Die große Vielfalt vorgespannter Verbundplatten

Die ganz gewöhnliche Beton-Verbunddecke dürfte jedem vertraut sein; auch in Kurzvideos wird gern über solche Produkte gelästert. Auf einer Fachmesse für Fertigteilgebäude-Produkte im vergangenen Jahr gab es zahlreiche vorgespannte Verbundplatten in den unterschiedlichsten Bauformen zu sehen. In realen Projekten bin ich selbst einigen begegnet, und eine Recherche ergab allein gut zehn Varianten.

Im Folgenden schauen wir uns diese vorgespannte Beton-Verbunddecke genauer an. Der Kürze wegen lassen wir dieses Schlüsselwort in den folgenden Unterkapiteln weg.

I. Produkte des frühen Marktes

1. Vollplatte

Die einfachste Form der vorgespannten Verbunddecke: Auf einer 50–60 mm starken vorgefertigten Unterplatte wird die Ergänzungsschicht betoniert. Siehe 06SG439-1 „Vorgespannte Beton-Verbunddecke (50 mm, 60 mm Vollunterplatte)“.

2. SPD-Platte

Nach aufgerauer Oberfläche der vorgespannten Hohlplatte wird eine Feinkiesbeton-Ergänzungsschicht aufgebracht, die mit der darunterliegenden vorgespannten Hohlplatte zu einem einheitlichen Tragverhalten verklebt wird. Siehe 24G408-1 „Vorgespannte Hohlkerndecke – CSP-Platte“.

Diese Bauart ähnelt der Vollplatte; beiden gemein ist das Problem der relativ dicken fertigen Geschossdecke.

3. Rippenunterplatte

Sie besteht aus einer Vollplatte und Rippen mit vorbereiteten Öffnungen und dient nach der Vorfertigung als Unterplatte der Beton-Verbunddecke. Siehe JGJ/T 258-2011 „Technische Richtlinie für Beton-Verbunddecken mit gerippter vorgefertigter Unterplatte“.

Durch die Rippen steigt die Steifigkeit der vorgefertigten Unterplatte, sodass ihre Dicke geringer ausfallen kann. Die nachfolgenden Produktgenerationen verfolgen im Wesentlichen dieses Ziel: immer weniger Vorfertigung, immer mehr Ortbeton.

II. Auf dem Markt weiterentwickelte Produkte

4. Bewehrungsfachwerkplatte

Vorgespannte Bewehrungsfachwerk-Beton-Verbunddecke: ein Deckenprodukt aus einem üblichen dreieckigen Bewehrungsfachwerk und einer vorgespannten vorgefertigten Betonschicht. Bisher gibt es kein spezielles Regelwerksband; man kann T/CECS 715-2020 „Anwendungsrichtlinie für Bewehrungsfachwerk-Beton-Verbunddecken“ und JGJ 369-2016 „Norm für die Bemessung von Spannbetontragwerken“ heranziehen.

Beide Bauteile haben einen hohen Industrialisierungsgrad und lassen sich effizient kombinieren; man muss jedoch die Stahlmenge der Decke im Blick behalten, um die Wirtschaftlichkeit zu gewährleisten. Der Technologiegrad dieser Bauart ist relativ gering, entscheidend ist die Produktionsqualität.

5. PK3-Platte

Vorgespannte Stahlrohrfachwerk-Beton-Fertigteilunterplatte: gebildet aus einem verfüllten Stahlrohrfachwerk und einer vorgespannten Betonunterplatte.

Das verfüllte Stahlrohrfachwerk besteht aus mit hochfestem Mörtel verfüllten Stahlrohren, die beidseitig mit Stegbewehrungsstäben verschweißt sind. Siehe L22ZG401 „Vorgespannte Stahlrohrfachwerk-Verbunddecke“.

Bei großer Fachwerksteilung erhöht das verfüllte Stahlrohr die Gesamtsteifigkeit der Fertigteilplatte, ersetzt die früheren Betonrippen, vereinfacht die Herstellung und ermöglicht eine gute Industrialisierung; zugleich lässt sich die Unterkonstruktion der Fertigteilplatte dünner ausbilden, mindestens 35 mm.

Ist die Vorfertigungsschicht dünner, wächst die Ortbetonschicht entsprechend – das Einsatzspektrum dieser Verbunddecke wird breiter.

6. PH-Platte

Vorgespannte Stahlrohrstegfachwerk-Beton-Fertigteilunterplatte: bestehend aus vorgespannter Unterplatte, Betonrippen und Stahlrohrstegfachwerk.

Dabei besteht das Stahlrohrstegfachwerk aus Stahlrohrstäben sowie oberem und unterem Bewehrungsgurt. Siehe 25CG63 „Stahlrohrstegfachwerk-Verbunddecke mit vorgespannter Beton-Fertigteilunterplatte (35 mm, 40 mm)“.

Nachdem die Dicke der vorgefertigten Unterplatte abgenommen hat, konzentriert sich die weitere Entwicklung stärker auf stützfreie Spannweiten. Denn bei der Berechnung der Fertigteilquote bringt eine stützfreie Ausführung eine höhere Quote. Material, Maße sowie Lage und Höhe der oberen Rippen werden daher zu den entscheidenden Parametern der Entwicklung.

7. TY-Platte

Fertigteilplatte mit UHPC-Rippen: bestehend aus einer Betonunterplatte und Verbundrippen aus ultrahochfestem Beton; in der Unterplatte liegen tragende Bewehrungsstäbe, kurz UHPC-Rippen-Fertigteilplatte. Dieser Definition nach wäre auch die PH-Platte eine ähnliche Technologie, der Unterschied liegt in der Stegkonstruktion. Konkrete Produktformen sind TF- und TY-Platte, siehe T/CECS 1538-2024 „Anwendungsrichtlinie für Fertigteilgeschossedecken mit UHPC-Rippen“.

Werden die Stege als Bewehrungsfachwerk ausgeführt, steigt durch automatisiertes Schweißen die Industrialisierungseffizienz noch weiter.

III. Marktseitig ergänzte Produkte

8. Stahlrippenplatte

Vorgespannte Stahlrippen-Beton-Verbunddecke: bestehend aus einer vorgespannten Beton-Dünnplatte, Stahlrippen und vorgefertigten Beton-Obergurten.

Die Stahlrippen sind dünn-wandige Stahlprofile, welche die Beton-Obergurte mit der vorgespannten Dünnplatte zu einer Einheit verbinden. Siehe T/CECS 1289-2023 „Technische Richtlinie für vorgespannte Stahlrippen-Beton-Verbunddecken“.

9. Demontierbare Rechteckstahlrohr-Fachwerkplatte

Dabei handelt es sich um eine neuartige vorgespannte Verbunddecke (kurz CDB-Decke). Sie nutzt ein demontierbares, wiederverwendbares Rechteckstahlrohr-Fachwerk als Hilfsabstützung; durch die Optimierung des Tragverhaltens der Unterplatte und des Abstützsystems sinkt der Stahlverbrauch bei gleicher Tragfähigkeit um 24 %, bei maximal 9 m Stützweite – was die Baukosten deutlich senkt. Siehe „Static Bending Mechanical Properties of Prestressed Concrete Composite Slab with Removable Rectangular Steel-Tube Lattice Girders“.

10. Fachwerkplatte mit veränderlichem Querschnitt

Vorgespannte Fertigteildecke mit Fachwerk veränderlichen Querschnitts: Aus vorgefertigter Unterplatte und Fachwerkstäben unterschiedlicher Länge wird ein Fachwerk mit veränderlichem Querschnitt gebildet; sie gehört zu den einachsig vorgespannten, zweiachsig belasteten Verbunddecken. Siehe „Experimentelle Untersuchung zur vorgespannten Verbunddecke mit Fachwerk veränderlichen Querschnitts“.

Fazit

Blickt man auf den technischen Entwicklungsweg der vorgespannten Beton-Verbunddecke, so haben Richtlinien zur Fertigteilquote einen erheblichen Anteil an der Entwicklung; zugleich werden die Kosten der Decke immer wichtiger. Die Zielvorstellungen der vorgefertigten Verbundplatten laufen immer stärker zusammen: dünnere Vorfertigungsschicht, größere Platten, weniger Hilfsabstützung auf der Baustelle.

Rückblickend und vorausschauend: Welche Technologie dürfte die längste Produktlebensdauer haben?

Welche Verbundplatten habt ihr selbst eingesetzt – und wie steht ihr ihnen gegenüber?