DD149249A5 - Bewehrungselement und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Abstract

Bewehrungselelment und Verfahren zu seiner Herstellung fuer die Bewehrung der Zugzone von auf Biegung beanspruchten Stahlbetonteilen. Die Erfindung befolgt das Ziel, eine weitere Einsparung von Material und oekonomischen Mitteln zu ermoeglichen, wobei hier die Aufagbe zugrunde liegt,auf jedes zusaetzl.Verankerungsmittel zu verzicht,die zugkraft jedeskuerzeren Bewehrungsstabes in dem naechstlaeng.in einer Weise ueberzuleiten, so dasz im Endpunkt jedes Bewehrungsstabes die Zugkraft abgebaut und daher Null ist und eine Flieszende Einbindung des Kraftflusses in dem weiterleitenden Bewehrungsstab zu gewaehrleisten.Erfindungsgemaesz wird das dadurch geloest, dasz die Bewehrungsstaebe parallel liegen und einander ueber die gesamte Laenge beruehren. Sie sind in den Laengen auf einen Momentenverlauf abgestimmt und untereinander zumindest in Abschnitten kraftueberleitend verbunden. Die Verbindung ist vorzugsweise eine Verschweiszung, die aus zumindest einer Schweiszperle erstarrt ist. Zur Bildung der Schweiszperle werden zwischen zwei gegenueberliegenden Schweiszelektroden Bewehrungsstaebe mit Abstand zueinander hindurchgefuehrt und zwischen die Bewehrungsstaebe zumindest ein Draht eingefuehrt.

Description

Berlin, den 16.6.1980 AP E 04 C/219 269 57 096/12

Bewehrungselement und Verfahren zu dessen Herstellung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bewehrungselement für die Bewehrung der Zugzone von auf Biegung beanspruchten Stahlbetonbauteilen, mit mindestens zwei parallel verlaufenden Bewehrungsstäben, deren Längen und Anordnung auf den Momentenverlauf abgestimmt sind, sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Der derzeitige Stand der Stahlbetonwissenschaft sieht in der klassischen Bemessungstheorie für auf Biegung beanspruchte Bauteile eine Wechselbeziehung zwischen Zug- und Druckkräften über die Schubaufnahmefähigkeit des Betons vor,, Diese Annahme setzt voraus, daß der in der Zugzone des auf Biegung beanspruchten Bauteiles die Zugkräfte übernehmende Bewehrungsstahl verankernde Haftfähigkeit besitzt. Erst dann, wenn diese Haftfähigkeit gewährleistet ist, gibt der Bewehrungsstahl seine Kräfte an den ihn umschließenden Beton ab, der sie über seine Schubbeanspruchbarkeit an die Betondruckzone weiterleitet.

Die Verankerungsfälligkeit des auf Zug beanspruchten Bewehrungsstabes im Beton ist ein wesentlicher, kostenintensiver Schwachpunkt, dessen zumindest teilweise Lösung durch Verdrillung der Stäbe (GB-PS 1-5.946/1908) durch Profilierungen, Aufwalzungen, Verseilungen, ver-

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schweißte leiterartige Zwischenstücke (DE-PS 907.587), aufgeschweißte Knotenpunktstücke, Auf Stauchungen, aufgesetzte Manschetten (DE-OS 1.609.910) usw. versucht wurde. Dadurch ist· es auch gelungen, die Haftlänge zu verkürzen.

Eine'weitere Möglichkeit ist bekannt aus der AT-PS 310 397, bei der Kurzverankerungen zumindest an den Enden der Bewehrungsstäbe aufgeschweißt werden. Wenn auch auf diese Weise die Haftlängen der Bewehrungsstäbe vollständig entfallen können und auf diese V/eise hochwertiger Bewehrungsstahl gespart v/erden kann, da die Kurzbewehrungen aus Stahl minderer Qualität hergestellt werden können, so verbleibt doch die Notwendigkeit, diese Kurzbewehrungen zu erzeugen und anzuschweißen.

Schließlich beschäftigt sich auch die AT-PS 309.757 damit, die Haftlänge zu verkürzen, wozu sie bei I<ewehrungsmatten vorschlägt, Querstäbe innerhalb der ara Ende der Längsstäbe angewandten Hälfte der Haftlänge anzuordnen.

Aus der AT-PS 230.074 ist bekannt, Bewehrungsstäbe durch Bündel von zumindest drei gleich langen dünneren Bewehrungsstäben zu ersetzen, wobei die Stäbe des Bündels einander berühren und eine Verbindung an einigen Stellen oder über die gesamte Länge vorgesehen ist«

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, ein Bewehrungselement so herzustellen, daß eine weitere Einsparung von Material und ökonomischen Mitteln ermöglicht wird*

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bewehrungselement für die Bewehrung der Zugzone von auf Biegung beanspruchten Stahlbetonbauteilen, mit mindestens zwei parallel verlaufenden Bewehrungsstäben, deren Längen und Anordnung auf den Momentenverlauf abgestimmt sind, zu schaffen, bei dem auf jegliches zusätzliches Verankerungsmittel verzichtet werden kann, die Zugkraft von jedem' kürzeren Bewehrungsstab in dem nächst längeren in einer V/eise übergeleitet wird, so daß im Endpunkt jedes Bewehrungsstabes die Zugkraft abgebaut und daher Hull ist und bei dem eine fließende Einbindung des Kraftflusses in den'weiterleitenden Bewehrungsstab gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeder kürzere Bewehrungsstab zumindest einen längeren Bewehrungsstab in an sich bekannter Weise über die gesamte Länge unmittelbar berührt und mit ihm zumindest in Abschnitten kraftüberleitend verbunden, vorzugsweise verschweißt ist.

Das erfindungsgemäße Bewehrungselement unterscheidet sich somit wesentlich von allen bekannten Bewehrungselementen, wie Trägern, Matten usw., bei denen die zur Momentenabdeckung erforderlichen Zusatzbewehrungsstäbe mit dem vorschriftsmäßigen Mindestabstand zu den Längsbewehrungsstäben angeordnet und mit den Bügeln bzw· Querstäben verschweißt sind, die untereinander, ebenfalls nur mit einem Mindestabstand zueinander, vorgesehen sein können. Die Verbindung zwischen Längsund Zusatzstäben beschränkt sich daher - geometrisch gesehen- nur auf Schweißpunkte an den Querstäben,

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deren Zugfestigkeit selbstverständlich zu gering ist, um die auftretenden Kräfte zu übertragen»

In einer Ausführung ist dabei vorgesehen, daß die Gesamtquerschnittsfläche der Verbindungen zwischen je zwei Bewehrungsstäben eine zur vollständigen Kraftüberleitung aus dem zu entlastenden, kürzeren Bewehrungsstab zumindest ausreichende Größe aufweist. Die für die vollständige Kraftüberleitung aus den zu entlastenden Bewehrungsstäben erforderliche Gesamtquerschnitt sf lache der Verbindungen ist jedoch in jedem Pail größer als bei den genannten Punktverbindungen zwischen Längs- und Querstäben, bei denen zudem der Weg des Kraftflusses über Querstäbe noch verlängert wird, so daß auch noch nicht zu vernachlässigende Momentbeanspruchungen aus exzentrischer Zugkrafteinwirkung hinzuzuzählen sind.

Vorzugsweise ist daher vorgesehen, daß jede Verbindung zwischen den Bewehrungsstäben eine Vercchweißung ist, wobei zwischen der Zugkraft Z der Verbindungen beiderseits der Ordinate des größten Momentes und aller zu übertragenden Zugkräfte «. ζ aus dem oder den kürzeren Bewehrungsstäben folgende Beziehung besteht: Z

«Ma»—

Beim erfindungsgemäßen Bewehrungselement'wird durch die unmittelbare Berührung der Bewehrungsstab die Möglichkeit geschaffen, Verbindungen zu erzielen, die der einzutragenden Zugkraft zumindest äquivalent sind, da die Länge und Anzahl der Verbindungen beliebig gewählt werden können·

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Me Aufteilung'des Einzelstabes in verschweißte Bündel aus gleich langen Stäben nach der AT-PS. 230 074 bringt verschiedene Vorteile mit sich: Oberflächenvergrößerung, Knickfestigkeitserhöhung, günstigeres Trägheits- und Widerstandsmoment, Beschränkung auf wenige Durchmesser, sowie, beim Ersatz von Stäben mit großen Durchmessern, auch geringere Gestehungskosten, da diese gegenüber mehreren Stäben des mittleren Durchmesserbereiches beträchtliche Preiszuschläge aufweisen. Der letztgenannte Vorteil tritt bei Bewehrungsstäben mit hoher Stahlqualität besonders in Erscheinung«»

Die aus dieser PS bekannte Lehre der Bündelung kann jedoch nicht unmittelbar auf das Problem der Haftlängenverkürzung übertragen werden, da, die Überleitung des Kraftflusses bestimmte Kritterien für die Verbindung erfordert* Sie beschränkt sich vielmehr auf die Bündelung drei oder mehr gleich langer Stäbe, deren Verbindung im wesentlichen nur dem einfachen Zusammenhalt dient.

Beim erfindungsgemäßen Bewehrungselement wird eine fließende Einbindung des Kraftflusses in den v/eiterleitenden Bewehrungsstab erzielt, wobei die Querkomponente auf das Mindestmaß, nämlich die Summe der Halbmesser der beiden Bewehrungsstäbe, und damit auch die Momentenbeanspruchungen aus der exzentrischen' Zugkrafteinwirkung reduziert sind.

Y/esentlich ist auch, daß bei einem Bewehrungselement, das aus mehr als zwei Bewehrungsstaben besteht, die Querschnittsflächen der Verbindungen zwischen einem Bewehrungsstab, der bereits mit mindestens einem kürzeren Bewehrungsstab verbunden ist, und einem längeren Bewehrungsstab größer sein müssen als bei einem zweistabigen Bewehrungselement. In die-

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übergeleitet v/erden, sondern auch die Kraft, die von dem bzw. den kürzeren Bewehrungsstäben bereits aufgenommen worden ist, das heißt, daß die Zugkraftübernahmsfähigkeit der Verbindungen sich nach der Gesamtquerschnittsflache dieser kürzeren Bewehrungsstäbe richten muß* Eine einfache Kraftüberleitung findet bei mehrstabigen Bewehrungselementen in diesem Pail nur jeweils in den Endbereichen eines mittleren Bewehrungsstabes statte

Es ist daher in einer Ausführung vorgesehen, daß die Gesamt querschnittsflache der Verbindungen zwischen je zwei Bewehrungselementen proportional zur zu entlastenden Querschnittsfläche ist«

Vorzugsweise wechseln jeweils gleich lange Verbindungsabschnitte und jeweils gleich lange unverbundene Abschnitte einander ab«

In weiterer Ausführung ist bei mehr als zwei miteinander verbundenen Bev/ehrungsstäben der längste Bewehrungsstab zumindest annähernd zentral angeordnet·

Da das Ausmaß der Zugkraftüberleitung von der Stelle des größten Momentes zu den beiden Enden des Bewehrungstabes hin zuniiumt, kann in einer weiteren Ausführung der Erfindung vorgesehen sein, entweder den Abstand zwischen gleich langen Verbindungsabschnitten im Endbereich kleiner oder bei gleichem Abstand deren Längen und damit deren Zugkraftübernahmefähigkeit größer auszubilden·

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Aus Herstellungsgründen ist jedoch der Wechsel zwischen jeweils gleich langen Verbindungsabschnitten und jeweils gleich langen Abständen, in denen einander die Stäbe nur berühren, vorzuziehen, wobei von den Endbereichen aus zur Stelle des größten Momentes die Mindesterfordernisse zunehmend übersteigende Querschnittsflächen der Verbindungsabschnitte erhalten werden. Die Verbindungen können bevorzugt, v/ie erwähnt, durch Verschweißen erzeugt werden· In einer Ausführung ist dabei vorgeselien, daß an jeder Schweißstelle zumindest eine Schweißperle erstarrt ist, die aus einem vor der V/ider3tandsschweißung zwischen die Bewehrungsstäbe in an sich bekannter V/eise eingeführten Draht geschmolzen ist, dessen Durchmesser unter dem der Bewehrungsstäbe liegt» Die Anzahl der Schweißperlen und damit der eingeführten Drähte richtet sich nach dem Ausmaß der gewünschten Kraftüberleitung. Reicht die Verbindung über eine Schweißperle nicht aus, so können auch zwei oder mehr Schweißperlen in Längsrichtung des Bewehrungselementes hintereinander vorgesehen sein, von denen jede aus einem Draht geschmolzen und erstarrt ist.

Zur Herstellung jeder Verbindung werden dabei, in der Stromdurchflußrichtung gesehen, insgesamt drei Stäbe die beiden Bewehrungsstäbe und der dazwischenliegende Draht - miteinander verschweißt, zwischen denen jeweils nur eine Punktberührung stattfindet, wobei die dadurch und auf Grund seines geringeren Durchmessers extrem hohe Stromdichte im mittleren Draht dessen völlige Aufschmelzung zu einer Schweißperle bewirkt. Je nach Durchmesser der beiden Bewehrungsstäbe werden diese während des Schweißvorganges im Umgebungsbereich höchstens geringfügig erweicht, und die Schweißperle verfließt in den beiden Hohlkehlen längs der Berührungs-

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linie der beiden Bewehrungsstäbe. Die höchstens geringe Aufschmelzung der Bevehrungsstäbe selbst hat v/eitere auch nur einen höchstens geringen Einfluß auf die Eigenschaften des Bewehrungsstahles,· so daß vor allem hochwertige Stähle verarbeitbar sind, deren Verschweißung auch bei Baustahlmatten immer schon mit Problemen verbunden war.

Dadurch können auch'Bewehrungselemente erzeugt werden, bei denen vorteilhafterweise zumindest einer der eingeführten Drähte zumindest einseitig über die Bewehrungsstäbe vorsteht. Dies-wird dadurch erreicht, daß der Draht um einen das für die Herstellung der Schweißverbindung benötigte Ausmaß übersteigenden Betrag zwischen die Bewehrungsstäbe eingeschoben wird, der sich nach dem gewünschten Abstand des Bewehrungselementes zur Betonschalung richtet. V/eisen nach der Erfindung die Bewehrungsstäbe verschiedene Durchmesser auf, so beträgt der Durchmesser des eingeführten Drahtes das 0,2 - bis 0,9-fache des Durchmessers des dünnsten Bewehrungsstabes, vorzugsweise das 0,4 - 0,5-fache. Läßt man den Draht einseitig vorstehen, kann dadurch vor allem ein Abstandhalter, beispielsweise zu einer Betonschaltung, gebildet werden* Läßt man den Draht beidseitig vorstehen, so können die vorstehenden Teile zur Verbesserung der Verankerung im Beton verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bewehrungselementes sieht vor, daß bei dem zwischen zv/ei einander gegenüberliegenden Schweißelektroden zv/ei Bewehrungsstäbe mit Abstand zueinander hindurchgeführt werden, und bei

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dem zwischen die Bewehrungsstäbe zumindest ein Draht eingeführt und anschließend die Verschweißung durchgeführt wird, wobei jeder Draht zu einer Schweißperle schmilzt, und die beiden Bewehrungsstäbe durch den Preßdruck der Elektroden zueinander bewegt und durch die erstarrende(n) Schweißperle(n) einander berührend fixiert werden· Es läßt sich besonders vorteilhaft in automatischen Fertigungsanlagen mit taktweisen Vorschub anwenden, wie sie bisher für die Matten- oder Gitterträgerherstellung verwendet werden. In diesem Pail wird jeder eine Schweißperle bildende Draht von einer Rolle abgezogen und diskontinuierlich senkrecht zu den Bewehrungsstäben zwischen diese eingeführt, wobei unmittelbar nach dem Schweißvorgang durch den Vorschub des Bewehrungselementes jede erstarrende Schweißperle vom zugeführten Draht abgebrochen wird, sofern der Draht höchstens einseitig über die Bewehrungsstäbe vorsteht. Soll der Draht beidseitig vorstehen, wird er vor Beginn des Vorschubtaktes abgetrennt. Insbesondere für die Verwendung des vorstehenden Drahtes als Abstandhalter ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der eingeführte Draht aus einem nicht rostenden Material besteht, um eine !Jachbehandlung zu vermeiden·

Das erfindungsgemäße Bewehrungselement ist nicht nur als Einzelelement, sondern auch als Teil eines Bewehrungsgebildes einsetzbar· Beispielsweise ergibt

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sich dadurch die Möglichkeit, Bewehrungsmatten herzustellen, bei denen die Länge der zusätzlichen, kürzeren Bewehrungsstäbe nicht wie bisher von der Maschenweite der Querstäbe abhängig gemacht werden muß, da an den Enden ein Schweißknoten erforderlich ist, sondern tatsächlich dem Momentenverlauf angepaßt werden kann.

.Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll "nachstehend an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden» In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Pig. 1: eine schematische Darstellung auf Biegung

beanspruchten und auf zwei Endauflagern liegenden Stahlbetonbauteile mit einem Bewehrungselement und mit dem Momentenverlauf j

Pig. 2: einen Schnitt durch das Bewehrungselement

nach Pig. 1;

Pig. 3: den Abschnitt A des Bewehrungselementes

nach Pig. 1;

Pig« 4a bis 4d: weitere Ausführungsbeispiele von Bewehrungselementen;

Pig. 5: einweiteres Ausführungsbeispiel;

Pig. 6: Stirnansichten von' räumlichen Bewehrungselementen mit einem (Pig. 6a) bzw« zwei (Pig. 6b) erfindungsgemäßen Bewehrungselementen;

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Pig. 7: eine Draufsicht auf eine Bewehrungsmatte mit

zwei erfindungsgemäßen Bewehrungselementen;

Pig. 8: eine Draufsicht auf ein Bewehrungselement

nach Pig. 4a bei der Piersteilung mit zwei Schweißstellen, von denen eine vor und eine nach dem Schweißvorgang dargestellt ist;

Pig. 9: vergrößert eine Schweißstelle im Augenblick

des Schweißvorganges mit eingezeichnetem Stromweg;

Pig. 10: " eine Seitenansicht der Pig. 3 mit schemati-

scher Zuführeinrichtung für den Draht; und

Pig. 11; eine vergrößerte Darstellung des Gitterträgers von Pig. 6b mit Abstandhalter zur Betonschalung·

Ein durch Auflager 11 gestützter Stahlbetonbauteil nach Pig. 1 weist ein der Anschaulichkeit halber nur schematisch und in Draufsicht dargestelltes Bewehrungselement 10 mit Bewehrungsstaben 1; 2; 3» 4; 5 auf, die in der Zugzone des Stahlbetonbauteiles angeordnet sind.

Die Bewehrungsstäbe 2 bis 5 sind dabei entsprechend den gegen die Auflager 11 abnehmenden Momenten 1.1 in der Länge abgemindert, so daß Bewehrungsstahl eingespart wird. Die Bewehrungsstäbe 2 bis 5 berühren zumindest einen längeren Bewehrungsstab 1 bis 4 in der gesamten Länge. Um auf Endverankerungsmittel verzichten zu können, werden die auf die kürzeren Bewehrungsstäbe 2

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bis 5 einwirkenden Kräfte jeweils vollständig in den nächstlängeren Bewehrungsstab 1 bis 4 eingeleitet«

Für die Kraftüberleitung sind Abschnitte 6 zweier Bewehrungsstäbe 1 bis 5 miteinander verschweißt. Die Gesamt querschnitt sf lache der Verbindungen 7 zwischen zwei Bewehrungsstäben 1 bis 5 weist eine zur vollständigen Kraftüberleitung zumindest ausreichende Größe auf, so daß in den Endpunkten jedes küzeren Bewehrungsstabes 2 bis 5 die Zugkraft abgebaut und daher Null ist· Beispielsweise können die GesamtquerschnittsfIachen der Verbindungen 7 zwischen zwei Bewehrungsstäben proportional zur Querschnittsfläche des bzw» der zu entlastenden kürzeren BewehrungS3täbe 2 bis 5 sein·

Besteht das Bewehrungselement 10 nur aus zwei Bewehrungsstäben 1; 2, so richtet sich die Gesamtquerschnittsflache der Verbindungen 7 nach der Querschnittsfläche des kürzeren Bewehrungsstabes 2* Besteht das Bewehrungselement 10 jedoch aus mehr als zwei Bewehrungsstäben 1 bis 5» so gilt die vorstehende Beziehung nur für den kürzesten und die Endabschnitte der längeren Bewehrungsstäbe, während in jedem mittleren Abschnitt der längeren Bewehrungsstäbe die Gesamtquerschnittsflächen der Verbindung entsprechend der Summe der Querschnittsflächen alier jener kürzeren Bewehrungsstäbe sind, aus denen die fortlaufende Kraftüberleitung auf den längeren Bewehrungsstab erfolgt·

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Am Beispiel der, Pig. 2 und 3 wird diese Beziehung näher erläutert. In Pig. 3 (Abschnitt A aus Pig. 1) sind die Endabschnitte von drei Bewelirungsstäben 2; 3; 4» sowie der diese überragende längste Bewehrungsstab 1 dargestellt, Verbindungsabschnitte 6 wechseln mit unverbundenen Abschnitten 8. Die Gesamtquerschnittsfläche der Verbindungen 7 zwischen den äußersten Bewehrungsstäben 3 bzw. 4 und den inneren Bewelirungsstäben 1 bzw. 2 richtet sich nach den Querschnittsflächen der Bewehrungsstäbe 3 bzw. 4» während die Verbindungen 7 zwischen den beiden inneren Bewehrungsstäben 1; 2 in dem Bereich, der von dem äußeren, kürzeren Bewehrungsatab 4 überdeckt wird, zur Überleitung der Kräfte nicht nur aus dem Bewehrungsstab 2, sondern auch aus dem Bewehrungsstab 4 geeignet ausgebildet sein müssen. Die Gesamt quersclinitt sf lache der Verbindungen 7 zwischen den Bev/ehrungsstäben 1 ; 2 richten sich daher in diesem Bereich nach der Summe der Querschnittsflächen der beiden zu entlastenden Bewehrungsstäbe 2; 4, im Endabschnitt hingegen müßten sie nur mehr der Querschnittsfläche des Bewehrungsstabes 2 entsprechen. Da jedoch eine Überdimensionierung der Querschnittsflächen der Verbindungen 7 keine Nachteile mit sich bringt, können aus vereinfachten Herstellungsgründen die QuerschnittsfIachen aller Verbindungen 7 gleich und zumindest entsprechend der größten Beanspruchung bemessen sein·

Die Bewehrungsstäbe 1 bis 5 bestehen aus Bewehrungsstahl insbesondere mit hoher Zugfestigkeit. Die Verbindungen 7 der Bewehrungsstäbe 1 bis 5 untereinander wird vorzugsweise durch eine Preß-V/iderstandsschweißung bewirkt. Schematisch ist dies in den Pig. 8 bis 10

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dargestellt. Pro Schweißebene werden zwei Bewehrungsstäbe 1; 2 gleichen oder verschiedenen Durchmessers zwischen einem Elektrodenpaar 20 mit Abstand zueinander hindurchgeführt· Die Elektroden können in Richtung der Pfeile P bewegt werden« Nach Pig. 8 wird zwischen die beiden Bewehrungsstäbe 1; 2 vor dem Schweißvorgang zumindest ein Draht 18 zugeführt, dessen Durchmesser geringer als der des dünneren Bewehrungsstabes 2 vorzugsweise etwa nur das 0,4 - bis 0,5-fache beträgt· V/ie aus Pig. 9 ersichtlich, wird der Draht 18 in dieser Ausführung so weit zwischen die Bewehrungsstäbe 1; 2 eingeführt, daß sein Ende nicht nach der anderen Seite vorsteht· Er kann jedoch bevorzugt, wie Pig. 5 oder zu entnehmen ist, auch um ein bestimmtes Ausmaß über die Bewehrungsstäbe 1; 2 vorstehen, so daß die vorstehenden Teile als Abstandhalter 19 zu einer Betonschalung 15» wodurch sich daher die Anordnung eigener Abstandhalter erübrigt, und/oder als Verankerungsteile 24 zur Verbesserung der Verankerung im Beton dienen· Beim Schweißvorgang verschmilzt jeder zwischen den Bewehrungsstäben 1 ; 2 eingeführte Draht 18 zu einer Schweißperle 12 (Pig. 3; 5> 8), die unter Einwirkung des Elektrodenpreßdruckes in die beiden bei Berührung der Stäbe 1; 2 sich bildenden Hohlkehlen 14 fließt und nach der Erstarrung die beiden Stäbe 1; 2 verbindet· In Pig. ist schematisch der Stromfluß 17 dargestellt« Zwischen den Elektroden 20 und den Stäben 1; 2 liegt eine Linienberührung vor. Die schematisch angedeuteten Stromflußlinien verlaufen in den Bewehrungsstäben T; 2 etwa tonnenförmig, v/erden jedoch jeweils am Übergang zum Draht 18 auf einen Punkt 16 konzentriert· Da der Widerstand in den beiden Stäben 1; 2 im Vergleich zum Wider-

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stand im Draht 18 relativ gering ist, werden die Stäbe 1; 2 wesentlich weniger erwärmt, bzw. der Draht 18 wird so hoch erhitzt, daß er zur Schweißperle 12 verschmilzt. Dies wird außerdem noch durch den hohen Übergangswiderstand in den Punkten 16 beschleunigt, so daß die Stäbe 1; 2 nur im unmittelbaren Umgebungsbereich der Punkte 16 erweicht werden. Die derart erzeugte Schweißverbindung beeinflußt daher die. Stahlqualität der Bewehrungsstäbe 1; 2 in einem höchstens geringen, in jedem Fall jedoch vernachlässigbaren Ausmaß. Pro Schweißstelle kann auch mehr als ein Draht 18 zugeführt v/erden, wenn die überzuleitende Kraft die Aufnahmefähigkeit einer erstarrten Schweißperle übersteigt, so etwa, wie in Pig. 3 strichliert dargestellt, zwei weitere Drähte 18. Dadurch ist es auch möglich, die Kraftüberleitungsfälligkeit einzelner Verbindungen 7 unterschiedlich zu gestalten, indem nicht alle Drähte 18 bei jedem Arbeitstallt vorgeschoben und in Schweißperlen 12 verschmolzen werden. Die verschweißte Stelle in Pig· 8 zeigt beispielsweise nur zwei Schweißperlen 12. Auf diese Art und Weise kann etwa die früher erwähnte Anpassung der Festigkeit der Schweißverbindung in Bewehrungselementen 10 erfolgen, bei denen an den Enden der kürzeren Stäbe höhere Zugkräfte überzuleiten sind als im Mittelbereich. Jeder Draht 18 kann, wie in Pig· 10'dargestellt, von einer Rolle 21 abgezogen werden·

Die Pig, 4zeigt weitere Ausbildungsvarianten des Bewehrungselementes 10· in Stirnansichten. Die Pig. 4a stellt ein zweistabiges Bewehrungselement dar, bei dem ein dickerer Bewehrungsstab 1 mit einem dünneren und kürzeren Bewehrungsstab 2 kombiniert ist, Nach Pig. 4b

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ist ein weiterer Bewehrungsstab 3 angeschlossen· Pig. 4c zeigt ein Bewehrungselement 10 aus vier gleich dicken Bewehrungsstäben 1; 2; 3i wobei zwei längste Stäbe 1 mit kürzeren Stäben 2; 3 verbunden sind, und in Pig. 4d sind fünf Bewehrungsstäbe 1 bis 5, von denen der längste Stab 1 einen größeren Durchmesser aufweist, L-förmig angeordnet·

In Pig. 5 sind vier Bewehrungsstäbe 1; 2; 3> 4 und zwei einander kreuzende Drähte 18 gezeigt, die während des Schweißvorgange3 zu Schweißperlen 12 verschmelzen. Die Drähte 18 können dabei an allen vier Seiten über die Bewehrungsstäbe 1; 2; 3; 4 vorstehen, wobei die vorstehenden Teile Abstandhalter 19 oder Verankerungsteile bilden können·

Die Pig· 6; 7; 11 zeigen weitere Anwendungsbe!spiele des erfindungsgemäßen Bewehrungselementes 10. In Pig« 6a und 6b sind räumliche Bewehrungsgebilde 13, etwa Gitterträger, dargestellt, wobei in Pig· 6a ein einzelnes dreistabiges Bewehrungselement 10, in Pig· 6b zv/ei zweistabige Bewehrungselemente 10 als Untergurt dienen· Als besonderer Vorteil tritt dabei in Erscheinung, daß jeder Bewehrungsstab 2; 3 entsprechend der Momentenlinie enden kann und nicht an die Bügel des Gitterträgers gebunden ist, da an seinen Enden bereits alle Kräfte abgeleitet sind«

Das Ausführungsbeispiel nach Pig· 6b zeigt vergrößert Pig· 11» Hier sind erfindungsgemäße'Bewehrungselemente 10 in einen Gitterträger 13 eingesetzt, in denen sie die Untergurtbewehrung bilden· Wie erwähnt, bilden die vor-

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stehenden Teile des Drahtes 18, die nicht zu Schweißperlen verschmolzen sind, Abstandhalter 19·

Ein weiteres Beispiel für Bewehrungselemente 10, deren Bewehrungsstäbe 1 bis 5 in Anpassung an einem Momentenverlauf abgelängt sind, zeigt Pig· 7, in der eine Bewehrungsmatte dargestellt ist, bei der zwei Längsstäbe 1 zu erfindungsgemäßen Bewehrungselementen 10 ergänzt sind· Diese Bewehrungseiern ent e 10 weisen durchgehende Längsstäbe 1 und kürzere Zusatzstäbe 2; 3 auf. Hieraus wird besonders deutlich, daß das Ende jedes kürzeren Bewehrungsstabes 2; 3 nicht mit einem Querstab der Matte zusammenfallen muß·

Vorzugsweise ist der längste Bewehrungsstab 1 zumindest annähernd zentral angeordnet (Fig.. 1 bis 3» 4d und 7)·

Das erfindungsgeniäße Verfahren der Zuführung von Drähten 18 zwischen die Bewehrungsstäbe 1 bis 5 und deren Verschmelzung zu Schweißperlen 12 bei gleichzeitiger Annäherung der Bewehrungsstäbe 1; 2 durch den Preßdruck der Elektroden 20 läßt sich in einer automatischen Pertigungsanlage besonders leicht und rationell bewerkstelligen. Die Abtrennung jedes Drahtes 18 erfolgt, sofern er höchstens einseitig übersteht, in einfacher Weise durch den Vorschub des Bewehrungselementes 10 durch die Fertigungsanlage, da der in Vorschubrichtung unbewegliche Draht 18 dabei von der in Erstarrung begriffenen Schweißperle 12 gelöst wird. Werden erfindungsgemäße Bewehrungselemente 10 in einer automatischen Fertigungsanlage in Bewehrungsmatten oder Gitterträger 13 eingearbeitet, erfolgt dies vorteilhaft in der V/eise, daß zu-

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sätzliche Bewehrungsstäbe 2; 3 parallel zugeführt und an einem Längsbewehrungsstab 1 der bereits verochweißten Matte bzw. des bereits verschweißten Trägers 13 befestigt werden· Hierzu ist etwa am Ende der Pertigungsanlage ein zusätzliches Elektrodenpaar sowie eine Zuführung für jeden Draht 18 angeordnet. Weiter ist zur Anpassung an den Momentenverlauf noch eine eigene Verschubeinrichtung sowie eine Schneideinrichtung für jeden Stab 2; 3 vorgesehen, die den jeweiligen Anforderungen entsprechend steuerbar sind.

Claims (4)

1· Bewehrungselement für die Bewehrung der Zugzone von auf Biegung beanspruchten Stahlbetonbauteilen, mit mindestens zwei parallel verlaufenden Bewehrungsstäben, deren Längen und.Anordnung auf den Momentenverlauf abgestimmt sind, gekennzeichnet dadurch, daß jeder kürzere Bewehrungsstab (2; 3; 4; 5) zumindest einen längeren Bewehrungsstab (1; 2; 3; 4) in an sich bekannter Weise über die gesamte Länge unmittelbar berührt, und mit ihm zumindest in Abschnitten (6). kraftüberleitend verbunden, vorzugsweise verschweißt, ist«

2. Bewehrungselement nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Gesamtquerschnittsflache der Verbindungen (7) zwischen je zwei Beweiirungsstäben eine zur vollständigen Kraftüberleitung aus dem zu entlastenden kürzeren Bewehrungsstab (2; 3; 4; 5) zumindest ausreichende Größe aufweist.

3. Bewehrungselement nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß jede Verbindung (7) zwischen den Bewehrungsstäben eine Verschweißung ist, wobei zwischen der Zugkraft Z der Verbindungen (7) beiderseits der Ordinate (y) des größten Momentes und aller zu übertragenden Zugkräfte £ ζ aus dem oder den kürzeren Bewehrungsstäben (2; 3; 4» 5)

folgende Beziehung besteht: Z_y

— 0.

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4· Bewehrungselement nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Gesamtquerschnittsfläche der Verbindungen (7) zwischen je zwei Bewehrungselementen proportional zur zu entlastenden Querschnittsflache ist·

Bewehrungselement nach einem der Punkte 1 bis 4» gekennzeiclinet dadurch, daß jeweils gleich lange Verbindungsabsclinitte (6) und jeweils gleich lange unverbundene Abschnitte (8) einander abwechseln·

6· Bewehrungselement nach einem der Punkte 1 bis 5» gekennzeiclinet dadurch, daß bei mehr als zwei miteinander verbundenen Bewehrungsstäben (1; 2; 3;> 4; 5) der längste Bewehrungsstab (1) zumindest annähernd zentral angeordnet ist»

7» Bewehrungselement nach einem der Punkte 1 bis 5» gekennzeichnet dadurch, daß an jedem Verbindungsabschnitt (6) zumindest eine Schweißperle (12) erstarrt ist, die aus einem vor der Verschweißung zwischen die Bewehrungsstäbe (1; 2; 3» 4; 5) eingeführten Draht (18) geschmolzen ist, dessen Durchmesser unter dem der Bewehrungsstäbe (1; 2; 3; 4; 5) liegt·

8· Bewehrungselement nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß zumindest einer der eingeführten Drähte (18) zumindest einseitig über die Bewehrungsstäbe (1; 2; 3; 4; 5) vorsteht.

-21- 16.6.1980

AP E 04 C/219 ί 57 096/12

9· Bewehrungselement nach Punict 7 oder 8, bei d.em die Bewehrungsstäbe verschiedene Durchmesser aufweisen, gekennzeichnet dadurch, daß der Durchmesser jedes eingeführten Drahtes (18) das 0,2- bis 0,9-fache des Durchmessers"des dünnsten Bewehrungsstabes (1; 2; 3; 4; 5) beträgt·

10. Bewehrungselement nach einem der Punkte 7 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß der eingeführte Draht (18) aus einem nicht rostenden Material besteht·

11· Verfahren zur Herstellung eines Bewehrungselementes nach einem der Punkte 7 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen zwei einander gegenüberliegenden Schweißelektroden (20) Bewehrungsstäbe (1 ; 2; 3; 4; 5) mit Abstand zueinander hindurchgeführt werden, daß zwischen die Bewehrungsstäbe (1; 2; 3; 4; 5) zumindest ein Draht (18) eingeführt und anschließend die Verschweißung durchgeführt wird, wobei jeder Draht (18) zu einer Schweißperle (12) schmilzt, und die Bewehrungsstäbe (1; 2; 3; 4; 5) durch den Preßdruck (P) der Elektroden (20) zueinander bewegt und durch jede erstarrende Schweißperle (12) einander berührend fixiert werden·

Hierzu„iL„$eiien Zeichnungen