einem Betonfertigteilwerk hergestellt werden. Nach der Fertigung werden diese zur Baustelle geliefert und montiert. Neben den normalen Fertigteilen gibt es auch noch so genannte Halbfertigteile. Diese werden zum Teil in einem Betonwerk vorproduziert, dann zur Baustelle geliefert und vor Ort fertiggestellt (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Elementdecke]]).

Die Fertigteilbauweise bringt einige Besonderheiten im Vergleich zu der Ortbetonbauweise mit sich. Beispielsweise kommen bei der Werksfertigung nur Betone mit hoher Festigkeitsklasse (C30/37 und höher) zum Einsatz. Im Betonwerk hergestellte Fertigteile haben eine sehr gute Bauteilqualität. Außerdem können die Herstellkosten und die Bauzeit für ein Bauwerk reduziert werden.

==Fundamente==

Im Fertigteilbau wird zwischen Köcher- und Blockfundamenten unterschieden. Beide Varianten stellen eine Steckverbindung zwischen Stütze und Fundament dar. Die Begriffsbildung ist hier jedoch nicht einheitlich. In <ref name = "Q14"></ref> werden z. B. beide Fundamenttypen unter dem Begriff "Köcherfundament" zusammengefasst. Auf der Baustelle werden die Fertigteilfundamente in der Regel auf einer Sauberkeitsschicht aus Magerbeton und einer darüber liegenden, ca. 3 cm starken Ausgleichsschicht aus Sand positioniert. Anschließend werden die [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Fertigteilstützen]] in die dafür vorgesehenen Fundamentaussparungen eingestellt und vermörtelt. Mithilfe dieser Verbindung lassen sich die am Stützenfuß entstehenden Schnittgrößen in die [[Fundamente|Fundamente]] einleiten. Somit kann auf eine klassische zugfeste Verbindung zwischen Stütze und Fundament mittels Anschlussbewehrung verzichtet werden <ref name = "Q2"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

===Köcherfundamente===
Köcherfundamente bestehen aus einem Fundamentquader und einem oben aufgesetzten Becher, welcher innen eine glatte oder verzahnte Oberfläche aufweist <ref name = "Q1"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>. Bei einem glatten (unverzahnten) Köcher wird die Stützennormalkraft per Spitzendruck in das Fundament eingeleitet. Diese Variante erfordert einen dicken Fundamentquader, welcher eine große Bauhöhe und großes Gewicht mit sich bringt. Besonders wichtig ist die Kraftübertragung zwischen Stütze und Fundament. Hierfür ist ein verzahnter Köcher wesentlich besser geeignet als ein unverzahnter. Bei verzahnten Köcherfundamenten werden die Kräfte über die gesamte Höhe der Verzahnung (Mantelreibung) eingeleitet <ref name = "Q2"></ref>. Wenn aus bestimmten Gründen keine kompletten Fundamente benötigt werden, können einzelne Köcherhälse zum Einsatz kommen. Diese werden als Fertigteil (genauer: Halbfertigteil) auf die Baustelle geliefert und in die vor Ort hergestellte Bodenplatte eingebaut <ref name = "Q3"> Oberndorfer, Typenblatt Köcherhälse, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/fundamente/koecherhaelse?export=pdf </ref>. Die Köcherverzahnung kann mit Hilfe einer verlorenen Schalung hergestellt werden. Typische Schalkörper sind trapezförmige Blechschalungen, gewellte Vierkantblechrohre oder Kunststoffschalungskästen <ref name = "Q2"></ref><ref name = "Q1"></ref>.

===Blockfundamente===

Das Blockfundament ist eine Alternative zum Köcherfundament. Es besteht ebenfalls aus einem dicken Fundamentblock, hat aber anstelle eines aufgesetzten Köchers einen eingelassenen Köcher. Somit lassen sich geringere Fundamentabmessungen und eine flachere Gründung realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Die Kraftübertragung muss aufgrund der geringen Fundamentstärke unterhalb der Stütze per Mantelreibung erfolgen. Deshalb ist eine horizontal umlaufende Verzahnung am Stützenfuß und in der Fundamentaussparung zwingend notwendig <ref name = "Q2"></ref>. Generell lässt sich sagen, dass die Herstellung eines Blockfundamentes um einiges wirtschaftlicher ist als die eines Köcherfundamentes. Denn auf den schalungs- und bewehrungstechnischen Aufwand des aufgesetzten Köchers kann verzichtet werden <ref name = "Q1"></ref>. Durch den eingelassenen Köcher lässt sich im Vergleich zu einem aufgesetzten Köcher auch etwas Beton einsparen. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn das Fundament im eingebauten Zustand nicht allzu große Biegemomente aufnehmen muss. Sollte dies doch der Fall sein, muss mehr Beton zum Einsatz kommen. Des Weiteren besteht durch eine zu geringe Fundamentstärke unterhalb der Stütze, einer zu hohen Stützeneigenlast und einem noch nicht ausgehärteten Mörtel die Gefahr des [[Durchstanzen|Durchstanzens]] <ref name = "Q2"></ref>.

==Stützen==

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht2.jpg|right|thumb|250px|liegende Fertigteilstütze inklusive Konsolen und Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonfertigteilstützen finden im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten Anwendung. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Tragstruktur von Bauwerken und sorgen für den vertikalen Lastabtrag. Standardmäßige Fertigteilstützen haben einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt, aber auch Sonderformen wie beispielsweise runde oder ovale Querschnitte sind möglich.

===Stützen mit rechteckigem Querschnitt===
Rechteckige und quadratische Stützen werden meistens liegend in einer Schalung gefertigt. Standardmäßige Stahlbetonrechteckstützen können eine Stützenlänge von bis zu 34 m und eine Kantenlänge von 0,20 m bis 1,30 m aufweisen <ref name = "Q4"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonstützen, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetonstuetzen/stahlbetonstuetzen-eckig?export=pdf </ref>. In Sonderfällen können die Stützenlänge und die Querschnittsabmessungen variieren. Generell lässt sich sagen, dass bei Industrie- und Gewerbebauten hauptsächlich der Rechteckquerschnitt verwendet wird. Bei Geschossbauten des üblichen Hochbaus wird die quadratische Form mit konstantem Querschnitt über alle Geschosse bevorzugt. Dies hat den Vorteil, dass mit Hilfe von Konsolen einheitliche Auflagerungs- und Anschlusspunkte gebildet werden können. Bei der Herstellung ist es schalungstechnisch am günstigsten, wenn man Konsolen möglichst nur an zwei gegenüberliegenden Seiten oder an drei Seiten anordnet. Stützen mit vierseitigen Konsolen sind schalungs- und bewehrungstechnisch sehr aufwändig und werden daher nur in seltenen Ausnahmefällen hergestellt. Geschossbauten mit bis zu fünf Stockwerken können mit durchgehenden Stützen errichtet werden, ohne dass diese gestoßen werden müssen. <ref name = "Q1"></ref>.

===Stützen mit rundem Querschnitt===

Der Einsatz von runden Stützen hat sich in der Baubranche ebenfalls etabliert. Häufig werden sie trotz ihrer höheren Fertigungskosten als gestalterisches Element eingesetzt. Sie können in einer stehenden Schalung gefertigt werden, haben dann jedoch den Nachteil, dass sie nur geschosshoch ausgeführt werden können. Dementsprechend müssen sie für den Einsatz bei Geschossbauten oft gestoßen werden. Eine besondere Art von Stahlbetonfertigteilen ist die Schleuderbetonstütze. Sie wird liegend im Schleuderverfahren gefertigt und weist im Inneren einen Hohlraum auf. Mit diesem Fertigungsverfahren können runde, quadratische und ovale Stützen gefertigt werden. Des Weiteren lässt sich eine hohe Betonfestigkeit und eine gute Sichtbetonqualität realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Standardmäßige runde Schleuderbetonstützen können einen Durchmesser von 0,20 m bis zu 1,10 m aufweisen. Stützenlängen von bis zu 30 m sind möglich. In Sonderfällen können die Stützenlänge und der Stützendurchmesser variieren. <ref name = "Q5"> spannverbund, Stützenabmessungen, https://www.spannverbund.com/wp-content/uploads/2022/02/211213_Vorbemessungstabelle-Schleuderbetonstuetze.pdf </ref>.

==Wandelemente==

Fertigteilwandelemente kommen im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten zur Anwendung und ermöglichen schnelles und wirtschaftliches Bauen. Typische Fertigteile sind Elementwände oder Sandwich-Fassadenplatten.

===Elementwände===

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht3.jpg|right|thumb|250px|Elementwand auf Kipptisch 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Elementwände werden im üblichen Hochbau als Außen- oder Innenwände eingesetzt <ref name = "Q6"> Stefan Bar, Karsten Ebeling, Gottfried C.O. Lohmeyer, Lohmeyer Stahlbetonbau Bemessung - Konstruktion - Ausführung, 9. Auflage, Wiesbaden, 2013 </ref>. Sie bestehen aus zwei bewehrten Stahlbetonschalen, die durch [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträger]] miteinander verbunden sind und nach der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] am Einsatzort mit Ortbeton verfüllt werden (Halbfertigteil) <ref name = "Q7"> Oberndorfer, Typenblatt Hohlwandelemente, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/hwe-hohlwandelemente/hwe-hohlwandelemente?export=pdf </ref>. Um einen ausreichenden Verbund mit dem Ortbeton (Kernbeton) herzustellen, müssen die Innenseiten der beiden Stahlbetonschalen im Werk mit einer kornrauen Oberfläche ausgebildet werden. Die Elementwände gibt es mit unbewehrtem und bewehrtem Kernbeton. Beide Varianten sind in der Lage, vertikale und horizontale Lasten zu übertragen. Bei unbewehrten Wänden ist lediglich eine Transport- und Montagebewehrung erforderlich. Anders ist es bei den bewehrten Wänden. Hier darf die statisch erforderliche Bewehrung teilweise oder komplett in den beiden Stahlbetonschalen angeordnet werden. Die statisch erforderliche Bewehrung ist an den Plattenstößen, Wandecken und Wandanschlüssen zu verbinden oder durch zusätzlich eingelegte Bewehrungsstähle im Kernbeton zu übergreifen <ref name = "Q6"></ref>.

Die Elementwände werden meist liegend auf Kipptischen oder vertikal in Batterieschalungen mit Längen von 6,0 m und in besonderen Fällen sogar bis zu 12,0 m hergestellt. Die Breite der Elementwände wird durch die mögliche [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transportbreite oder -höhe]] bestimmt. Der Abstand zwischen den Stahlbetonschalen muss mindestens 7 cm betragen, um ein einwandfreies Betonieren vor Ort zu ermöglichen <ref name = "Q6"></ref>. Die Stahlbetonschalen selbst sind ca. 5 – 7 cm stark <ref name = "Q7"></ref>.

===Sandwich-Fassadenplatten===

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht4.jpg|right|thumb|250px|Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Die dreischichtigen Sandwichplatten bestehen aus Vorsatzschale (Außenseite), Wärmedämmung (Kerndämmung) und Tragschicht (Innenseite) <ref name = "Q1"></ref>. Verbaut werden sie überall dort, wo große Fassaden mit guter Wärmedämmung und Sichtbeton als Fassadengestaltung gewünscht sind. Die einzelnen Schichtstärken sind je nach Anforderung frei wählbar <ref name = "Q8"> Oberndorfer, Typenblatt Sandwich Fassadenplatten, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/sandwich-fassadenplatten/sandwich-fassadenplatten?export=pdf </ref>. Die Sandwichplatten werden in einem Arbeitsgang hergestellt und als Ganzes montiert <ref name = "Q1"></ref>. Befestigt werden sie mit Hilfe von [[Fertigteile - Transport und Montage#Ankerschienen|Ankerschienen]] an den Bauwerksstützen <ref name = "Q8"></ref>. Um einen guten Flächenkontakt innerhalb des Sandwichelementes zu gewährleisten, werden Vorsatzschale und Tragschicht mittels korrosionsbeständiger Anker zusammengehalten <ref name = "Q6"></ref>. Als Dämmschicht werden häufig Polystyrol- oder Polyurethan-Hartschaumplatten verwendet <ref name = "Q1"></ref>.

Es gilt zu beachten, dass wegen der Temperaturunterschiede zwischen Außen- und Innenseite in der Vorsatzschale Verwölbungen auftreten können. Dies geschieht, weil die Tragschicht die Raumtemperatur annimmt, die Vorsatzschale jedoch aufgrund der Witterung häufigen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Aus diesem Grund sind bei der Bemessung die Einflüsse aus Temperatur, Feuchtigkeit, Austrocknen und [[Schwinden]] in ihrem zeitlichen Verlauf zu berücksichtigen. Um vertikale und horizontale Lasten zu übertragen, müssen die Trag- und Vorsatzschale bewehrt und mittels Anker verbunden sein. Um eine ausreichende [[Betondeckung]] in der Vorsatzschicht zu gewährleisten, darf die Bewehrung nur einlagig angeordnet werden <ref name = "Q6"></ref>. Die Sandwichelemente sind in der Regel 24 - 47 cm breit. Dabei beansprucht die Tragschale ca. 12 - 25 cm, die Dämmschicht ca. 6 - 14 cm und die Vorsatzschale ca. 6 - 8 cm <ref name = "Q8"></ref>. Sie werden liegend auf Schalungspaletten hergestellt. So können strukturierte und ausgewaschene Oberflächen erzielt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Träger und Binder==

[[Datei:Fertigteilträger.jpg|right|thumb|250px|Fertigteiltraeger 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Balkenelemente wie Fertigteilträger und Binder aus Stahlbeton bilden zusammen mit den [[Stahlbetonstütze - Übersicht|Stützen]] häufig die Tragstruktur eines Bauwerkes. Sie dienen dabei hauptsächlich als horizontale Tragelemente zur Auflagerung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Decken-]] und Dachelementen sowie als Aussteifung des Bauwerks.

===Träger===

Stahlbetonträger gibt es in verschiedenen Querschnittsformen, darunter rechteckige, L-förmige und kreuzförmige Profile. Die Abmessungen der Träger sind in der Regel auf eine Breite von 1,50 m und eine Höhe von 1,80 m begrenzt. In Spannbetonbauweise können Längen bis zu 34 m erreicht werden. Um haustechnische Leitungen im Gebäudeinneren unterzubringen, werden häufig runde und eckige Aussparungen in den Trägern angeordnet <ref name = "Q9"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonträger, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetontraeger/stahlbetontraeger?export=pdf </ref>.

===Binder===

[[Datei:20211018 115534-min.jpg|right|thumb|250px|Fertigteilbinder 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonbinder tragen die Dacheindeckung. Diese besteht bei Industrie- und Gewerbebauten für gewöhnlich aus Trapezblechprofilen oder Porenbetonplatten. Die Binder gibt es als I- und T-Profile, wobei das T-Profil die wirtschaftlichere Querschnittsform darstellt <ref name = "Q1"></ref>. Aus statischen Gründen wird eine Stegbreite von 0,50 m und eine Gurtbreite von 1,00 m sowie eine Höhe von 2,50 m nur in Ausnahmefällen überschritten. Wirtschaftliche Spannweiten für Stahlbetonbinder sind 12 bis 24 m <ref name = "Q10"> Oberndorfer, Typenblatt I-Binder, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbeton-spannbetonbinder/i-binder?export=pdf </ref>. Mit vorgespannter Bewehrung sind Spannweiten bis zu 40 m möglich. Die Dachneigung kann durch eine Schrägstellung des Binders oder durch unterschiedliches Ausklinken der Pfetten erreicht werden. Aussparungen für haustechnische Leitungen sind ebenfalls möglich <ref name = "Q1"></ref>.

==Deckenelemente==

===Fertigdecke===

Die Fertigdecke wird voll maschinell hergestellt und ist, wenn sie in hohen Stückzahlen produziert wird, eines der wirtschaftlichsten Deckensysteme. Die Hohlräume bringen bis zu 40 % Material- bzw. Gewichtsersparnis gegenüber Massivplatten. Es wird grundsätzlich zwischen schlaff bewehrten und vorgespannten Platten unterschieden.
Schlaff bewehrte Fertigdecken werden in einer speziellen Betonier- und Rohrziehanlage im [[Fertigteile - Herstellung#Umlaufverfahren|Umlaufverfahren]] hergestellt. In der Regel ist hier eine Längs-, Quer- und Bügelbewehrung erforderlich. Die Fertigdecken gibt es mit einer Breite bis 2,50 m, einer Deckenstärke bis 0,30 m und einer Spannweite bis zu 10 m <ref name = "Q1"></ref>.
Bei einer vorgespannten Fertigdecke besteht die Bewehrung ausschließlich aus längs vorgespannten Drähten oder Litzen. Die Herstellung kann mit Hilfe von Extrudern oder Gleitfertigern auf langen Spannbahnen ([[Fertigteile - Herstellung#Bahnenfertigung|Bahnenfertigung]]) erfolgen <ref name = "Q2"></ref>. Die Spannbetonhohlplatten haben eine maximale Breite von 1,20 m, eine Deckenstärke von 0,16 – 0,50 m und eine Spannweite bis zu 22 m <ref name = "Q11"> Oberndorfer, Typenblatt VSD Spannbetonhohldielen, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/vsd-vorgespannte-hohldiele/vsd-spannbetonhohldielen?export=pdf </ref>.

===Rippenplatte===

Durch die Kombination von Platte und Unterzug entsteht eine so genannte TT-Doppelsteg-Platte, die in der Lage ist, wesentlich größere Spannweiten zu überbrücken und größere Lasten abzutragen als eine ebene Vollplatte <ref name = "Q2"></ref>. Sie wird mit schlaffer Bewehrung in langen Schalungen oder vorgespannt in einem Spannbett gefertigt <ref name = "Q1"></ref>.

Um im eingebauten Zustand eine ausreichende Übertragung von Schub- und Querkräften zu ermöglichen, wird eine Fugenverzahnung erzeugt, in dem die seitliche Schalung des Plattenrandes eine profilierte Oberfläche erhält. Des Weiteren lässt sich die gewünschte Platten- und Stegbreite mit Hilfe einer seitlich verstellbaren Seitenschalung einstellen <ref name = "Q2"></ref>. Um die Elemente nach dem Erhärten aus der starren Schalung zu heben, haben die Stege in der Regel einen nach unten verjüngten Querschnitt (1:20). Die Platten werden meistens mit einem 6 cm starken Plattenspiegel gefertigt, der als verlorene Schalung für die später aufgebrachte Ortbetonschicht dient. Die Ortbetonschicht wird ebenfalls bewehrt, um unter anderem eine Scheibenwirkung zu erzielen <ref name = "Q1"></ref>.

Die TT-Doppelstegplatten können mit einer Breite bis 3,00 m, einer Höhe bis 0,80 m und einer maximalen Spannweite bis 25 m hergestellt werden. Die Stege haben einen maximalen Achsabstand von 1,30 m.
Um Bauhöhe zu sparen, können die Stege im Bereich des Auflagers etwas ausgeklinkt werden. Die sogenannte Spiegelauflagerung hat die Besonderheit, dass der Steg bis zur Unterkante der Platte ausgeklinkt wird. Dies ist nur sinnvoll, wenn auch nur sehr geringe Auflagerkräfte wirken <ref name = "Q2"></ref>.
Es können auch einstegige T-Platten hergestellt werden. Diese finden ihre Anwendung als Auswechselplatte in Deckensystemen mit TT-Platten oder werden als stehende Wandelemente für Hochregallager eingesetzt <ref name = "Q1"></ref>.

===Elementdecke===

Bei der [[Elementdecken - Begriffe|Elementdecke]] (Gitterträgerdecke) handelt es sich um eine ca. 5 cm starke Fertigteilplatte mit einer Breite bis 3 m <ref name = "Q12"> Oberndorfer, Typenblatt Elementdecke, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/ed-elementdecke/elementdecke?export=pdf </ref>. Diese Fertigteilplatte enthält bereits ihre statisch erforderliche untere Bewehrung und dient später als Schalung für den Ortbeton. Um die dünnen Fertigteilplatten gut handhaben zu können, werden sie mit biegesteifer Bewehrung in Form von [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträgern]] versehen. Im Montagezustand dient der freiliegende Obergurt der Gitterträger als Druckzone. Die beiden bereits einbetonierten Untergurte können der statisch erforderlichen Zugbewehrung angerechnet werden. Eine ausreichende Verbindung zwischen Fertigteil und Ortbeton wird durch die diagonalen Streben der Gitterträger und die raue Oberseite der Platte gewährleistet. So kann die Decke im Prinzip wie eine in einem Arbeitsgang hergestellte Ortbetonplatte bemessen werden. Um eine Durchlaufwirkung der Decke zu erreichen, kann auf der Baustelle einfach eine obere Bewehrung auf die Gitterträger montiert werden.

Mittels spezieller Gitterträger können Elementdecken mit 5 m Spannweite ohne Montageunterstützung verbaut werden. Die speziellen Gitterträger bestehen aus U-förmigen und knickstabilen Stahlblechprofilen anstelle von stabförmigen Obergurten. Diese Deckenart ist bei Bauwerken mit großen Geschosshöhen besonders wirtschaftlich, sofern der Mehrpreis für die speziellen Gitterträger geringer ist als die Kosten für eine Montageunterstützung <ref name = "Q1"></ref>.

In der Regel sind die Decken einachsig gespannt und schlaff bewehrt. Es lassen sich wirtschaftliche Stützweiten bis 7,50 m erreichen. Mit zweiachsig gespannten Decken können Stützweiten bis 10 m erreicht werden <ref name = "Q12"></ref>. Vorgespannte Elementdecken werden ebenfalls angeboten, mit denen noch größere Stützweiten realisiert werden können. Die Herstellung von Elementdecken (Halbfertigteil) bringt im Vergleich zur Anwendung von Vollfertigteil-Deckensystemen eine längere Bauzeit mit sich. Jedoch können aufgrund des geringen Gewichtes großflächigere Elemente verbaut werden, die weniger [[Fertigteile - Transport und Montage#Elementfugen|Fugen]] und kaum vertikale Versprünge mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>.

==Vor- und Nachteile==

===Qualitätsverbesserung===

Vorteilhaft bei der Werksfertigung ist, dass die Produktion nicht der Witterung ausgesetzt ist. Somit entstehen bessere Arbeitsbedingungen, die eine höhere Arbeitsleistung der Arbeiter*innen und auch eine bessere Qualität der Bauteile im Vergleich zur Ortbetonbauweise mit sich bringen. Bei der [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung von Fertigteilen]] sorgen unter anderem die eingesetzten Typen- und Stahlschalungen für eine exakte Maßhaltigkeit. Durch den [[Fertigteile - Herstellung#Beton im Fertigteilbau|werksseitig hergestellten Beton]] lässt sich eine sehr hohe Betonqualität erzielen. Des Weiteren lassen sich nur im Fertigteilwerk strukturierte und farblich gestaltete Bauteile nach architektonischen Vorgaben, wie es zum Beispiel bei [[Fertigteile - Übersicht#Sandwich-Fassadenplatten|Fassadenplatten]] der Fall ist, realisieren <ref name = "Q1"></ref>.

===Herstellungskosten===

Um die anfallenden Kosten bei der Herstellung von Fertigteilen zu senken, werden gut konstruierte und durchdachte Schalungen eingesetzt, die bei großen Serien mehrfach verwendet werden können. Die mögliche Mechanisierung und Automatisierung im Werk sorgt für eine wesentlich schnellere Fertigung der Bauteile. Durch den Einbau der Fertigteile werden die Kosten auf der Baustelle zusätzlich durch nur selten oder gar nicht benötigte Gerüste reduziert.
Einen weiteren Vorteil bringen die dünn ausgeführten Bauteilquerschnitte mit sich. Anstatt einfacher Rechteckquerschnitte werden beispielsweise an die höhere Betonqualität angepasste T-Querschnitte verwendet. Diese erfüllen genauestens die statischen Erfordernisse und sorgen so für eine Material- und Gewichtsersparnis <ref name = "Q1"></ref>.

Ein großer Nachteil der Fertigteile ist der [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transport]] und die damit verbundenen Kosten. Zunächst muss überhaupt eine Zufahrt zu der Baustelle vorhanden sein. Um die Transportkosten im Rahmen zu halten, lohnt sich der Einsatz von werksseitig hergestellten Bauteilen oft nur in einem gewissen Aktionsradius. Allerdings stellt dies nur noch begrenzt ein Problem dar, denn heutzutage sind leistungsfähige Fertigteilwerke überall dort flächendeckend anzutreffen, wo auch eine gewisse Nachfrage besteht <ref name = "Q1"></ref>.

===Bauzeit===

Durch das Errichten eines Bauwerkes mit Hilfe von Fertigteilen wird die Bauzeit drastisch verkürzt. Dies liegt daran, dass die benötigten Bauteile (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Fundamente|Fundamente]], [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Binder]]) das ganze Jahr über produziert werden können. Allerdings wird bei der Werksfertigung eine gewisse Vorlaufzeit benötigt, um die Fertigteile zu produzieren. Die anschließende [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] kann innerhalb kürzester Zeit (auch im Winter) auf der Baustelle und ohne eine aufwendige Baustelleneinrichtung erfolgen. Dank der verkürzten Bauzeit lassen sich Finanzierungskosten einsparen. Des Weiteren profitieren beispielsweise Industriebauten von frühzeitigeren Nutzungserträgen. Bei einem Bauwerk, welches nicht aus einem Standardfertigteilsystem besteht, ist der Planungsaufwand jedoch oftmals sehr hoch <ref name = "Q1"></ref>.

==Regeln und Normen==

Um einen guten Überblick zu den aktuell gültigen Normen und Richtlinien zu erlangen, wird an dieser Stelle auf das Buch „Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau“ verwiesen <ref name = "Q13"> Alfred Steinle, Hubert Bachmann, Mathias Tillmann, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 3. Auflage, Berlin, 2018 </ref>. Dort sind nationale, europäische und internationale Normen aufgeführt. Informationen zu den Richtlinien des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb), Merkblätter der Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e.V. sowie des Deutschen Beton- und Bautechnik-Verein e.V. sind ebenfalls enthalten. Die Anwendung dieser Normen und Richtlinien in Bezug auf die Bemessung und Konstruktion von Stahl- und Spannbetontragwerken ist im [[Eurocode - Übersicht|Eurocode]] 2 festgehalten <ref name = "Q14"> Frank Fingerloos, Josef Hegger, Konrad Zilch, Eurocode 2 für Deutschland DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit Nationalem Anhang Kommentierte Fassung. 2. Auflage, Berlin, 2016 </ref>.

==Quellen==

<references/>

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[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Datei:Fertigteile - Uebersicht3.jpg

2023-11-22T10:48:28Z

AFoerster: Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

== Beschreibung ==
Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

Fertigteile - Übersicht

2023-11-22T10:47:58Z

AFoerster: /* Elementwände */

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht1.jpg|right|thumb|450px|Lagerung verschiedener Betonfertigteile 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite soll einen allgemeinen Überblick zu Betonfertigteilen geben. Fertigteile sind Bauteile, welche aus Beton, Stahlbeton oder Spannbeton bestehen und in einem Betonfertigteilwerk hergestellt werden. Nach der Fertigung werden diese zur Baustelle geliefert und montiert. Neben den normalen Fertigteilen gibt es auch noch so genannte Halbfertigteile. Diese werden zum Teil in einem Betonwerk vorproduziert, dann zur Baustelle geliefert und vor Ort fertiggestellt (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Elementdecke]]).

Die Fertigteilbauweise bringt einige Besonderheiten im Vergleich zu der Ortbetonbauweise mit sich. Beispielsweise kommen bei der Werksfertigung nur Betone mit hoher Festigkeitsklasse (C30/37 und höher) zum Einsatz. Im Betonwerk hergestellte Fertigteile haben eine sehr gute Bauteilqualität. Außerdem können die Herstellkosten und die Bauzeit für ein Bauwerk reduziert werden.

==Fundamente==

Im Fertigteilbau wird zwischen Köcher- und Blockfundamenten unterschieden. Beide Varianten stellen eine Steckverbindung zwischen Stütze und Fundament dar. Die Begriffsbildung ist hier jedoch nicht einheitlich. In <ref name = "Q14"></ref> werden z. B. beide Fundamenttypen unter dem Begriff "Köcherfundament" zusammengefasst. Auf der Baustelle werden die Fertigteilfundamente in der Regel auf einer Sauberkeitsschicht aus Magerbeton und einer darüber liegenden, ca. 3 cm starken Ausgleichsschicht aus Sand positioniert. Anschließend werden die [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Fertigteilstützen]] in die dafür vorgesehenen Fundamentaussparungen eingestellt und vermörtelt. Mithilfe dieser Verbindung lassen sich die am Stützenfuß entstehenden Schnittgrößen in die [[Fundamente|Fundamente]] einleiten. Somit kann auf eine klassische zugfeste Verbindung zwischen Stütze und Fundament mittels Anschlussbewehrung verzichtet werden <ref name = "Q2"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

===Köcherfundamente===
Köcherfundamente bestehen aus einem Fundamentquader und einem oben aufgesetzten Becher, welcher innen eine glatte oder verzahnte Oberfläche aufweist <ref name = "Q1"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>. Bei einem glatten (unverzahnten) Köcher wird die Stützennormalkraft per Spitzendruck in das Fundament eingeleitet. Diese Variante erfordert einen dicken Fundamentquader, welcher eine große Bauhöhe und großes Gewicht mit sich bringt. Besonders wichtig ist die Kraftübertragung zwischen Stütze und Fundament. Hierfür ist ein verzahnter Köcher wesentlich besser geeignet als ein unverzahnter. Bei verzahnten Köcherfundamenten werden die Kräfte über die gesamte Höhe der Verzahnung (Mantelreibung) eingeleitet <ref name = "Q2"></ref>. Wenn aus bestimmten Gründen keine kompletten Fundamente benötigt werden, können einzelne Köcherhälse zum Einsatz kommen. Diese werden als Fertigteil (genauer: Halbfertigteil) auf die Baustelle geliefert und in die vor Ort hergestellte Bodenplatte eingebaut <ref name = "Q3"> Oberndorfer, Typenblatt Köcherhälse, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/fundamente/koecherhaelse?export=pdf </ref>. Die Köcherverzahnung kann mit Hilfe einer verlorenen Schalung hergestellt werden. Typische Schalkörper sind trapezförmige Blechschalungen, gewellte Vierkantblechrohre oder Kunststoffschalungskästen <ref name = "Q2"></ref><ref name = "Q1"></ref>.

===Blockfundamente===

Das Blockfundament ist eine Alternative zum Köcherfundament. Es besteht ebenfalls aus einem dicken Fundamentblock, hat aber anstelle eines aufgesetzten Köchers einen eingelassenen Köcher. Somit lassen sich geringere Fundamentabmessungen und eine flachere Gründung realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Die Kraftübertragung muss aufgrund der geringen Fundamentstärke unterhalb der Stütze per Mantelreibung erfolgen. Deshalb ist eine horizontal umlaufende Verzahnung am Stützenfuß und in der Fundamentaussparung zwingend notwendig <ref name = "Q2"></ref>. Generell lässt sich sagen, dass die Herstellung eines Blockfundamentes um einiges wirtschaftlicher ist als die eines Köcherfundamentes. Denn auf den schalungs- und bewehrungstechnischen Aufwand des aufgesetzten Köchers kann verzichtet werden <ref name = "Q1"></ref>. Durch den eingelassenen Köcher lässt sich im Vergleich zu einem aufgesetzten Köcher auch etwas Beton einsparen. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn das Fundament im eingebauten Zustand nicht allzu große Biegemomente aufnehmen muss. Sollte dies doch der Fall sein, muss mehr Beton zum Einsatz kommen. Des Weiteren besteht durch eine zu geringe Fundamentstärke unterhalb der Stütze, einer zu hohen Stützeneigenlast und einem noch nicht ausgehärteten Mörtel die Gefahr des [[Durchstanzen|Durchstanzens]] <ref name = "Q2"></ref>.

==Stützen==

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht2.jpg|right|thumb|250px|liegende Fertigteilstütze inklusive Konsolen und Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonfertigteilstützen finden im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten Anwendung. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Tragstruktur von Bauwerken und sorgen für den vertikalen Lastabtrag. Standardmäßige Fertigteilstützen haben einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt, aber auch Sonderformen wie beispielsweise runde oder ovale Querschnitte sind möglich.

===Stützen mit rechteckigem Querschnitt===
Rechteckige und quadratische Stützen werden meistens liegend in einer Schalung gefertigt. Standardmäßige Stahlbetonrechteckstützen können eine Stützenlänge von bis zu 34 m und eine Kantenlänge von 0,20 m bis 1,30 m aufweisen <ref name = "Q4"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonstützen, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetonstuetzen/stahlbetonstuetzen-eckig?export=pdf </ref>. In Sonderfällen können die Stützenlänge und die Querschnittsabmessungen variieren. Generell lässt sich sagen, dass bei Industrie- und Gewerbebauten hauptsächlich der Rechteckquerschnitt verwendet wird. Bei Geschossbauten des üblichen Hochbaus wird die quadratische Form mit konstantem Querschnitt über alle Geschosse bevorzugt. Dies hat den Vorteil, dass mit Hilfe von Konsolen einheitliche Auflagerungs- und Anschlusspunkte gebildet werden können. Bei der Herstellung ist es schalungstechnisch am günstigsten, wenn man Konsolen möglichst nur an zwei gegenüberliegenden Seiten oder an drei Seiten anordnet. Stützen mit vierseitigen Konsolen sind schalungs- und bewehrungstechnisch sehr aufwändig und werden daher nur in seltenen Ausnahmefällen hergestellt. Geschossbauten mit bis zu fünf Stockwerken können mit durchgehenden Stützen errichtet werden, ohne dass diese gestoßen werden müssen. <ref name = "Q1"></ref>.

===Stützen mit rundem Querschnitt===

Der Einsatz von runden Stützen hat sich in der Baubranche ebenfalls etabliert. Häufig werden sie trotz ihrer höheren Fertigungskosten als gestalterisches Element eingesetzt. Sie können in einer stehenden Schalung gefertigt werden, haben dann jedoch den Nachteil, dass sie nur geschosshoch ausgeführt werden können. Dementsprechend müssen sie für den Einsatz bei Geschossbauten oft gestoßen werden. Eine besondere Art von Stahlbetonfertigteilen ist die Schleuderbetonstütze. Sie wird liegend im Schleuderverfahren gefertigt und weist im Inneren einen Hohlraum auf. Mit diesem Fertigungsverfahren können runde, quadratische und ovale Stützen gefertigt werden. Des Weiteren lässt sich eine hohe Betonfestigkeit und eine gute Sichtbetonqualität realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Standardmäßige runde Schleuderbetonstützen können einen Durchmesser von 0,20 m bis zu 1,10 m aufweisen. Stützenlängen von bis zu 30 m sind möglich. In Sonderfällen können die Stützenlänge und der Stützendurchmesser variieren. <ref name = "Q5"> spannverbund, Stützenabmessungen, https://www.spannverbund.com/wp-content/uploads/2022/02/211213_Vorbemessungstabelle-Schleuderbetonstuetze.pdf </ref>.

==Wandelemente==

Fertigteilwandelemente kommen im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten zur Anwendung und ermöglichen schnelles und wirtschaftliches Bauen. Typische Fertigteile sind Elementwände oder Sandwich-Fassadenplatten.

===Elementwände===

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht3.jpg|right|thumb|250px|Elementwand auf Kipptisch 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Elementwände werden im üblichen Hochbau als Außen- oder Innenwände eingesetzt <ref name = "Q6"> Stefan Bar, Karsten Ebeling, Gottfried C.O. Lohmeyer, Lohmeyer Stahlbetonbau Bemessung - Konstruktion - Ausführung, 9. Auflage, Wiesbaden, 2013 </ref>. Sie bestehen aus zwei bewehrten Stahlbetonschalen, die durch [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträger]] miteinander verbunden sind und nach der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] am Einsatzort mit Ortbeton verfüllt werden (Halbfertigteil) <ref name = "Q7"> Oberndorfer, Typenblatt Hohlwandelemente, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/hwe-hohlwandelemente/hwe-hohlwandelemente?export=pdf </ref>. Um einen ausreichenden Verbund mit dem Ortbeton (Kernbeton) herzustellen, müssen die Innenseiten der beiden Stahlbetonschalen im Werk mit einer kornrauen Oberfläche ausgebildet werden. Die Elementwände gibt es mit unbewehrtem und bewehrtem Kernbeton. Beide Varianten sind in der Lage, vertikale und horizontale Lasten zu übertragen. Bei unbewehrten Wänden ist lediglich eine Transport- und Montagebewehrung erforderlich. Anders ist es bei den bewehrten Wänden. Hier darf die statisch erforderliche Bewehrung teilweise oder komplett in den beiden Stahlbetonschalen angeordnet werden. Die statisch erforderliche Bewehrung ist an den Plattenstößen, Wandecken und Wandanschlüssen zu verbinden oder durch zusätzlich eingelegte Bewehrungsstähle im Kernbeton zu übergreifen <ref name = "Q6"></ref>.

Die Elementwände werden meist liegend auf Kipptischen oder vertikal in Batterieschalungen mit Längen von 6,0 m und in besonderen Fällen sogar bis zu 12,0 m hergestellt. Die Breite der Elementwände wird durch die mögliche [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transportbreite oder -höhe]] bestimmt. Der Abstand zwischen den Stahlbetonschalen muss mindestens 7 cm betragen, um ein einwandfreies Betonieren vor Ort zu ermöglichen <ref name = "Q6"></ref>. Die Stahlbetonschalen selbst sind ca. 5 – 7 cm stark <ref name = "Q7"></ref>.

===Sandwich-Fassadenplatten===

[[Datei:Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Die dreischichtigen Sandwichplatten bestehen aus Vorsatzschale (Außenseite), Wärmedämmung (Kerndämmung) und Tragschicht (Innenseite) <ref name = "Q1"></ref>. Verbaut werden sie überall dort, wo große Fassaden mit guter Wärmedämmung und Sichtbeton als Fassadengestaltung gewünscht sind. Die einzelnen Schichtstärken sind je nach Anforderung frei wählbar <ref name = "Q8"> Oberndorfer, Typenblatt Sandwich Fassadenplatten, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/sandwich-fassadenplatten/sandwich-fassadenplatten?export=pdf </ref>. Die Sandwichplatten werden in einem Arbeitsgang hergestellt und als Ganzes montiert <ref name = "Q1"></ref>. Befestigt werden sie mit Hilfe von [[Fertigteile - Transport und Montage#Ankerschienen|Ankerschienen]] an den Bauwerksstützen <ref name = "Q8"></ref>. Um einen guten Flächenkontakt innerhalb des Sandwichelementes zu gewährleisten, werden Vorsatzschale und Tragschicht mittels korrosionsbeständiger Anker zusammengehalten <ref name = "Q6"></ref>. Als Dämmschicht werden häufig Polystyrol- oder Polyurethan-Hartschaumplatten verwendet <ref name = "Q1"></ref>.

Es gilt zu beachten, dass wegen der Temperaturunterschiede zwischen Außen- und Innenseite in der Vorsatzschale Verwölbungen auftreten können. Dies geschieht, weil die Tragschicht die Raumtemperatur annimmt, die Vorsatzschale jedoch aufgrund der Witterung häufigen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Aus diesem Grund sind bei der Bemessung die Einflüsse aus Temperatur, Feuchtigkeit, Austrocknen und [[Schwinden]] in ihrem zeitlichen Verlauf zu berücksichtigen. Um vertikale und horizontale Lasten zu übertragen, müssen die Trag- und Vorsatzschale bewehrt und mittels Anker verbunden sein. Um eine ausreichende [[Betondeckung]] in der Vorsatzschicht zu gewährleisten, darf die Bewehrung nur einlagig angeordnet werden <ref name = "Q6"></ref>. Die Sandwichelemente sind in der Regel 24 - 47 cm breit. Dabei beansprucht die Tragschale ca. 12 - 25 cm, die Dämmschicht ca. 6 - 14 cm und die Vorsatzschale ca. 6 - 8 cm <ref name = "Q8"></ref>. Sie werden liegend auf Schalungspaletten hergestellt. So können strukturierte und ausgewaschene Oberflächen erzielt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Träger und Binder==

[[Datei:Fertigteilträger.jpg|right|thumb|250px|Fertigteiltraeger 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Balkenelemente wie Fertigteilträger und Binder aus Stahlbeton bilden zusammen mit den [[Stahlbetonstütze - Übersicht|Stützen]] häufig die Tragstruktur eines Bauwerkes. Sie dienen dabei hauptsächlich als horizontale Tragelemente zur Auflagerung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Decken-]] und Dachelementen sowie als Aussteifung des Bauwerks.

===Träger===

Stahlbetonträger gibt es in verschiedenen Querschnittsformen, darunter rechteckige, L-förmige und kreuzförmige Profile. Die Abmessungen der Träger sind in der Regel auf eine Breite von 1,50 m und eine Höhe von 1,80 m begrenzt. In Spannbetonbauweise können Längen bis zu 34 m erreicht werden. Um haustechnische Leitungen im Gebäudeinneren unterzubringen, werden häufig runde und eckige Aussparungen in den Trägern angeordnet <ref name = "Q9"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonträger, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetontraeger/stahlbetontraeger?export=pdf </ref>.

===Binder===

[[Datei:20211018 115534-min.jpg|right|thumb|250px|Fertigteilbinder 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonbinder tragen die Dacheindeckung. Diese besteht bei Industrie- und Gewerbebauten für gewöhnlich aus Trapezblechprofilen oder Porenbetonplatten. Die Binder gibt es als I- und T-Profile, wobei das T-Profil die wirtschaftlichere Querschnittsform darstellt <ref name = "Q1"></ref>. Aus statischen Gründen wird eine Stegbreite von 0,50 m und eine Gurtbreite von 1,00 m sowie eine Höhe von 2,50 m nur in Ausnahmefällen überschritten. Wirtschaftliche Spannweiten für Stahlbetonbinder sind 12 bis 24 m <ref name = "Q10"> Oberndorfer, Typenblatt I-Binder, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbeton-spannbetonbinder/i-binder?export=pdf </ref>. Mit vorgespannter Bewehrung sind Spannweiten bis zu 40 m möglich. Die Dachneigung kann durch eine Schrägstellung des Binders oder durch unterschiedliches Ausklinken der Pfetten erreicht werden. Aussparungen für haustechnische Leitungen sind ebenfalls möglich <ref name = "Q1"></ref>.

==Deckenelemente==

===Fertigdecke===

Die Fertigdecke wird voll maschinell hergestellt und ist, wenn sie in hohen Stückzahlen produziert wird, eines der wirtschaftlichsten Deckensysteme. Die Hohlräume bringen bis zu 40 % Material- bzw. Gewichtsersparnis gegenüber Massivplatten. Es wird grundsätzlich zwischen schlaff bewehrten und vorgespannten Platten unterschieden.
Schlaff bewehrte Fertigdecken werden in einer speziellen Betonier- und Rohrziehanlage im [[Fertigteile - Herstellung#Umlaufverfahren|Umlaufverfahren]] hergestellt. In der Regel ist hier eine Längs-, Quer- und Bügelbewehrung erforderlich. Die Fertigdecken gibt es mit einer Breite bis 2,50 m, einer Deckenstärke bis 0,30 m und einer Spannweite bis zu 10 m <ref name = "Q1"></ref>.
Bei einer vorgespannten Fertigdecke besteht die Bewehrung ausschließlich aus längs vorgespannten Drähten oder Litzen. Die Herstellung kann mit Hilfe von Extrudern oder Gleitfertigern auf langen Spannbahnen ([[Fertigteile - Herstellung#Bahnenfertigung|Bahnenfertigung]]) erfolgen <ref name = "Q2"></ref>. Die Spannbetonhohlplatten haben eine maximale Breite von 1,20 m, eine Deckenstärke von 0,16 – 0,50 m und eine Spannweite bis zu 22 m <ref name = "Q11"> Oberndorfer, Typenblatt VSD Spannbetonhohldielen, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/vsd-vorgespannte-hohldiele/vsd-spannbetonhohldielen?export=pdf </ref>.

===Rippenplatte===

Durch die Kombination von Platte und Unterzug entsteht eine so genannte TT-Doppelsteg-Platte, die in der Lage ist, wesentlich größere Spannweiten zu überbrücken und größere Lasten abzutragen als eine ebene Vollplatte <ref name = "Q2"></ref>. Sie wird mit schlaffer Bewehrung in langen Schalungen oder vorgespannt in einem Spannbett gefertigt <ref name = "Q1"></ref>.

Um im eingebauten Zustand eine ausreichende Übertragung von Schub- und Querkräften zu ermöglichen, wird eine Fugenverzahnung erzeugt, in dem die seitliche Schalung des Plattenrandes eine profilierte Oberfläche erhält. Des Weiteren lässt sich die gewünschte Platten- und Stegbreite mit Hilfe einer seitlich verstellbaren Seitenschalung einstellen <ref name = "Q2"></ref>. Um die Elemente nach dem Erhärten aus der starren Schalung zu heben, haben die Stege in der Regel einen nach unten verjüngten Querschnitt (1:20). Die Platten werden meistens mit einem 6 cm starken Plattenspiegel gefertigt, der als verlorene Schalung für die später aufgebrachte Ortbetonschicht dient. Die Ortbetonschicht wird ebenfalls bewehrt, um unter anderem eine Scheibenwirkung zu erzielen <ref name = "Q1"></ref>.

Die TT-Doppelstegplatten können mit einer Breite bis 3,00 m, einer Höhe bis 0,80 m und einer maximalen Spannweite bis 25 m hergestellt werden. Die Stege haben einen maximalen Achsabstand von 1,30 m.
Um Bauhöhe zu sparen, können die Stege im Bereich des Auflagers etwas ausgeklinkt werden. Die sogenannte Spiegelauflagerung hat die Besonderheit, dass der Steg bis zur Unterkante der Platte ausgeklinkt wird. Dies ist nur sinnvoll, wenn auch nur sehr geringe Auflagerkräfte wirken <ref name = "Q2"></ref>.
Es können auch einstegige T-Platten hergestellt werden. Diese finden ihre Anwendung als Auswechselplatte in Deckensystemen mit TT-Platten oder werden als stehende Wandelemente für Hochregallager eingesetzt <ref name = "Q1"></ref>.

===Elementdecke===

Bei der [[Elementdecken - Begriffe|Elementdecke]] (Gitterträgerdecke) handelt es sich um eine ca. 5 cm starke Fertigteilplatte mit einer Breite bis 3 m <ref name = "Q12"> Oberndorfer, Typenblatt Elementdecke, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/ed-elementdecke/elementdecke?export=pdf </ref>. Diese Fertigteilplatte enthält bereits ihre statisch erforderliche untere Bewehrung und dient später als Schalung für den Ortbeton. Um die dünnen Fertigteilplatten gut handhaben zu können, werden sie mit biegesteifer Bewehrung in Form von [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträgern]] versehen. Im Montagezustand dient der freiliegende Obergurt der Gitterträger als Druckzone. Die beiden bereits einbetonierten Untergurte können der statisch erforderlichen Zugbewehrung angerechnet werden. Eine ausreichende Verbindung zwischen Fertigteil und Ortbeton wird durch die diagonalen Streben der Gitterträger und die raue Oberseite der Platte gewährleistet. So kann die Decke im Prinzip wie eine in einem Arbeitsgang hergestellte Ortbetonplatte bemessen werden. Um eine Durchlaufwirkung der Decke zu erreichen, kann auf der Baustelle einfach eine obere Bewehrung auf die Gitterträger montiert werden.

Mittels spezieller Gitterträger können Elementdecken mit 5 m Spannweite ohne Montageunterstützung verbaut werden. Die speziellen Gitterträger bestehen aus U-förmigen und knickstabilen Stahlblechprofilen anstelle von stabförmigen Obergurten. Diese Deckenart ist bei Bauwerken mit großen Geschosshöhen besonders wirtschaftlich, sofern der Mehrpreis für die speziellen Gitterträger geringer ist als die Kosten für eine Montageunterstützung <ref name = "Q1"></ref>.

In der Regel sind die Decken einachsig gespannt und schlaff bewehrt. Es lassen sich wirtschaftliche Stützweiten bis 7,50 m erreichen. Mit zweiachsig gespannten Decken können Stützweiten bis 10 m erreicht werden <ref name = "Q12"></ref>. Vorgespannte Elementdecken werden ebenfalls angeboten, mit denen noch größere Stützweiten realisiert werden können. Die Herstellung von Elementdecken (Halbfertigteil) bringt im Vergleich zur Anwendung von Vollfertigteil-Deckensystemen eine längere Bauzeit mit sich. Jedoch können aufgrund des geringen Gewichtes großflächigere Elemente verbaut werden, die weniger [[Fertigteile - Transport und Montage#Elementfugen|Fugen]] und kaum vertikale Versprünge mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>.

==Vor- und Nachteile==

===Qualitätsverbesserung===

Vorteilhaft bei der Werksfertigung ist, dass die Produktion nicht der Witterung ausgesetzt ist. Somit entstehen bessere Arbeitsbedingungen, die eine höhere Arbeitsleistung der Arbeiter*innen und auch eine bessere Qualität der Bauteile im Vergleich zur Ortbetonbauweise mit sich bringen. Bei der [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung von Fertigteilen]] sorgen unter anderem die eingesetzten Typen- und Stahlschalungen für eine exakte Maßhaltigkeit. Durch den [[Fertigteile - Herstellung#Beton im Fertigteilbau|werksseitig hergestellten Beton]] lässt sich eine sehr hohe Betonqualität erzielen. Des Weiteren lassen sich nur im Fertigteilwerk strukturierte und farblich gestaltete Bauteile nach architektonischen Vorgaben, wie es zum Beispiel bei [[Fertigteile - Übersicht#Sandwich-Fassadenplatten|Fassadenplatten]] der Fall ist, realisieren <ref name = "Q1"></ref>.

===Herstellungskosten===

Um die anfallenden Kosten bei der Herstellung von Fertigteilen zu senken, werden gut konstruierte und durchdachte Schalungen eingesetzt, die bei großen Serien mehrfach verwendet werden können. Die mögliche Mechanisierung und Automatisierung im Werk sorgt für eine wesentlich schnellere Fertigung der Bauteile. Durch den Einbau der Fertigteile werden die Kosten auf der Baustelle zusätzlich durch nur selten oder gar nicht benötigte Gerüste reduziert.
Einen weiteren Vorteil bringen die dünn ausgeführten Bauteilquerschnitte mit sich. Anstatt einfacher Rechteckquerschnitte werden beispielsweise an die höhere Betonqualität angepasste T-Querschnitte verwendet. Diese erfüllen genauestens die statischen Erfordernisse und sorgen so für eine Material- und Gewichtsersparnis <ref name = "Q1"></ref>.

Ein großer Nachteil der Fertigteile ist der [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transport]] und die damit verbundenen Kosten. Zunächst muss überhaupt eine Zufahrt zu der Baustelle vorhanden sein. Um die Transportkosten im Rahmen zu halten, lohnt sich der Einsatz von werksseitig hergestellten Bauteilen oft nur in einem gewissen Aktionsradius. Allerdings stellt dies nur noch begrenzt ein Problem dar, denn heutzutage sind leistungsfähige Fertigteilwerke überall dort flächendeckend anzutreffen, wo auch eine gewisse Nachfrage besteht <ref name = "Q1"></ref>.

===Bauzeit===

Durch das Errichten eines Bauwerkes mit Hilfe von Fertigteilen wird die Bauzeit drastisch verkürzt. Dies liegt daran, dass die benötigten Bauteile (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Fundamente|Fundamente]], [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Binder]]) das ganze Jahr über produziert werden können. Allerdings wird bei der Werksfertigung eine gewisse Vorlaufzeit benötigt, um die Fertigteile zu produzieren. Die anschließende [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] kann innerhalb kürzester Zeit (auch im Winter) auf der Baustelle und ohne eine aufwendige Baustelleneinrichtung erfolgen. Dank der verkürzten Bauzeit lassen sich Finanzierungskosten einsparen. Des Weiteren profitieren beispielsweise Industriebauten von frühzeitigeren Nutzungserträgen. Bei einem Bauwerk, welches nicht aus einem Standardfertigteilsystem besteht, ist der Planungsaufwand jedoch oftmals sehr hoch <ref name = "Q1"></ref>.

==Regeln und Normen==

Um einen guten Überblick zu den aktuell gültigen Normen und Richtlinien zu erlangen, wird an dieser Stelle auf das Buch „Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau“ verwiesen <ref name = "Q13"> Alfred Steinle, Hubert Bachmann, Mathias Tillmann, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 3. Auflage, Berlin, 2018 </ref>. Dort sind nationale, europäische und internationale Normen aufgeführt. Informationen zu den Richtlinien des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb), Merkblätter der Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e.V. sowie des Deutschen Beton- und Bautechnik-Verein e.V. sind ebenfalls enthalten. Die Anwendung dieser Normen und Richtlinien in Bezug auf die Bemessung und Konstruktion von Stahl- und Spannbetontragwerken ist im [[Eurocode - Übersicht|Eurocode]] 2 festgehalten <ref name = "Q14"> Frank Fingerloos, Josef Hegger, Konrad Zilch, Eurocode 2 für Deutschland DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit Nationalem Anhang Kommentierte Fassung. 2. Auflage, Berlin, 2016 </ref>.

==Quellen==

<references/>

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|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Übersicht

2023-11-22T10:46:59Z

AFoerster: /* Stützen */

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht1.jpg|right|thumb|450px|Lagerung verschiedener Betonfertigteile 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite soll einen allgemeinen Überblick zu Betonfertigteilen geben. Fertigteile sind Bauteile, welche aus Beton, Stahlbeton oder Spannbeton bestehen und in einem Betonfertigteilwerk hergestellt werden. Nach der Fertigung werden diese zur Baustelle geliefert und montiert. Neben den normalen Fertigteilen gibt es auch noch so genannte Halbfertigteile. Diese werden zum Teil in einem Betonwerk vorproduziert, dann zur Baustelle geliefert und vor Ort fertiggestellt (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Elementdecke]]).

Die Fertigteilbauweise bringt einige Besonderheiten im Vergleich zu der Ortbetonbauweise mit sich. Beispielsweise kommen bei der Werksfertigung nur Betone mit hoher Festigkeitsklasse (C30/37 und höher) zum Einsatz. Im Betonwerk hergestellte Fertigteile haben eine sehr gute Bauteilqualität. Außerdem können die Herstellkosten und die Bauzeit für ein Bauwerk reduziert werden.

==Fundamente==

Im Fertigteilbau wird zwischen Köcher- und Blockfundamenten unterschieden. Beide Varianten stellen eine Steckverbindung zwischen Stütze und Fundament dar. Die Begriffsbildung ist hier jedoch nicht einheitlich. In <ref name = "Q14"></ref> werden z. B. beide Fundamenttypen unter dem Begriff "Köcherfundament" zusammengefasst. Auf der Baustelle werden die Fertigteilfundamente in der Regel auf einer Sauberkeitsschicht aus Magerbeton und einer darüber liegenden, ca. 3 cm starken Ausgleichsschicht aus Sand positioniert. Anschließend werden die [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Fertigteilstützen]] in die dafür vorgesehenen Fundamentaussparungen eingestellt und vermörtelt. Mithilfe dieser Verbindung lassen sich die am Stützenfuß entstehenden Schnittgrößen in die [[Fundamente|Fundamente]] einleiten. Somit kann auf eine klassische zugfeste Verbindung zwischen Stütze und Fundament mittels Anschlussbewehrung verzichtet werden <ref name = "Q2"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

===Köcherfundamente===
Köcherfundamente bestehen aus einem Fundamentquader und einem oben aufgesetzten Becher, welcher innen eine glatte oder verzahnte Oberfläche aufweist <ref name = "Q1"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>. Bei einem glatten (unverzahnten) Köcher wird die Stützennormalkraft per Spitzendruck in das Fundament eingeleitet. Diese Variante erfordert einen dicken Fundamentquader, welcher eine große Bauhöhe und großes Gewicht mit sich bringt. Besonders wichtig ist die Kraftübertragung zwischen Stütze und Fundament. Hierfür ist ein verzahnter Köcher wesentlich besser geeignet als ein unverzahnter. Bei verzahnten Köcherfundamenten werden die Kräfte über die gesamte Höhe der Verzahnung (Mantelreibung) eingeleitet <ref name = "Q2"></ref>. Wenn aus bestimmten Gründen keine kompletten Fundamente benötigt werden, können einzelne Köcherhälse zum Einsatz kommen. Diese werden als Fertigteil (genauer: Halbfertigteil) auf die Baustelle geliefert und in die vor Ort hergestellte Bodenplatte eingebaut <ref name = "Q3"> Oberndorfer, Typenblatt Köcherhälse, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/fundamente/koecherhaelse?export=pdf </ref>. Die Köcherverzahnung kann mit Hilfe einer verlorenen Schalung hergestellt werden. Typische Schalkörper sind trapezförmige Blechschalungen, gewellte Vierkantblechrohre oder Kunststoffschalungskästen <ref name = "Q2"></ref><ref name = "Q1"></ref>.

===Blockfundamente===

Das Blockfundament ist eine Alternative zum Köcherfundament. Es besteht ebenfalls aus einem dicken Fundamentblock, hat aber anstelle eines aufgesetzten Köchers einen eingelassenen Köcher. Somit lassen sich geringere Fundamentabmessungen und eine flachere Gründung realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Die Kraftübertragung muss aufgrund der geringen Fundamentstärke unterhalb der Stütze per Mantelreibung erfolgen. Deshalb ist eine horizontal umlaufende Verzahnung am Stützenfuß und in der Fundamentaussparung zwingend notwendig <ref name = "Q2"></ref>. Generell lässt sich sagen, dass die Herstellung eines Blockfundamentes um einiges wirtschaftlicher ist als die eines Köcherfundamentes. Denn auf den schalungs- und bewehrungstechnischen Aufwand des aufgesetzten Köchers kann verzichtet werden <ref name = "Q1"></ref>. Durch den eingelassenen Köcher lässt sich im Vergleich zu einem aufgesetzten Köcher auch etwas Beton einsparen. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn das Fundament im eingebauten Zustand nicht allzu große Biegemomente aufnehmen muss. Sollte dies doch der Fall sein, muss mehr Beton zum Einsatz kommen. Des Weiteren besteht durch eine zu geringe Fundamentstärke unterhalb der Stütze, einer zu hohen Stützeneigenlast und einem noch nicht ausgehärteten Mörtel die Gefahr des [[Durchstanzen|Durchstanzens]] <ref name = "Q2"></ref>.

==Stützen==

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht2.jpg|right|thumb|250px|liegende Fertigteilstütze inklusive Konsolen und Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonfertigteilstützen finden im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten Anwendung. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Tragstruktur von Bauwerken und sorgen für den vertikalen Lastabtrag. Standardmäßige Fertigteilstützen haben einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt, aber auch Sonderformen wie beispielsweise runde oder ovale Querschnitte sind möglich.

===Stützen mit rechteckigem Querschnitt===
Rechteckige und quadratische Stützen werden meistens liegend in einer Schalung gefertigt. Standardmäßige Stahlbetonrechteckstützen können eine Stützenlänge von bis zu 34 m und eine Kantenlänge von 0,20 m bis 1,30 m aufweisen <ref name = "Q4"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonstützen, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetonstuetzen/stahlbetonstuetzen-eckig?export=pdf </ref>. In Sonderfällen können die Stützenlänge und die Querschnittsabmessungen variieren. Generell lässt sich sagen, dass bei Industrie- und Gewerbebauten hauptsächlich der Rechteckquerschnitt verwendet wird. Bei Geschossbauten des üblichen Hochbaus wird die quadratische Form mit konstantem Querschnitt über alle Geschosse bevorzugt. Dies hat den Vorteil, dass mit Hilfe von Konsolen einheitliche Auflagerungs- und Anschlusspunkte gebildet werden können. Bei der Herstellung ist es schalungstechnisch am günstigsten, wenn man Konsolen möglichst nur an zwei gegenüberliegenden Seiten oder an drei Seiten anordnet. Stützen mit vierseitigen Konsolen sind schalungs- und bewehrungstechnisch sehr aufwändig und werden daher nur in seltenen Ausnahmefällen hergestellt. Geschossbauten mit bis zu fünf Stockwerken können mit durchgehenden Stützen errichtet werden, ohne dass diese gestoßen werden müssen. <ref name = "Q1"></ref>.

===Stützen mit rundem Querschnitt===

Der Einsatz von runden Stützen hat sich in der Baubranche ebenfalls etabliert. Häufig werden sie trotz ihrer höheren Fertigungskosten als gestalterisches Element eingesetzt. Sie können in einer stehenden Schalung gefertigt werden, haben dann jedoch den Nachteil, dass sie nur geschosshoch ausgeführt werden können. Dementsprechend müssen sie für den Einsatz bei Geschossbauten oft gestoßen werden. Eine besondere Art von Stahlbetonfertigteilen ist die Schleuderbetonstütze. Sie wird liegend im Schleuderverfahren gefertigt und weist im Inneren einen Hohlraum auf. Mit diesem Fertigungsverfahren können runde, quadratische und ovale Stützen gefertigt werden. Des Weiteren lässt sich eine hohe Betonfestigkeit und eine gute Sichtbetonqualität realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Standardmäßige runde Schleuderbetonstützen können einen Durchmesser von 0,20 m bis zu 1,10 m aufweisen. Stützenlängen von bis zu 30 m sind möglich. In Sonderfällen können die Stützenlänge und der Stützendurchmesser variieren. <ref name = "Q5"> spannverbund, Stützenabmessungen, https://www.spannverbund.com/wp-content/uploads/2022/02/211213_Vorbemessungstabelle-Schleuderbetonstuetze.pdf </ref>.

==Wandelemente==

Fertigteilwandelemente kommen im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten zur Anwendung und ermöglichen schnelles und wirtschaftliches Bauen. Typische Fertigteile sind Elementwände oder Sandwich-Fassadenplatten.

===Elementwände===

[[Datei:Elementwand auf Kipptisch.jpg|right|thumb|250px|Elementwand auf Kipptisch 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Elementwände werden im üblichen Hochbau als Außen- oder Innenwände eingesetzt <ref name = "Q6"> Stefan Bar, Karsten Ebeling, Gottfried C.O. Lohmeyer, Lohmeyer Stahlbetonbau Bemessung - Konstruktion - Ausführung, 9. Auflage, Wiesbaden, 2013 </ref>. Sie bestehen aus zwei bewehrten Stahlbetonschalen, die durch [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträger]] miteinander verbunden sind und nach der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] am Einsatzort mit Ortbeton verfüllt werden (Halbfertigteil) <ref name = "Q7"> Oberndorfer, Typenblatt Hohlwandelemente, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/hwe-hohlwandelemente/hwe-hohlwandelemente?export=pdf </ref>. Um einen ausreichenden Verbund mit dem Ortbeton (Kernbeton) herzustellen, müssen die Innenseiten der beiden Stahlbetonschalen im Werk mit einer kornrauen Oberfläche ausgebildet werden. Die Elementwände gibt es mit unbewehrtem und bewehrtem Kernbeton. Beide Varianten sind in der Lage, vertikale und horizontale Lasten zu übertragen. Bei unbewehrten Wänden ist lediglich eine Transport- und Montagebewehrung erforderlich. Anders ist es bei den bewehrten Wänden. Hier darf die statisch erforderliche Bewehrung teilweise oder komplett in den beiden Stahlbetonschalen angeordnet werden. Die statisch erforderliche Bewehrung ist an den Plattenstößen, Wandecken und Wandanschlüssen zu verbinden oder durch zusätzlich eingelegte Bewehrungsstähle im Kernbeton zu übergreifen <ref name = "Q6"></ref>.

Die Elementwände werden meist liegend auf Kipptischen oder vertikal in Batterieschalungen mit Längen von 6,0 m und in besonderen Fällen sogar bis zu 12,0 m hergestellt. Die Breite der Elementwände wird durch die mögliche [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transportbreite oder -höhe]] bestimmt. Der Abstand zwischen den Stahlbetonschalen muss mindestens 7 cm betragen, um ein einwandfreies Betonieren vor Ort zu ermöglichen <ref name = "Q6"></ref>. Die Stahlbetonschalen selbst sind ca. 5 – 7 cm stark <ref name = "Q7"></ref>.

===Sandwich-Fassadenplatten===

[[Datei:Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Die dreischichtigen Sandwichplatten bestehen aus Vorsatzschale (Außenseite), Wärmedämmung (Kerndämmung) und Tragschicht (Innenseite) <ref name = "Q1"></ref>. Verbaut werden sie überall dort, wo große Fassaden mit guter Wärmedämmung und Sichtbeton als Fassadengestaltung gewünscht sind. Die einzelnen Schichtstärken sind je nach Anforderung frei wählbar <ref name = "Q8"> Oberndorfer, Typenblatt Sandwich Fassadenplatten, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/sandwich-fassadenplatten/sandwich-fassadenplatten?export=pdf </ref>. Die Sandwichplatten werden in einem Arbeitsgang hergestellt und als Ganzes montiert <ref name = "Q1"></ref>. Befestigt werden sie mit Hilfe von [[Fertigteile - Transport und Montage#Ankerschienen|Ankerschienen]] an den Bauwerksstützen <ref name = "Q8"></ref>. Um einen guten Flächenkontakt innerhalb des Sandwichelementes zu gewährleisten, werden Vorsatzschale und Tragschicht mittels korrosionsbeständiger Anker zusammengehalten <ref name = "Q6"></ref>. Als Dämmschicht werden häufig Polystyrol- oder Polyurethan-Hartschaumplatten verwendet <ref name = "Q1"></ref>.

Es gilt zu beachten, dass wegen der Temperaturunterschiede zwischen Außen- und Innenseite in der Vorsatzschale Verwölbungen auftreten können. Dies geschieht, weil die Tragschicht die Raumtemperatur annimmt, die Vorsatzschale jedoch aufgrund der Witterung häufigen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Aus diesem Grund sind bei der Bemessung die Einflüsse aus Temperatur, Feuchtigkeit, Austrocknen und [[Schwinden]] in ihrem zeitlichen Verlauf zu berücksichtigen. Um vertikale und horizontale Lasten zu übertragen, müssen die Trag- und Vorsatzschale bewehrt und mittels Anker verbunden sein. Um eine ausreichende [[Betondeckung]] in der Vorsatzschicht zu gewährleisten, darf die Bewehrung nur einlagig angeordnet werden <ref name = "Q6"></ref>. Die Sandwichelemente sind in der Regel 24 - 47 cm breit. Dabei beansprucht die Tragschale ca. 12 - 25 cm, die Dämmschicht ca. 6 - 14 cm und die Vorsatzschale ca. 6 - 8 cm <ref name = "Q8"></ref>. Sie werden liegend auf Schalungspaletten hergestellt. So können strukturierte und ausgewaschene Oberflächen erzielt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Träger und Binder==

[[Datei:Fertigteilträger.jpg|right|thumb|250px|Fertigteiltraeger 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Balkenelemente wie Fertigteilträger und Binder aus Stahlbeton bilden zusammen mit den [[Stahlbetonstütze - Übersicht|Stützen]] häufig die Tragstruktur eines Bauwerkes. Sie dienen dabei hauptsächlich als horizontale Tragelemente zur Auflagerung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Decken-]] und Dachelementen sowie als Aussteifung des Bauwerks.

===Träger===

Stahlbetonträger gibt es in verschiedenen Querschnittsformen, darunter rechteckige, L-förmige und kreuzförmige Profile. Die Abmessungen der Träger sind in der Regel auf eine Breite von 1,50 m und eine Höhe von 1,80 m begrenzt. In Spannbetonbauweise können Längen bis zu 34 m erreicht werden. Um haustechnische Leitungen im Gebäudeinneren unterzubringen, werden häufig runde und eckige Aussparungen in den Trägern angeordnet <ref name = "Q9"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonträger, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetontraeger/stahlbetontraeger?export=pdf </ref>.

===Binder===

[[Datei:20211018 115534-min.jpg|right|thumb|250px|Fertigteilbinder 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonbinder tragen die Dacheindeckung. Diese besteht bei Industrie- und Gewerbebauten für gewöhnlich aus Trapezblechprofilen oder Porenbetonplatten. Die Binder gibt es als I- und T-Profile, wobei das T-Profil die wirtschaftlichere Querschnittsform darstellt <ref name = "Q1"></ref>. Aus statischen Gründen wird eine Stegbreite von 0,50 m und eine Gurtbreite von 1,00 m sowie eine Höhe von 2,50 m nur in Ausnahmefällen überschritten. Wirtschaftliche Spannweiten für Stahlbetonbinder sind 12 bis 24 m <ref name = "Q10"> Oberndorfer, Typenblatt I-Binder, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbeton-spannbetonbinder/i-binder?export=pdf </ref>. Mit vorgespannter Bewehrung sind Spannweiten bis zu 40 m möglich. Die Dachneigung kann durch eine Schrägstellung des Binders oder durch unterschiedliches Ausklinken der Pfetten erreicht werden. Aussparungen für haustechnische Leitungen sind ebenfalls möglich <ref name = "Q1"></ref>.

==Deckenelemente==

===Fertigdecke===

Die Fertigdecke wird voll maschinell hergestellt und ist, wenn sie in hohen Stückzahlen produziert wird, eines der wirtschaftlichsten Deckensysteme. Die Hohlräume bringen bis zu 40 % Material- bzw. Gewichtsersparnis gegenüber Massivplatten. Es wird grundsätzlich zwischen schlaff bewehrten und vorgespannten Platten unterschieden.
Schlaff bewehrte Fertigdecken werden in einer speziellen Betonier- und Rohrziehanlage im [[Fertigteile - Herstellung#Umlaufverfahren|Umlaufverfahren]] hergestellt. In der Regel ist hier eine Längs-, Quer- und Bügelbewehrung erforderlich. Die Fertigdecken gibt es mit einer Breite bis 2,50 m, einer Deckenstärke bis 0,30 m und einer Spannweite bis zu 10 m <ref name = "Q1"></ref>.
Bei einer vorgespannten Fertigdecke besteht die Bewehrung ausschließlich aus längs vorgespannten Drähten oder Litzen. Die Herstellung kann mit Hilfe von Extrudern oder Gleitfertigern auf langen Spannbahnen ([[Fertigteile - Herstellung#Bahnenfertigung|Bahnenfertigung]]) erfolgen <ref name = "Q2"></ref>. Die Spannbetonhohlplatten haben eine maximale Breite von 1,20 m, eine Deckenstärke von 0,16 – 0,50 m und eine Spannweite bis zu 22 m <ref name = "Q11"> Oberndorfer, Typenblatt VSD Spannbetonhohldielen, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/vsd-vorgespannte-hohldiele/vsd-spannbetonhohldielen?export=pdf </ref>.

===Rippenplatte===

Durch die Kombination von Platte und Unterzug entsteht eine so genannte TT-Doppelsteg-Platte, die in der Lage ist, wesentlich größere Spannweiten zu überbrücken und größere Lasten abzutragen als eine ebene Vollplatte <ref name = "Q2"></ref>. Sie wird mit schlaffer Bewehrung in langen Schalungen oder vorgespannt in einem Spannbett gefertigt <ref name = "Q1"></ref>.

Um im eingebauten Zustand eine ausreichende Übertragung von Schub- und Querkräften zu ermöglichen, wird eine Fugenverzahnung erzeugt, in dem die seitliche Schalung des Plattenrandes eine profilierte Oberfläche erhält. Des Weiteren lässt sich die gewünschte Platten- und Stegbreite mit Hilfe einer seitlich verstellbaren Seitenschalung einstellen <ref name = "Q2"></ref>. Um die Elemente nach dem Erhärten aus der starren Schalung zu heben, haben die Stege in der Regel einen nach unten verjüngten Querschnitt (1:20). Die Platten werden meistens mit einem 6 cm starken Plattenspiegel gefertigt, der als verlorene Schalung für die später aufgebrachte Ortbetonschicht dient. Die Ortbetonschicht wird ebenfalls bewehrt, um unter anderem eine Scheibenwirkung zu erzielen <ref name = "Q1"></ref>.

Die TT-Doppelstegplatten können mit einer Breite bis 3,00 m, einer Höhe bis 0,80 m und einer maximalen Spannweite bis 25 m hergestellt werden. Die Stege haben einen maximalen Achsabstand von 1,30 m.
Um Bauhöhe zu sparen, können die Stege im Bereich des Auflagers etwas ausgeklinkt werden. Die sogenannte Spiegelauflagerung hat die Besonderheit, dass der Steg bis zur Unterkante der Platte ausgeklinkt wird. Dies ist nur sinnvoll, wenn auch nur sehr geringe Auflagerkräfte wirken <ref name = "Q2"></ref>.
Es können auch einstegige T-Platten hergestellt werden. Diese finden ihre Anwendung als Auswechselplatte in Deckensystemen mit TT-Platten oder werden als stehende Wandelemente für Hochregallager eingesetzt <ref name = "Q1"></ref>.

===Elementdecke===

Bei der [[Elementdecken - Begriffe|Elementdecke]] (Gitterträgerdecke) handelt es sich um eine ca. 5 cm starke Fertigteilplatte mit einer Breite bis 3 m <ref name = "Q12"> Oberndorfer, Typenblatt Elementdecke, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/ed-elementdecke/elementdecke?export=pdf </ref>. Diese Fertigteilplatte enthält bereits ihre statisch erforderliche untere Bewehrung und dient später als Schalung für den Ortbeton. Um die dünnen Fertigteilplatten gut handhaben zu können, werden sie mit biegesteifer Bewehrung in Form von [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträgern]] versehen. Im Montagezustand dient der freiliegende Obergurt der Gitterträger als Druckzone. Die beiden bereits einbetonierten Untergurte können der statisch erforderlichen Zugbewehrung angerechnet werden. Eine ausreichende Verbindung zwischen Fertigteil und Ortbeton wird durch die diagonalen Streben der Gitterträger und die raue Oberseite der Platte gewährleistet. So kann die Decke im Prinzip wie eine in einem Arbeitsgang hergestellte Ortbetonplatte bemessen werden. Um eine Durchlaufwirkung der Decke zu erreichen, kann auf der Baustelle einfach eine obere Bewehrung auf die Gitterträger montiert werden.

Mittels spezieller Gitterträger können Elementdecken mit 5 m Spannweite ohne Montageunterstützung verbaut werden. Die speziellen Gitterträger bestehen aus U-förmigen und knickstabilen Stahlblechprofilen anstelle von stabförmigen Obergurten. Diese Deckenart ist bei Bauwerken mit großen Geschosshöhen besonders wirtschaftlich, sofern der Mehrpreis für die speziellen Gitterträger geringer ist als die Kosten für eine Montageunterstützung <ref name = "Q1"></ref>.

In der Regel sind die Decken einachsig gespannt und schlaff bewehrt. Es lassen sich wirtschaftliche Stützweiten bis 7,50 m erreichen. Mit zweiachsig gespannten Decken können Stützweiten bis 10 m erreicht werden <ref name = "Q12"></ref>. Vorgespannte Elementdecken werden ebenfalls angeboten, mit denen noch größere Stützweiten realisiert werden können. Die Herstellung von Elementdecken (Halbfertigteil) bringt im Vergleich zur Anwendung von Vollfertigteil-Deckensystemen eine längere Bauzeit mit sich. Jedoch können aufgrund des geringen Gewichtes großflächigere Elemente verbaut werden, die weniger [[Fertigteile - Transport und Montage#Elementfugen|Fugen]] und kaum vertikale Versprünge mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>.

==Vor- und Nachteile==

===Qualitätsverbesserung===

Vorteilhaft bei der Werksfertigung ist, dass die Produktion nicht der Witterung ausgesetzt ist. Somit entstehen bessere Arbeitsbedingungen, die eine höhere Arbeitsleistung der Arbeiter*innen und auch eine bessere Qualität der Bauteile im Vergleich zur Ortbetonbauweise mit sich bringen. Bei der [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung von Fertigteilen]] sorgen unter anderem die eingesetzten Typen- und Stahlschalungen für eine exakte Maßhaltigkeit. Durch den [[Fertigteile - Herstellung#Beton im Fertigteilbau|werksseitig hergestellten Beton]] lässt sich eine sehr hohe Betonqualität erzielen. Des Weiteren lassen sich nur im Fertigteilwerk strukturierte und farblich gestaltete Bauteile nach architektonischen Vorgaben, wie es zum Beispiel bei [[Fertigteile - Übersicht#Sandwich-Fassadenplatten|Fassadenplatten]] der Fall ist, realisieren <ref name = "Q1"></ref>.

===Herstellungskosten===

Um die anfallenden Kosten bei der Herstellung von Fertigteilen zu senken, werden gut konstruierte und durchdachte Schalungen eingesetzt, die bei großen Serien mehrfach verwendet werden können. Die mögliche Mechanisierung und Automatisierung im Werk sorgt für eine wesentlich schnellere Fertigung der Bauteile. Durch den Einbau der Fertigteile werden die Kosten auf der Baustelle zusätzlich durch nur selten oder gar nicht benötigte Gerüste reduziert.
Einen weiteren Vorteil bringen die dünn ausgeführten Bauteilquerschnitte mit sich. Anstatt einfacher Rechteckquerschnitte werden beispielsweise an die höhere Betonqualität angepasste T-Querschnitte verwendet. Diese erfüllen genauestens die statischen Erfordernisse und sorgen so für eine Material- und Gewichtsersparnis <ref name = "Q1"></ref>.

Ein großer Nachteil der Fertigteile ist der [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transport]] und die damit verbundenen Kosten. Zunächst muss überhaupt eine Zufahrt zu der Baustelle vorhanden sein. Um die Transportkosten im Rahmen zu halten, lohnt sich der Einsatz von werksseitig hergestellten Bauteilen oft nur in einem gewissen Aktionsradius. Allerdings stellt dies nur noch begrenzt ein Problem dar, denn heutzutage sind leistungsfähige Fertigteilwerke überall dort flächendeckend anzutreffen, wo auch eine gewisse Nachfrage besteht <ref name = "Q1"></ref>.

===Bauzeit===

Durch das Errichten eines Bauwerkes mit Hilfe von Fertigteilen wird die Bauzeit drastisch verkürzt. Dies liegt daran, dass die benötigten Bauteile (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Fundamente|Fundamente]], [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Binder]]) das ganze Jahr über produziert werden können. Allerdings wird bei der Werksfertigung eine gewisse Vorlaufzeit benötigt, um die Fertigteile zu produzieren. Die anschließende [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] kann innerhalb kürzester Zeit (auch im Winter) auf der Baustelle und ohne eine aufwendige Baustelleneinrichtung erfolgen. Dank der verkürzten Bauzeit lassen sich Finanzierungskosten einsparen. Des Weiteren profitieren beispielsweise Industriebauten von frühzeitigeren Nutzungserträgen. Bei einem Bauwerk, welches nicht aus einem Standardfertigteilsystem besteht, ist der Planungsaufwand jedoch oftmals sehr hoch <ref name = "Q1"></ref>.

==Regeln und Normen==

Um einen guten Überblick zu den aktuell gültigen Normen und Richtlinien zu erlangen, wird an dieser Stelle auf das Buch „Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau“ verwiesen <ref name = "Q13"> Alfred Steinle, Hubert Bachmann, Mathias Tillmann, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 3. Auflage, Berlin, 2018 </ref>. Dort sind nationale, europäische und internationale Normen aufgeführt. Informationen zu den Richtlinien des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb), Merkblätter der Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e.V. sowie des Deutschen Beton- und Bautechnik-Verein e.V. sind ebenfalls enthalten. Die Anwendung dieser Normen und Richtlinien in Bezug auf die Bemessung und Konstruktion von Stahl- und Spannbetontragwerken ist im [[Eurocode - Übersicht|Eurocode]] 2 festgehalten <ref name = "Q14"> Frank Fingerloos, Josef Hegger, Konrad Zilch, Eurocode 2 für Deutschland DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit Nationalem Anhang Kommentierte Fassung. 2. Auflage, Berlin, 2016 </ref>.

==Quellen==

<references/>

{{Seiteninfo
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|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Datei:Fertigteile - Uebersicht2.jpg

2023-11-22T10:46:01Z

AFoerster: Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

== Beschreibung ==
Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

Fertigteile - Übersicht

2023-11-22T10:45:11Z

AFoerster: /* Stützen */

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht1.jpg|right|thumb|450px|Lagerung verschiedener Betonfertigteile 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite soll einen allgemeinen Überblick zu Betonfertigteilen geben. Fertigteile sind Bauteile, welche aus Beton, Stahlbeton oder Spannbeton bestehen und in einem Betonfertigteilwerk hergestellt werden. Nach der Fertigung werden diese zur Baustelle geliefert und montiert. Neben den normalen Fertigteilen gibt es auch noch so genannte Halbfertigteile. Diese werden zum Teil in einem Betonwerk vorproduziert, dann zur Baustelle geliefert und vor Ort fertiggestellt (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Elementdecke]]).

Die Fertigteilbauweise bringt einige Besonderheiten im Vergleich zu der Ortbetonbauweise mit sich. Beispielsweise kommen bei der Werksfertigung nur Betone mit hoher Festigkeitsklasse (C30/37 und höher) zum Einsatz. Im Betonwerk hergestellte Fertigteile haben eine sehr gute Bauteilqualität. Außerdem können die Herstellkosten und die Bauzeit für ein Bauwerk reduziert werden.

==Fundamente==

Im Fertigteilbau wird zwischen Köcher- und Blockfundamenten unterschieden. Beide Varianten stellen eine Steckverbindung zwischen Stütze und Fundament dar. Die Begriffsbildung ist hier jedoch nicht einheitlich. In <ref name = "Q14"></ref> werden z. B. beide Fundamenttypen unter dem Begriff "Köcherfundament" zusammengefasst. Auf der Baustelle werden die Fertigteilfundamente in der Regel auf einer Sauberkeitsschicht aus Magerbeton und einer darüber liegenden, ca. 3 cm starken Ausgleichsschicht aus Sand positioniert. Anschließend werden die [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Fertigteilstützen]] in die dafür vorgesehenen Fundamentaussparungen eingestellt und vermörtelt. Mithilfe dieser Verbindung lassen sich die am Stützenfuß entstehenden Schnittgrößen in die [[Fundamente|Fundamente]] einleiten. Somit kann auf eine klassische zugfeste Verbindung zwischen Stütze und Fundament mittels Anschlussbewehrung verzichtet werden <ref name = "Q2"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

===Köcherfundamente===
Köcherfundamente bestehen aus einem Fundamentquader und einem oben aufgesetzten Becher, welcher innen eine glatte oder verzahnte Oberfläche aufweist <ref name = "Q1"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>. Bei einem glatten (unverzahnten) Köcher wird die Stützennormalkraft per Spitzendruck in das Fundament eingeleitet. Diese Variante erfordert einen dicken Fundamentquader, welcher eine große Bauhöhe und großes Gewicht mit sich bringt. Besonders wichtig ist die Kraftübertragung zwischen Stütze und Fundament. Hierfür ist ein verzahnter Köcher wesentlich besser geeignet als ein unverzahnter. Bei verzahnten Köcherfundamenten werden die Kräfte über die gesamte Höhe der Verzahnung (Mantelreibung) eingeleitet <ref name = "Q2"></ref>. Wenn aus bestimmten Gründen keine kompletten Fundamente benötigt werden, können einzelne Köcherhälse zum Einsatz kommen. Diese werden als Fertigteil (genauer: Halbfertigteil) auf die Baustelle geliefert und in die vor Ort hergestellte Bodenplatte eingebaut <ref name = "Q3"> Oberndorfer, Typenblatt Köcherhälse, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/fundamente/koecherhaelse?export=pdf </ref>. Die Köcherverzahnung kann mit Hilfe einer verlorenen Schalung hergestellt werden. Typische Schalkörper sind trapezförmige Blechschalungen, gewellte Vierkantblechrohre oder Kunststoffschalungskästen <ref name = "Q2"></ref><ref name = "Q1"></ref>.

===Blockfundamente===

Das Blockfundament ist eine Alternative zum Köcherfundament. Es besteht ebenfalls aus einem dicken Fundamentblock, hat aber anstelle eines aufgesetzten Köchers einen eingelassenen Köcher. Somit lassen sich geringere Fundamentabmessungen und eine flachere Gründung realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Die Kraftübertragung muss aufgrund der geringen Fundamentstärke unterhalb der Stütze per Mantelreibung erfolgen. Deshalb ist eine horizontal umlaufende Verzahnung am Stützenfuß und in der Fundamentaussparung zwingend notwendig <ref name = "Q2"></ref>. Generell lässt sich sagen, dass die Herstellung eines Blockfundamentes um einiges wirtschaftlicher ist als die eines Köcherfundamentes. Denn auf den schalungs- und bewehrungstechnischen Aufwand des aufgesetzten Köchers kann verzichtet werden <ref name = "Q1"></ref>. Durch den eingelassenen Köcher lässt sich im Vergleich zu einem aufgesetzten Köcher auch etwas Beton einsparen. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn das Fundament im eingebauten Zustand nicht allzu große Biegemomente aufnehmen muss. Sollte dies doch der Fall sein, muss mehr Beton zum Einsatz kommen. Des Weiteren besteht durch eine zu geringe Fundamentstärke unterhalb der Stütze, einer zu hohen Stützeneigenlast und einem noch nicht ausgehärteten Mörtel die Gefahr des [[Durchstanzen|Durchstanzens]] <ref name = "Q2"></ref>.

==Stützen==

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht2.jpg|right|thumb|250px|liegende Fertigteilstuetze inklusive Konsolen und Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonfertigteilstützen finden im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten Anwendung. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Tragstruktur von Bauwerken und sorgen für den vertikalen Lastabtrag. Standardmäßige Fertigteilstützen haben einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt, aber auch Sonderformen wie beispielsweise runde oder ovale Querschnitte sind möglich.

===Stützen mit rechteckigem Querschnitt===
Rechteckige und quadratische Stützen werden meistens liegend in einer Schalung gefertigt. Standardmäßige Stahlbetonrechteckstützen können eine Stützenlänge von bis zu 34 m und eine Kantenlänge von 0,20 m bis 1,30 m aufweisen <ref name = "Q4"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonstützen, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetonstuetzen/stahlbetonstuetzen-eckig?export=pdf </ref>. In Sonderfällen können die Stützenlänge und die Querschnittsabmessungen variieren. Generell lässt sich sagen, dass bei Industrie- und Gewerbebauten hauptsächlich der Rechteckquerschnitt verwendet wird. Bei Geschossbauten des üblichen Hochbaus wird die quadratische Form mit konstantem Querschnitt über alle Geschosse bevorzugt. Dies hat den Vorteil, dass mit Hilfe von Konsolen einheitliche Auflagerungs- und Anschlusspunkte gebildet werden können. Bei der Herstellung ist es schalungstechnisch am günstigsten, wenn man Konsolen möglichst nur an zwei gegenüberliegenden Seiten oder an drei Seiten anordnet. Stützen mit vierseitigen Konsolen sind schalungs- und bewehrungstechnisch sehr aufwändig und werden daher nur in seltenen Ausnahmefällen hergestellt. Geschossbauten mit bis zu fünf Stockwerken können mit durchgehenden Stützen errichtet werden, ohne dass diese gestoßen werden müssen. <ref name = "Q1"></ref>.

===Stützen mit rundem Querschnitt===

Der Einsatz von runden Stützen hat sich in der Baubranche ebenfalls etabliert. Häufig werden sie trotz ihrer höheren Fertigungskosten als gestalterisches Element eingesetzt. Sie können in einer stehenden Schalung gefertigt werden, haben dann jedoch den Nachteil, dass sie nur geschosshoch ausgeführt werden können. Dementsprechend müssen sie für den Einsatz bei Geschossbauten oft gestoßen werden. Eine besondere Art von Stahlbetonfertigteilen ist die Schleuderbetonstütze. Sie wird liegend im Schleuderverfahren gefertigt und weist im Inneren einen Hohlraum auf. Mit diesem Fertigungsverfahren können runde, quadratische und ovale Stützen gefertigt werden. Des Weiteren lässt sich eine hohe Betonfestigkeit und eine gute Sichtbetonqualität realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Standardmäßige runde Schleuderbetonstützen können einen Durchmesser von 0,20 m bis zu 1,10 m aufweisen. Stützenlängen von bis zu 30 m sind möglich. In Sonderfällen können die Stützenlänge und der Stützendurchmesser variieren. <ref name = "Q5"> spannverbund, Stützenabmessungen, https://www.spannverbund.com/wp-content/uploads/2022/02/211213_Vorbemessungstabelle-Schleuderbetonstuetze.pdf </ref>.

==Wandelemente==

Fertigteilwandelemente kommen im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten zur Anwendung und ermöglichen schnelles und wirtschaftliches Bauen. Typische Fertigteile sind Elementwände oder Sandwich-Fassadenplatten.

===Elementwände===

[[Datei:Elementwand auf Kipptisch.jpg|right|thumb|250px|Elementwand auf Kipptisch 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Elementwände werden im üblichen Hochbau als Außen- oder Innenwände eingesetzt <ref name = "Q6"> Stefan Bar, Karsten Ebeling, Gottfried C.O. Lohmeyer, Lohmeyer Stahlbetonbau Bemessung - Konstruktion - Ausführung, 9. Auflage, Wiesbaden, 2013 </ref>. Sie bestehen aus zwei bewehrten Stahlbetonschalen, die durch [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträger]] miteinander verbunden sind und nach der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] am Einsatzort mit Ortbeton verfüllt werden (Halbfertigteil) <ref name = "Q7"> Oberndorfer, Typenblatt Hohlwandelemente, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/hwe-hohlwandelemente/hwe-hohlwandelemente?export=pdf </ref>. Um einen ausreichenden Verbund mit dem Ortbeton (Kernbeton) herzustellen, müssen die Innenseiten der beiden Stahlbetonschalen im Werk mit einer kornrauen Oberfläche ausgebildet werden. Die Elementwände gibt es mit unbewehrtem und bewehrtem Kernbeton. Beide Varianten sind in der Lage, vertikale und horizontale Lasten zu übertragen. Bei unbewehrten Wänden ist lediglich eine Transport- und Montagebewehrung erforderlich. Anders ist es bei den bewehrten Wänden. Hier darf die statisch erforderliche Bewehrung teilweise oder komplett in den beiden Stahlbetonschalen angeordnet werden. Die statisch erforderliche Bewehrung ist an den Plattenstößen, Wandecken und Wandanschlüssen zu verbinden oder durch zusätzlich eingelegte Bewehrungsstähle im Kernbeton zu übergreifen <ref name = "Q6"></ref>.

Die Elementwände werden meist liegend auf Kipptischen oder vertikal in Batterieschalungen mit Längen von 6,0 m und in besonderen Fällen sogar bis zu 12,0 m hergestellt. Die Breite der Elementwände wird durch die mögliche [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transportbreite oder -höhe]] bestimmt. Der Abstand zwischen den Stahlbetonschalen muss mindestens 7 cm betragen, um ein einwandfreies Betonieren vor Ort zu ermöglichen <ref name = "Q6"></ref>. Die Stahlbetonschalen selbst sind ca. 5 – 7 cm stark <ref name = "Q7"></ref>.

===Sandwich-Fassadenplatten===

[[Datei:Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Die dreischichtigen Sandwichplatten bestehen aus Vorsatzschale (Außenseite), Wärmedämmung (Kerndämmung) und Tragschicht (Innenseite) <ref name = "Q1"></ref>. Verbaut werden sie überall dort, wo große Fassaden mit guter Wärmedämmung und Sichtbeton als Fassadengestaltung gewünscht sind. Die einzelnen Schichtstärken sind je nach Anforderung frei wählbar <ref name = "Q8"> Oberndorfer, Typenblatt Sandwich Fassadenplatten, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/sandwich-fassadenplatten/sandwich-fassadenplatten?export=pdf </ref>. Die Sandwichplatten werden in einem Arbeitsgang hergestellt und als Ganzes montiert <ref name = "Q1"></ref>. Befestigt werden sie mit Hilfe von [[Fertigteile - Transport und Montage#Ankerschienen|Ankerschienen]] an den Bauwerksstützen <ref name = "Q8"></ref>. Um einen guten Flächenkontakt innerhalb des Sandwichelementes zu gewährleisten, werden Vorsatzschale und Tragschicht mittels korrosionsbeständiger Anker zusammengehalten <ref name = "Q6"></ref>. Als Dämmschicht werden häufig Polystyrol- oder Polyurethan-Hartschaumplatten verwendet <ref name = "Q1"></ref>.

Es gilt zu beachten, dass wegen der Temperaturunterschiede zwischen Außen- und Innenseite in der Vorsatzschale Verwölbungen auftreten können. Dies geschieht, weil die Tragschicht die Raumtemperatur annimmt, die Vorsatzschale jedoch aufgrund der Witterung häufigen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Aus diesem Grund sind bei der Bemessung die Einflüsse aus Temperatur, Feuchtigkeit, Austrocknen und [[Schwinden]] in ihrem zeitlichen Verlauf zu berücksichtigen. Um vertikale und horizontale Lasten zu übertragen, müssen die Trag- und Vorsatzschale bewehrt und mittels Anker verbunden sein. Um eine ausreichende [[Betondeckung]] in der Vorsatzschicht zu gewährleisten, darf die Bewehrung nur einlagig angeordnet werden <ref name = "Q6"></ref>. Die Sandwichelemente sind in der Regel 24 - 47 cm breit. Dabei beansprucht die Tragschale ca. 12 - 25 cm, die Dämmschicht ca. 6 - 14 cm und die Vorsatzschale ca. 6 - 8 cm <ref name = "Q8"></ref>. Sie werden liegend auf Schalungspaletten hergestellt. So können strukturierte und ausgewaschene Oberflächen erzielt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Träger und Binder==

[[Datei:Fertigteilträger.jpg|right|thumb|250px|Fertigteiltraeger 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Balkenelemente wie Fertigteilträger und Binder aus Stahlbeton bilden zusammen mit den [[Stahlbetonstütze - Übersicht|Stützen]] häufig die Tragstruktur eines Bauwerkes. Sie dienen dabei hauptsächlich als horizontale Tragelemente zur Auflagerung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Decken-]] und Dachelementen sowie als Aussteifung des Bauwerks.

===Träger===

Stahlbetonträger gibt es in verschiedenen Querschnittsformen, darunter rechteckige, L-förmige und kreuzförmige Profile. Die Abmessungen der Träger sind in der Regel auf eine Breite von 1,50 m und eine Höhe von 1,80 m begrenzt. In Spannbetonbauweise können Längen bis zu 34 m erreicht werden. Um haustechnische Leitungen im Gebäudeinneren unterzubringen, werden häufig runde und eckige Aussparungen in den Trägern angeordnet <ref name = "Q9"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonträger, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetontraeger/stahlbetontraeger?export=pdf </ref>.

===Binder===

[[Datei:20211018 115534-min.jpg|right|thumb|250px|Fertigteilbinder 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonbinder tragen die Dacheindeckung. Diese besteht bei Industrie- und Gewerbebauten für gewöhnlich aus Trapezblechprofilen oder Porenbetonplatten. Die Binder gibt es als I- und T-Profile, wobei das T-Profil die wirtschaftlichere Querschnittsform darstellt <ref name = "Q1"></ref>. Aus statischen Gründen wird eine Stegbreite von 0,50 m und eine Gurtbreite von 1,00 m sowie eine Höhe von 2,50 m nur in Ausnahmefällen überschritten. Wirtschaftliche Spannweiten für Stahlbetonbinder sind 12 bis 24 m <ref name = "Q10"> Oberndorfer, Typenblatt I-Binder, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbeton-spannbetonbinder/i-binder?export=pdf </ref>. Mit vorgespannter Bewehrung sind Spannweiten bis zu 40 m möglich. Die Dachneigung kann durch eine Schrägstellung des Binders oder durch unterschiedliches Ausklinken der Pfetten erreicht werden. Aussparungen für haustechnische Leitungen sind ebenfalls möglich <ref name = "Q1"></ref>.

==Deckenelemente==

===Fertigdecke===

Die Fertigdecke wird voll maschinell hergestellt und ist, wenn sie in hohen Stückzahlen produziert wird, eines der wirtschaftlichsten Deckensysteme. Die Hohlräume bringen bis zu 40 % Material- bzw. Gewichtsersparnis gegenüber Massivplatten. Es wird grundsätzlich zwischen schlaff bewehrten und vorgespannten Platten unterschieden.
Schlaff bewehrte Fertigdecken werden in einer speziellen Betonier- und Rohrziehanlage im [[Fertigteile - Herstellung#Umlaufverfahren|Umlaufverfahren]] hergestellt. In der Regel ist hier eine Längs-, Quer- und Bügelbewehrung erforderlich. Die Fertigdecken gibt es mit einer Breite bis 2,50 m, einer Deckenstärke bis 0,30 m und einer Spannweite bis zu 10 m <ref name = "Q1"></ref>.
Bei einer vorgespannten Fertigdecke besteht die Bewehrung ausschließlich aus längs vorgespannten Drähten oder Litzen. Die Herstellung kann mit Hilfe von Extrudern oder Gleitfertigern auf langen Spannbahnen ([[Fertigteile - Herstellung#Bahnenfertigung|Bahnenfertigung]]) erfolgen <ref name = "Q2"></ref>. Die Spannbetonhohlplatten haben eine maximale Breite von 1,20 m, eine Deckenstärke von 0,16 – 0,50 m und eine Spannweite bis zu 22 m <ref name = "Q11"> Oberndorfer, Typenblatt VSD Spannbetonhohldielen, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/vsd-vorgespannte-hohldiele/vsd-spannbetonhohldielen?export=pdf </ref>.

===Rippenplatte===

Durch die Kombination von Platte und Unterzug entsteht eine so genannte TT-Doppelsteg-Platte, die in der Lage ist, wesentlich größere Spannweiten zu überbrücken und größere Lasten abzutragen als eine ebene Vollplatte <ref name = "Q2"></ref>. Sie wird mit schlaffer Bewehrung in langen Schalungen oder vorgespannt in einem Spannbett gefertigt <ref name = "Q1"></ref>.

Um im eingebauten Zustand eine ausreichende Übertragung von Schub- und Querkräften zu ermöglichen, wird eine Fugenverzahnung erzeugt, in dem die seitliche Schalung des Plattenrandes eine profilierte Oberfläche erhält. Des Weiteren lässt sich die gewünschte Platten- und Stegbreite mit Hilfe einer seitlich verstellbaren Seitenschalung einstellen <ref name = "Q2"></ref>. Um die Elemente nach dem Erhärten aus der starren Schalung zu heben, haben die Stege in der Regel einen nach unten verjüngten Querschnitt (1:20). Die Platten werden meistens mit einem 6 cm starken Plattenspiegel gefertigt, der als verlorene Schalung für die später aufgebrachte Ortbetonschicht dient. Die Ortbetonschicht wird ebenfalls bewehrt, um unter anderem eine Scheibenwirkung zu erzielen <ref name = "Q1"></ref>.

Die TT-Doppelstegplatten können mit einer Breite bis 3,00 m, einer Höhe bis 0,80 m und einer maximalen Spannweite bis 25 m hergestellt werden. Die Stege haben einen maximalen Achsabstand von 1,30 m.
Um Bauhöhe zu sparen, können die Stege im Bereich des Auflagers etwas ausgeklinkt werden. Die sogenannte Spiegelauflagerung hat die Besonderheit, dass der Steg bis zur Unterkante der Platte ausgeklinkt wird. Dies ist nur sinnvoll, wenn auch nur sehr geringe Auflagerkräfte wirken <ref name = "Q2"></ref>.
Es können auch einstegige T-Platten hergestellt werden. Diese finden ihre Anwendung als Auswechselplatte in Deckensystemen mit TT-Platten oder werden als stehende Wandelemente für Hochregallager eingesetzt <ref name = "Q1"></ref>.

===Elementdecke===

Bei der [[Elementdecken - Begriffe|Elementdecke]] (Gitterträgerdecke) handelt es sich um eine ca. 5 cm starke Fertigteilplatte mit einer Breite bis 3 m <ref name = "Q12"> Oberndorfer, Typenblatt Elementdecke, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/ed-elementdecke/elementdecke?export=pdf </ref>. Diese Fertigteilplatte enthält bereits ihre statisch erforderliche untere Bewehrung und dient später als Schalung für den Ortbeton. Um die dünnen Fertigteilplatten gut handhaben zu können, werden sie mit biegesteifer Bewehrung in Form von [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträgern]] versehen. Im Montagezustand dient der freiliegende Obergurt der Gitterträger als Druckzone. Die beiden bereits einbetonierten Untergurte können der statisch erforderlichen Zugbewehrung angerechnet werden. Eine ausreichende Verbindung zwischen Fertigteil und Ortbeton wird durch die diagonalen Streben der Gitterträger und die raue Oberseite der Platte gewährleistet. So kann die Decke im Prinzip wie eine in einem Arbeitsgang hergestellte Ortbetonplatte bemessen werden. Um eine Durchlaufwirkung der Decke zu erreichen, kann auf der Baustelle einfach eine obere Bewehrung auf die Gitterträger montiert werden.

Mittels spezieller Gitterträger können Elementdecken mit 5 m Spannweite ohne Montageunterstützung verbaut werden. Die speziellen Gitterträger bestehen aus U-förmigen und knickstabilen Stahlblechprofilen anstelle von stabförmigen Obergurten. Diese Deckenart ist bei Bauwerken mit großen Geschosshöhen besonders wirtschaftlich, sofern der Mehrpreis für die speziellen Gitterträger geringer ist als die Kosten für eine Montageunterstützung <ref name = "Q1"></ref>.

In der Regel sind die Decken einachsig gespannt und schlaff bewehrt. Es lassen sich wirtschaftliche Stützweiten bis 7,50 m erreichen. Mit zweiachsig gespannten Decken können Stützweiten bis 10 m erreicht werden <ref name = "Q12"></ref>. Vorgespannte Elementdecken werden ebenfalls angeboten, mit denen noch größere Stützweiten realisiert werden können. Die Herstellung von Elementdecken (Halbfertigteil) bringt im Vergleich zur Anwendung von Vollfertigteil-Deckensystemen eine längere Bauzeit mit sich. Jedoch können aufgrund des geringen Gewichtes großflächigere Elemente verbaut werden, die weniger [[Fertigteile - Transport und Montage#Elementfugen|Fugen]] und kaum vertikale Versprünge mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>.

==Vor- und Nachteile==

===Qualitätsverbesserung===

Vorteilhaft bei der Werksfertigung ist, dass die Produktion nicht der Witterung ausgesetzt ist. Somit entstehen bessere Arbeitsbedingungen, die eine höhere Arbeitsleistung der Arbeiter*innen und auch eine bessere Qualität der Bauteile im Vergleich zur Ortbetonbauweise mit sich bringen. Bei der [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung von Fertigteilen]] sorgen unter anderem die eingesetzten Typen- und Stahlschalungen für eine exakte Maßhaltigkeit. Durch den [[Fertigteile - Herstellung#Beton im Fertigteilbau|werksseitig hergestellten Beton]] lässt sich eine sehr hohe Betonqualität erzielen. Des Weiteren lassen sich nur im Fertigteilwerk strukturierte und farblich gestaltete Bauteile nach architektonischen Vorgaben, wie es zum Beispiel bei [[Fertigteile - Übersicht#Sandwich-Fassadenplatten|Fassadenplatten]] der Fall ist, realisieren <ref name = "Q1"></ref>.

===Herstellungskosten===

Um die anfallenden Kosten bei der Herstellung von Fertigteilen zu senken, werden gut konstruierte und durchdachte Schalungen eingesetzt, die bei großen Serien mehrfach verwendet werden können. Die mögliche Mechanisierung und Automatisierung im Werk sorgt für eine wesentlich schnellere Fertigung der Bauteile. Durch den Einbau der Fertigteile werden die Kosten auf der Baustelle zusätzlich durch nur selten oder gar nicht benötigte Gerüste reduziert.
Einen weiteren Vorteil bringen die dünn ausgeführten Bauteilquerschnitte mit sich. Anstatt einfacher Rechteckquerschnitte werden beispielsweise an die höhere Betonqualität angepasste T-Querschnitte verwendet. Diese erfüllen genauestens die statischen Erfordernisse und sorgen so für eine Material- und Gewichtsersparnis <ref name = "Q1"></ref>.

Ein großer Nachteil der Fertigteile ist der [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transport]] und die damit verbundenen Kosten. Zunächst muss überhaupt eine Zufahrt zu der Baustelle vorhanden sein. Um die Transportkosten im Rahmen zu halten, lohnt sich der Einsatz von werksseitig hergestellten Bauteilen oft nur in einem gewissen Aktionsradius. Allerdings stellt dies nur noch begrenzt ein Problem dar, denn heutzutage sind leistungsfähige Fertigteilwerke überall dort flächendeckend anzutreffen, wo auch eine gewisse Nachfrage besteht <ref name = "Q1"></ref>.

===Bauzeit===

Durch das Errichten eines Bauwerkes mit Hilfe von Fertigteilen wird die Bauzeit drastisch verkürzt. Dies liegt daran, dass die benötigten Bauteile (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Fundamente|Fundamente]], [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Binder]]) das ganze Jahr über produziert werden können. Allerdings wird bei der Werksfertigung eine gewisse Vorlaufzeit benötigt, um die Fertigteile zu produzieren. Die anschließende [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] kann innerhalb kürzester Zeit (auch im Winter) auf der Baustelle und ohne eine aufwendige Baustelleneinrichtung erfolgen. Dank der verkürzten Bauzeit lassen sich Finanzierungskosten einsparen. Des Weiteren profitieren beispielsweise Industriebauten von frühzeitigeren Nutzungserträgen. Bei einem Bauwerk, welches nicht aus einem Standardfertigteilsystem besteht, ist der Planungsaufwand jedoch oftmals sehr hoch <ref name = "Q1"></ref>.

==Regeln und Normen==

Um einen guten Überblick zu den aktuell gültigen Normen und Richtlinien zu erlangen, wird an dieser Stelle auf das Buch „Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau“ verwiesen <ref name = "Q13"> Alfred Steinle, Hubert Bachmann, Mathias Tillmann, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 3. Auflage, Berlin, 2018 </ref>. Dort sind nationale, europäische und internationale Normen aufgeführt. Informationen zu den Richtlinien des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb), Merkblätter der Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e.V. sowie des Deutschen Beton- und Bautechnik-Verein e.V. sind ebenfalls enthalten. Die Anwendung dieser Normen und Richtlinien in Bezug auf die Bemessung und Konstruktion von Stahl- und Spannbetontragwerken ist im [[Eurocode - Übersicht|Eurocode]] 2 festgehalten <ref name = "Q14"> Frank Fingerloos, Josef Hegger, Konrad Zilch, Eurocode 2 für Deutschland DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit Nationalem Anhang Kommentierte Fassung. 2. Auflage, Berlin, 2016 </ref>.

==Quellen==

<references/>

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[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Datei:Fertigteile - Uebersicht1.jpg

2023-11-22T10:42:57Z

AFoerster: Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

== Beschreibung ==
Foto wurde bei BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG aufgenommen

Fertigteile - Übersicht

2023-11-21T14:43:35Z

AFoerster:

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht1.jpg|right|thumb|450px|Lagerung verschiedener Betonfertigteile 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite soll einen allgemeinen Überblick zu Betonfertigteilen geben. Fertigteile sind Bauteile, welche aus Beton, Stahlbeton oder Spannbeton bestehen und in einem Betonfertigteilwerk hergestellt werden. Nach der Fertigung werden diese zur Baustelle geliefert und montiert. Neben den normalen Fertigteilen gibt es auch noch so genannte Halbfertigteile. Diese werden zum Teil in einem Betonwerk vorproduziert, dann zur Baustelle geliefert und vor Ort fertiggestellt (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Elementdecke]]).

Die Fertigteilbauweise bringt einige Besonderheiten im Vergleich zu der Ortbetonbauweise mit sich. Beispielsweise kommen bei der Werksfertigung nur Betone mit hoher Festigkeitsklasse (C30/37 und höher) zum Einsatz. Im Betonwerk hergestellte Fertigteile haben eine sehr gute Bauteilqualität. Außerdem können die Herstellkosten und die Bauzeit für ein Bauwerk reduziert werden.

==Fundamente==

Im Fertigteilbau wird zwischen Köcher- und Blockfundamenten unterschieden. Beide Varianten stellen eine Steckverbindung zwischen Stütze und Fundament dar. Die Begriffsbildung ist hier jedoch nicht einheitlich. In <ref name = "Q14"></ref> werden z. B. beide Fundamenttypen unter dem Begriff "Köcherfundament" zusammengefasst. Auf der Baustelle werden die Fertigteilfundamente in der Regel auf einer Sauberkeitsschicht aus Magerbeton und einer darüber liegenden, ca. 3 cm starken Ausgleichsschicht aus Sand positioniert. Anschließend werden die [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Fertigteilstützen]] in die dafür vorgesehenen Fundamentaussparungen eingestellt und vermörtelt. Mithilfe dieser Verbindung lassen sich die am Stützenfuß entstehenden Schnittgrößen in die [[Fundamente|Fundamente]] einleiten. Somit kann auf eine klassische zugfeste Verbindung zwischen Stütze und Fundament mittels Anschlussbewehrung verzichtet werden <ref name = "Q2"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

===Köcherfundamente===
Köcherfundamente bestehen aus einem Fundamentquader und einem oben aufgesetzten Becher, welcher innen eine glatte oder verzahnte Oberfläche aufweist <ref name = "Q1"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>. Bei einem glatten (unverzahnten) Köcher wird die Stützennormalkraft per Spitzendruck in das Fundament eingeleitet. Diese Variante erfordert einen dicken Fundamentquader, welcher eine große Bauhöhe und großes Gewicht mit sich bringt. Besonders wichtig ist die Kraftübertragung zwischen Stütze und Fundament. Hierfür ist ein verzahnter Köcher wesentlich besser geeignet als ein unverzahnter. Bei verzahnten Köcherfundamenten werden die Kräfte über die gesamte Höhe der Verzahnung (Mantelreibung) eingeleitet <ref name = "Q2"></ref>. Wenn aus bestimmten Gründen keine kompletten Fundamente benötigt werden, können einzelne Köcherhälse zum Einsatz kommen. Diese werden als Fertigteil (genauer: Halbfertigteil) auf die Baustelle geliefert und in die vor Ort hergestellte Bodenplatte eingebaut <ref name = "Q3"> Oberndorfer, Typenblatt Köcherhälse, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/fundamente/koecherhaelse?export=pdf </ref>. Die Köcherverzahnung kann mit Hilfe einer verlorenen Schalung hergestellt werden. Typische Schalkörper sind trapezförmige Blechschalungen, gewellte Vierkantblechrohre oder Kunststoffschalungskästen <ref name = "Q2"></ref><ref name = "Q1"></ref>.

===Blockfundamente===

Das Blockfundament ist eine Alternative zum Köcherfundament. Es besteht ebenfalls aus einem dicken Fundamentblock, hat aber anstelle eines aufgesetzten Köchers einen eingelassenen Köcher. Somit lassen sich geringere Fundamentabmessungen und eine flachere Gründung realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Die Kraftübertragung muss aufgrund der geringen Fundamentstärke unterhalb der Stütze per Mantelreibung erfolgen. Deshalb ist eine horizontal umlaufende Verzahnung am Stützenfuß und in der Fundamentaussparung zwingend notwendig <ref name = "Q2"></ref>. Generell lässt sich sagen, dass die Herstellung eines Blockfundamentes um einiges wirtschaftlicher ist als die eines Köcherfundamentes. Denn auf den schalungs- und bewehrungstechnischen Aufwand des aufgesetzten Köchers kann verzichtet werden <ref name = "Q1"></ref>. Durch den eingelassenen Köcher lässt sich im Vergleich zu einem aufgesetzten Köcher auch etwas Beton einsparen. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn das Fundament im eingebauten Zustand nicht allzu große Biegemomente aufnehmen muss. Sollte dies doch der Fall sein, muss mehr Beton zum Einsatz kommen. Des Weiteren besteht durch eine zu geringe Fundamentstärke unterhalb der Stütze, einer zu hohen Stützeneigenlast und einem noch nicht ausgehärteten Mörtel die Gefahr des [[Durchstanzen|Durchstanzens]] <ref name = "Q2"></ref>.

==Stützen==

[[Datei:Fertigteilstütze.jpg|right|thumb|250px|liegende Fertigteilstuetze inklusive Konsolen und Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonfertigteilstützen finden im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten Anwendung. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Tragstruktur von Bauwerken und sorgen für den vertikalen Lastabtrag. Standardmäßige Fertigteilstützen haben einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt, aber auch Sonderformen wie beispielsweise runde oder ovale Querschnitte sind möglich.

===Stützen mit rechteckigem Querschnitt===
Rechteckige und quadratische Stützen werden meistens liegend in einer Schalung gefertigt. Standardmäßige Stahlbetonrechteckstützen können eine Stützenlänge von bis zu 34 m und eine Kantenlänge von 0,20 m bis 1,30 m aufweisen <ref name = "Q4"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonstützen, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetonstuetzen/stahlbetonstuetzen-eckig?export=pdf </ref>. In Sonderfällen können die Stützenlänge und die Querschnittsabmessungen variieren. Generell lässt sich sagen, dass bei Industrie- und Gewerbebauten hauptsächlich der Rechteckquerschnitt verwendet wird. Bei Geschossbauten des üblichen Hochbaus wird die quadratische Form mit konstantem Querschnitt über alle Geschosse bevorzugt. Dies hat den Vorteil, dass mit Hilfe von Konsolen einheitliche Auflagerungs- und Anschlusspunkte gebildet werden können. Bei der Herstellung ist es schalungstechnisch am günstigsten, wenn man Konsolen möglichst nur an zwei gegenüberliegenden Seiten oder an drei Seiten anordnet. Stützen mit vierseitigen Konsolen sind schalungs- und bewehrungstechnisch sehr aufwändig und werden daher nur in seltenen Ausnahmefällen hergestellt. Geschossbauten mit bis zu fünf Stockwerken können mit durchgehenden Stützen errichtet werden, ohne dass diese gestoßen werden müssen. <ref name = "Q1"></ref>.

===Stützen mit rundem Querschnitt===

Der Einsatz von runden Stützen hat sich in der Baubranche ebenfalls etabliert. Häufig werden sie trotz ihrer höheren Fertigungskosten als gestalterisches Element eingesetzt. Sie können in einer stehenden Schalung gefertigt werden, haben dann jedoch den Nachteil, dass sie nur geschosshoch ausgeführt werden können. Dementsprechend müssen sie für den Einsatz bei Geschossbauten oft gestoßen werden. Eine besondere Art von Stahlbetonfertigteilen ist die Schleuderbetonstütze. Sie wird liegend im Schleuderverfahren gefertigt und weist im Inneren einen Hohlraum auf. Mit diesem Fertigungsverfahren können runde, quadratische und ovale Stützen gefertigt werden. Des Weiteren lässt sich eine hohe Betonfestigkeit und eine gute Sichtbetonqualität realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Standardmäßige runde Schleuderbetonstützen können einen Durchmesser von 0,20 m bis zu 1,10 m aufweisen. Stützenlängen von bis zu 30 m sind möglich. In Sonderfällen können die Stützenlänge und der Stützendurchmesser variieren. <ref name = "Q5"> spannverbund, Stützenabmessungen, https://www.spannverbund.com/wp-content/uploads/2022/02/211213_Vorbemessungstabelle-Schleuderbetonstuetze.pdf </ref>.

==Wandelemente==

Fertigteilwandelemente kommen im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten zur Anwendung und ermöglichen schnelles und wirtschaftliches Bauen. Typische Fertigteile sind Elementwände oder Sandwich-Fassadenplatten.

===Elementwände===

[[Datei:Elementwand auf Kipptisch.jpg|right|thumb|250px|Elementwand auf Kipptisch 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Elementwände werden im üblichen Hochbau als Außen- oder Innenwände eingesetzt <ref name = "Q6"> Stefan Bar, Karsten Ebeling, Gottfried C.O. Lohmeyer, Lohmeyer Stahlbetonbau Bemessung - Konstruktion - Ausführung, 9. Auflage, Wiesbaden, 2013 </ref>. Sie bestehen aus zwei bewehrten Stahlbetonschalen, die durch [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträger]] miteinander verbunden sind und nach der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] am Einsatzort mit Ortbeton verfüllt werden (Halbfertigteil) <ref name = "Q7"> Oberndorfer, Typenblatt Hohlwandelemente, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/hwe-hohlwandelemente/hwe-hohlwandelemente?export=pdf </ref>. Um einen ausreichenden Verbund mit dem Ortbeton (Kernbeton) herzustellen, müssen die Innenseiten der beiden Stahlbetonschalen im Werk mit einer kornrauen Oberfläche ausgebildet werden. Die Elementwände gibt es mit unbewehrtem und bewehrtem Kernbeton. Beide Varianten sind in der Lage, vertikale und horizontale Lasten zu übertragen. Bei unbewehrten Wänden ist lediglich eine Transport- und Montagebewehrung erforderlich. Anders ist es bei den bewehrten Wänden. Hier darf die statisch erforderliche Bewehrung teilweise oder komplett in den beiden Stahlbetonschalen angeordnet werden. Die statisch erforderliche Bewehrung ist an den Plattenstößen, Wandecken und Wandanschlüssen zu verbinden oder durch zusätzlich eingelegte Bewehrungsstähle im Kernbeton zu übergreifen <ref name = "Q6"></ref>.

Die Elementwände werden meist liegend auf Kipptischen oder vertikal in Batterieschalungen mit Längen von 6,0 m und in besonderen Fällen sogar bis zu 12,0 m hergestellt. Die Breite der Elementwände wird durch die mögliche [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transportbreite oder -höhe]] bestimmt. Der Abstand zwischen den Stahlbetonschalen muss mindestens 7 cm betragen, um ein einwandfreies Betonieren vor Ort zu ermöglichen <ref name = "Q6"></ref>. Die Stahlbetonschalen selbst sind ca. 5 – 7 cm stark <ref name = "Q7"></ref>.

===Sandwich-Fassadenplatten===

[[Datei:Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Die dreischichtigen Sandwichplatten bestehen aus Vorsatzschale (Außenseite), Wärmedämmung (Kerndämmung) und Tragschicht (Innenseite) <ref name = "Q1"></ref>. Verbaut werden sie überall dort, wo große Fassaden mit guter Wärmedämmung und Sichtbeton als Fassadengestaltung gewünscht sind. Die einzelnen Schichtstärken sind je nach Anforderung frei wählbar <ref name = "Q8"> Oberndorfer, Typenblatt Sandwich Fassadenplatten, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/sandwich-fassadenplatten/sandwich-fassadenplatten?export=pdf </ref>. Die Sandwichplatten werden in einem Arbeitsgang hergestellt und als Ganzes montiert <ref name = "Q1"></ref>. Befestigt werden sie mit Hilfe von [[Fertigteile - Transport und Montage#Ankerschienen|Ankerschienen]] an den Bauwerksstützen <ref name = "Q8"></ref>. Um einen guten Flächenkontakt innerhalb des Sandwichelementes zu gewährleisten, werden Vorsatzschale und Tragschicht mittels korrosionsbeständiger Anker zusammengehalten <ref name = "Q6"></ref>. Als Dämmschicht werden häufig Polystyrol- oder Polyurethan-Hartschaumplatten verwendet <ref name = "Q1"></ref>.

Es gilt zu beachten, dass wegen der Temperaturunterschiede zwischen Außen- und Innenseite in der Vorsatzschale Verwölbungen auftreten können. Dies geschieht, weil die Tragschicht die Raumtemperatur annimmt, die Vorsatzschale jedoch aufgrund der Witterung häufigen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Aus diesem Grund sind bei der Bemessung die Einflüsse aus Temperatur, Feuchtigkeit, Austrocknen und [[Schwinden]] in ihrem zeitlichen Verlauf zu berücksichtigen. Um vertikale und horizontale Lasten zu übertragen, müssen die Trag- und Vorsatzschale bewehrt und mittels Anker verbunden sein. Um eine ausreichende [[Betondeckung]] in der Vorsatzschicht zu gewährleisten, darf die Bewehrung nur einlagig angeordnet werden <ref name = "Q6"></ref>. Die Sandwichelemente sind in der Regel 24 - 47 cm breit. Dabei beansprucht die Tragschale ca. 12 - 25 cm, die Dämmschicht ca. 6 - 14 cm und die Vorsatzschale ca. 6 - 8 cm <ref name = "Q8"></ref>. Sie werden liegend auf Schalungspaletten hergestellt. So können strukturierte und ausgewaschene Oberflächen erzielt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Träger und Binder==

[[Datei:Fertigteilträger.jpg|right|thumb|250px|Fertigteiltraeger 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Balkenelemente wie Fertigteilträger und Binder aus Stahlbeton bilden zusammen mit den [[Stahlbetonstütze - Übersicht|Stützen]] häufig die Tragstruktur eines Bauwerkes. Sie dienen dabei hauptsächlich als horizontale Tragelemente zur Auflagerung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Decken-]] und Dachelementen sowie als Aussteifung des Bauwerks.

===Träger===

Stahlbetonträger gibt es in verschiedenen Querschnittsformen, darunter rechteckige, L-förmige und kreuzförmige Profile. Die Abmessungen der Träger sind in der Regel auf eine Breite von 1,50 m und eine Höhe von 1,80 m begrenzt. In Spannbetonbauweise können Längen bis zu 34 m erreicht werden. Um haustechnische Leitungen im Gebäudeinneren unterzubringen, werden häufig runde und eckige Aussparungen in den Trägern angeordnet <ref name = "Q9"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonträger, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetontraeger/stahlbetontraeger?export=pdf </ref>.

===Binder===

[[Datei:20211018 115534-min.jpg|right|thumb|250px|Fertigteilbinder 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonbinder tragen die Dacheindeckung. Diese besteht bei Industrie- und Gewerbebauten für gewöhnlich aus Trapezblechprofilen oder Porenbetonplatten. Die Binder gibt es als I- und T-Profile, wobei das T-Profil die wirtschaftlichere Querschnittsform darstellt <ref name = "Q1"></ref>. Aus statischen Gründen wird eine Stegbreite von 0,50 m und eine Gurtbreite von 1,00 m sowie eine Höhe von 2,50 m nur in Ausnahmefällen überschritten. Wirtschaftliche Spannweiten für Stahlbetonbinder sind 12 bis 24 m <ref name = "Q10"> Oberndorfer, Typenblatt I-Binder, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbeton-spannbetonbinder/i-binder?export=pdf </ref>. Mit vorgespannter Bewehrung sind Spannweiten bis zu 40 m möglich. Die Dachneigung kann durch eine Schrägstellung des Binders oder durch unterschiedliches Ausklinken der Pfetten erreicht werden. Aussparungen für haustechnische Leitungen sind ebenfalls möglich <ref name = "Q1"></ref>.

==Deckenelemente==

===Fertigdecke===

Die Fertigdecke wird voll maschinell hergestellt und ist, wenn sie in hohen Stückzahlen produziert wird, eines der wirtschaftlichsten Deckensysteme. Die Hohlräume bringen bis zu 40 % Material- bzw. Gewichtsersparnis gegenüber Massivplatten. Es wird grundsätzlich zwischen schlaff bewehrten und vorgespannten Platten unterschieden.
Schlaff bewehrte Fertigdecken werden in einer speziellen Betonier- und Rohrziehanlage im [[Fertigteile - Herstellung#Umlaufverfahren|Umlaufverfahren]] hergestellt. In der Regel ist hier eine Längs-, Quer- und Bügelbewehrung erforderlich. Die Fertigdecken gibt es mit einer Breite bis 2,50 m, einer Deckenstärke bis 0,30 m und einer Spannweite bis zu 10 m <ref name = "Q1"></ref>.
Bei einer vorgespannten Fertigdecke besteht die Bewehrung ausschließlich aus längs vorgespannten Drähten oder Litzen. Die Herstellung kann mit Hilfe von Extrudern oder Gleitfertigern auf langen Spannbahnen ([[Fertigteile - Herstellung#Bahnenfertigung|Bahnenfertigung]]) erfolgen <ref name = "Q2"></ref>. Die Spannbetonhohlplatten haben eine maximale Breite von 1,20 m, eine Deckenstärke von 0,16 – 0,50 m und eine Spannweite bis zu 22 m <ref name = "Q11"> Oberndorfer, Typenblatt VSD Spannbetonhohldielen, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/vsd-vorgespannte-hohldiele/vsd-spannbetonhohldielen?export=pdf </ref>.

===Rippenplatte===

Durch die Kombination von Platte und Unterzug entsteht eine so genannte TT-Doppelsteg-Platte, die in der Lage ist, wesentlich größere Spannweiten zu überbrücken und größere Lasten abzutragen als eine ebene Vollplatte <ref name = "Q2"></ref>. Sie wird mit schlaffer Bewehrung in langen Schalungen oder vorgespannt in einem Spannbett gefertigt <ref name = "Q1"></ref>.

Um im eingebauten Zustand eine ausreichende Übertragung von Schub- und Querkräften zu ermöglichen, wird eine Fugenverzahnung erzeugt, in dem die seitliche Schalung des Plattenrandes eine profilierte Oberfläche erhält. Des Weiteren lässt sich die gewünschte Platten- und Stegbreite mit Hilfe einer seitlich verstellbaren Seitenschalung einstellen <ref name = "Q2"></ref>. Um die Elemente nach dem Erhärten aus der starren Schalung zu heben, haben die Stege in der Regel einen nach unten verjüngten Querschnitt (1:20). Die Platten werden meistens mit einem 6 cm starken Plattenspiegel gefertigt, der als verlorene Schalung für die später aufgebrachte Ortbetonschicht dient. Die Ortbetonschicht wird ebenfalls bewehrt, um unter anderem eine Scheibenwirkung zu erzielen <ref name = "Q1"></ref>.

Die TT-Doppelstegplatten können mit einer Breite bis 3,00 m, einer Höhe bis 0,80 m und einer maximalen Spannweite bis 25 m hergestellt werden. Die Stege haben einen maximalen Achsabstand von 1,30 m.
Um Bauhöhe zu sparen, können die Stege im Bereich des Auflagers etwas ausgeklinkt werden. Die sogenannte Spiegelauflagerung hat die Besonderheit, dass der Steg bis zur Unterkante der Platte ausgeklinkt wird. Dies ist nur sinnvoll, wenn auch nur sehr geringe Auflagerkräfte wirken <ref name = "Q2"></ref>.
Es können auch einstegige T-Platten hergestellt werden. Diese finden ihre Anwendung als Auswechselplatte in Deckensystemen mit TT-Platten oder werden als stehende Wandelemente für Hochregallager eingesetzt <ref name = "Q1"></ref>.

===Elementdecke===

Bei der [[Elementdecken - Begriffe|Elementdecke]] (Gitterträgerdecke) handelt es sich um eine ca. 5 cm starke Fertigteilplatte mit einer Breite bis 3 m <ref name = "Q12"> Oberndorfer, Typenblatt Elementdecke, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/ed-elementdecke/elementdecke?export=pdf </ref>. Diese Fertigteilplatte enthält bereits ihre statisch erforderliche untere Bewehrung und dient später als Schalung für den Ortbeton. Um die dünnen Fertigteilplatten gut handhaben zu können, werden sie mit biegesteifer Bewehrung in Form von [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträgern]] versehen. Im Montagezustand dient der freiliegende Obergurt der Gitterträger als Druckzone. Die beiden bereits einbetonierten Untergurte können der statisch erforderlichen Zugbewehrung angerechnet werden. Eine ausreichende Verbindung zwischen Fertigteil und Ortbeton wird durch die diagonalen Streben der Gitterträger und die raue Oberseite der Platte gewährleistet. So kann die Decke im Prinzip wie eine in einem Arbeitsgang hergestellte Ortbetonplatte bemessen werden. Um eine Durchlaufwirkung der Decke zu erreichen, kann auf der Baustelle einfach eine obere Bewehrung auf die Gitterträger montiert werden.

Mittels spezieller Gitterträger können Elementdecken mit 5 m Spannweite ohne Montageunterstützung verbaut werden. Die speziellen Gitterträger bestehen aus U-förmigen und knickstabilen Stahlblechprofilen anstelle von stabförmigen Obergurten. Diese Deckenart ist bei Bauwerken mit großen Geschosshöhen besonders wirtschaftlich, sofern der Mehrpreis für die speziellen Gitterträger geringer ist als die Kosten für eine Montageunterstützung <ref name = "Q1"></ref>.

In der Regel sind die Decken einachsig gespannt und schlaff bewehrt. Es lassen sich wirtschaftliche Stützweiten bis 7,50 m erreichen. Mit zweiachsig gespannten Decken können Stützweiten bis 10 m erreicht werden <ref name = "Q12"></ref>. Vorgespannte Elementdecken werden ebenfalls angeboten, mit denen noch größere Stützweiten realisiert werden können. Die Herstellung von Elementdecken (Halbfertigteil) bringt im Vergleich zur Anwendung von Vollfertigteil-Deckensystemen eine längere Bauzeit mit sich. Jedoch können aufgrund des geringen Gewichtes großflächigere Elemente verbaut werden, die weniger [[Fertigteile - Transport und Montage#Elementfugen|Fugen]] und kaum vertikale Versprünge mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>.

==Vor- und Nachteile==

===Qualitätsverbesserung===

Vorteilhaft bei der Werksfertigung ist, dass die Produktion nicht der Witterung ausgesetzt ist. Somit entstehen bessere Arbeitsbedingungen, die eine höhere Arbeitsleistung der Arbeiter*innen und auch eine bessere Qualität der Bauteile im Vergleich zur Ortbetonbauweise mit sich bringen. Bei der [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung von Fertigteilen]] sorgen unter anderem die eingesetzten Typen- und Stahlschalungen für eine exakte Maßhaltigkeit. Durch den [[Fertigteile - Herstellung#Beton im Fertigteilbau|werksseitig hergestellten Beton]] lässt sich eine sehr hohe Betonqualität erzielen. Des Weiteren lassen sich nur im Fertigteilwerk strukturierte und farblich gestaltete Bauteile nach architektonischen Vorgaben, wie es zum Beispiel bei [[Fertigteile - Übersicht#Sandwich-Fassadenplatten|Fassadenplatten]] der Fall ist, realisieren <ref name = "Q1"></ref>.

===Herstellungskosten===

Um die anfallenden Kosten bei der Herstellung von Fertigteilen zu senken, werden gut konstruierte und durchdachte Schalungen eingesetzt, die bei großen Serien mehrfach verwendet werden können. Die mögliche Mechanisierung und Automatisierung im Werk sorgt für eine wesentlich schnellere Fertigung der Bauteile. Durch den Einbau der Fertigteile werden die Kosten auf der Baustelle zusätzlich durch nur selten oder gar nicht benötigte Gerüste reduziert.
Einen weiteren Vorteil bringen die dünn ausgeführten Bauteilquerschnitte mit sich. Anstatt einfacher Rechteckquerschnitte werden beispielsweise an die höhere Betonqualität angepasste T-Querschnitte verwendet. Diese erfüllen genauestens die statischen Erfordernisse und sorgen so für eine Material- und Gewichtsersparnis <ref name = "Q1"></ref>.

Ein großer Nachteil der Fertigteile ist der [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transport]] und die damit verbundenen Kosten. Zunächst muss überhaupt eine Zufahrt zu der Baustelle vorhanden sein. Um die Transportkosten im Rahmen zu halten, lohnt sich der Einsatz von werksseitig hergestellten Bauteilen oft nur in einem gewissen Aktionsradius. Allerdings stellt dies nur noch begrenzt ein Problem dar, denn heutzutage sind leistungsfähige Fertigteilwerke überall dort flächendeckend anzutreffen, wo auch eine gewisse Nachfrage besteht <ref name = "Q1"></ref>.

===Bauzeit===

Durch das Errichten eines Bauwerkes mit Hilfe von Fertigteilen wird die Bauzeit drastisch verkürzt. Dies liegt daran, dass die benötigten Bauteile (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Fundamente|Fundamente]], [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Binder]]) das ganze Jahr über produziert werden können. Allerdings wird bei der Werksfertigung eine gewisse Vorlaufzeit benötigt, um die Fertigteile zu produzieren. Die anschließende [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] kann innerhalb kürzester Zeit (auch im Winter) auf der Baustelle und ohne eine aufwendige Baustelleneinrichtung erfolgen. Dank der verkürzten Bauzeit lassen sich Finanzierungskosten einsparen. Des Weiteren profitieren beispielsweise Industriebauten von frühzeitigeren Nutzungserträgen. Bei einem Bauwerk, welches nicht aus einem Standardfertigteilsystem besteht, ist der Planungsaufwand jedoch oftmals sehr hoch <ref name = "Q1"></ref>.

==Regeln und Normen==

Um einen guten Überblick zu den aktuell gültigen Normen und Richtlinien zu erlangen, wird an dieser Stelle auf das Buch „Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau“ verwiesen <ref name = "Q13"> Alfred Steinle, Hubert Bachmann, Mathias Tillmann, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 3. Auflage, Berlin, 2018 </ref>. Dort sind nationale, europäische und internationale Normen aufgeführt. Informationen zu den Richtlinien des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb), Merkblätter der Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e.V. sowie des Deutschen Beton- und Bautechnik-Verein e.V. sind ebenfalls enthalten. Die Anwendung dieser Normen und Richtlinien in Bezug auf die Bemessung und Konstruktion von Stahl- und Spannbetontragwerken ist im [[Eurocode - Übersicht|Eurocode]] 2 festgehalten <ref name = "Q14"> Frank Fingerloos, Josef Hegger, Konrad Zilch, Eurocode 2 für Deutschland DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit Nationalem Anhang Kommentierte Fassung. 2. Auflage, Berlin, 2016 </ref>.

==Quellen==

<references/>

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[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Übersicht

2023-11-21T14:41:44Z

AFoerster:

[[Datei:Fertigteilübersicht.jpg|right|thumb|450px|Lagerung verschiedener Betonfertigteile 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

[[Datei:Fertigteile - Uebersicht1|right|thumb|450px|Lagerung verschiedener Betonfertigteile 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite soll einen allgemeinen Überblick zu Betonfertigteilen geben. Fertigteile sind Bauteile, welche aus Beton, Stahlbeton oder Spannbeton bestehen und in einem Betonfertigteilwerk hergestellt werden. Nach der Fertigung werden diese zur Baustelle geliefert und montiert. Neben den normalen Fertigteilen gibt es auch noch so genannte Halbfertigteile. Diese werden zum Teil in einem Betonwerk vorproduziert, dann zur Baustelle geliefert und vor Ort fertiggestellt (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Elementdecke]]).

Die Fertigteilbauweise bringt einige Besonderheiten im Vergleich zu der Ortbetonbauweise mit sich. Beispielsweise kommen bei der Werksfertigung nur Betone mit hoher Festigkeitsklasse (C30/37 und höher) zum Einsatz. Im Betonwerk hergestellte Fertigteile haben eine sehr gute Bauteilqualität. Außerdem können die Herstellkosten und die Bauzeit für ein Bauwerk reduziert werden.

==Fundamente==

Im Fertigteilbau wird zwischen Köcher- und Blockfundamenten unterschieden. Beide Varianten stellen eine Steckverbindung zwischen Stütze und Fundament dar. Die Begriffsbildung ist hier jedoch nicht einheitlich. In <ref name = "Q14"></ref> werden z. B. beide Fundamenttypen unter dem Begriff "Köcherfundament" zusammengefasst. Auf der Baustelle werden die Fertigteilfundamente in der Regel auf einer Sauberkeitsschicht aus Magerbeton und einer darüber liegenden, ca. 3 cm starken Ausgleichsschicht aus Sand positioniert. Anschließend werden die [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Fertigteilstützen]] in die dafür vorgesehenen Fundamentaussparungen eingestellt und vermörtelt. Mithilfe dieser Verbindung lassen sich die am Stützenfuß entstehenden Schnittgrößen in die [[Fundamente|Fundamente]] einleiten. Somit kann auf eine klassische zugfeste Verbindung zwischen Stütze und Fundament mittels Anschlussbewehrung verzichtet werden <ref name = "Q2"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

===Köcherfundamente===
Köcherfundamente bestehen aus einem Fundamentquader und einem oben aufgesetzten Becher, welcher innen eine glatte oder verzahnte Oberfläche aufweist <ref name = "Q1"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>. Bei einem glatten (unverzahnten) Köcher wird die Stützennormalkraft per Spitzendruck in das Fundament eingeleitet. Diese Variante erfordert einen dicken Fundamentquader, welcher eine große Bauhöhe und großes Gewicht mit sich bringt. Besonders wichtig ist die Kraftübertragung zwischen Stütze und Fundament. Hierfür ist ein verzahnter Köcher wesentlich besser geeignet als ein unverzahnter. Bei verzahnten Köcherfundamenten werden die Kräfte über die gesamte Höhe der Verzahnung (Mantelreibung) eingeleitet <ref name = "Q2"></ref>. Wenn aus bestimmten Gründen keine kompletten Fundamente benötigt werden, können einzelne Köcherhälse zum Einsatz kommen. Diese werden als Fertigteil (genauer: Halbfertigteil) auf die Baustelle geliefert und in die vor Ort hergestellte Bodenplatte eingebaut <ref name = "Q3"> Oberndorfer, Typenblatt Köcherhälse, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/fundamente/koecherhaelse?export=pdf </ref>. Die Köcherverzahnung kann mit Hilfe einer verlorenen Schalung hergestellt werden. Typische Schalkörper sind trapezförmige Blechschalungen, gewellte Vierkantblechrohre oder Kunststoffschalungskästen <ref name = "Q2"></ref><ref name = "Q1"></ref>.

===Blockfundamente===

Das Blockfundament ist eine Alternative zum Köcherfundament. Es besteht ebenfalls aus einem dicken Fundamentblock, hat aber anstelle eines aufgesetzten Köchers einen eingelassenen Köcher. Somit lassen sich geringere Fundamentabmessungen und eine flachere Gründung realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Die Kraftübertragung muss aufgrund der geringen Fundamentstärke unterhalb der Stütze per Mantelreibung erfolgen. Deshalb ist eine horizontal umlaufende Verzahnung am Stützenfuß und in der Fundamentaussparung zwingend notwendig <ref name = "Q2"></ref>. Generell lässt sich sagen, dass die Herstellung eines Blockfundamentes um einiges wirtschaftlicher ist als die eines Köcherfundamentes. Denn auf den schalungs- und bewehrungstechnischen Aufwand des aufgesetzten Köchers kann verzichtet werden <ref name = "Q1"></ref>. Durch den eingelassenen Köcher lässt sich im Vergleich zu einem aufgesetzten Köcher auch etwas Beton einsparen. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn das Fundament im eingebauten Zustand nicht allzu große Biegemomente aufnehmen muss. Sollte dies doch der Fall sein, muss mehr Beton zum Einsatz kommen. Des Weiteren besteht durch eine zu geringe Fundamentstärke unterhalb der Stütze, einer zu hohen Stützeneigenlast und einem noch nicht ausgehärteten Mörtel die Gefahr des [[Durchstanzen|Durchstanzens]] <ref name = "Q2"></ref>.

==Stützen==

[[Datei:Fertigteilstütze.jpg|right|thumb|250px|liegende Fertigteilstuetze inklusive Konsolen und Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonfertigteilstützen finden im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten Anwendung. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Tragstruktur von Bauwerken und sorgen für den vertikalen Lastabtrag. Standardmäßige Fertigteilstützen haben einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt, aber auch Sonderformen wie beispielsweise runde oder ovale Querschnitte sind möglich.

===Stützen mit rechteckigem Querschnitt===
Rechteckige und quadratische Stützen werden meistens liegend in einer Schalung gefertigt. Standardmäßige Stahlbetonrechteckstützen können eine Stützenlänge von bis zu 34 m und eine Kantenlänge von 0,20 m bis 1,30 m aufweisen <ref name = "Q4"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonstützen, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetonstuetzen/stahlbetonstuetzen-eckig?export=pdf </ref>. In Sonderfällen können die Stützenlänge und die Querschnittsabmessungen variieren. Generell lässt sich sagen, dass bei Industrie- und Gewerbebauten hauptsächlich der Rechteckquerschnitt verwendet wird. Bei Geschossbauten des üblichen Hochbaus wird die quadratische Form mit konstantem Querschnitt über alle Geschosse bevorzugt. Dies hat den Vorteil, dass mit Hilfe von Konsolen einheitliche Auflagerungs- und Anschlusspunkte gebildet werden können. Bei der Herstellung ist es schalungstechnisch am günstigsten, wenn man Konsolen möglichst nur an zwei gegenüberliegenden Seiten oder an drei Seiten anordnet. Stützen mit vierseitigen Konsolen sind schalungs- und bewehrungstechnisch sehr aufwändig und werden daher nur in seltenen Ausnahmefällen hergestellt. Geschossbauten mit bis zu fünf Stockwerken können mit durchgehenden Stützen errichtet werden, ohne dass diese gestoßen werden müssen. <ref name = "Q1"></ref>.

===Stützen mit rundem Querschnitt===

Der Einsatz von runden Stützen hat sich in der Baubranche ebenfalls etabliert. Häufig werden sie trotz ihrer höheren Fertigungskosten als gestalterisches Element eingesetzt. Sie können in einer stehenden Schalung gefertigt werden, haben dann jedoch den Nachteil, dass sie nur geschosshoch ausgeführt werden können. Dementsprechend müssen sie für den Einsatz bei Geschossbauten oft gestoßen werden. Eine besondere Art von Stahlbetonfertigteilen ist die Schleuderbetonstütze. Sie wird liegend im Schleuderverfahren gefertigt und weist im Inneren einen Hohlraum auf. Mit diesem Fertigungsverfahren können runde, quadratische und ovale Stützen gefertigt werden. Des Weiteren lässt sich eine hohe Betonfestigkeit und eine gute Sichtbetonqualität realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Standardmäßige runde Schleuderbetonstützen können einen Durchmesser von 0,20 m bis zu 1,10 m aufweisen. Stützenlängen von bis zu 30 m sind möglich. In Sonderfällen können die Stützenlänge und der Stützendurchmesser variieren. <ref name = "Q5"> spannverbund, Stützenabmessungen, https://www.spannverbund.com/wp-content/uploads/2022/02/211213_Vorbemessungstabelle-Schleuderbetonstuetze.pdf </ref>.

==Wandelemente==

Fertigteilwandelemente kommen im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten zur Anwendung und ermöglichen schnelles und wirtschaftliches Bauen. Typische Fertigteile sind Elementwände oder Sandwich-Fassadenplatten.

===Elementwände===

[[Datei:Elementwand auf Kipptisch.jpg|right|thumb|250px|Elementwand auf Kipptisch 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Elementwände werden im üblichen Hochbau als Außen- oder Innenwände eingesetzt <ref name = "Q6"> Stefan Bar, Karsten Ebeling, Gottfried C.O. Lohmeyer, Lohmeyer Stahlbetonbau Bemessung - Konstruktion - Ausführung, 9. Auflage, Wiesbaden, 2013 </ref>. Sie bestehen aus zwei bewehrten Stahlbetonschalen, die durch [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträger]] miteinander verbunden sind und nach der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] am Einsatzort mit Ortbeton verfüllt werden (Halbfertigteil) <ref name = "Q7"> Oberndorfer, Typenblatt Hohlwandelemente, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/hwe-hohlwandelemente/hwe-hohlwandelemente?export=pdf </ref>. Um einen ausreichenden Verbund mit dem Ortbeton (Kernbeton) herzustellen, müssen die Innenseiten der beiden Stahlbetonschalen im Werk mit einer kornrauen Oberfläche ausgebildet werden. Die Elementwände gibt es mit unbewehrtem und bewehrtem Kernbeton. Beide Varianten sind in der Lage, vertikale und horizontale Lasten zu übertragen. Bei unbewehrten Wänden ist lediglich eine Transport- und Montagebewehrung erforderlich. Anders ist es bei den bewehrten Wänden. Hier darf die statisch erforderliche Bewehrung teilweise oder komplett in den beiden Stahlbetonschalen angeordnet werden. Die statisch erforderliche Bewehrung ist an den Plattenstößen, Wandecken und Wandanschlüssen zu verbinden oder durch zusätzlich eingelegte Bewehrungsstähle im Kernbeton zu übergreifen <ref name = "Q6"></ref>.

Die Elementwände werden meist liegend auf Kipptischen oder vertikal in Batterieschalungen mit Längen von 6,0 m und in besonderen Fällen sogar bis zu 12,0 m hergestellt. Die Breite der Elementwände wird durch die mögliche [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transportbreite oder -höhe]] bestimmt. Der Abstand zwischen den Stahlbetonschalen muss mindestens 7 cm betragen, um ein einwandfreies Betonieren vor Ort zu ermöglichen <ref name = "Q6"></ref>. Die Stahlbetonschalen selbst sind ca. 5 – 7 cm stark <ref name = "Q7"></ref>.

===Sandwich-Fassadenplatten===

[[Datei:Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Die dreischichtigen Sandwichplatten bestehen aus Vorsatzschale (Außenseite), Wärmedämmung (Kerndämmung) und Tragschicht (Innenseite) <ref name = "Q1"></ref>. Verbaut werden sie überall dort, wo große Fassaden mit guter Wärmedämmung und Sichtbeton als Fassadengestaltung gewünscht sind. Die einzelnen Schichtstärken sind je nach Anforderung frei wählbar <ref name = "Q8"> Oberndorfer, Typenblatt Sandwich Fassadenplatten, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/sandwich-fassadenplatten/sandwich-fassadenplatten?export=pdf </ref>. Die Sandwichplatten werden in einem Arbeitsgang hergestellt und als Ganzes montiert <ref name = "Q1"></ref>. Befestigt werden sie mit Hilfe von [[Fertigteile - Transport und Montage#Ankerschienen|Ankerschienen]] an den Bauwerksstützen <ref name = "Q8"></ref>. Um einen guten Flächenkontakt innerhalb des Sandwichelementes zu gewährleisten, werden Vorsatzschale und Tragschicht mittels korrosionsbeständiger Anker zusammengehalten <ref name = "Q6"></ref>. Als Dämmschicht werden häufig Polystyrol- oder Polyurethan-Hartschaumplatten verwendet <ref name = "Q1"></ref>.

Es gilt zu beachten, dass wegen der Temperaturunterschiede zwischen Außen- und Innenseite in der Vorsatzschale Verwölbungen auftreten können. Dies geschieht, weil die Tragschicht die Raumtemperatur annimmt, die Vorsatzschale jedoch aufgrund der Witterung häufigen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Aus diesem Grund sind bei der Bemessung die Einflüsse aus Temperatur, Feuchtigkeit, Austrocknen und [[Schwinden]] in ihrem zeitlichen Verlauf zu berücksichtigen. Um vertikale und horizontale Lasten zu übertragen, müssen die Trag- und Vorsatzschale bewehrt und mittels Anker verbunden sein. Um eine ausreichende [[Betondeckung]] in der Vorsatzschicht zu gewährleisten, darf die Bewehrung nur einlagig angeordnet werden <ref name = "Q6"></ref>. Die Sandwichelemente sind in der Regel 24 - 47 cm breit. Dabei beansprucht die Tragschale ca. 12 - 25 cm, die Dämmschicht ca. 6 - 14 cm und die Vorsatzschale ca. 6 - 8 cm <ref name = "Q8"></ref>. Sie werden liegend auf Schalungspaletten hergestellt. So können strukturierte und ausgewaschene Oberflächen erzielt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Träger und Binder==

[[Datei:Fertigteilträger.jpg|right|thumb|250px|Fertigteiltraeger 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Balkenelemente wie Fertigteilträger und Binder aus Stahlbeton bilden zusammen mit den [[Stahlbetonstütze - Übersicht|Stützen]] häufig die Tragstruktur eines Bauwerkes. Sie dienen dabei hauptsächlich als horizontale Tragelemente zur Auflagerung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Decken-]] und Dachelementen sowie als Aussteifung des Bauwerks.

===Träger===

Stahlbetonträger gibt es in verschiedenen Querschnittsformen, darunter rechteckige, L-förmige und kreuzförmige Profile. Die Abmessungen der Träger sind in der Regel auf eine Breite von 1,50 m und eine Höhe von 1,80 m begrenzt. In Spannbetonbauweise können Längen bis zu 34 m erreicht werden. Um haustechnische Leitungen im Gebäudeinneren unterzubringen, werden häufig runde und eckige Aussparungen in den Trägern angeordnet <ref name = "Q9"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonträger, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetontraeger/stahlbetontraeger?export=pdf </ref>.

===Binder===

[[Datei:20211018 115534-min.jpg|right|thumb|250px|Fertigteilbinder 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonbinder tragen die Dacheindeckung. Diese besteht bei Industrie- und Gewerbebauten für gewöhnlich aus Trapezblechprofilen oder Porenbetonplatten. Die Binder gibt es als I- und T-Profile, wobei das T-Profil die wirtschaftlichere Querschnittsform darstellt <ref name = "Q1"></ref>. Aus statischen Gründen wird eine Stegbreite von 0,50 m und eine Gurtbreite von 1,00 m sowie eine Höhe von 2,50 m nur in Ausnahmefällen überschritten. Wirtschaftliche Spannweiten für Stahlbetonbinder sind 12 bis 24 m <ref name = "Q10"> Oberndorfer, Typenblatt I-Binder, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbeton-spannbetonbinder/i-binder?export=pdf </ref>. Mit vorgespannter Bewehrung sind Spannweiten bis zu 40 m möglich. Die Dachneigung kann durch eine Schrägstellung des Binders oder durch unterschiedliches Ausklinken der Pfetten erreicht werden. Aussparungen für haustechnische Leitungen sind ebenfalls möglich <ref name = "Q1"></ref>.

==Deckenelemente==

===Fertigdecke===

Die Fertigdecke wird voll maschinell hergestellt und ist, wenn sie in hohen Stückzahlen produziert wird, eines der wirtschaftlichsten Deckensysteme. Die Hohlräume bringen bis zu 40 % Material- bzw. Gewichtsersparnis gegenüber Massivplatten. Es wird grundsätzlich zwischen schlaff bewehrten und vorgespannten Platten unterschieden.
Schlaff bewehrte Fertigdecken werden in einer speziellen Betonier- und Rohrziehanlage im [[Fertigteile - Herstellung#Umlaufverfahren|Umlaufverfahren]] hergestellt. In der Regel ist hier eine Längs-, Quer- und Bügelbewehrung erforderlich. Die Fertigdecken gibt es mit einer Breite bis 2,50 m, einer Deckenstärke bis 0,30 m und einer Spannweite bis zu 10 m <ref name = "Q1"></ref>.
Bei einer vorgespannten Fertigdecke besteht die Bewehrung ausschließlich aus längs vorgespannten Drähten oder Litzen. Die Herstellung kann mit Hilfe von Extrudern oder Gleitfertigern auf langen Spannbahnen ([[Fertigteile - Herstellung#Bahnenfertigung|Bahnenfertigung]]) erfolgen <ref name = "Q2"></ref>. Die Spannbetonhohlplatten haben eine maximale Breite von 1,20 m, eine Deckenstärke von 0,16 – 0,50 m und eine Spannweite bis zu 22 m <ref name = "Q11"> Oberndorfer, Typenblatt VSD Spannbetonhohldielen, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/vsd-vorgespannte-hohldiele/vsd-spannbetonhohldielen?export=pdf </ref>.

===Rippenplatte===

Durch die Kombination von Platte und Unterzug entsteht eine so genannte TT-Doppelsteg-Platte, die in der Lage ist, wesentlich größere Spannweiten zu überbrücken und größere Lasten abzutragen als eine ebene Vollplatte <ref name = "Q2"></ref>. Sie wird mit schlaffer Bewehrung in langen Schalungen oder vorgespannt in einem Spannbett gefertigt <ref name = "Q1"></ref>.

Um im eingebauten Zustand eine ausreichende Übertragung von Schub- und Querkräften zu ermöglichen, wird eine Fugenverzahnung erzeugt, in dem die seitliche Schalung des Plattenrandes eine profilierte Oberfläche erhält. Des Weiteren lässt sich die gewünschte Platten- und Stegbreite mit Hilfe einer seitlich verstellbaren Seitenschalung einstellen <ref name = "Q2"></ref>. Um die Elemente nach dem Erhärten aus der starren Schalung zu heben, haben die Stege in der Regel einen nach unten verjüngten Querschnitt (1:20). Die Platten werden meistens mit einem 6 cm starken Plattenspiegel gefertigt, der als verlorene Schalung für die später aufgebrachte Ortbetonschicht dient. Die Ortbetonschicht wird ebenfalls bewehrt, um unter anderem eine Scheibenwirkung zu erzielen <ref name = "Q1"></ref>.

Die TT-Doppelstegplatten können mit einer Breite bis 3,00 m, einer Höhe bis 0,80 m und einer maximalen Spannweite bis 25 m hergestellt werden. Die Stege haben einen maximalen Achsabstand von 1,30 m.
Um Bauhöhe zu sparen, können die Stege im Bereich des Auflagers etwas ausgeklinkt werden. Die sogenannte Spiegelauflagerung hat die Besonderheit, dass der Steg bis zur Unterkante der Platte ausgeklinkt wird. Dies ist nur sinnvoll, wenn auch nur sehr geringe Auflagerkräfte wirken <ref name = "Q2"></ref>.
Es können auch einstegige T-Platten hergestellt werden. Diese finden ihre Anwendung als Auswechselplatte in Deckensystemen mit TT-Platten oder werden als stehende Wandelemente für Hochregallager eingesetzt <ref name = "Q1"></ref>.

===Elementdecke===

Bei der [[Elementdecken - Begriffe|Elementdecke]] (Gitterträgerdecke) handelt es sich um eine ca. 5 cm starke Fertigteilplatte mit einer Breite bis 3 m <ref name = "Q12"> Oberndorfer, Typenblatt Elementdecke, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/ed-elementdecke/elementdecke?export=pdf </ref>. Diese Fertigteilplatte enthält bereits ihre statisch erforderliche untere Bewehrung und dient später als Schalung für den Ortbeton. Um die dünnen Fertigteilplatten gut handhaben zu können, werden sie mit biegesteifer Bewehrung in Form von [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträgern]] versehen. Im Montagezustand dient der freiliegende Obergurt der Gitterträger als Druckzone. Die beiden bereits einbetonierten Untergurte können der statisch erforderlichen Zugbewehrung angerechnet werden. Eine ausreichende Verbindung zwischen Fertigteil und Ortbeton wird durch die diagonalen Streben der Gitterträger und die raue Oberseite der Platte gewährleistet. So kann die Decke im Prinzip wie eine in einem Arbeitsgang hergestellte Ortbetonplatte bemessen werden. Um eine Durchlaufwirkung der Decke zu erreichen, kann auf der Baustelle einfach eine obere Bewehrung auf die Gitterträger montiert werden.

Mittels spezieller Gitterträger können Elementdecken mit 5 m Spannweite ohne Montageunterstützung verbaut werden. Die speziellen Gitterträger bestehen aus U-förmigen und knickstabilen Stahlblechprofilen anstelle von stabförmigen Obergurten. Diese Deckenart ist bei Bauwerken mit großen Geschosshöhen besonders wirtschaftlich, sofern der Mehrpreis für die speziellen Gitterträger geringer ist als die Kosten für eine Montageunterstützung <ref name = "Q1"></ref>.

In der Regel sind die Decken einachsig gespannt und schlaff bewehrt. Es lassen sich wirtschaftliche Stützweiten bis 7,50 m erreichen. Mit zweiachsig gespannten Decken können Stützweiten bis 10 m erreicht werden <ref name = "Q12"></ref>. Vorgespannte Elementdecken werden ebenfalls angeboten, mit denen noch größere Stützweiten realisiert werden können. Die Herstellung von Elementdecken (Halbfertigteil) bringt im Vergleich zur Anwendung von Vollfertigteil-Deckensystemen eine längere Bauzeit mit sich. Jedoch können aufgrund des geringen Gewichtes großflächigere Elemente verbaut werden, die weniger [[Fertigteile - Transport und Montage#Elementfugen|Fugen]] und kaum vertikale Versprünge mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>.

==Vor- und Nachteile==

===Qualitätsverbesserung===

Vorteilhaft bei der Werksfertigung ist, dass die Produktion nicht der Witterung ausgesetzt ist. Somit entstehen bessere Arbeitsbedingungen, die eine höhere Arbeitsleistung der Arbeiter*innen und auch eine bessere Qualität der Bauteile im Vergleich zur Ortbetonbauweise mit sich bringen. Bei der [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung von Fertigteilen]] sorgen unter anderem die eingesetzten Typen- und Stahlschalungen für eine exakte Maßhaltigkeit. Durch den [[Fertigteile - Herstellung#Beton im Fertigteilbau|werksseitig hergestellten Beton]] lässt sich eine sehr hohe Betonqualität erzielen. Des Weiteren lassen sich nur im Fertigteilwerk strukturierte und farblich gestaltete Bauteile nach architektonischen Vorgaben, wie es zum Beispiel bei [[Fertigteile - Übersicht#Sandwich-Fassadenplatten|Fassadenplatten]] der Fall ist, realisieren <ref name = "Q1"></ref>.

===Herstellungskosten===

Um die anfallenden Kosten bei der Herstellung von Fertigteilen zu senken, werden gut konstruierte und durchdachte Schalungen eingesetzt, die bei großen Serien mehrfach verwendet werden können. Die mögliche Mechanisierung und Automatisierung im Werk sorgt für eine wesentlich schnellere Fertigung der Bauteile. Durch den Einbau der Fertigteile werden die Kosten auf der Baustelle zusätzlich durch nur selten oder gar nicht benötigte Gerüste reduziert.
Einen weiteren Vorteil bringen die dünn ausgeführten Bauteilquerschnitte mit sich. Anstatt einfacher Rechteckquerschnitte werden beispielsweise an die höhere Betonqualität angepasste T-Querschnitte verwendet. Diese erfüllen genauestens die statischen Erfordernisse und sorgen so für eine Material- und Gewichtsersparnis <ref name = "Q1"></ref>.

Ein großer Nachteil der Fertigteile ist der [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transport]] und die damit verbundenen Kosten. Zunächst muss überhaupt eine Zufahrt zu der Baustelle vorhanden sein. Um die Transportkosten im Rahmen zu halten, lohnt sich der Einsatz von werksseitig hergestellten Bauteilen oft nur in einem gewissen Aktionsradius. Allerdings stellt dies nur noch begrenzt ein Problem dar, denn heutzutage sind leistungsfähige Fertigteilwerke überall dort flächendeckend anzutreffen, wo auch eine gewisse Nachfrage besteht <ref name = "Q1"></ref>.

===Bauzeit===

Durch das Errichten eines Bauwerkes mit Hilfe von Fertigteilen wird die Bauzeit drastisch verkürzt. Dies liegt daran, dass die benötigten Bauteile (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Fundamente|Fundamente]], [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Binder]]) das ganze Jahr über produziert werden können. Allerdings wird bei der Werksfertigung eine gewisse Vorlaufzeit benötigt, um die Fertigteile zu produzieren. Die anschließende [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] kann innerhalb kürzester Zeit (auch im Winter) auf der Baustelle und ohne eine aufwendige Baustelleneinrichtung erfolgen. Dank der verkürzten Bauzeit lassen sich Finanzierungskosten einsparen. Des Weiteren profitieren beispielsweise Industriebauten von frühzeitigeren Nutzungserträgen. Bei einem Bauwerk, welches nicht aus einem Standardfertigteilsystem besteht, ist der Planungsaufwand jedoch oftmals sehr hoch <ref name = "Q1"></ref>.

==Regeln und Normen==

Um einen guten Überblick zu den aktuell gültigen Normen und Richtlinien zu erlangen, wird an dieser Stelle auf das Buch „Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau“ verwiesen <ref name = "Q13"> Alfred Steinle, Hubert Bachmann, Mathias Tillmann, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 3. Auflage, Berlin, 2018 </ref>. Dort sind nationale, europäische und internationale Normen aufgeführt. Informationen zu den Richtlinien des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb), Merkblätter der Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e.V. sowie des Deutschen Beton- und Bautechnik-Verein e.V. sind ebenfalls enthalten. Die Anwendung dieser Normen und Richtlinien in Bezug auf die Bemessung und Konstruktion von Stahl- und Spannbetontragwerken ist im [[Eurocode - Übersicht|Eurocode]] 2 festgehalten <ref name = "Q14"> Frank Fingerloos, Josef Hegger, Konrad Zilch, Eurocode 2 für Deutschland DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit Nationalem Anhang Kommentierte Fassung. 2. Auflage, Berlin, 2016 </ref>.

==Quellen==

<references/>

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|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Transport und Montage

2023-11-20T13:48:03Z

AFoerster: /* Lager (Elastomere) */

[[Datei:Transport Fertigteilstütze inklusive Fundament.jpg|right|thumb|500px|Transport zweier Fertigteilstuetzen mit angeformten Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt einige Informationen und Hinweise zu den Transport- und Montagevorgängen von Betonfertigteilen sowie den damit verbundenen Besonderheiten. 

==Transport==

[[Datei:Transport von zwei Trägern innerhalb des Fertigteilwerks.jpg|right|thumb|250px|Transport im Fertigteilwerk 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Um ein Fertigteil überhaupt bewegen zu können, müssen bei der Bemessung besondere Belastungszustände (Zwischenzustände) berücksichtigt werden. Denn während des Aushebens aus der Schalung sowie beim Transport, der Lagerung und der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] eines Fertigteils wirken andere Kräfte auf das Bauteil ein als im eingebauten und belasteten Zustand. Dies liegt daran, dass die Fertigteile mit [[Fertigteile - Transport und Montage#Transportanker|Transportankern]] versehen sind, an denen Anschlagmittel (z. B. Kettenhaken, Schäkel usw.) befestigt werden können, um sie mit Hilfe eines Krans zu bewegen. Um die Bemessung und [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung eines Fertigteils]] wirtschaftlich zu halten, sollte darauf geachtet werden, dass die Zwischenzustände nicht maßgebend für die Bemessung der Fertigteile werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>. Die Größe der herzustellenden Fertigteile ist lediglich durch die maximalen Transportabmessungen und das Montagegewicht beschränkt. Dadurch wird die Handhabung im Werk und während der Montage positiv beeinflusst, da keine übermäßig großen Fertigteile bewegt werden müssen <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

Es gibt einige Möglichkeiten, um die Fertigteile vom Werk zur Baustelle zu transportieren. Allerdings ist in den meisten Fällen der Straßentransport der günstigste, denn für den Transport auf Schienen sollten beispielsweise ein Gleisanschluss und Entladungsvorrichtungen vorhanden sein. Der Wasser- oder Lufttransport gestaltet sich dementsprechend noch schwieriger. Ohne den zusätzlichen Einsatz von Straßentransporten sind Schienen-, Wasser- und Lufttransporte nur in den seltensten Fällen möglich <ref name = "Q1"></ref>. Der Schienen- und insbesondere Wassertransport haben allerdings den Vorteil, dass Bauteile mit größeren Abmessungen und höheren Gesamtmassen transportiert werden können. Für einen Straßentransport ohne Sondergenehmigung sind die höchstzulässigen Abmessungen begrenzt auf eine Breite von 2,55 m, eine Höhe von 4,00 m, eine Länge von 15,50 m und ein Gesamtgewicht von 40 t. Mit einer Jahresdauergenehmigung sind Breiten bis 3,00 m, Höhen bis 4,00 m, Längen bis 24,00 m und ein Gesamtgewicht bis 48 t möglich <ref name = "Q2"></ref>.

==Montage==

Schon bei der Planung sollten die Größe der Fertigteile, die benötigten Hebezeuge und die Verbindungstechnik auf die Montagefolge abgestimmt werden. Bei der Verbindungstechnik wird zwischen einer Vollmontage mit trockenen Schraub- oder Schweißverbindungen und Verbindungen mit nachträglich ergänztem Ortbeton unterschieden <ref name = "Q1"></ref>. Häufig angewendete Montagefolgen sind die vertikale und die horizontale Montage <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der '''vertikalen Montage''' werden die Fertigteile mit einem Autokran in einem Teilbereich des Gebäudes über die gesamte Gebäudehöhe verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der Kran kann schwere Elemente versetzen, muss aber aufgrund seines begrenzten Schwenkbereiches nach erfolgter Montage des vertikalen Bauabschnittes versetzt werden <ref name = "Q1"></ref>. Bei der '''horizontalen Montage''' werden die Elemente geschossweise über die ganze Gebäudefläche oder einen Teilbereich mit einem Turmdrehkran verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der große Schwenkbereich des Kranes hat allerdings den Nachteil, dass bei großer Ausladung nur relativ leichte Fertigteile bewegt werden können <ref name = "Q1"></ref>. Es können auch beide Montagearten miteinander kombiniert werden. Dann ist es in der Regel so, dass der Autokran mit seinen hohen Kosten tageweise angemietet wird und der Turmdrehkran während der gesamten Bauzeit zur Verfügung steht <ref name = "Q2"></ref>. So werden beispielsweise lange [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] mit einem Autokran in vertikaler Montagefolge und trockener Verbindung errichtet. Anschließend können dann leichte Bauteile wie Unterzüge, Decken- und Fassadenelemente mit einem Turmdrehkran in horizontaler Montagefolge eingebaut und gegebenenfalls mit Ortbeton ergänzt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Verankerungssysteme==
===Transportanker===

Um die Fertigteile während der Herstellung im Werk und bei den Transport- sowie Montageprozessen bewegen zu können, werden Transportanker benötigt. Sie dürfen in der Regel nicht als dauerhaft tragende Verbindungen eingesetzt werden, denn sie sind meist nur für zeitlich begrenzte und sich wiederholende Transportvorgänge ausgelegt. Nur wenn die Anker aus nichtrostendem Stahl bestehen, dürfen sie nach der Montage im Beton verbleiben. Typische Transportanker sind beispielsweise Seilschlaufen, Schraubhülsen oder Kugelkopfanker. Für die Sicherheit der am Transport beteiligten Personen sind die Berufsgenossenschaften zuständig. Sicherheitsregeln für Transportanker und Transportankersysteme können in den VDI-Richtlinien (Verein Deutscher Ingenieure) nachgelesen werden <ref name = "Q1"></ref>.

====Seilschlaufen====

[[Datei:Seilschlaufen.jpg|right|thumb|250px|Seilschlaufen 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Seilschlaufen oder auch Drahtseilanker genannt, bestehen aus einem Stahldrahtseil, welches nach dem Betonieren aus der glatten Fertigteiloberfläche herausragt. Es ist darauf zu achten, dass die Seilschlaufen bei der Lagerung und dem Transport nicht durch Umknicken beschädigt werden. Des Weiteren stellen sie eine Unfallgefahr dar und müssen entweder durch Aufbeton verdeckt oder nach der Montage abgeschnitten werden. Deshalb gibt es die Möglichkeit, eine Vertiefung in der Betonfläche mithilfe eines Schalungskörpers herzustellen, in dem sich dann die versenkte Schlaufe befindet <ref name = "Q1"></ref>. Alternativ kann auch ein vorgefertigtes Seilschlaufensystem verwendet werden, welches nach dem Transport im Bauwerk verbleiben und als Bestandteil einer Fugenverbindung zwischen zwei Bauteilen genutzt werden kann. Als Anschlagmittel beim Versetzen des Fertigteils kommen Schäkel oder Kettenhaken zum Einsatz. Diese ermöglichen effiziente Hebevorgänge sowie ein schnelles An- und Abhängen <ref name = "Q3"> Peikko, WRA Drahtseilanker, https://d76yt12idvq5b.cloudfront.net/file/dl/i/gO3cwg/zD1ZXfbo49usbg7XpqXQaw/WRADE001TMAWeb.pdf </ref>.

====Schraubhülsen====

[[Datei: Schraubhülse mit Profilierte Wellenanker .jpg|right|thumb|250px|Schraubhuelse mit Wellenanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Schraubhülsen werden mit Ankern aus Betonstahl, Seilschlaufen oder anderen Ankerkonstruktionen eingebaut. Der Einbau soll so erfolgen, dass die Hülse bündig mit der Betonoberfläche abschließt. Zum Schutz des Gewindes wird eine Kunststoffkappe auf die Hülse gesteckt. Als Anschlagmittel verwendet man einschraubbare Seilschlaufen oder Ösen, die mehrfach verwendet werden können. Es ist stets auf eine ausreichende Einschraubtiefe zu achten, da diese Anker auch als dauernd tragende Verbindungsmittel zur Anwendung kommen dürfen <ref name = "Q1"></ref>.

====Kugelkopfanker====

[[Datei:Kugelkopfanker.jpg|right|thumb|200px||right|thumb|250px|Kugelkopfanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Kugelkopfanker werden bei großen Lasten verwendet. Diese Art der Transportanker ist sehr robust und kann für den wiederholten Einsatz genutzt werden. Der Kopf eines solchen Ankers hat die Form einer Kugelkalotte. Der Kugelkopfanker wird zusammen mit einem halbkugelförmigen Aussparungskörper einbetoniert, sodass der Kopf vollständig in der Betonoberfläche versenkt ist <ref name = "Q1"></ref>. Nach dem Entfernen des Aussparungskörpers wird eine Universalkopf-Kupplung montiert, in die sich ein Kettenhaken für den Transport einhängen lässt <ref name = "Q4"> Halfen, DEHA KKT Kugelkopf-Transportankersystem, https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN%20DEHA_KKT_22-2-DE.pdf </ref>.

===Einbetonierte Verankerungen===

Einbetonierte Verankerungen bringen einige Vorteile mit sich. Beispielsweise vermeiden sie eine Beschädigung der Bewehrung, wie es bei nachträglichen Befestigungen der Fall sein kann. Des Weiteren lassen sie sich sehr genau positionieren und können große Lasten mithilfe von zusätzlicher Verankerungsbewehrung einleiten. Hinzu kommt, dass sie den Beton im unbelasteten Zustand nicht beanspruchen und so geringere Randabstände als mit Spreizdübeln möglich sind. Häufig kommen Ankerschienen, Ankerplatten oder Schraubhülsen zum Einsatz <ref name = "Q1"></ref>.

====Ankerschiene====

Ankerschienen bestehen aus kaltverformten oder warmgewalzten C-förmigen Profilen, auf deren Rückseite zwei oder mehrere Ankerbolzen bzw. T-förmige Anker aufgebracht sind. Die Ankerbolzen sorgen für die Verankerung im Beton und dürfen unter Einhaltung der Einbaubedingungen sogar in der Betonzugzone angeordnet werden. Sie werden so in die Fertigteile eingebaut, dass sie bündig mit der Betonoberfläche abschließen <ref name = "Q1"></ref>.

In das C-förmige Profil lassen sich Hammerkopfschrauben einziehen, mit denen sich beliebige Konstruktionen befestigen lassen. Senkrecht zur Schienenachse können Zug- und Querkräfte über die Schrauben weitergeleitet werden. Über die Schienenlängsrichtung lassen sich diese Kräfte nur einleiten, wenn die Schieneninnenkante und die Schraubenköpfe mit einer Profilierung ausgestattet sind. Werden die Ankerschienen im Außenbereich eingesetzt, z. B. zur Befestigung von Fassadenelementen, so sollten sie und ihre Verbindungsmittel aus nichtrostendem Stahl bestehen <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der HALFEN-Website zu finden <ref name = "Q6"> Halfen, HALFENSCHIENEN Produktinformation Technik https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN_B_23-DE.pdf </ref>.

====Ankerplatte mit Kopfbolzen====

Dieses Verankerungssystem besteht aus einer Stahlplatte, auf deren Rückseite Kopfbolzen oder Bewehrungsstäbe befestigt sind. So lassen sich wesentlich höhere Lasten als mit einer Ankerschiene übertragen. Die Kopfbolzen der Ankerplatte bilden die Verankerung im Beton und sind in der Lage, Zug-, Quer- und Schrägzugkräfte einzuleiten <ref name = "Q1"></ref>.

Die Tragfähigkeit der Bolzen ist abhängig von deren [[Verankerungslänge|Verankerungslänge]] (Bolzenlänge) und kann erhöht werden, indem mehrere Bolzen mit einem aufgesetzten Polsterring im Kopfbereich aneinandergeschweißt werden. So wird gewährleistet, dass die zu verankernde Last nur über den letzten Bolzenkopf in den Beton übertragen wird. Unter gewissen Voraussetzungen können mit Hilfe von Rückhängebügeln die Bolzenzugkräfte in die Betondruckzone eingeleitet werden. Für gewöhnlich werden anstatt eines Einzelankers eher Ankerplatten mit Ankergruppen verwendet. Bei mehreren Einzelbolzen überlagern sich die möglichen Ausbruchkegel und die Traglast je Bolzen wird reduziert <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der Peikko-Website zu finden <ref name = "Q7"> Peikko, WELDA® Ankerplatten https://www.peikko.de/produkte/product/welda-ankerplatten/technical-information/ </ref>.

==Elementfugen==

Im Gegensatz zur Ortbetonbauweise wird im Fertigteilbau erst später das Tragwerk aus einzelnen Fertigteilen zusammengefügt. Aus diesem Grund müssen die Elementfugen in Form einer kraftschlüssigen Verbindung ausgeführt werden <ref name = "Q2"></ref>. Fugenverbindungen können in Form eines Fugenvergusses oder durch konzentriert angeordnete Schraub- und Schweißverbindungen hergestellt werden. In Deutschland wird der Fugenverguss meist bevorzugt. Generell wird zwischen horizontalen und vertikalen Fugen unterschieden <ref name = "Q1"></ref>.

===Horizontalfugen===

Horizontalfugen werden häufig durch Längsdruckspannungen der Auflasten zumindest teilweise überdrückt. Somit ist eine Verzahnung oder eine Fugenbewehrung meist nicht erforderlich. Oft werden einzubauende Elemente einfach in ein Mörtelbett gesetzt oder mit Mörtel unterstopft <ref name = "Q1"></ref>.

===Vertikalfugen===

Vertikalfugen hingegen werden in der Regel nicht durch Belastungen senkrecht zur Fuge überdrückt. Wegen der deshalb auftretenden Zugkräfte müssen sie oftmals mit einer Verzahnung oder einer kontinuierlichen Fugenquerbewehrung versehen werden. Eine gute Möglichkeit der Fugenbewehrung kann mit Hilfe eines Seilschlaufensystems (Verschlaufungskasten) erzielt werden. Diese sind gleichmäßig über die gesamte Fugenlänge verteilt und werden durch eine zusätzliche Fugenlängsbewehrung und flüssigen Vergussmörtel kraftschlüssig verbunden <ref name = "Q1"></ref>.

Mittlerweile kommen auch schon spezielle Vergussmörtel zum Einsatz, die noch bessere Eigenschaften aufweisen. So gibt es die Möglichkeit, einen thixotropen Mörtel zu verwenden, der dank seiner Steifigkeit nach dem Verfüllen lediglich ein Glattziehen der Mörtelfuge erfordert. Das Abdichten und Nachbearbeiten der Fuge wird somit überflüssig und spart eine Menge Zeit <ref name = "Q5"> BFT International, Wirtschaftliches Verbinden von Betonfertigteilen, https://www.bft-international.com/de/artikel/bft_2012-03_Wirtschaftliches_Verbinden_von_Betonfertigteilen_1390913.html </ref>.

==Lager (Elastomere)==

Elastomerlager werden zum Übertragen von Auflagerkräften und zum Ausgleichen von Bewegungen zwischen zwei Bauteilen eingesetzt. So wird eine zwängungsarme Verbindung erreicht, die ''Verdrehungen'' und ''Verschiebungen'' durch ihre elastische Verformung aufnimmt. Die Lager können beispielsweise mit Hilfe einer Randverklebung oder mit dem Einbau von Dollen, welche zu vermörteln sind, eingebaut werden. Elastomerlager haben eine gute Alterungsbeständigkeit, bestehen aus synthetischem Kautschuk und sind meistens für einen Temperaturbereich von - 25°C bis + 50°C ausgelegt <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regeln sind in folgender Quelle zu finden <ref name = "Q8"> DIN EN 1337-3 </ref>.

===Unbewehrte Elastomerlager===

Unbewehrte Elastomerlager nehmen ''Vertikallasten'', ''geringe Verdrehungen'' und ''begrenzte Horizontalverschiebungen'' auf. Um das „Wandern“ der Lager zu verhindern, dürfen sie nur bei ruhenden Belastungen zum Einsatz kommen. Sie werden in großformatigen Platten geliefert und können zugeschnitten werden. Meistens bestehen sie aus vulkanisiertem Chloropren-Kautschuk. Die Lager müssen stets dick genug sein, um direkte Berührungen der Betonbauteile zu vermeiden. Druckspannungen von ca. 12 N/mm² sind bei normalen Lagergeometrien keine Seltenheit und zulässig <ref name = "Q2"></ref>.

Es gibt auch Sonderformen von unbewehrten Elastomerlagern, die durch eine Veränderung der Oberflächen- und Querschnittsgestaltung erzielt werden. So kann durch eine Lochung oder Noppung das Druck-Stauchungs-Verhalten positiv beeinflusst und eine gleichmäßigere Spannungsverteilung erzielt werden. Das Ganze funktioniert so, dass das Lager bei Belastung zunächst weich nachgibt, da das Lagermaterial erst die Hohlräume ausfüllen muss. Wenn dies geschehen ist, entsteht durch die progressive Verformung ein höherer Widerstand <ref name = "Q2"></ref>.

===Verformungsgleitlager===

Um ''größere Bewegungen'' zwischen Bauteilen zu ermöglichen, kann anstatt eines dicken unbewehrten Elastomerlagers, das nur kleine Bewegungen zulässt, ein Verformungsgleitlager verbaut werden. Dieses nimmt Bewegungen mit Hilfe von geschmiert oder ungeschmiert aufeinander gleitenden Folien auf. Die Folien gibt es ebenfalls in Form von vulkanisiertem Kautschuk oder als kohlefaserverstärkte Kunststoffplatten. Um Unebenheiten oder hohe Kantenpressungen zu verhindern, werden die Folien oder Kunststoffplatten bei Bedarf außen mit Schaumstoff oder Elastomer kaschiert. Als Lager zwischen Fertigteilen sollten die Gleitlager mindestens 4 mm stark sein <ref name = "Q2"></ref>.

===Bewehrte Elastomerlager===

Wenn ein unbewehrtes Lager an die Grenzen seiner zulässigen ''Verdrehung'', ''Pressung'' oder ''Schubverformung'' kommt, sind bewehrte Elastomerlager eine gute, aber teurere Alternative. Sie haben meist eine viereckige oder kreisrunde Form, welche nicht zugeschnitten werden kann. Die Hersteller bieten meist nur vorgefertigte Standardlagergrößen an. Um den höheren Beanspruchungen standzuhalten, haben diese Lager mehrere symmetrisch und im gleichen Abstand voneinander flach angeordnete Bewehrungseinlagen. Die Einlagen gibt es aus Stahlblech oder textilen Geweben, welche mittels Warmvulkanisation mit den einzelnen Elastomerschichten verbunden werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Quellen==

<references/>

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[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Transport und Montage

2023-11-20T13:45:55Z

AFoerster: /* Verankerungssysteme */

[[Datei:Transport Fertigteilstütze inklusive Fundament.jpg|right|thumb|500px|Transport zweier Fertigteilstuetzen mit angeformten Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt einige Informationen und Hinweise zu den Transport- und Montagevorgängen von Betonfertigteilen sowie den damit verbundenen Besonderheiten. 

==Transport==

[[Datei:Transport von zwei Trägern innerhalb des Fertigteilwerks.jpg|right|thumb|250px|Transport im Fertigteilwerk 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Um ein Fertigteil überhaupt bewegen zu können, müssen bei der Bemessung besondere Belastungszustände (Zwischenzustände) berücksichtigt werden. Denn während des Aushebens aus der Schalung sowie beim Transport, der Lagerung und der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] eines Fertigteils wirken andere Kräfte auf das Bauteil ein als im eingebauten und belasteten Zustand. Dies liegt daran, dass die Fertigteile mit [[Fertigteile - Transport und Montage#Transportanker|Transportankern]] versehen sind, an denen Anschlagmittel (z. B. Kettenhaken, Schäkel usw.) befestigt werden können, um sie mit Hilfe eines Krans zu bewegen. Um die Bemessung und [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung eines Fertigteils]] wirtschaftlich zu halten, sollte darauf geachtet werden, dass die Zwischenzustände nicht maßgebend für die Bemessung der Fertigteile werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>. Die Größe der herzustellenden Fertigteile ist lediglich durch die maximalen Transportabmessungen und das Montagegewicht beschränkt. Dadurch wird die Handhabung im Werk und während der Montage positiv beeinflusst, da keine übermäßig großen Fertigteile bewegt werden müssen <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

Es gibt einige Möglichkeiten, um die Fertigteile vom Werk zur Baustelle zu transportieren. Allerdings ist in den meisten Fällen der Straßentransport der günstigste, denn für den Transport auf Schienen sollten beispielsweise ein Gleisanschluss und Entladungsvorrichtungen vorhanden sein. Der Wasser- oder Lufttransport gestaltet sich dementsprechend noch schwieriger. Ohne den zusätzlichen Einsatz von Straßentransporten sind Schienen-, Wasser- und Lufttransporte nur in den seltensten Fällen möglich <ref name = "Q1"></ref>. Der Schienen- und insbesondere Wassertransport haben allerdings den Vorteil, dass Bauteile mit größeren Abmessungen und höheren Gesamtmassen transportiert werden können. Für einen Straßentransport ohne Sondergenehmigung sind die höchstzulässigen Abmessungen begrenzt auf eine Breite von 2,55 m, eine Höhe von 4,00 m, eine Länge von 15,50 m und ein Gesamtgewicht von 40 t. Mit einer Jahresdauergenehmigung sind Breiten bis 3,00 m, Höhen bis 4,00 m, Längen bis 24,00 m und ein Gesamtgewicht bis 48 t möglich <ref name = "Q2"></ref>.

==Montage==

Schon bei der Planung sollten die Größe der Fertigteile, die benötigten Hebezeuge und die Verbindungstechnik auf die Montagefolge abgestimmt werden. Bei der Verbindungstechnik wird zwischen einer Vollmontage mit trockenen Schraub- oder Schweißverbindungen und Verbindungen mit nachträglich ergänztem Ortbeton unterschieden <ref name = "Q1"></ref>. Häufig angewendete Montagefolgen sind die vertikale und die horizontale Montage <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der '''vertikalen Montage''' werden die Fertigteile mit einem Autokran in einem Teilbereich des Gebäudes über die gesamte Gebäudehöhe verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der Kran kann schwere Elemente versetzen, muss aber aufgrund seines begrenzten Schwenkbereiches nach erfolgter Montage des vertikalen Bauabschnittes versetzt werden <ref name = "Q1"></ref>. Bei der '''horizontalen Montage''' werden die Elemente geschossweise über die ganze Gebäudefläche oder einen Teilbereich mit einem Turmdrehkran verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der große Schwenkbereich des Kranes hat allerdings den Nachteil, dass bei großer Ausladung nur relativ leichte Fertigteile bewegt werden können <ref name = "Q1"></ref>. Es können auch beide Montagearten miteinander kombiniert werden. Dann ist es in der Regel so, dass der Autokran mit seinen hohen Kosten tageweise angemietet wird und der Turmdrehkran während der gesamten Bauzeit zur Verfügung steht <ref name = "Q2"></ref>. So werden beispielsweise lange [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] mit einem Autokran in vertikaler Montagefolge und trockener Verbindung errichtet. Anschließend können dann leichte Bauteile wie Unterzüge, Decken- und Fassadenelemente mit einem Turmdrehkran in horizontaler Montagefolge eingebaut und gegebenenfalls mit Ortbeton ergänzt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Verankerungssysteme==
===Transportanker===

Um die Fertigteile während der Herstellung im Werk und bei den Transport- sowie Montageprozessen bewegen zu können, werden Transportanker benötigt. Sie dürfen in der Regel nicht als dauerhaft tragende Verbindungen eingesetzt werden, denn sie sind meist nur für zeitlich begrenzte und sich wiederholende Transportvorgänge ausgelegt. Nur wenn die Anker aus nichtrostendem Stahl bestehen, dürfen sie nach der Montage im Beton verbleiben. Typische Transportanker sind beispielsweise Seilschlaufen, Schraubhülsen oder Kugelkopfanker. Für die Sicherheit der am Transport beteiligten Personen sind die Berufsgenossenschaften zuständig. Sicherheitsregeln für Transportanker und Transportankersysteme können in den VDI-Richtlinien (Verein Deutscher Ingenieure) nachgelesen werden <ref name = "Q1"></ref>.

====Seilschlaufen====

[[Datei:Seilschlaufen.jpg|right|thumb|250px|Seilschlaufen 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Seilschlaufen oder auch Drahtseilanker genannt, bestehen aus einem Stahldrahtseil, welches nach dem Betonieren aus der glatten Fertigteiloberfläche herausragt. Es ist darauf zu achten, dass die Seilschlaufen bei der Lagerung und dem Transport nicht durch Umknicken beschädigt werden. Des Weiteren stellen sie eine Unfallgefahr dar und müssen entweder durch Aufbeton verdeckt oder nach der Montage abgeschnitten werden. Deshalb gibt es die Möglichkeit, eine Vertiefung in der Betonfläche mithilfe eines Schalungskörpers herzustellen, in dem sich dann die versenkte Schlaufe befindet <ref name = "Q1"></ref>. Alternativ kann auch ein vorgefertigtes Seilschlaufensystem verwendet werden, welches nach dem Transport im Bauwerk verbleiben und als Bestandteil einer Fugenverbindung zwischen zwei Bauteilen genutzt werden kann. Als Anschlagmittel beim Versetzen des Fertigteils kommen Schäkel oder Kettenhaken zum Einsatz. Diese ermöglichen effiziente Hebevorgänge sowie ein schnelles An- und Abhängen <ref name = "Q3"> Peikko, WRA Drahtseilanker, https://d76yt12idvq5b.cloudfront.net/file/dl/i/gO3cwg/zD1ZXfbo49usbg7XpqXQaw/WRADE001TMAWeb.pdf </ref>.

====Schraubhülsen====

[[Datei: Schraubhülse mit Profilierte Wellenanker .jpg|right|thumb|250px|Schraubhuelse mit Wellenanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Schraubhülsen werden mit Ankern aus Betonstahl, Seilschlaufen oder anderen Ankerkonstruktionen eingebaut. Der Einbau soll so erfolgen, dass die Hülse bündig mit der Betonoberfläche abschließt. Zum Schutz des Gewindes wird eine Kunststoffkappe auf die Hülse gesteckt. Als Anschlagmittel verwendet man einschraubbare Seilschlaufen oder Ösen, die mehrfach verwendet werden können. Es ist stets auf eine ausreichende Einschraubtiefe zu achten, da diese Anker auch als dauernd tragende Verbindungsmittel zur Anwendung kommen dürfen <ref name = "Q1"></ref>.

====Kugelkopfanker====

[[Datei:Kugelkopfanker.jpg|right|thumb|200px||right|thumb|250px|Kugelkopfanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Kugelkopfanker werden bei großen Lasten verwendet. Diese Art der Transportanker ist sehr robust und kann für den wiederholten Einsatz genutzt werden. Der Kopf eines solchen Ankers hat die Form einer Kugelkalotte. Der Kugelkopfanker wird zusammen mit einem halbkugelförmigen Aussparungskörper einbetoniert, sodass der Kopf vollständig in der Betonoberfläche versenkt ist <ref name = "Q1"></ref>. Nach dem Entfernen des Aussparungskörpers wird eine Universalkopf-Kupplung montiert, in die sich ein Kettenhaken für den Transport einhängen lässt <ref name = "Q4"> Halfen, DEHA KKT Kugelkopf-Transportankersystem, https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN%20DEHA_KKT_22-2-DE.pdf </ref>.

===Einbetonierte Verankerungen===

Einbetonierte Verankerungen bringen einige Vorteile mit sich. Beispielsweise vermeiden sie eine Beschädigung der Bewehrung, wie es bei nachträglichen Befestigungen der Fall sein kann. Des Weiteren lassen sie sich sehr genau positionieren und können große Lasten mithilfe von zusätzlicher Verankerungsbewehrung einleiten. Hinzu kommt, dass sie den Beton im unbelasteten Zustand nicht beanspruchen und so geringere Randabstände als mit Spreizdübeln möglich sind. Häufig kommen Ankerschienen, Ankerplatten oder Schraubhülsen zum Einsatz <ref name = "Q1"></ref>.

====Ankerschiene====

Ankerschienen bestehen aus kaltverformten oder warmgewalzten C-förmigen Profilen, auf deren Rückseite zwei oder mehrere Ankerbolzen bzw. T-förmige Anker aufgebracht sind. Die Ankerbolzen sorgen für die Verankerung im Beton und dürfen unter Einhaltung der Einbaubedingungen sogar in der Betonzugzone angeordnet werden. Sie werden so in die Fertigteile eingebaut, dass sie bündig mit der Betonoberfläche abschließen <ref name = "Q1"></ref>.

In das C-förmige Profil lassen sich Hammerkopfschrauben einziehen, mit denen sich beliebige Konstruktionen befestigen lassen. Senkrecht zur Schienenachse können Zug- und Querkräfte über die Schrauben weitergeleitet werden. Über die Schienenlängsrichtung lassen sich diese Kräfte nur einleiten, wenn die Schieneninnenkante und die Schraubenköpfe mit einer Profilierung ausgestattet sind. Werden die Ankerschienen im Außenbereich eingesetzt, z. B. zur Befestigung von Fassadenelementen, so sollten sie und ihre Verbindungsmittel aus nichtrostendem Stahl bestehen <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der HALFEN-Website zu finden <ref name = "Q6"> Halfen, HALFENSCHIENEN Produktinformation Technik https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN_B_23-DE.pdf </ref>.

====Ankerplatte mit Kopfbolzen====

Dieses Verankerungssystem besteht aus einer Stahlplatte, auf deren Rückseite Kopfbolzen oder Bewehrungsstäbe befestigt sind. So lassen sich wesentlich höhere Lasten als mit einer Ankerschiene übertragen. Die Kopfbolzen der Ankerplatte bilden die Verankerung im Beton und sind in der Lage, Zug-, Quer- und Schrägzugkräfte einzuleiten <ref name = "Q1"></ref>.

Die Tragfähigkeit der Bolzen ist abhängig von deren [[Verankerungslänge|Verankerungslänge]] (Bolzenlänge) und kann erhöht werden, indem mehrere Bolzen mit einem aufgesetzten Polsterring im Kopfbereich aneinandergeschweißt werden. So wird gewährleistet, dass die zu verankernde Last nur über den letzten Bolzenkopf in den Beton übertragen wird. Unter gewissen Voraussetzungen können mit Hilfe von Rückhängebügeln die Bolzenzugkräfte in die Betondruckzone eingeleitet werden. Für gewöhnlich werden anstatt eines Einzelankers eher Ankerplatten mit Ankergruppen verwendet. Bei mehreren Einzelbolzen überlagern sich die möglichen Ausbruchkegel und die Traglast je Bolzen wird reduziert <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der Peikko-Website zu finden <ref name = "Q7"> Peikko, WELDA® Ankerplatten https://www.peikko.de/produkte/product/welda-ankerplatten/technical-information/ </ref>.

==Elementfugen==

Im Gegensatz zur Ortbetonbauweise wird im Fertigteilbau erst später das Tragwerk aus einzelnen Fertigteilen zusammengefügt. Aus diesem Grund müssen die Elementfugen in Form einer kraftschlüssigen Verbindung ausgeführt werden <ref name = "Q2"></ref>. Fugenverbindungen können in Form eines Fugenvergusses oder durch konzentriert angeordnete Schraub- und Schweißverbindungen hergestellt werden. In Deutschland wird der Fugenverguss meist bevorzugt. Generell wird zwischen horizontalen und vertikalen Fugen unterschieden <ref name = "Q1"></ref>.

===Horizontalfugen===

Horizontalfugen werden häufig durch Längsdruckspannungen der Auflasten zumindest teilweise überdrückt. Somit ist eine Verzahnung oder eine Fugenbewehrung meist nicht erforderlich. Oft werden einzubauende Elemente einfach in ein Mörtelbett gesetzt oder mit Mörtel unterstopft <ref name = "Q1"></ref>.

===Vertikalfugen===

Vertikalfugen hingegen werden in der Regel nicht durch Belastungen senkrecht zur Fuge überdrückt. Wegen der deshalb auftretenden Zugkräfte müssen sie oftmals mit einer Verzahnung oder einer kontinuierlichen Fugenquerbewehrung versehen werden. Eine gute Möglichkeit der Fugenbewehrung kann mit Hilfe eines Seilschlaufensystems (Verschlaufungskasten) erzielt werden. Diese sind gleichmäßig über die gesamte Fugenlänge verteilt und werden durch eine zusätzliche Fugenlängsbewehrung und flüssigen Vergussmörtel kraftschlüssig verbunden <ref name = "Q1"></ref>.

Mittlerweile kommen auch schon spezielle Vergussmörtel zum Einsatz, die noch bessere Eigenschaften aufweisen. So gibt es die Möglichkeit, einen thixotropen Mörtel zu verwenden, der dank seiner Steifigkeit nach dem Verfüllen lediglich ein Glattziehen der Mörtelfuge erfordert. Das Abdichten und Nachbearbeiten der Fuge wird somit überflüssig und spart eine Menge Zeit <ref name = "Q5"> BFT International, Wirtschaftliches Verbinden von Betonfertigteilen, https://www.bft-international.com/de/artikel/bft_2012-03_Wirtschaftliches_Verbinden_von_Betonfertigteilen_1390913.html </ref>.

==Lager (Elastomere)==

Elastomerlager werden zum Übertragen von Auflagerkräften und zum Ausgleichen von Bewegungen zwischen zwei Bauteilen eingesetzt. So wird eine zwängungsarme Verbindung erreicht, die ''Verdrehungen'' und ''Verschiebungen'' durch ihre elastische Verformung aufnimmt. Die Lager können beispielsweise mit Hilfe einer Randverklebung oder mit dem Einbau von Dollen, welche zu vermörteln sind, eingebaut werden. Elastomerlager haben eine gute Alterungsbeständigkeit, bestehen aus synthetischem Kautschuk und sind meistens für einen Temperaturbereich von - 25°C bis + 50°C ausgelegt <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regeln sind in folgender Quelle zu finden <ref name = "Q8"> DIN EN 1337-3 </ref>.

===Unbewehrte Elastomerlager===

Unbewehrte Elastomerlager nehmen ''Vertikallasten'', ''geringe Verdrehungen'' und ''begrenzte Horizontalverschiebungen'' auf. Um das „Wandern“ der Lager zu verhindern, dürfen sie nur bei ruhenden Belastungen zum Einsatz kommen. Sie werden in großformatigen Platten geliefert und können zugeschnitten werden. Meistens bestehen sie aus vulkanisiertem Chloropren-Kautschuk. Die Lager müssen stets dick genug sein, um direkte Berührungen der Betonbauteile zu vermeiden. Druckspannungen von ca. 12 N/mm² sind bei normalen Lagergeometrien keine Seltenheit und zulässig <ref name = "Q2"></ref>.

Es gibt auch Sonderformen von unbewehrten Elastomerlagern, die durch eine Veränderung der Oberflächen- und Querschnittsgestaltung erzielt werden. So kann durch eine Lochung oder Noppung das Druck-Stauchungs-Verhalten positiv beeinflusst und eine gleichmäßigere Spannungsverteilung erzielt werden. Das Ganze funktioniert so, dass das Lager bei Belastung zunächst weich nachgibt, da das Lagermaterial erst die Hohlräume ausfüllen muss. Wenn dies geschehen ist, entsteht durch die progressive Verformung ein höherer Widerstand <ref name = "Q2"></ref>.

===Verformungsgleitlager===

Um ''größere Bewegungen'' zwischen Bauteilen zu ermöglichen, kann anstatt eines dicken unbewehrten Elastomerlagers, das nur kleine Bewegungen zulässt, ein Verformungsgleitlager verbaut werden. Dieses nimmt Bewegungen mit Hilfe von geschmiert oder ungeschmiert aufeinander gleitenden Folien auf. Die Folien gibt es ebenfalls in Form von vulkanisiertem Kautschuk oder als kohlefaserverstärkte Kunststoffplatten. Um Unebenheiten oder hohe Kantenpressungen zu verhindern, werden die Folien oder Kunststoffplatten bei Bedarf außen mit Schaumstoff oder Elastomer kaschiert. Als Lager zwischen Fertigteilen sollten die Gleitlager mindestens 4 mm stark sein <ref name = "Q2"></ref>.

===Bewehrte Elastomerlager===

Wenn ein unbewehrtes Lager an die Grenzen seiner zulässigen ''Verdrehung'', ''Pressung'' oder ''Schubverformung'' kommt, sind bewehrte Elastomerlager eine gute aber teurere Alternative. Sie haben meist eine viereckige oder kreisrunde Form, welche nicht zugeschnitten werden kann. Die Hersteller bieten meist nur vorgefertigte Standardlagergrößen an. Um den höheren Beanspruchungen stand zuhalten, haben diese Lager mehrere symmetrisch und im gleichem Abstand voneinander flach angeordnete Bewehrungseinlagen. Die Einlagen gibt es aus Stahlblech oder textilen Geweben, welche mittels Warmvulkanisation mit den einzelnen Elastomerschichten verbunden werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Quellen==

<references/>

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[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Transport und Montage

2023-11-20T13:42:52Z

AFoerster: /* Montage */

[[Datei:Transport Fertigteilstütze inklusive Fundament.jpg|right|thumb|500px|Transport zweier Fertigteilstuetzen mit angeformten Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt einige Informationen und Hinweise zu den Transport- und Montagevorgängen von Betonfertigteilen sowie den damit verbundenen Besonderheiten. 

==Transport==

[[Datei:Transport von zwei Trägern innerhalb des Fertigteilwerks.jpg|right|thumb|250px|Transport im Fertigteilwerk 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Um ein Fertigteil überhaupt bewegen zu können, müssen bei der Bemessung besondere Belastungszustände (Zwischenzustände) berücksichtigt werden. Denn während des Aushebens aus der Schalung sowie beim Transport, der Lagerung und der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] eines Fertigteils wirken andere Kräfte auf das Bauteil ein als im eingebauten und belasteten Zustand. Dies liegt daran, dass die Fertigteile mit [[Fertigteile - Transport und Montage#Transportanker|Transportankern]] versehen sind, an denen Anschlagmittel (z. B. Kettenhaken, Schäkel usw.) befestigt werden können, um sie mit Hilfe eines Krans zu bewegen. Um die Bemessung und [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung eines Fertigteils]] wirtschaftlich zu halten, sollte darauf geachtet werden, dass die Zwischenzustände nicht maßgebend für die Bemessung der Fertigteile werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>. Die Größe der herzustellenden Fertigteile ist lediglich durch die maximalen Transportabmessungen und das Montagegewicht beschränkt. Dadurch wird die Handhabung im Werk und während der Montage positiv beeinflusst, da keine übermäßig großen Fertigteile bewegt werden müssen <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

Es gibt einige Möglichkeiten, um die Fertigteile vom Werk zur Baustelle zu transportieren. Allerdings ist in den meisten Fällen der Straßentransport der günstigste, denn für den Transport auf Schienen sollten beispielsweise ein Gleisanschluss und Entladungsvorrichtungen vorhanden sein. Der Wasser- oder Lufttransport gestaltet sich dementsprechend noch schwieriger. Ohne den zusätzlichen Einsatz von Straßentransporten sind Schienen-, Wasser- und Lufttransporte nur in den seltensten Fällen möglich <ref name = "Q1"></ref>. Der Schienen- und insbesondere Wassertransport haben allerdings den Vorteil, dass Bauteile mit größeren Abmessungen und höheren Gesamtmassen transportiert werden können. Für einen Straßentransport ohne Sondergenehmigung sind die höchstzulässigen Abmessungen begrenzt auf eine Breite von 2,55 m, eine Höhe von 4,00 m, eine Länge von 15,50 m und ein Gesamtgewicht von 40 t. Mit einer Jahresdauergenehmigung sind Breiten bis 3,00 m, Höhen bis 4,00 m, Längen bis 24,00 m und ein Gesamtgewicht bis 48 t möglich <ref name = "Q2"></ref>.

==Montage==

Schon bei der Planung sollten die Größe der Fertigteile, die benötigten Hebezeuge und die Verbindungstechnik auf die Montagefolge abgestimmt werden. Bei der Verbindungstechnik wird zwischen einer Vollmontage mit trockenen Schraub- oder Schweißverbindungen und Verbindungen mit nachträglich ergänztem Ortbeton unterschieden <ref name = "Q1"></ref>. Häufig angewendete Montagefolgen sind die vertikale und die horizontale Montage <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der '''vertikalen Montage''' werden die Fertigteile mit einem Autokran in einem Teilbereich des Gebäudes über die gesamte Gebäudehöhe verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der Kran kann schwere Elemente versetzen, muss aber aufgrund seines begrenzten Schwenkbereiches nach erfolgter Montage des vertikalen Bauabschnittes versetzt werden <ref name = "Q1"></ref>. Bei der '''horizontalen Montage''' werden die Elemente geschossweise über die ganze Gebäudefläche oder einen Teilbereich mit einem Turmdrehkran verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der große Schwenkbereich des Kranes hat allerdings den Nachteil, dass bei großer Ausladung nur relativ leichte Fertigteile bewegt werden können <ref name = "Q1"></ref>. Es können auch beide Montagearten miteinander kombiniert werden. Dann ist es in der Regel so, dass der Autokran mit seinen hohen Kosten tageweise angemietet wird und der Turmdrehkran während der gesamten Bauzeit zur Verfügung steht <ref name = "Q2"></ref>. So werden beispielsweise lange [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] mit einem Autokran in vertikaler Montagefolge und trockener Verbindung errichtet. Anschließend können dann leichte Bauteile wie Unterzüge, Decken- und Fassadenelemente mit einem Turmdrehkran in horizontaler Montagefolge eingebaut und gegebenenfalls mit Ortbeton ergänzt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Verankerungssysteme==
===Transportanker===

Um die Fertigteile während der Herstellung im Werk und bei den Transport- sowie Montageprozessen bewegen zu können, werden Transportanker benötigt. Sie dürfen in der Regel nicht als dauerhaft tragende Verbindungen eingesetzt werden, denn sie sind meist nur für zeitlich begrenzte und sich wiederholende Transportvorgänge ausgelegt. Nur wenn die Anker aus nichtrostendem Stahl bestehen, dürfen sie nach der Montage im Beton verbleiben. Typische Transportanker sind beispielsweise Seilschlaufen, Schraubhülsen oder Kugelkopfanker. Für die Sicherheit der am Transport beteiligten Personen sind die Berufsgenossenschaften zuständig. Sicherheitsregeln für Transportanker und Transportankersysteme können in den VDI-Richtlinien (Verein Deutscher Ingenieure) nachgelesen werden <ref name = "Q1"></ref>.

====Seilschlaufen====

[[Datei:Seilschlaufen.jpg|right|thumb|250px|Seilschlaufen 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Seilschlaufen oder auch Drahtseilanker genannt, bestehen aus einem Stahldrahtseil, welches nach dem Betonieren aus der glatten Fertigteiloberfläche herausragt. Es ist darauf zu achten, dass die Seilschlaufen bei der Lagerung und dem Transport nicht durch Umknicken beschädigt werden. Des Weiteren stellen sie eine Unfallgefahr dar und müssen entweder durch Aufbeton verdeckt oder nach der Montage abgeschnitten werden. Deshalb gibt es die Möglichkeit, eine Vertiefung in der Betonfläche mithilfe eines Schalungskörpers herzustellen, in dem sich dann die versenkte Schlaufe befindet <ref name = "Q1"></ref>. Alternativ kann auch ein vorgefertigtes Seilschlaufensystem verwendet werden, welches nach dem Transport im Bauwerk verbleiben und als Bestandteil einer Fugenverbindung zwischen zwei Bauteilen genutzt werden kann. Als Anschlagmittel beim Versetzen des Fertigteils kommen Schäkel oder Kettenhaken zum Einsatz. Diese ermöglichen effiziente Hebevorgänge sowie ein schnelles An- und Abhängen <ref name = "Q3"> Peikko, WRA Drahtseilanker, https://d76yt12idvq5b.cloudfront.net/file/dl/i/gO3cwg/zD1ZXfbo49usbg7XpqXQaw/WRADE001TMAWeb.pdf </ref>.

====Schraubhülsen====

[[Datei: Schraubhülse mit Profilierte Wellenanker .jpg|right|thumb|250px|Schraubhuelse mit Wellenanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Schraubhülsen werden mit Ankern aus Betonstahl, Seilschlaufen oder anderen Ankerkonstruktionen eingebaut. Der Einbau soll so erfolgen, dass die Hülse bündig mit der Betonoberfläche abschließt. Zum Schutz des Gewindes wird eine Kunststoffkappe auf die Hülse gesteckt. Als Anschlagmittel verwendet man einschraubbare Seilschlaufen oder Ösen, die mehrfach verwendet werden können. Es ist stets auf eine ausreichende Einschraubtiefe zu achten, da diese Anker auch als dauernd tragende Verbindungsmittel zur Anwendung kommen dürfen <ref name = "Q1"></ref>.

====Kugelkopfanker====

[[Datei:Kugelkopfanker.jpg|right|thumb|200px||right|thumb|250px|Kugelkopfanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Kugelkopfanker werden bei großen Lasten verwendet. Diese Art der Transportanker ist sehr robust und kann für den wiederholten Einsatz genutzt werden. Der Kopf eines solchen Ankers hat die Form einer Kugelkalotte. Der Kugelkopfanker wird zusammen mit einem halbkugelförmigen Aussparungskörper einbetoniert, so dass der Kopf vollständig in der Betonoberfläche versenkt ist <ref name = "Q1"></ref>. Nach dem Entfernen des Aussparungskörpers wird eine Universalkopf-Kupplung montiert, in die sich ein Kettenhaken für den Transport einhängen lässt <ref name = "Q4"> Halfen, DEHA KKT Kugelkopf-Transportankersystem, https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN%20DEHA_KKT_22-2-DE.pdf </ref>.

===Einbetonierte Verankerungen===

Einbetonierte Verankerungen bringen einige Vorteile mit sich. Beispielsweise vermeiden sie eine Beschädigung der Bewehrung wie es bei nachträglichen Befestigungen der Fall sein kann. Des Weiteren lassen sie sich sehr genau positionieren und können große Lasten mithilfe von zusätzlicher Verankerungsbewehrung einleiten. Hinzu kommt, dass sie den Beton im unbelasteten Zustand nicht beanspruchen und so geringere Randabstände als mit Spreizdübeln möglich sind. Häufig kommen Ankerschienen, Ankerplatten oder Schraubhülsen zum Einsatz <ref name = "Q1"></ref>.

====Ankerschiene====

Ankerschienen bestehen aus kaltverformten oder warmgewalzten C-förmigen Profilen, auf dessen Rückseite zwei oder mehrere Ankerbolzen bzw. T-förmige Anker aufgebracht sind. Die Ankerbolzen sorgen für die Verankerung im Beton und dürfen unter Einhaltung der Einbaubedingungen sogar in der Betonzugzone angeordnet werden. Sie werden so in die Fertigteile eingebaut, dass sie bündig mit der Betonoberfläche abschließen <ref name = "Q1"></ref>.

In das C-förmige Profil lassen sich Hammerkopfschrauben einziehen, mit der sich beliebige Konstruktionen befestigen lassen. Senkrecht zur Schienenachse können Zug- und Querkräfte über die Schrauben weiter geleitet werden. Über die Schienenlängsrichtung lassen sich diese Kräfte nur einleiten, wenn die Schieneninnenkante und die Schraubenköpfe mit einer Profilierung ausgestattet sind. Werden die Ankerschienen im Außenbereich eingesetzt, z.B. zur Befestigung von Fassadenelementen, so sollten sie und ihre Verbindungsmittel aus nichtrostendem Stahl bestehen <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der HALFEN-Website zu finden <ref name = "Q6"> Halfen, HALFENSCHIENEN Produktinformation Technik https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN_B_23-DE.pdf </ref>.

====Ankerplatte mit Kopfbolzen====

Dieses Verankerungssystem besteht aus einer Stahlplatte, auf deren Rückseite Kopfbolzen oder Bewehrungsstäbe befestigt sind. So lassen sich wesentlich höhere Lasten als mit einer Ankerschiene übertragen. Die Kopfbolzen der Ankerplatte bilden die Verankerung im Beton und sind in der Lage, Zug-, Quer- und Schrägzugkräfte einzuleiten <ref name = "Q1"></ref>.

Die Tragfähigkeit der Bolzen ist abhängig von deren [[Verankerungslänge|Verankerungslänge]] (Bolzenlänge) und kann erhöht werden, indem mehrere Bolzen mit einem aufgesetzten Polsterring im Kopfbereich aneinandergeschweißt werden. So wird gewährleistet, dass die zu verankernde Last nur über den letzten Bolzenkopf in den Beton übertragen wird. Unter gewissen Voraussetzungen können mit Hilfe von Rückhängebügeln die Bolzenzugkräfte in die Betondruckzone eingeleitet werden. Für gewöhnlich werden anstatt eines Einzelankers eher Ankerplatten mit Ankergruppen verwendet. Bei mehreren Einzelbolzen überlagern sich die möglichen Ausbruchkegel und die Traglast je Bolzen wird reduziert <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der Peikko-Website zu finden <ref name = "Q7"> Peikko, WELDA® Ankerplatten https://www.peikko.de/produkte/product/welda-ankerplatten/technical-information/ </ref>.

==Elementfugen==

Im Gegensatz zur Ortbetonbauweise wird im Fertigteilbau erst später das Tragwerk aus einzelnen Fertigteilen zusammengefügt. Aus diesem Grund müssen die Elementfugen in Form einer kraftschlüssigen Verbindung ausgeführt werden <ref name = "Q2"></ref>. Fugenverbindungen können in Form eines Fugenvergusses oder durch konzentriert angeordnete Schraub- und Schweißverbindungen hergestellt werden. In Deutschland wird der Fugenverguss meist bevorzugt. Generell wird zwischen horizontalen und vertikalen Fugen unterschieden <ref name = "Q1"></ref>.

===Horizontalfugen===

Horizontalfugen werden häufig durch Längsdruckspannungen der Auflasten zumindest teilweise überdrückt. Somit ist eine Verzahnung oder eine Fugenbewehrung meist nicht erforderlich. Oft werden einzubauende Elemente einfach in ein Mörtelbett gesetzt oder mit Mörtel unterstopft <ref name = "Q1"></ref>.

===Vertikalfugen===

Vertikalfugen hingegen werden in der Regel nicht durch Belastungen senkrecht zur Fuge überdrückt. Wegen der deshalb auftretenden Zugkräfte müssen sie oftmals mit einer Verzahnung oder einer kontinuierlichen Fugenquerbewehrung versehen werden. Eine gute Möglichkeit der Fugenbewehrung kann mit Hilfe eines Seilschlaufensystems (Verschlaufungskasten) erzielt werden. Diese sind gleichmäßig über die gesamte Fugenlänge verteilt und werden durch eine zusätzliche Fugenlängsbewehrung und flüssigen Vergussmörtel kraftschlüssig verbunden <ref name = "Q1"></ref>.

Mittlerweile kommen auch schon spezielle Vergussmörtel zum Einsatz, die noch bessere Eigenschaften aufweisen. So gibt es die Möglichkeit, einen thixotropen Mörtel zu verwenden, der dank seiner Steifigkeit nach dem Verfüllen lediglich ein Glattziehen der Mörtelfuge erfordert. Das Abdichten und Nachbearbeiten der Fuge wird somit überflüssig und spart eine Menge Zeit <ref name = "Q5"> BFT International, Wirtschaftliches Verbinden von Betonfertigteilen, https://www.bft-international.com/de/artikel/bft_2012-03_Wirtschaftliches_Verbinden_von_Betonfertigteilen_1390913.html </ref>.

==Lager (Elastomere)==

Elastomerlager werden zum Übertragen von Auflagerkräften und zum Ausgleichen von Bewegungen zwischen zwei Bauteilen eingesetzt. So wird eine zwängungsarme Verbindung erreicht, die ''Verdrehungen'' und ''Verschiebungen'' durch ihre elastische Verformung aufnimmt. Die Lager können beispielsweise mit Hilfe einer Randverklebung oder mit dem Einbau von Dollen, welche zu vermörteln sind, eingebaut werden. Elastomerlager haben eine gute Alterungsbeständigkeit, bestehen aus synthetischem Kautschuk und sind meistens für einen Temperaturbereich von - 25°C bis + 50°C ausgelegt <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regeln sind in folgender Quelle zu finden <ref name = "Q8"> DIN EN 1337-3 </ref>.

===Unbewehrte Elastomerlager===

Unbewehrte Elastomerlager nehmen ''Vertikallasten'', ''geringe Verdrehungen'' und ''begrenzte Horizontalverschiebungen'' auf. Um das „Wandern“ der Lager zu verhindern, dürfen sie nur bei ruhenden Belastungen zum Einsatz kommen. Sie werden in großformatigen Platten geliefert und können zugeschnitten werden. Meistens bestehen sie aus vulkanisiertem Chloropren-Kautschuk. Die Lager müssen stets dick genug sein, um direkte Berührungen der Betonbauteile zu vermeiden. Druckspannungen von ca. 12 N/mm² sind bei normalen Lagergeometrien keine Seltenheit und zulässig <ref name = "Q2"></ref>.

Es gibt auch Sonderformen von unbewehrten Elastomerlagern, die durch eine Veränderung der Oberflächen- und Querschnittsgestaltung erzielt werden. So kann durch eine Lochung oder Noppung das Druck-Stauchungs-Verhalten positiv beeinflusst und eine gleichmäßigere Spannungsverteilung erzielt werden. Das Ganze funktioniert so, dass das Lager bei Belastung zunächst weich nachgibt, da das Lagermaterial erst die Hohlräume ausfüllen muss. Wenn dies geschehen ist, entsteht durch die progressive Verformung ein höherer Widerstand <ref name = "Q2"></ref>.

===Verformungsgleitlager===

Um ''größere Bewegungen'' zwischen Bauteilen zu ermöglichen, kann anstatt eines dicken unbewehrten Elastomerlagers, das nur kleine Bewegungen zulässt, ein Verformungsgleitlager verbaut werden. Dieses nimmt Bewegungen mit Hilfe von geschmiert oder ungeschmiert aufeinander gleitenden Folien auf. Die Folien gibt es ebenfalls in Form von vulkanisiertem Kautschuk oder als kohlefaserverstärkte Kunststoffplatten. Um Unebenheiten oder hohe Kantenpressungen zu verhindern, werden die Folien oder Kunststoffplatten bei Bedarf außen mit Schaumstoff oder Elastomer kaschiert. Als Lager zwischen Fertigteilen sollten die Gleitlager mindestens 4 mm stark sein <ref name = "Q2"></ref>.

===Bewehrte Elastomerlager===

Wenn ein unbewehrtes Lager an die Grenzen seiner zulässigen ''Verdrehung'', ''Pressung'' oder ''Schubverformung'' kommt, sind bewehrte Elastomerlager eine gute aber teurere Alternative. Sie haben meist eine viereckige oder kreisrunde Form, welche nicht zugeschnitten werden kann. Die Hersteller bieten meist nur vorgefertigte Standardlagergrößen an. Um den höheren Beanspruchungen stand zuhalten, haben diese Lager mehrere symmetrisch und im gleichem Abstand voneinander flach angeordnete Bewehrungseinlagen. Die Einlagen gibt es aus Stahlblech oder textilen Geweben, welche mittels Warmvulkanisation mit den einzelnen Elastomerschichten verbunden werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Quellen==

<references/>

{{Seiteninfo
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|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Transport und Montage

2023-11-20T13:42:01Z

AFoerster: /* Transport */

[[Datei:Transport Fertigteilstütze inklusive Fundament.jpg|right|thumb|500px|Transport zweier Fertigteilstuetzen mit angeformten Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt einige Informationen und Hinweise zu den Transport- und Montagevorgängen von Betonfertigteilen sowie den damit verbundenen Besonderheiten. 

==Transport==

[[Datei:Transport von zwei Trägern innerhalb des Fertigteilwerks.jpg|right|thumb|250px|Transport im Fertigteilwerk 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Um ein Fertigteil überhaupt bewegen zu können, müssen bei der Bemessung besondere Belastungszustände (Zwischenzustände) berücksichtigt werden. Denn während des Aushebens aus der Schalung sowie beim Transport, der Lagerung und der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] eines Fertigteils wirken andere Kräfte auf das Bauteil ein als im eingebauten und belasteten Zustand. Dies liegt daran, dass die Fertigteile mit [[Fertigteile - Transport und Montage#Transportanker|Transportankern]] versehen sind, an denen Anschlagmittel (z. B. Kettenhaken, Schäkel usw.) befestigt werden können, um sie mit Hilfe eines Krans zu bewegen. Um die Bemessung und [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung eines Fertigteils]] wirtschaftlich zu halten, sollte darauf geachtet werden, dass die Zwischenzustände nicht maßgebend für die Bemessung der Fertigteile werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>. Die Größe der herzustellenden Fertigteile ist lediglich durch die maximalen Transportabmessungen und das Montagegewicht beschränkt. Dadurch wird die Handhabung im Werk und während der Montage positiv beeinflusst, da keine übermäßig großen Fertigteile bewegt werden müssen <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

Es gibt einige Möglichkeiten, um die Fertigteile vom Werk zur Baustelle zu transportieren. Allerdings ist in den meisten Fällen der Straßentransport der günstigste, denn für den Transport auf Schienen sollten beispielsweise ein Gleisanschluss und Entladungsvorrichtungen vorhanden sein. Der Wasser- oder Lufttransport gestaltet sich dementsprechend noch schwieriger. Ohne den zusätzlichen Einsatz von Straßentransporten sind Schienen-, Wasser- und Lufttransporte nur in den seltensten Fällen möglich <ref name = "Q1"></ref>. Der Schienen- und insbesondere Wassertransport haben allerdings den Vorteil, dass Bauteile mit größeren Abmessungen und höheren Gesamtmassen transportiert werden können. Für einen Straßentransport ohne Sondergenehmigung sind die höchstzulässigen Abmessungen begrenzt auf eine Breite von 2,55 m, eine Höhe von 4,00 m, eine Länge von 15,50 m und ein Gesamtgewicht von 40 t. Mit einer Jahresdauergenehmigung sind Breiten bis 3,00 m, Höhen bis 4,00 m, Längen bis 24,00 m und ein Gesamtgewicht bis 48 t möglich <ref name = "Q2"></ref>.

==Montage==

Schon bei der Planung sollten die Größe der Fertigteile, die benötigten Hebezeuge und die Verbindungstechnik auf die Montagefolge abgestimmt werden. Bei der Verbindungstechnik wird zwischen einer Vollmontage mit trockenen Schraub- oder Schweißverbindungen und Verbindungen mit nachträglich ergänztem Ortbeton unterschieden <ref name = "Q1"></ref>. Häufig angewendete Montagefolgen sind die vertikale- und die horizontale Montage <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der '''vertikalen Montage''' werden die Fertigteile mit einem Autokran in einm Teilbereich des Gebäudes über die gesamte Gebäudehöhe verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der Kran kann schwere Elemente versetzen, muss aber aufgrund seines begrenzten Schwenkbereiches nach erfolgter Montage des vertikalen Bauabschnittes versetzt werden <ref name = "Q1"></ref>. Bei der '''horizontalen Montage''' werden die Elemente geschossweise über die ganze Gebäudefläche oder einen Teilbereich mit einem Turmdrehkran verlegt <ref name = "Q2"></ref>. Der große Schwenkbereich des Kranes hat allerdings den Nachteil, dass bei großer Ausladung nur relativ leichte Fertigteile bewegt werden können <ref name = "Q1"></ref>. Es können auch beide Montagearten miteinander kombiniert werden. Dann ist es in der Regel so, dass der Autokran mit seinen hohen Kosten tageweise angemietet wird und der Turmdrehkran während der gesamten Bauzeit zur Verfügung steht <ref name = "Q2"></ref>. So werden beispielsweise lange [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] mit einem Autokran in vertikaler Montagefolge und trockener Verbindung errichtet. Anschließend können dann leichte Bauteile wie Unterzüge, Decken- und Fassadenelemente mit einem Turmdrehkran in horizontaler Montagefolge eingebaut und gegebenenfalls mit Ortbeton ergänzt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Verankerungssysteme==
===Transportanker===

Um die Fertigteile während der Herstellung im Werk und bei den Transport- sowie Montageprozessen bewegen zu können, werden Transportanker benötigt. Sie dürfen in der Regel nicht als dauerhaft tragende Verbindungen eingesetzt werden, denn sie sind meist nur für zeitlich begrenzte und sich wiederholende Transportvorgänge ausgelegt. Nur wenn die Anker aus nichtrostendem Stahl bestehen, dürfen sie nach der Montage im Beton verbleiben. Typische Transportanker sind beispielsweise Seilschlaufen, Schraubhülsen oder Kugelkopfanker. Für die Sicherheit der am Transport beteiligten Personen sind die Berufsgenossenschaften zuständig. Sicherheitsregeln für Transportanker und Transportankersysteme können in den VDI-Richtlinien (Verein Deutscher Ingenieure) nachgelesen werden <ref name = "Q1"></ref>.

====Seilschlaufen====

[[Datei:Seilschlaufen.jpg|right|thumb|250px|Seilschlaufen 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Seilschlaufen oder auch Drahtseilanker genannt, bestehen aus einem Stahldrahtseil, welches nach dem Betonieren aus der glatten Fertigteiloberfläche herausragt. Es ist darauf zu achten, dass die Seilschlaufen bei der Lagerung und dem Transport nicht durch Umknicken beschädigt werden. Des Weiteren stellen sie eine Unfallgefahr dar und müssen entweder durch Aufbeton verdeckt oder nach der Montage abgeschnitten werden. Deshalb gibt es die Möglichkeit, eine Vertiefung in der Betonfläche mithilfe eines Schalungskörpers herzustellen, in dem sich dann die versenkte Schlaufe befindet <ref name = "Q1"></ref>. Alternativ kann auch ein vorgefertigtes Seilschlaufensystem verwendet werden, welches nach dem Transport im Bauwerk verbleiben und als Bestandteil einer Fugenverbindung zwischen zwei Bauteilen genutzt werden kann. Als Anschlagmittel beim Versetzen des Fertigteils kommen Schäkel oder Kettenhaken zum Einsatz. Diese ermöglichen effiziente Hebevorgänge sowie ein schnelles An- und Abhängen <ref name = "Q3"> Peikko, WRA Drahtseilanker, https://d76yt12idvq5b.cloudfront.net/file/dl/i/gO3cwg/zD1ZXfbo49usbg7XpqXQaw/WRADE001TMAWeb.pdf </ref>.

====Schraubhülsen====

[[Datei: Schraubhülse mit Profilierte Wellenanker .jpg|right|thumb|250px|Schraubhuelse mit Wellenanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Schraubhülsen werden mit Ankern aus Betonstahl, Seilschlaufen oder anderen Ankerkonstruktionen eingebaut. Der Einbau soll so erfolgen, dass die Hülse bündig mit der Betonoberfläche abschließt. Zum Schutz des Gewindes wird eine Kunststoffkappe auf die Hülse gesteckt. Als Anschlagmittel verwendet man einschraubbare Seilschlaufen oder Ösen, die mehrfach verwendet werden können. Es ist stets auf eine ausreichende Einschraubtiefe zu achten, da diese Anker auch als dauernd tragende Verbindungsmittel zur Anwendung kommen dürfen <ref name = "Q1"></ref>.

====Kugelkopfanker====

[[Datei:Kugelkopfanker.jpg|right|thumb|200px||right|thumb|250px|Kugelkopfanker 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Kugelkopfanker werden bei großen Lasten verwendet. Diese Art der Transportanker ist sehr robust und kann für den wiederholten Einsatz genutzt werden. Der Kopf eines solchen Ankers hat die Form einer Kugelkalotte. Der Kugelkopfanker wird zusammen mit einem halbkugelförmigen Aussparungskörper einbetoniert, so dass der Kopf vollständig in der Betonoberfläche versenkt ist <ref name = "Q1"></ref>. Nach dem Entfernen des Aussparungskörpers wird eine Universalkopf-Kupplung montiert, in die sich ein Kettenhaken für den Transport einhängen lässt <ref name = "Q4"> Halfen, DEHA KKT Kugelkopf-Transportankersystem, https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN%20DEHA_KKT_22-2-DE.pdf </ref>.

===Einbetonierte Verankerungen===

Einbetonierte Verankerungen bringen einige Vorteile mit sich. Beispielsweise vermeiden sie eine Beschädigung der Bewehrung wie es bei nachträglichen Befestigungen der Fall sein kann. Des Weiteren lassen sie sich sehr genau positionieren und können große Lasten mithilfe von zusätzlicher Verankerungsbewehrung einleiten. Hinzu kommt, dass sie den Beton im unbelasteten Zustand nicht beanspruchen und so geringere Randabstände als mit Spreizdübeln möglich sind. Häufig kommen Ankerschienen, Ankerplatten oder Schraubhülsen zum Einsatz <ref name = "Q1"></ref>.

====Ankerschiene====

Ankerschienen bestehen aus kaltverformten oder warmgewalzten C-förmigen Profilen, auf dessen Rückseite zwei oder mehrere Ankerbolzen bzw. T-förmige Anker aufgebracht sind. Die Ankerbolzen sorgen für die Verankerung im Beton und dürfen unter Einhaltung der Einbaubedingungen sogar in der Betonzugzone angeordnet werden. Sie werden so in die Fertigteile eingebaut, dass sie bündig mit der Betonoberfläche abschließen <ref name = "Q1"></ref>.

In das C-förmige Profil lassen sich Hammerkopfschrauben einziehen, mit der sich beliebige Konstruktionen befestigen lassen. Senkrecht zur Schienenachse können Zug- und Querkräfte über die Schrauben weiter geleitet werden. Über die Schienenlängsrichtung lassen sich diese Kräfte nur einleiten, wenn die Schieneninnenkante und die Schraubenköpfe mit einer Profilierung ausgestattet sind. Werden die Ankerschienen im Außenbereich eingesetzt, z.B. zur Befestigung von Fassadenelementen, so sollten sie und ihre Verbindungsmittel aus nichtrostendem Stahl bestehen <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der HALFEN-Website zu finden <ref name = "Q6"> Halfen, HALFENSCHIENEN Produktinformation Technik https://www.halfen.com/PDF-Dateien/Druckschriften/Technische%20Produktinformationen/HALFEN_B_23-DE.pdf </ref>.

====Ankerplatte mit Kopfbolzen====

Dieses Verankerungssystem besteht aus einer Stahlplatte, auf deren Rückseite Kopfbolzen oder Bewehrungsstäbe befestigt sind. So lassen sich wesentlich höhere Lasten als mit einer Ankerschiene übertragen. Die Kopfbolzen der Ankerplatte bilden die Verankerung im Beton und sind in der Lage, Zug-, Quer- und Schrägzugkräfte einzuleiten <ref name = "Q1"></ref>.

Die Tragfähigkeit der Bolzen ist abhängig von deren [[Verankerungslänge|Verankerungslänge]] (Bolzenlänge) und kann erhöht werden, indem mehrere Bolzen mit einem aufgesetzten Polsterring im Kopfbereich aneinandergeschweißt werden. So wird gewährleistet, dass die zu verankernde Last nur über den letzten Bolzenkopf in den Beton übertragen wird. Unter gewissen Voraussetzungen können mit Hilfe von Rückhängebügeln die Bolzenzugkräfte in die Betondruckzone eingeleitet werden. Für gewöhnlich werden anstatt eines Einzelankers eher Ankerplatten mit Ankergruppen verwendet. Bei mehreren Einzelbolzen überlagern sich die möglichen Ausbruchkegel und die Traglast je Bolzen wird reduziert <ref name = "Q1"></ref>. Weiterführende Informationen sind unter anderem auf der Peikko-Website zu finden <ref name = "Q7"> Peikko, WELDA® Ankerplatten https://www.peikko.de/produkte/product/welda-ankerplatten/technical-information/ </ref>.

==Elementfugen==

Im Gegensatz zur Ortbetonbauweise wird im Fertigteilbau erst später das Tragwerk aus einzelnen Fertigteilen zusammengefügt. Aus diesem Grund müssen die Elementfugen in Form einer kraftschlüssigen Verbindung ausgeführt werden <ref name = "Q2"></ref>. Fugenverbindungen können in Form eines Fugenvergusses oder durch konzentriert angeordnete Schraub- und Schweißverbindungen hergestellt werden. In Deutschland wird der Fugenverguss meist bevorzugt. Generell wird zwischen horizontalen und vertikalen Fugen unterschieden <ref name = "Q1"></ref>.

===Horizontalfugen===

Horizontalfugen werden häufig durch Längsdruckspannungen der Auflasten zumindest teilweise überdrückt. Somit ist eine Verzahnung oder eine Fugenbewehrung meist nicht erforderlich. Oft werden einzubauende Elemente einfach in ein Mörtelbett gesetzt oder mit Mörtel unterstopft <ref name = "Q1"></ref>.

===Vertikalfugen===

Vertikalfugen hingegen werden in der Regel nicht durch Belastungen senkrecht zur Fuge überdrückt. Wegen der deshalb auftretenden Zugkräfte müssen sie oftmals mit einer Verzahnung oder einer kontinuierlichen Fugenquerbewehrung versehen werden. Eine gute Möglichkeit der Fugenbewehrung kann mit Hilfe eines Seilschlaufensystems (Verschlaufungskasten) erzielt werden. Diese sind gleichmäßig über die gesamte Fugenlänge verteilt und werden durch eine zusätzliche Fugenlängsbewehrung und flüssigen Vergussmörtel kraftschlüssig verbunden <ref name = "Q1"></ref>.

Mittlerweile kommen auch schon spezielle Vergussmörtel zum Einsatz, die noch bessere Eigenschaften aufweisen. So gibt es die Möglichkeit, einen thixotropen Mörtel zu verwenden, der dank seiner Steifigkeit nach dem Verfüllen lediglich ein Glattziehen der Mörtelfuge erfordert. Das Abdichten und Nachbearbeiten der Fuge wird somit überflüssig und spart eine Menge Zeit <ref name = "Q5"> BFT International, Wirtschaftliches Verbinden von Betonfertigteilen, https://www.bft-international.com/de/artikel/bft_2012-03_Wirtschaftliches_Verbinden_von_Betonfertigteilen_1390913.html </ref>.

==Lager (Elastomere)==

Elastomerlager werden zum Übertragen von Auflagerkräften und zum Ausgleichen von Bewegungen zwischen zwei Bauteilen eingesetzt. So wird eine zwängungsarme Verbindung erreicht, die ''Verdrehungen'' und ''Verschiebungen'' durch ihre elastische Verformung aufnimmt. Die Lager können beispielsweise mit Hilfe einer Randverklebung oder mit dem Einbau von Dollen, welche zu vermörteln sind, eingebaut werden. Elastomerlager haben eine gute Alterungsbeständigkeit, bestehen aus synthetischem Kautschuk und sind meistens für einen Temperaturbereich von - 25°C bis + 50°C ausgelegt <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regeln sind in folgender Quelle zu finden <ref name = "Q8"> DIN EN 1337-3 </ref>.

===Unbewehrte Elastomerlager===

Unbewehrte Elastomerlager nehmen ''Vertikallasten'', ''geringe Verdrehungen'' und ''begrenzte Horizontalverschiebungen'' auf. Um das „Wandern“ der Lager zu verhindern, dürfen sie nur bei ruhenden Belastungen zum Einsatz kommen. Sie werden in großformatigen Platten geliefert und können zugeschnitten werden. Meistens bestehen sie aus vulkanisiertem Chloropren-Kautschuk. Die Lager müssen stets dick genug sein, um direkte Berührungen der Betonbauteile zu vermeiden. Druckspannungen von ca. 12 N/mm² sind bei normalen Lagergeometrien keine Seltenheit und zulässig <ref name = "Q2"></ref>.

Es gibt auch Sonderformen von unbewehrten Elastomerlagern, die durch eine Veränderung der Oberflächen- und Querschnittsgestaltung erzielt werden. So kann durch eine Lochung oder Noppung das Druck-Stauchungs-Verhalten positiv beeinflusst und eine gleichmäßigere Spannungsverteilung erzielt werden. Das Ganze funktioniert so, dass das Lager bei Belastung zunächst weich nachgibt, da das Lagermaterial erst die Hohlräume ausfüllen muss. Wenn dies geschehen ist, entsteht durch die progressive Verformung ein höherer Widerstand <ref name = "Q2"></ref>.

===Verformungsgleitlager===

Um ''größere Bewegungen'' zwischen Bauteilen zu ermöglichen, kann anstatt eines dicken unbewehrten Elastomerlagers, das nur kleine Bewegungen zulässt, ein Verformungsgleitlager verbaut werden. Dieses nimmt Bewegungen mit Hilfe von geschmiert oder ungeschmiert aufeinander gleitenden Folien auf. Die Folien gibt es ebenfalls in Form von vulkanisiertem Kautschuk oder als kohlefaserverstärkte Kunststoffplatten. Um Unebenheiten oder hohe Kantenpressungen zu verhindern, werden die Folien oder Kunststoffplatten bei Bedarf außen mit Schaumstoff oder Elastomer kaschiert. Als Lager zwischen Fertigteilen sollten die Gleitlager mindestens 4 mm stark sein <ref name = "Q2"></ref>.

===Bewehrte Elastomerlager===

Wenn ein unbewehrtes Lager an die Grenzen seiner zulässigen ''Verdrehung'', ''Pressung'' oder ''Schubverformung'' kommt, sind bewehrte Elastomerlager eine gute aber teurere Alternative. Sie haben meist eine viereckige oder kreisrunde Form, welche nicht zugeschnitten werden kann. Die Hersteller bieten meist nur vorgefertigte Standardlagergrößen an. Um den höheren Beanspruchungen stand zuhalten, haben diese Lager mehrere symmetrisch und im gleichem Abstand voneinander flach angeordnete Bewehrungseinlagen. Die Einlagen gibt es aus Stahlblech oder textilen Geweben, welche mittels Warmvulkanisation mit den einzelnen Elastomerschichten verbunden werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Quellen==

<references/>

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|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Herstellung

2023-11-20T13:37:21Z

AFoerster: /* Qualitätssicherung und Güteüberwachung */

[[Datei:Einbau der Bewehrung für ein Fertigteil2.jpg|right|thumb|500px|Einbau der Bewehrung fuer ein Fertigteil 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt eine Übersicht zu den Fertigungsverfahren von Betonfertigteilen und deren Besonderheiten.

==Toleranzen==

Bei der Herstellung und [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] von Bauteilen können Maßabweichungen nicht vermieden werden. Im Fertigteilbau und insbesondere im Systembau sind nachträgliche Anpassungen vor Ort aber nicht akzeptabel. Daher müssen Fertigteilsysteme so geplant und entworfen werden, dass die Montage und der Ausgleich von Toleranzen auf einfache Weise möglich ist. Maßabweichungen können Auswirkungen auf die Standsicherheit, Funktionsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit haben.

Toleranzen für die Einzelbauteile sind in DIN 18201, DIN 18202 und DIN 18203 festgelegt. Sie gehen auf die Aspekte der Standsicherheit und Funktionsfähigkeit ein. Höhere Genauigkeiten aus beispielsweise ästhetischen Gründen bringen eine exponentielle Erhöhung der Kosten mit sich. Maßabweichungen können vielfältige Ursachen haben. Sie können beispielsweise durch Maßgebungsfehler (Mess -und Markierungsfehler bei Herstellung und Montage), durch Arbeitsfehler (Schalungsherstellung, Platzierung von einzubetonierenden Einbauteilen, Montage von [[Fertigteile - Transport und Montage#Lager (Elastomere)|Lagern]]) oder durch material- und verschleißbedingte Fehler (Verformungen der Schalung) verursacht werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

==Fertigungsverfahren==

In den vergangenen Jahren hat sich die Werksfertigung zu mechanisierten und automatisierten Verfahren unter Verwendung von CAD/CAM-Technologie entwickelt. Die meisten industrialisierten Fertigungsmethoden lassen sich dem Umlaufverfahren oder der Bahnenfertigung zuordnen.

===Umlaufverfahren===

Das Umlaufverfahren ist auf große Flexibilität ausgelegt und kommt bei der Herstellung von Wandtafeln, Deckentafeln, Treppenelementen und stabförmigen Fertigteilen zum Einsatz. Die Elemente werden auf Paletten mithilfe von Rollenförderern oder Schiebebühnen durch das Werk von einem Arbeitsgang zum nächsten befördert. Dieses Verfahren bringt zwei grundsätzliche Vorteile mit sich. Zum einen kann der Produktionsablauf besser organisiert werden, da die notwendigen Materialien an der speziell eingerichteten Station bereitgestellt und optimal eingebaut werden können. Zum anderen werden die Anlagenkosten reduziert, weil z. B. Rüttler oder die Kipphydraulikausrüstung nur an einer bestimmten Station benötigt werden. Neben dem horizontalen Umlaufverfahren gibt es auch das platzsparende vertikale Umlaufverfahren, welches zwei Ebenen mit Hub- und Absenkstationen verbindet. Auf den Längsbändern der oberen Ebene erfolgt die eigentliche Fertigung, während das Aushärten in der unteren Ebene geschieht <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

===Bahnenfertigung===

Die Bahnenfertigung kommt bei der Herstellung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Deckenplatten]] zum Einsatz. Hier werden mehrere Fertigteile auf bis zu 200 Meter langen Bahnen einzeln hintereinander hergestellt. Die Fertigteile sind an ihre Position auf den Bahnen gebunden und die Arbeitskolonnen, welche für die Arbeitsschritte zuständig sind, wandern von Station zu Station <ref name = "Q1"></ref>. Im Laufe der Zeit hat sich die Fertigung weiter zur Palettenfertigung mit automatischen Stapelanlagen in den Härtekammern entwickelt. Ein großer Vorteil der Bahnenfertigung ist der hohe Mechanisierungsgrad. Denn bei vorgespannten Platten werden die Spannlitzen automatisch verlegt, der Betonstrang wird mit einer fahrbaren Betonsäge vollautomatisch getrennt und die Reinigung der Bahnen erfolgt maschinell. Bei der Bahnenfertigung wird zwischen der Fertigung mittels Gleitfertiger und Extruder unterschieden <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der Fertigung mittels Gleitfertiger wird eine Gleitschalung mit Hilfe einer Winde über die Fertigungsbahn gezogen. Auf dem Fertiger befindet sich eine aufgesetzte Beschickungseinheit, die mit verschiedenen Einfüll- und Verdichtungsstufen arbeitet und in zwei bis drei Durchgängen den Querschnitt abschnittsweise aufbaut. Die untere Maschineneinheit kann für unterschiedliche Querschnittsformen ausgetauscht werden <ref name = "Q1"></ref>.

Die Fertigung mittels Extruder, arbeitet nach dem Rückstoßprinzip. Für dieses Verfahren ist ein sehr steifer Beton mit einer hohen Frühstandfestigkeit und einer hohen Endfestigkeit erforderlich. Der Extruder enthält ein Betonsilo, aus dem der Beton durch Schnecken in einem Durchgang in die profilbildenden Zonen gepresst und durch Hochfrequenzrüttler verdichtet wird. Dann drückt er sich von dem gefertigten Betonstrang ab und schiebt sich selbsttätig vorwärts <ref name = "Q1"></ref>.

===Fertigung von Kleinserien===

[[Datei:Fertigung einer Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Kleinserienfertigung einer Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Fertigteile, die nur in kleinen Serien oder wegen ihrer Größe oder Vorspannung in speziellen Schalungen gefertigt werden müssen, werden auf konventionellen Schaltischen hergestellt. Dies kann bei [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Bindern]], vorgespannten [[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], ungleichmäßigen [[Fertigteile - Übersicht#Wandelemente|Wandplatten]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] der Fall sein. Um das Ausschalen der Bauteile zu vereinfachen, wird oftmals vor dem Betonieren ein Trennmittel auf die Schalung aufgetragen <ref name = "Q2"></ref>.

==Beton im Fertigteilbau==

[[Datei: Fertigteilträger während des Betoniervorgangs.jpg|right|thumb|250px|Stuetze mit angeformten Fundament waehrend des Betoniervorgangs 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

===Verarbeitungseigenschaften===

Der im Fertigteilwerk verwendete Beton hat gegenüber Ortbeton andere Anforderungen zu erfüllen. So sind beispielsweise die auf der Baustelle wichtigen Eigenschaften wie eine lange Verarbeitungsdauer und langsame Wärmeentwicklung im Fertigteilwerk unerwünscht. Der Frischbeton im Werk sollte sich leicht schütten lassen, um nicht im Betonkübel oder an der Schüttrinne kleben zu bleiben. Weitestgehend wird auf Mischungsbestandteile mit unterschiedlichen Rohdichten verzichtet. So wird verhindert, dass sich der eingefüllte Beton in der Schalung entmischt. Demnach würden Leichtzuschläge aufschwimmen und sich Schwerzuschläge absetzen. Das enthaltene Wasser würde sich aufgrund der geringen Dichte absondern und zum „Bluten“ führen. Dies lässt sich mit einer guten Betonzusammensetzung verhindern. Dabei sollte ein Beton mit geringem Wasseranteil oder ein gut wasserhaltender, früh erstarrender Beton mit einem Größtkorn von maximal 16 mm gewählt werden. Diese Zusammensetzung führt zu einem raschen Ansteifen des Betons, sodass sich das Wasser nicht absondern kann. Die kurze Misch- und Einfülldauer des Betons sowie die erweiterten Verdichtungsmöglichkeiten gestatten es, eine steife bis plastische Betonkonsistenz zu verwenden <ref name = "Q2"></ref>.

===Festigkeit===

Besonders bei Fertigteilen, die in konventionellen Schalungen hergestellt werden, soll der Beton möglichst schnell erhärten, um ein zeitnahes Ausformen zu ermöglichen. Die Verwendung von wenig Anmachwasser im Beton kann folgende Vorteile mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>:

*Rasches erstarren, so kann die obenliegende Betonfläche früh geglättet werden und eine bessere [[Fertigteile - Herstellung#Wärmebehandlung|Wärmebehandlung]] des Betons erfolgen.
*Hohe Standfestigkeit, ohne Verformungen unmittelbar nach dem Verdichten; dies ermöglicht das frühe Entfernen der Seitenschalungen
*Eine frühe Betonfestigkeit ermöglicht frühes Ausformen und frühe [[Fertigteile - Herstellung#Nachbehandlung|Nachbehandlungsmaßnahmen]].
*Wenige Betonporen, die einen dichten und festen Beton mit sich bringen
*Geringes [[Schwinden|Schwinden]], das die Maßhaltigkeit fördert und wenig bis keine Risse verursacht

===Betonarten===

Im Folgenden werden die gängigsten Betone aufgeführt, die im Fertigteilbau verwendet werden. Alle genannten Betone sind durch ihre direkte Herstellung, optimale Verarbeitung, vorhandene Schalungstechnik und die günstigen Umgebungsbedingungen für die Verarbeitung im Fertigteilwerk prädestiniert.

Normalfeste Betone bis C50/60, hochfeste Betone bis C80/95, Leichtbetone bis LC60/66 und selbstverdichtender Beton sind bauaufsichtlich eingeführt und dürfen ohne Einschränkungen angewendet werden. Stahlfaserbetone und Betone der Festigkeitsklasse C90/105 und C100/115 benötigen eine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall. In einigen Fällen kommen auch Spezialbetone wie wasserdichte, säurebeständige, frostbeständige, textilbewehrte, ultrahochfeste, farbige und faserbewehrte Betone zur Anwendung. In den meisten Fällen wird ein Beton C35/45 oder C45/55 mit steifer Konsistenz, rasch erhärtendem Zement (42,5 R oder 52,5 R) und einem niedrigen Wasserzementwert verwendet <ref name = "Q2"></ref>.

===Wärmebehandlung===

Die Erhärtungsphase der Fertigteile ist oftmals sehr kurz, denn sie richtet sich danach, wieviel Zeit für den Betonier- und Ausschalvorgang eingeplant ist. Erhärtungsphasen von 4 Stunden sind keine Seltenheit. Wenn die Gegebenheiten es zulassen, wird eine Betonsorte mit langer Erstarrungszeit verwendet. So wird gewährleistet, dass sich der Beton gut verarbeiten lässt. Um die anschließende Zementreaktion im Beton zu beschleunigen, wird er solange erwärmt, bis die gewünschte Festigkeit erreicht ist.

Die einfachste Wärmebehandlung ist das Nassdampfverfahren. Es werden im Wesentlichen nur ein Dampferzeuger und Abdeckplanen für den Beton benötigt. Die Temperatur im Bedampfungsraum ist überall gleich und es können keine Auswaschungen an der Betonoberfläche durch Kondenswasser auftreten. Eine solche Behandlung kann auch durch eine Erwärmung des Betons mit Heißluft erzielt werden. Um eine Austrocknung der Betonoberfläche zu verhindern, muss der Beton wie bei allen Wärmebehandlungen mit Folien abgedeckt oder mit Wasser besprüht werden. Eine weitere Variante der Wärmebehandlung kann durch eine Beheizung mit Infrarot-Strahlern erfolgen. Die Strahler befinden sich in einer Wärmekammer und bestrahlen ausschließlich das zu erwärmende Objekt. So geht nur sehr wenig Energie an die Umgebung verloren. Bei großen Bauteilen wird ein kombiniertes Verfahren angewendet. Die Schalung wird durch einen Wärmeträger wie z. B. Öl, Dampf, Wasser oder elektrische Heizdrähte beheizt, während die Oberseite wärmedämmend abgedeckt wird <ref name = "Q2"></ref>.

===Nachbehandlung===

Bei Außenbauteilen kann die Dauerhaftigkeit durch eine Nachbehandlung des Betons zum Zeitpunkt des Abkühlens wesentlich gesteigert werden. Dies erfolgt in Form einer Feuchtebehandlung oder eines aufgesprühten Nachbehandlungsfilms, der die Dichtigkeit der Betonoberfläche verbessert. So wird der Beton im eingebauten Zustand widerstandsfähiger gegen Frost und Abnutzungen, da weniger Wasser, Kohlendioxid und Schadstoffe eindringen können. Die erhärtende Oberfläche des noch jungen Betons kann aus ästhetischen Gründen weiterbearbeitet werden. Um die Betonzuschläge freizulegen, wird die Mörtelhaut des Betons mittels Absäuern, Schleifen, Sand- oder Wasserstrahlen entfernt. So können Oberflächenformen wie z. B. Waschbeton erzielt werden <ref name = "Q2"></ref>.

===Beschichtungen===

Eine weitere Variante zum Schutz der Fertigteile kann durch Beschichtungen erzielt werden. Die jeweiligen Beschichtungen für Außenbauteile sollen alkali-, licht- und wasserbeständig sein. In einigen Fällen ist auch die Durchlässigkeit für Wasserdampf gefordert, um Wärmeschwankungen der Umgebung auszugleichen. Die Dauerhaftigkeit des Betons wird so ebenfalls verbessert.

Beschichtungen, wie Siloxane oder Acrylharze, weisen eine geringe Schichtdicke auf und sind später nicht sichtbar. Anders ist es bei den Versiegelungen. Sie enthalten Lösungen oder Dispersionen unter Zusatz von Pigmenten. Bei der aufgetragenen Lasur (Versiegelung) wird die Oberflächenstruktur des Betons beibehalten. Lediglich die Betonfarbe kann sich durch die Pigmente in der dünnen Schicht leicht im Ton ändern. Eine drastische Veränderung des Oberflächenfarbtons erreicht man mit deckenden Anstrichen, welche in allen Farbtönen erhältlich sind. Bei diesen handelt es sich meistens um Dispersionen, welche eine zirka doppelt so dicke Schicht wie die einer Lasur aufweisen. Des Weiteren gibt es auch Beschichtungen in Form von Putz oder Verkleidungen mit Naturstein- oder keramischen Platten. Diese Art von Beschichtungen fordert eine äußerst vorsichtige Handhabung bei [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]], wenn die Verkleidung direkt im Werk aufgebracht wird. Sollte sie erst nach der Montage aufgebracht werden, können so kleinere Beschädigungen überdeckt werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Bewehrungstechnik bei der Werksfertigung==

[[Datei:Bewehrung einer Brandwandplatte .jpg|right|thumb|250px|vorgefertigte Bewehrung einer Brandwandplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

[[Datei:Vorgefertigte Stegbewehrung für eine TT-Doppelstegplatte.jpg|right|thumb|250px|Stegbewehrung einer Rippenplatte (TT-Doppelstegplatte) 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Der Bewehrung ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken, da sie im Mittel 20 % der Gesamtkosten eines Fertigteils ausmacht und für die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit maßgebend ist. Aus diesem Grund muss die Bewehrung genauestens nach den Vorgaben der statischen Berechnung eingebaut werden. Des Weiteren ist auf eine möglichst wirtschaftliche Bewehrungsführung und eine ausreichende [[Betondeckung|Betondeckung]] mit Hilfe von Abstandhaltern zu achten.

===Verarbeitung===

In vielen Fertigteilwerken wird Betonstabstahl und gewendelte Bügelbewehrung mit den Durchmessern 6 bis 14 mm direkt vom Ring verarbeitet. Das hat den Vorteil, dass kein Verschnitt entsteht und die Verarbeitungskosten geringer ausfallen. Um den Betonstahl vom Ring zu geraden Stäben zu verarbeiten, werden automatische Richt- und Abschneideanlagen sowie Bügelbiegeautomaten eingesetzt. Sie greifen auf bis zu vier verschiedene Durchmesser zu und verarbeiten diese. In Zukunft wird auch immer mehr eine prozessgesteuerte Betonstahlverlegung erfolgen. Vollautomatische Schweißstationen, welche gerichtete und geschnittene Stäbe vom Ring zu flächigen Bewehrungen verschweißen, kommen bereits zur Anwendung <ref name = "Q2"></ref>.

===Einbau===

Bei der baulichen Durchbildung der einzubauenden Bewehrung muss darauf geachtet werden, dass die Passung und Einbaubarkeit umsetzbar ist. Es ist zu berücksichtigen, dass der tatsächliche Außendurchmesser ca. 20 % größer ist als der Nenndurchmesser. Dies kann sonst bei sich kreuzenden oder dicht nebeneinander liegenden Stäben zu Problemen führen. Es ist stets zu beachten, dass die Bewehrungskörbe auch mit teilweise verschachtelt angeordneter Bewehrung (z. B. Konsolen) herstellbar sind und sich gut in den Korb einfädeln lassen.

Bei stabförmigen Elementen, wie [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Balken]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], wird der Bewehrungskorb in der Regel außerhalb der Schalung mit geschlossenen Bügeln geflochten. Die Bewehrung von Deckenelementen wie z. B.[[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], [[Fertigteile - Übersicht#Elementdecke|Elementdecken]] oder [[Fertigteile - Übersicht#Fertigdecke|Hohlplatten]] wird meist direkt in ihrer Schalung verlegt. Werden Balken oder Plattenbalken innerhalb der Schalung bewehrt, lässt sich der Einbau mit offenen Bügelkörben, welche mit Kappenbügeln geschlossen werden, wesentlich leichter realisieren <ref name = "Q2"></ref>.

===Stahlsorten===

In den Fertigteilwerken wird der nach DIN 488 definierte Betonstahl verwendet. Das heißt, für Betonstabstahl wird ausschließlich B500B (gerippt, hochduktil) genutzt. Für Betonstahlmatten, Bewehrungsdraht oder andere Betonstahlerzeugnisse darf B500A (gerippt, normal duktil), B500B (gerippt, hochduktil), B500A+G (glatt, normal duktil) und B500A+P (flache Profilierung, normal duktil) zur Anwendung kommen <ref name = "Q1"></ref>. Des Weiteren kommen nur noch schweißbare Stähle zum Einsatz, welche dem Fertigteilbau mit seinen vielen Einbauteilen für die Verbindungselemente zugutekommen <ref name = "Q2"></ref>.

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen von Sonderstählen gibt es für:
*Betonrippenstahl BSt 500 S-GEWI, welcher aufgewalzte Gewinderippen für Bewehrungsverbindungen aufweist <ref name = "Q1"></ref>.
*Feuerverzinkte Betonstähle, bei denen eine Bewehrungskorrosion durch Carbonatisierung dauerhaft unterbunden ist (vorteilhaft für Sichtbeton), die aber nach der Verzinkung nicht verschweißt werden dürfen <ref name = "Q3"> Baulinks, feuerverzinkter Betonstahl, https://www.baulinks.de/webplugin/2017/1534.php4 </ref>.
*Betonstabstahl mit erhöhtem Korrosionswiderstand, auch bekannt als nichtrostender Stahl, der zum Schweißen geeignet ist <ref name = "Q1"></ref>.

==Qualitätssicherung und Güteüberwachung==

Heutzutage ist das Ziel eines jeden Fertigteilherstellers von vornherein eine hohe Qualität für ein Produkt einzuplanen. Zu der eigenverantwortlichen Qualitätssicherung gehören alle Maßnahmen, die während der Herstellung und der Nutzung eines Bauwerkes zu der notwendigen Sicherheit und Qualität beitragen. Dies wird durch folgende Maßnahmen sichergestellt: Eine fachgerechte Planung inklusive der Auswahl einer geeigneten Bauart und Verbindungstechnik sowie eine statisch und bauphysikalisch korrekte Bemessung der Konstruktion. Des Weiteren spielen die Rohstoffauswahl, sorgfältige und maßhaltige Herstellung, sachgerechte Lagerung, akkurate [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]], geeignete Instandhaltungsmaßnahmen und werkseitige Produktionskontrollen eine große Rolle.

===Güteüberwachung===

Die Güteüberwachung besteht aus der Eigenüberwachung, kombiniert mit einer Betonprüfstelle und der Fremdüberwachung <ref name = "Q1"></ref>. Es wird zwischen zwei Betonkategorien unterschieden. '''Kategorie 1''' umfasst Betone für untergeordnete Zwecke und wird nur durch die Hersteller überwacht. Betone der '''Kategorie 2''' unterliegen der Aufsicht eines Betonfachmannes während der Herstellung <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regeln für Betonfertigteile sowie Hinweise für die werkseitige Produktionskontrolle und deren Überwachung sind in der aktuellen DIN 1045-4 festgelegt.

===Eigenüberwachung===

Die Eigenüberwachung betrifft Sichtprüfungen der Ausgangsstoffe und Kontrollen der Lieferscheine. Am werksseitig hergestellten Beton werden Eignungsprüfungen durchgeführt und deren Eigenschaften überwacht. Vor dem Betonieren sind Maßhaltigkeit und Stabilität der Schalung, die Lage von Dämmschichten, Einbauteilen, Aussparungen und der Bewehrung sowie die [[Betondeckung|Betondeckung]] zu überprüfen. Während der Herstellung werden die klimatischen Bedingungen aufgezeichnet. Erforderliche Wärme- und Nachbehandlungen sind zu überwachen. Nach der Fertigung erfolgen Sichtkontrollen auf Beschädigungen, zerstörungsfreie Prüfung der Betondruckfestigkeit sowie Kennzeichnung der Teile inklusive wichtiger Hinweise für [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]]. Die im Werk genutzten Geräte werden auf ihre Funktion überprüft. Bei Standardbauteilen oder großen Serien werden die wesentlichen Eigenschaften stichprobenartig überwacht <ref name = "Q1"></ref>.

===Fremdüberwachung===

Die bereits erwähnte Fremdüberwachung erfolgt meist zweimal im Jahr und deckt die Herstellanforderungen von Betonwaren und Standardbauteilen ab. Die Ergebnisse des Überwachungsbesuchs werden in Prüfzeugnissen und Überwachungsberichten dokumentiert. Diese fließen dann in Produkt- und Übereinstimmungszertifikate sowie in werkseigene Produktionskontrollzertifikate ein <ref name = "Q2"></ref>. Nicht erfasst von der Fremdüberwachung werden oftmals [[Fertigteile - Herstellung#Fertigung von Kleinserien|kleinere Serien]], welche nach individueller statischer Berechnung gefertigt sind. Diese unterliegen jedoch der Bauüberwachung gemäß den jeweiligen Landesbauordnungen <ref name = "Q1"></ref>.

==Quellen==

<references/>

{{Seiteninfo
|Quality-flag = [[File:quality-flag-green.gif|right|70px]]
|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Herstellung

2023-11-20T13:35:26Z

AFoerster: /* Bewehrungstechnik bei der Werksfertigung */

[[Datei:Einbau der Bewehrung für ein Fertigteil2.jpg|right|thumb|500px|Einbau der Bewehrung fuer ein Fertigteil 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt eine Übersicht zu den Fertigungsverfahren von Betonfertigteilen und deren Besonderheiten.

==Toleranzen==

Bei der Herstellung und [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] von Bauteilen können Maßabweichungen nicht vermieden werden. Im Fertigteilbau und insbesondere im Systembau sind nachträgliche Anpassungen vor Ort aber nicht akzeptabel. Daher müssen Fertigteilsysteme so geplant und entworfen werden, dass die Montage und der Ausgleich von Toleranzen auf einfache Weise möglich ist. Maßabweichungen können Auswirkungen auf die Standsicherheit, Funktionsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit haben.

Toleranzen für die Einzelbauteile sind in DIN 18201, DIN 18202 und DIN 18203 festgelegt. Sie gehen auf die Aspekte der Standsicherheit und Funktionsfähigkeit ein. Höhere Genauigkeiten aus beispielsweise ästhetischen Gründen bringen eine exponentielle Erhöhung der Kosten mit sich. Maßabweichungen können vielfältige Ursachen haben. Sie können beispielsweise durch Maßgebungsfehler (Mess -und Markierungsfehler bei Herstellung und Montage), durch Arbeitsfehler (Schalungsherstellung, Platzierung von einzubetonierenden Einbauteilen, Montage von [[Fertigteile - Transport und Montage#Lager (Elastomere)|Lagern]]) oder durch material- und verschleißbedingte Fehler (Verformungen der Schalung) verursacht werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

==Fertigungsverfahren==

In den vergangenen Jahren hat sich die Werksfertigung zu mechanisierten und automatisierten Verfahren unter Verwendung von CAD/CAM-Technologie entwickelt. Die meisten industrialisierten Fertigungsmethoden lassen sich dem Umlaufverfahren oder der Bahnenfertigung zuordnen.

===Umlaufverfahren===

Das Umlaufverfahren ist auf große Flexibilität ausgelegt und kommt bei der Herstellung von Wandtafeln, Deckentafeln, Treppenelementen und stabförmigen Fertigteilen zum Einsatz. Die Elemente werden auf Paletten mithilfe von Rollenförderern oder Schiebebühnen durch das Werk von einem Arbeitsgang zum nächsten befördert. Dieses Verfahren bringt zwei grundsätzliche Vorteile mit sich. Zum einen kann der Produktionsablauf besser organisiert werden, da die notwendigen Materialien an der speziell eingerichteten Station bereitgestellt und optimal eingebaut werden können. Zum anderen werden die Anlagenkosten reduziert, weil z. B. Rüttler oder die Kipphydraulikausrüstung nur an einer bestimmten Station benötigt werden. Neben dem horizontalen Umlaufverfahren gibt es auch das platzsparende vertikale Umlaufverfahren, welches zwei Ebenen mit Hub- und Absenkstationen verbindet. Auf den Längsbändern der oberen Ebene erfolgt die eigentliche Fertigung, während das Aushärten in der unteren Ebene geschieht <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

===Bahnenfertigung===

Die Bahnenfertigung kommt bei der Herstellung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Deckenplatten]] zum Einsatz. Hier werden mehrere Fertigteile auf bis zu 200 Meter langen Bahnen einzeln hintereinander hergestellt. Die Fertigteile sind an ihre Position auf den Bahnen gebunden und die Arbeitskolonnen, welche für die Arbeitsschritte zuständig sind, wandern von Station zu Station <ref name = "Q1"></ref>. Im Laufe der Zeit hat sich die Fertigung weiter zur Palettenfertigung mit automatischen Stapelanlagen in den Härtekammern entwickelt. Ein großer Vorteil der Bahnenfertigung ist der hohe Mechanisierungsgrad. Denn bei vorgespannten Platten werden die Spannlitzen automatisch verlegt, der Betonstrang wird mit einer fahrbaren Betonsäge vollautomatisch getrennt und die Reinigung der Bahnen erfolgt maschinell. Bei der Bahnenfertigung wird zwischen der Fertigung mittels Gleitfertiger und Extruder unterschieden <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der Fertigung mittels Gleitfertiger wird eine Gleitschalung mit Hilfe einer Winde über die Fertigungsbahn gezogen. Auf dem Fertiger befindet sich eine aufgesetzte Beschickungseinheit, die mit verschiedenen Einfüll- und Verdichtungsstufen arbeitet und in zwei bis drei Durchgängen den Querschnitt abschnittsweise aufbaut. Die untere Maschineneinheit kann für unterschiedliche Querschnittsformen ausgetauscht werden <ref name = "Q1"></ref>.

Die Fertigung mittels Extruder, arbeitet nach dem Rückstoßprinzip. Für dieses Verfahren ist ein sehr steifer Beton mit einer hohen Frühstandfestigkeit und einer hohen Endfestigkeit erforderlich. Der Extruder enthält ein Betonsilo, aus dem der Beton durch Schnecken in einem Durchgang in die profilbildenden Zonen gepresst und durch Hochfrequenzrüttler verdichtet wird. Dann drückt er sich von dem gefertigten Betonstrang ab und schiebt sich selbsttätig vorwärts <ref name = "Q1"></ref>.

===Fertigung von Kleinserien===

[[Datei:Fertigung einer Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Kleinserienfertigung einer Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Fertigteile, die nur in kleinen Serien oder wegen ihrer Größe oder Vorspannung in speziellen Schalungen gefertigt werden müssen, werden auf konventionellen Schaltischen hergestellt. Dies kann bei [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Bindern]], vorgespannten [[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], ungleichmäßigen [[Fertigteile - Übersicht#Wandelemente|Wandplatten]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] der Fall sein. Um das Ausschalen der Bauteile zu vereinfachen, wird oftmals vor dem Betonieren ein Trennmittel auf die Schalung aufgetragen <ref name = "Q2"></ref>.

==Beton im Fertigteilbau==

[[Datei: Fertigteilträger während des Betoniervorgangs.jpg|right|thumb|250px|Stuetze mit angeformten Fundament waehrend des Betoniervorgangs 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

===Verarbeitungseigenschaften===

Der im Fertigteilwerk verwendete Beton hat gegenüber Ortbeton andere Anforderungen zu erfüllen. So sind beispielsweise die auf der Baustelle wichtigen Eigenschaften wie eine lange Verarbeitungsdauer und langsame Wärmeentwicklung im Fertigteilwerk unerwünscht. Der Frischbeton im Werk sollte sich leicht schütten lassen, um nicht im Betonkübel oder an der Schüttrinne kleben zu bleiben. Weitestgehend wird auf Mischungsbestandteile mit unterschiedlichen Rohdichten verzichtet. So wird verhindert, dass sich der eingefüllte Beton in der Schalung entmischt. Demnach würden Leichtzuschläge aufschwimmen und sich Schwerzuschläge absetzen. Das enthaltene Wasser würde sich aufgrund der geringen Dichte absondern und zum „Bluten“ führen. Dies lässt sich mit einer guten Betonzusammensetzung verhindern. Dabei sollte ein Beton mit geringem Wasseranteil oder ein gut wasserhaltender, früh erstarrender Beton mit einem Größtkorn von maximal 16 mm gewählt werden. Diese Zusammensetzung führt zu einem raschen Ansteifen des Betons, sodass sich das Wasser nicht absondern kann. Die kurze Misch- und Einfülldauer des Betons sowie die erweiterten Verdichtungsmöglichkeiten gestatten es, eine steife bis plastische Betonkonsistenz zu verwenden <ref name = "Q2"></ref>.

===Festigkeit===

Besonders bei Fertigteilen, die in konventionellen Schalungen hergestellt werden, soll der Beton möglichst schnell erhärten, um ein zeitnahes Ausformen zu ermöglichen. Die Verwendung von wenig Anmachwasser im Beton kann folgende Vorteile mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>:

*Rasches erstarren, so kann die obenliegende Betonfläche früh geglättet werden und eine bessere [[Fertigteile - Herstellung#Wärmebehandlung|Wärmebehandlung]] des Betons erfolgen.
*Hohe Standfestigkeit, ohne Verformungen unmittelbar nach dem Verdichten; dies ermöglicht das frühe Entfernen der Seitenschalungen
*Eine frühe Betonfestigkeit ermöglicht frühes Ausformen und frühe [[Fertigteile - Herstellung#Nachbehandlung|Nachbehandlungsmaßnahmen]].
*Wenige Betonporen, die einen dichten und festen Beton mit sich bringen
*Geringes [[Schwinden|Schwinden]], das die Maßhaltigkeit fördert und wenig bis keine Risse verursacht

===Betonarten===

Im Folgenden werden die gängigsten Betone aufgeführt, die im Fertigteilbau verwendet werden. Alle genannten Betone sind durch ihre direkte Herstellung, optimale Verarbeitung, vorhandene Schalungstechnik und die günstigen Umgebungsbedingungen für die Verarbeitung im Fertigteilwerk prädestiniert.

Normalfeste Betone bis C50/60, hochfeste Betone bis C80/95, Leichtbetone bis LC60/66 und selbstverdichtender Beton sind bauaufsichtlich eingeführt und dürfen ohne Einschränkungen angewendet werden. Stahlfaserbetone und Betone der Festigkeitsklasse C90/105 und C100/115 benötigen eine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall. In einigen Fällen kommen auch Spezialbetone wie wasserdichte, säurebeständige, frostbeständige, textilbewehrte, ultrahochfeste, farbige und faserbewehrte Betone zur Anwendung. In den meisten Fällen wird ein Beton C35/45 oder C45/55 mit steifer Konsistenz, rasch erhärtendem Zement (42,5 R oder 52,5 R) und einem niedrigen Wasserzementwert verwendet <ref name = "Q2"></ref>.

===Wärmebehandlung===

Die Erhärtungsphase der Fertigteile ist oftmals sehr kurz, denn sie richtet sich danach, wieviel Zeit für den Betonier- und Ausschalvorgang eingeplant ist. Erhärtungsphasen von 4 Stunden sind keine Seltenheit. Wenn die Gegebenheiten es zulassen, wird eine Betonsorte mit langer Erstarrungszeit verwendet. So wird gewährleistet, dass sich der Beton gut verarbeiten lässt. Um die anschließende Zementreaktion im Beton zu beschleunigen, wird er solange erwärmt, bis die gewünschte Festigkeit erreicht ist.

Die einfachste Wärmebehandlung ist das Nassdampfverfahren. Es werden im Wesentlichen nur ein Dampferzeuger und Abdeckplanen für den Beton benötigt. Die Temperatur im Bedampfungsraum ist überall gleich und es können keine Auswaschungen an der Betonoberfläche durch Kondenswasser auftreten. Eine solche Behandlung kann auch durch eine Erwärmung des Betons mit Heißluft erzielt werden. Um eine Austrocknung der Betonoberfläche zu verhindern, muss der Beton wie bei allen Wärmebehandlungen mit Folien abgedeckt oder mit Wasser besprüht werden. Eine weitere Variante der Wärmebehandlung kann durch eine Beheizung mit Infrarot-Strahlern erfolgen. Die Strahler befinden sich in einer Wärmekammer und bestrahlen ausschließlich das zu erwärmende Objekt. So geht nur sehr wenig Energie an die Umgebung verloren. Bei großen Bauteilen wird ein kombiniertes Verfahren angewendet. Die Schalung wird durch einen Wärmeträger wie z. B. Öl, Dampf, Wasser oder elektrische Heizdrähte beheizt, während die Oberseite wärmedämmend abgedeckt wird <ref name = "Q2"></ref>.

===Nachbehandlung===

Bei Außenbauteilen kann die Dauerhaftigkeit durch eine Nachbehandlung des Betons zum Zeitpunkt des Abkühlens wesentlich gesteigert werden. Dies erfolgt in Form einer Feuchtebehandlung oder eines aufgesprühten Nachbehandlungsfilms, der die Dichtigkeit der Betonoberfläche verbessert. So wird der Beton im eingebauten Zustand widerstandsfähiger gegen Frost und Abnutzungen, da weniger Wasser, Kohlendioxid und Schadstoffe eindringen können. Die erhärtende Oberfläche des noch jungen Betons kann aus ästhetischen Gründen weiterbearbeitet werden. Um die Betonzuschläge freizulegen, wird die Mörtelhaut des Betons mittels Absäuern, Schleifen, Sand- oder Wasserstrahlen entfernt. So können Oberflächenformen wie z. B. Waschbeton erzielt werden <ref name = "Q2"></ref>.

===Beschichtungen===

Eine weitere Variante zum Schutz der Fertigteile kann durch Beschichtungen erzielt werden. Die jeweiligen Beschichtungen für Außenbauteile sollen alkali-, licht- und wasserbeständig sein. In einigen Fällen ist auch die Durchlässigkeit für Wasserdampf gefordert, um Wärmeschwankungen der Umgebung auszugleichen. Die Dauerhaftigkeit des Betons wird so ebenfalls verbessert.

Beschichtungen, wie Siloxane oder Acrylharze, weisen eine geringe Schichtdicke auf und sind später nicht sichtbar. Anders ist es bei den Versiegelungen. Sie enthalten Lösungen oder Dispersionen unter Zusatz von Pigmenten. Bei der aufgetragenen Lasur (Versiegelung) wird die Oberflächenstruktur des Betons beibehalten. Lediglich die Betonfarbe kann sich durch die Pigmente in der dünnen Schicht leicht im Ton ändern. Eine drastische Veränderung des Oberflächenfarbtons erreicht man mit deckenden Anstrichen, welche in allen Farbtönen erhältlich sind. Bei diesen handelt es sich meistens um Dispersionen, welche eine zirka doppelt so dicke Schicht wie die einer Lasur aufweisen. Des Weiteren gibt es auch Beschichtungen in Form von Putz oder Verkleidungen mit Naturstein- oder keramischen Platten. Diese Art von Beschichtungen fordert eine äußerst vorsichtige Handhabung bei [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]], wenn die Verkleidung direkt im Werk aufgebracht wird. Sollte sie erst nach der Montage aufgebracht werden, können so kleinere Beschädigungen überdeckt werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Bewehrungstechnik bei der Werksfertigung==

[[Datei:Bewehrung einer Brandwandplatte .jpg|right|thumb|250px|vorgefertigte Bewehrung einer Brandwandplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

[[Datei:Vorgefertigte Stegbewehrung für eine TT-Doppelstegplatte.jpg|right|thumb|250px|Stegbewehrung einer Rippenplatte (TT-Doppelstegplatte) 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Der Bewehrung ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken, da sie im Mittel 20 % der Gesamtkosten eines Fertigteils ausmacht und für die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit maßgebend ist. Aus diesem Grund muss die Bewehrung genauestens nach den Vorgaben der statischen Berechnung eingebaut werden. Des Weiteren ist auf eine möglichst wirtschaftliche Bewehrungsführung und eine ausreichende [[Betondeckung|Betondeckung]] mit Hilfe von Abstandhaltern zu achten.

===Verarbeitung===

In vielen Fertigteilwerken wird Betonstabstahl und gewendelte Bügelbewehrung mit den Durchmessern 6 bis 14 mm direkt vom Ring verarbeitet. Das hat den Vorteil, dass kein Verschnitt entsteht und die Verarbeitungskosten geringer ausfallen. Um den Betonstahl vom Ring zu geraden Stäben zu verarbeiten, werden automatische Richt- und Abschneideanlagen sowie Bügelbiegeautomaten eingesetzt. Sie greifen auf bis zu vier verschiedene Durchmesser zu und verarbeiten diese. In Zukunft wird auch immer mehr eine prozessgesteuerte Betonstahlverlegung erfolgen. Vollautomatische Schweißstationen, welche gerichtete und geschnittene Stäbe vom Ring zu flächigen Bewehrungen verschweißen, kommen bereits zur Anwendung <ref name = "Q2"></ref>.

===Einbau===

Bei der baulichen Durchbildung der einzubauenden Bewehrung muss darauf geachtet werden, dass die Passung und Einbaubarkeit umsetzbar ist. Es ist zu berücksichtigen, dass der tatsächliche Außendurchmesser ca. 20 % größer ist als der Nenndurchmesser. Dies kann sonst bei sich kreuzenden oder dicht nebeneinander liegenden Stäben zu Problemen führen. Es ist stets zu beachten, dass die Bewehrungskörbe auch mit teilweise verschachtelt angeordneter Bewehrung (z. B. Konsolen) herstellbar sind und sich gut in den Korb einfädeln lassen.

Bei stabförmigen Elementen, wie [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Balken]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], wird der Bewehrungskorb in der Regel außerhalb der Schalung mit geschlossenen Bügeln geflochten. Die Bewehrung von Deckenelementen wie z. B.[[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], [[Fertigteile - Übersicht#Elementdecke|Elementdecken]] oder [[Fertigteile - Übersicht#Fertigdecke|Hohlplatten]] wird meist direkt in ihrer Schalung verlegt. Werden Balken oder Plattenbalken innerhalb der Schalung bewehrt, lässt sich der Einbau mit offenen Bügelkörben, welche mit Kappenbügeln geschlossen werden, wesentlich leichter realisieren <ref name = "Q2"></ref>.

===Stahlsorten===

In den Fertigteilwerken wird der nach DIN 488 definierte Betonstahl verwendet. Das heißt, für Betonstabstahl wird ausschließlich B500B (gerippt, hochduktil) genutzt. Für Betonstahlmatten, Bewehrungsdraht oder andere Betonstahlerzeugnisse darf B500A (gerippt, normal duktil), B500B (gerippt, hochduktil), B500A+G (glatt, normal duktil) und B500A+P (flache Profilierung, normal duktil) zur Anwendung kommen <ref name = "Q1"></ref>. Des Weiteren kommen nur noch schweißbare Stähle zum Einsatz, welche dem Fertigteilbau mit seinen vielen Einbauteilen für die Verbindungselemente zugutekommen <ref name = "Q2"></ref>.

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen von Sonderstählen gibt es für:
*Betonrippenstahl BSt 500 S-GEWI, welcher aufgewalzte Gewinderippen für Bewehrungsverbindungen aufweist <ref name = "Q1"></ref>.
*Feuerverzinkte Betonstähle, bei denen eine Bewehrungskorrosion durch Carbonatisierung dauerhaft unterbunden ist (vorteilhaft für Sichtbeton), die aber nach der Verzinkung nicht verschweißt werden dürfen <ref name = "Q3"> Baulinks, feuerverzinkter Betonstahl, https://www.baulinks.de/webplugin/2017/1534.php4 </ref>.
*Betonstabstahl mit erhöhtem Korrosionswiderstand, auch bekannt als nichtrostender Stahl, der zum Schweißen geeignet ist <ref name = "Q1"></ref>.

==Qualitätssicherung und Güteüberwachung==

Heutzutage ist das Ziel eines jeden Fertigteilherstellers von vorn herein eine hohe Qualität für ein Produkt einzuplanen. Zu der eigenverantwortlichen Qualitätssicherung gehören alle Maßnahmen, die während der Herstellung und der Nutzung eines Bauwerkes zu der notwendigen Sicherheit und Qualität beitragen. Dies wird durch folgende Maßnahmen sichergestellt: Eine fachgerechte Planung inklusive der Auswahl einer geeigneten Bauart, Verbindungstechnik sowie eine statisch und bauphysikalisch korrekte Bemessung der Konstruktion. Des Weiteren spielen die Rohstoffauswahl, sorgfältige und maßhaltige Herstellung, sachgerechte Lagerung, akkurate [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]], geeignete Instandhaltungsmaßnahmen und werkseitige Produktionskontrollen eine große Rolle.

===Güteüberwachung===

Die Güteüberwachung besteht aus der Eigenüberwachung kombiniert mit einer Betonprüfstelle und der Fremdüberwachung <ref name = "Q1"></ref>. Es wird zwischen zwei Betonkategorien unterschieden. '''Kategorie 1''' umfasst Betone für untergeordnete Zwecke und wird nur durch die Hersteller überwacht. Betone der '''Kategorie 2''' unterliegen der Aufsicht eines Betonfachmannes während der Herstellung <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regel für Betonfertigteile sowie Hinweise für die werkseitige Produktionskontrolle und deren Überwachung sind in der aktuellen DIN 1045-4 festgelegt.

===Eigenüberwachung===

Die Eigenüberwachung betrifft Sichtprüfungen der Ausgangsstoffe und Kontrollen der Lieferscheine. Am werksseitig hergestellten Beton werden Eignungsprüfungen durchgeführt und deren Eigenschaften überwacht. Vor dem Betonieren sind Maßhaltigkeit und Stabilität der Schalung, die Lage von Dämmschichten, Einbauteilen, Aussparungen und der Bewehrung sowie die [[Betondeckung|Betondeckung]] zu überprüfen. Während der Herstellung werden die klimatischen Bedingungen aufgezeichnet. Erforderliche Wärme- und Nachbehandlungen sind zu überwachen. Nach der Fertigung erfolgen Sichtkontrollen auf Beschädigungen, zerstörungsfreie Prüfung der Betondruckfestigkeit sowie Kennzeichnung der Teile inklusive wichtiger Hinweise für [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]]. Die im Werk genutzten Geräte werden auf ihre Funktion überprüft. Bei Standardbauteilen oder großen Serien werden die wesentlichen Eigenschaften stichprobenartig überwacht <ref name = "Q1"></ref>.

===Fremdüberwachung===

Die bereits erwähnte Fremdüberwachung erfolgt meist zweimal im Jahr und deckt die Herstellanforderungen von Betonwaren und Standardbauteilen ab. Die Ergebnisse des Überwachungsbesuchs werden in Prüfzeugnissen und Überwachungsberichten dokumentiert. Diese fließen dann in Produkt- und Übereinstimmungszertifikate sowie in werkseigene Produktionskontrollzertifikate ein <ref name = "Q2"></ref>. Nicht erfasst von der Fremdüberwachung werden oftmals [[Fertigteile - Herstellung#Fertigung von Kleinserien|kleinere Serien]], welche nach individueller statischer Berechnung gefertigt sind. Diese unterliegen jedoch der Bauüberwachung gemäß den jeweiligen Landesbauordnungen <ref name = "Q1"></ref>.

==Quellen==

<references/>

{{Seiteninfo
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|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Herstellung

2023-11-20T13:23:37Z

AFoerster: /* Beschichtungen */

[[Datei:Einbau der Bewehrung für ein Fertigteil2.jpg|right|thumb|500px|Einbau der Bewehrung fuer ein Fertigteil 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt eine Übersicht zu den Fertigungsverfahren von Betonfertigteilen und deren Besonderheiten.

==Toleranzen==

Bei der Herstellung und [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] von Bauteilen können Maßabweichungen nicht vermieden werden. Im Fertigteilbau und insbesondere im Systembau sind nachträgliche Anpassungen vor Ort aber nicht akzeptabel. Daher müssen Fertigteilsysteme so geplant und entworfen werden, dass die Montage und der Ausgleich von Toleranzen auf einfache Weise möglich ist. Maßabweichungen können Auswirkungen auf die Standsicherheit, Funktionsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit haben.

Toleranzen für die Einzelbauteile sind in DIN 18201, DIN 18202 und DIN 18203 festgelegt. Sie gehen auf die Aspekte der Standsicherheit und Funktionsfähigkeit ein. Höhere Genauigkeiten aus beispielsweise ästhetischen Gründen bringen eine exponentielle Erhöhung der Kosten mit sich. Maßabweichungen können vielfältige Ursachen haben. Sie können beispielsweise durch Maßgebungsfehler (Mess -und Markierungsfehler bei Herstellung und Montage), durch Arbeitsfehler (Schalungsherstellung, Platzierung von einzubetonierenden Einbauteilen, Montage von [[Fertigteile - Transport und Montage#Lager (Elastomere)|Lagern]]) oder durch material- und verschleißbedingte Fehler (Verformungen der Schalung) verursacht werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

==Fertigungsverfahren==

In den vergangenen Jahren hat sich die Werksfertigung zu mechanisierten und automatisierten Verfahren unter Verwendung von CAD/CAM-Technologie entwickelt. Die meisten industrialisierten Fertigungsmethoden lassen sich dem Umlaufverfahren oder der Bahnenfertigung zuordnen.

===Umlaufverfahren===

Das Umlaufverfahren ist auf große Flexibilität ausgelegt und kommt bei der Herstellung von Wandtafeln, Deckentafeln, Treppenelementen und stabförmigen Fertigteilen zum Einsatz. Die Elemente werden auf Paletten mithilfe von Rollenförderern oder Schiebebühnen durch das Werk von einem Arbeitsgang zum nächsten befördert. Dieses Verfahren bringt zwei grundsätzliche Vorteile mit sich. Zum einen kann der Produktionsablauf besser organisiert werden, da die notwendigen Materialien an der speziell eingerichteten Station bereitgestellt und optimal eingebaut werden können. Zum anderen werden die Anlagenkosten reduziert, weil z. B. Rüttler oder die Kipphydraulikausrüstung nur an einer bestimmten Station benötigt werden. Neben dem horizontalen Umlaufverfahren gibt es auch das platzsparende vertikale Umlaufverfahren, welches zwei Ebenen mit Hub- und Absenkstationen verbindet. Auf den Längsbändern der oberen Ebene erfolgt die eigentliche Fertigung, während das Aushärten in der unteren Ebene geschieht <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

===Bahnenfertigung===

Die Bahnenfertigung kommt bei der Herstellung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Deckenplatten]] zum Einsatz. Hier werden mehrere Fertigteile auf bis zu 200 Meter langen Bahnen einzeln hintereinander hergestellt. Die Fertigteile sind an ihre Position auf den Bahnen gebunden und die Arbeitskolonnen, welche für die Arbeitsschritte zuständig sind, wandern von Station zu Station <ref name = "Q1"></ref>. Im Laufe der Zeit hat sich die Fertigung weiter zur Palettenfertigung mit automatischen Stapelanlagen in den Härtekammern entwickelt. Ein großer Vorteil der Bahnenfertigung ist der hohe Mechanisierungsgrad. Denn bei vorgespannten Platten werden die Spannlitzen automatisch verlegt, der Betonstrang wird mit einer fahrbaren Betonsäge vollautomatisch getrennt und die Reinigung der Bahnen erfolgt maschinell. Bei der Bahnenfertigung wird zwischen der Fertigung mittels Gleitfertiger und Extruder unterschieden <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der Fertigung mittels Gleitfertiger wird eine Gleitschalung mit Hilfe einer Winde über die Fertigungsbahn gezogen. Auf dem Fertiger befindet sich eine aufgesetzte Beschickungseinheit, die mit verschiedenen Einfüll- und Verdichtungsstufen arbeitet und in zwei bis drei Durchgängen den Querschnitt abschnittsweise aufbaut. Die untere Maschineneinheit kann für unterschiedliche Querschnittsformen ausgetauscht werden <ref name = "Q1"></ref>.

Die Fertigung mittels Extruder, arbeitet nach dem Rückstoßprinzip. Für dieses Verfahren ist ein sehr steifer Beton mit einer hohen Frühstandfestigkeit und einer hohen Endfestigkeit erforderlich. Der Extruder enthält ein Betonsilo, aus dem der Beton durch Schnecken in einem Durchgang in die profilbildenden Zonen gepresst und durch Hochfrequenzrüttler verdichtet wird. Dann drückt er sich von dem gefertigten Betonstrang ab und schiebt sich selbsttätig vorwärts <ref name = "Q1"></ref>.

===Fertigung von Kleinserien===

[[Datei:Fertigung einer Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Kleinserienfertigung einer Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Fertigteile, die nur in kleinen Serien oder wegen ihrer Größe oder Vorspannung in speziellen Schalungen gefertigt werden müssen, werden auf konventionellen Schaltischen hergestellt. Dies kann bei [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Bindern]], vorgespannten [[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], ungleichmäßigen [[Fertigteile - Übersicht#Wandelemente|Wandplatten]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] der Fall sein. Um das Ausschalen der Bauteile zu vereinfachen, wird oftmals vor dem Betonieren ein Trennmittel auf die Schalung aufgetragen <ref name = "Q2"></ref>.

==Beton im Fertigteilbau==

[[Datei: Fertigteilträger während des Betoniervorgangs.jpg|right|thumb|250px|Stuetze mit angeformten Fundament waehrend des Betoniervorgangs 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

===Verarbeitungseigenschaften===

Der im Fertigteilwerk verwendete Beton hat gegenüber Ortbeton andere Anforderungen zu erfüllen. So sind beispielsweise die auf der Baustelle wichtigen Eigenschaften wie eine lange Verarbeitungsdauer und langsame Wärmeentwicklung im Fertigteilwerk unerwünscht. Der Frischbeton im Werk sollte sich leicht schütten lassen, um nicht im Betonkübel oder an der Schüttrinne kleben zu bleiben. Weitestgehend wird auf Mischungsbestandteile mit unterschiedlichen Rohdichten verzichtet. So wird verhindert, dass sich der eingefüllte Beton in der Schalung entmischt. Demnach würden Leichtzuschläge aufschwimmen und sich Schwerzuschläge absetzen. Das enthaltene Wasser würde sich aufgrund der geringen Dichte absondern und zum „Bluten“ führen. Dies lässt sich mit einer guten Betonzusammensetzung verhindern. Dabei sollte ein Beton mit geringem Wasseranteil oder ein gut wasserhaltender, früh erstarrender Beton mit einem Größtkorn von maximal 16 mm gewählt werden. Diese Zusammensetzung führt zu einem raschen Ansteifen des Betons, sodass sich das Wasser nicht absondern kann. Die kurze Misch- und Einfülldauer des Betons sowie die erweiterten Verdichtungsmöglichkeiten gestatten es, eine steife bis plastische Betonkonsistenz zu verwenden <ref name = "Q2"></ref>.

===Festigkeit===

Besonders bei Fertigteilen, die in konventionellen Schalungen hergestellt werden, soll der Beton möglichst schnell erhärten, um ein zeitnahes Ausformen zu ermöglichen. Die Verwendung von wenig Anmachwasser im Beton kann folgende Vorteile mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>:

*Rasches erstarren, so kann die obenliegende Betonfläche früh geglättet werden und eine bessere [[Fertigteile - Herstellung#Wärmebehandlung|Wärmebehandlung]] des Betons erfolgen.
*Hohe Standfestigkeit, ohne Verformungen unmittelbar nach dem Verdichten; dies ermöglicht das frühe Entfernen der Seitenschalungen
*Eine frühe Betonfestigkeit ermöglicht frühes Ausformen und frühe [[Fertigteile - Herstellung#Nachbehandlung|Nachbehandlungsmaßnahmen]].
*Wenige Betonporen, die einen dichten und festen Beton mit sich bringen
*Geringes [[Schwinden|Schwinden]], das die Maßhaltigkeit fördert und wenig bis keine Risse verursacht

===Betonarten===

Im Folgenden werden die gängigsten Betone aufgeführt, die im Fertigteilbau verwendet werden. Alle genannten Betone sind durch ihre direkte Herstellung, optimale Verarbeitung, vorhandene Schalungstechnik und die günstigen Umgebungsbedingungen für die Verarbeitung im Fertigteilwerk prädestiniert.

Normalfeste Betone bis C50/60, hochfeste Betone bis C80/95, Leichtbetone bis LC60/66 und selbstverdichtender Beton sind bauaufsichtlich eingeführt und dürfen ohne Einschränkungen angewendet werden. Stahlfaserbetone und Betone der Festigkeitsklasse C90/105 und C100/115 benötigen eine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall. In einigen Fällen kommen auch Spezialbetone wie wasserdichte, säurebeständige, frostbeständige, textilbewehrte, ultrahochfeste, farbige und faserbewehrte Betone zur Anwendung. In den meisten Fällen wird ein Beton C35/45 oder C45/55 mit steifer Konsistenz, rasch erhärtendem Zement (42,5 R oder 52,5 R) und einem niedrigen Wasserzementwert verwendet <ref name = "Q2"></ref>.

===Wärmebehandlung===

Die Erhärtungsphase der Fertigteile ist oftmals sehr kurz, denn sie richtet sich danach, wieviel Zeit für den Betonier- und Ausschalvorgang eingeplant ist. Erhärtungsphasen von 4 Stunden sind keine Seltenheit. Wenn die Gegebenheiten es zulassen, wird eine Betonsorte mit langer Erstarrungszeit verwendet. So wird gewährleistet, dass sich der Beton gut verarbeiten lässt. Um die anschließende Zementreaktion im Beton zu beschleunigen, wird er solange erwärmt, bis die gewünschte Festigkeit erreicht ist.

Die einfachste Wärmebehandlung ist das Nassdampfverfahren. Es werden im Wesentlichen nur ein Dampferzeuger und Abdeckplanen für den Beton benötigt. Die Temperatur im Bedampfungsraum ist überall gleich und es können keine Auswaschungen an der Betonoberfläche durch Kondenswasser auftreten. Eine solche Behandlung kann auch durch eine Erwärmung des Betons mit Heißluft erzielt werden. Um eine Austrocknung der Betonoberfläche zu verhindern, muss der Beton wie bei allen Wärmebehandlungen mit Folien abgedeckt oder mit Wasser besprüht werden. Eine weitere Variante der Wärmebehandlung kann durch eine Beheizung mit Infrarot-Strahlern erfolgen. Die Strahler befinden sich in einer Wärmekammer und bestrahlen ausschließlich das zu erwärmende Objekt. So geht nur sehr wenig Energie an die Umgebung verloren. Bei großen Bauteilen wird ein kombiniertes Verfahren angewendet. Die Schalung wird durch einen Wärmeträger wie z. B. Öl, Dampf, Wasser oder elektrische Heizdrähte beheizt, während die Oberseite wärmedämmend abgedeckt wird <ref name = "Q2"></ref>.

===Nachbehandlung===

Bei Außenbauteilen kann die Dauerhaftigkeit durch eine Nachbehandlung des Betons zum Zeitpunkt des Abkühlens wesentlich gesteigert werden. Dies erfolgt in Form einer Feuchtebehandlung oder eines aufgesprühten Nachbehandlungsfilms, der die Dichtigkeit der Betonoberfläche verbessert. So wird der Beton im eingebauten Zustand widerstandsfähiger gegen Frost und Abnutzungen, da weniger Wasser, Kohlendioxid und Schadstoffe eindringen können. Die erhärtende Oberfläche des noch jungen Betons kann aus ästhetischen Gründen weiterbearbeitet werden. Um die Betonzuschläge freizulegen, wird die Mörtelhaut des Betons mittels Absäuern, Schleifen, Sand- oder Wasserstrahlen entfernt. So können Oberflächenformen wie z. B. Waschbeton erzielt werden <ref name = "Q2"></ref>.

===Beschichtungen===

Eine weitere Variante zum Schutz der Fertigteile kann durch Beschichtungen erzielt werden. Die jeweiligen Beschichtungen für Außenbauteile sollen alkali-, licht- und wasserbeständig sein. In einigen Fällen ist auch die Durchlässigkeit für Wasserdampf gefordert, um Wärmeschwankungen der Umgebung auszugleichen. Die Dauerhaftigkeit des Betons wird so ebenfalls verbessert.

Beschichtungen, wie Siloxane oder Acrylharze, weisen eine geringe Schichtdicke auf und sind später nicht sichtbar. Anders ist es bei den Versiegelungen. Sie enthalten Lösungen oder Dispersionen unter Zusatz von Pigmenten. Bei der aufgetragenen Lasur (Versiegelung) wird die Oberflächenstruktur des Betons beibehalten. Lediglich die Betonfarbe kann sich durch die Pigmente in der dünnen Schicht leicht im Ton ändern. Eine drastische Veränderung des Oberflächenfarbtons erreicht man mit deckenden Anstrichen, welche in allen Farbtönen erhältlich sind. Bei diesen handelt es sich meistens um Dispersionen, welche eine zirka doppelt so dicke Schicht wie die einer Lasur aufweisen. Des Weiteren gibt es auch Beschichtungen in Form von Putz oder Verkleidungen mit Naturstein- oder keramischen Platten. Diese Art von Beschichtungen fordert eine äußerst vorsichtige Handhabung bei [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]], wenn die Verkleidung direkt im Werk aufgebracht wird. Sollte sie erst nach der Montage aufgebracht werden, können so kleinere Beschädigungen überdeckt werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Bewehrungstechnik bei der Werksfertigung==

[[Datei:Bewehrung einer Brandwandplatte .jpg|right|thumb|250px|vorgefertigte Bewehrung einer Brandwandplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

[[Datei:Vorgefertigte Stegbewehrung für eine TT-Doppelstegplatte.jpg|right|thumb|250px|Stegbewehrung einer Rippenplatte (TT-Doppelstegplatte) 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Der Bewehrung ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken, da sie im Mittel 20% der Gesamtkosten eines Fertigteils ausmacht und für die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit maßgebend ist. Aus diesem Grund muss die Bewehrung genauestens nach den Vorgaben der statischen Berechnung eingebaut werden. Des Weiteren ist auf eine möglichst wirtschaftliche Bewehrungsführung und eine ausreichende [[Betondeckung|Betondeckung]] mit Hilfe von Abstandhaltern zu achten.

===Verarbeitung===

In vielen Fertigteilwerken wird Betonstabstahl und gewendelte Bügelbewehrung mit den Durchmessern 6 bis 14 mm direkt vom Ring verarbeitet. Das hat den Vorteil, dass kein Verschnitt entsteht und die Verarbeitungskosten geringer ausfallen. Um den Betonstahl vom Ring zu geraden Stäben zu verarbeiten, werden automatische Richt- und Abschneideanlagen, sowie Bügelbiegeautomaten eingesetzt. Sie greifen auf bis zu vier verschiedene Durchmesser zu und verarbeiten diese. In Zukunft wird auch immer mehr eine prozessgesteuerte Betonstahlverlegung erfolgen. Vollautomatische Schweißstationen, welche gerichtete und geschnittene Stäbe vom Ring zu flächigen Bewehrungen verschweißen, kommen bereits zur Anwendung <ref name = "Q2"></ref>.

===Einbau===

Bei der baulichen Durchbildung der einzubauenden Bewehrung muss darauf geachtet werden, dass die Passung und Einbaubarkeit umsetzbar ist. Es ist zu berücksichtigen, dass der tatsächliche Außendurchmesser ca. 20% größer ist als der Nenndurchmesser. Dies kann sonst bei sich kreuzenden oder dicht nebeneinander liegenden Stäben zu Problemen führen. Es ist stets zu beachten, dass die Bewehrungskörbe auch mit teilweise verschachtelt angeordneter Bewehrung (z.B. Konsolen) herstellbar sind und sich gut in den Korb einfädeln lassen.

Bei stabförmigen Elementen, wie [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Balken]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], wird der Bewehrungskorb in der Regel außerhalb der Schalung mit geschlossenen Bügeln geflochten. Die Bewehrung von Deckenelementen wie z.B.[[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], [[Fertigteile - Übersicht#Elementdecke|Elementdecken]] oder [[Fertigteile - Übersicht#Fertigdecke|Hohlplatten]] werden meist direkt in ihrer Schalung verlegt. Werden Balken oder Plattenbalken innerhalb der Schalung bewehrt, lässt sich der Einbau mit offenen Bügelkörben, welche mit Kappenbügeln geschlossen werden, wesentlich leichter realisieren <ref name = "Q2"></ref>.

===Stahlsorten===

In den Fertigteilwerken wird der nach DIN 488 definierte Betonstahl verwendet. Das heißt für Betonstabstahl wird ausschließlich B500B (gerippt, hochduktil) genutzt. Für Betonstahlmatten, Bewehrungsdraht oder anderen Betonstahlerzeugnissen darf B500A (gerippt, normal duktil), B500B (gerippt, hochduktil), B500A+G (glatt, normal duktil) und B500A+P (flache Profilierung, normal duktil) zur Anwendung kommen <ref name = "Q1"></ref>. Des Weiteren kommen nur noch schweißbare Stähle zum Einsatz, welche dem Fertigteilbau mit seinen vielen Einbauteilen für die Verbindungselemente zugute kommen <ref name = "Q2"></ref>.

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen von Sonderstählen gibt es für:
*Betonrippenstahl BSt 500 S-GEWI, welcher aufgewalzte Gewinderippen für Bewehrungsverbindungen aufweist <ref name = "Q1"></ref>.
*Feuerverzinkte Betonstähle, bei denen eine Bewehrungskorrosion durch Carbonatisierung dauerhaft unterbunden ist (Vorteilhaft für Sichtbeton), die aber nach der Verzinkung nicht verschweißt werden dürfen <ref name = "Q3"> Baulinks, feuerverzinkter Betonstahl, https://www.baulinks.de/webplugin/2017/1534.php4 </ref>.
*Betonstabstahl mit erhöhtem Korrosionswiderstand, auch bekannt als nichtrostender Stahl, der zum Schweißen geeignet ist <ref name = "Q1"></ref>.

==Qualitätssicherung und Güteüberwachung==

Heutzutage ist das Ziel eines jeden Fertigteilherstellers von vorn herein eine hohe Qualität für ein Produkt einzuplanen. Zu der eigenverantwortlichen Qualitätssicherung gehören alle Maßnahmen, die während der Herstellung und der Nutzung eines Bauwerkes zu der notwendigen Sicherheit und Qualität beitragen. Dies wird durch folgende Maßnahmen sichergestellt: Eine fachgerechte Planung inklusive der Auswahl einer geeigneten Bauart, Verbindungstechnik sowie eine statisch und bauphysikalisch korrekte Bemessung der Konstruktion. Des Weiteren spielen die Rohstoffauswahl, sorgfältige und maßhaltige Herstellung, sachgerechte Lagerung, akkurate [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]], geeignete Instandhaltungsmaßnahmen und werkseitige Produktionskontrollen eine große Rolle.

===Güteüberwachung===

Die Güteüberwachung besteht aus der Eigenüberwachung kombiniert mit einer Betonprüfstelle und der Fremdüberwachung <ref name = "Q1"></ref>. Es wird zwischen zwei Betonkategorien unterschieden. '''Kategorie 1''' umfasst Betone für untergeordnete Zwecke und wird nur durch die Hersteller überwacht. Betone der '''Kategorie 2''' unterliegen der Aufsicht eines Betonfachmannes während der Herstellung <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regel für Betonfertigteile sowie Hinweise für die werkseitige Produktionskontrolle und deren Überwachung sind in der aktuellen DIN 1045-4 festgelegt.

===Eigenüberwachung===

Die Eigenüberwachung betrifft Sichtprüfungen der Ausgangsstoffe und Kontrollen der Lieferscheine. Am werksseitig hergestellten Beton werden Eignungsprüfungen durchgeführt und deren Eigenschaften überwacht. Vor dem Betonieren sind Maßhaltigkeit und Stabilität der Schalung, die Lage von Dämmschichten, Einbauteilen, Aussparungen und der Bewehrung sowie die [[Betondeckung|Betondeckung]] zu überprüfen. Während der Herstellung werden die klimatischen Bedingungen aufgezeichnet. Erforderliche Wärme- und Nachbehandlungen sind zu überwachen. Nach der Fertigung erfolgen Sichtkontrollen auf Beschädigungen, zerstörungsfreie Prüfung der Betondruckfestigkeit sowie Kennzeichnung der Teile inklusive wichtiger Hinweise für [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]]. Die im Werk genutzten Geräte werden auf ihre Funktion überprüft. Bei Standardbauteilen oder großen Serien werden die wesentlichen Eigenschaften stichprobenartig überwacht <ref name = "Q1"></ref>.

===Fremdüberwachung===

Die bereits erwähnte Fremdüberwachung erfolgt meist zweimal im Jahr und deckt die Herstellanforderungen von Betonwaren und Standardbauteilen ab. Die Ergebnisse des Überwachungsbesuchs werden in Prüfzeugnissen und Überwachungsberichten dokumentiert. Diese fließen dann in Produkt- und Übereinstimmungszertifikate sowie in werkseigene Produktionskontrollzertifikate ein <ref name = "Q2"></ref>. Nicht erfasst von der Fremdüberwachung werden oftmals [[Fertigteile - Herstellung#Fertigung von Kleinserien|kleinere Serien]], welche nach individueller statischer Berechnung gefertigt sind. Diese unterliegen jedoch der Bauüberwachung gemäß den jeweiligen Landesbauordnungen <ref name = "Q1"></ref>.

==Quellen==

<references/>

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[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Herstellung

2023-11-20T13:23:18Z

AFoerster: /* Nachbehandlung */

[[Datei:Einbau der Bewehrung für ein Fertigteil2.jpg|right|thumb|500px|Einbau der Bewehrung fuer ein Fertigteil 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt eine Übersicht zu den Fertigungsverfahren von Betonfertigteilen und deren Besonderheiten.

==Toleranzen==

Bei der Herstellung und [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] von Bauteilen können Maßabweichungen nicht vermieden werden. Im Fertigteilbau und insbesondere im Systembau sind nachträgliche Anpassungen vor Ort aber nicht akzeptabel. Daher müssen Fertigteilsysteme so geplant und entworfen werden, dass die Montage und der Ausgleich von Toleranzen auf einfache Weise möglich ist. Maßabweichungen können Auswirkungen auf die Standsicherheit, Funktionsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit haben.

Toleranzen für die Einzelbauteile sind in DIN 18201, DIN 18202 und DIN 18203 festgelegt. Sie gehen auf die Aspekte der Standsicherheit und Funktionsfähigkeit ein. Höhere Genauigkeiten aus beispielsweise ästhetischen Gründen bringen eine exponentielle Erhöhung der Kosten mit sich. Maßabweichungen können vielfältige Ursachen haben. Sie können beispielsweise durch Maßgebungsfehler (Mess -und Markierungsfehler bei Herstellung und Montage), durch Arbeitsfehler (Schalungsherstellung, Platzierung von einzubetonierenden Einbauteilen, Montage von [[Fertigteile - Transport und Montage#Lager (Elastomere)|Lagern]]) oder durch material- und verschleißbedingte Fehler (Verformungen der Schalung) verursacht werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

==Fertigungsverfahren==

In den vergangenen Jahren hat sich die Werksfertigung zu mechanisierten und automatisierten Verfahren unter Verwendung von CAD/CAM-Technologie entwickelt. Die meisten industrialisierten Fertigungsmethoden lassen sich dem Umlaufverfahren oder der Bahnenfertigung zuordnen.

===Umlaufverfahren===

Das Umlaufverfahren ist auf große Flexibilität ausgelegt und kommt bei der Herstellung von Wandtafeln, Deckentafeln, Treppenelementen und stabförmigen Fertigteilen zum Einsatz. Die Elemente werden auf Paletten mithilfe von Rollenförderern oder Schiebebühnen durch das Werk von einem Arbeitsgang zum nächsten befördert. Dieses Verfahren bringt zwei grundsätzliche Vorteile mit sich. Zum einen kann der Produktionsablauf besser organisiert werden, da die notwendigen Materialien an der speziell eingerichteten Station bereitgestellt und optimal eingebaut werden können. Zum anderen werden die Anlagenkosten reduziert, weil z. B. Rüttler oder die Kipphydraulikausrüstung nur an einer bestimmten Station benötigt werden. Neben dem horizontalen Umlaufverfahren gibt es auch das platzsparende vertikale Umlaufverfahren, welches zwei Ebenen mit Hub- und Absenkstationen verbindet. Auf den Längsbändern der oberen Ebene erfolgt die eigentliche Fertigung, während das Aushärten in der unteren Ebene geschieht <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

===Bahnenfertigung===

Die Bahnenfertigung kommt bei der Herstellung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Deckenplatten]] zum Einsatz. Hier werden mehrere Fertigteile auf bis zu 200 Meter langen Bahnen einzeln hintereinander hergestellt. Die Fertigteile sind an ihre Position auf den Bahnen gebunden und die Arbeitskolonnen, welche für die Arbeitsschritte zuständig sind, wandern von Station zu Station <ref name = "Q1"></ref>. Im Laufe der Zeit hat sich die Fertigung weiter zur Palettenfertigung mit automatischen Stapelanlagen in den Härtekammern entwickelt. Ein großer Vorteil der Bahnenfertigung ist der hohe Mechanisierungsgrad. Denn bei vorgespannten Platten werden die Spannlitzen automatisch verlegt, der Betonstrang wird mit einer fahrbaren Betonsäge vollautomatisch getrennt und die Reinigung der Bahnen erfolgt maschinell. Bei der Bahnenfertigung wird zwischen der Fertigung mittels Gleitfertiger und Extruder unterschieden <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der Fertigung mittels Gleitfertiger wird eine Gleitschalung mit Hilfe einer Winde über die Fertigungsbahn gezogen. Auf dem Fertiger befindet sich eine aufgesetzte Beschickungseinheit, die mit verschiedenen Einfüll- und Verdichtungsstufen arbeitet und in zwei bis drei Durchgängen den Querschnitt abschnittsweise aufbaut. Die untere Maschineneinheit kann für unterschiedliche Querschnittsformen ausgetauscht werden <ref name = "Q1"></ref>.

Die Fertigung mittels Extruder, arbeitet nach dem Rückstoßprinzip. Für dieses Verfahren ist ein sehr steifer Beton mit einer hohen Frühstandfestigkeit und einer hohen Endfestigkeit erforderlich. Der Extruder enthält ein Betonsilo, aus dem der Beton durch Schnecken in einem Durchgang in die profilbildenden Zonen gepresst und durch Hochfrequenzrüttler verdichtet wird. Dann drückt er sich von dem gefertigten Betonstrang ab und schiebt sich selbsttätig vorwärts <ref name = "Q1"></ref>.

===Fertigung von Kleinserien===

[[Datei:Fertigung einer Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Kleinserienfertigung einer Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Fertigteile, die nur in kleinen Serien oder wegen ihrer Größe oder Vorspannung in speziellen Schalungen gefertigt werden müssen, werden auf konventionellen Schaltischen hergestellt. Dies kann bei [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Bindern]], vorgespannten [[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], ungleichmäßigen [[Fertigteile - Übersicht#Wandelemente|Wandplatten]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] der Fall sein. Um das Ausschalen der Bauteile zu vereinfachen, wird oftmals vor dem Betonieren ein Trennmittel auf die Schalung aufgetragen <ref name = "Q2"></ref>.

==Beton im Fertigteilbau==

[[Datei: Fertigteilträger während des Betoniervorgangs.jpg|right|thumb|250px|Stuetze mit angeformten Fundament waehrend des Betoniervorgangs 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

===Verarbeitungseigenschaften===

Der im Fertigteilwerk verwendete Beton hat gegenüber Ortbeton andere Anforderungen zu erfüllen. So sind beispielsweise die auf der Baustelle wichtigen Eigenschaften wie eine lange Verarbeitungsdauer und langsame Wärmeentwicklung im Fertigteilwerk unerwünscht. Der Frischbeton im Werk sollte sich leicht schütten lassen, um nicht im Betonkübel oder an der Schüttrinne kleben zu bleiben. Weitestgehend wird auf Mischungsbestandteile mit unterschiedlichen Rohdichten verzichtet. So wird verhindert, dass sich der eingefüllte Beton in der Schalung entmischt. Demnach würden Leichtzuschläge aufschwimmen und sich Schwerzuschläge absetzen. Das enthaltene Wasser würde sich aufgrund der geringen Dichte absondern und zum „Bluten“ führen. Dies lässt sich mit einer guten Betonzusammensetzung verhindern. Dabei sollte ein Beton mit geringem Wasseranteil oder ein gut wasserhaltender, früh erstarrender Beton mit einem Größtkorn von maximal 16 mm gewählt werden. Diese Zusammensetzung führt zu einem raschen Ansteifen des Betons, sodass sich das Wasser nicht absondern kann. Die kurze Misch- und Einfülldauer des Betons sowie die erweiterten Verdichtungsmöglichkeiten gestatten es, eine steife bis plastische Betonkonsistenz zu verwenden <ref name = "Q2"></ref>.

===Festigkeit===

Besonders bei Fertigteilen, die in konventionellen Schalungen hergestellt werden, soll der Beton möglichst schnell erhärten, um ein zeitnahes Ausformen zu ermöglichen. Die Verwendung von wenig Anmachwasser im Beton kann folgende Vorteile mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>:

*Rasches erstarren, so kann die obenliegende Betonfläche früh geglättet werden und eine bessere [[Fertigteile - Herstellung#Wärmebehandlung|Wärmebehandlung]] des Betons erfolgen.
*Hohe Standfestigkeit, ohne Verformungen unmittelbar nach dem Verdichten; dies ermöglicht das frühe Entfernen der Seitenschalungen
*Eine frühe Betonfestigkeit ermöglicht frühes Ausformen und frühe [[Fertigteile - Herstellung#Nachbehandlung|Nachbehandlungsmaßnahmen]].
*Wenige Betonporen, die einen dichten und festen Beton mit sich bringen
*Geringes [[Schwinden|Schwinden]], das die Maßhaltigkeit fördert und wenig bis keine Risse verursacht

===Betonarten===

Im Folgenden werden die gängigsten Betone aufgeführt, die im Fertigteilbau verwendet werden. Alle genannten Betone sind durch ihre direkte Herstellung, optimale Verarbeitung, vorhandene Schalungstechnik und die günstigen Umgebungsbedingungen für die Verarbeitung im Fertigteilwerk prädestiniert.

Normalfeste Betone bis C50/60, hochfeste Betone bis C80/95, Leichtbetone bis LC60/66 und selbstverdichtender Beton sind bauaufsichtlich eingeführt und dürfen ohne Einschränkungen angewendet werden. Stahlfaserbetone und Betone der Festigkeitsklasse C90/105 und C100/115 benötigen eine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall. In einigen Fällen kommen auch Spezialbetone wie wasserdichte, säurebeständige, frostbeständige, textilbewehrte, ultrahochfeste, farbige und faserbewehrte Betone zur Anwendung. In den meisten Fällen wird ein Beton C35/45 oder C45/55 mit steifer Konsistenz, rasch erhärtendem Zement (42,5 R oder 52,5 R) und einem niedrigen Wasserzementwert verwendet <ref name = "Q2"></ref>.

===Wärmebehandlung===

Die Erhärtungsphase der Fertigteile ist oftmals sehr kurz, denn sie richtet sich danach, wieviel Zeit für den Betonier- und Ausschalvorgang eingeplant ist. Erhärtungsphasen von 4 Stunden sind keine Seltenheit. Wenn die Gegebenheiten es zulassen, wird eine Betonsorte mit langer Erstarrungszeit verwendet. So wird gewährleistet, dass sich der Beton gut verarbeiten lässt. Um die anschließende Zementreaktion im Beton zu beschleunigen, wird er solange erwärmt, bis die gewünschte Festigkeit erreicht ist.

Die einfachste Wärmebehandlung ist das Nassdampfverfahren. Es werden im Wesentlichen nur ein Dampferzeuger und Abdeckplanen für den Beton benötigt. Die Temperatur im Bedampfungsraum ist überall gleich und es können keine Auswaschungen an der Betonoberfläche durch Kondenswasser auftreten. Eine solche Behandlung kann auch durch eine Erwärmung des Betons mit Heißluft erzielt werden. Um eine Austrocknung der Betonoberfläche zu verhindern, muss der Beton wie bei allen Wärmebehandlungen mit Folien abgedeckt oder mit Wasser besprüht werden. Eine weitere Variante der Wärmebehandlung kann durch eine Beheizung mit Infrarot-Strahlern erfolgen. Die Strahler befinden sich in einer Wärmekammer und bestrahlen ausschließlich das zu erwärmende Objekt. So geht nur sehr wenig Energie an die Umgebung verloren. Bei großen Bauteilen wird ein kombiniertes Verfahren angewendet. Die Schalung wird durch einen Wärmeträger wie z. B. Öl, Dampf, Wasser oder elektrische Heizdrähte beheizt, während die Oberseite wärmedämmend abgedeckt wird <ref name = "Q2"></ref>.

===Nachbehandlung===

Bei Außenbauteilen kann die Dauerhaftigkeit durch eine Nachbehandlung des Betons zum Zeitpunkt des Abkühlens wesentlich gesteigert werden. Dies erfolgt in Form einer Feuchtebehandlung oder eines aufgesprühten Nachbehandlungsfilms, der die Dichtigkeit der Betonoberfläche verbessert. So wird der Beton im eingebauten Zustand widerstandsfähiger gegen Frost und Abnutzungen, da weniger Wasser, Kohlendioxid und Schadstoffe eindringen können. Die erhärtende Oberfläche des noch jungen Betons kann aus ästhetischen Gründen weiterbearbeitet werden. Um die Betonzuschläge freizulegen, wird die Mörtelhaut des Betons mittels Absäuern, Schleifen, Sand- oder Wasserstrahlen entfernt. So können Oberflächenformen wie z. B. Waschbeton erzielt werden <ref name = "Q2"></ref>.

===Beschichtungen===

Eine weitere Variante zum Schutz der Fertigteile kann durch Beschichtungen erzielt werden. Die jeweiligen Beschichtungen für Außenbauteile sollen alkali-, licht- und wasserbeständig sein. In einigen Fällen ist auch die Durchlässigkeit für Wasserdampf gefordert, um Wärmeschwankungen der Umgebung auszugleichen. Die Dauerhaftigkeit des Betons wird so ebenfalls verbessert.

Beschichtungen, wie Siloxane oder Acrylharze, weisen eine geringe Schichtdicke auf und sind später nicht sichtbar. Anders ist es bei den Versiegelungen, sie enthalten Lösungen oder Dispersionen unter Zusatz von Pigmenten. Bei der aufgetragenen Lasur (Versiegelung) wird die Oberflächenstruktur des Betons beibehalten. Lediglich die Betonfarbe kann sich durch die Pigmente in der dünnen Schicht leicht im Ton ändern. Eine drastische Veränderung des Oberflächenfarbtons erreicht man mit deckenden Anstrichen, welche in allen Farbtönen erhältlich sind. Bei diesen handelt es sich meistens um Dispersionen, welche eine zirka doppelt so dicke Schicht wie die einer Lasur aufweisen. Des Weiteren gibt es auch Beschichtungen in Form von Putz oder Verkleidungen mit Naturstein- oder keramischen Platten. Diese Art von Beschichtungen fordert eine äußerst vorsichtige Handhabung bei [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]], wenn die Verkleidung direkt im Werk aufgebracht wird. Sollte sie erst nach der Montage aufgebracht werden, können so kleinere Beschädigungen überdeckt werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Bewehrungstechnik bei der Werksfertigung==

[[Datei:Bewehrung einer Brandwandplatte .jpg|right|thumb|250px|vorgefertigte Bewehrung einer Brandwandplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

[[Datei:Vorgefertigte Stegbewehrung für eine TT-Doppelstegplatte.jpg|right|thumb|250px|Stegbewehrung einer Rippenplatte (TT-Doppelstegplatte) 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Der Bewehrung ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken, da sie im Mittel 20% der Gesamtkosten eines Fertigteils ausmacht und für die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit maßgebend ist. Aus diesem Grund muss die Bewehrung genauestens nach den Vorgaben der statischen Berechnung eingebaut werden. Des Weiteren ist auf eine möglichst wirtschaftliche Bewehrungsführung und eine ausreichende [[Betondeckung|Betondeckung]] mit Hilfe von Abstandhaltern zu achten.

===Verarbeitung===

In vielen Fertigteilwerken wird Betonstabstahl und gewendelte Bügelbewehrung mit den Durchmessern 6 bis 14 mm direkt vom Ring verarbeitet. Das hat den Vorteil, dass kein Verschnitt entsteht und die Verarbeitungskosten geringer ausfallen. Um den Betonstahl vom Ring zu geraden Stäben zu verarbeiten, werden automatische Richt- und Abschneideanlagen, sowie Bügelbiegeautomaten eingesetzt. Sie greifen auf bis zu vier verschiedene Durchmesser zu und verarbeiten diese. In Zukunft wird auch immer mehr eine prozessgesteuerte Betonstahlverlegung erfolgen. Vollautomatische Schweißstationen, welche gerichtete und geschnittene Stäbe vom Ring zu flächigen Bewehrungen verschweißen, kommen bereits zur Anwendung <ref name = "Q2"></ref>.

===Einbau===

Bei der baulichen Durchbildung der einzubauenden Bewehrung muss darauf geachtet werden, dass die Passung und Einbaubarkeit umsetzbar ist. Es ist zu berücksichtigen, dass der tatsächliche Außendurchmesser ca. 20% größer ist als der Nenndurchmesser. Dies kann sonst bei sich kreuzenden oder dicht nebeneinander liegenden Stäben zu Problemen führen. Es ist stets zu beachten, dass die Bewehrungskörbe auch mit teilweise verschachtelt angeordneter Bewehrung (z.B. Konsolen) herstellbar sind und sich gut in den Korb einfädeln lassen.

Bei stabförmigen Elementen, wie [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Balken]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], wird der Bewehrungskorb in der Regel außerhalb der Schalung mit geschlossenen Bügeln geflochten. Die Bewehrung von Deckenelementen wie z.B.[[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], [[Fertigteile - Übersicht#Elementdecke|Elementdecken]] oder [[Fertigteile - Übersicht#Fertigdecke|Hohlplatten]] werden meist direkt in ihrer Schalung verlegt. Werden Balken oder Plattenbalken innerhalb der Schalung bewehrt, lässt sich der Einbau mit offenen Bügelkörben, welche mit Kappenbügeln geschlossen werden, wesentlich leichter realisieren <ref name = "Q2"></ref>.

===Stahlsorten===

In den Fertigteilwerken wird der nach DIN 488 definierte Betonstahl verwendet. Das heißt für Betonstabstahl wird ausschließlich B500B (gerippt, hochduktil) genutzt. Für Betonstahlmatten, Bewehrungsdraht oder anderen Betonstahlerzeugnissen darf B500A (gerippt, normal duktil), B500B (gerippt, hochduktil), B500A+G (glatt, normal duktil) und B500A+P (flache Profilierung, normal duktil) zur Anwendung kommen <ref name = "Q1"></ref>. Des Weiteren kommen nur noch schweißbare Stähle zum Einsatz, welche dem Fertigteilbau mit seinen vielen Einbauteilen für die Verbindungselemente zugute kommen <ref name = "Q2"></ref>.

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen von Sonderstählen gibt es für:
*Betonrippenstahl BSt 500 S-GEWI, welcher aufgewalzte Gewinderippen für Bewehrungsverbindungen aufweist <ref name = "Q1"></ref>.
*Feuerverzinkte Betonstähle, bei denen eine Bewehrungskorrosion durch Carbonatisierung dauerhaft unterbunden ist (Vorteilhaft für Sichtbeton), die aber nach der Verzinkung nicht verschweißt werden dürfen <ref name = "Q3"> Baulinks, feuerverzinkter Betonstahl, https://www.baulinks.de/webplugin/2017/1534.php4 </ref>.
*Betonstabstahl mit erhöhtem Korrosionswiderstand, auch bekannt als nichtrostender Stahl, der zum Schweißen geeignet ist <ref name = "Q1"></ref>.

==Qualitätssicherung und Güteüberwachung==

Heutzutage ist das Ziel eines jeden Fertigteilherstellers von vorn herein eine hohe Qualität für ein Produkt einzuplanen. Zu der eigenverantwortlichen Qualitätssicherung gehören alle Maßnahmen, die während der Herstellung und der Nutzung eines Bauwerkes zu der notwendigen Sicherheit und Qualität beitragen. Dies wird durch folgende Maßnahmen sichergestellt: Eine fachgerechte Planung inklusive der Auswahl einer geeigneten Bauart, Verbindungstechnik sowie eine statisch und bauphysikalisch korrekte Bemessung der Konstruktion. Des Weiteren spielen die Rohstoffauswahl, sorgfältige und maßhaltige Herstellung, sachgerechte Lagerung, akkurate [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]], geeignete Instandhaltungsmaßnahmen und werkseitige Produktionskontrollen eine große Rolle.

===Güteüberwachung===

Die Güteüberwachung besteht aus der Eigenüberwachung kombiniert mit einer Betonprüfstelle und der Fremdüberwachung <ref name = "Q1"></ref>. Es wird zwischen zwei Betonkategorien unterschieden. '''Kategorie 1''' umfasst Betone für untergeordnete Zwecke und wird nur durch die Hersteller überwacht. Betone der '''Kategorie 2''' unterliegen der Aufsicht eines Betonfachmannes während der Herstellung <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regel für Betonfertigteile sowie Hinweise für die werkseitige Produktionskontrolle und deren Überwachung sind in der aktuellen DIN 1045-4 festgelegt.

===Eigenüberwachung===

Die Eigenüberwachung betrifft Sichtprüfungen der Ausgangsstoffe und Kontrollen der Lieferscheine. Am werksseitig hergestellten Beton werden Eignungsprüfungen durchgeführt und deren Eigenschaften überwacht. Vor dem Betonieren sind Maßhaltigkeit und Stabilität der Schalung, die Lage von Dämmschichten, Einbauteilen, Aussparungen und der Bewehrung sowie die [[Betondeckung|Betondeckung]] zu überprüfen. Während der Herstellung werden die klimatischen Bedingungen aufgezeichnet. Erforderliche Wärme- und Nachbehandlungen sind zu überwachen. Nach der Fertigung erfolgen Sichtkontrollen auf Beschädigungen, zerstörungsfreie Prüfung der Betondruckfestigkeit sowie Kennzeichnung der Teile inklusive wichtiger Hinweise für [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]]. Die im Werk genutzten Geräte werden auf ihre Funktion überprüft. Bei Standardbauteilen oder großen Serien werden die wesentlichen Eigenschaften stichprobenartig überwacht <ref name = "Q1"></ref>.

===Fremdüberwachung===

Die bereits erwähnte Fremdüberwachung erfolgt meist zweimal im Jahr und deckt die Herstellanforderungen von Betonwaren und Standardbauteilen ab. Die Ergebnisse des Überwachungsbesuchs werden in Prüfzeugnissen und Überwachungsberichten dokumentiert. Diese fließen dann in Produkt- und Übereinstimmungszertifikate sowie in werkseigene Produktionskontrollzertifikate ein <ref name = "Q2"></ref>. Nicht erfasst von der Fremdüberwachung werden oftmals [[Fertigteile - Herstellung#Fertigung von Kleinserien|kleinere Serien]], welche nach individueller statischer Berechnung gefertigt sind. Diese unterliegen jedoch der Bauüberwachung gemäß den jeweiligen Landesbauordnungen <ref name = "Q1"></ref>.

==Quellen==

<references/>

{{Seiteninfo
|Quality-flag = [[File:quality-flag-green.gif|right|70px]]
|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Herstellung

2023-11-20T13:22:38Z

AFoerster: /* Wärmebehandlung */

[[Datei:Einbau der Bewehrung für ein Fertigteil2.jpg|right|thumb|500px|Einbau der Bewehrung fuer ein Fertigteil 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt eine Übersicht zu den Fertigungsverfahren von Betonfertigteilen und deren Besonderheiten.

==Toleranzen==

Bei der Herstellung und [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] von Bauteilen können Maßabweichungen nicht vermieden werden. Im Fertigteilbau und insbesondere im Systembau sind nachträgliche Anpassungen vor Ort aber nicht akzeptabel. Daher müssen Fertigteilsysteme so geplant und entworfen werden, dass die Montage und der Ausgleich von Toleranzen auf einfache Weise möglich ist. Maßabweichungen können Auswirkungen auf die Standsicherheit, Funktionsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit haben.

Toleranzen für die Einzelbauteile sind in DIN 18201, DIN 18202 und DIN 18203 festgelegt. Sie gehen auf die Aspekte der Standsicherheit und Funktionsfähigkeit ein. Höhere Genauigkeiten aus beispielsweise ästhetischen Gründen bringen eine exponentielle Erhöhung der Kosten mit sich. Maßabweichungen können vielfältige Ursachen haben. Sie können beispielsweise durch Maßgebungsfehler (Mess -und Markierungsfehler bei Herstellung und Montage), durch Arbeitsfehler (Schalungsherstellung, Platzierung von einzubetonierenden Einbauteilen, Montage von [[Fertigteile - Transport und Montage#Lager (Elastomere)|Lagern]]) oder durch material- und verschleißbedingte Fehler (Verformungen der Schalung) verursacht werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

==Fertigungsverfahren==

In den vergangenen Jahren hat sich die Werksfertigung zu mechanisierten und automatisierten Verfahren unter Verwendung von CAD/CAM-Technologie entwickelt. Die meisten industrialisierten Fertigungsmethoden lassen sich dem Umlaufverfahren oder der Bahnenfertigung zuordnen.

===Umlaufverfahren===

Das Umlaufverfahren ist auf große Flexibilität ausgelegt und kommt bei der Herstellung von Wandtafeln, Deckentafeln, Treppenelementen und stabförmigen Fertigteilen zum Einsatz. Die Elemente werden auf Paletten mithilfe von Rollenförderern oder Schiebebühnen durch das Werk von einem Arbeitsgang zum nächsten befördert. Dieses Verfahren bringt zwei grundsätzliche Vorteile mit sich. Zum einen kann der Produktionsablauf besser organisiert werden, da die notwendigen Materialien an der speziell eingerichteten Station bereitgestellt und optimal eingebaut werden können. Zum anderen werden die Anlagenkosten reduziert, weil z. B. Rüttler oder die Kipphydraulikausrüstung nur an einer bestimmten Station benötigt werden. Neben dem horizontalen Umlaufverfahren gibt es auch das platzsparende vertikale Umlaufverfahren, welches zwei Ebenen mit Hub- und Absenkstationen verbindet. Auf den Längsbändern der oberen Ebene erfolgt die eigentliche Fertigung, während das Aushärten in der unteren Ebene geschieht <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

===Bahnenfertigung===

Die Bahnenfertigung kommt bei der Herstellung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Deckenplatten]] zum Einsatz. Hier werden mehrere Fertigteile auf bis zu 200 Meter langen Bahnen einzeln hintereinander hergestellt. Die Fertigteile sind an ihre Position auf den Bahnen gebunden und die Arbeitskolonnen, welche für die Arbeitsschritte zuständig sind, wandern von Station zu Station <ref name = "Q1"></ref>. Im Laufe der Zeit hat sich die Fertigung weiter zur Palettenfertigung mit automatischen Stapelanlagen in den Härtekammern entwickelt. Ein großer Vorteil der Bahnenfertigung ist der hohe Mechanisierungsgrad. Denn bei vorgespannten Platten werden die Spannlitzen automatisch verlegt, der Betonstrang wird mit einer fahrbaren Betonsäge vollautomatisch getrennt und die Reinigung der Bahnen erfolgt maschinell. Bei der Bahnenfertigung wird zwischen der Fertigung mittels Gleitfertiger und Extruder unterschieden <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der Fertigung mittels Gleitfertiger wird eine Gleitschalung mit Hilfe einer Winde über die Fertigungsbahn gezogen. Auf dem Fertiger befindet sich eine aufgesetzte Beschickungseinheit, die mit verschiedenen Einfüll- und Verdichtungsstufen arbeitet und in zwei bis drei Durchgängen den Querschnitt abschnittsweise aufbaut. Die untere Maschineneinheit kann für unterschiedliche Querschnittsformen ausgetauscht werden <ref name = "Q1"></ref>.

Die Fertigung mittels Extruder, arbeitet nach dem Rückstoßprinzip. Für dieses Verfahren ist ein sehr steifer Beton mit einer hohen Frühstandfestigkeit und einer hohen Endfestigkeit erforderlich. Der Extruder enthält ein Betonsilo, aus dem der Beton durch Schnecken in einem Durchgang in die profilbildenden Zonen gepresst und durch Hochfrequenzrüttler verdichtet wird. Dann drückt er sich von dem gefertigten Betonstrang ab und schiebt sich selbsttätig vorwärts <ref name = "Q1"></ref>.

===Fertigung von Kleinserien===

[[Datei:Fertigung einer Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Kleinserienfertigung einer Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Fertigteile, die nur in kleinen Serien oder wegen ihrer Größe oder Vorspannung in speziellen Schalungen gefertigt werden müssen, werden auf konventionellen Schaltischen hergestellt. Dies kann bei [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Bindern]], vorgespannten [[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], ungleichmäßigen [[Fertigteile - Übersicht#Wandelemente|Wandplatten]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] der Fall sein. Um das Ausschalen der Bauteile zu vereinfachen, wird oftmals vor dem Betonieren ein Trennmittel auf die Schalung aufgetragen <ref name = "Q2"></ref>.

==Beton im Fertigteilbau==

[[Datei: Fertigteilträger während des Betoniervorgangs.jpg|right|thumb|250px|Stuetze mit angeformten Fundament waehrend des Betoniervorgangs 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

===Verarbeitungseigenschaften===

Der im Fertigteilwerk verwendete Beton hat gegenüber Ortbeton andere Anforderungen zu erfüllen. So sind beispielsweise die auf der Baustelle wichtigen Eigenschaften wie eine lange Verarbeitungsdauer und langsame Wärmeentwicklung im Fertigteilwerk unerwünscht. Der Frischbeton im Werk sollte sich leicht schütten lassen, um nicht im Betonkübel oder an der Schüttrinne kleben zu bleiben. Weitestgehend wird auf Mischungsbestandteile mit unterschiedlichen Rohdichten verzichtet. So wird verhindert, dass sich der eingefüllte Beton in der Schalung entmischt. Demnach würden Leichtzuschläge aufschwimmen und sich Schwerzuschläge absetzen. Das enthaltene Wasser würde sich aufgrund der geringen Dichte absondern und zum „Bluten“ führen. Dies lässt sich mit einer guten Betonzusammensetzung verhindern. Dabei sollte ein Beton mit geringem Wasseranteil oder ein gut wasserhaltender, früh erstarrender Beton mit einem Größtkorn von maximal 16 mm gewählt werden. Diese Zusammensetzung führt zu einem raschen Ansteifen des Betons, sodass sich das Wasser nicht absondern kann. Die kurze Misch- und Einfülldauer des Betons sowie die erweiterten Verdichtungsmöglichkeiten gestatten es, eine steife bis plastische Betonkonsistenz zu verwenden <ref name = "Q2"></ref>.

===Festigkeit===

Besonders bei Fertigteilen, die in konventionellen Schalungen hergestellt werden, soll der Beton möglichst schnell erhärten, um ein zeitnahes Ausformen zu ermöglichen. Die Verwendung von wenig Anmachwasser im Beton kann folgende Vorteile mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>:

*Rasches erstarren, so kann die obenliegende Betonfläche früh geglättet werden und eine bessere [[Fertigteile - Herstellung#Wärmebehandlung|Wärmebehandlung]] des Betons erfolgen.
*Hohe Standfestigkeit, ohne Verformungen unmittelbar nach dem Verdichten; dies ermöglicht das frühe Entfernen der Seitenschalungen
*Eine frühe Betonfestigkeit ermöglicht frühes Ausformen und frühe [[Fertigteile - Herstellung#Nachbehandlung|Nachbehandlungsmaßnahmen]].
*Wenige Betonporen, die einen dichten und festen Beton mit sich bringen
*Geringes [[Schwinden|Schwinden]], das die Maßhaltigkeit fördert und wenig bis keine Risse verursacht

===Betonarten===

Im Folgenden werden die gängigsten Betone aufgeführt, die im Fertigteilbau verwendet werden. Alle genannten Betone sind durch ihre direkte Herstellung, optimale Verarbeitung, vorhandene Schalungstechnik und die günstigen Umgebungsbedingungen für die Verarbeitung im Fertigteilwerk prädestiniert.

Normalfeste Betone bis C50/60, hochfeste Betone bis C80/95, Leichtbetone bis LC60/66 und selbstverdichtender Beton sind bauaufsichtlich eingeführt und dürfen ohne Einschränkungen angewendet werden. Stahlfaserbetone und Betone der Festigkeitsklasse C90/105 und C100/115 benötigen eine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall. In einigen Fällen kommen auch Spezialbetone wie wasserdichte, säurebeständige, frostbeständige, textilbewehrte, ultrahochfeste, farbige und faserbewehrte Betone zur Anwendung. In den meisten Fällen wird ein Beton C35/45 oder C45/55 mit steifer Konsistenz, rasch erhärtendem Zement (42,5 R oder 52,5 R) und einem niedrigen Wasserzementwert verwendet <ref name = "Q2"></ref>.

===Wärmebehandlung===

Die Erhärtungsphase der Fertigteile ist oftmals sehr kurz, denn sie richtet sich danach, wieviel Zeit für den Betonier- und Ausschalvorgang eingeplant ist. Erhärtungsphasen von 4 Stunden sind keine Seltenheit. Wenn die Gegebenheiten es zulassen, wird eine Betonsorte mit langer Erstarrungszeit verwendet. So wird gewährleistet, dass sich der Beton gut verarbeiten lässt. Um die anschließende Zementreaktion im Beton zu beschleunigen, wird er solange erwärmt, bis die gewünschte Festigkeit erreicht ist.

Die einfachste Wärmebehandlung ist das Nassdampfverfahren. Es werden im Wesentlichen nur ein Dampferzeuger und Abdeckplanen für den Beton benötigt. Die Temperatur im Bedampfungsraum ist überall gleich und es können keine Auswaschungen an der Betonoberfläche durch Kondenswasser auftreten. Eine solche Behandlung kann auch durch eine Erwärmung des Betons mit Heißluft erzielt werden. Um eine Austrocknung der Betonoberfläche zu verhindern, muss der Beton wie bei allen Wärmebehandlungen mit Folien abgedeckt oder mit Wasser besprüht werden. Eine weitere Variante der Wärmebehandlung kann durch eine Beheizung mit Infrarot-Strahlern erfolgen. Die Strahler befinden sich in einer Wärmekammer und bestrahlen ausschließlich das zu erwärmende Objekt. So geht nur sehr wenig Energie an die Umgebung verloren. Bei großen Bauteilen wird ein kombiniertes Verfahren angewendet. Die Schalung wird durch einen Wärmeträger wie z. B. Öl, Dampf, Wasser oder elektrische Heizdrähte beheizt, während die Oberseite wärmedämmend abgedeckt wird <ref name = "Q2"></ref>.

===Nachbehandlung===

Bei Außenbauteilen kann die Dauerhaftigkeit durch eine Nachbehandlung des Betons zum Zeitpunkt des Abkühlens wesentlich gesteigert werden. Dies erfolgt in Form einer Feuchtebehandlung oder eines aufgesprühten Nachbehandlungsfilms, der die Dichtigkeit der Betonoberfläche verbessert. So wird der Beton im eingebauten Zustand widerstandsfähiger gegen Frost und Abnutzungen, da weniger Wasser, Kohlendioxid und Schadstoffe eindringen können. Die erhärtende Oberfläche des noch jungen Betons kann aus ästhetischen Gründen weiter bearbeitet werden. Um die Betonzuschläge freizulegen, wird die Mörtelhaut des Betons mittels Absäuern, Schleifen, Sand- oder Wasserstrahlen entfernt. So können Oberflächenformen wie z. B. Waschbeton erzielt werden <ref name = "Q2"></ref>.

===Beschichtungen===

Eine weitere Variante zum Schutz der Fertigteile kann durch Beschichtungen erzielt werden. Die jeweiligen Beschichtungen für Außenbauteile sollen alkali-, licht- und wasserbeständig sein. In einigen Fällen ist auch die Durchlässigkeit für Wasserdampf gefordert, um Wärmeschwankungen der Umgebung auszugleichen. Die Dauerhaftigkeit des Betons wird so ebenfalls verbessert.

Beschichtungen, wie Siloxane oder Acrylharze, weisen eine geringe Schichtdicke auf und sind später nicht sichtbar. Anders ist es bei den Versiegelungen, sie enthalten Lösungen oder Dispersionen unter Zusatz von Pigmenten. Bei der aufgetragenen Lasur (Versiegelung) wird die Oberflächenstruktur des Betons beibehalten. Lediglich die Betonfarbe kann sich durch die Pigmente in der dünnen Schicht leicht im Ton ändern. Eine drastische Veränderung des Oberflächenfarbtons erreicht man mit deckenden Anstrichen, welche in allen Farbtönen erhältlich sind. Bei diesen handelt es sich meistens um Dispersionen, welche eine zirka doppelt so dicke Schicht wie die einer Lasur aufweisen. Des Weiteren gibt es auch Beschichtungen in Form von Putz oder Verkleidungen mit Naturstein- oder keramischen Platten. Diese Art von Beschichtungen fordert eine äußerst vorsichtige Handhabung bei [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]], wenn die Verkleidung direkt im Werk aufgebracht wird. Sollte sie erst nach der Montage aufgebracht werden, können so kleinere Beschädigungen überdeckt werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Bewehrungstechnik bei der Werksfertigung==

[[Datei:Bewehrung einer Brandwandplatte .jpg|right|thumb|250px|vorgefertigte Bewehrung einer Brandwandplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

[[Datei:Vorgefertigte Stegbewehrung für eine TT-Doppelstegplatte.jpg|right|thumb|250px|Stegbewehrung einer Rippenplatte (TT-Doppelstegplatte) 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Der Bewehrung ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken, da sie im Mittel 20% der Gesamtkosten eines Fertigteils ausmacht und für die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit maßgebend ist. Aus diesem Grund muss die Bewehrung genauestens nach den Vorgaben der statischen Berechnung eingebaut werden. Des Weiteren ist auf eine möglichst wirtschaftliche Bewehrungsführung und eine ausreichende [[Betondeckung|Betondeckung]] mit Hilfe von Abstandhaltern zu achten.

===Verarbeitung===

In vielen Fertigteilwerken wird Betonstabstahl und gewendelte Bügelbewehrung mit den Durchmessern 6 bis 14 mm direkt vom Ring verarbeitet. Das hat den Vorteil, dass kein Verschnitt entsteht und die Verarbeitungskosten geringer ausfallen. Um den Betonstahl vom Ring zu geraden Stäben zu verarbeiten, werden automatische Richt- und Abschneideanlagen, sowie Bügelbiegeautomaten eingesetzt. Sie greifen auf bis zu vier verschiedene Durchmesser zu und verarbeiten diese. In Zukunft wird auch immer mehr eine prozessgesteuerte Betonstahlverlegung erfolgen. Vollautomatische Schweißstationen, welche gerichtete und geschnittene Stäbe vom Ring zu flächigen Bewehrungen verschweißen, kommen bereits zur Anwendung <ref name = "Q2"></ref>.

===Einbau===

Bei der baulichen Durchbildung der einzubauenden Bewehrung muss darauf geachtet werden, dass die Passung und Einbaubarkeit umsetzbar ist. Es ist zu berücksichtigen, dass der tatsächliche Außendurchmesser ca. 20% größer ist als der Nenndurchmesser. Dies kann sonst bei sich kreuzenden oder dicht nebeneinander liegenden Stäben zu Problemen führen. Es ist stets zu beachten, dass die Bewehrungskörbe auch mit teilweise verschachtelt angeordneter Bewehrung (z.B. Konsolen) herstellbar sind und sich gut in den Korb einfädeln lassen.

Bei stabförmigen Elementen, wie [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Balken]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], wird der Bewehrungskorb in der Regel außerhalb der Schalung mit geschlossenen Bügeln geflochten. Die Bewehrung von Deckenelementen wie z.B.[[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], [[Fertigteile - Übersicht#Elementdecke|Elementdecken]] oder [[Fertigteile - Übersicht#Fertigdecke|Hohlplatten]] werden meist direkt in ihrer Schalung verlegt. Werden Balken oder Plattenbalken innerhalb der Schalung bewehrt, lässt sich der Einbau mit offenen Bügelkörben, welche mit Kappenbügeln geschlossen werden, wesentlich leichter realisieren <ref name = "Q2"></ref>.

===Stahlsorten===

In den Fertigteilwerken wird der nach DIN 488 definierte Betonstahl verwendet. Das heißt für Betonstabstahl wird ausschließlich B500B (gerippt, hochduktil) genutzt. Für Betonstahlmatten, Bewehrungsdraht oder anderen Betonstahlerzeugnissen darf B500A (gerippt, normal duktil), B500B (gerippt, hochduktil), B500A+G (glatt, normal duktil) und B500A+P (flache Profilierung, normal duktil) zur Anwendung kommen <ref name = "Q1"></ref>. Des Weiteren kommen nur noch schweißbare Stähle zum Einsatz, welche dem Fertigteilbau mit seinen vielen Einbauteilen für die Verbindungselemente zugute kommen <ref name = "Q2"></ref>.

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen von Sonderstählen gibt es für:
*Betonrippenstahl BSt 500 S-GEWI, welcher aufgewalzte Gewinderippen für Bewehrungsverbindungen aufweist <ref name = "Q1"></ref>.
*Feuerverzinkte Betonstähle, bei denen eine Bewehrungskorrosion durch Carbonatisierung dauerhaft unterbunden ist (Vorteilhaft für Sichtbeton), die aber nach der Verzinkung nicht verschweißt werden dürfen <ref name = "Q3"> Baulinks, feuerverzinkter Betonstahl, https://www.baulinks.de/webplugin/2017/1534.php4 </ref>.
*Betonstabstahl mit erhöhtem Korrosionswiderstand, auch bekannt als nichtrostender Stahl, der zum Schweißen geeignet ist <ref name = "Q1"></ref>.

==Qualitätssicherung und Güteüberwachung==

Heutzutage ist das Ziel eines jeden Fertigteilherstellers von vorn herein eine hohe Qualität für ein Produkt einzuplanen. Zu der eigenverantwortlichen Qualitätssicherung gehören alle Maßnahmen, die während der Herstellung und der Nutzung eines Bauwerkes zu der notwendigen Sicherheit und Qualität beitragen. Dies wird durch folgende Maßnahmen sichergestellt: Eine fachgerechte Planung inklusive der Auswahl einer geeigneten Bauart, Verbindungstechnik sowie eine statisch und bauphysikalisch korrekte Bemessung der Konstruktion. Des Weiteren spielen die Rohstoffauswahl, sorgfältige und maßhaltige Herstellung, sachgerechte Lagerung, akkurate [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]], geeignete Instandhaltungsmaßnahmen und werkseitige Produktionskontrollen eine große Rolle.

===Güteüberwachung===

Die Güteüberwachung besteht aus der Eigenüberwachung kombiniert mit einer Betonprüfstelle und der Fremdüberwachung <ref name = "Q1"></ref>. Es wird zwischen zwei Betonkategorien unterschieden. '''Kategorie 1''' umfasst Betone für untergeordnete Zwecke und wird nur durch die Hersteller überwacht. Betone der '''Kategorie 2''' unterliegen der Aufsicht eines Betonfachmannes während der Herstellung <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regel für Betonfertigteile sowie Hinweise für die werkseitige Produktionskontrolle und deren Überwachung sind in der aktuellen DIN 1045-4 festgelegt.

===Eigenüberwachung===

Die Eigenüberwachung betrifft Sichtprüfungen der Ausgangsstoffe und Kontrollen der Lieferscheine. Am werksseitig hergestellten Beton werden Eignungsprüfungen durchgeführt und deren Eigenschaften überwacht. Vor dem Betonieren sind Maßhaltigkeit und Stabilität der Schalung, die Lage von Dämmschichten, Einbauteilen, Aussparungen und der Bewehrung sowie die [[Betondeckung|Betondeckung]] zu überprüfen. Während der Herstellung werden die klimatischen Bedingungen aufgezeichnet. Erforderliche Wärme- und Nachbehandlungen sind zu überwachen. Nach der Fertigung erfolgen Sichtkontrollen auf Beschädigungen, zerstörungsfreie Prüfung der Betondruckfestigkeit sowie Kennzeichnung der Teile inklusive wichtiger Hinweise für [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]]. Die im Werk genutzten Geräte werden auf ihre Funktion überprüft. Bei Standardbauteilen oder großen Serien werden die wesentlichen Eigenschaften stichprobenartig überwacht <ref name = "Q1"></ref>.

===Fremdüberwachung===

Die bereits erwähnte Fremdüberwachung erfolgt meist zweimal im Jahr und deckt die Herstellanforderungen von Betonwaren und Standardbauteilen ab. Die Ergebnisse des Überwachungsbesuchs werden in Prüfzeugnissen und Überwachungsberichten dokumentiert. Diese fließen dann in Produkt- und Übereinstimmungszertifikate sowie in werkseigene Produktionskontrollzertifikate ein <ref name = "Q2"></ref>. Nicht erfasst von der Fremdüberwachung werden oftmals [[Fertigteile - Herstellung#Fertigung von Kleinserien|kleinere Serien]], welche nach individueller statischer Berechnung gefertigt sind. Diese unterliegen jedoch der Bauüberwachung gemäß den jeweiligen Landesbauordnungen <ref name = "Q1"></ref>.

==Quellen==

<references/>

{{Seiteninfo
|Quality-flag = [[File:quality-flag-green.gif|right|70px]]
|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Herstellung

2023-11-20T13:21:25Z

AFoerster: /* Festigkeit */

[[Datei:Einbau der Bewehrung für ein Fertigteil2.jpg|right|thumb|500px|Einbau der Bewehrung fuer ein Fertigteil 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt eine Übersicht zu den Fertigungsverfahren von Betonfertigteilen und deren Besonderheiten.

==Toleranzen==

Bei der Herstellung und [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] von Bauteilen können Maßabweichungen nicht vermieden werden. Im Fertigteilbau und insbesondere im Systembau sind nachträgliche Anpassungen vor Ort aber nicht akzeptabel. Daher müssen Fertigteilsysteme so geplant und entworfen werden, dass die Montage und der Ausgleich von Toleranzen auf einfache Weise möglich ist. Maßabweichungen können Auswirkungen auf die Standsicherheit, Funktionsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit haben.

Toleranzen für die Einzelbauteile sind in DIN 18201, DIN 18202 und DIN 18203 festgelegt. Sie gehen auf die Aspekte der Standsicherheit und Funktionsfähigkeit ein. Höhere Genauigkeiten aus beispielsweise ästhetischen Gründen bringen eine exponentielle Erhöhung der Kosten mit sich. Maßabweichungen können vielfältige Ursachen haben. Sie können beispielsweise durch Maßgebungsfehler (Mess -und Markierungsfehler bei Herstellung und Montage), durch Arbeitsfehler (Schalungsherstellung, Platzierung von einzubetonierenden Einbauteilen, Montage von [[Fertigteile - Transport und Montage#Lager (Elastomere)|Lagern]]) oder durch material- und verschleißbedingte Fehler (Verformungen der Schalung) verursacht werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

==Fertigungsverfahren==

In den vergangenen Jahren hat sich die Werksfertigung zu mechanisierten und automatisierten Verfahren unter Verwendung von CAD/CAM-Technologie entwickelt. Die meisten industrialisierten Fertigungsmethoden lassen sich dem Umlaufverfahren oder der Bahnenfertigung zuordnen.

===Umlaufverfahren===

Das Umlaufverfahren ist auf große Flexibilität ausgelegt und kommt bei der Herstellung von Wandtafeln, Deckentafeln, Treppenelementen und stabförmigen Fertigteilen zum Einsatz. Die Elemente werden auf Paletten mithilfe von Rollenförderern oder Schiebebühnen durch das Werk von einem Arbeitsgang zum nächsten befördert. Dieses Verfahren bringt zwei grundsätzliche Vorteile mit sich. Zum einen kann der Produktionsablauf besser organisiert werden, da die notwendigen Materialien an der speziell eingerichteten Station bereitgestellt und optimal eingebaut werden können. Zum anderen werden die Anlagenkosten reduziert, weil z. B. Rüttler oder die Kipphydraulikausrüstung nur an einer bestimmten Station benötigt werden. Neben dem horizontalen Umlaufverfahren gibt es auch das platzsparende vertikale Umlaufverfahren, welches zwei Ebenen mit Hub- und Absenkstationen verbindet. Auf den Längsbändern der oberen Ebene erfolgt die eigentliche Fertigung, während das Aushärten in der unteren Ebene geschieht <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

===Bahnenfertigung===

Die Bahnenfertigung kommt bei der Herstellung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Deckenplatten]] zum Einsatz. Hier werden mehrere Fertigteile auf bis zu 200 Meter langen Bahnen einzeln hintereinander hergestellt. Die Fertigteile sind an ihre Position auf den Bahnen gebunden und die Arbeitskolonnen, welche für die Arbeitsschritte zuständig sind, wandern von Station zu Station <ref name = "Q1"></ref>. Im Laufe der Zeit hat sich die Fertigung weiter zur Palettenfertigung mit automatischen Stapelanlagen in den Härtekammern entwickelt. Ein großer Vorteil der Bahnenfertigung ist der hohe Mechanisierungsgrad. Denn bei vorgespannten Platten werden die Spannlitzen automatisch verlegt, der Betonstrang wird mit einer fahrbaren Betonsäge vollautomatisch getrennt und die Reinigung der Bahnen erfolgt maschinell. Bei der Bahnenfertigung wird zwischen der Fertigung mittels Gleitfertiger und Extruder unterschieden <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der Fertigung mittels Gleitfertiger wird eine Gleitschalung mit Hilfe einer Winde über die Fertigungsbahn gezogen. Auf dem Fertiger befindet sich eine aufgesetzte Beschickungseinheit, die mit verschiedenen Einfüll- und Verdichtungsstufen arbeitet und in zwei bis drei Durchgängen den Querschnitt abschnittsweise aufbaut. Die untere Maschineneinheit kann für unterschiedliche Querschnittsformen ausgetauscht werden <ref name = "Q1"></ref>.

Die Fertigung mittels Extruder, arbeitet nach dem Rückstoßprinzip. Für dieses Verfahren ist ein sehr steifer Beton mit einer hohen Frühstandfestigkeit und einer hohen Endfestigkeit erforderlich. Der Extruder enthält ein Betonsilo, aus dem der Beton durch Schnecken in einem Durchgang in die profilbildenden Zonen gepresst und durch Hochfrequenzrüttler verdichtet wird. Dann drückt er sich von dem gefertigten Betonstrang ab und schiebt sich selbsttätig vorwärts <ref name = "Q1"></ref>.

===Fertigung von Kleinserien===

[[Datei:Fertigung einer Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Kleinserienfertigung einer Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Fertigteile, die nur in kleinen Serien oder wegen ihrer Größe oder Vorspannung in speziellen Schalungen gefertigt werden müssen, werden auf konventionellen Schaltischen hergestellt. Dies kann bei [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Bindern]], vorgespannten [[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], ungleichmäßigen [[Fertigteile - Übersicht#Wandelemente|Wandplatten]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] der Fall sein. Um das Ausschalen der Bauteile zu vereinfachen, wird oftmals vor dem Betonieren ein Trennmittel auf die Schalung aufgetragen <ref name = "Q2"></ref>.

==Beton im Fertigteilbau==

[[Datei: Fertigteilträger während des Betoniervorgangs.jpg|right|thumb|250px|Stuetze mit angeformten Fundament waehrend des Betoniervorgangs 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

===Verarbeitungseigenschaften===

Der im Fertigteilwerk verwendete Beton hat gegenüber Ortbeton andere Anforderungen zu erfüllen. So sind beispielsweise die auf der Baustelle wichtigen Eigenschaften wie eine lange Verarbeitungsdauer und langsame Wärmeentwicklung im Fertigteilwerk unerwünscht. Der Frischbeton im Werk sollte sich leicht schütten lassen, um nicht im Betonkübel oder an der Schüttrinne kleben zu bleiben. Weitestgehend wird auf Mischungsbestandteile mit unterschiedlichen Rohdichten verzichtet. So wird verhindert, dass sich der eingefüllte Beton in der Schalung entmischt. Demnach würden Leichtzuschläge aufschwimmen und sich Schwerzuschläge absetzen. Das enthaltene Wasser würde sich aufgrund der geringen Dichte absondern und zum „Bluten“ führen. Dies lässt sich mit einer guten Betonzusammensetzung verhindern. Dabei sollte ein Beton mit geringem Wasseranteil oder ein gut wasserhaltender, früh erstarrender Beton mit einem Größtkorn von maximal 16 mm gewählt werden. Diese Zusammensetzung führt zu einem raschen Ansteifen des Betons, sodass sich das Wasser nicht absondern kann. Die kurze Misch- und Einfülldauer des Betons sowie die erweiterten Verdichtungsmöglichkeiten gestatten es, eine steife bis plastische Betonkonsistenz zu verwenden <ref name = "Q2"></ref>.

===Festigkeit===

Besonders bei Fertigteilen, die in konventionellen Schalungen hergestellt werden, soll der Beton möglichst schnell erhärten, um ein zeitnahes Ausformen zu ermöglichen. Die Verwendung von wenig Anmachwasser im Beton kann folgende Vorteile mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>:

*Rasches erstarren, so kann die obenliegende Betonfläche früh geglättet werden und eine bessere [[Fertigteile - Herstellung#Wärmebehandlung|Wärmebehandlung]] des Betons erfolgen.
*Hohe Standfestigkeit, ohne Verformungen unmittelbar nach dem Verdichten; dies ermöglicht das frühe Entfernen der Seitenschalungen
*Eine frühe Betonfestigkeit ermöglicht frühes Ausformen und frühe [[Fertigteile - Herstellung#Nachbehandlung|Nachbehandlungsmaßnahmen]].
*Wenige Betonporen, die einen dichten und festen Beton mit sich bringen
*Geringes [[Schwinden|Schwinden]], das die Maßhaltigkeit fördert und wenig bis keine Risse verursacht

===Betonarten===

Im Folgenden werden die gängigsten Betone aufgeführt, die im Fertigteilbau verwendet werden. Alle genannten Betone sind durch ihre direkte Herstellung, optimale Verarbeitung, vorhandene Schalungstechnik und die günstigen Umgebungsbedingungen für die Verarbeitung im Fertigteilwerk prädestiniert.

Normalfeste Betone bis C50/60, hochfeste Betone bis C80/95, Leichtbetone bis LC60/66 und selbstverdichtender Beton sind bauaufsichtlich eingeführt und dürfen ohne Einschränkungen angewendet werden. Stahlfaserbetone und Betone der Festigkeitsklasse C90/105 und C100/115 benötigen eine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall. In einigen Fällen kommen auch Spezialbetone wie wasserdichte, säurebeständige, frostbeständige, textilbewehrte, ultrahochfeste, farbige und faserbewehrte Betone zur Anwendung. In den meisten Fällen wird ein Beton C35/45 oder C45/55 mit steifer Konsistenz, rasch erhärtendem Zement (42,5 R oder 52,5 R) und einem niedrigen Wasserzementwert verwendet <ref name = "Q2"></ref>.

===Wärmebehandlung===

Die Erhärtungsphase der Fertigteile ist oftmals sehr kurz, denn sie richtet sich danach, wieviel Zeit für den Betonier- und Ausschalvorgang eingeplant ist. Erhärtungsphasen von 4 Stunden sind keine Seltenheit. Wenn die Gegebenheiten es zulassen, wird eine Betonsorte mit langer Erstarrungszeit verwendet. So wird gewährleistet, dass sich der Beton gut verarbeiten lässt. Um die anschließende Zementreaktion im Beton zu beschleunigen, wird er solange erwärmt, bis die gewünschte Festigkeit erreicht ist.

Die einfachste Wärmebehandlung ist das Nassdampfverfahren. Es werden im Wesentlichen nur ein Dampferzeuger und Abdeckplanen für den Beton benötigt. Die Temperatur im Bedampfungsraum ist überall gleich und es können keine Auswaschungen an der Betonoberfläche durch Kondenswasser auftreten. Eine solche Behandlung kann auch durch eine Erwärmung des Betons mit Heißluft erzielt werden. Um eine Austrocknung der Betonoberfläche zu verhindern, muss der Beton wie bei allen Wärmebehandlungen mit Folien abgedeckt oder mit Wasser besprüht werden. Eine weitere Variante der Wärmebehandlung kann durch eine Beheizung mit Infrarot-Strahlern erfolgen. Die Strahler befinden sich in einer Wärmekammer und bestrahlen ausschließlich das zu erwärmende Objekt. So geht nur sehr wenig Energie an die Umgebung verloren. Bei großen Bauteilen wird ein kombiniertes Verfahren angewendet. Die Schalung wird durch einen Wärmeträger wie z.B. Öl, Dampf, Wasser oder elektrische Heizdrähte beheizt, während die Oberseite wärmedämmend abgedeckt wird <ref name = "Q2"></ref>.

===Nachbehandlung===

Bei Außenbauteilen kann die Dauerhaftigkeit durch eine Nachbehandlung des Betons zum Zeitpunkt des Abkühlens wesentlich gesteigert werden. Dies erfolgt in Form einer Feuchtebehandlung oder eines aufgesprühten Nachbehandlungsfilms, der die Dichtigkeit der Betonoberfläche verbessert. So wird der Beton im eingebauten Zustand widerstandsfähiger gegen Frost und Abnutzungen, da weniger Wasser, Kohlendioxid und Schadstoffe eindringen können. Die erhärtende Oberfläche des noch jungen Betons kann aus ästhetischen Gründen weiter bearbeitet werden. Um die Betonzuschläge freizulegen, wird die Mörtelhaut des Betons mittels Absäuern, Schleifen, Sand- oder Wasserstrahlen entfernt. So können Oberflächenformen wie z. B. Waschbeton erzielt werden <ref name = "Q2"></ref>.

===Beschichtungen===

Eine weitere Variante zum Schutz der Fertigteile kann durch Beschichtungen erzielt werden. Die jeweiligen Beschichtungen für Außenbauteile sollen alkali-, licht- und wasserbeständig sein. In einigen Fällen ist auch die Durchlässigkeit für Wasserdampf gefordert, um Wärmeschwankungen der Umgebung auszugleichen. Die Dauerhaftigkeit des Betons wird so ebenfalls verbessert.

Beschichtungen, wie Siloxane oder Acrylharze, weisen eine geringe Schichtdicke auf und sind später nicht sichtbar. Anders ist es bei den Versiegelungen, sie enthalten Lösungen oder Dispersionen unter Zusatz von Pigmenten. Bei der aufgetragenen Lasur (Versiegelung) wird die Oberflächenstruktur des Betons beibehalten. Lediglich die Betonfarbe kann sich durch die Pigmente in der dünnen Schicht leicht im Ton ändern. Eine drastische Veränderung des Oberflächenfarbtons erreicht man mit deckenden Anstrichen, welche in allen Farbtönen erhältlich sind. Bei diesen handelt es sich meistens um Dispersionen, welche eine zirka doppelt so dicke Schicht wie die einer Lasur aufweisen. Des Weiteren gibt es auch Beschichtungen in Form von Putz oder Verkleidungen mit Naturstein- oder keramischen Platten. Diese Art von Beschichtungen fordert eine äußerst vorsichtige Handhabung bei [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]], wenn die Verkleidung direkt im Werk aufgebracht wird. Sollte sie erst nach der Montage aufgebracht werden, können so kleinere Beschädigungen überdeckt werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Bewehrungstechnik bei der Werksfertigung==

[[Datei:Bewehrung einer Brandwandplatte .jpg|right|thumb|250px|vorgefertigte Bewehrung einer Brandwandplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

[[Datei:Vorgefertigte Stegbewehrung für eine TT-Doppelstegplatte.jpg|right|thumb|250px|Stegbewehrung einer Rippenplatte (TT-Doppelstegplatte) 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Der Bewehrung ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken, da sie im Mittel 20% der Gesamtkosten eines Fertigteils ausmacht und für die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit maßgebend ist. Aus diesem Grund muss die Bewehrung genauestens nach den Vorgaben der statischen Berechnung eingebaut werden. Des Weiteren ist auf eine möglichst wirtschaftliche Bewehrungsführung und eine ausreichende [[Betondeckung|Betondeckung]] mit Hilfe von Abstandhaltern zu achten.

===Verarbeitung===

In vielen Fertigteilwerken wird Betonstabstahl und gewendelte Bügelbewehrung mit den Durchmessern 6 bis 14 mm direkt vom Ring verarbeitet. Das hat den Vorteil, dass kein Verschnitt entsteht und die Verarbeitungskosten geringer ausfallen. Um den Betonstahl vom Ring zu geraden Stäben zu verarbeiten, werden automatische Richt- und Abschneideanlagen, sowie Bügelbiegeautomaten eingesetzt. Sie greifen auf bis zu vier verschiedene Durchmesser zu und verarbeiten diese. In Zukunft wird auch immer mehr eine prozessgesteuerte Betonstahlverlegung erfolgen. Vollautomatische Schweißstationen, welche gerichtete und geschnittene Stäbe vom Ring zu flächigen Bewehrungen verschweißen, kommen bereits zur Anwendung <ref name = "Q2"></ref>.

===Einbau===

Bei der baulichen Durchbildung der einzubauenden Bewehrung muss darauf geachtet werden, dass die Passung und Einbaubarkeit umsetzbar ist. Es ist zu berücksichtigen, dass der tatsächliche Außendurchmesser ca. 20% größer ist als der Nenndurchmesser. Dies kann sonst bei sich kreuzenden oder dicht nebeneinander liegenden Stäben zu Problemen führen. Es ist stets zu beachten, dass die Bewehrungskörbe auch mit teilweise verschachtelt angeordneter Bewehrung (z.B. Konsolen) herstellbar sind und sich gut in den Korb einfädeln lassen.

Bei stabförmigen Elementen, wie [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Balken]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], wird der Bewehrungskorb in der Regel außerhalb der Schalung mit geschlossenen Bügeln geflochten. Die Bewehrung von Deckenelementen wie z.B.[[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], [[Fertigteile - Übersicht#Elementdecke|Elementdecken]] oder [[Fertigteile - Übersicht#Fertigdecke|Hohlplatten]] werden meist direkt in ihrer Schalung verlegt. Werden Balken oder Plattenbalken innerhalb der Schalung bewehrt, lässt sich der Einbau mit offenen Bügelkörben, welche mit Kappenbügeln geschlossen werden, wesentlich leichter realisieren <ref name = "Q2"></ref>.

===Stahlsorten===

In den Fertigteilwerken wird der nach DIN 488 definierte Betonstahl verwendet. Das heißt für Betonstabstahl wird ausschließlich B500B (gerippt, hochduktil) genutzt. Für Betonstahlmatten, Bewehrungsdraht oder anderen Betonstahlerzeugnissen darf B500A (gerippt, normal duktil), B500B (gerippt, hochduktil), B500A+G (glatt, normal duktil) und B500A+P (flache Profilierung, normal duktil) zur Anwendung kommen <ref name = "Q1"></ref>. Des Weiteren kommen nur noch schweißbare Stähle zum Einsatz, welche dem Fertigteilbau mit seinen vielen Einbauteilen für die Verbindungselemente zugute kommen <ref name = "Q2"></ref>.

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen von Sonderstählen gibt es für:
*Betonrippenstahl BSt 500 S-GEWI, welcher aufgewalzte Gewinderippen für Bewehrungsverbindungen aufweist <ref name = "Q1"></ref>.
*Feuerverzinkte Betonstähle, bei denen eine Bewehrungskorrosion durch Carbonatisierung dauerhaft unterbunden ist (Vorteilhaft für Sichtbeton), die aber nach der Verzinkung nicht verschweißt werden dürfen <ref name = "Q3"> Baulinks, feuerverzinkter Betonstahl, https://www.baulinks.de/webplugin/2017/1534.php4 </ref>.
*Betonstabstahl mit erhöhtem Korrosionswiderstand, auch bekannt als nichtrostender Stahl, der zum Schweißen geeignet ist <ref name = "Q1"></ref>.

==Qualitätssicherung und Güteüberwachung==

Heutzutage ist das Ziel eines jeden Fertigteilherstellers von vorn herein eine hohe Qualität für ein Produkt einzuplanen. Zu der eigenverantwortlichen Qualitätssicherung gehören alle Maßnahmen, die während der Herstellung und der Nutzung eines Bauwerkes zu der notwendigen Sicherheit und Qualität beitragen. Dies wird durch folgende Maßnahmen sichergestellt: Eine fachgerechte Planung inklusive der Auswahl einer geeigneten Bauart, Verbindungstechnik sowie eine statisch und bauphysikalisch korrekte Bemessung der Konstruktion. Des Weiteren spielen die Rohstoffauswahl, sorgfältige und maßhaltige Herstellung, sachgerechte Lagerung, akkurate [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]], geeignete Instandhaltungsmaßnahmen und werkseitige Produktionskontrollen eine große Rolle.

===Güteüberwachung===

Die Güteüberwachung besteht aus der Eigenüberwachung kombiniert mit einer Betonprüfstelle und der Fremdüberwachung <ref name = "Q1"></ref>. Es wird zwischen zwei Betonkategorien unterschieden. '''Kategorie 1''' umfasst Betone für untergeordnete Zwecke und wird nur durch die Hersteller überwacht. Betone der '''Kategorie 2''' unterliegen der Aufsicht eines Betonfachmannes während der Herstellung <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regel für Betonfertigteile sowie Hinweise für die werkseitige Produktionskontrolle und deren Überwachung sind in der aktuellen DIN 1045-4 festgelegt.

===Eigenüberwachung===

Die Eigenüberwachung betrifft Sichtprüfungen der Ausgangsstoffe und Kontrollen der Lieferscheine. Am werksseitig hergestellten Beton werden Eignungsprüfungen durchgeführt und deren Eigenschaften überwacht. Vor dem Betonieren sind Maßhaltigkeit und Stabilität der Schalung, die Lage von Dämmschichten, Einbauteilen, Aussparungen und der Bewehrung sowie die [[Betondeckung|Betondeckung]] zu überprüfen. Während der Herstellung werden die klimatischen Bedingungen aufgezeichnet. Erforderliche Wärme- und Nachbehandlungen sind zu überwachen. Nach der Fertigung erfolgen Sichtkontrollen auf Beschädigungen, zerstörungsfreie Prüfung der Betondruckfestigkeit sowie Kennzeichnung der Teile inklusive wichtiger Hinweise für [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]]. Die im Werk genutzten Geräte werden auf ihre Funktion überprüft. Bei Standardbauteilen oder großen Serien werden die wesentlichen Eigenschaften stichprobenartig überwacht <ref name = "Q1"></ref>.

===Fremdüberwachung===

Die bereits erwähnte Fremdüberwachung erfolgt meist zweimal im Jahr und deckt die Herstellanforderungen von Betonwaren und Standardbauteilen ab. Die Ergebnisse des Überwachungsbesuchs werden in Prüfzeugnissen und Überwachungsberichten dokumentiert. Diese fließen dann in Produkt- und Übereinstimmungszertifikate sowie in werkseigene Produktionskontrollzertifikate ein <ref name = "Q2"></ref>. Nicht erfasst von der Fremdüberwachung werden oftmals [[Fertigteile - Herstellung#Fertigung von Kleinserien|kleinere Serien]], welche nach individueller statischer Berechnung gefertigt sind. Diese unterliegen jedoch der Bauüberwachung gemäß den jeweiligen Landesbauordnungen <ref name = "Q1"></ref>.

==Quellen==

<references/>

{{Seiteninfo
|Quality-flag = [[File:quality-flag-green.gif|right|70px]]
|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Herstellung

2023-11-20T13:20:05Z

AFoerster: /* Bahnenfertigung */

[[Datei:Einbau der Bewehrung für ein Fertigteil2.jpg|right|thumb|500px|Einbau der Bewehrung fuer ein Fertigteil 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt eine Übersicht zu den Fertigungsverfahren von Betonfertigteilen und deren Besonderheiten.

==Toleranzen==

Bei der Herstellung und [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] von Bauteilen können Maßabweichungen nicht vermieden werden. Im Fertigteilbau und insbesondere im Systembau sind nachträgliche Anpassungen vor Ort aber nicht akzeptabel. Daher müssen Fertigteilsysteme so geplant und entworfen werden, dass die Montage und der Ausgleich von Toleranzen auf einfache Weise möglich ist. Maßabweichungen können Auswirkungen auf die Standsicherheit, Funktionsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit haben.

Toleranzen für die Einzelbauteile sind in DIN 18201, DIN 18202 und DIN 18203 festgelegt. Sie gehen auf die Aspekte der Standsicherheit und Funktionsfähigkeit ein. Höhere Genauigkeiten aus beispielsweise ästhetischen Gründen bringen eine exponentielle Erhöhung der Kosten mit sich. Maßabweichungen können vielfältige Ursachen haben. Sie können beispielsweise durch Maßgebungsfehler (Mess -und Markierungsfehler bei Herstellung und Montage), durch Arbeitsfehler (Schalungsherstellung, Platzierung von einzubetonierenden Einbauteilen, Montage von [[Fertigteile - Transport und Montage#Lager (Elastomere)|Lagern]]) oder durch material- und verschleißbedingte Fehler (Verformungen der Schalung) verursacht werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

==Fertigungsverfahren==

In den vergangenen Jahren hat sich die Werksfertigung zu mechanisierten und automatisierten Verfahren unter Verwendung von CAD/CAM-Technologie entwickelt. Die meisten industrialisierten Fertigungsmethoden lassen sich dem Umlaufverfahren oder der Bahnenfertigung zuordnen.

===Umlaufverfahren===

Das Umlaufverfahren ist auf große Flexibilität ausgelegt und kommt bei der Herstellung von Wandtafeln, Deckentafeln, Treppenelementen und stabförmigen Fertigteilen zum Einsatz. Die Elemente werden auf Paletten mithilfe von Rollenförderern oder Schiebebühnen durch das Werk von einem Arbeitsgang zum nächsten befördert. Dieses Verfahren bringt zwei grundsätzliche Vorteile mit sich. Zum einen kann der Produktionsablauf besser organisiert werden, da die notwendigen Materialien an der speziell eingerichteten Station bereitgestellt und optimal eingebaut werden können. Zum anderen werden die Anlagenkosten reduziert, weil z. B. Rüttler oder die Kipphydraulikausrüstung nur an einer bestimmten Station benötigt werden. Neben dem horizontalen Umlaufverfahren gibt es auch das platzsparende vertikale Umlaufverfahren, welches zwei Ebenen mit Hub- und Absenkstationen verbindet. Auf den Längsbändern der oberen Ebene erfolgt die eigentliche Fertigung, während das Aushärten in der unteren Ebene geschieht <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

===Bahnenfertigung===

Die Bahnenfertigung kommt bei der Herstellung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Deckenplatten]] zum Einsatz. Hier werden mehrere Fertigteile auf bis zu 200 Meter langen Bahnen einzeln hintereinander hergestellt. Die Fertigteile sind an ihre Position auf den Bahnen gebunden und die Arbeitskolonnen, welche für die Arbeitsschritte zuständig sind, wandern von Station zu Station <ref name = "Q1"></ref>. Im Laufe der Zeit hat sich die Fertigung weiter zur Palettenfertigung mit automatischen Stapelanlagen in den Härtekammern entwickelt. Ein großer Vorteil der Bahnenfertigung ist der hohe Mechanisierungsgrad. Denn bei vorgespannten Platten werden die Spannlitzen automatisch verlegt, der Betonstrang wird mit einer fahrbaren Betonsäge vollautomatisch getrennt und die Reinigung der Bahnen erfolgt maschinell. Bei der Bahnenfertigung wird zwischen der Fertigung mittels Gleitfertiger und Extruder unterschieden <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der Fertigung mittels Gleitfertiger wird eine Gleitschalung mit Hilfe einer Winde über die Fertigungsbahn gezogen. Auf dem Fertiger befindet sich eine aufgesetzte Beschickungseinheit, die mit verschiedenen Einfüll- und Verdichtungsstufen arbeitet und in zwei bis drei Durchgängen den Querschnitt abschnittsweise aufbaut. Die untere Maschineneinheit kann für unterschiedliche Querschnittsformen ausgetauscht werden <ref name = "Q1"></ref>.

Die Fertigung mittels Extruder, arbeitet nach dem Rückstoßprinzip. Für dieses Verfahren ist ein sehr steifer Beton mit einer hohen Frühstandfestigkeit und einer hohen Endfestigkeit erforderlich. Der Extruder enthält ein Betonsilo, aus dem der Beton durch Schnecken in einem Durchgang in die profilbildenden Zonen gepresst und durch Hochfrequenzrüttler verdichtet wird. Dann drückt er sich von dem gefertigten Betonstrang ab und schiebt sich selbsttätig vorwärts <ref name = "Q1"></ref>.

===Fertigung von Kleinserien===

[[Datei:Fertigung einer Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Kleinserienfertigung einer Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Fertigteile, die nur in kleinen Serien oder wegen ihrer Größe oder Vorspannung in speziellen Schalungen gefertigt werden müssen, werden auf konventionellen Schaltischen hergestellt. Dies kann bei [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Bindern]], vorgespannten [[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], ungleichmäßigen [[Fertigteile - Übersicht#Wandelemente|Wandplatten]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] der Fall sein. Um das Ausschalen der Bauteile zu vereinfachen, wird oftmals vor dem Betonieren ein Trennmittel auf die Schalung aufgetragen <ref name = "Q2"></ref>.

==Beton im Fertigteilbau==

[[Datei: Fertigteilträger während des Betoniervorgangs.jpg|right|thumb|250px|Stuetze mit angeformten Fundament waehrend des Betoniervorgangs 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

===Verarbeitungseigenschaften===

Der im Fertigteilwerk verwendete Beton hat gegenüber Ortbeton andere Anforderungen zu erfüllen. So sind beispielsweise die auf der Baustelle wichtigen Eigenschaften wie eine lange Verarbeitungsdauer und langsame Wärmeentwicklung im Fertigteilwerk unerwünscht. Der Frischbeton im Werk sollte sich leicht schütten lassen, um nicht im Betonkübel oder an der Schüttrinne kleben zu bleiben. Weitestgehend wird auf Mischungsbestandteile mit unterschiedlichen Rohdichten verzichtet. So wird verhindert, dass sich der eingefüllte Beton in der Schalung entmischt. Demnach würden Leichtzuschläge aufschwimmen und sich Schwerzuschläge absetzen. Das enthaltene Wasser würde sich aufgrund der geringen Dichte absondern und zum „Bluten“ führen. Dies lässt sich mit einer guten Betonzusammensetzung verhindern. Dabei sollte ein Beton mit geringem Wasseranteil oder ein gut wasserhaltender, früh erstarrender Beton mit einem Größtkorn von maximal 16 mm gewählt werden. Diese Zusammensetzung führt zu einem raschen Ansteifen des Betons, sodass sich das Wasser nicht absondern kann. Die kurze Misch- und Einfülldauer des Betons sowie die erweiterten Verdichtungsmöglichkeiten gestatten es, eine steife bis plastische Betonkonsistenz zu verwenden <ref name = "Q2"></ref>.

===Festigkeit===

Besonders bei Fertigteilen, die in konventionellen Schalungen hergestellt werden, soll der Beton möglichst schnell erhärten, um ein zeitnahes Ausformen zu ermöglichen. Die Verwendung von wenig Anmachwasser im Beton kann folgende Vorteile mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>:

*Rasches Erstarren, so kann die obenliegenden Betonfläche früh geglättet werden und eine bessere [[Fertigteile - Herstellung#Wärmebehandlung|Wärmebehandlung]] des Betons erfolgen.
*Hohe Standfestigkeit, ohne Verformungen unmittelbar nach dem Verdichten; dies ermöglicht das frühe Entfernen der Seitenschalungen
*Eine frühe Betonfestigkeit ermöglicht frühes Ausformen und frühe [[Fertigteile - Herstellung#Nachbehandlung|Nachbehandlungsmaßnahmen]].
*Wenige Betonporen, die einen dichten und festen Beton mit sich bringen
*Geringes [[Schwinden|Schwinden]], das die Maßhaltigkeit fördert und wenig bis keine Risse verursacht

===Betonarten===

Im Folgenden werden die gängigsten Betone aufgeführt, die im Fertigteilbau verwendet werden. Alle genannten Betone sind durch ihre direkte Herstellung, optimale Verarbeitung, vorhandene Schalungstechnik und die günstigen Umgebungsbedingungen für die Verarbeitung im Fertigteilwerk prädestiniert.

Normalfeste Betone bis C50/60, hochfeste Betone bis C80/95, Leichtbetone bis LC60/66 und selbstverdichtender Beton sind bauaufsichtlich eingeführt und dürfen ohne Einschränkungen angewendet werden. Stahlfaserbetone und Betone der Festigkeitsklasse C90/105 und C100/115 benötigen eine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall. In einigen Fällen kommen auch Spezialbetone wie wasserdichte, säurebeständige, frostbeständige, textilbewehrte, ultrahochfeste, farbige und faserbewehrte Betone zur Anwendung. In den meisten Fällen wird ein Beton C35/45 oder C45/55 mit steifer Konsistenz, rasch erhärtendem Zement (42,5 R oder 52,5 R) und einem niedrigen Wasserzementwert verwendet <ref name = "Q2"></ref>.

===Wärmebehandlung===

Die Erhärtungsphase der Fertigteile ist oftmals sehr kurz, denn sie richtet sich danach, wieviel Zeit für den Betonier- und Ausschalvorgang eingeplant ist. Erhärtungsphasen von 4 Stunden sind keine Seltenheit. Wenn die Gegebenheiten es zulassen, wird eine Betonsorte mit langer Erstarrungszeit verwendet. So wird gewährleistet, dass sich der Beton gut verarbeiten lässt. Um die anschließende Zementreaktion im Beton zu beschleunigen, wird er solange erwärmt, bis die gewünschte Festigkeit erreicht ist.

Die einfachste Wärmebehandlung ist das Nassdampfverfahren. Es werden im Wesentlichen nur ein Dampferzeuger und Abdeckplanen für den Beton benötigt. Die Temperatur im Bedampfungsraum ist überall gleich und es können keine Auswaschungen an der Betonoberfläche durch Kondenswasser auftreten. Eine solche Behandlung kann auch durch eine Erwärmung des Betons mit Heißluft erzielt werden. Um eine Austrocknung der Betonoberfläche zu verhindern, muss der Beton wie bei allen Wärmebehandlungen mit Folien abgedeckt oder mit Wasser besprüht werden. Eine weitere Variante der Wärmebehandlung kann durch eine Beheizung mit Infrarot-Strahlern erfolgen. Die Strahler befinden sich in einer Wärmekammer und bestrahlen ausschließlich das zu erwärmende Objekt. So geht nur sehr wenig Energie an die Umgebung verloren. Bei großen Bauteilen wird ein kombiniertes Verfahren angewendet. Die Schalung wird durch einen Wärmeträger wie z.B. Öl, Dampf, Wasser oder elektrische Heizdrähte beheizt, während die Oberseite wärmedämmend abgedeckt wird <ref name = "Q2"></ref>.

===Nachbehandlung===

Bei Außenbauteilen kann die Dauerhaftigkeit durch eine Nachbehandlung des Betons zum Zeitpunkt des Abkühlens wesentlich gesteigert werden. Dies erfolgt in Form einer Feuchtebehandlung oder eines aufgesprühten Nachbehandlungsfilms, der die Dichtigkeit der Betonoberfläche verbessert. So wird der Beton im eingebauten Zustand widerstandsfähiger gegen Frost und Abnutzungen, da weniger Wasser, Kohlendioxid und Schadstoffe eindringen können. Die erhärtende Oberfläche des noch jungen Betons kann aus ästhetischen Gründen weiter bearbeitet werden. Um die Betonzuschläge freizulegen, wird die Mörtelhaut des Betons mittels Absäuern, Schleifen, Sand- oder Wasserstrahlen entfernt. So können Oberflächenformen wie z. B. Waschbeton erzielt werden <ref name = "Q2"></ref>.

===Beschichtungen===

Eine weitere Variante zum Schutz der Fertigteile kann durch Beschichtungen erzielt werden. Die jeweiligen Beschichtungen für Außenbauteile sollen alkali-, licht- und wasserbeständig sein. In einigen Fällen ist auch die Durchlässigkeit für Wasserdampf gefordert, um Wärmeschwankungen der Umgebung auszugleichen. Die Dauerhaftigkeit des Betons wird so ebenfalls verbessert.

Beschichtungen, wie Siloxane oder Acrylharze, weisen eine geringe Schichtdicke auf und sind später nicht sichtbar. Anders ist es bei den Versiegelungen, sie enthalten Lösungen oder Dispersionen unter Zusatz von Pigmenten. Bei der aufgetragenen Lasur (Versiegelung) wird die Oberflächenstruktur des Betons beibehalten. Lediglich die Betonfarbe kann sich durch die Pigmente in der dünnen Schicht leicht im Ton ändern. Eine drastische Veränderung des Oberflächenfarbtons erreicht man mit deckenden Anstrichen, welche in allen Farbtönen erhältlich sind. Bei diesen handelt es sich meistens um Dispersionen, welche eine zirka doppelt so dicke Schicht wie die einer Lasur aufweisen. Des Weiteren gibt es auch Beschichtungen in Form von Putz oder Verkleidungen mit Naturstein- oder keramischen Platten. Diese Art von Beschichtungen fordert eine äußerst vorsichtige Handhabung bei [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]], wenn die Verkleidung direkt im Werk aufgebracht wird. Sollte sie erst nach der Montage aufgebracht werden, können so kleinere Beschädigungen überdeckt werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Bewehrungstechnik bei der Werksfertigung==

[[Datei:Bewehrung einer Brandwandplatte .jpg|right|thumb|250px|vorgefertigte Bewehrung einer Brandwandplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

[[Datei:Vorgefertigte Stegbewehrung für eine TT-Doppelstegplatte.jpg|right|thumb|250px|Stegbewehrung einer Rippenplatte (TT-Doppelstegplatte) 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Der Bewehrung ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken, da sie im Mittel 20% der Gesamtkosten eines Fertigteils ausmacht und für die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit maßgebend ist. Aus diesem Grund muss die Bewehrung genauestens nach den Vorgaben der statischen Berechnung eingebaut werden. Des Weiteren ist auf eine möglichst wirtschaftliche Bewehrungsführung und eine ausreichende [[Betondeckung|Betondeckung]] mit Hilfe von Abstandhaltern zu achten.

===Verarbeitung===

In vielen Fertigteilwerken wird Betonstabstahl und gewendelte Bügelbewehrung mit den Durchmessern 6 bis 14 mm direkt vom Ring verarbeitet. Das hat den Vorteil, dass kein Verschnitt entsteht und die Verarbeitungskosten geringer ausfallen. Um den Betonstahl vom Ring zu geraden Stäben zu verarbeiten, werden automatische Richt- und Abschneideanlagen, sowie Bügelbiegeautomaten eingesetzt. Sie greifen auf bis zu vier verschiedene Durchmesser zu und verarbeiten diese. In Zukunft wird auch immer mehr eine prozessgesteuerte Betonstahlverlegung erfolgen. Vollautomatische Schweißstationen, welche gerichtete und geschnittene Stäbe vom Ring zu flächigen Bewehrungen verschweißen, kommen bereits zur Anwendung <ref name = "Q2"></ref>.

===Einbau===

Bei der baulichen Durchbildung der einzubauenden Bewehrung muss darauf geachtet werden, dass die Passung und Einbaubarkeit umsetzbar ist. Es ist zu berücksichtigen, dass der tatsächliche Außendurchmesser ca. 20% größer ist als der Nenndurchmesser. Dies kann sonst bei sich kreuzenden oder dicht nebeneinander liegenden Stäben zu Problemen führen. Es ist stets zu beachten, dass die Bewehrungskörbe auch mit teilweise verschachtelt angeordneter Bewehrung (z.B. Konsolen) herstellbar sind und sich gut in den Korb einfädeln lassen.

Bei stabförmigen Elementen, wie [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Balken]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], wird der Bewehrungskorb in der Regel außerhalb der Schalung mit geschlossenen Bügeln geflochten. Die Bewehrung von Deckenelementen wie z.B.[[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], [[Fertigteile - Übersicht#Elementdecke|Elementdecken]] oder [[Fertigteile - Übersicht#Fertigdecke|Hohlplatten]] werden meist direkt in ihrer Schalung verlegt. Werden Balken oder Plattenbalken innerhalb der Schalung bewehrt, lässt sich der Einbau mit offenen Bügelkörben, welche mit Kappenbügeln geschlossen werden, wesentlich leichter realisieren <ref name = "Q2"></ref>.

===Stahlsorten===

In den Fertigteilwerken wird der nach DIN 488 definierte Betonstahl verwendet. Das heißt für Betonstabstahl wird ausschließlich B500B (gerippt, hochduktil) genutzt. Für Betonstahlmatten, Bewehrungsdraht oder anderen Betonstahlerzeugnissen darf B500A (gerippt, normal duktil), B500B (gerippt, hochduktil), B500A+G (glatt, normal duktil) und B500A+P (flache Profilierung, normal duktil) zur Anwendung kommen <ref name = "Q1"></ref>. Des Weiteren kommen nur noch schweißbare Stähle zum Einsatz, welche dem Fertigteilbau mit seinen vielen Einbauteilen für die Verbindungselemente zugute kommen <ref name = "Q2"></ref>.

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen von Sonderstählen gibt es für:
*Betonrippenstahl BSt 500 S-GEWI, welcher aufgewalzte Gewinderippen für Bewehrungsverbindungen aufweist <ref name = "Q1"></ref>.
*Feuerverzinkte Betonstähle, bei denen eine Bewehrungskorrosion durch Carbonatisierung dauerhaft unterbunden ist (Vorteilhaft für Sichtbeton), die aber nach der Verzinkung nicht verschweißt werden dürfen <ref name = "Q3"> Baulinks, feuerverzinkter Betonstahl, https://www.baulinks.de/webplugin/2017/1534.php4 </ref>.
*Betonstabstahl mit erhöhtem Korrosionswiderstand, auch bekannt als nichtrostender Stahl, der zum Schweißen geeignet ist <ref name = "Q1"></ref>.

==Qualitätssicherung und Güteüberwachung==

Heutzutage ist das Ziel eines jeden Fertigteilherstellers von vorn herein eine hohe Qualität für ein Produkt einzuplanen. Zu der eigenverantwortlichen Qualitätssicherung gehören alle Maßnahmen, die während der Herstellung und der Nutzung eines Bauwerkes zu der notwendigen Sicherheit und Qualität beitragen. Dies wird durch folgende Maßnahmen sichergestellt: Eine fachgerechte Planung inklusive der Auswahl einer geeigneten Bauart, Verbindungstechnik sowie eine statisch und bauphysikalisch korrekte Bemessung der Konstruktion. Des Weiteren spielen die Rohstoffauswahl, sorgfältige und maßhaltige Herstellung, sachgerechte Lagerung, akkurate [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]], geeignete Instandhaltungsmaßnahmen und werkseitige Produktionskontrollen eine große Rolle.

===Güteüberwachung===

Die Güteüberwachung besteht aus der Eigenüberwachung kombiniert mit einer Betonprüfstelle und der Fremdüberwachung <ref name = "Q1"></ref>. Es wird zwischen zwei Betonkategorien unterschieden. '''Kategorie 1''' umfasst Betone für untergeordnete Zwecke und wird nur durch die Hersteller überwacht. Betone der '''Kategorie 2''' unterliegen der Aufsicht eines Betonfachmannes während der Herstellung <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regel für Betonfertigteile sowie Hinweise für die werkseitige Produktionskontrolle und deren Überwachung sind in der aktuellen DIN 1045-4 festgelegt.

===Eigenüberwachung===

Die Eigenüberwachung betrifft Sichtprüfungen der Ausgangsstoffe und Kontrollen der Lieferscheine. Am werksseitig hergestellten Beton werden Eignungsprüfungen durchgeführt und deren Eigenschaften überwacht. Vor dem Betonieren sind Maßhaltigkeit und Stabilität der Schalung, die Lage von Dämmschichten, Einbauteilen, Aussparungen und der Bewehrung sowie die [[Betondeckung|Betondeckung]] zu überprüfen. Während der Herstellung werden die klimatischen Bedingungen aufgezeichnet. Erforderliche Wärme- und Nachbehandlungen sind zu überwachen. Nach der Fertigung erfolgen Sichtkontrollen auf Beschädigungen, zerstörungsfreie Prüfung der Betondruckfestigkeit sowie Kennzeichnung der Teile inklusive wichtiger Hinweise für [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]]. Die im Werk genutzten Geräte werden auf ihre Funktion überprüft. Bei Standardbauteilen oder großen Serien werden die wesentlichen Eigenschaften stichprobenartig überwacht <ref name = "Q1"></ref>.

===Fremdüberwachung===

Die bereits erwähnte Fremdüberwachung erfolgt meist zweimal im Jahr und deckt die Herstellanforderungen von Betonwaren und Standardbauteilen ab. Die Ergebnisse des Überwachungsbesuchs werden in Prüfzeugnissen und Überwachungsberichten dokumentiert. Diese fließen dann in Produkt- und Übereinstimmungszertifikate sowie in werkseigene Produktionskontrollzertifikate ein <ref name = "Q2"></ref>. Nicht erfasst von der Fremdüberwachung werden oftmals [[Fertigteile - Herstellung#Fertigung von Kleinserien|kleinere Serien]], welche nach individueller statischer Berechnung gefertigt sind. Diese unterliegen jedoch der Bauüberwachung gemäß den jeweiligen Landesbauordnungen <ref name = "Q1"></ref>.

==Quellen==

<references/>

{{Seiteninfo
|Quality-flag = [[File:quality-flag-green.gif|right|70px]]
|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Herstellung

2023-11-20T13:18:04Z

AFoerster: /* Toleranzen */

[[Datei:Einbau der Bewehrung für ein Fertigteil2.jpg|right|thumb|500px|Einbau der Bewehrung fuer ein Fertigteil 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite gibt eine Übersicht zu den Fertigungsverfahren von Betonfertigteilen und deren Besonderheiten.

==Toleranzen==

Bei der Herstellung und [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] von Bauteilen können Maßabweichungen nicht vermieden werden. Im Fertigteilbau und insbesondere im Systembau sind nachträgliche Anpassungen vor Ort aber nicht akzeptabel. Daher müssen Fertigteilsysteme so geplant und entworfen werden, dass die Montage und der Ausgleich von Toleranzen auf einfache Weise möglich ist. Maßabweichungen können Auswirkungen auf die Standsicherheit, Funktionsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit haben.

Toleranzen für die Einzelbauteile sind in DIN 18201, DIN 18202 und DIN 18203 festgelegt. Sie gehen auf die Aspekte der Standsicherheit und Funktionsfähigkeit ein. Höhere Genauigkeiten aus beispielsweise ästhetischen Gründen bringen eine exponentielle Erhöhung der Kosten mit sich. Maßabweichungen können vielfältige Ursachen haben. Sie können beispielsweise durch Maßgebungsfehler (Mess -und Markierungsfehler bei Herstellung und Montage), durch Arbeitsfehler (Schalungsherstellung, Platzierung von einzubetonierenden Einbauteilen, Montage von [[Fertigteile - Transport und Montage#Lager (Elastomere)|Lagern]]) oder durch material- und verschleißbedingte Fehler (Verformungen der Schalung) verursacht werden <ref name = "Q1"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

==Fertigungsverfahren==

In den vergangenen Jahren hat sich die Werksfertigung zu mechanisierten und automatisierten Verfahren unter Verwendung von CAD/CAM-Technologie entwickelt. Die meisten industrialisierten Fertigungsmethoden lassen sich dem Umlaufverfahren oder der Bahnenfertigung zuordnen.

===Umlaufverfahren===

Das Umlaufverfahren ist auf große Flexibilität ausgelegt und kommt bei der Herstellung von Wandtafeln, Deckentafeln, Treppenelementen und stabförmigen Fertigteilen zum Einsatz. Die Elemente werden auf Paletten mithilfe von Rollenförderern oder Schiebebühnen durch das Werk von einem Arbeitsgang zum nächsten befördert. Dieses Verfahren bringt zwei grundsätzliche Vorteile mit sich. Zum einen kann der Produktionsablauf besser organisiert werden, da die notwendigen Materialien an der speziell eingerichteten Station bereitgestellt und optimal eingebaut werden können. Zum anderen werden die Anlagenkosten reduziert, weil z. B. Rüttler oder die Kipphydraulikausrüstung nur an einer bestimmten Station benötigt werden. Neben dem horizontalen Umlaufverfahren gibt es auch das platzsparende vertikale Umlaufverfahren, welches zwei Ebenen mit Hub- und Absenkstationen verbindet. Auf den Längsbändern der oberen Ebene erfolgt die eigentliche Fertigung, während das Aushärten in der unteren Ebene geschieht <ref name = "Q2"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>.

===Bahnenfertigung===

Die Bahnenfertigung kommt bei der Herstellung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Deckenplatten]] zum Einsatz. Hier werden mehrere Fertigteile auf bis zu 200 Meter langen Bahnen einzeln hintereinander hergestellt. Die Fertigteile sind an ihre Position auf den Bahnen gebunden und die Arbeitskolonnen, welche für die Arbeitsschritte zuständig sind, wandern von Station zu Station <ref name = "Q1"></ref>. Im Laufe der Zeit hat sich die Fertigung weiter zur Palettenfertigung mit automatischen Stapelanlagen in den Härtekammern entwickelt. Ein großer Vorteil der Bahnenfertigung ist der hohe Mechanisierungsgrad. Denn bei vorgespannten Platten werden die Spannlitzen automatisch verlegt, der Betonstrang wird mit einer fahrbaren Betonsäge vollautomatisch getrennt und die Reinigung der Bahnen erfolgt maschinell. Bei der Bahnenfertigung wird zwischen der Fertigung mittels Gleitfertiger und Extruder unterschieden <ref name = "Q2"></ref>.

Bei der Fertigung mittels Gleitfertiger, wird eine Gleitschalung mit Hilfe einer Winde über die Fertigungsbahn gezogen. Auf dem Fertiger befindet sich eine aufgesetzte Beschickungseinheit, die mit verschiedenen Einfüll- und Verdichtungsstufen arbeitet und in zwei bis drei Durchgängen den Querschnitt abschnittsweise aufbaut. Die untere Maschineneinheit kann für unterschiedliche Querschnittsformen ausgetauscht werden <ref name = "Q1"></ref>.

Die Fertigung mittels Extruder, arbeitet nach dem Rückstoßprinzip. Für dieses Verfahren ist ein sehr steifer Beton mit einer hohen Frühstandfestigkeit und einer hohen Endfestigkeit erforderlich. Der Extruder enthält ein Betonsilo, aus dem der Beton durch Schnecken in einem Durchgang in die profilbildenden Zonen gepresst und durch Hochfrequenzrüttler verdichtet wird. Dann drückt er sich von dem gefertigten Betonstrang ab und schiebt sich selbsttätig vorwärts <ref name = "Q1"></ref>.

===Fertigung von Kleinserien===

[[Datei:Fertigung einer Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Kleinserienfertigung einer Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Fertigteile, die nur in kleinen Serien oder wegen ihrer Größe oder Vorspannung in speziellen Schalungen gefertigt werden müssen, werden auf konventionellen Schaltischen hergestellt. Dies kann bei [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Bindern]], vorgespannten [[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], ungleichmäßigen [[Fertigteile - Übersicht#Wandelemente|Wandplatten]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]] der Fall sein. Um das Ausschalen der Bauteile zu vereinfachen, wird oftmals vor dem Betonieren ein Trennmittel auf die Schalung aufgetragen <ref name = "Q2"></ref>.

==Beton im Fertigteilbau==

[[Datei: Fertigteilträger während des Betoniervorgangs.jpg|right|thumb|250px|Stuetze mit angeformten Fundament waehrend des Betoniervorgangs 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

===Verarbeitungseigenschaften===

Der im Fertigteilwerk verwendete Beton hat gegenüber Ortbeton andere Anforderungen zu erfüllen. So sind beispielsweise die auf der Baustelle wichtigen Eigenschaften wie eine lange Verarbeitungsdauer und langsame Wärmeentwicklung im Fertigteilwerk unerwünscht. Der Frischbeton im Werk sollte sich leicht schütten lassen, um nicht im Betonkübel oder an der Schüttrinne kleben zu bleiben. Weitestgehend wird auf Mischungsbestandteile mit unterschiedlichen Rohdichten verzichtet. So wird verhindert, dass sich der eingefüllte Beton in der Schalung entmischt. Demnach würden Leichtzuschläge aufschwimmen und sich Schwerzuschläge absetzen. Das enthaltene Wasser würde sich aufgrund der geringen Dichte absondern und zum „Bluten“ führen. Dies lässt sich mit einer guten Betonzusammensetzung verhindern. Dabei sollte ein Beton mit geringem Wasseranteil oder ein gut wasserhaltender, früh erstarrender Beton mit einem Größtkorn von maximal 16 mm gewählt werden. Diese Zusammensetzung führt zu einem raschen Ansteifen des Betons, sodass sich das Wasser nicht absondern kann. Die kurze Misch- und Einfülldauer des Betons sowie die erweiterten Verdichtungsmöglichkeiten gestatten es, eine steife bis plastische Betonkonsistenz zu verwenden <ref name = "Q2"></ref>.

===Festigkeit===

Besonders bei Fertigteilen, die in konventionellen Schalungen hergestellt werden, soll der Beton möglichst schnell erhärten, um ein zeitnahes Ausformen zu ermöglichen. Die Verwendung von wenig Anmachwasser im Beton kann folgende Vorteile mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>:

*Rasches Erstarren, so kann die obenliegenden Betonfläche früh geglättet werden und eine bessere [[Fertigteile - Herstellung#Wärmebehandlung|Wärmebehandlung]] des Betons erfolgen.
*Hohe Standfestigkeit, ohne Verformungen unmittelbar nach dem Verdichten; dies ermöglicht das frühe Entfernen der Seitenschalungen
*Eine frühe Betonfestigkeit ermöglicht frühes Ausformen und frühe [[Fertigteile - Herstellung#Nachbehandlung|Nachbehandlungsmaßnahmen]].
*Wenige Betonporen, die einen dichten und festen Beton mit sich bringen
*Geringes [[Schwinden|Schwinden]], das die Maßhaltigkeit fördert und wenig bis keine Risse verursacht

===Betonarten===

Im Folgenden werden die gängigsten Betone aufgeführt, die im Fertigteilbau verwendet werden. Alle genannten Betone sind durch ihre direkte Herstellung, optimale Verarbeitung, vorhandene Schalungstechnik und die günstigen Umgebungsbedingungen für die Verarbeitung im Fertigteilwerk prädestiniert.

Normalfeste Betone bis C50/60, hochfeste Betone bis C80/95, Leichtbetone bis LC60/66 und selbstverdichtender Beton sind bauaufsichtlich eingeführt und dürfen ohne Einschränkungen angewendet werden. Stahlfaserbetone und Betone der Festigkeitsklasse C90/105 und C100/115 benötigen eine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall. In einigen Fällen kommen auch Spezialbetone wie wasserdichte, säurebeständige, frostbeständige, textilbewehrte, ultrahochfeste, farbige und faserbewehrte Betone zur Anwendung. In den meisten Fällen wird ein Beton C35/45 oder C45/55 mit steifer Konsistenz, rasch erhärtendem Zement (42,5 R oder 52,5 R) und einem niedrigen Wasserzementwert verwendet <ref name = "Q2"></ref>.

===Wärmebehandlung===

Die Erhärtungsphase der Fertigteile ist oftmals sehr kurz, denn sie richtet sich danach, wieviel Zeit für den Betonier- und Ausschalvorgang eingeplant ist. Erhärtungsphasen von 4 Stunden sind keine Seltenheit. Wenn die Gegebenheiten es zulassen, wird eine Betonsorte mit langer Erstarrungszeit verwendet. So wird gewährleistet, dass sich der Beton gut verarbeiten lässt. Um die anschließende Zementreaktion im Beton zu beschleunigen, wird er solange erwärmt, bis die gewünschte Festigkeit erreicht ist.

Die einfachste Wärmebehandlung ist das Nassdampfverfahren. Es werden im Wesentlichen nur ein Dampferzeuger und Abdeckplanen für den Beton benötigt. Die Temperatur im Bedampfungsraum ist überall gleich und es können keine Auswaschungen an der Betonoberfläche durch Kondenswasser auftreten. Eine solche Behandlung kann auch durch eine Erwärmung des Betons mit Heißluft erzielt werden. Um eine Austrocknung der Betonoberfläche zu verhindern, muss der Beton wie bei allen Wärmebehandlungen mit Folien abgedeckt oder mit Wasser besprüht werden. Eine weitere Variante der Wärmebehandlung kann durch eine Beheizung mit Infrarot-Strahlern erfolgen. Die Strahler befinden sich in einer Wärmekammer und bestrahlen ausschließlich das zu erwärmende Objekt. So geht nur sehr wenig Energie an die Umgebung verloren. Bei großen Bauteilen wird ein kombiniertes Verfahren angewendet. Die Schalung wird durch einen Wärmeträger wie z.B. Öl, Dampf, Wasser oder elektrische Heizdrähte beheizt, während die Oberseite wärmedämmend abgedeckt wird <ref name = "Q2"></ref>.

===Nachbehandlung===

Bei Außenbauteilen kann die Dauerhaftigkeit durch eine Nachbehandlung des Betons zum Zeitpunkt des Abkühlens wesentlich gesteigert werden. Dies erfolgt in Form einer Feuchtebehandlung oder eines aufgesprühten Nachbehandlungsfilms, der die Dichtigkeit der Betonoberfläche verbessert. So wird der Beton im eingebauten Zustand widerstandsfähiger gegen Frost und Abnutzungen, da weniger Wasser, Kohlendioxid und Schadstoffe eindringen können. Die erhärtende Oberfläche des noch jungen Betons kann aus ästhetischen Gründen weiter bearbeitet werden. Um die Betonzuschläge freizulegen, wird die Mörtelhaut des Betons mittels Absäuern, Schleifen, Sand- oder Wasserstrahlen entfernt. So können Oberflächenformen wie z. B. Waschbeton erzielt werden <ref name = "Q2"></ref>.

===Beschichtungen===

Eine weitere Variante zum Schutz der Fertigteile kann durch Beschichtungen erzielt werden. Die jeweiligen Beschichtungen für Außenbauteile sollen alkali-, licht- und wasserbeständig sein. In einigen Fällen ist auch die Durchlässigkeit für Wasserdampf gefordert, um Wärmeschwankungen der Umgebung auszugleichen. Die Dauerhaftigkeit des Betons wird so ebenfalls verbessert.

Beschichtungen, wie Siloxane oder Acrylharze, weisen eine geringe Schichtdicke auf und sind später nicht sichtbar. Anders ist es bei den Versiegelungen, sie enthalten Lösungen oder Dispersionen unter Zusatz von Pigmenten. Bei der aufgetragenen Lasur (Versiegelung) wird die Oberflächenstruktur des Betons beibehalten. Lediglich die Betonfarbe kann sich durch die Pigmente in der dünnen Schicht leicht im Ton ändern. Eine drastische Veränderung des Oberflächenfarbtons erreicht man mit deckenden Anstrichen, welche in allen Farbtönen erhältlich sind. Bei diesen handelt es sich meistens um Dispersionen, welche eine zirka doppelt so dicke Schicht wie die einer Lasur aufweisen. Des Weiteren gibt es auch Beschichtungen in Form von Putz oder Verkleidungen mit Naturstein- oder keramischen Platten. Diese Art von Beschichtungen fordert eine äußerst vorsichtige Handhabung bei [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]], wenn die Verkleidung direkt im Werk aufgebracht wird. Sollte sie erst nach der Montage aufgebracht werden, können so kleinere Beschädigungen überdeckt werden <ref name = "Q2"></ref>.

==Bewehrungstechnik bei der Werksfertigung==

[[Datei:Bewehrung einer Brandwandplatte .jpg|right|thumb|250px|vorgefertigte Bewehrung einer Brandwandplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

[[Datei:Vorgefertigte Stegbewehrung für eine TT-Doppelstegplatte.jpg|right|thumb|250px|Stegbewehrung einer Rippenplatte (TT-Doppelstegplatte) 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Der Bewehrung ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken, da sie im Mittel 20% der Gesamtkosten eines Fertigteils ausmacht und für die Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit maßgebend ist. Aus diesem Grund muss die Bewehrung genauestens nach den Vorgaben der statischen Berechnung eingebaut werden. Des Weiteren ist auf eine möglichst wirtschaftliche Bewehrungsführung und eine ausreichende [[Betondeckung|Betondeckung]] mit Hilfe von Abstandhaltern zu achten.

===Verarbeitung===

In vielen Fertigteilwerken wird Betonstabstahl und gewendelte Bügelbewehrung mit den Durchmessern 6 bis 14 mm direkt vom Ring verarbeitet. Das hat den Vorteil, dass kein Verschnitt entsteht und die Verarbeitungskosten geringer ausfallen. Um den Betonstahl vom Ring zu geraden Stäben zu verarbeiten, werden automatische Richt- und Abschneideanlagen, sowie Bügelbiegeautomaten eingesetzt. Sie greifen auf bis zu vier verschiedene Durchmesser zu und verarbeiten diese. In Zukunft wird auch immer mehr eine prozessgesteuerte Betonstahlverlegung erfolgen. Vollautomatische Schweißstationen, welche gerichtete und geschnittene Stäbe vom Ring zu flächigen Bewehrungen verschweißen, kommen bereits zur Anwendung <ref name = "Q2"></ref>.

===Einbau===

Bei der baulichen Durchbildung der einzubauenden Bewehrung muss darauf geachtet werden, dass die Passung und Einbaubarkeit umsetzbar ist. Es ist zu berücksichtigen, dass der tatsächliche Außendurchmesser ca. 20% größer ist als der Nenndurchmesser. Dies kann sonst bei sich kreuzenden oder dicht nebeneinander liegenden Stäben zu Problemen führen. Es ist stets zu beachten, dass die Bewehrungskörbe auch mit teilweise verschachtelt angeordneter Bewehrung (z.B. Konsolen) herstellbar sind und sich gut in den Korb einfädeln lassen.

Bei stabförmigen Elementen, wie [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Balken]] und [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], wird der Bewehrungskorb in der Regel außerhalb der Schalung mit geschlossenen Bügeln geflochten. Die Bewehrung von Deckenelementen wie z.B.[[Fertigteile - Übersicht#Rippenplatte|TT-Platten]], [[Fertigteile - Übersicht#Elementdecke|Elementdecken]] oder [[Fertigteile - Übersicht#Fertigdecke|Hohlplatten]] werden meist direkt in ihrer Schalung verlegt. Werden Balken oder Plattenbalken innerhalb der Schalung bewehrt, lässt sich der Einbau mit offenen Bügelkörben, welche mit Kappenbügeln geschlossen werden, wesentlich leichter realisieren <ref name = "Q2"></ref>.

===Stahlsorten===

In den Fertigteilwerken wird der nach DIN 488 definierte Betonstahl verwendet. Das heißt für Betonstabstahl wird ausschließlich B500B (gerippt, hochduktil) genutzt. Für Betonstahlmatten, Bewehrungsdraht oder anderen Betonstahlerzeugnissen darf B500A (gerippt, normal duktil), B500B (gerippt, hochduktil), B500A+G (glatt, normal duktil) und B500A+P (flache Profilierung, normal duktil) zur Anwendung kommen <ref name = "Q1"></ref>. Des Weiteren kommen nur noch schweißbare Stähle zum Einsatz, welche dem Fertigteilbau mit seinen vielen Einbauteilen für die Verbindungselemente zugute kommen <ref name = "Q2"></ref>.

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen von Sonderstählen gibt es für:
*Betonrippenstahl BSt 500 S-GEWI, welcher aufgewalzte Gewinderippen für Bewehrungsverbindungen aufweist <ref name = "Q1"></ref>.
*Feuerverzinkte Betonstähle, bei denen eine Bewehrungskorrosion durch Carbonatisierung dauerhaft unterbunden ist (Vorteilhaft für Sichtbeton), die aber nach der Verzinkung nicht verschweißt werden dürfen <ref name = "Q3"> Baulinks, feuerverzinkter Betonstahl, https://www.baulinks.de/webplugin/2017/1534.php4 </ref>.
*Betonstabstahl mit erhöhtem Korrosionswiderstand, auch bekannt als nichtrostender Stahl, der zum Schweißen geeignet ist <ref name = "Q1"></ref>.

==Qualitätssicherung und Güteüberwachung==

Heutzutage ist das Ziel eines jeden Fertigteilherstellers von vorn herein eine hohe Qualität für ein Produkt einzuplanen. Zu der eigenverantwortlichen Qualitätssicherung gehören alle Maßnahmen, die während der Herstellung und der Nutzung eines Bauwerkes zu der notwendigen Sicherheit und Qualität beitragen. Dies wird durch folgende Maßnahmen sichergestellt: Eine fachgerechte Planung inklusive der Auswahl einer geeigneten Bauart, Verbindungstechnik sowie eine statisch und bauphysikalisch korrekte Bemessung der Konstruktion. Des Weiteren spielen die Rohstoffauswahl, sorgfältige und maßhaltige Herstellung, sachgerechte Lagerung, akkurate [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]], geeignete Instandhaltungsmaßnahmen und werkseitige Produktionskontrollen eine große Rolle.

===Güteüberwachung===

Die Güteüberwachung besteht aus der Eigenüberwachung kombiniert mit einer Betonprüfstelle und der Fremdüberwachung <ref name = "Q1"></ref>. Es wird zwischen zwei Betonkategorien unterschieden. '''Kategorie 1''' umfasst Betone für untergeordnete Zwecke und wird nur durch die Hersteller überwacht. Betone der '''Kategorie 2''' unterliegen der Aufsicht eines Betonfachmannes während der Herstellung <ref name = "Q2"></ref>. Allgemeine Regel für Betonfertigteile sowie Hinweise für die werkseitige Produktionskontrolle und deren Überwachung sind in der aktuellen DIN 1045-4 festgelegt.

===Eigenüberwachung===

Die Eigenüberwachung betrifft Sichtprüfungen der Ausgangsstoffe und Kontrollen der Lieferscheine. Am werksseitig hergestellten Beton werden Eignungsprüfungen durchgeführt und deren Eigenschaften überwacht. Vor dem Betonieren sind Maßhaltigkeit und Stabilität der Schalung, die Lage von Dämmschichten, Einbauteilen, Aussparungen und der Bewehrung sowie die [[Betondeckung|Betondeckung]] zu überprüfen. Während der Herstellung werden die klimatischen Bedingungen aufgezeichnet. Erforderliche Wärme- und Nachbehandlungen sind zu überwachen. Nach der Fertigung erfolgen Sichtkontrollen auf Beschädigungen, zerstörungsfreie Prüfung der Betondruckfestigkeit sowie Kennzeichnung der Teile inklusive wichtiger Hinweise für [[Fertigteile - Transport und Montage|Transport und Montage]]. Die im Werk genutzten Geräte werden auf ihre Funktion überprüft. Bei Standardbauteilen oder großen Serien werden die wesentlichen Eigenschaften stichprobenartig überwacht <ref name = "Q1"></ref>.

===Fremdüberwachung===

Die bereits erwähnte Fremdüberwachung erfolgt meist zweimal im Jahr und deckt die Herstellanforderungen von Betonwaren und Standardbauteilen ab. Die Ergebnisse des Überwachungsbesuchs werden in Prüfzeugnissen und Überwachungsberichten dokumentiert. Diese fließen dann in Produkt- und Übereinstimmungszertifikate sowie in werkseigene Produktionskontrollzertifikate ein <ref name = "Q2"></ref>. Nicht erfasst von der Fremdüberwachung werden oftmals [[Fertigteile - Herstellung#Fertigung von Kleinserien|kleinere Serien]], welche nach individueller statischer Berechnung gefertigt sind. Diese unterliegen jedoch der Bauüberwachung gemäß den jeweiligen Landesbauordnungen <ref name = "Q1"></ref>.

==Quellen==

<references/>

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[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Übersicht

2023-11-20T13:16:54Z

AFoerster: /* Regeln und Normen */

[[Datei:Fertigteilübersicht.jpg|right|thumb|450px|Lagerung verschiedener Betonfertigteile 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite soll einen allgemeinen Überblick zu Betonfertigteilen geben. Fertigteile sind Bauteile, welche aus Beton, Stahlbeton oder Spannbeton bestehen und in einem Betonfertigteilwerk hergestellt werden. Nach der Fertigung werden diese zur Baustelle geliefert und montiert. Neben den normalen Fertigteilen gibt es auch noch so genannte Halbfertigteile. Diese werden zum Teil in einem Betonwerk vorproduziert, dann zur Baustelle geliefert und vor Ort fertiggestellt (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Elementdecke]]).

Die Fertigteilbauweise bringt einige Besonderheiten im Vergleich zu der Ortbetonbauweise mit sich. Beispielsweise kommen bei der Werksfertigung nur Betone mit hoher Festigkeitsklasse (C30/37 und höher) zum Einsatz. Im Betonwerk hergestellte Fertigteile haben eine sehr gute Bauteilqualität. Außerdem können die Herstellkosten und die Bauzeit für ein Bauwerk reduziert werden.

==Fundamente==

Im Fertigteilbau wird zwischen Köcher- und Blockfundamenten unterschieden. Beide Varianten stellen eine Steckverbindung zwischen Stütze und Fundament dar. Die Begriffsbildung ist hier jedoch nicht einheitlich. In <ref name = "Q14"></ref> werden z. B. beide Fundamenttypen unter dem Begriff "Köcherfundament" zusammengefasst. Auf der Baustelle werden die Fertigteilfundamente in der Regel auf einer Sauberkeitsschicht aus Magerbeton und einer darüber liegenden, ca. 3 cm starken Ausgleichsschicht aus Sand positioniert. Anschließend werden die [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Fertigteilstützen]] in die dafür vorgesehenen Fundamentaussparungen eingestellt und vermörtelt. Mithilfe dieser Verbindung lassen sich die am Stützenfuß entstehenden Schnittgrößen in die [[Fundamente|Fundamente]] einleiten. Somit kann auf eine klassische zugfeste Verbindung zwischen Stütze und Fundament mittels Anschlussbewehrung verzichtet werden <ref name = "Q2"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

===Köcherfundamente===
Köcherfundamente bestehen aus einem Fundamentquader und einem oben aufgesetzten Becher, welcher innen eine glatte oder verzahnte Oberfläche aufweist <ref name = "Q1"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>. Bei einem glatten (unverzahnten) Köcher wird die Stützennormalkraft per Spitzendruck in das Fundament eingeleitet. Diese Variante erfordert einen dicken Fundamentquader, welcher eine große Bauhöhe und großes Gewicht mit sich bringt. Besonders wichtig ist die Kraftübertragung zwischen Stütze und Fundament. Hierfür ist ein verzahnter Köcher wesentlich besser geeignet als ein unverzahnter. Bei verzahnten Köcherfundamenten werden die Kräfte über die gesamte Höhe der Verzahnung (Mantelreibung) eingeleitet <ref name = "Q2"></ref>. Wenn aus bestimmten Gründen keine kompletten Fundamente benötigt werden, können einzelne Köcherhälse zum Einsatz kommen. Diese werden als Fertigteil (genauer: Halbfertigteil) auf die Baustelle geliefert und in die vor Ort hergestellte Bodenplatte eingebaut <ref name = "Q3"> Oberndorfer, Typenblatt Köcherhälse, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/fundamente/koecherhaelse?export=pdf </ref>. Die Köcherverzahnung kann mit Hilfe einer verlorenen Schalung hergestellt werden. Typische Schalkörper sind trapezförmige Blechschalungen, gewellte Vierkantblechrohre oder Kunststoffschalungskästen <ref name = "Q2"></ref><ref name = "Q1"></ref>.

===Blockfundamente===

Das Blockfundament ist eine Alternative zum Köcherfundament. Es besteht ebenfalls aus einem dicken Fundamentblock, hat aber anstelle eines aufgesetzten Köchers einen eingelassenen Köcher. Somit lassen sich geringere Fundamentabmessungen und eine flachere Gründung realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Die Kraftübertragung muss aufgrund der geringen Fundamentstärke unterhalb der Stütze per Mantelreibung erfolgen. Deshalb ist eine horizontal umlaufende Verzahnung am Stützenfuß und in der Fundamentaussparung zwingend notwendig <ref name = "Q2"></ref>. Generell lässt sich sagen, dass die Herstellung eines Blockfundamentes um einiges wirtschaftlicher ist als die eines Köcherfundamentes. Denn auf den schalungs- und bewehrungstechnischen Aufwand des aufgesetzten Köchers kann verzichtet werden <ref name = "Q1"></ref>. Durch den eingelassenen Köcher lässt sich im Vergleich zu einem aufgesetzten Köcher auch etwas Beton einsparen. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn das Fundament im eingebauten Zustand nicht allzu große Biegemomente aufnehmen muss. Sollte dies doch der Fall sein, muss mehr Beton zum Einsatz kommen. Des Weiteren besteht durch eine zu geringe Fundamentstärke unterhalb der Stütze, einer zu hohen Stützeneigenlast und einem noch nicht ausgehärteten Mörtel die Gefahr des [[Durchstanzen|Durchstanzens]] <ref name = "Q2"></ref>.

==Stützen==

[[Datei:Fertigteilstütze.jpg|right|thumb|250px|liegende Fertigteilstuetze inklusive Konsolen und Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonfertigteilstützen finden im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten Anwendung. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Tragstruktur von Bauwerken und sorgen für den vertikalen Lastabtrag. Standardmäßige Fertigteilstützen haben einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt, aber auch Sonderformen wie beispielsweise runde oder ovale Querschnitte sind möglich.

===Stützen mit rechteckigem Querschnitt===
Rechteckige und quadratische Stützen werden meistens liegend in einer Schalung gefertigt. Standardmäßige Stahlbetonrechteckstützen können eine Stützenlänge von bis zu 34 m und eine Kantenlänge von 0,20 m bis 1,30 m aufweisen <ref name = "Q4"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonstützen, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetonstuetzen/stahlbetonstuetzen-eckig?export=pdf </ref>. In Sonderfällen können die Stützenlänge und die Querschnittsabmessungen variieren. Generell lässt sich sagen, dass bei Industrie- und Gewerbebauten hauptsächlich der Rechteckquerschnitt verwendet wird. Bei Geschossbauten des üblichen Hochbaus wird die quadratische Form mit konstantem Querschnitt über alle Geschosse bevorzugt. Dies hat den Vorteil, dass mit Hilfe von Konsolen einheitliche Auflagerungs- und Anschlusspunkte gebildet werden können. Bei der Herstellung ist es schalungstechnisch am günstigsten, wenn man Konsolen möglichst nur an zwei gegenüberliegenden Seiten oder an drei Seiten anordnet. Stützen mit vierseitigen Konsolen sind schalungs- und bewehrungstechnisch sehr aufwändig und werden daher nur in seltenen Ausnahmefällen hergestellt. Geschossbauten mit bis zu fünf Stockwerken können mit durchgehenden Stützen errichtet werden, ohne dass diese gestoßen werden müssen. <ref name = "Q1"></ref>.

===Stützen mit rundem Querschnitt===

Der Einsatz von runden Stützen hat sich in der Baubranche ebenfalls etabliert. Häufig werden sie trotz ihrer höheren Fertigungskosten als gestalterisches Element eingesetzt. Sie können in einer stehenden Schalung gefertigt werden, haben dann jedoch den Nachteil, dass sie nur geschosshoch ausgeführt werden können. Dementsprechend müssen sie für den Einsatz bei Geschossbauten oft gestoßen werden. Eine besondere Art von Stahlbetonfertigteilen ist die Schleuderbetonstütze. Sie wird liegend im Schleuderverfahren gefertigt und weist im Inneren einen Hohlraum auf. Mit diesem Fertigungsverfahren können runde, quadratische und ovale Stützen gefertigt werden. Des Weiteren lässt sich eine hohe Betonfestigkeit und eine gute Sichtbetonqualität realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Standardmäßige runde Schleuderbetonstützen können einen Durchmesser von 0,20 m bis zu 1,10 m aufweisen. Stützenlängen von bis zu 30 m sind möglich. In Sonderfällen können die Stützenlänge und der Stützendurchmesser variieren. <ref name = "Q5"> spannverbund, Stützenabmessungen, https://www.spannverbund.com/wp-content/uploads/2022/02/211213_Vorbemessungstabelle-Schleuderbetonstuetze.pdf </ref>.

==Wandelemente==

Fertigteilwandelemente kommen im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten zur Anwendung und ermöglichen schnelles und wirtschaftliches Bauen. Typische Fertigteile sind Elementwände oder Sandwich-Fassadenplatten.

===Elementwände===

[[Datei:Elementwand auf Kipptisch.jpg|right|thumb|250px|Elementwand auf Kipptisch 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Elementwände werden im üblichen Hochbau als Außen- oder Innenwände eingesetzt <ref name = "Q6"> Stefan Bar, Karsten Ebeling, Gottfried C.O. Lohmeyer, Lohmeyer Stahlbetonbau Bemessung - Konstruktion - Ausführung, 9. Auflage, Wiesbaden, 2013 </ref>. Sie bestehen aus zwei bewehrten Stahlbetonschalen, die durch [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträger]] miteinander verbunden sind und nach der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] am Einsatzort mit Ortbeton verfüllt werden (Halbfertigteil) <ref name = "Q7"> Oberndorfer, Typenblatt Hohlwandelemente, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/hwe-hohlwandelemente/hwe-hohlwandelemente?export=pdf </ref>. Um einen ausreichenden Verbund mit dem Ortbeton (Kernbeton) herzustellen, müssen die Innenseiten der beiden Stahlbetonschalen im Werk mit einer kornrauen Oberfläche ausgebildet werden. Die Elementwände gibt es mit unbewehrtem und bewehrtem Kernbeton. Beide Varianten sind in der Lage, vertikale und horizontale Lasten zu übertragen. Bei unbewehrten Wänden ist lediglich eine Transport- und Montagebewehrung erforderlich. Anders ist es bei den bewehrten Wänden. Hier darf die statisch erforderliche Bewehrung teilweise oder komplett in den beiden Stahlbetonschalen angeordnet werden. Die statisch erforderliche Bewehrung ist an den Plattenstößen, Wandecken und Wandanschlüssen zu verbinden oder durch zusätzlich eingelegte Bewehrungsstähle im Kernbeton zu übergreifen <ref name = "Q6"></ref>.

Die Elementwände werden meist liegend auf Kipptischen oder vertikal in Batterieschalungen mit Längen von 6,0 m und in besonderen Fällen sogar bis zu 12,0 m hergestellt. Die Breite der Elementwände wird durch die mögliche [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transportbreite oder -höhe]] bestimmt. Der Abstand zwischen den Stahlbetonschalen muss mindestens 7 cm betragen, um ein einwandfreies Betonieren vor Ort zu ermöglichen <ref name = "Q6"></ref>. Die Stahlbetonschalen selbst sind ca. 5 – 7 cm stark <ref name = "Q7"></ref>.

===Sandwich-Fassadenplatten===

[[Datei:Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Die dreischichtigen Sandwichplatten bestehen aus Vorsatzschale (Außenseite), Wärmedämmung (Kerndämmung) und Tragschicht (Innenseite) <ref name = "Q1"></ref>. Verbaut werden sie überall dort, wo große Fassaden mit guter Wärmedämmung und Sichtbeton als Fassadengestaltung gewünscht sind. Die einzelnen Schichtstärken sind je nach Anforderung frei wählbar <ref name = "Q8"> Oberndorfer, Typenblatt Sandwich Fassadenplatten, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/sandwich-fassadenplatten/sandwich-fassadenplatten?export=pdf </ref>. Die Sandwichplatten werden in einem Arbeitsgang hergestellt und als Ganzes montiert <ref name = "Q1"></ref>. Befestigt werden sie mit Hilfe von [[Fertigteile - Transport und Montage#Ankerschienen|Ankerschienen]] an den Bauwerksstützen <ref name = "Q8"></ref>. Um einen guten Flächenkontakt innerhalb des Sandwichelementes zu gewährleisten, werden Vorsatzschale und Tragschicht mittels korrosionsbeständiger Anker zusammengehalten <ref name = "Q6"></ref>. Als Dämmschicht werden häufig Polystyrol- oder Polyurethan-Hartschaumplatten verwendet <ref name = "Q1"></ref>.

Es gilt zu beachten, dass wegen der Temperaturunterschiede zwischen Außen- und Innenseite in der Vorsatzschale Verwölbungen auftreten können. Dies geschieht, weil die Tragschicht die Raumtemperatur annimmt, die Vorsatzschale jedoch aufgrund der Witterung häufigen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Aus diesem Grund sind bei der Bemessung die Einflüsse aus Temperatur, Feuchtigkeit, Austrocknen und [[Schwinden]] in ihrem zeitlichen Verlauf zu berücksichtigen. Um vertikale und horizontale Lasten zu übertragen, müssen die Trag- und Vorsatzschale bewehrt und mittels Anker verbunden sein. Um eine ausreichende [[Betondeckung]] in der Vorsatzschicht zu gewährleisten, darf die Bewehrung nur einlagig angeordnet werden <ref name = "Q6"></ref>. Die Sandwichelemente sind in der Regel 24 - 47 cm breit. Dabei beansprucht die Tragschale ca. 12 - 25 cm, die Dämmschicht ca. 6 - 14 cm und die Vorsatzschale ca. 6 - 8 cm <ref name = "Q8"></ref>. Sie werden liegend auf Schalungspaletten hergestellt. So können strukturierte und ausgewaschene Oberflächen erzielt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Träger und Binder==

[[Datei:Fertigteilträger.jpg|right|thumb|250px|Fertigteiltraeger 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Balkenelemente wie Fertigteilträger und Binder aus Stahlbeton bilden zusammen mit den [[Stahlbetonstütze - Übersicht|Stützen]] häufig die Tragstruktur eines Bauwerkes. Sie dienen dabei hauptsächlich als horizontale Tragelemente zur Auflagerung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Decken-]] und Dachelementen sowie als Aussteifung des Bauwerks.

===Träger===

Stahlbetonträger gibt es in verschiedenen Querschnittsformen, darunter rechteckige, L-förmige und kreuzförmige Profile. Die Abmessungen der Träger sind in der Regel auf eine Breite von 1,50 m und eine Höhe von 1,80 m begrenzt. In Spannbetonbauweise können Längen bis zu 34 m erreicht werden. Um haustechnische Leitungen im Gebäudeinneren unterzubringen, werden häufig runde und eckige Aussparungen in den Trägern angeordnet <ref name = "Q9"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonträger, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetontraeger/stahlbetontraeger?export=pdf </ref>.

===Binder===

[[Datei:20211018 115534-min.jpg|right|thumb|250px|Fertigteilbinder 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonbinder tragen die Dacheindeckung. Diese besteht bei Industrie- und Gewerbebauten für gewöhnlich aus Trapezblechprofilen oder Porenbetonplatten. Die Binder gibt es als I- und T-Profile, wobei das T-Profil die wirtschaftlichere Querschnittsform darstellt <ref name = "Q1"></ref>. Aus statischen Gründen wird eine Stegbreite von 0,50 m und eine Gurtbreite von 1,00 m sowie eine Höhe von 2,50 m nur in Ausnahmefällen überschritten. Wirtschaftliche Spannweiten für Stahlbetonbinder sind 12 bis 24 m <ref name = "Q10"> Oberndorfer, Typenblatt I-Binder, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbeton-spannbetonbinder/i-binder?export=pdf </ref>. Mit vorgespannter Bewehrung sind Spannweiten bis zu 40 m möglich. Die Dachneigung kann durch eine Schrägstellung des Binders oder durch unterschiedliches Ausklinken der Pfetten erreicht werden. Aussparungen für haustechnische Leitungen sind ebenfalls möglich <ref name = "Q1"></ref>.

==Deckenelemente==

===Fertigdecke===

Die Fertigdecke wird voll maschinell hergestellt und ist, wenn sie in hohen Stückzahlen produziert wird, eines der wirtschaftlichsten Deckensysteme. Die Hohlräume bringen bis zu 40 % Material- bzw. Gewichtsersparnis gegenüber Massivplatten. Es wird grundsätzlich zwischen schlaff bewehrten und vorgespannten Platten unterschieden.
Schlaff bewehrte Fertigdecken werden in einer speziellen Betonier- und Rohrziehanlage im [[Fertigteile - Herstellung#Umlaufverfahren|Umlaufverfahren]] hergestellt. In der Regel ist hier eine Längs-, Quer- und Bügelbewehrung erforderlich. Die Fertigdecken gibt es mit einer Breite bis 2,50 m, einer Deckenstärke bis 0,30 m und einer Spannweite bis zu 10 m <ref name = "Q1"></ref>.
Bei einer vorgespannten Fertigdecke besteht die Bewehrung ausschließlich aus längs vorgespannten Drähten oder Litzen. Die Herstellung kann mit Hilfe von Extrudern oder Gleitfertigern auf langen Spannbahnen ([[Fertigteile - Herstellung#Bahnenfertigung|Bahnenfertigung]]) erfolgen <ref name = "Q2"></ref>. Die Spannbetonhohlplatten haben eine maximale Breite von 1,20 m, eine Deckenstärke von 0,16 – 0,50 m und eine Spannweite bis zu 22 m <ref name = "Q11"> Oberndorfer, Typenblatt VSD Spannbetonhohldielen, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/vsd-vorgespannte-hohldiele/vsd-spannbetonhohldielen?export=pdf </ref>.

===Rippenplatte===

Durch die Kombination von Platte und Unterzug entsteht eine so genannte TT-Doppelsteg-Platte, die in der Lage ist, wesentlich größere Spannweiten zu überbrücken und größere Lasten abzutragen als eine ebene Vollplatte <ref name = "Q2"></ref>. Sie wird mit schlaffer Bewehrung in langen Schalungen oder vorgespannt in einem Spannbett gefertigt <ref name = "Q1"></ref>.

Um im eingebauten Zustand eine ausreichende Übertragung von Schub- und Querkräften zu ermöglichen, wird eine Fugenverzahnung erzeugt, in dem die seitliche Schalung des Plattenrandes eine profilierte Oberfläche erhält. Des Weiteren lässt sich die gewünschte Platten- und Stegbreite mit Hilfe einer seitlich verstellbaren Seitenschalung einstellen <ref name = "Q2"></ref>. Um die Elemente nach dem Erhärten aus der starren Schalung zu heben, haben die Stege in der Regel einen nach unten verjüngten Querschnitt (1:20). Die Platten werden meistens mit einem 6 cm starken Plattenspiegel gefertigt, der als verlorene Schalung für die später aufgebrachte Ortbetonschicht dient. Die Ortbetonschicht wird ebenfalls bewehrt, um unter anderem eine Scheibenwirkung zu erzielen <ref name = "Q1"></ref>.

Die TT-Doppelstegplatten können mit einer Breite bis 3,00 m, einer Höhe bis 0,80 m und einer maximalen Spannweite bis 25 m hergestellt werden. Die Stege haben einen maximalen Achsabstand von 1,30 m.
Um Bauhöhe zu sparen, können die Stege im Bereich des Auflagers etwas ausgeklinkt werden. Die sogenannte Spiegelauflagerung hat die Besonderheit, dass der Steg bis zur Unterkante der Platte ausgeklinkt wird. Dies ist nur sinnvoll, wenn auch nur sehr geringe Auflagerkräfte wirken <ref name = "Q2"></ref>.
Es können auch einstegige T-Platten hergestellt werden. Diese finden ihre Anwendung als Auswechselplatte in Deckensystemen mit TT-Platten oder werden als stehende Wandelemente für Hochregallager eingesetzt <ref name = "Q1"></ref>.

===Elementdecke===

Bei der [[Elementdecken - Begriffe|Elementdecke]] (Gitterträgerdecke) handelt es sich um eine ca. 5 cm starke Fertigteilplatte mit einer Breite bis 3 m <ref name = "Q12"> Oberndorfer, Typenblatt Elementdecke, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/ed-elementdecke/elementdecke?export=pdf </ref>. Diese Fertigteilplatte enthält bereits ihre statisch erforderliche untere Bewehrung und dient später als Schalung für den Ortbeton. Um die dünnen Fertigteilplatten gut handhaben zu können, werden sie mit biegesteifer Bewehrung in Form von [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträgern]] versehen. Im Montagezustand dient der freiliegende Obergurt der Gitterträger als Druckzone. Die beiden bereits einbetonierten Untergurte können der statisch erforderlichen Zugbewehrung angerechnet werden. Eine ausreichende Verbindung zwischen Fertigteil und Ortbeton wird durch die diagonalen Streben der Gitterträger und die raue Oberseite der Platte gewährleistet. So kann die Decke im Prinzip wie eine in einem Arbeitsgang hergestellte Ortbetonplatte bemessen werden. Um eine Durchlaufwirkung der Decke zu erreichen, kann auf der Baustelle einfach eine obere Bewehrung auf die Gitterträger montiert werden.

Mittels spezieller Gitterträger können Elementdecken mit 5 m Spannweite ohne Montageunterstützung verbaut werden. Die speziellen Gitterträger bestehen aus U-förmigen und knickstabilen Stahlblechprofilen anstelle von stabförmigen Obergurten. Diese Deckenart ist bei Bauwerken mit großen Geschosshöhen besonders wirtschaftlich, sofern der Mehrpreis für die speziellen Gitterträger geringer ist als die Kosten für eine Montageunterstützung <ref name = "Q1"></ref>.

In der Regel sind die Decken einachsig gespannt und schlaff bewehrt. Es lassen sich wirtschaftliche Stützweiten bis 7,50 m erreichen. Mit zweiachsig gespannten Decken können Stützweiten bis 10 m erreicht werden <ref name = "Q12"></ref>. Vorgespannte Elementdecken werden ebenfalls angeboten, mit denen noch größere Stützweiten realisiert werden können. Die Herstellung von Elementdecken (Halbfertigteil) bringt im Vergleich zur Anwendung von Vollfertigteil-Deckensystemen eine längere Bauzeit mit sich. Jedoch können aufgrund des geringen Gewichtes großflächigere Elemente verbaut werden, die weniger [[Fertigteile - Transport und Montage#Elementfugen|Fugen]] und kaum vertikale Versprünge mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>.

==Vor- und Nachteile==

===Qualitätsverbesserung===

Vorteilhaft bei der Werksfertigung ist, dass die Produktion nicht der Witterung ausgesetzt ist. Somit entstehen bessere Arbeitsbedingungen, die eine höhere Arbeitsleistung der Arbeiter*innen und auch eine bessere Qualität der Bauteile im Vergleich zur Ortbetonbauweise mit sich bringen. Bei der [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung von Fertigteilen]] sorgen unter anderem die eingesetzten Typen- und Stahlschalungen für eine exakte Maßhaltigkeit. Durch den [[Fertigteile - Herstellung#Beton im Fertigteilbau|werksseitig hergestellten Beton]] lässt sich eine sehr hohe Betonqualität erzielen. Des Weiteren lassen sich nur im Fertigteilwerk strukturierte und farblich gestaltete Bauteile nach architektonischen Vorgaben, wie es zum Beispiel bei [[Fertigteile - Übersicht#Sandwich-Fassadenplatten|Fassadenplatten]] der Fall ist, realisieren <ref name = "Q1"></ref>.

===Herstellungskosten===

Um die anfallenden Kosten bei der Herstellung von Fertigteilen zu senken, werden gut konstruierte und durchdachte Schalungen eingesetzt, die bei großen Serien mehrfach verwendet werden können. Die mögliche Mechanisierung und Automatisierung im Werk sorgt für eine wesentlich schnellere Fertigung der Bauteile. Durch den Einbau der Fertigteile werden die Kosten auf der Baustelle zusätzlich durch nur selten oder gar nicht benötigte Gerüste reduziert.
Einen weiteren Vorteil bringen die dünn ausgeführten Bauteilquerschnitte mit sich. Anstatt einfacher Rechteckquerschnitte werden beispielsweise an die höhere Betonqualität angepasste T-Querschnitte verwendet. Diese erfüllen genauestens die statischen Erfordernisse und sorgen so für eine Material- und Gewichtsersparnis <ref name = "Q1"></ref>.

Ein großer Nachteil der Fertigteile ist der [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transport]] und die damit verbundenen Kosten. Zunächst muss überhaupt eine Zufahrt zu der Baustelle vorhanden sein. Um die Transportkosten im Rahmen zu halten, lohnt sich der Einsatz von werksseitig hergestellten Bauteilen oft nur in einem gewissen Aktionsradius. Allerdings stellt dies nur noch begrenzt ein Problem dar, denn heutzutage sind leistungsfähige Fertigteilwerke überall dort flächendeckend anzutreffen, wo auch eine gewisse Nachfrage besteht <ref name = "Q1"></ref>.

===Bauzeit===

Durch das Errichten eines Bauwerkes mit Hilfe von Fertigteilen wird die Bauzeit drastisch verkürzt. Dies liegt daran, dass die benötigten Bauteile (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Fundamente|Fundamente]], [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Binder]]) das ganze Jahr über produziert werden können. Allerdings wird bei der Werksfertigung eine gewisse Vorlaufzeit benötigt, um die Fertigteile zu produzieren. Die anschließende [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] kann innerhalb kürzester Zeit (auch im Winter) auf der Baustelle und ohne eine aufwendige Baustelleneinrichtung erfolgen. Dank der verkürzten Bauzeit lassen sich Finanzierungskosten einsparen. Des Weiteren profitieren beispielsweise Industriebauten von frühzeitigeren Nutzungserträgen. Bei einem Bauwerk, welches nicht aus einem Standardfertigteilsystem besteht, ist der Planungsaufwand jedoch oftmals sehr hoch <ref name = "Q1"></ref>.

==Regeln und Normen==

Um einen guten Überblick zu den aktuell gültigen Normen und Richtlinien zu erlangen, wird an dieser Stelle auf das Buch „Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau“ verwiesen <ref name = "Q13"> Alfred Steinle, Hubert Bachmann, Mathias Tillmann, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 3. Auflage, Berlin, 2018 </ref>. Dort sind nationale, europäische und internationale Normen aufgeführt. Informationen zu den Richtlinien des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb), Merkblätter der Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e.V. sowie des Deutschen Beton- und Bautechnik-Verein e.V. sind ebenfalls enthalten. Die Anwendung dieser Normen und Richtlinien in Bezug auf die Bemessung und Konstruktion von Stahl- und Spannbetontragwerken ist im [[Eurocode - Übersicht|Eurocode]] 2 festgehalten <ref name = "Q14"> Frank Fingerloos, Josef Hegger, Konrad Zilch, Eurocode 2 für Deutschland DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit Nationalem Anhang Kommentierte Fassung. 2. Auflage, Berlin, 2016 </ref>.

==Quellen==

<references/>

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[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Übersicht

2023-11-20T13:15:20Z

AFoerster: /* Bauzeit */

[[Datei:Fertigteilübersicht.jpg|right|thumb|450px|Lagerung verschiedener Betonfertigteile 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite soll einen allgemeinen Überblick zu Betonfertigteilen geben. Fertigteile sind Bauteile, welche aus Beton, Stahlbeton oder Spannbeton bestehen und in einem Betonfertigteilwerk hergestellt werden. Nach der Fertigung werden diese zur Baustelle geliefert und montiert. Neben den normalen Fertigteilen gibt es auch noch so genannte Halbfertigteile. Diese werden zum Teil in einem Betonwerk vorproduziert, dann zur Baustelle geliefert und vor Ort fertiggestellt (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Elementdecke]]).

Die Fertigteilbauweise bringt einige Besonderheiten im Vergleich zu der Ortbetonbauweise mit sich. Beispielsweise kommen bei der Werksfertigung nur Betone mit hoher Festigkeitsklasse (C30/37 und höher) zum Einsatz. Im Betonwerk hergestellte Fertigteile haben eine sehr gute Bauteilqualität. Außerdem können die Herstellkosten und die Bauzeit für ein Bauwerk reduziert werden.

==Fundamente==

Im Fertigteilbau wird zwischen Köcher- und Blockfundamenten unterschieden. Beide Varianten stellen eine Steckverbindung zwischen Stütze und Fundament dar. Die Begriffsbildung ist hier jedoch nicht einheitlich. In <ref name = "Q14"></ref> werden z. B. beide Fundamenttypen unter dem Begriff "Köcherfundament" zusammengefasst. Auf der Baustelle werden die Fertigteilfundamente in der Regel auf einer Sauberkeitsschicht aus Magerbeton und einer darüber liegenden, ca. 3 cm starken Ausgleichsschicht aus Sand positioniert. Anschließend werden die [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Fertigteilstützen]] in die dafür vorgesehenen Fundamentaussparungen eingestellt und vermörtelt. Mithilfe dieser Verbindung lassen sich die am Stützenfuß entstehenden Schnittgrößen in die [[Fundamente|Fundamente]] einleiten. Somit kann auf eine klassische zugfeste Verbindung zwischen Stütze und Fundament mittels Anschlussbewehrung verzichtet werden <ref name = "Q2"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

===Köcherfundamente===
Köcherfundamente bestehen aus einem Fundamentquader und einem oben aufgesetzten Becher, welcher innen eine glatte oder verzahnte Oberfläche aufweist <ref name = "Q1"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>. Bei einem glatten (unverzahnten) Köcher wird die Stützennormalkraft per Spitzendruck in das Fundament eingeleitet. Diese Variante erfordert einen dicken Fundamentquader, welcher eine große Bauhöhe und großes Gewicht mit sich bringt. Besonders wichtig ist die Kraftübertragung zwischen Stütze und Fundament. Hierfür ist ein verzahnter Köcher wesentlich besser geeignet als ein unverzahnter. Bei verzahnten Köcherfundamenten werden die Kräfte über die gesamte Höhe der Verzahnung (Mantelreibung) eingeleitet <ref name = "Q2"></ref>. Wenn aus bestimmten Gründen keine kompletten Fundamente benötigt werden, können einzelne Köcherhälse zum Einsatz kommen. Diese werden als Fertigteil (genauer: Halbfertigteil) auf die Baustelle geliefert und in die vor Ort hergestellte Bodenplatte eingebaut <ref name = "Q3"> Oberndorfer, Typenblatt Köcherhälse, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/fundamente/koecherhaelse?export=pdf </ref>. Die Köcherverzahnung kann mit Hilfe einer verlorenen Schalung hergestellt werden. Typische Schalkörper sind trapezförmige Blechschalungen, gewellte Vierkantblechrohre oder Kunststoffschalungskästen <ref name = "Q2"></ref><ref name = "Q1"></ref>.

===Blockfundamente===

Das Blockfundament ist eine Alternative zum Köcherfundament. Es besteht ebenfalls aus einem dicken Fundamentblock, hat aber anstelle eines aufgesetzten Köchers einen eingelassenen Köcher. Somit lassen sich geringere Fundamentabmessungen und eine flachere Gründung realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Die Kraftübertragung muss aufgrund der geringen Fundamentstärke unterhalb der Stütze per Mantelreibung erfolgen. Deshalb ist eine horizontal umlaufende Verzahnung am Stützenfuß und in der Fundamentaussparung zwingend notwendig <ref name = "Q2"></ref>. Generell lässt sich sagen, dass die Herstellung eines Blockfundamentes um einiges wirtschaftlicher ist als die eines Köcherfundamentes. Denn auf den schalungs- und bewehrungstechnischen Aufwand des aufgesetzten Köchers kann verzichtet werden <ref name = "Q1"></ref>. Durch den eingelassenen Köcher lässt sich im Vergleich zu einem aufgesetzten Köcher auch etwas Beton einsparen. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn das Fundament im eingebauten Zustand nicht allzu große Biegemomente aufnehmen muss. Sollte dies doch der Fall sein, muss mehr Beton zum Einsatz kommen. Des Weiteren besteht durch eine zu geringe Fundamentstärke unterhalb der Stütze, einer zu hohen Stützeneigenlast und einem noch nicht ausgehärteten Mörtel die Gefahr des [[Durchstanzen|Durchstanzens]] <ref name = "Q2"></ref>.

==Stützen==

[[Datei:Fertigteilstütze.jpg|right|thumb|250px|liegende Fertigteilstuetze inklusive Konsolen und Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonfertigteilstützen finden im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten Anwendung. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Tragstruktur von Bauwerken und sorgen für den vertikalen Lastabtrag. Standardmäßige Fertigteilstützen haben einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt, aber auch Sonderformen wie beispielsweise runde oder ovale Querschnitte sind möglich.

===Stützen mit rechteckigem Querschnitt===
Rechteckige und quadratische Stützen werden meistens liegend in einer Schalung gefertigt. Standardmäßige Stahlbetonrechteckstützen können eine Stützenlänge von bis zu 34 m und eine Kantenlänge von 0,20 m bis 1,30 m aufweisen <ref name = "Q4"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonstützen, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetonstuetzen/stahlbetonstuetzen-eckig?export=pdf </ref>. In Sonderfällen können die Stützenlänge und die Querschnittsabmessungen variieren. Generell lässt sich sagen, dass bei Industrie- und Gewerbebauten hauptsächlich der Rechteckquerschnitt verwendet wird. Bei Geschossbauten des üblichen Hochbaus wird die quadratische Form mit konstantem Querschnitt über alle Geschosse bevorzugt. Dies hat den Vorteil, dass mit Hilfe von Konsolen einheitliche Auflagerungs- und Anschlusspunkte gebildet werden können. Bei der Herstellung ist es schalungstechnisch am günstigsten, wenn man Konsolen möglichst nur an zwei gegenüberliegenden Seiten oder an drei Seiten anordnet. Stützen mit vierseitigen Konsolen sind schalungs- und bewehrungstechnisch sehr aufwändig und werden daher nur in seltenen Ausnahmefällen hergestellt. Geschossbauten mit bis zu fünf Stockwerken können mit durchgehenden Stützen errichtet werden, ohne dass diese gestoßen werden müssen. <ref name = "Q1"></ref>.

===Stützen mit rundem Querschnitt===

Der Einsatz von runden Stützen hat sich in der Baubranche ebenfalls etabliert. Häufig werden sie trotz ihrer höheren Fertigungskosten als gestalterisches Element eingesetzt. Sie können in einer stehenden Schalung gefertigt werden, haben dann jedoch den Nachteil, dass sie nur geschosshoch ausgeführt werden können. Dementsprechend müssen sie für den Einsatz bei Geschossbauten oft gestoßen werden. Eine besondere Art von Stahlbetonfertigteilen ist die Schleuderbetonstütze. Sie wird liegend im Schleuderverfahren gefertigt und weist im Inneren einen Hohlraum auf. Mit diesem Fertigungsverfahren können runde, quadratische und ovale Stützen gefertigt werden. Des Weiteren lässt sich eine hohe Betonfestigkeit und eine gute Sichtbetonqualität realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Standardmäßige runde Schleuderbetonstützen können einen Durchmesser von 0,20 m bis zu 1,10 m aufweisen. Stützenlängen von bis zu 30 m sind möglich. In Sonderfällen können die Stützenlänge und der Stützendurchmesser variieren. <ref name = "Q5"> spannverbund, Stützenabmessungen, https://www.spannverbund.com/wp-content/uploads/2022/02/211213_Vorbemessungstabelle-Schleuderbetonstuetze.pdf </ref>.

==Wandelemente==

Fertigteilwandelemente kommen im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten zur Anwendung und ermöglichen schnelles und wirtschaftliches Bauen. Typische Fertigteile sind Elementwände oder Sandwich-Fassadenplatten.

===Elementwände===

[[Datei:Elementwand auf Kipptisch.jpg|right|thumb|250px|Elementwand auf Kipptisch 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Elementwände werden im üblichen Hochbau als Außen- oder Innenwände eingesetzt <ref name = "Q6"> Stefan Bar, Karsten Ebeling, Gottfried C.O. Lohmeyer, Lohmeyer Stahlbetonbau Bemessung - Konstruktion - Ausführung, 9. Auflage, Wiesbaden, 2013 </ref>. Sie bestehen aus zwei bewehrten Stahlbetonschalen, die durch [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträger]] miteinander verbunden sind und nach der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] am Einsatzort mit Ortbeton verfüllt werden (Halbfertigteil) <ref name = "Q7"> Oberndorfer, Typenblatt Hohlwandelemente, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/hwe-hohlwandelemente/hwe-hohlwandelemente?export=pdf </ref>. Um einen ausreichenden Verbund mit dem Ortbeton (Kernbeton) herzustellen, müssen die Innenseiten der beiden Stahlbetonschalen im Werk mit einer kornrauen Oberfläche ausgebildet werden. Die Elementwände gibt es mit unbewehrtem und bewehrtem Kernbeton. Beide Varianten sind in der Lage, vertikale und horizontale Lasten zu übertragen. Bei unbewehrten Wänden ist lediglich eine Transport- und Montagebewehrung erforderlich. Anders ist es bei den bewehrten Wänden. Hier darf die statisch erforderliche Bewehrung teilweise oder komplett in den beiden Stahlbetonschalen angeordnet werden. Die statisch erforderliche Bewehrung ist an den Plattenstößen, Wandecken und Wandanschlüssen zu verbinden oder durch zusätzlich eingelegte Bewehrungsstähle im Kernbeton zu übergreifen <ref name = "Q6"></ref>.

Die Elementwände werden meist liegend auf Kipptischen oder vertikal in Batterieschalungen mit Längen von 6,0 m und in besonderen Fällen sogar bis zu 12,0 m hergestellt. Die Breite der Elementwände wird durch die mögliche [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transportbreite oder -höhe]] bestimmt. Der Abstand zwischen den Stahlbetonschalen muss mindestens 7 cm betragen, um ein einwandfreies Betonieren vor Ort zu ermöglichen <ref name = "Q6"></ref>. Die Stahlbetonschalen selbst sind ca. 5 – 7 cm stark <ref name = "Q7"></ref>.

===Sandwich-Fassadenplatten===

[[Datei:Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Die dreischichtigen Sandwichplatten bestehen aus Vorsatzschale (Außenseite), Wärmedämmung (Kerndämmung) und Tragschicht (Innenseite) <ref name = "Q1"></ref>. Verbaut werden sie überall dort, wo große Fassaden mit guter Wärmedämmung und Sichtbeton als Fassadengestaltung gewünscht sind. Die einzelnen Schichtstärken sind je nach Anforderung frei wählbar <ref name = "Q8"> Oberndorfer, Typenblatt Sandwich Fassadenplatten, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/sandwich-fassadenplatten/sandwich-fassadenplatten?export=pdf </ref>. Die Sandwichplatten werden in einem Arbeitsgang hergestellt und als Ganzes montiert <ref name = "Q1"></ref>. Befestigt werden sie mit Hilfe von [[Fertigteile - Transport und Montage#Ankerschienen|Ankerschienen]] an den Bauwerksstützen <ref name = "Q8"></ref>. Um einen guten Flächenkontakt innerhalb des Sandwichelementes zu gewährleisten, werden Vorsatzschale und Tragschicht mittels korrosionsbeständiger Anker zusammengehalten <ref name = "Q6"></ref>. Als Dämmschicht werden häufig Polystyrol- oder Polyurethan-Hartschaumplatten verwendet <ref name = "Q1"></ref>.

Es gilt zu beachten, dass wegen der Temperaturunterschiede zwischen Außen- und Innenseite in der Vorsatzschale Verwölbungen auftreten können. Dies geschieht, weil die Tragschicht die Raumtemperatur annimmt, die Vorsatzschale jedoch aufgrund der Witterung häufigen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Aus diesem Grund sind bei der Bemessung die Einflüsse aus Temperatur, Feuchtigkeit, Austrocknen und [[Schwinden]] in ihrem zeitlichen Verlauf zu berücksichtigen. Um vertikale und horizontale Lasten zu übertragen, müssen die Trag- und Vorsatzschale bewehrt und mittels Anker verbunden sein. Um eine ausreichende [[Betondeckung]] in der Vorsatzschicht zu gewährleisten, darf die Bewehrung nur einlagig angeordnet werden <ref name = "Q6"></ref>. Die Sandwichelemente sind in der Regel 24 - 47 cm breit. Dabei beansprucht die Tragschale ca. 12 - 25 cm, die Dämmschicht ca. 6 - 14 cm und die Vorsatzschale ca. 6 - 8 cm <ref name = "Q8"></ref>. Sie werden liegend auf Schalungspaletten hergestellt. So können strukturierte und ausgewaschene Oberflächen erzielt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Träger und Binder==

[[Datei:Fertigteilträger.jpg|right|thumb|250px|Fertigteiltraeger 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Balkenelemente wie Fertigteilträger und Binder aus Stahlbeton bilden zusammen mit den [[Stahlbetonstütze - Übersicht|Stützen]] häufig die Tragstruktur eines Bauwerkes. Sie dienen dabei hauptsächlich als horizontale Tragelemente zur Auflagerung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Decken-]] und Dachelementen sowie als Aussteifung des Bauwerks.

===Träger===

Stahlbetonträger gibt es in verschiedenen Querschnittsformen, darunter rechteckige, L-förmige und kreuzförmige Profile. Die Abmessungen der Träger sind in der Regel auf eine Breite von 1,50 m und eine Höhe von 1,80 m begrenzt. In Spannbetonbauweise können Längen bis zu 34 m erreicht werden. Um haustechnische Leitungen im Gebäudeinneren unterzubringen, werden häufig runde und eckige Aussparungen in den Trägern angeordnet <ref name = "Q9"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonträger, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetontraeger/stahlbetontraeger?export=pdf </ref>.

===Binder===

[[Datei:20211018 115534-min.jpg|right|thumb|250px|Fertigteilbinder 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonbinder tragen die Dacheindeckung. Diese besteht bei Industrie- und Gewerbebauten für gewöhnlich aus Trapezblechprofilen oder Porenbetonplatten. Die Binder gibt es als I- und T-Profile, wobei das T-Profil die wirtschaftlichere Querschnittsform darstellt <ref name = "Q1"></ref>. Aus statischen Gründen wird eine Stegbreite von 0,50 m und eine Gurtbreite von 1,00 m sowie eine Höhe von 2,50 m nur in Ausnahmefällen überschritten. Wirtschaftliche Spannweiten für Stahlbetonbinder sind 12 bis 24 m <ref name = "Q10"> Oberndorfer, Typenblatt I-Binder, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbeton-spannbetonbinder/i-binder?export=pdf </ref>. Mit vorgespannter Bewehrung sind Spannweiten bis zu 40 m möglich. Die Dachneigung kann durch eine Schrägstellung des Binders oder durch unterschiedliches Ausklinken der Pfetten erreicht werden. Aussparungen für haustechnische Leitungen sind ebenfalls möglich <ref name = "Q1"></ref>.

==Deckenelemente==

===Fertigdecke===

Die Fertigdecke wird voll maschinell hergestellt und ist, wenn sie in hohen Stückzahlen produziert wird, eines der wirtschaftlichsten Deckensysteme. Die Hohlräume bringen bis zu 40 % Material- bzw. Gewichtsersparnis gegenüber Massivplatten. Es wird grundsätzlich zwischen schlaff bewehrten und vorgespannten Platten unterschieden.
Schlaff bewehrte Fertigdecken werden in einer speziellen Betonier- und Rohrziehanlage im [[Fertigteile - Herstellung#Umlaufverfahren|Umlaufverfahren]] hergestellt. In der Regel ist hier eine Längs-, Quer- und Bügelbewehrung erforderlich. Die Fertigdecken gibt es mit einer Breite bis 2,50 m, einer Deckenstärke bis 0,30 m und einer Spannweite bis zu 10 m <ref name = "Q1"></ref>.
Bei einer vorgespannten Fertigdecke besteht die Bewehrung ausschließlich aus längs vorgespannten Drähten oder Litzen. Die Herstellung kann mit Hilfe von Extrudern oder Gleitfertigern auf langen Spannbahnen ([[Fertigteile - Herstellung#Bahnenfertigung|Bahnenfertigung]]) erfolgen <ref name = "Q2"></ref>. Die Spannbetonhohlplatten haben eine maximale Breite von 1,20 m, eine Deckenstärke von 0,16 – 0,50 m und eine Spannweite bis zu 22 m <ref name = "Q11"> Oberndorfer, Typenblatt VSD Spannbetonhohldielen, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/vsd-vorgespannte-hohldiele/vsd-spannbetonhohldielen?export=pdf </ref>.

===Rippenplatte===

Durch die Kombination von Platte und Unterzug entsteht eine so genannte TT-Doppelsteg-Platte, die in der Lage ist, wesentlich größere Spannweiten zu überbrücken und größere Lasten abzutragen als eine ebene Vollplatte <ref name = "Q2"></ref>. Sie wird mit schlaffer Bewehrung in langen Schalungen oder vorgespannt in einem Spannbett gefertigt <ref name = "Q1"></ref>.

Um im eingebauten Zustand eine ausreichende Übertragung von Schub- und Querkräften zu ermöglichen, wird eine Fugenverzahnung erzeugt, in dem die seitliche Schalung des Plattenrandes eine profilierte Oberfläche erhält. Des Weiteren lässt sich die gewünschte Platten- und Stegbreite mit Hilfe einer seitlich verstellbaren Seitenschalung einstellen <ref name = "Q2"></ref>. Um die Elemente nach dem Erhärten aus der starren Schalung zu heben, haben die Stege in der Regel einen nach unten verjüngten Querschnitt (1:20). Die Platten werden meistens mit einem 6 cm starken Plattenspiegel gefertigt, der als verlorene Schalung für die später aufgebrachte Ortbetonschicht dient. Die Ortbetonschicht wird ebenfalls bewehrt, um unter anderem eine Scheibenwirkung zu erzielen <ref name = "Q1"></ref>.

Die TT-Doppelstegplatten können mit einer Breite bis 3,00 m, einer Höhe bis 0,80 m und einer maximalen Spannweite bis 25 m hergestellt werden. Die Stege haben einen maximalen Achsabstand von 1,30 m.
Um Bauhöhe zu sparen, können die Stege im Bereich des Auflagers etwas ausgeklinkt werden. Die sogenannte Spiegelauflagerung hat die Besonderheit, dass der Steg bis zur Unterkante der Platte ausgeklinkt wird. Dies ist nur sinnvoll, wenn auch nur sehr geringe Auflagerkräfte wirken <ref name = "Q2"></ref>.
Es können auch einstegige T-Platten hergestellt werden. Diese finden ihre Anwendung als Auswechselplatte in Deckensystemen mit TT-Platten oder werden als stehende Wandelemente für Hochregallager eingesetzt <ref name = "Q1"></ref>.

===Elementdecke===

Bei der [[Elementdecken - Begriffe|Elementdecke]] (Gitterträgerdecke) handelt es sich um eine ca. 5 cm starke Fertigteilplatte mit einer Breite bis 3 m <ref name = "Q12"> Oberndorfer, Typenblatt Elementdecke, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/ed-elementdecke/elementdecke?export=pdf </ref>. Diese Fertigteilplatte enthält bereits ihre statisch erforderliche untere Bewehrung und dient später als Schalung für den Ortbeton. Um die dünnen Fertigteilplatten gut handhaben zu können, werden sie mit biegesteifer Bewehrung in Form von [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträgern]] versehen. Im Montagezustand dient der freiliegende Obergurt der Gitterträger als Druckzone. Die beiden bereits einbetonierten Untergurte können der statisch erforderlichen Zugbewehrung angerechnet werden. Eine ausreichende Verbindung zwischen Fertigteil und Ortbeton wird durch die diagonalen Streben der Gitterträger und die raue Oberseite der Platte gewährleistet. So kann die Decke im Prinzip wie eine in einem Arbeitsgang hergestellte Ortbetonplatte bemessen werden. Um eine Durchlaufwirkung der Decke zu erreichen, kann auf der Baustelle einfach eine obere Bewehrung auf die Gitterträger montiert werden.

Mittels spezieller Gitterträger können Elementdecken mit 5 m Spannweite ohne Montageunterstützung verbaut werden. Die speziellen Gitterträger bestehen aus U-förmigen und knickstabilen Stahlblechprofilen anstelle von stabförmigen Obergurten. Diese Deckenart ist bei Bauwerken mit großen Geschosshöhen besonders wirtschaftlich, sofern der Mehrpreis für die speziellen Gitterträger geringer ist als die Kosten für eine Montageunterstützung <ref name = "Q1"></ref>.

In der Regel sind die Decken einachsig gespannt und schlaff bewehrt. Es lassen sich wirtschaftliche Stützweiten bis 7,50 m erreichen. Mit zweiachsig gespannten Decken können Stützweiten bis 10 m erreicht werden <ref name = "Q12"></ref>. Vorgespannte Elementdecken werden ebenfalls angeboten, mit denen noch größere Stützweiten realisiert werden können. Die Herstellung von Elementdecken (Halbfertigteil) bringt im Vergleich zur Anwendung von Vollfertigteil-Deckensystemen eine längere Bauzeit mit sich. Jedoch können aufgrund des geringen Gewichtes großflächigere Elemente verbaut werden, die weniger [[Fertigteile - Transport und Montage#Elementfugen|Fugen]] und kaum vertikale Versprünge mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>.

==Vor- und Nachteile==

===Qualitätsverbesserung===

Vorteilhaft bei der Werksfertigung ist, dass die Produktion nicht der Witterung ausgesetzt ist. Somit entstehen bessere Arbeitsbedingungen, die eine höhere Arbeitsleistung der Arbeiter*innen und auch eine bessere Qualität der Bauteile im Vergleich zur Ortbetonbauweise mit sich bringen. Bei der [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung von Fertigteilen]] sorgen unter anderem die eingesetzten Typen- und Stahlschalungen für eine exakte Maßhaltigkeit. Durch den [[Fertigteile - Herstellung#Beton im Fertigteilbau|werksseitig hergestellten Beton]] lässt sich eine sehr hohe Betonqualität erzielen. Des Weiteren lassen sich nur im Fertigteilwerk strukturierte und farblich gestaltete Bauteile nach architektonischen Vorgaben, wie es zum Beispiel bei [[Fertigteile - Übersicht#Sandwich-Fassadenplatten|Fassadenplatten]] der Fall ist, realisieren <ref name = "Q1"></ref>.

===Herstellungskosten===

Um die anfallenden Kosten bei der Herstellung von Fertigteilen zu senken, werden gut konstruierte und durchdachte Schalungen eingesetzt, die bei großen Serien mehrfach verwendet werden können. Die mögliche Mechanisierung und Automatisierung im Werk sorgt für eine wesentlich schnellere Fertigung der Bauteile. Durch den Einbau der Fertigteile werden die Kosten auf der Baustelle zusätzlich durch nur selten oder gar nicht benötigte Gerüste reduziert.
Einen weiteren Vorteil bringen die dünn ausgeführten Bauteilquerschnitte mit sich. Anstatt einfacher Rechteckquerschnitte werden beispielsweise an die höhere Betonqualität angepasste T-Querschnitte verwendet. Diese erfüllen genauestens die statischen Erfordernisse und sorgen so für eine Material- und Gewichtsersparnis <ref name = "Q1"></ref>.

Ein großer Nachteil der Fertigteile ist der [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transport]] und die damit verbundenen Kosten. Zunächst muss überhaupt eine Zufahrt zu der Baustelle vorhanden sein. Um die Transportkosten im Rahmen zu halten, lohnt sich der Einsatz von werksseitig hergestellten Bauteilen oft nur in einem gewissen Aktionsradius. Allerdings stellt dies nur noch begrenzt ein Problem dar, denn heutzutage sind leistungsfähige Fertigteilwerke überall dort flächendeckend anzutreffen, wo auch eine gewisse Nachfrage besteht <ref name = "Q1"></ref>.

===Bauzeit===

Durch das Errichten eines Bauwerkes mit Hilfe von Fertigteilen wird die Bauzeit drastisch verkürzt. Dies liegt daran, dass die benötigten Bauteile (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Fundamente|Fundamente]], [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Binder]]) das ganze Jahr über produziert werden können. Allerdings wird bei der Werksfertigung eine gewisse Vorlaufzeit benötigt, um die Fertigteile zu produzieren. Die anschließende [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] kann innerhalb kürzester Zeit (auch im Winter) auf der Baustelle und ohne eine aufwendige Baustelleneinrichtung erfolgen. Dank der verkürzten Bauzeit lassen sich Finanzierungskosten einsparen. Des Weiteren profitieren beispielsweise Industriebauten von frühzeitigeren Nutzungserträgen. Bei einem Bauwerk, welches nicht aus einem Standardfertigteilsystem besteht, ist der Planungsaufwand jedoch oftmals sehr hoch <ref name = "Q1"></ref>.

==Regeln und Normen==

Um einen guten Überblick zu den aktuell gültigen Normen und Richtlinien zu erlangen, wird an dieser Stelle auf das Buch „Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau“ verwiesen <ref name = "Q13"> Alfred Steinle, Hubert Bachmann, Mathias Tillmann, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 3. Auflage, Berlin, 2018 </ref>. Dort sind nationale, europäische und internationale Normen aufgeführt. Informationen zu den Richtlinien des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb), Merkblätter der Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e.V. sowie des Deutschen Beton- und Bautechnik-Verein e.V. sind ebenfalls enthalten. Die Anwendung dieser Normen und Richtlinien in Bezug auf die Bemessung und Konstruktion von Stahl- und Spannbetontragwerken sind im [[Eurocode - Übersicht|Eurocode]] 2 festgehalten <ref name = "Q14"> Frank Fingerloos, Josef Hegger, Konrad Zilch, Eurocode 2 für Deutschland DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit Nationalem Anhang Kommentierte Fassung. 2. Auflage, Berlin, 2016 </ref>.

==Quellen==

<references/>

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|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Übersicht

2023-11-20T13:14:34Z

AFoerster: /* Elementdecke */

[[Datei:Fertigteilübersicht.jpg|right|thumb|450px|Lagerung verschiedener Betonfertigteile 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite soll einen allgemeinen Überblick zu Betonfertigteilen geben. Fertigteile sind Bauteile, welche aus Beton, Stahlbeton oder Spannbeton bestehen und in einem Betonfertigteilwerk hergestellt werden. Nach der Fertigung werden diese zur Baustelle geliefert und montiert. Neben den normalen Fertigteilen gibt es auch noch so genannte Halbfertigteile. Diese werden zum Teil in einem Betonwerk vorproduziert, dann zur Baustelle geliefert und vor Ort fertiggestellt (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Elementdecke]]).

Die Fertigteilbauweise bringt einige Besonderheiten im Vergleich zu der Ortbetonbauweise mit sich. Beispielsweise kommen bei der Werksfertigung nur Betone mit hoher Festigkeitsklasse (C30/37 und höher) zum Einsatz. Im Betonwerk hergestellte Fertigteile haben eine sehr gute Bauteilqualität. Außerdem können die Herstellkosten und die Bauzeit für ein Bauwerk reduziert werden.

==Fundamente==

Im Fertigteilbau wird zwischen Köcher- und Blockfundamenten unterschieden. Beide Varianten stellen eine Steckverbindung zwischen Stütze und Fundament dar. Die Begriffsbildung ist hier jedoch nicht einheitlich. In <ref name = "Q14"></ref> werden z. B. beide Fundamenttypen unter dem Begriff "Köcherfundament" zusammengefasst. Auf der Baustelle werden die Fertigteilfundamente in der Regel auf einer Sauberkeitsschicht aus Magerbeton und einer darüber liegenden, ca. 3 cm starken Ausgleichsschicht aus Sand positioniert. Anschließend werden die [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Fertigteilstützen]] in die dafür vorgesehenen Fundamentaussparungen eingestellt und vermörtelt. Mithilfe dieser Verbindung lassen sich die am Stützenfuß entstehenden Schnittgrößen in die [[Fundamente|Fundamente]] einleiten. Somit kann auf eine klassische zugfeste Verbindung zwischen Stütze und Fundament mittels Anschlussbewehrung verzichtet werden <ref name = "Q2"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

===Köcherfundamente===
Köcherfundamente bestehen aus einem Fundamentquader und einem oben aufgesetzten Becher, welcher innen eine glatte oder verzahnte Oberfläche aufweist <ref name = "Q1"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>. Bei einem glatten (unverzahnten) Köcher wird die Stützennormalkraft per Spitzendruck in das Fundament eingeleitet. Diese Variante erfordert einen dicken Fundamentquader, welcher eine große Bauhöhe und großes Gewicht mit sich bringt. Besonders wichtig ist die Kraftübertragung zwischen Stütze und Fundament. Hierfür ist ein verzahnter Köcher wesentlich besser geeignet als ein unverzahnter. Bei verzahnten Köcherfundamenten werden die Kräfte über die gesamte Höhe der Verzahnung (Mantelreibung) eingeleitet <ref name = "Q2"></ref>. Wenn aus bestimmten Gründen keine kompletten Fundamente benötigt werden, können einzelne Köcherhälse zum Einsatz kommen. Diese werden als Fertigteil (genauer: Halbfertigteil) auf die Baustelle geliefert und in die vor Ort hergestellte Bodenplatte eingebaut <ref name = "Q3"> Oberndorfer, Typenblatt Köcherhälse, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/fundamente/koecherhaelse?export=pdf </ref>. Die Köcherverzahnung kann mit Hilfe einer verlorenen Schalung hergestellt werden. Typische Schalkörper sind trapezförmige Blechschalungen, gewellte Vierkantblechrohre oder Kunststoffschalungskästen <ref name = "Q2"></ref><ref name = "Q1"></ref>.

===Blockfundamente===

Das Blockfundament ist eine Alternative zum Köcherfundament. Es besteht ebenfalls aus einem dicken Fundamentblock, hat aber anstelle eines aufgesetzten Köchers einen eingelassenen Köcher. Somit lassen sich geringere Fundamentabmessungen und eine flachere Gründung realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Die Kraftübertragung muss aufgrund der geringen Fundamentstärke unterhalb der Stütze per Mantelreibung erfolgen. Deshalb ist eine horizontal umlaufende Verzahnung am Stützenfuß und in der Fundamentaussparung zwingend notwendig <ref name = "Q2"></ref>. Generell lässt sich sagen, dass die Herstellung eines Blockfundamentes um einiges wirtschaftlicher ist als die eines Köcherfundamentes. Denn auf den schalungs- und bewehrungstechnischen Aufwand des aufgesetzten Köchers kann verzichtet werden <ref name = "Q1"></ref>. Durch den eingelassenen Köcher lässt sich im Vergleich zu einem aufgesetzten Köcher auch etwas Beton einsparen. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn das Fundament im eingebauten Zustand nicht allzu große Biegemomente aufnehmen muss. Sollte dies doch der Fall sein, muss mehr Beton zum Einsatz kommen. Des Weiteren besteht durch eine zu geringe Fundamentstärke unterhalb der Stütze, einer zu hohen Stützeneigenlast und einem noch nicht ausgehärteten Mörtel die Gefahr des [[Durchstanzen|Durchstanzens]] <ref name = "Q2"></ref>.

==Stützen==

[[Datei:Fertigteilstütze.jpg|right|thumb|250px|liegende Fertigteilstuetze inklusive Konsolen und Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonfertigteilstützen finden im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten Anwendung. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Tragstruktur von Bauwerken und sorgen für den vertikalen Lastabtrag. Standardmäßige Fertigteilstützen haben einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt, aber auch Sonderformen wie beispielsweise runde oder ovale Querschnitte sind möglich.

===Stützen mit rechteckigem Querschnitt===
Rechteckige und quadratische Stützen werden meistens liegend in einer Schalung gefertigt. Standardmäßige Stahlbetonrechteckstützen können eine Stützenlänge von bis zu 34 m und eine Kantenlänge von 0,20 m bis 1,30 m aufweisen <ref name = "Q4"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonstützen, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetonstuetzen/stahlbetonstuetzen-eckig?export=pdf </ref>. In Sonderfällen können die Stützenlänge und die Querschnittsabmessungen variieren. Generell lässt sich sagen, dass bei Industrie- und Gewerbebauten hauptsächlich der Rechteckquerschnitt verwendet wird. Bei Geschossbauten des üblichen Hochbaus wird die quadratische Form mit konstantem Querschnitt über alle Geschosse bevorzugt. Dies hat den Vorteil, dass mit Hilfe von Konsolen einheitliche Auflagerungs- und Anschlusspunkte gebildet werden können. Bei der Herstellung ist es schalungstechnisch am günstigsten, wenn man Konsolen möglichst nur an zwei gegenüberliegenden Seiten oder an drei Seiten anordnet. Stützen mit vierseitigen Konsolen sind schalungs- und bewehrungstechnisch sehr aufwändig und werden daher nur in seltenen Ausnahmefällen hergestellt. Geschossbauten mit bis zu fünf Stockwerken können mit durchgehenden Stützen errichtet werden, ohne dass diese gestoßen werden müssen. <ref name = "Q1"></ref>.

===Stützen mit rundem Querschnitt===

Der Einsatz von runden Stützen hat sich in der Baubranche ebenfalls etabliert. Häufig werden sie trotz ihrer höheren Fertigungskosten als gestalterisches Element eingesetzt. Sie können in einer stehenden Schalung gefertigt werden, haben dann jedoch den Nachteil, dass sie nur geschosshoch ausgeführt werden können. Dementsprechend müssen sie für den Einsatz bei Geschossbauten oft gestoßen werden. Eine besondere Art von Stahlbetonfertigteilen ist die Schleuderbetonstütze. Sie wird liegend im Schleuderverfahren gefertigt und weist im Inneren einen Hohlraum auf. Mit diesem Fertigungsverfahren können runde, quadratische und ovale Stützen gefertigt werden. Des Weiteren lässt sich eine hohe Betonfestigkeit und eine gute Sichtbetonqualität realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Standardmäßige runde Schleuderbetonstützen können einen Durchmesser von 0,20 m bis zu 1,10 m aufweisen. Stützenlängen von bis zu 30 m sind möglich. In Sonderfällen können die Stützenlänge und der Stützendurchmesser variieren. <ref name = "Q5"> spannverbund, Stützenabmessungen, https://www.spannverbund.com/wp-content/uploads/2022/02/211213_Vorbemessungstabelle-Schleuderbetonstuetze.pdf </ref>.

==Wandelemente==

Fertigteilwandelemente kommen im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten zur Anwendung und ermöglichen schnelles und wirtschaftliches Bauen. Typische Fertigteile sind Elementwände oder Sandwich-Fassadenplatten.

===Elementwände===

[[Datei:Elementwand auf Kipptisch.jpg|right|thumb|250px|Elementwand auf Kipptisch 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Elementwände werden im üblichen Hochbau als Außen- oder Innenwände eingesetzt <ref name = "Q6"> Stefan Bar, Karsten Ebeling, Gottfried C.O. Lohmeyer, Lohmeyer Stahlbetonbau Bemessung - Konstruktion - Ausführung, 9. Auflage, Wiesbaden, 2013 </ref>. Sie bestehen aus zwei bewehrten Stahlbetonschalen, die durch [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträger]] miteinander verbunden sind und nach der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] am Einsatzort mit Ortbeton verfüllt werden (Halbfertigteil) <ref name = "Q7"> Oberndorfer, Typenblatt Hohlwandelemente, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/hwe-hohlwandelemente/hwe-hohlwandelemente?export=pdf </ref>. Um einen ausreichenden Verbund mit dem Ortbeton (Kernbeton) herzustellen, müssen die Innenseiten der beiden Stahlbetonschalen im Werk mit einer kornrauen Oberfläche ausgebildet werden. Die Elementwände gibt es mit unbewehrtem und bewehrtem Kernbeton. Beide Varianten sind in der Lage, vertikale und horizontale Lasten zu übertragen. Bei unbewehrten Wänden ist lediglich eine Transport- und Montagebewehrung erforderlich. Anders ist es bei den bewehrten Wänden. Hier darf die statisch erforderliche Bewehrung teilweise oder komplett in den beiden Stahlbetonschalen angeordnet werden. Die statisch erforderliche Bewehrung ist an den Plattenstößen, Wandecken und Wandanschlüssen zu verbinden oder durch zusätzlich eingelegte Bewehrungsstähle im Kernbeton zu übergreifen <ref name = "Q6"></ref>.

Die Elementwände werden meist liegend auf Kipptischen oder vertikal in Batterieschalungen mit Längen von 6,0 m und in besonderen Fällen sogar bis zu 12,0 m hergestellt. Die Breite der Elementwände wird durch die mögliche [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transportbreite oder -höhe]] bestimmt. Der Abstand zwischen den Stahlbetonschalen muss mindestens 7 cm betragen, um ein einwandfreies Betonieren vor Ort zu ermöglichen <ref name = "Q6"></ref>. Die Stahlbetonschalen selbst sind ca. 5 – 7 cm stark <ref name = "Q7"></ref>.

===Sandwich-Fassadenplatten===

[[Datei:Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Die dreischichtigen Sandwichplatten bestehen aus Vorsatzschale (Außenseite), Wärmedämmung (Kerndämmung) und Tragschicht (Innenseite) <ref name = "Q1"></ref>. Verbaut werden sie überall dort, wo große Fassaden mit guter Wärmedämmung und Sichtbeton als Fassadengestaltung gewünscht sind. Die einzelnen Schichtstärken sind je nach Anforderung frei wählbar <ref name = "Q8"> Oberndorfer, Typenblatt Sandwich Fassadenplatten, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/sandwich-fassadenplatten/sandwich-fassadenplatten?export=pdf </ref>. Die Sandwichplatten werden in einem Arbeitsgang hergestellt und als Ganzes montiert <ref name = "Q1"></ref>. Befestigt werden sie mit Hilfe von [[Fertigteile - Transport und Montage#Ankerschienen|Ankerschienen]] an den Bauwerksstützen <ref name = "Q8"></ref>. Um einen guten Flächenkontakt innerhalb des Sandwichelementes zu gewährleisten, werden Vorsatzschale und Tragschicht mittels korrosionsbeständiger Anker zusammengehalten <ref name = "Q6"></ref>. Als Dämmschicht werden häufig Polystyrol- oder Polyurethan-Hartschaumplatten verwendet <ref name = "Q1"></ref>.

Es gilt zu beachten, dass wegen der Temperaturunterschiede zwischen Außen- und Innenseite in der Vorsatzschale Verwölbungen auftreten können. Dies geschieht, weil die Tragschicht die Raumtemperatur annimmt, die Vorsatzschale jedoch aufgrund der Witterung häufigen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Aus diesem Grund sind bei der Bemessung die Einflüsse aus Temperatur, Feuchtigkeit, Austrocknen und [[Schwinden]] in ihrem zeitlichen Verlauf zu berücksichtigen. Um vertikale und horizontale Lasten zu übertragen, müssen die Trag- und Vorsatzschale bewehrt und mittels Anker verbunden sein. Um eine ausreichende [[Betondeckung]] in der Vorsatzschicht zu gewährleisten, darf die Bewehrung nur einlagig angeordnet werden <ref name = "Q6"></ref>. Die Sandwichelemente sind in der Regel 24 - 47 cm breit. Dabei beansprucht die Tragschale ca. 12 - 25 cm, die Dämmschicht ca. 6 - 14 cm und die Vorsatzschale ca. 6 - 8 cm <ref name = "Q8"></ref>. Sie werden liegend auf Schalungspaletten hergestellt. So können strukturierte und ausgewaschene Oberflächen erzielt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Träger und Binder==

[[Datei:Fertigteilträger.jpg|right|thumb|250px|Fertigteiltraeger 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Balkenelemente wie Fertigteilträger und Binder aus Stahlbeton bilden zusammen mit den [[Stahlbetonstütze - Übersicht|Stützen]] häufig die Tragstruktur eines Bauwerkes. Sie dienen dabei hauptsächlich als horizontale Tragelemente zur Auflagerung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Decken-]] und Dachelementen sowie als Aussteifung des Bauwerks.

===Träger===

Stahlbetonträger gibt es in verschiedenen Querschnittsformen, darunter rechteckige, L-förmige und kreuzförmige Profile. Die Abmessungen der Träger sind in der Regel auf eine Breite von 1,50 m und eine Höhe von 1,80 m begrenzt. In Spannbetonbauweise können Längen bis zu 34 m erreicht werden. Um haustechnische Leitungen im Gebäudeinneren unterzubringen, werden häufig runde und eckige Aussparungen in den Trägern angeordnet <ref name = "Q9"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonträger, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetontraeger/stahlbetontraeger?export=pdf </ref>.

===Binder===

[[Datei:20211018 115534-min.jpg|right|thumb|250px|Fertigteilbinder 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonbinder tragen die Dacheindeckung. Diese besteht bei Industrie- und Gewerbebauten für gewöhnlich aus Trapezblechprofilen oder Porenbetonplatten. Die Binder gibt es als I- und T-Profile, wobei das T-Profil die wirtschaftlichere Querschnittsform darstellt <ref name = "Q1"></ref>. Aus statischen Gründen wird eine Stegbreite von 0,50 m und eine Gurtbreite von 1,00 m sowie eine Höhe von 2,50 m nur in Ausnahmefällen überschritten. Wirtschaftliche Spannweiten für Stahlbetonbinder sind 12 bis 24 m <ref name = "Q10"> Oberndorfer, Typenblatt I-Binder, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbeton-spannbetonbinder/i-binder?export=pdf </ref>. Mit vorgespannter Bewehrung sind Spannweiten bis zu 40 m möglich. Die Dachneigung kann durch eine Schrägstellung des Binders oder durch unterschiedliches Ausklinken der Pfetten erreicht werden. Aussparungen für haustechnische Leitungen sind ebenfalls möglich <ref name = "Q1"></ref>.

==Deckenelemente==

===Fertigdecke===

Die Fertigdecke wird voll maschinell hergestellt und ist, wenn sie in hohen Stückzahlen produziert wird, eines der wirtschaftlichsten Deckensysteme. Die Hohlräume bringen bis zu 40 % Material- bzw. Gewichtsersparnis gegenüber Massivplatten. Es wird grundsätzlich zwischen schlaff bewehrten und vorgespannten Platten unterschieden.
Schlaff bewehrte Fertigdecken werden in einer speziellen Betonier- und Rohrziehanlage im [[Fertigteile - Herstellung#Umlaufverfahren|Umlaufverfahren]] hergestellt. In der Regel ist hier eine Längs-, Quer- und Bügelbewehrung erforderlich. Die Fertigdecken gibt es mit einer Breite bis 2,50 m, einer Deckenstärke bis 0,30 m und einer Spannweite bis zu 10 m <ref name = "Q1"></ref>.
Bei einer vorgespannten Fertigdecke besteht die Bewehrung ausschließlich aus längs vorgespannten Drähten oder Litzen. Die Herstellung kann mit Hilfe von Extrudern oder Gleitfertigern auf langen Spannbahnen ([[Fertigteile - Herstellung#Bahnenfertigung|Bahnenfertigung]]) erfolgen <ref name = "Q2"></ref>. Die Spannbetonhohlplatten haben eine maximale Breite von 1,20 m, eine Deckenstärke von 0,16 – 0,50 m und eine Spannweite bis zu 22 m <ref name = "Q11"> Oberndorfer, Typenblatt VSD Spannbetonhohldielen, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/vsd-vorgespannte-hohldiele/vsd-spannbetonhohldielen?export=pdf </ref>.

===Rippenplatte===

Durch die Kombination von Platte und Unterzug entsteht eine so genannte TT-Doppelsteg-Platte, die in der Lage ist, wesentlich größere Spannweiten zu überbrücken und größere Lasten abzutragen als eine ebene Vollplatte <ref name = "Q2"></ref>. Sie wird mit schlaffer Bewehrung in langen Schalungen oder vorgespannt in einem Spannbett gefertigt <ref name = "Q1"></ref>.

Um im eingebauten Zustand eine ausreichende Übertragung von Schub- und Querkräften zu ermöglichen, wird eine Fugenverzahnung erzeugt, in dem die seitliche Schalung des Plattenrandes eine profilierte Oberfläche erhält. Des Weiteren lässt sich die gewünschte Platten- und Stegbreite mit Hilfe einer seitlich verstellbaren Seitenschalung einstellen <ref name = "Q2"></ref>. Um die Elemente nach dem Erhärten aus der starren Schalung zu heben, haben die Stege in der Regel einen nach unten verjüngten Querschnitt (1:20). Die Platten werden meistens mit einem 6 cm starken Plattenspiegel gefertigt, der als verlorene Schalung für die später aufgebrachte Ortbetonschicht dient. Die Ortbetonschicht wird ebenfalls bewehrt, um unter anderem eine Scheibenwirkung zu erzielen <ref name = "Q1"></ref>.

Die TT-Doppelstegplatten können mit einer Breite bis 3,00 m, einer Höhe bis 0,80 m und einer maximalen Spannweite bis 25 m hergestellt werden. Die Stege haben einen maximalen Achsabstand von 1,30 m.
Um Bauhöhe zu sparen, können die Stege im Bereich des Auflagers etwas ausgeklinkt werden. Die sogenannte Spiegelauflagerung hat die Besonderheit, dass der Steg bis zur Unterkante der Platte ausgeklinkt wird. Dies ist nur sinnvoll, wenn auch nur sehr geringe Auflagerkräfte wirken <ref name = "Q2"></ref>.
Es können auch einstegige T-Platten hergestellt werden. Diese finden ihre Anwendung als Auswechselplatte in Deckensystemen mit TT-Platten oder werden als stehende Wandelemente für Hochregallager eingesetzt <ref name = "Q1"></ref>.

===Elementdecke===

Bei der [[Elementdecken - Begriffe|Elementdecke]] (Gitterträgerdecke) handelt es sich um eine ca. 5 cm starke Fertigteilplatte mit einer Breite bis 3 m <ref name = "Q12"> Oberndorfer, Typenblatt Elementdecke, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/ed-elementdecke/elementdecke?export=pdf </ref>. Diese Fertigteilplatte enthält bereits ihre statisch erforderliche untere Bewehrung und dient später als Schalung für den Ortbeton. Um die dünnen Fertigteilplatten gut handhaben zu können, werden sie mit biegesteifer Bewehrung in Form von [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträgern]] versehen. Im Montagezustand dient der freiliegende Obergurt der Gitterträger als Druckzone. Die beiden bereits einbetonierten Untergurte können der statisch erforderlichen Zugbewehrung angerechnet werden. Eine ausreichende Verbindung zwischen Fertigteil und Ortbeton wird durch die diagonalen Streben der Gitterträger und die raue Oberseite der Platte gewährleistet. So kann die Decke im Prinzip wie eine in einem Arbeitsgang hergestellte Ortbetonplatte bemessen werden. Um eine Durchlaufwirkung der Decke zu erreichen, kann auf der Baustelle einfach eine obere Bewehrung auf die Gitterträger montiert werden.

Mittels spezieller Gitterträger können Elementdecken mit 5 m Spannweite ohne Montageunterstützung verbaut werden. Die speziellen Gitterträger bestehen aus U-förmigen und knickstabilen Stahlblechprofilen anstelle von stabförmigen Obergurten. Diese Deckenart ist bei Bauwerken mit großen Geschosshöhen besonders wirtschaftlich, sofern der Mehrpreis für die speziellen Gitterträger geringer ist als die Kosten für eine Montageunterstützung <ref name = "Q1"></ref>.

In der Regel sind die Decken einachsig gespannt und schlaff bewehrt. Es lassen sich wirtschaftliche Stützweiten bis 7,50 m erreichen. Mit zweiachsig gespannten Decken können Stützweiten bis 10 m erreicht werden <ref name = "Q12"></ref>. Vorgespannte Elementdecken werden ebenfalls angeboten, mit denen noch größere Stützweiten realisiert werden können. Die Herstellung von Elementdecken (Halbfertigteil) bringt im Vergleich zur Anwendung von Vollfertigteil-Deckensystemen eine längere Bauzeit mit sich. Jedoch können aufgrund des geringen Gewichtes großflächigere Elemente verbaut werden, die weniger [[Fertigteile - Transport und Montage#Elementfugen|Fugen]] und kaum vertikale Versprünge mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>.

==Vor- und Nachteile==

===Qualitätsverbesserung===

Vorteilhaft bei der Werksfertigung ist, dass die Produktion nicht der Witterung ausgesetzt ist. Somit entstehen bessere Arbeitsbedingungen, die eine höhere Arbeitsleistung der Arbeiter*innen und auch eine bessere Qualität der Bauteile im Vergleich zur Ortbetonbauweise mit sich bringen. Bei der [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung von Fertigteilen]] sorgen unter anderem die eingesetzten Typen- und Stahlschalungen für eine exakte Maßhaltigkeit. Durch den [[Fertigteile - Herstellung#Beton im Fertigteilbau|werksseitig hergestellten Beton]] lässt sich eine sehr hohe Betonqualität erzielen. Des Weiteren lassen sich nur im Fertigteilwerk strukturierte und farblich gestaltete Bauteile nach architektonischen Vorgaben, wie es zum Beispiel bei [[Fertigteile - Übersicht#Sandwich-Fassadenplatten|Fassadenplatten]] der Fall ist, realisieren <ref name = "Q1"></ref>.

===Herstellungskosten===

Um die anfallenden Kosten bei der Herstellung von Fertigteilen zu senken, werden gut konstruierte und durchdachte Schalungen eingesetzt, die bei großen Serien mehrfach verwendet werden können. Die mögliche Mechanisierung und Automatisierung im Werk sorgt für eine wesentlich schnellere Fertigung der Bauteile. Durch den Einbau der Fertigteile werden die Kosten auf der Baustelle zusätzlich durch nur selten oder gar nicht benötigte Gerüste reduziert.
Einen weiteren Vorteil bringen die dünn ausgeführten Bauteilquerschnitte mit sich. Anstatt einfacher Rechteckquerschnitte werden beispielsweise an die höhere Betonqualität angepasste T-Querschnitte verwendet. Diese erfüllen genauestens die statischen Erfordernisse und sorgen so für eine Material- und Gewichtsersparnis <ref name = "Q1"></ref>.

Ein großer Nachteil der Fertigteile ist der [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transport]] und die damit verbundenen Kosten. Zunächst muss überhaupt eine Zufahrt zu der Baustelle vorhanden sein. Um die Transportkosten im Rahmen zu halten, lohnt sich der Einsatz von werksseitig hergestellten Bauteilen oft nur in einem gewissen Aktionsradius. Allerdings stellt dies nur noch begrenzt ein Problem dar, denn heutzutage sind leistungsfähige Fertigteilwerke überall dort flächendeckend anzutreffen, wo auch eine gewisse Nachfrage besteht <ref name = "Q1"></ref>.

===Bauzeit===

Durch das Errichten eines Bauwerkes mit Hilfe von Fertigteilen wird die Bauzeit drastisch verkürzt. Dies liegt daran, dass die benötigten Bauteile (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Fundamente|Fundamente]], [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Binder]]) das ganze Jahr über produziert werden können. Allerdings wird bei der Werksfertigung eine gewisse Vorlaufzeit benötigt, um die Fertigteile zu produzieren. Die anschließende [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] kann innerhalb kürzester Zeit (auch im Winter) auf der Baustelle und ohne eine aufwendige Baustelleneinrichtung erfolgen. Dank der verkürzten Bauzeit lassen sich Finanzierungskosten einsparen. Des Weiteren profitieren beispielsweise Industriebauten von frühzeitigeren Nutzungserträgen. Bei einem Bauwerk, welches nicht aus einem Standard-Fertigteilsystem besteht, ist der Planungsaufwand jedoch oftmals sehr hoch <ref name = "Q1"></ref>.

==Regeln und Normen==

Um einen guten Überblick zu den aktuell gültigen Normen und Richtlinien zu erlangen, wird an dieser Stelle auf das Buch „Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau“ verwiesen <ref name = "Q13"> Alfred Steinle, Hubert Bachmann, Mathias Tillmann, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 3. Auflage, Berlin, 2018 </ref>. Dort sind nationale, europäische und internationale Normen aufgeführt. Informationen zu den Richtlinien des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb), Merkblätter der Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e.V. sowie des Deutschen Beton- und Bautechnik-Verein e.V. sind ebenfalls enthalten. Die Anwendung dieser Normen und Richtlinien in Bezug auf die Bemessung und Konstruktion von Stahl- und Spannbetontragwerken sind im [[Eurocode - Übersicht|Eurocode]] 2 festgehalten <ref name = "Q14"> Frank Fingerloos, Josef Hegger, Konrad Zilch, Eurocode 2 für Deutschland DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit Nationalem Anhang Kommentierte Fassung. 2. Auflage, Berlin, 2016 </ref>.

==Quellen==

<references/>

{{Seiteninfo
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|Status = Seite geprüft, inhaltlich Ok|}}

[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]

Fertigteile - Übersicht

2023-11-20T13:13:55Z

AFoerster: /* Rippenplatte */

[[Datei:Fertigteilübersicht.jpg|right|thumb|450px|Lagerung verschiedener Betonfertigteile 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Diese Seite soll einen allgemeinen Überblick zu Betonfertigteilen geben. Fertigteile sind Bauteile, welche aus Beton, Stahlbeton oder Spannbeton bestehen und in einem Betonfertigteilwerk hergestellt werden. Nach der Fertigung werden diese zur Baustelle geliefert und montiert. Neben den normalen Fertigteilen gibt es auch noch so genannte Halbfertigteile. Diese werden zum Teil in einem Betonwerk vorproduziert, dann zur Baustelle geliefert und vor Ort fertiggestellt (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Elementdecke]]).

Die Fertigteilbauweise bringt einige Besonderheiten im Vergleich zu der Ortbetonbauweise mit sich. Beispielsweise kommen bei der Werksfertigung nur Betone mit hoher Festigkeitsklasse (C30/37 und höher) zum Einsatz. Im Betonwerk hergestellte Fertigteile haben eine sehr gute Bauteilqualität. Außerdem können die Herstellkosten und die Bauzeit für ein Bauwerk reduziert werden.

==Fundamente==

Im Fertigteilbau wird zwischen Köcher- und Blockfundamenten unterschieden. Beide Varianten stellen eine Steckverbindung zwischen Stütze und Fundament dar. Die Begriffsbildung ist hier jedoch nicht einheitlich. In <ref name = "Q14"></ref> werden z. B. beide Fundamenttypen unter dem Begriff "Köcherfundament" zusammengefasst. Auf der Baustelle werden die Fertigteilfundamente in der Regel auf einer Sauberkeitsschicht aus Magerbeton und einer darüber liegenden, ca. 3 cm starken Ausgleichsschicht aus Sand positioniert. Anschließend werden die [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Fertigteilstützen]] in die dafür vorgesehenen Fundamentaussparungen eingestellt und vermörtelt. Mithilfe dieser Verbindung lassen sich die am Stützenfuß entstehenden Schnittgrößen in die [[Fundamente|Fundamente]] einleiten. Somit kann auf eine klassische zugfeste Verbindung zwischen Stütze und Fundament mittels Anschlussbewehrung verzichtet werden <ref name = "Q2"> Peter Bindseil, Stahlbetonbau Fertigteile nach Eurocode 2 - Konstruktion - Berechnung - Ausführung, 4. Auflage, Köln, 2012 </ref>.

===Köcherfundamente===
Köcherfundamente bestehen aus einem Fundamentquader und einem oben aufgesetzten Becher, welcher innen eine glatte oder verzahnte Oberfläche aufweist <ref name = "Q1"> Hubert Bachmann, Alfred Steinle, Volker Hahn, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 2. aktualisierte Auflage, Berlin, 2010 </ref>. Bei einem glatten (unverzahnten) Köcher wird die Stützennormalkraft per Spitzendruck in das Fundament eingeleitet. Diese Variante erfordert einen dicken Fundamentquader, welcher eine große Bauhöhe und großes Gewicht mit sich bringt. Besonders wichtig ist die Kraftübertragung zwischen Stütze und Fundament. Hierfür ist ein verzahnter Köcher wesentlich besser geeignet als ein unverzahnter. Bei verzahnten Köcherfundamenten werden die Kräfte über die gesamte Höhe der Verzahnung (Mantelreibung) eingeleitet <ref name = "Q2"></ref>. Wenn aus bestimmten Gründen keine kompletten Fundamente benötigt werden, können einzelne Köcherhälse zum Einsatz kommen. Diese werden als Fertigteil (genauer: Halbfertigteil) auf die Baustelle geliefert und in die vor Ort hergestellte Bodenplatte eingebaut <ref name = "Q3"> Oberndorfer, Typenblatt Köcherhälse, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/fundamente/koecherhaelse?export=pdf </ref>. Die Köcherverzahnung kann mit Hilfe einer verlorenen Schalung hergestellt werden. Typische Schalkörper sind trapezförmige Blechschalungen, gewellte Vierkantblechrohre oder Kunststoffschalungskästen <ref name = "Q2"></ref><ref name = "Q1"></ref>.

===Blockfundamente===

Das Blockfundament ist eine Alternative zum Köcherfundament. Es besteht ebenfalls aus einem dicken Fundamentblock, hat aber anstelle eines aufgesetzten Köchers einen eingelassenen Köcher. Somit lassen sich geringere Fundamentabmessungen und eine flachere Gründung realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Die Kraftübertragung muss aufgrund der geringen Fundamentstärke unterhalb der Stütze per Mantelreibung erfolgen. Deshalb ist eine horizontal umlaufende Verzahnung am Stützenfuß und in der Fundamentaussparung zwingend notwendig <ref name = "Q2"></ref>. Generell lässt sich sagen, dass die Herstellung eines Blockfundamentes um einiges wirtschaftlicher ist als die eines Köcherfundamentes. Denn auf den schalungs- und bewehrungstechnischen Aufwand des aufgesetzten Köchers kann verzichtet werden <ref name = "Q1"></ref>. Durch den eingelassenen Köcher lässt sich im Vergleich zu einem aufgesetzten Köcher auch etwas Beton einsparen. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn das Fundament im eingebauten Zustand nicht allzu große Biegemomente aufnehmen muss. Sollte dies doch der Fall sein, muss mehr Beton zum Einsatz kommen. Des Weiteren besteht durch eine zu geringe Fundamentstärke unterhalb der Stütze, einer zu hohen Stützeneigenlast und einem noch nicht ausgehärteten Mörtel die Gefahr des [[Durchstanzen|Durchstanzens]] <ref name = "Q2"></ref>.

==Stützen==

[[Datei:Fertigteilstütze.jpg|right|thumb|250px|liegende Fertigteilstuetze inklusive Konsolen und Fundament 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonfertigteilstützen finden im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten Anwendung. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Tragstruktur von Bauwerken und sorgen für den vertikalen Lastabtrag. Standardmäßige Fertigteilstützen haben einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt, aber auch Sonderformen wie beispielsweise runde oder ovale Querschnitte sind möglich.

===Stützen mit rechteckigem Querschnitt===
Rechteckige und quadratische Stützen werden meistens liegend in einer Schalung gefertigt. Standardmäßige Stahlbetonrechteckstützen können eine Stützenlänge von bis zu 34 m und eine Kantenlänge von 0,20 m bis 1,30 m aufweisen <ref name = "Q4"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonstützen, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetonstuetzen/stahlbetonstuetzen-eckig?export=pdf </ref>. In Sonderfällen können die Stützenlänge und die Querschnittsabmessungen variieren. Generell lässt sich sagen, dass bei Industrie- und Gewerbebauten hauptsächlich der Rechteckquerschnitt verwendet wird. Bei Geschossbauten des üblichen Hochbaus wird die quadratische Form mit konstantem Querschnitt über alle Geschosse bevorzugt. Dies hat den Vorteil, dass mit Hilfe von Konsolen einheitliche Auflagerungs- und Anschlusspunkte gebildet werden können. Bei der Herstellung ist es schalungstechnisch am günstigsten, wenn man Konsolen möglichst nur an zwei gegenüberliegenden Seiten oder an drei Seiten anordnet. Stützen mit vierseitigen Konsolen sind schalungs- und bewehrungstechnisch sehr aufwändig und werden daher nur in seltenen Ausnahmefällen hergestellt. Geschossbauten mit bis zu fünf Stockwerken können mit durchgehenden Stützen errichtet werden, ohne dass diese gestoßen werden müssen. <ref name = "Q1"></ref>.

===Stützen mit rundem Querschnitt===

Der Einsatz von runden Stützen hat sich in der Baubranche ebenfalls etabliert. Häufig werden sie trotz ihrer höheren Fertigungskosten als gestalterisches Element eingesetzt. Sie können in einer stehenden Schalung gefertigt werden, haben dann jedoch den Nachteil, dass sie nur geschosshoch ausgeführt werden können. Dementsprechend müssen sie für den Einsatz bei Geschossbauten oft gestoßen werden. Eine besondere Art von Stahlbetonfertigteilen ist die Schleuderbetonstütze. Sie wird liegend im Schleuderverfahren gefertigt und weist im Inneren einen Hohlraum auf. Mit diesem Fertigungsverfahren können runde, quadratische und ovale Stützen gefertigt werden. Des Weiteren lässt sich eine hohe Betonfestigkeit und eine gute Sichtbetonqualität realisieren <ref name = "Q1"></ref>. Standardmäßige runde Schleuderbetonstützen können einen Durchmesser von 0,20 m bis zu 1,10 m aufweisen. Stützenlängen von bis zu 30 m sind möglich. In Sonderfällen können die Stützenlänge und der Stützendurchmesser variieren. <ref name = "Q5"> spannverbund, Stützenabmessungen, https://www.spannverbund.com/wp-content/uploads/2022/02/211213_Vorbemessungstabelle-Schleuderbetonstuetze.pdf </ref>.

==Wandelemente==

Fertigteilwandelemente kommen im Industrie- und Gewerbebau sowie bei Geschossbauten zur Anwendung und ermöglichen schnelles und wirtschaftliches Bauen. Typische Fertigteile sind Elementwände oder Sandwich-Fassadenplatten.

===Elementwände===

[[Datei:Elementwand auf Kipptisch.jpg|right|thumb|250px|Elementwand auf Kipptisch 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Elementwände werden im üblichen Hochbau als Außen- oder Innenwände eingesetzt <ref name = "Q6"> Stefan Bar, Karsten Ebeling, Gottfried C.O. Lohmeyer, Lohmeyer Stahlbetonbau Bemessung - Konstruktion - Ausführung, 9. Auflage, Wiesbaden, 2013 </ref>. Sie bestehen aus zwei bewehrten Stahlbetonschalen, die durch [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträger]] miteinander verbunden sind und nach der [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] am Einsatzort mit Ortbeton verfüllt werden (Halbfertigteil) <ref name = "Q7"> Oberndorfer, Typenblatt Hohlwandelemente, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/hwe-hohlwandelemente/hwe-hohlwandelemente?export=pdf </ref>. Um einen ausreichenden Verbund mit dem Ortbeton (Kernbeton) herzustellen, müssen die Innenseiten der beiden Stahlbetonschalen im Werk mit einer kornrauen Oberfläche ausgebildet werden. Die Elementwände gibt es mit unbewehrtem und bewehrtem Kernbeton. Beide Varianten sind in der Lage, vertikale und horizontale Lasten zu übertragen. Bei unbewehrten Wänden ist lediglich eine Transport- und Montagebewehrung erforderlich. Anders ist es bei den bewehrten Wänden. Hier darf die statisch erforderliche Bewehrung teilweise oder komplett in den beiden Stahlbetonschalen angeordnet werden. Die statisch erforderliche Bewehrung ist an den Plattenstößen, Wandecken und Wandanschlüssen zu verbinden oder durch zusätzlich eingelegte Bewehrungsstähle im Kernbeton zu übergreifen <ref name = "Q6"></ref>.

Die Elementwände werden meist liegend auf Kipptischen oder vertikal in Batterieschalungen mit Längen von 6,0 m und in besonderen Fällen sogar bis zu 12,0 m hergestellt. Die Breite der Elementwände wird durch die mögliche [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transportbreite oder -höhe]] bestimmt. Der Abstand zwischen den Stahlbetonschalen muss mindestens 7 cm betragen, um ein einwandfreies Betonieren vor Ort zu ermöglichen <ref name = "Q6"></ref>. Die Stahlbetonschalen selbst sind ca. 5 – 7 cm stark <ref name = "Q7"></ref>.

===Sandwich-Fassadenplatten===

[[Datei:Sandwichplatte.jpg|right|thumb|250px|Sandwichplatte 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Die dreischichtigen Sandwichplatten bestehen aus Vorsatzschale (Außenseite), Wärmedämmung (Kerndämmung) und Tragschicht (Innenseite) <ref name = "Q1"></ref>. Verbaut werden sie überall dort, wo große Fassaden mit guter Wärmedämmung und Sichtbeton als Fassadengestaltung gewünscht sind. Die einzelnen Schichtstärken sind je nach Anforderung frei wählbar <ref name = "Q8"> Oberndorfer, Typenblatt Sandwich Fassadenplatten, https://www.oberndorfer.com/wandsysteme/sandwich-fassadenplatten/sandwich-fassadenplatten?export=pdf </ref>. Die Sandwichplatten werden in einem Arbeitsgang hergestellt und als Ganzes montiert <ref name = "Q1"></ref>. Befestigt werden sie mit Hilfe von [[Fertigteile - Transport und Montage#Ankerschienen|Ankerschienen]] an den Bauwerksstützen <ref name = "Q8"></ref>. Um einen guten Flächenkontakt innerhalb des Sandwichelementes zu gewährleisten, werden Vorsatzschale und Tragschicht mittels korrosionsbeständiger Anker zusammengehalten <ref name = "Q6"></ref>. Als Dämmschicht werden häufig Polystyrol- oder Polyurethan-Hartschaumplatten verwendet <ref name = "Q1"></ref>.

Es gilt zu beachten, dass wegen der Temperaturunterschiede zwischen Außen- und Innenseite in der Vorsatzschale Verwölbungen auftreten können. Dies geschieht, weil die Tragschicht die Raumtemperatur annimmt, die Vorsatzschale jedoch aufgrund der Witterung häufigen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Aus diesem Grund sind bei der Bemessung die Einflüsse aus Temperatur, Feuchtigkeit, Austrocknen und [[Schwinden]] in ihrem zeitlichen Verlauf zu berücksichtigen. Um vertikale und horizontale Lasten zu übertragen, müssen die Trag- und Vorsatzschale bewehrt und mittels Anker verbunden sein. Um eine ausreichende [[Betondeckung]] in der Vorsatzschicht zu gewährleisten, darf die Bewehrung nur einlagig angeordnet werden <ref name = "Q6"></ref>. Die Sandwichelemente sind in der Regel 24 - 47 cm breit. Dabei beansprucht die Tragschale ca. 12 - 25 cm, die Dämmschicht ca. 6 - 14 cm und die Vorsatzschale ca. 6 - 8 cm <ref name = "Q8"></ref>. Sie werden liegend auf Schalungspaletten hergestellt. So können strukturierte und ausgewaschene Oberflächen erzielt werden <ref name = "Q1"></ref>.

==Träger und Binder==

[[Datei:Fertigteilträger.jpg|right|thumb|250px|Fertigteiltraeger 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Balkenelemente wie Fertigteilträger und Binder aus Stahlbeton bilden zusammen mit den [[Stahlbetonstütze - Übersicht|Stützen]] häufig die Tragstruktur eines Bauwerkes. Sie dienen dabei hauptsächlich als horizontale Tragelemente zur Auflagerung von [[Fertigteile - Übersicht#Deckenelemente|Decken-]] und Dachelementen sowie als Aussteifung des Bauwerks.

===Träger===

Stahlbetonträger gibt es in verschiedenen Querschnittsformen, darunter rechteckige, L-förmige und kreuzförmige Profile. Die Abmessungen der Träger sind in der Regel auf eine Breite von 1,50 m und eine Höhe von 1,80 m begrenzt. In Spannbetonbauweise können Längen bis zu 34 m erreicht werden. Um haustechnische Leitungen im Gebäudeinneren unterzubringen, werden häufig runde und eckige Aussparungen in den Trägern angeordnet <ref name = "Q9"> Oberndorfer, Typenblatt Stahlbetonträger, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbetontraeger/stahlbetontraeger?export=pdf </ref>.

===Binder===

[[Datei:20211018 115534-min.jpg|right|thumb|250px|Fertigteilbinder 
(Foto von BWS Betonwerk Schwerin GmbH & Co. KG)]]

Stahlbetonbinder tragen die Dacheindeckung. Diese besteht bei Industrie- und Gewerbebauten für gewöhnlich aus Trapezblechprofilen oder Porenbetonplatten. Die Binder gibt es als I- und T-Profile, wobei das T-Profil die wirtschaftlichere Querschnittsform darstellt <ref name = "Q1"></ref>. Aus statischen Gründen wird eine Stegbreite von 0,50 m und eine Gurtbreite von 1,00 m sowie eine Höhe von 2,50 m nur in Ausnahmefällen überschritten. Wirtschaftliche Spannweiten für Stahlbetonbinder sind 12 bis 24 m <ref name = "Q10"> Oberndorfer, Typenblatt I-Binder, https://www.oberndorfer.com/konstruktive-fertigteile/stahlbeton-spannbetonbinder/i-binder?export=pdf </ref>. Mit vorgespannter Bewehrung sind Spannweiten bis zu 40 m möglich. Die Dachneigung kann durch eine Schrägstellung des Binders oder durch unterschiedliches Ausklinken der Pfetten erreicht werden. Aussparungen für haustechnische Leitungen sind ebenfalls möglich <ref name = "Q1"></ref>.

==Deckenelemente==

===Fertigdecke===

Die Fertigdecke wird voll maschinell hergestellt und ist, wenn sie in hohen Stückzahlen produziert wird, eines der wirtschaftlichsten Deckensysteme. Die Hohlräume bringen bis zu 40 % Material- bzw. Gewichtsersparnis gegenüber Massivplatten. Es wird grundsätzlich zwischen schlaff bewehrten und vorgespannten Platten unterschieden.
Schlaff bewehrte Fertigdecken werden in einer speziellen Betonier- und Rohrziehanlage im [[Fertigteile - Herstellung#Umlaufverfahren|Umlaufverfahren]] hergestellt. In der Regel ist hier eine Längs-, Quer- und Bügelbewehrung erforderlich. Die Fertigdecken gibt es mit einer Breite bis 2,50 m, einer Deckenstärke bis 0,30 m und einer Spannweite bis zu 10 m <ref name = "Q1"></ref>.
Bei einer vorgespannten Fertigdecke besteht die Bewehrung ausschließlich aus längs vorgespannten Drähten oder Litzen. Die Herstellung kann mit Hilfe von Extrudern oder Gleitfertigern auf langen Spannbahnen ([[Fertigteile - Herstellung#Bahnenfertigung|Bahnenfertigung]]) erfolgen <ref name = "Q2"></ref>. Die Spannbetonhohlplatten haben eine maximale Breite von 1,20 m, eine Deckenstärke von 0,16 – 0,50 m und eine Spannweite bis zu 22 m <ref name = "Q11"> Oberndorfer, Typenblatt VSD Spannbetonhohldielen, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/vsd-vorgespannte-hohldiele/vsd-spannbetonhohldielen?export=pdf </ref>.

===Rippenplatte===

Durch die Kombination von Platte und Unterzug entsteht eine so genannte TT-Doppelsteg-Platte, die in der Lage ist, wesentlich größere Spannweiten zu überbrücken und größere Lasten abzutragen als eine ebene Vollplatte <ref name = "Q2"></ref>. Sie wird mit schlaffer Bewehrung in langen Schalungen oder vorgespannt in einem Spannbett gefertigt <ref name = "Q1"></ref>.

Um im eingebauten Zustand eine ausreichende Übertragung von Schub- und Querkräften zu ermöglichen, wird eine Fugenverzahnung erzeugt, in dem die seitliche Schalung des Plattenrandes eine profilierte Oberfläche erhält. Des Weiteren lässt sich die gewünschte Platten- und Stegbreite mit Hilfe einer seitlich verstellbaren Seitenschalung einstellen <ref name = "Q2"></ref>. Um die Elemente nach dem Erhärten aus der starren Schalung zu heben, haben die Stege in der Regel einen nach unten verjüngten Querschnitt (1:20). Die Platten werden meistens mit einem 6 cm starken Plattenspiegel gefertigt, der als verlorene Schalung für die später aufgebrachte Ortbetonschicht dient. Die Ortbetonschicht wird ebenfalls bewehrt, um unter anderem eine Scheibenwirkung zu erzielen <ref name = "Q1"></ref>.

Die TT-Doppelstegplatten können mit einer Breite bis 3,00 m, einer Höhe bis 0,80 m und einer maximalen Spannweite bis 25 m hergestellt werden. Die Stege haben einen maximalen Achsabstand von 1,30 m.
Um Bauhöhe zu sparen, können die Stege im Bereich des Auflagers etwas ausgeklinkt werden. Die sogenannte Spiegelauflagerung hat die Besonderheit, dass der Steg bis zur Unterkante der Platte ausgeklinkt wird. Dies ist nur sinnvoll, wenn auch nur sehr geringe Auflagerkräfte wirken <ref name = "Q2"></ref>.
Es können auch einstegige T-Platten hergestellt werden. Diese finden ihre Anwendung als Auswechselplatte in Deckensystemen mit TT-Platten oder werden als stehende Wandelemente für Hochregallager eingesetzt <ref name = "Q1"></ref>.

===Elementdecke===

Bei der [[Elementdecken - Begriffe|Elementdecke]] (Gitterträgerdecke) handelt es sich um eine ca. 5 cm starke Fertigteilplatte mit einer Breite bis 3 m <ref name = "Q12"> Oberndorfer, Typenblatt Elementdecke, https://www.oberndorfer.com/deckensysteme/ed-elementdecke/elementdecke?export=pdf </ref>. Diese Fertigteilplatte enthält bereits ihre statisch erforderliche untere Bewehrung und dient später als Schalung für den Ortbeton. Um die dünnen Fertigteilplatten gut handhaben zu können, werden sie mit biegesteifer Bewehrung in Form von [[Gitterträger nach Zulassung|Gitterträgern]] versehen. Im Montagezustand dient der freiliegende Obergurt der Gitterträger als Druckzone. Die beiden bereits einbetonierten Untergurte können der statisch erforderlichen Zugbewehrung angerechnet werden. Eine ausreichende Verbindung zwischen Fertigteil und Ortbeton wird durch die diagonalen Streben der Gitterträger und die raue Oberseite der Platte gewährleistet. So kann die Decke im Prinzip wie eine in einem Arbeitsgang hergestellte Ortbetonplatte bemessen werden. Um eine Durchlaufwirkung der Decke zu erreichen, kann auf der Baustelle einfach eine obere Bewehrung auf die Gitterträger montiert werden.

Mittels spezieller Gitterträger können Elementdecken mit 5 m Spannweite ohne Montageunterstützung verbaut werden. Die speziellen Gitterträger bestehen aus U-förmigen und knickstabilen Stahlblechprofilen anstelle von stabförmigen Obergurten. Diese Deckenart ist bei Bauwerken mit großen Geschosshöhen besonders wirtschaftlich, sofern der Mehrpreis für die speziellen Gitterträger geringer ist als die Kosten für eine Montageunterstützung <ref name = "Q1"></ref>.

In der Regel sind die Decken einachsig gespannt und schlaff bewehrt. Es lassen sich wirtschaftliche Stützweiten bis 7,50 m erreichen. Mit zweiachsig gespannte Decken können Stützweiten bis 10 m erreicht werden <ref name = "Q12"></ref>. Vorgespannte Elementdecken werden ebenfalls angeboten, mit denen noch größere Stützweiten realisiert werden können. Die Herstellung von Elementdecken (Halbfertigteil) bringt im Vergleich zur Anwendung von Vollfertigteil-Deckensystemen eine längere Bauzeit mit sich. Jedoch können aufgrund des geringen Gewichtes großflächigere Elemente verbaut werden, die weniger [[Fertigteile - Transport und Montage#Elementfugen|Fugen]] und kaum vertikale Versprünge mit sich bringen <ref name = "Q2"></ref>.

==Vor- und Nachteile==

===Qualitätsverbesserung===

Vorteilhaft bei der Werksfertigung ist, dass die Produktion nicht der Witterung ausgesetzt ist. Somit entstehen bessere Arbeitsbedingungen, die eine höhere Arbeitsleistung der Arbeiter*innen und auch eine bessere Qualität der Bauteile im Vergleich zur Ortbetonbauweise mit sich bringen. Bei der [[Fertigteile - Herstellung|Herstellung von Fertigteilen]] sorgen unter anderem die eingesetzten Typen- und Stahlschalungen für eine exakte Maßhaltigkeit. Durch den [[Fertigteile - Herstellung#Beton im Fertigteilbau|werksseitig hergestellten Beton]] lässt sich eine sehr hohe Betonqualität erzielen. Des Weiteren lassen sich nur im Fertigteilwerk strukturierte und farblich gestaltete Bauteile nach architektonischen Vorgaben, wie es zum Beispiel bei [[Fertigteile - Übersicht#Sandwich-Fassadenplatten|Fassadenplatten]] der Fall ist, realisieren <ref name = "Q1"></ref>.

===Herstellungskosten===

Um die anfallenden Kosten bei der Herstellung von Fertigteilen zu senken, werden gut konstruierte und durchdachte Schalungen eingesetzt, die bei großen Serien mehrfach verwendet werden können. Die mögliche Mechanisierung und Automatisierung im Werk sorgt für eine wesentlich schnellere Fertigung der Bauteile. Durch den Einbau der Fertigteile werden die Kosten auf der Baustelle zusätzlich durch nur selten oder gar nicht benötigte Gerüste reduziert.
Einen weiteren Vorteil bringen die dünn ausgeführten Bauteilquerschnitte mit sich. Anstatt einfacher Rechteckquerschnitte werden beispielsweise an die höhere Betonqualität angepasste T-Querschnitte verwendet. Diese erfüllen genauestens die statischen Erfordernisse und sorgen so für eine Material- und Gewichtsersparnis <ref name = "Q1"></ref>.

Ein großer Nachteil der Fertigteile ist der [[Fertigteile - Transport und Montage#Transport|Transport]] und die damit verbundenen Kosten. Zunächst muss überhaupt eine Zufahrt zu der Baustelle vorhanden sein. Um die Transportkosten im Rahmen zu halten, lohnt sich der Einsatz von werksseitig hergestellten Bauteilen oft nur in einem gewissen Aktionsradius. Allerdings stellt dies nur noch begrenzt ein Problem dar, denn heutzutage sind leistungsfähige Fertigteilwerke überall dort flächendeckend anzutreffen, wo auch eine gewisse Nachfrage besteht <ref name = "Q1"></ref>.

===Bauzeit===

Durch das Errichten eines Bauwerkes mit Hilfe von Fertigteilen wird die Bauzeit drastisch verkürzt. Dies liegt daran, dass die benötigten Bauteile (z. B. [[Fertigteile - Übersicht#Fundamente|Fundamente]], [[Fertigteile - Übersicht#Stützen|Stützen]], [[Fertigteile - Übersicht#Träger und Binder|Binder]]) das ganze Jahr über produziert werden können. Allerdings wird bei der Werksfertigung eine gewisse Vorlaufzeit benötigt, um die Fertigteile zu produzieren. Die anschließende [[Fertigteile - Transport und Montage#Montage|Montage]] kann innerhalb kürzester Zeit (auch im Winter) auf der Baustelle und ohne eine aufwendige Baustelleneinrichtung erfolgen. Dank der verkürzten Bauzeit lassen sich Finanzierungskosten einsparen. Des Weiteren profitieren beispielsweise Industriebauten von frühzeitigeren Nutzungserträgen. Bei einem Bauwerk, welches nicht aus einem Standard-Fertigteilsystem besteht, ist der Planungsaufwand jedoch oftmals sehr hoch <ref name = "Q1"></ref>.

==Regeln und Normen==

Um einen guten Überblick zu den aktuell gültigen Normen und Richtlinien zu erlangen, wird an dieser Stelle auf das Buch „Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau“ verwiesen <ref name = "Q13"> Alfred Steinle, Hubert Bachmann, Mathias Tillmann, Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau, 3. Auflage, Berlin, 2018 </ref>. Dort sind nationale, europäische und internationale Normen aufgeführt. Informationen zu den Richtlinien des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb), Merkblätter der Fachvereinigung Deutscher Betonfertigteilbau e.V. sowie des Deutschen Beton- und Bautechnik-Verein e.V. sind ebenfalls enthalten. Die Anwendung dieser Normen und Richtlinien in Bezug auf die Bemessung und Konstruktion von Stahl- und Spannbetontragwerken sind im [[Eurocode - Übersicht|Eurocode]] 2 festgehalten <ref name = "Q14"> Frank Fingerloos, Josef Hegger, Konrad Zilch, Eurocode 2 für Deutschland DIN EN 1992-1-1 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit Nationalem Anhang Kommentierte Fassung. 2. Auflage, Berlin, 2016 </ref>.

==Quellen==

<references/>

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[[Kategorie:Grundlagen/Begriffe-Stahlbetonbau]]