CH651095A5 - Bewehrungselement zur uebertragung von querkraeften in plattenartigen traggliedern, z.b. flachdecken. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Bewehrungselement zur Übertragung von Querkräften in plattenartigen Traggliedern, z.B. Flachdecken, aus Stahl- oder Spannbeton, welches innerhalb der Plattendicke auf einen Untergurt in dessen Längsrichtung in Abständen fest angebrachte, senkrecht zur Deckenfläche gerichtete Vertikalstäbe mit verdickten Köpfen aufweist.
Bewehrungselemente dieser Gattung sind bekannt aus der DE-PS27 27 159. Bei den bekannten Elementen war der Untergurt durch ein Flachstahlband gebildet, das dübelartig in den Beton von Stützen eingreifen sollte, um die herum die Bewehrungselemente strahlenförmig angeordnet wurden. Das in den Stützenbeton eingreifende Ende des den Untergurt bildenden Flachstahles war stumpf abgeschnitten, ohne eine besondere Ausbildung aufzuweisen. Mit Bewehrungselementen dieser Ausführung konnte man eine Flachdecke in ihren Eck- und Randbereichen nicht so bewehren, dass die dort konzentrierten Kräfte sicher in diese Eck- und Randbereiche hätten eingeleitet werden können.
Wie Versuche zeigten, lässt sich die Kräfteverteilung zutreffend abschätzen, wenn man die Bewehrungselemente als Fachwerkträger auffasst, deren bei den Bewehrungselementen an und für sich fehlender Obergurt (Druckgurt)
durch die verdickten Köpfe der Vertikalstäbe mit den dazwischenliegenden Betonabschnitten gebildet wird. Wenn man diese Fachwerkanalogie für die Einleitung konzentrierter Kräfte im Rand- oder Eckbereich zugrundelegt, zeigt sich, dass die dann im gezogenen Betonbereich liegenden Flachstahl-Untergurte weder einen genügenden Verbund mit dem Beton besitzen noch in der Lage sind, die schrägen Druckstreben, deren Ausbildung im Beton man annehmen kann, im unmittelbaren Bereich der Lasteinleitung genügend zu verankern. Sie können daher in Rand- oder Eckbereichen die Krafteinleitung nicht übernehmen. Da dies wesentlich von dem ungenügenden Verbund mit dem Beton herrührt, ergibt sich zunächst die allgemeine Aufgabe, mit einfachen und billigen Massnahmen die Bewehrungselemente so auszubilden, dass ihr Verbund mit dem Beton für alle Anwendungsfälle, also auch beim Auflegen einer Flachdecke auf zylindrische oder prismatische Stützen, verbessert wird; innerhalb dieses Aufgabenbereiches liegt dann noch die spezielle Teilaufgabe, die Bewehrungselemente in die Lage zu versetzen, im Beton gebildete schräge Druckstreben im Nahbereich der Krafteinleitung genügend zu verankern und damit die Decke für die Aufnahme konzentrierter Kräfte auch in Eck- und Randbereichen geeignet zu machen.
Die allgemeine Aufgabe der Verbesserung des Verbundes mit dem Beton wird gemäss der Erfindung zunächst dadurch gelöst, dass bei einem Bewehrungselement der eingangs genannten Gattung der Untergurt aus mindestens zwei über den grössten Teil ihrer Länge paralell nebeneinander, horizontal und in einem Abstand voneinander verlaufenden Untergurtstäben gebildet ist.
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Aus in einem Abstand parallel laufenden Stäben lässt sich ein Untergurt billiger herstellen als ein Untergurt aus Flachstahl, der vergleichbare Eigenschaften haben soll. Die Auflösung in mehrere Stäbe ergibt wegen des zwischen die Stäbe greifenden und sie umgebenden Betons einen weit besseren Verbund, als ein aus Flachstahl bestehender Untergurt. Dies gilt insbesondere, wenn gerippte Stäbe verwendet werden, die als Bewehrungsstäbe handelsüblich erhältlich sind.
Weiter lässt sich durch die Verwendung mehrerer in einem Abstand parallel laufender Stäbe leicht eine Auflagebreite erzielen, die ein sicheres Aufstellen der Bewehrungselemente auf einer Schalung ermöglicht. Schliesslich eröffnet die Verwendung von solchen parallel laufenden Stäben zahlreiche konstruktive Möglichkeiten, um die Enden des Bewehrungselementes in auch für aufzulegende Ecken oder Randbereiche eines plattenartigen Traggliedes, insbesondere einer Flachdecke, geeigneter Weise auszubilden. In ihrer Wirkung entsprechen die in einem Abstand parallel nebeneinander verlaufenden Untergurtstäbe einem verhältnismässig breiten Zugband, welches zusammen mit den Vertikalstäben eine grossflächige Abstützung der Beton-Druckdiagonalen in den Untergurtknoten des gedachten Fachwerkträgers bilden. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäss ausgebildeten Bewehrungselementes besteht auch darin, dass der aus mehreren Stäben bestehende Untergurt trotz seiner grossen Gesamtbreite gut ein- und unterbetoniert werden kann. Die an den Korrosions- und Brandschutz zu stellenden Anforderungen lassen sich also für die Untergurtstäbe bei Einhaltung einer normalen Betondeckung ohne zusätzliche Massnahmen einwandfrei erfüllen.
Schliesslich ist es ohne zusätzliche Massnahme möglich, die erfindungsgemäss ausgebildeten Bewehrungselemente durch Schrauben oder Nägel, die zwischen den einzelnen Untergurtstäben eingeführt werden, mit einer Schalung zugfest zu verbinden.
Das erfindungsgemässe Bewehrungselement bietet wegen der Auflösung des Untergurtes in mehrere Stäbe auch Vorteile bei der Auflage auf Stützen, weil die Stützenbewehrung das Auflegen weniger hindert und andererseits, besonders an Ecken von Stützenquerschnitten, die Krafteinleitung verbessert wird.
Die Biegesteifigkeit eines in Stäbe aufgelösten Untergurtes ist auf alle Fälle grösser als die eines nicht aufgelösten Gurtes gleicher Breite. Auch lassen sich bei Fortsetzung eines aufgelösten Untergurtes durch einen Zugstab solche Zugstäbe wesentlich leichter anschweissen, als bei Fortsetzung eines Flachbandes.
Eine erste Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die auf dem Untergurt angebrachten Vertikalstäbe mit ihren unteren Enden zwischen je zwei Untergurtstäbe reichen. Hierdurch werden die Verbindungsmöglichkeiten der Vertikalstäbe mit den Untergurtstäben vereinfacht und zugleich wirken die zwischen die Untergurtstäbe reichenden Vertikalstabenden als Abstandshalter für die Untergurtstäbe. Zweckmässig stehen die unteren Enden der Vertikalstäbe über die Untergurtstäbe Füsse bildend nach unten über; hierdurch wird die Aufstellmöglichkeit des Bewehrungselementes verbessert. Auf die über die Untergurtstäbe überstehenden, von den unteren Vertikalstabenden gebildeten Füsse sind zweckmässig Schutzkappen aufgesetzt, die vorzugsweise aus Kunststoff bestehen und die Füsse gegen Rost oder sonstige Korrosion schützen.
Die unteren Vertikalstabenden sind mit den ihnen benachbarten Untergurtstäben zweckmässig verschweisst. Die Schweissverbindung lässt sich vorteilhaft durch Elektro-Pressschweissung herstellen. Anstelle einer Schweissung oder zusätzlich zu einer solchen lassen sich auch zugfeste mechanische Verbindungen, z.B. durch Untergreifen der Untergurtstreben oder durch Eingreifen in diese herstellen. So können die Vertikalstäbe z.B. die Untergurtstäbe mit konsolartigen Verdickungen untergreifen, auf denen die Untergurtstäbe aufliegen. Eine im Vertikalstab wirkende Zugkraft wird durch Formschluss auf die Untergurtstäbe übertragen, so dass nur noch zur Übertragung der Horizontalkomponente der im Vertikalstab wirkenden Kraft kurze Schweissnähte erforderlich sind.
Die Verwendung gewöhnlichen Rundstahls sowohl für die dann somit zylindrischen Vertikal- als auch Horizontalstäbe verbilligt die Herstellung erheblich; für besondere Anwendungsfälle kann es aber vorteilhaft sein, die Vertikal- und/ oder die Untergurtstäbe aus kantigen Profilen, z.B. von quadratischem oder rechteckigem Querschnitt auszubilden. Für ein gegebenes Stabvolumen ist bekanntlich die Zylinder-fläche die kleinste dieses Volumen einschliessende Fläche, so dass umgekehrt die Fläche im Verhältnis zu dem Volumen vergrössert und damit der Verbund mit dem Beton verbessert wird, wenn man statt zylindrischer Stäbe kantige Profile verwendet. Wenn die ebenen Flächen kantiger Vertikalstäbe auf den ebenen Flächen kantiger Untergurtstäbe aufliegen, wird auch das Verschweissen der Stäbe miteinander vereinfacht. Dieses Ziel lässt sich auch erreichen, wenn zylindrische Stäbe zusätzlich an ihren unteren Enden Verdickungen erhalten, die so gestaltet sind, dass sie das Anliegen der unteren Enden der Vertikalstäbe an den Horizontalstäben dort, wo sie miteinander verschweisst werden sollen, verbessern.
Bei einer Ausführungsform mit mehr als zwei in einem Abstand voneinander verlaufenden Untergurtstäben sind in mehrere der zwischen den Untergurtstäben gebildeten Abstandsräume die unteren Enden von Vertikalstäben eingesetzt, die somit in Querrichtung nebeneinander entweder in einer Ebene oder gegeneinander versetzt liegen. Durch Variation der Anzahl der nebeneinander liegenden Vertikalstäbe und ihres Abstandes von seinen Enden lässt das erfindungsgemässe Bewehrungselement dieser Ausführung eine optimale Anpassung an die bei der Auflagerung auftretenden Pfostenkräfte des gedachten Fachwerkes zu. Wenn mehr als zwei Horizontalstäbe gewählt sind, können die in die äusseren Abstandsräume eingesetzten Vertikalstäbe gegenüber den in innere Abstandsräume, bei Verwendung von vier Untergurtstäben gegenüber den in den mittleren Abstandsraum eingesetzten, nach aussen geneigt sein. Hierdurch ergibt sich auch die Möglichkeit, dass trotz der verdickten Köpfe der Vertikalstäbe noch genügend weite Abstände bleiben, um eine obere Plattenbewehrung ungehindert von oben her zwischen die Vertikalstäbe einzuführen. Bei Verwendung von Bewehrungsmatten für die übliche obere Plattenbewehrung können die Querneigungen der Vertikalstäbe so gewählt werden, dass die Abstände ihrer verdickten Köpfe der Maschenweite der Bewehrungsmatte entsprechen.
Eine Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Untergurtstäbe mindestens um eine Vertikalstablänge über die dem abstützseitigen Ende des Bewehrungselementes nächstliegende Ansatzstelle von Vertikalstäben überstehen. Die überstehenden Bereiche sind bei Randauflagen zweckmässig voneinander weg nach aussen und oben abgebogen und ebenfalls mit verdickten Köpfen versehen, an deren Stelle oder zusätzlich zu welchen sie noch durch aufge-schweisste Querleisten miteinander verbunden sein können. In entsprechender Weise werden die feldseitigen Enden des Bewehrungselementes geeignet, die Weiterführung der Zugkräfte aus dem anschliessenden Feldbereich durch Übergreifen mit der hier vorhandenen Biegezugbewehrung zu übernehmen. Auf den überstehenden Bereichen der Horizontalstäbe können sich die im Beton ausbildenden geneigt verlaufenden Druckstreben abstützen. Die Auflösung des Untergurts in mehrere Stäbe und deren Spreizung wirkt sich dabei s
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für die Kraftübertragung besonders vorteilhaft aus, wobei die verdickten Köpfe der überstehenden Stabbereiche und die auf sie aufgeschweissten Querleisten die Krafteinleitung noch zusätzlich verbessern. Die Abbiegung der überstehenden Bereiche nach oben hin ermöglicht es, die in den schrägen Druckstreben aufzunehmenden Kräfte zu verkleinern, weil ein Teil der Querkräfte durch die nach oben hin abgebogenen überstehenden Bereiche der Untergurtstäbe übernommen wird.
Die Erfindung liegt somit auch in der Verwendung der wie beschrieben ausgebildeten Bewehrungselemente in aufzulegenden Endbereichen eines plattenartigen Traggliedes, insbesondere einer Flachdecke und in ihrer Verwendung in aufzulegenden Eckbereichen solcher Tragglieder.
Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäss ausgebildeten Bewehrungselementen und deren Verwendung in einer in ihrem Randbereich aufgelegten Bauwerksdecke.
Fig. 1-5 stellen Schnitte durch verschiedene einbetonierte Ausführungsformen dar.
Fig. 6 ist ein Schnitt durch eine in einem Randbereich aufgelegte Decke mit darin einbetonierten Bewehrungselementen, von denen eines sichtbar ist und Fig. 7 ist eine zu Fig. 6 gehörende, schematisch gezeichnete Draufsicht.
Das in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Bewehrungselement weist zwei Untergurtstäbe 1 auf, zwischen welche die hintereinander liegenden Vertikalstäbe 2, von denen nur einer sichtbar ist, eingesetzt sind. Die unteren Enden der Vertikalstäbe 2 reichen zwischen den Untergurtstäben 1 nach unten hindurch, bilden also Füsse des Bewehrungselementes. Auf diese Füsse sind Kunststoffkappen 7 aufgesetzt. Die Untergurtstäbe 1 sind mit den Vertikalstäben 2 durch Elektro-Pressschweissung verbunden, was in der Zeichnung durch Verflachung der Berührungsstellen angedeutet ist. Das Bewehrungselement ist in ein plattenartiges Tragglied 8, z.B. eine Flachdecke, einbetoniert; es ist so hoch, dass es innerhalb der Dicke der Flachdecke Platz findet. An ihren oberen Enden tragen die Vertikalstäbe 2, wie an sich bekannt, verdickte Köpfe 4, die nach unten durch Schrägflächen begrenzt sind und daher beim Einbringen der Betonfüllung zwischen die auf eine Schalung aufgesetzten Bewehrungselemente das Entweichen von Luftblasen gestatten, so dass die Betonfüllung ohne Bildung von Hohlräumen an der Unterseite der verdickten Köpfe 4 anliegt.
Das Beispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 nur dadurch, dass die Vertikalstäbe 2 mit den Untergurtstäben 1 durch Schmelzschweissraupen 9 miteinander verbunden sind.
Bei dem Beispiel nach Fig. 3 ist der Untergurt in vier Untergurtstäbe 1 aufgelöst. Zwischen die mittleren Untergurtstäbe sind senkrecht zur Deckenoberfläche stehende Vertikalstäbe 2 eingeschweisst, während die in die äusseren Abstandsräume eingeschweissten Stäbe 2 leicht nach aussen geneigt sind. Hier stehen nur die unteren Enden dieser äusseren geneigten Stäbe nach unten über die Untergurtstäbe vor und bilden dort die mit Kunststoffkappen 7 ausgerüsteten Füsse des Bewehrungselementes.
Bei dem Beispiel nach Fig. 4 und 5 weisen die Vertikalstäbe 2 an ihren unteren Enden konsolartige Verdickungen 6 auf,
mit denen sie die Untergurtstäbe 1 untergreifen, auf welchen die Untergurtstäbe 1 mit den Vertikalstäben 2 noch durch Kehlnähte verschweisst. Bevor der Beton des Traggliedes 8 aufgegossen wird, werden bei dieser Ausführung die Unterflächen der konsolartigen Verdickungen 6 durch nicht gezeichnete Abstandshalter üblicher Art aus Beton oder Kunststoff gegenüber der Schalung abgestützt.
In Fig. 6 und 7 ist ein Beispiel für die erfindungsgemässe Ausbildung eines für aufzulegende Randbereiche eines plat-tenförmigen Traggliedes, z.B. einer Flachdecke, geeigneten Bewehrungselementes gezeigt. Hier sind vier im Abstand voneinander parallel laufende Untergurtstäbe 1 vorgesehen, die zwischen sich drei Abstandsräume bilden, in welche die Vertikalstäbe 2 in vorher beschriebener Weise eingesetzt und mit den Untergurtstäben verschweisst sind. Nahe dem Ende des Bewehrungselementes ist je ein Stab 2 in jedem Abstandsraum angeordnet; hier liegen also drei Vertikalstäbe 2 in einer Vertikalebene. In etwas weiterer Entfernung vom Ende des Bewehrungselementes befindet sich nur noch in jedem der äusseren Abstandsräume ein Vertikalstab 2 und in noch weiterer Entfernung nur noch ein Vertikalstab 2 im mittleren Abstandsraum. Dass bei sämtlichen beschriebenen Beispielen die unteren Enden der Vertikalstäbe immer zwischen zwei benachbarten Untergurtstäben mit diesen verbunden sind, schliesst nicht aus, dass man für besonders hohe Beanspruchungen zusätzliche Vertikalstäbe auch noch nur an der Aussenseite der aussen liegenden Untergurtstäbe anschweissen oder anderweit befestigen kann, in Fig. 7 also z.B. beiderseits der dem Ende des Bewehrungselementes am nächsten liegenden, aus drei Vertikalstäben 2 bestehenden Reihe. Dabei ist es auch möglich, die zusätzlichen Vertikalstäbe gegenüber den ihnen in der Querrichtung benachbarten Vertikalstäben versetzt anzuordnen.
Bei dem Beispiel nach Fig. 6 und 7 reichen die Enden der Untergurtstäbe 1 über die dem Ende des Bewehrungselementes am nächsten liegende Ansatzstelle der Vertikalstäbe 2 hinaus; sie stehen um mindestens die Höhe der Vertikalstäbe über. Die überstehenden Bereiche 3 der mittleren Untergurtstäbe 1 sind hier länger als die überstehenden Bereiche 3' der äusseren Untergurtstäbe 1. Sämtliche überstehenden Bereiche sind bezogen auf den mittleren Abstandsraum nach aussen, ausserdem aber nach oben abgebogen, und zwar sind die Bereiche 3' stärker nach oben abgebogen als die längeren Bereiche 3, vgl. Fig. 6. Sämtliche überstehenden Bereiche tragen an ihren Enden verdickte Köpfe 4, die den Köpfen 4 der Vertikalstäbe 2 entsprechen, aber auch durch ange-schweisste Nocken od. dgl. oder durch kurze Leisten ersetzt sein könnten. Die längeren überstehenden Bereiche 3 sind hier, obwohl auch sie mit Köpfen 4 versehen sind, zusätzlich durch eine auf sie aufgeschweisste Querleiste 5 verbunden. In anderen Anwendungsfällen, z.B. bei der Auflage von um eine freistehende Stütze strahlenförmig verteilten Bewehrungselementen, könnte von dem Spreizen und Hochbiegen der überstehenden Bereiche, mindestens aber von dem Hochbiegen, auch abgesehen und ein im wesentlichen waagerechter Verlauf der überstehenden Bereiche beibehalten werden, wie es in Fig. 6 und 7 eingestrichelt ist.
Die Flachdecke 8 ist hier unter Zwischenschaltung einer Lagerplatte 10 auf einen tragenden Bauwerksteil 11 aufgelegt.
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1 Blatt Zeichnungen
Claims (18)
1. Bewehrangselement zur Übertragung von Querkräften in plattenartigen Traggliedern, z.B. Flachdecken, aus Stahloder Spannbeton, welches innerhalb der Plattendicke auf einen Untergurt in dessen Längsrichtung in Abständen fest angebrachte, senkrecht zur Deckenfläche gerichtete Vertikalstäbe mit verdickten Köpfen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Untergurt aus mindestens zwei über den grössten Teil ihrer Länge parallel nebeneinander, horizontal in Abständen voneinander verlaufenden Untergurtstäben (1) gebildet ist.
2. Bewehrungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikalstäbe (2) mit ihren unteren Enden, an denen sie mit dem Untergurt verbunden sind, zwischen je zwei Untergurtstäbe (1) reichen.
3. Bewehrungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Enden der Vertikalstäbe (2) über die Untergurtstäbe (1) Füsse bildend nach unten überstehen.
4. Bewehrungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf die über die Untergurtstäbe (1) überstehenden Füsse der Vertikalstäbe (2) Kunststoffkappen (7) aufgesetzt sind.
5. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1-4 dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Enden der Vertikalstäbe (2) mit den ihnen benachbarten Horizontalstäben (1) verschweisst sind.
6. Bewehrungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweissverbindung durch Elektro-Press-schweissung hergestellt ist.
7. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Enden der Vertikalstäbe (2) mit den ihnen benachbarten Untergurtstäben (1) formschlüssig, nämlich durch Untergreifen oder Eingreifen, zugfest miteinander verbunden sind.
8. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikal- und/oder die Untergurtstäbe (1 bzw. 2) aus kantigen Profilen, z.B. von quadratischem oder rechteckigem Querschnitt oder aus gerippten Stäben gebildet sind.
9. Bewehrungselement nach Anspruch 2, mit mehr als zwei in einem Abstand voneinander verlaufenden Untergurtstäben, dadurch gekennzeichnet, dass in mehrere der zwischen den Untergurtstäben (1) gebildeten Abstandsräume die unteren Enden von somit in Querrichtung nebeneinanderliegenden Vertikalstäben (2) eingesetzt sind.
10. Bewehrungselement nach Anspruch 9 mit vier in gleichen Abständen voneinander verlaufenden Untergurtstäben, dadurch gekennzeichnet, dass die in die äusseren Abstandsräume eingesetzten Vertikalstäbe (2) gegenüber den in den mittleren Abstandsraum eingesetzten nach aussen geneigt sind.
11. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1-10 dadurch gekennzeichnet, dass die Untergurtstäbe (1) mindestens um eine Vertikalstablänge über die am Ende des Bewehrungselementes letzte Ansatzstelle von Vertikalstäben (2) überstehen.
12. Bewehrungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die überstehenden Untergurtstabenden (3) voneinander weg nach aussen und oben abgebogen sind.
13. Bewehrungselement nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die überstehenden Untergurtstabenden (3) durch aufgeschweisste Querleisten (5) miteinander verbunden sind.
14. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1-13 dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikalstäbe (2) nahe den Enden des Bewehrungselementes in grösserer Anzahl vorgesehen sind, als in grösserer Entfernung von den Enden.
15. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1-14,
dadurch gekennzeichnet, dass die Untergurtstäbe (1) an ihren Enden ebenso wie die Vertikalstäbe (2) verdickte Köpfe tragen.
16. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, dass die Untergurtstäbe (1) nahe ihren Enden auf ihrer Oberseite kurze, vorzugsweise aufgeschweisste Querleisten tragen.
17. Plattenartige Tragglieder, gekennzeichnet durch aufzulegende Randbereiche mit Bewehrungselementen nach einem der Ansprüche 11,12,13 oder 16.
18. Plattenartige Tragglieder nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch aufzulegende Eckbereiche.
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| PL | Patent ceased |