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Verformungsfugen in Gebäuden

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Es ist kein Geheimnis, dass jeder konstruktive Bauteil einer Gebäudekonstruktion eine bestimmte mechanische Belastung trägt. Diese Belastung ist jedoch nicht immer mit seismischen Schwingungen oder dem Eigengewicht des Gebäudes selbst verbunden. Eine lange bestehende Herausforderung der Bauphysik ist die ungleichmäßige Ausdehnung verschiedener Materialien bei Erwärmung und deren Schrumpfung bei Abkühlung.

Einfaches Beispiel: Die Temperaturausdehnungskoeffizienten von Stahl und Holz unterscheiden sich um ein Vielfaches. Daher erklärt sich die mechanische Zerstörung von Holzbalken in kalten Dachraum-Räumen, die mit herkömmlichen Schrauben oder Bewehrung ohne thermische Trennung befestigt sind. Um dieses und einige andere Probleme zu lösen, werden in der Bau-Praxis Dehnfugen eingesetzt.

Im Folgenden finden Sie eine vollständige Liste der Probleme, bei denen dieser Element „funktioniert“ und zur Erhaltung der strukturellen Integrität des gesamten Gebäudes beiträgt:

  • seismische Aktivität der Erdkruste;
  • Bodensetzungen, Anstieg des Grundwasserspiegels;
  • mechanische Deformationen;
  • plötzliche Temperaturänderungen der Umgebungsluft.

Je nach Art der zu lösenden Aufgabe werden alle Dehnfugen in thermische, Schrumpfungs-, seismische und Setzungs-Fugen unterteilt.

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Thermische Dehnfuge

Konstruktiv ist eine Dehnfuge ein Einschnitt, der das gesamte Gebäude in Abschnitte unterteilt. Die Größe der Abschnitte sowie die Richtung der Unterteilung – vertikal oder horizontal – werden durch die konstruktive Planung und die statische und dynamische Lastberechnung festgelegt.

Zur Abdichtung der Einschnitte und zur Reduzierung des Wärmeverlusts durch Dehnfugen werden sie mit elastischen Wärmedämmstoffen, meist speziellen gummierten Materialien, gefüllt. Dadurch steigt die strukturelle Elastizität des gesamten Gebäudes, und die thermische Ausdehnung einzelner Bauteile wirkt nicht zerstörerisch auf die anderen Materialien.

Typischerweise verläuft eine thermische Dehnfuge vom Dach bis zum Fundament und teilt das Gebäude in Abschnitte. Die Fundamente sollten nicht geteilt werden, da sie unterhalb der Frosttiefe liegen und nicht den gleichen negativen Einflüssen ausgesetzt sind wie der Rest des Gebäudes. Der Abstand zwischen thermischen Dehnfugen hängt vom verwendeten Baumaterial und der geografischen Lage des Gebäudes ab, die die durchschnittliche Winter-Temperatur bestimmt.

Setzungsdehnfuge

Ein zweiter wichtiger Einsatzbereich von Dehnfugen ist die Kompensation ungleichmäßiger Bodenpressung bei Gebäuden mit unterschiedlicher Stockwerkhöhe. In diesem Fall übt der höhere Teil des Gebäudes (und entsprechend schwerere) eine stärkere Kraft auf den Boden aus als der niedrigere Teil. Dadurch können Risse in Wänden und Fundamenten entstehen. Ebenso kann auch eine ungleichmäßige Bodensetzung innerhalb der Fundamentfläche zu Problemen führen.

Zur Verhinderung von Rissen in den Wänden werden Setzungsdehnfugen verwendet, die im Gegensatz zum vorherigen Typ nicht nur das Gebäude, sondern auch das Fundament teilen. Häufig ist in einem Gebäude die Verwendung verschiedener Fugen-Typen erforderlich. Kombinierte Dehnfugen werden als thermisch-setzungsbedingte Fugen bezeichnet.

Antiseismische Dehnfugen

Wie aus ihrem Namen hervorgeht, werden solche Fugen in Gebäuden in seismisch gefährdeten Zonen eingesetzt. Der Sinn solcher Fugen besteht darin, das gesamte Gebäude in „Würfel“ – Abteilungen – zu unterteilen, die selbstständig stabile Hohlräume darstellen. Ein solcher „Würfel“ muss an allen Seiten und an allen Kanten durch Dehnfugen begrenzt sein. Erst dann funktioniert die antiseismische Fuge.

Entlang antiseismischer Fugen werden Doppelwände oder doppelte Reihen tragender Säulen errichtet, die die Grundlage der Tragkonstruktion jedes einzelnen Abteils bilden.

Schrumpfungsdehnfuge

Schrumpfungsdehnfugen werden in monolithischen Betonrahmen eingesetzt, da Beton beim Aushärten leicht an Volumen verliert, was durch Wasserverdunstung verursacht wird. Eine Schrumpfungsdehnfuge verhindert das Auftreten von Rissen, die die Tragfähigkeit des monolithischen Rahmens beeinträchtigen.

Der Sinn einer solchen Fuge besteht darin, dass sie sich parallel zum Härten des monolithischen Rahmens allmählich ausdehnt. Nach Abschluss des Härtevorgangs wird die entstandene Dehnfuge vollständig verklebt. Um die Dichtigkeit der Schrumpfungs- und anderer Dehnfugen zu gewährleisten, werden spezielle Dichtstoffe und Wasserschutzdichtungen eingesetzt.