SySpro-News: August 2019

PDF-Download (Printversion, DIN A4, 1.700kB)

Sicher, schnell, umfassend:

Hohe Qualitätsstandards in der Produktion, eine zuverlässige Sicherheit während der Montage und der umfassende Service: Bei der SySpro endet die Produktphilosophie nicht am Werkstor, sondern reicht bis zum Verwender auf der Baustelle und ins fertige Bauwerk hinein. Daher werden alle Bauteile und Komponenten kontinuierlich in ihrer Qualität überwacht, umfangreich getestet und weiterentwickelt. Aktuell steht mit einer verbesserten Einbauanleitung und dem Transportanker „TSH 3“ der Bereich der Montagesicherheit im Fokus.

Die SySpro ist eine Qualitätsgemeinschaft. Das bedeutet: Die Güte aller eingesetzten Bauteile und Produkte sowie die Sicherheit auf der Baustelle haben oberste Priorität. So hat die SySpro beispielsweise bereits 1990 mit „HiQ“ ein eigenes Markenzeichen etabliert, dessen Richtlinien strenge Standards für Produktionsabläufe und die Produktqualität für alle Mitgliedswerke definiert. Die nach HiQ überwachten Kriterien werden laufend überarbeitet, um so eine Qualität über den gültigen Normen zu sichern. Diese fortwährende Überwachung der Produkte und Qualitätsstandards betreffen selbstverständlich sowohl die Herstellungsprozesse als auch die Montage auf der Baustelle. Daher gibt die SySpro unter anderem detaillierte Einbauanleitungen für ihre Bauteile heraus und entwickelt essentielle Montagehilfsmittel, wie zum Beispiel Transportanker, weiter. Vor allem den Transportankern kommt in der Einbauphase eine besondere Bedeutung zu, denn sie müssen beim Aufrichten, Drehen und Absetzen der Betonbauteile enorme Lasten aushalten, um einerseits die Sicherheit der Menschen auf der Baustelle nicht zu gefährden und andererseits die Wandelemente unbeschadet an ihren vorgesehenen Einbauort zu bringen.


Verwendung und Bemessung von Transportankern

Transportanker kommen beim Heben, Transportieren und Versetzen von Betonfertigteilen zum Einsatz und dienen ausschließlich als Anschlagpunkte zum Befestigen des Fertigelements. Sie werden im Werk in die Schalung eingebracht, anschließend einbetoniert und so auf Dauer im Bauteil verankert. Für jede Bauart eines Transportankers oder -systems veröffentlicht der Hersteller spezielle Einbau- und Verwendungsanleitungen, die auch auf der Montagebaustelle zur Verfügung stehen müssen.


Einbau des Transportankers Typ „TSH“ im Betonfertigteilwerk

Die Bemessung der Tragfähigkeit von Transportankern in Stahlbetonfertigteilen ist vom Eurocode 2 (der für diese Bauteile geltenden Bauvorschrift) explizit ausgenommen mit dem Hinweis auf die Einhaltung der DGUV Regel 101-001 (BGR 106) „Sicherheitsregeln für Transportanker und -systeme von Betonfertigteilen“ der Bau-Berufsgenossenschaft. Allerdings entspricht diese in ihren Grundzügen dem Stand des Wissens in der Befestigungstechnik von vor mehr als 25 Jahren. Daher haben 2011 zwei deutsche Fachverbände, die VDI-Gesellschaft Bautechnik und der Bundesverband Bausysteme, die Richtlinie VDI/BV-BS 6205 „Transportanker und Transportankersysteme für Betonfertigteile“ erstellt. Sie legt zeitgemäße Bemessungsregeln für Transportanker in massiven Betonbauteilen dar. (Für den Einsatz in Doppelwänden ist diese VDI/BV-BS-Richtlinie zwar nicht unmittelbar gültig, dennoch ist eine interpretierende Berücksichtigung der neuen Regelungen im Sinne der SySpro-Produktphilosophie naheliegend.) 2014 fiel der Transportanker unter die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG. Demnach müssen Transportanker und Transportankersysteme den Belastungen, denen sie im Betrieb ausgesetzt sind, standhalten können. Daher sind vom Hersteller alle vorgesehenen Widerstände der Transportanker und -systeme für den jeweiligen Anwendungsbereich ingenieurmäßig nachzuweisen. Der Nachweis der Tragfähigkeit wird für alle Einwirkungen, Beanspruchungsrichtungen und mögliche Versagensarten in der Regel durch Baumusterprüfungen geführt.

VomS3“ zum „TSH“

Die Kennzeichnung und Sicherheitsvorschriften für Transportanker im Betonfertigteilbau beziehen sich auf ein nicht leicht zu durchschauendes Geflecht aus europäischen und nationalen Regelwerken. Sie schreiben unter anderem den Herstellern vor, dass jede Transportankerbauart auf ihre Eignung und Sicherheit durch vielfältige Belastungstests zu überprüfen sind. Die SySpro hat mit dem Typ „S3“ bereits 2001 einen Transportanker für die sichere Montage der Doppelwand auf den Markt gebracht. Dieser wurde – als erster Transportanker überhaupt – mit dem Siegel „Geprüfte Sicherheit“ (GS-Zeichen) zertifiziert, das lange Zeit das führende Zeichen für die Sicherheit von Transportankern auch auf europäischer Ebene war. Die Weiterentwicklung europäischer Normen und Regelwerke verlangte aber eine Anpassung der Standards für Transportanker. Der neue Typ „S3 +glatt“ erhielt in Verbindung mit einer umfassenden Einbauanleitung Ende 2011 eine CE-Konformitätsbescheinigung vom TÜV unter Berücksichtigung der VDI-Richtlinie 6205. Das CE-Zeichen ist ein ausgereiftes System, das allen Sicherheitsbelangen Rechnung trägt und auf keinem sicherheitsrelevanten Produkt fehlen darf. Die damals angepasste Einbauanleitung enthielt auch häufig vorkommende Sonderfälle auf der Basis entsprechender Tragfähigkeitsnachweise, zum Beispiel für den Einbau in schmalen Pfeilern.
Im Jahr 2013 wurden der Transportanker und die zugehörige Einbau- und Verwendungsanleitung sowie deren Baustellentauglichkeit erneut einem Review unterzogen. Aus den daraus gewonnenen Erkenntnissen entstand eine revidierte Einbauanleitung, die ebenfalls vom TÜV geprüft und freigegeben wurde. Durch die Weiterentwicklung der europäischen Regelwerke, auch im Hinblick auf die Schweißnähte, entstand zudem der Transportankertyp „TSH“, denn schon im 2010 vorgelegten Entwurf der VDI/BV-BS-Richtlinie wurden zusätzliche Anforderungen an die Stahlgüte und Schweißverfahren gestellt. Aus diesem Grund ist die Stahlgüte beim „TSH“ einerseits auf mindestens S355J festgelegt und andererseits wird auf Schweißnähte an hochbeanspruchten

Stellen mit plastischer Verformung verzichtet. Dabei spielen übrigens auch die französischen Prüfvorschriften des CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment, Commission chargée de formuler des Avis Technique, Groupe Spécialisé n°3, Structures, planchers et autres composants structuraux) eine Rolle, die eine mehrmalige Vorbelastung des Transportankers in der Baumusterprüfung vorsieht. Ein weiterer bedeutender Vorteil des Typs „TSH“: Aufgrund seiner Weiterentwicklung eignet er sich sowohl für die SySpro-Doppelwand als auch für die Thermowand, also die gedämmte Doppelwand. Bislang wurde für die Thermowand aufgrund der möglichen Zwangsbehinderungen ein anderer Transportankertyp zugeliefert, der unterschiedliche Einbaubedingungen voraussetzte. Für die praktische Anwendung in den Werken sind zwei abweichende Einbauvorschiften aber nicht sinnvoll. Daher war die Anpassung des Transportankertyps zwangsläufig erforderlich.


Aufbau des Transportankers Typ „TSH“

Gut gerüstet für die Luftdrehung: der neue Transportanker „TSH3“

Die ingenieurmäßige Bemessung der Transportanker richtet sich nach den in der Praxis tatsächlich auftretenden Kräften, die von verschiedenen Lasten beeinflusst sind. Dazu zählt nicht nur das Eigengewicht des Betonfertigteils, sondern zum Beispiel auch die geometrische Anordnung der Transportanker im Fertigteil oder Beschleunigungskräfte beim Abheben vom Lkw. Solche einwirkenden Kräfte sind immer wieder zu überprüfen, denn das Bauen im Allgemeinen und die zugehörigen Prozesse wandeln sich stetig – aus technischen, aber auch aus wirtschaftlichen Gründen. So hat sich in der letzten Zeit zum Beispiel das Drehen von hohen Betonwandteilen auf der Baustelle verändert. Für die Montage hoher Wände (über 3 m) gab es bislang mehrere Hilfsvorrichtungen, beispielsweise Drehgestelle, um diese vom stehenden Transport auf dem Lkw in die endgültige Einbauposition aufzurichten. Dies beeinträchtigte allerdings die Montagezeit ungünstig, sodass der Vorgang für die Kranfirmen unwirtschaftlich wurde. Infolgedessen rüsteten sie die Kräne für die Luftdrehung um, indem sie Ausleger mit einer Zusatzwinde anbauten. Der modifizierte Drehvorgang beansprucht nun allerdings die Transportanker in bislang ungewohnter Weise. Somit sind veränderte Randbedingungen für diesen Montageschritt dringend nötig. Dies nahm die SySpro zum Anlass zusammen mit der TU Kaiserslautern und Spezialisten aus den eigenen Reihen, ein umfangreiches Untersuchungsprogramm zu starten mit dem Ziel, verbindliche Einbau- und Montageanleitungen für die Luftdrehung zu erhalten. Letztlich war auch der Transportanker selbst im Hinblick auf die ohnehin strapazierten Schweißnähte weiterzuentwickeln.
2016 fand die erste, vom TÜV begleitete Baumusterprüfung für den „TSH3“ unter dem für die Luftdrehung charakteristischen Schrägzug von 70° in dem SySpro-Mitgliedswerk Maba in Gerasdorf bei Wien statt. Vorher hatte der neue Transportanker bereits die üblichen Prüfungen im sächsischen Betonwerk Oschatz, ebenfalls ein SySpro-Mitglied, unter Axialzug, Schrägzug bei 45° und Querzug erfolgreich bestanden.



Bauartprüfung in Wien unter Axialzug …



… und unter Schrägzug 70°



Bauartprüfung in Oschatz unter Schrägzug 45°


Eine wesentliche Grundlage der Baumusterprüfung für die Luftdrehung war die Montagestatik für den Drehvorgang, die durch Hebeskizzen verdeutlicht wurde. Hieraus ergaben sich für die unterschiedlichen Drehwinkel die jeweiligen Seilkräfte und somit die Beanspruchungen in den diversen Richtungen für die Transportanker. Um die theoretischen Überlegungen mit den praktischen Drehvorgängen zu verifizieren, folgte ein Monitoring beim SySpro-Mitgliedswerk Beton Kemmler in Tübingen, bei dem auch die Seilkräfte gemessen wurden. Intensiv beobachteten die Ingenieure dort den Beginn des Drehvorgangs, der mit einer Entlastung des zweiten Seils an der langen Seite des Betonteils einhergeht. Dies erlaubte auch Rückschlüsse auf den Hublastfaktor. Wichtige Parameter für die praktische Handhabung, wie beispielsweise der Abstand der Seile oder die Seillängen, wurden überprüft und mündeten in einer ergänzten Einbau- und Montageanleitung. Letztere und ein Beispielvideo sind nun unter www.syspro.nu zu finden.


Monitoring der Seilkräfte und Drehwinkel in Tübingen

Auf der Basis der genannten Vorgaben für den Drehvorgang ließ sich eine theoretische Parameterstudie insbesondere für unterschiedliche Wandlängen und Einbaulagen der Transportanker erstellen. Hierbei war erkennbar, dass die Transportanker an der langen Wandseite in einem sehr engen Korridor einzubauen und – abweichend von normal hohen Wänden – mehr in Richtung der Wandecken anzuordnen sind. Die Vertikallast ist zu diesem Zeitpunkt etwas größer als das halbe Wandgewicht, was für den normalen Versetzvorgang von Wandbauteilen charakteristisch ist. Optimal ist, wenn der Abstand zur Ecke mehr als ein Viertel der Wandlänge beträgt, jedoch kleiner als ein Fünftel ist, da sonst die Neigung des Seils zur Transportankerachse zu Beginn der Drehung schon bei 30° liegt und die Tragfähigkeit rascher abnimmt als bei L/5 . Ein Vergleich mit den Tragfähigkeiten aus den Baumusterprüfungen für 0°, 45°, 70° und 90° bestätigte die zulässigen Traglasten für die Lastklasse von 30 kN. 8.084 Zeichen (inkl. Leerzeichen) zzgl. Head und Vorspann

„Avis Technique“ mit hohen Anforderungen

In Frankreich reicht es nicht aus, wenn ein Bauprodukt „nur“ die Zulassungs-anforderungen einer CE-Kennzeichnung einhält. Um dort auf den Markt zu kommen, muss das Produkt ebenfalls mit dem „Avis Technique“ ausgezeichnet sein, also zusätzliche Qua¬li¬täts¬an¬for¬de¬rungen erfüllen. An der TU Hasselt in Belgien fanden daher erweiterte Prüfungen für den „TSH3“ statt, denn dort wurde er auch für Wanddicken von 50 Zentimetern getestet. Dieser Lastfall ist nun Bestandteil der „Avis Technique“, sodass der Transportanker auch in Frankreich verwendet werden kann.


Vorbelastung des Transportankers für die französischen Bauartprüfungen


Eine wesentliche Prüfung hierfür sieht auch die Ermittlung der Steifigkeit infolge eines Temperaturzwangs vor. Bei üblichen Transportankern mit verschweißten Querbolzen, zum Beispiel beim Typ „S3“, ist die hohe Steifigkeit des verschweißten Querbolzens mit erheblichen Rissbildungen verbunden. Die Anker müssen daher – übrigens auch gemäß der deutschen Zulassung für Thermowände – nach der Wandmontage abgetrennt werden. Geschieht dies nicht, können einerseits besagte Risse in der Wand entstehen und andererseits sind auch Schäden durch die dicken Querbolzen möglich, die Wärmebrücken bilden. Hierbei zeigt sich ein wesentlicher Vorteil des Typs „TSH3“, denn der Querbolzen besteht aus einem dünnwandigen Stahlrohr, dessen Wärmebrücke bei normalen Wärmeschutzanforderungen vernachlässigt werden kann. Für Passivhäuser lässt sich ein Wärmebrückenverlustkoeffizient angeben. Aufgrund der fehlenden Schweißnaht am Querbolzen unterliegt der Transportanker zudem keinen Zwängungen, sodass keine Risse im Bauteil entstehen und der Anker nach der Montage nicht abgetrennt werden muss.


Versuchsaufbau an der TU Hasselt zur Querverschieblichkeit: Der Nachweis für Thermowände zeigt, dass ein Abtrennen der Transportanker nach der Montage nicht nötig ist.

Fazit

Die Montage von SySpro-Doppelwänden – ob gedämmt oder ungedämmt – mit TSH-Transportankern ist für alle am Bau Beteiligten eine sichere Sache. Nationale Arbeitsschutz- und Unfallverhütungsvorschriften, allgemein anerkannte Regeln der Technik aus den Normenwerken und Richtlinien sowie ergänzende Prüfanforderungen bilden die Grundlagen der Zertifizierung. Alle Prüfungen orientierten sich an der Einbau- und Verwendungsanleitung für den TSH3, praktische Untersuchungen am Baumuster erfolgten an eingebauten Transportankern. Doch auch nach dem erfolgreichen Verlauf der Zertifizierung legen die SySpro-Werke nicht die Hände in den Schoß, denn sie haben sich zu einem Überwachungsaudit verpflichtet, das heißt, Prüfer haben jederzeit Zugang zu den Betriebsbereichen und können Produkte aus der laufenden Fertigung kontrollieren – ein zusätzlicher Sicherungsmechanismus. Bei einem positiven Überwachungsaudit verlängert sich das Zertifikat für die Produkte um ein Jahr. Dieses engmaschige Kontrollsystem garantiert eine konstante Güte. Der SySpro-Qualitätsgemeinschaft gelingt so, die hohen Anforderungen an die Präzision ihrer Bauteile in der Fertigung ebenso in puncto Sicherheit zu erfüllen, denn auch beim Unfallschutz darf ein Bausystem keine Kompromisse offenbaren oder sogar wirtschaftlichen Interessen geopfert werden.

Autoren des Fachbeitrags: Dr.-Ing. Herbert Kahmer

Alexandra Busch Dipl.-Ing. Architektur


SySpro-Gruppe Betonbauteile e. V.
Postfach 901153
63420 Hanau
www.syspro.de

PDF-Download (Printversion, DIN A4, 1.700kB)