Monolytische Stahlbetonkonstruktion, wie Decke, Träger oder dergleichen. Die Erfindung betrifft eine monolytische Stahlbetonkonstruktion, wie Decke, Träger oder dergleichen.
Stahlbetonkonstruktionen erhielten bisher eine Armierung aus Rundstäben, die in der Schalung in geeigneter Weise gehalten und dann mit Frischbeton umhüllt wurden. In die ser Weise wurden sowohl Bauplatten aus Beton als auch monolytische Stahlbetonkon- struktionen hergestellt.
Bekannt ist es weiterhin, Stahlbetonstäbe durch in ihnen angeordnete Stahleinlagen zentrisch vorzuspannen. Derartige Stahlbeton stäbe können als Zugstäbe Verwendung fin den. Solche Zugstäbe können dann mit einer Zugkraft belastet werden, ohne dass der Betonstab Risse zeigt, wenn die Zugkraft nicht grösser ist als die durch die Vorspan- nung der Stahleinlagen in den Betonstab ein geleitete Druckkraft.
Es ist nun naheliegend und auch bekannt, derartige, durch hochwertige Stahleinlagen vorgespannte Betonstäbe als Zugbewehrung für auf Biegung beanspruchte Betonbalken za verwenden, ein Optimum an Wirtschaftlich keit oder was das gleiche ist, ein Minimum an Stahlverbrauch wird aber noch nicht erreicht.
Bei den bekannten Betonstäben ist die Quersehnittshöhe im Verhältnis zur Länge des Stabes verhältnismässig klein. Derartige, auf Grund der Vorspannung elastisch gewordene Betonstäbe wurden eben verlegt. Die im Trag werk auftretenden Schubkräfte wurden durch zusätzliche Anordnung von Bügeln aufge nommen, die durch in den Betonstäben vor gesehene Löcher hindurchgesteckt wurden.
Die Wirtschaftlichkeit derartiger Träger wird dadurch erhöht, dass die vorgespannten Betonstäbe erfindungsgemäss nach Zugtrajek- torien verlegt werden. Die einzelnen Stahl betonstäbe werden also beispielsweise bei Durehlaufkonstruktionen an den äussern freien Auflagern unmittelbar auf die Scha lung aufgelegt und an den Stellen, an denen ein Maximum an Zugspannung infolge nega tiver Momente auftritt, so unterstützt, dass der Stahlbetonstab überall in der Zone der grössten Zugspannung liegt.
Der Betonstab wird beim Verlegen zweckmässigerweise ent sprechend gebogen, falls er sich nicht schon von selbst den Auflagern anpasst.
Man kann den Stahlbetonstab auch an den Stellen, an denen die Zugspannung Null wird, abknicken. Der Beton muss an den ent sprechenden Stellen vor dem Abknicken zer stört werden. Selbstverständlich muss man in diesem Fall den Querschnitt der Stahlein lagen so bemessen, dass diese den auftretenden Beanspruchungen an diesen Stellen stand halten.
Werden Stahlbetonstäbe in verschiedenen Höhen angeordnet, so sind Mittel vorzusehen, die die auftretenden Schubkräfte von dem einen auf den andern Stahlbetonstab über tragen können. Darüber hinaus empfiehlt es sich, in dem öder den Betonstäben Aus- sparungen anzubringen, durch welche Ver teilungsstäbe oder Bügel gesteckt werden können. Bei einer Spannweite von beispiels weise 4,5 in wählt man zum Beispiel einen Querschnitt von 4,5 X 4,5 ein als Querschnitt der Betonstäbe. Man kann aber auch die Breite des Betonstabes vergrössern. In den Zeichnungen werden Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes schema tisch erläutert.
Es zeigen: Fig.l einen Betonstab in isometrischer Darstellung, Fig. \? einen Teillängsschnitt durch eine Dur chlaufplatte, Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Stützstelle gemäss Fig.2. Fig. 4 eine Seitenansicht eines geknickten Betonstabes, Fig. 5 einen Querschnitt durch überein anderliegende Betonstäbe, und Fig. 6 die Seitenansicht. der Fig. 5.
Der Betonstab 1 wird dadurch hergestellt, dass man beispielsweise vier Stahlstäbe 2, 3, 4 und 5 vorspannt, sie mit Frischbeton umhüllt, und zwar in einer dem Querschnitt a es Betonstabes entsprechenden Verschalung aus Holz, und die Vorspanniuig erst dann auf hebt, wenn der Frischbeton erhärtet ist. Die gedehnten Stahlstäbe versuchen, sich zusam menzuziehen, üben dabei auf den erhärteten Beton einen Druck aus, der der aufgebrachten Vorspannung entspricht.
Der Betonstab kann also nach dem Einbau in die Verschalung zum Beispiel einer Deckenkonstruktion, Einfüllen von Frischbeton und Erhärten der Konstruk tion so weit durch infolge Durehbiegung ent stehende Zugspannung beansprucht werden, bis die in dem Betonstab erzeugte Druck spannung Null wird.
Will man beispielsweise nebeneinander Legende Betonbalken bzw. Betonstübe mitein ander verbinden oder Verteilungsstäbe vor sehen, so empfiehlt es sich, durch ent sprechende Einlagen bei der Herstellung der Betonstäbe dafür zu sorgen, dass Aussparun gen 6 bzw. 7 gebildet werden. Im allgemeinen genügt es, wenn man die Verteilungsstäbe nur durch die Aussparungen hindurchführt, ohne sie besonders zii sichern.
Die so hergestellten Betonstäbe bzw. Betonbalken können auf verschiedene Art. als Zugeinlagen für Betonplatten oder Beton konstruktionen verwendet werden.
Nachstehend wird ausgeführt, wie inap einen hergestellten Betonbalken mit andern Betonbalken in einer Stahlbetondecke verlegt. Wie in Fig.2 schematisch dargestellt, befin det sich in der Durehlaufdeeke 8 ein Beton stab 9, dessen Aussparungen zum Hindurch stecken von Verteilungsstäben der besseren Übersicht wegen nicht gezeigt sind. Das äussere Auflager ist mit 10, das innere Auf lager mit 11 bezeichnet.
Bei solchen Durch la.ufkonstruktionen, bei denen die Dicke der Konstruktion im Verhältnis zu dein Abstand der Auflager, den man auch mit. dem Aus druck Feldweite bezeichnet, klein ist, kann der Stahlbetonstab 9, der infolge seiner Schlankheit eine gewisse Biegsamkeit besitzt, ohne weiteres nach den Zugtrajektorien ver legt werden. Dies lässt sich dadurch er reichen, dass der Betonstab 9 an den Innen auflagern durch eine -Unterstützung 12 so unterlegt wird, dass er dort oben liegt, wo negative Biegemomente auftreten.
Das Bewehren bzw. Armieren einer der artigen Durehlaufplatte wird in folgender Weise dureligeführt. Die Stalilbetonstäbe bzw. -balken 13 werden, nachdem sie entsprechend ihrer Endlänge abgetrennt wurden, gemäss der statischen Bereehnun#,- in Abständen erst flach auf die Holzschalung für die Herstel lung der Durehlaufdeeke aufgelegt.
Dann werden die Verteilungsstäbe 14 dureli die Ausnehmungen 15 gesteckt, so dass ein Netz werk aus Stahlbetonstäben 13 und Vertei lungsstäben 14, die sieh gegenseitig normal kreuzen, entsteht. Ein Binden der sich kreu zenden Stäbe, wie dies bisher üblich war, ist nicht notwendig. Jetzt werden die Betonstäbe 13 an den Auflagern, an denen negative Biege- inomente auftreten, zum Beispiel an dem Auf lager 16, angehoben und durch Zwischen stücke 17 so unterstützt, dass sie die statiseli richtige Höhenlage haben.
Die schlanken Betonstäbe 13 biegen sich infolge ihres Eigen- ge #iehtes nach flachen Wellenlinien, die den Zugtrajektorien entsprechen, durch. Nachdem die Bewehrung so fertig verlegt ist, kann der Frischbeton eingebracht werden.
Handelt es sich dagegen um Durchlauf träger, deren Dicke gross ist im Verhältnis zu den Feldweiten, so ist es nicht ohne weiteres möglich, die in sich vorgespannten Stahl , betonstäbe nach den Zugtrajektorien, wie in Gien Fi-. 2 und 3 veranschaulicht, zu verlegen. In diesem Fall kann man den Bewehrungs- stab abknicken, ihn also ähnlich den nicht vorgespannten Rundstäben verbiegen.
Das Abknicken eines vorgespannten Betonstabes kann in einfacher Weise so erfolgen, dass der Beton in der Nachbarschaft einer Ausspa- rung 6 bzw. 7 durch geeignete Massnahmen, zum Beispiel durch Hammerschläge, zerstört ,wird. So wurde der Betonstab 18, von dem ein Teilstück in Fig.4 gezeigt, ist, an den Stellen 19 und 20 so angeschlagen, dass die verbleibenden Betonstabteile nur noch über die jetzt nicht mehr vorgespannten Stahl ; Stäbe 21 bzw. 22 in Verbindung stehen, die an den ILniekstellen entsprechend verbogen wer den.
Die Betonteile des Betonstabes 18 stehen noch unter Vorspannung. Selbstverständlich kann man einen Betonstab, der nicht abge knickt eingebaut, also im wesentlichen in einer Ebene verlegt werden soll, auch aus Teilstücken bestehen lassen, zwischen denen die Stahlstäbe in nicht vorgespanntem Zu stand liegen, die in den Betonstäben aber ihre Vorspannung behalten haben. Ein solcher Stab würde wie der in Fig: 4 dargestellte Be tonstab aussehen können, nur nicht ab geknickt sein.
Sind im Betonstab bzw. von ihm grosse Querkräfte aufzunehmen, so dass also die Abknickungen allein nicht, ausreichen oder aus irgendwelchen Gründen überhaupt. ver mieden werden sollen, so kann man die Beton- ."ztäbe nach den Zugstirajektorien in versehie- denen Ebenen waagrecht verlegen und sie durch senkrecht oder schräg angeordnete Verbindungsmittel, zum Beispiel Eisenbügel, verbinden. Der obere Betonstab 23, der sich in der Zeichenebene gesehen nach links weiter fortsetzt, endet. an der Stelle 24, der untere Betonstab 25 endet bei 26 und setzt sich nach rechts fort.
Die in den Betonstäben 25 und 23 vorgesehenen Stahlstäbe zur Erzeugung der Vorspannung sind .der besseren Übersieht wegen nicht dargestellt. Die Enden der Betonstäbe werden durch die Bügel 27, die zw eekmässigerweise durch die Aussparungen 28 gesteckt. sind, miteinander verbinden. Es ist vorteilhaft, zum Beispiel zwei nebenein- anderliegende Betonstäbe 23 und 23' mit zwei unter diesen liegenden Betonstäben 25 und 25' durch die Bügel 27 kraftschlüssig zu ver einigen.
Sind solche Betonstäbe in dieser Weise angeordnet und werden sie dann von ezhärtetem Frischbeton umhüllt, so können sie sowohl Zug- als auch Druckkräfte auf nehmen, die über die Bügel 27 übertragen werden.
Die Verwendung vorgespannter Stahl betonstäbe alsBewehrungseinlagen fürBeton- konstruktionen bietet unter anderem folgende Vorteile Die Betonstäbe können so verlegt werden, dass sie am äussersten Rand der Beton- konstruktion zu liegen kommen, da sie ja.
keines Schutzes gegen Rostangriff bedürfen. Der an Ort -und Stelle einzubringende Frisch beton, der nach dem Erhärten die Druck spannungen übernehmen soll und die Beweh- rungsstäbe einschliesst, kann in einer mageren Mischung hergestellt werden (150 - 200 kg Zement auf 1 m- fertigen Beton), da er praktisch keine gegen Rost schützenden Funk tionen mehr zu erfüllen hat. Es können daher auch Leichtbaustoffe, wie Bims, Porenbeton als Zuschläge bzw. Zumischungen verwendet werden.
Vorgespannte Betonstäbe können wie Rundstähle in den zu verarbeitenden Längen gekauft und, wie oben ausgeführt, verlegt werden, ohne dass dazu besondere Maschinen erforderlich sind.