AT500709A1

AT500709A1 - Durchstanzbewehrung für platten

Info

Publication number: AT500709A1
Application number: AT20102004A
Authority: AT
Inventors: Stefan L Burtscher
Original assignee: Stefan L Burtscher
Priority date: 2004-12-01
Filing date: 2004-12-01
Publication date: 2006-03-15
Also published as: AT500709B8; AT500709B1

Description

Durchstanzbewehrung für Platten
Die Erfindung hat eine Durchstanzbewehrung nach Patentanspruch 1 bis 12 aus einem oder mehreren flächigen Elementen zum Gegenstand, die durchgehend oder abschnittsweise um die Stütze verlaufen oder angeordnet sind.
Durchstanzen tritt beispielsweise bei Flachdecken und Fundamentplatten im Bereich der Stützen auf. Durch die meist hohe Kraft in den Stützen wird eine konzentrierte Last auf eine kleine Fläche eingetragen, die hohe Schub- und Normalspannungen erzeugt. Die Berechnung erfolgt üblicherweise auf Basis einer Stabwerkanalogie, bei der die einwirkenden Durchstanzkräfte und das Stützmoment durch Zug- und Druckstreben abgetragen werden. Bei Deckenknoten im Hochbau verlaufen die Zugund Druckstreben zur Abtragung des Moments entlang der Ober- und Unterseite des plattenförmigen Deckenelements.

Bei der Einleitung der Durchstanzkraft in das Deckenelement wird ein weiteres Fachwerk aus Druck- und Zugstreben ausgebildet, wobei hier auch geneigte Druckstreben und Zugstreben, die einen Winkel mit der Plattenebene zwischen 30[deg.] und 90[deg.] einschliessen, auftreten. Die Stabwerke zur Abtragung von Moment und Durchstanzkraft werden überlagert. Die Druckstreben werden vom Beton abgetragen und die Zugstreben parallel zur Plattenfläche werden meist von Bewehrungsstahl oder Spannstahl abgetagen. Die Kräfte in den Zugstreben, die einen Winkel zwischen 30[deg.] und 90[deg.] mit der Mittelebene des plattenförmigen Deckenelements aufweisen, werden mit der sogenannten Durchstanzbewehrung aufgenommen.
Als Durchstanzbewehrung kann Bewehrungsstahl in Form von Bügeln eingesetzt werden. Wegen den geringen Dicken bei Flachdecken ist die Effektivität der Bügel relativ niedrig.

Zusätzlich wird die Verankerung der Bügel durch die Rissbildung im Bereich des Durchstanzkegels verschlechtert. Aus diesen Gründen müssen Flachdecken mit Durchstanzbewehrung eine Mindestdicke von 20cm nach ONorm B 4700 aufweisen. Weiters ist die maximale Erhöhung der Durchstanzlast durch Bügelbewehrung gegenüber unbewehrter Ausführung mit 40% nach oben hin begrenzt.
Anstelle von Bügeln werden zum Durchstanzen auch Dübelleisten oder Schienen (Firma DEHA-HALFEN, Jordahl, Peikko) mit Doppelkopfankern (CA 19952165848), die an den Enden aufgestauchte Köpfe aufweisen, verwendet. Diese Systeme werden sternförmig im Stützenbereich angeordnet. Die Doppelkopfanker wirken als Zugpfosten und ermöglichen dadurch eine Erhöhung der Durchstanzlast. Durch die aufgestauchten Köpfe ist eine bessere Verankerung als bei konventionellen Bügeln gegeben.

Der Stahlquerschnitt des Doppelkopfankers kann dadurch besser ausgenutzt werden, doch der Ausnutzungsgrad darf dabei 50% nicht überschreiten. Der grösste Nachteil dieses Systems ist der hohe Preis. In der Baupraxis werden oftmals dickere Decken in Kauf genommen, um dadurch die teueren Dübelleisten einzusparen. Die erfindungsgemässe Durchstanzbewehrung ist wirtschaftlicher und kann bei gleicher Deckendicke höhere Durchstanzlasten übertragen.
WO 01/53623 offenbart eine flächige Durchstanzbewehrung, die aus Stahlblech, Kohlefaser- Werkstoff, Kunststoff oder einem Komposit- Werkstoff hergestellt wird. Die Elemente der Durchstanzbewehrung haben die Form von stehenden Scheiben, die vom Zentrum der Stütze bzw. des punktuellen Kraftangriffs in radialer Richtung nach aussen hin, angeorndet sind.

Nahe der oberen und unteren Deckenbewehrung sind Ausnehmungen, die Knotenpunkte zwischen den Druckstreben des Betons und den Zugstreben der stehenden Scheibe bilden. Ungünstig dabei ist, dass die hohen Spannungskonzentrationen in diesen Knotenpunkten bestimmend für die Tragfähigkeit sind und andere Materialbereiche kaum ausgenutzt werden. Ein weiterer Nachteil ist, dass sich die Zug- und Druckstreben entlang der Bewehrung in radialer Richtung konzentrieren und sich nicht gleichmässig über den Stützenumfang verteilen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es eine Durchstanzbewehrung zu schaffen, die einfach und kostengünstig ist, und die bei gleichen Bauteilabmessungen höhere Durchstanzlasten abtragen kann. Gleichzeitig kann die erfindungsgemässe Durchstanzbewehrung auch die Distanzhalter zwischen oberer und unterer Bewehrungslage ersetzen.

Dadurch wird die Anzahl der eingesetzten Teile, der Materialaufwand, die Anzahl der Arbeitsschritte, die Arbeitszeit, der Transportaufwand und dadurch der Preis reduziert.
Mit der in Patentanspruch 1 beschriebenen Erfindung ist es möglich viele gleichmässig verteilte Druck- und Zugstreben auszubilden. Dies geschieht durch die flächigen Elemente, die ganz oder nur abschnittweise um die Stütze verlaufen oder angeordnet sind. Bei der ganz umlaufenden Anordnung entsteht die höchst mögliche Anzahl von Druck- und Zugstreben, dadurch eine gleichmässige Verteilung und keine Spannungsspitzen. Dies erlaubt eine optimale Ausnutzung der lastabtragenden Materialien und ermöglicht hohe Durchstanzlasten.

Bei der abschnittweise umlaufenden Anordnung der flächigen Elemente werden zwar weniger Druck- und Zugstreben ausgebildet, dadurch ist die Verteilung nicht mehr so gleichmässig, es entstehen jedoch keine hohen Spannungsspitzen. Der Verbund des flächigen Elements mit dem Beton wird durch eine netzartige Struktur, durch sonstige Öffnungen im flächigen Element oder durch eine abgewinkelte Weiterführung des flächigen Elements nahe der Oberseite und/oder Unterseite des plattenförmigen Elements verbessert. Durch den Einsatz von korrosionsunempfindlichen und brandbeständigen Materialien, wie zum Beispiel Kohlefasern, Glasfasern, Basaltfasern, Aramidfasern, die auch in einem Matrixmaterial eingebettet sein können, kann die Durchstanzbewehrung näher an der Oberund/oder Unterseite angeordnet sein, wodurch die Kräfte in den Zug- und Druckstreben reduziert werden.

Zur Verringerung des Arbeitsaufwandes und der eingesetzten Teile kann das flächige Element auch biegesteif ausgeführt werden und dadurch die Distanzhalter zwischen oberer und unterer Bewehrung ersetzen. Die Herstellung der Durchstanzbewehrung kann mit einem preisgünstigen Strangverfahren erfolgen und in Rollen oder abgelängt an die Baustelle geliefert werden.
Die Erfindung wird nun nachfolgend beispielsweise und unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine Deckenplatte und Stütze mit den im Feld angreifenden Kräften und Momenten, sowie den nach Stabwerkanalogie in der Platte entstehenden Druck- und Zugstreben.
In Fig. 2 ist der Schnitt II-II der Fig. 1 mit unterschiedlichen Ausführungsformen der erfindungsgemässen Durchstanzbewehrung im Grundriss dargestellt.

Dabei wird die Durchstanzbewehrung durchgehend um die Stütze geführt, aber auch in einer anderen Ausführungsform abschnittweise um die Stütze angeordnet.
Fig. 3 zeigt die Ansicht einer erfindungsgemässen Durchstanzbewehrung die als biegesteifes netzartiges flächiges Element hergestellt ist.
Fig. 4 zeigt die Ansicht einer erfindungsgemässen Durchstanzbewehrung bei der ein biegeweiches oder biegesteifes netzartiges flächiges Element an einem Trägermedium befestigt wird.
Fig. 5 zeigt die Ansicht einer erfindungsgemässen Durchstanzbewehrung aus einem homogenen Werkstoff, der Öffnungen zur besseren Krafteinleitung und Durchleitung aufweist.
Fig. 6 zeigt mögliche Querschnittsformen des Schnitts VI- VI der Fig. 4.
Fig. 7 zeigt mögliche Querschnittsformen des Schnitts VII- VII der Fig. 3 und der Fig o.
Die Fig.

1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine Deckenplatte 10 und eine Stütze 11 mit der Stützenlast N, den Querkräften V und den Momenten M und den nach Stabwerkanalogie in der Deckenplatte entstehenden Zug- 12, 14 und Durckstreben 13, 15. Das einwirkende Moment M wird durch Druck- 15 und Zugstreben 14 abgetra gen. Die Durchstanzkraft N steht mit den Querkräften V im Gleichgewicht. Dazwischen bildet sich ein Stabwerk aus Druck- 13, 15 und Zugstreben 12, 14 aus, das mit den Zug- 14 und Druckstreben 15 zufolge Moment überlagert wird. Die Druckstreben 13, 15 werden durch den Beton, die Zugstreben 14 werden durch Bewehrungsstahl und die Zugstreben 12 werden durch die erfindungsgemässe Durchstanzbewehrung 20, 21 aufgenommen.

Die Zugstreben 12 können Winkel a zwischen 30[deg.] und 150[deg.] mit der Plattenebene 18 annehmen.
Fig. 2 zeigt die Anordnung der Durchstanzbewehrung 20, 21 im Grundriss. Sind besonders hohe Durchstanzlasten N abzutragen, wird die Durchstanzbewehrung 20 durchgehend um die Stütze 11 geführt, dies aktiviert die Druckstreben 13 um die gesamte Stütze 11.
Die Durchstanzbewehrung 20 kann als Endlosband hergestellt und entsprechend abgelängt werden. Der Stoss der beiden Enden kann durch Überlappung erfolgen. Wenn nur geringere Durchstanzlasten N abzutragen sind, kann die Durchstanzbewehrung 21 auch nur abschnittsweise um die Stütze 11 verlaufen.

Die Abschnittsweise Durchstanzbewehrung 21 kann aus geraden Stücken bestehen oder um eine bessere Standfestigkeit sicherzustellen auch, wie in Fig. 2 dargestellt U-, L-, S- oder halbkreisförmig hergestellt werden.
Fig. 3 zeigt eine Durchstanzbewehrung 20, 21 aus einem netzartigen flächigen Element 31 mit einer Biegesteifigkeit, aus beispielsweise Kompositewerkstoff, metallischen Werkstoff oder ähnlichem Werkstoff. Der Kompositewerkstoff kann dabei aus Gewebe, Gelege oder parallel angeorneten Fasern, die durch einlegen oder überziehen mit Kunststoff, keramischen Werkstoff oder ähnlichem eine Biegesteifigkeit verleihen hergestellt werden. Die Fig. 4 zeigt eine Durchstanzbewehrung 20, 21 aus einem netzartigen flächigen Element 30, 31 mit oder ohne Biegesteifigkeit das an einem Trägermedium, mit beispielsweise Stäben 33, 34, befestigt wird.

Die Fig. 5 zeigt eine Durchstanzbewehrung 20, 21 aus einem flächigen Element 31 das Öffnungen 32 enthält, die durch beispielsweise Stanzen erzeugt wurden.
Fig. 6 zeigt mögliche Querschnittsausführungen der in Fig. 4 dargestellten Durchstanzbewehrung 20, 21 mit einem biegeweichen 30 oder biegesteifen flächigen Element 31. Fig. 7 zeigt mögliche Querschnittsausführungen der in den Fig. 3 und Fig. 5 dargestellten Durchstanzbewehrung 20, 21 bestehend aus einem biegesteifen flächigen Element. Die Verbreitungen oder die abgewinkelten Schenkel der Durchstanzbewehrung 20, 21 ermöglichen eine noch bessere Krafteinleitung der Druckstrebe 13 in die Durchstanzbewehrung 20, 21.

Die Durchstanzbewehrung 20, 21 mit dem biegesteifen flächigen Element 31 und die Ausführung mit Trägermedium aus beispielsweise Stäben 33, 34 kann gleichzeitig als Distanzhalter für die obere 17 und untere Bewehrungslage 16 eingesetzt werden. Damit ist es möglich Distanzhalter und Durchstanzbewehrung in einem Stück herzustellen und zu verlegen, was eine Kosten- und Zeitersparnis bringt.
Wird die abschnittsweise Durchstanzbewehrung 21, wie in den in Fig. 7 dargestellten Ausführungsformen 31 nicht breiter als der Stababstand der oberen Bewehrung 17 ausgeführt, können diese auch nach Verlegen der oberen Bewehrung 17 angeordnet werden. Da das obere 17 und untere Bewehrungsnetz 16 üblicherweise nicht direkt übereinander liegt, kann die abschnittsweise Durchstanzbewehrung 21 auch nur punktuell an der unteren Bewehrung 16 befestigt werden.

Durch den Querdruck der Druckstrebe 15 ist eine gute Krafteinleitung an der Unterseite des plattenförmigen Elements 10 gesichert. An der Oberseite des plattenförmigen Elements 10 können wiederum abgewinkelte Schenkel, wie in Fig. 7 dargestellt, ausgeführt werden um auch hier eine gute Krafteinleitung sicherzustellen.
Bezugszeichenliste :
10 Deckenplatte bzw. plattenförmiges Element aus Stahlbeton oder Spannbeton
11 Stütze bzw.

Stützenbereich
12 Zugstrebe zufolge der Durchstanzlast V
13 Druckstrebe zufolge der Durchstanzlast V
14 Zugstrebe zufolge Biegemoment M und Durchstanzlast V
15 Druckstrebe zufolge Biegemoment M und Durchstanzlast V
16 untere Deckenbewehrung aus Bewehrungungsstahl
17 obere Deckenbewehrung aus Bewehrungungsstahl
18 Plattenebene der Deckenplatte 10
N Normalkraft in der Stütze (Summe aller Kräfte V) V Querkraft in bestimmtem Abstand zur Stütze M Moment in bestimmtem Abstand zur Stütze
20 durchgehend um die Stütze (11) verlaufende Durchstanzbewehrung
21 abschnittweise um die Stütze (11) verlaufende/angeordnete Durchstanzbewehrung.
30 flächiges Element biegeweich, aus beispielsweise Gewebe, Gelege oder parallel angeordneten Fasern aus tragfähigem Fasermaterial.

Die Fläche des Elements ist geschlossen, netzartig oder mit Öffnungen.
31 flächiges Element biegesteif, aus einem Kompositewerkstoff, metallischem Werkstoff oder ähnlichem. Der Kompositewerkstoff kann dabei aus Gewebe, Gelege oder parallel angeorneten Fasern, die durch einlegen oder überziehen mit Kunststoff, keramischen Werkstoff oder ähnlichem eine Biegesteifigkeit verleiht. Die Fläche des Elements ist geschlossen, netzartig oder mit Öffnungen.
32 Öffnung in flächigem Element
33 Stab des Distanzhalters bzw. des Trägermediums
34 Horizontaler stab des Distanzhalters bzw. des Trägermediums
8

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Eine Durchstanzbewehrung (20, 21) für ein plattenförmiges Element aus Stahlbeton oder Spannbeton (10), das durch eine konzentrierte Lasteinleitung (N) normal zur Plattenebene (18), wie beispielsweise im Stützenbereich (11) einer Flachdecke (10), belastet ist, wobei die Durchstanzbewehrung (20, 21), mit einem oder mehreren flächigen Elementen ausgeführt ist, die durchgehend oder abschnittsweise, beispielsweise kreisförmig, spiralförmig, rechteckig um die Stütze (11) verlaufen oder angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchstanzbewehrung (20, 21) aus einem Trägermedium (31) besteht,' um das ein flexibles Bewehrungselement (30) gewickelt ist und/oder an dem ein flexibles Bewehrungselement (30) befestigt ist.

1. Eine Durchstanzbewehrung (20, 21) für ein plattenförmiges Element aus Stahlbeton oder Spannbeton (10), das durch eine konzentrierte Lasteinleitung (N) normal zur Plattenebene (18), wie z.B. im Stützenbereich (11) von Flachdecken (10), belastet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchstanzbewehrung (20, 21), mit einem oder mehreren flächigen Elementen (30, 31, 32) ausgeführt ist, die durchgehend (20) oder abschnittsweise (21) beispielsweise kreisförmig, spiralförmig, rechteckig oder sinngemäss um die Stütze (11) verlaufen oder angeordnet sind.

2. Durchstanzbewehrung (20, 21) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, das Trägermedium (31) aus einem oder mehreren Stäben (33, 34), aus.beispielsweise Stahl zusammengesetzt ist.

2. Durchstanzbewehrung (20, 21) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Element (30, 31) oder die flächigen Elemente (30, 31) Winkel ( ) zwischen 30[deg.] und 150[deg.] mit der Plattenebene (18) des plattenförmigen Elements (10) aus Stahlbeton oder Spannbeton einschliessen.

3. Durchstanzbewehrung (20, 21) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermedium aus Beton, Mörtel oder texilbewehrtem Beton hergestellt ist.

3. Durchstanzbewehrung (20, 21) nach Anspruch 1, 2 dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Element (30, 31) oder die flächigen Elemente (30, 31) geschlossen, netzartig sind oder Öffnungen (32) aufweisen.

4. Durchstanzbewehrung (20, 21) nach Anspruch 1, 2, 3 dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Element (30, 31) oder die flächigen Elemente (30, 31) aus einem Gelege, Gewebe oder parallel angeordneten Fasern, wie beispielsweise Glas-, Aramid-, Basalt- oder Kohlefasern, herstellt werden.

5. Durchstanzbewehrung (20, 21) nach Anspruch 1, 2, 3, 4 dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Element (30, 31) oder die flächigen Elemente (30, 31) auf einem Trägermedium, aus beispielsweise Stäben (33, 34), angebracht werden.

6. Durchstanzbewehrung (20, 21) nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Element (30, 31) oder die flächigen Elemente (30, 31) eine Eigensteifigkeit besitzen oder durch Einlegen oder Überziehen mit einem Matrixwerkstoff, beispielsweise Kunststoff oder einem keramischen Werkstoff, eine Eigensteifigkeit erlangen.

7. Durchstanzbewehrung (20, 21) nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Element (30, 31) oder die flächigen Elemente (30, 31) aus einem homogenen Werkstoff, wie Kunststoff, einem KompositWerkstoffbeispielsweise, einem metallischen Werkstoff oder einem Verbundwerkstoff hergestellt wird.

8. Durchstanzbewehrung (20, 21) nach Anspruch 1, 2, 3, 4 dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Element (30, 31) oder die flächigen Elemente (30, 31) aus einem oder mehreren Stäben (33, 34), aus beispielsweise Stahl, zusammengesetzt wird.

9. Durchstanzbewehrung (21) nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 dadurch gekennzeichnet, dass die flächigen Elemente (30, 31) bei abschnittsweiser Anordnung der Durchstanzbewehrung (21) in den Grundrissformen gerade, halbkreisförmig, U-förmig, S-förmig, V-förmig oder sinngemäss ausgeführt werden.

10. Durchstanzbewehrung (21) nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 dadurch gekennzeichnet, dass die flächigen Elemente (30, 31) bei abschnittsweiser Anordnung der Durchstanzbewehrung (21) zwischen den netzartigen Öffnungen der oberen Bewehrung (16) angeordnet werden kann.

11. Durchstanzbewehrung (20, 21) nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Element oder die flächigen Elemente (30, 31) im Bereich der Ober- und/oder Unterseite des plattenförmigen Elements (10) abgewinkelt weitergeführt werden, wobei die Winkel (/3) zwischen 0[deg.] und 90[deg.] betragen können.

12. Durchstanzbewehrung (21) nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 dadurch gekennzeichnet, dass die flächigen Elemente (30, 31) im Bereich der oberen und/oder unteren Deckenbewehrung (16, 17) abgewinkelt und über die obere Deckenbewehrung (16) und/oder unter die untere Deckenbewehrung (17) geführt werden.

P A T E N T A N S P R Ü C H E

4. Durchstanzbewehrung (20, 21) nach Anspruch 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Bewehrung (30) mit einem Gelege, Gewebe, parallel angeordneten Fasern, Drähten oder dünnen Stäben, die aus Stahldraht, dünnen Bewehrungsstählen, Glasfaser, Aramidfaser, Basaltfaser oder Kohlefaser ausgeführt ist.

NACHGEREICHT