EP0306887A1 - Warmgewalzter Betonbewehrungsstab, insbesondere Betonrippenstab - Google Patents

Warmgewalzter Betonbewehrungsstab, insbesondere Betonrippenstab Download PDF

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EP0306887A1
EP0306887A1 EP88114479A EP88114479A EP0306887A1 EP 0306887 A1 EP0306887 A1 EP 0306887A1 EP 88114479 A EP88114479 A EP 88114479A EP 88114479 A EP88114479 A EP 88114479A EP 0306887 A1 EP0306887 A1 EP 0306887A1
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EP
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rib
ribs
reinforcement bar
concrete reinforcement
concrete
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Widmann Aktiengesel Dyckerhoff
S A Arbed
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Walter Bau AG
Arcelor Luxembourg SA
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Dyckerhoff and Widmann AG
Arbed SA
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/02—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of low bending resistance, i.e. of essentially one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] extent
    • E04C5/03—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of low bending resistance, i.e. of essentially one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] extent with indentations, projections, ribs, or the like, for augmenting the adherence to the concrete
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/16—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
    • B21B1/163—Rolling or cold-forming of concrete reinforcement bars or wire ; Rolls therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/08—Members specially adapted to be used in prestressed constructions
    • E04C5/12—Anchoring devices
    • E04C5/125—Anchoring devices the tensile members are profiled to ensure the anchorage, e.g. when provided with screw-thread, bulges, corrugations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/16—Auxiliary parts for reinforcements, e.g. connectors, spacers, stirrups
    • E04C5/162—Connectors or means for connecting parts for reinforcements
    • E04C5/163—Connectors or means for connecting parts for reinforcements the reinforcements running in one single direction
    • E04C5/165—Coaxial connection by means of sleeves

Definitions

  • the invention relates to a hot-rolled concrete reinforcement bar, in particular a concrete ribbed bar according to the preamble of claim 1.
  • Concrete reinforcement bars of this type are described for example in concrete and reinforced concrete construction 2/1973, pages 25 to 35.
  • the ribs are assigned a double task. On the one hand, they must ensure a sufficient bond in the concrete and, on the other hand, in their function as parts of a thread, they must be able to transmit the required forces into an anchoring or connecting body into which one end of the concrete reinforcement bar is screwed.
  • These concrete reinforcement bars have, based on the bar diameter, relatively wide ribs at a relatively short distance.
  • the ratio of the base width to the height of the rib is approximately 3.7 and the rib spacing, measured in the longitudinal direction of the reinforcing steel, is 0.5 in relation to the nominal diameter. This corresponds to an angle of inclination ⁇ of the ribs with respect to the longitudinal axis of the concrete reinforcement bar of approximately 81.5 °.
  • the object of the invention is to provide a concrete reinforcement bar of the type mentioned in the preamble of claim 1, which is characterized by improved dynamic strength.
  • the notch effect caused by the thread ribs is to be reduced and the fatigue strength in the area of the threaded connection is to be increased.
  • the ribs are made much slimmer and have a smaller angle of inclination ⁇ with respect to the longitudinal axis of the reinforcing steel than in the case of the known screwable concrete reinforcement bar.
  • the shear area per unit length that is decisive for the load-bearing behavior of the threaded connection is also reduced, so that the length of the anchoring or connecting body is normally increased must if the same forces are to be transmitted.
  • Such steels are produced in such a way that they are so intensely cooled in the edge zone by a water cooling section when they emerge from the last rolling stand of a hot rolling mill that there is a hardness structure in this zone and that the hardened edge zone after the rod emerges from the water cooling section through the Heat content of the core zone is left on.
  • Steels of this type and methods of making the same are general known, so that a detailed description is unnecessary. Not only do they have increased strength compared to the core, they also have a higher coefficient of friction on their surface and thus in the rib area compared to other hot-rolled concrete reinforcement bars. In view of this property, they are therefore particularly suitable for the concrete reinforcement bar according to this invention.
  • Concrete reinforcement bars made from such steels with the shape and arrangement of the ribs according to the invention are also distinguished by improved ductility.
  • the ductility of a concrete reinforcement bar is determined by the uniform expansion, the ratio of tensile strength to yield strength and the bond.
  • a uniform expansion ⁇ 6%, a ratio of tensile strength to yield strength of ein 1.1 and an adequate, soft or mild bond supported by the surface roughness of the bar can be achieved.
  • the related rib surface is also reduced.
  • This can be counteracted by extending the ribs so that they each extend almost over half the full circumference of the rod and / or that the ribs are arranged along a two-start helix.
  • These two measures also have an effect in terms of increasing the shear area per unit length, that is to say the resilience of the threaded connection.
  • the reduction in the related rib area can also be counteracted by the fact that additional ribs or between the ribs Incisions are arranged.
  • At least the additional ribs which have a position lying outside the helix of the thread or are widened, must have a rib height which is reduced to such an extent that the screwing on of the associated anchoring or connecting body is not hindered by them.
  • the diameter of the cylindrical envelope of the additional ribs must therefore be smaller than the inside diameter of the thread of the anchoring or connecting body to be screwed onto the concrete reinforcement bar. Since the additional ribs or incisions that increase the related rib area and thus the bond are not fixed in their position by the helix of the thread, they can also be used to identify the concrete reinforcement bar, i.e. the additional ribs or incisions can be used because they can function as Do not interfere with the thread of the thread ribs, if necessary, be arranged in connection with the thread ribs in the manner desired for marking with regard to the type of steel or supplying plant.
  • the hot-rolled concrete reinforcement bar 1 shown in Figures 1 to 3 has a circular core cross-section 2, shown hatched in Fig. 2, and two mutually opposite rows of ribs 3 and 4 arranged along a helical line, the parts of a thread for screwing one with a counter thread provided anchoring or connecting body.
  • the ribs 3 and 4 formed in the same way are also referred to below as threaded ribs. As shown in FIG. 2, they extend at full height almost over half the rod circumference.
  • the shear area per unit length that determines the load-bearing capacity of the threaded connection is determined by the base width b, the length and the distance C or the angle of inclination ⁇ of the ribs.
  • the base width b of the rib is reduced.
  • the resulting reduction in the shear area is partly due to an increase in the length of the ribs and also by increasing the strength of the concrete reinforcement bar in the area of Edge zone, i.e. in the rib area, compensated.
  • the increased strength in the area of the ribs is achieved in that the hot-rolled steel is so intensely cooled by a water cooling section as it emerges from the last rolling stand in the edge zone that there is a hardness structure in this zone and that the hardened edge zone emerges after the steel emerges the water cooling section is started by the heat content of the core zone.
  • a concrete reinforcement bar produced in this way is also characterized by an increased coefficient of friction due to the scale formation in the edge and rib area, which is desirable with regard to self-locking of the thread.
  • the reinforcing steel according to the invention is characterized by an increased dynamic load-bearing capacity, so that it can also be used with the usual anchoring or connecting bodies for dynamically stressed components.
  • the concrete reinforcement bar shown in Fig. 4 differs from the concrete reinforcement bar shown in Figures 1 to 3 in that 3 additional ribs 6 are arranged between the threaded ribs and 4 incisions 7 between the threaded ribs. These measures serve to improve the bond between the concrete reinforcing bar and the concrete . They may be necessary if, with a reduced angle of inclination ⁇ of the threaded ribs, that is to say with an increased pitch of the thread, the distance C between the threaded ribs exceeds a certain dimension and the related rib surface thus becomes too small.
  • the additive ribs 6 have a position lying outside of such a helical line, they must have a rib height that is so far reduced compared to the threaded ribs 3 or 4 that the screwing of the associated anchoring or connecting body is not impeded by the additional ribs.
  • the diameter D of the cylindrical envelope of the additional ribs 6 must therefore be smaller than the inside diameter of the thread of the anchoring or connecting body to be screwed onto the concrete reinforcement bar.
  • projections with a shape that differs from a rib shape, such as knobs can also be provided.
  • impressions or incisions 7 are shown for the sake of illustrating two basic options. Only additional ribs or only incisions can be provided at any point between threaded ribs 3 and / or 4. This also creates the possibility of identifying the screwable concrete reinforcement bar with regard to the type of steel or delivery plant by the arrangement of the ribs or cuts.
  • the rib arrangement shown in FIG. 4 identifies the steel grade Fe B 500 in accordance with Euronorm 80-85.
  • the concrete ribbed rod had an almost circular core cross section and two opposite rows of ribs with an approximately trapezoidal cross section. The ribs were arranged along the helical lines of a two-start thread.
  • the ribs each extended almost to the full extent of half the rod circumference, namely over 170 degrees.

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Abstract

Bei einem warmgewalzten Betonbewehrungsstab (1), dessen Rippen (3) längs einer Schraubenlinie angeordnet sind und Teile eines Gewindes zum Aufschrauben eines mit einem Gegengewinde versehenen Verankerungs- bzw. Verbindungskörpers bilden, wird eine im Hinblick auf die dynamische Beanspruchbarkeit der Gewindeverbindung verbesserte Rippenform und Rippenanordnung vorgeschlagen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen warmgewalzten Betonbeweh­rungsstab, insbesondere einen Betonrippenstab gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Betonbewehrungsstäbe dieser Art sind beispielsweise in Beton- und Stahlbetonbau 2/1973, Seiten 25 bis 35 be­schrieben.
  • Bei schraubbaren Betonbewehrungsstäben ist den Rippen eine zweifache Aufgabe zugewiesen. Sie müssen einerseits einen ausreichenden Verbund im Beton gewährleisten und anderer­seits in ihrer Funktion als Teile eines Gewindes die er­forderlichen Kräfte in einen Verankerungs- bzw. Verbin­dungskörper übertragen können, in den ein Ende des Beton­bewehrungsstabes eingeschraubt ist.
  • Im Hinblick auf diese beiden Funktionen haben sich in der Praxis die als GEWI-Stahl (Warenzeichen) bekannt gewordenen Betonbewehrungsstäbe durchgesetzt, die in der obengenannten Zeitschrift beschrieben sind.
  • Diese Betonbewehrungsstäbe weisen, bezogen auf den Stab­durchmesser, verhältnismäßig breite Rippen in einem ver­hältnismäßig geringen Abstand auf. Das Verhältnis von Fußbreite zu Höhe der Rippe liegt etwa bei 3,7 und der Rippenabstand, gemessen in Längsrichtung des Betonstahls, bezogen auf den Nenndurchmesser bei 0,5. Dies entspricht einem Neigungswinkel α der Rippen gegenüber der Längsachse des Betonbewehrungsstabes von etwa 81,5°.
  • Aufgrund dieser Rippenform und Rippenanordnung sind kurze Gewindeverbindungen möglich und es ist wegen des verhält­nismäßig großen Neigungswinkels α der Rippen gegenüber der Längsachse des Betonbewehrungsstabes eine Selbsthemmung der Gewindeverbindung gewährleistet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Betonbewehrungsstab der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, der sich durch eine verbesserte dynamische Beanspruchbar­keit auszeichnet. Es soll die durch die Gewinderippen ver­ursachte Kerbwirkung verringert und damit die Dauerschwing­festigkeit im Bereich der Gewindeverbindung erhöht werden.
  • Die Aufgabe wird durch einen Betonbewehrungsstab mit den Merkmalen gemäß den Ansprüchen 1, 3 oder 4 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Ansprüchen zu entnehmen.
  • Danach sind die Rippen wesentlich schlanker ausgebildet und weisen einen kleineren Neigungswinkel α gegenüber der Längsachse des Betonstahls auf als im Falle des bekannten schraubbaren Betonbewehrungsstabes. Durch diese Maßnahmen wird nicht nur die Kerbwirkung erniedrigt und damit die dynamische Beanspruchbarkeit der Gewindeverbindung ver­größert, sondern auch der Füllgrad beim Warmwalzen und damit die Herstellbarkeit des Betonbewehrungsstabes verbessert.
  • Um zu verhindern, daß durch den kleineren Neigungswinkel α der Rippen gegenüber der Längsachse des Betonbewehrungs­stabes die Grenze der Selbsthemmung für die Gewindeverbin­dung überschritten wird, sind Maßnahmen vorgesehen, um den Reibwert der für die Gewindeverbindung herangezogenen Rip­penflanken des Betonbewehrungsstabes zu erhöhen. Solche Maßnahmen sind in den Ansprüchen 1, 3 und 4 genannt. Sie können einzeln oder in Kombination verwirklicht werden.
  • Durch die erfindungsgemäße Änderung der Rippenform und Rippenanordnung, das heißt durch Verringerung des Verhält­nisses b/h und des Neigungswinkels α wird allerdings auch die für das Tragverhalten der Gewindeverbindung maßgebende Scherfläche pro Längeneinheit verringert, so daß normaler­weise die Länge des Verankerungs- bzw. Verbindungskörpers vergrößert werden muß, wenn die gleichen Kräfte übertragen werden sollen.
  • Eine Verlängerung des Verankerungs- bzw. Verbindungskör­pers, die insbesondere im Hinblick auf die sich summieren­den Walztoleranzen bei den Rippenabständen unerwünscht ist, läßt sich vermeiden, das heißt bei gleicher Länge lassen sich trotz verringerter Scherfläche im Gewindebereich gleich hohe oder größere Kräfte übertragen, wenn die Scherfestigkeit des Betonbewehrungsstabes im Rippenbereich vergrößert wird. Des geschieht gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß ein Betonbewehrungsstab verwen­det wird, der im Rand- und Rippenbereich eine gegenüber dem Kern erhöhte Festigkeit besitzt. Derartige Betonbeweh­rungsstäbe sind beispielsweise unter dem Handelsnamen Tempcore-Stähle (als Warenzeichen eingetragen) bekannt geworden. Solche Stähle werden dadurch hergestellt, daß sie beim Austritt aus dem letzten Walzgerüst einer Warmwalz­anlage in der Randzone durch eine Wasserkühlstrecke derart intensiv abgekühlt werden, daß es in dieser Zone zu einem Härtegefüge kommt und daß die gehärtete Randzone nach Austritt des Stabes aus der Wasserkühlstrecke durch den Wärmeinhalt der Kernzone angelassen wird. Stähle dieser Art und Verfahren zur Herstellung derselben sind allgemein bekannt, so daß sich eine detaillierte Beschreibung erübrigt. Sie weisen nicht nur eine gegenüber dem Kern erhöhte Festigkeit sondern auch einen im Vergleich zu anderen warmgewalzten Betonbewehrungsstäben erhöhten Reibwert an ihrer Oberfläche und damit im Rippenbereich auf. Sie sind deshalb auch im Hinblick auf diese Eigen­schaft besonders für den Betonbewehrungsstab gemäß dieser Erfindung geeignet.
  • Aus derartigen Stählen hergestellte Betonbewehrungsstäbe mit der erfindungsgemäßen Form und Anordnung der Rippen zeichnen sich darüber hinaus durch eine verbesserte Dukti­lität aus. Die Duktilität eines Betonbewehrungsstabes wird bestimmt durch die Gleichmaßdehnung, das Verhältnis Zug­festigkeit zu Streckgrenze und den Verbund. Bei erfindungs­gemäßen Betonbewehrungsstäben lassen sich ohne Schwierig­keiten eine Gleichmaßdehnung ≧ 6 %, ein Verhältnis von Zug­festigkeit zu Streckgrenze von ≧ 1,1 und ein ausreichender, durch die Oberflächenrauhigkeit des Stabes unterstützter, weicher bzw. milder Verbund realisieren.
  • Durch die Verringerung des Neigungswinkels α der Rippen gegenüber der Längsachse des Betonstahls und bei einer Ver­ringerung des Verhältnisses h/ds, das heißt der auf den Stabdurchmesser bezogenen Rippenhöhe, wird auch die bezo­gene Rippenfläche verringert. Dem kann dadurch entgegenge­wirkt werden, daß die Rippen verlängert werden, so daß sie sich in voller Höhe jeweils nahezu über den halben Stabum­fang erstrecken und/oder daß die Rippen längs einer zwei­gängigen Schraubenlinie angeordnet werden. Diese beiden Maßnahmen wirken sich auch im Hinblick auf eine Vergröße­rung der Scherfläche pro Längeneinheit, das heißt die Be­lastbarkeit der Gewindeverbindung, aus. Der Verringerung der bezogenen Rippenfläche kann aber auch dadurch entgegen­gewirkt werden, daß zwischen den Rippen Zusatzrippen oder Einschnitte angeordnet werden. Wenigstens die Zusatzrippen, welche eine außerhalb der Schraubenlinie des Gewindes lie­gende Position aufweisen oder verbreitert sind, müssen eine so weit verringerte Rippenhöhe besitzen, daß durch sie das Aufschrauben des zugehörigen Verankerungs- bzw. Verbin­dungskörpers nicht behindert wird. Der Durchmesser der zylindrischen Umhüllenden der Zusatzrippen muß deshalb kleiner sein als der Innendurchmesser des Gewindes des auf den Betonbewehrungsstab aufzuschraubenden Verankerungs- bzw. Verbindungskörpers.
    Da die die bezogene Rippenfläche und damit den Verbund erhöhenden Zusatzrippen bzw. Einschnitte in ihrer Lage nicht durch die Schraubenlinie des Gewindes festgelegt sind, können sie zusätzlich zur Kennzeichnung des Betonbe­wehrungsstabes herangezogen werden, das heißt die Zusatz­rippen bzw. Einschnitte können, da sie die Funktion des Gewindes der Gewinderippen nicht beeinträchtigen, gegebe­nenfalls in Verbindung mit den Gewinderippen in der für die Kennzeichnung hinsichtlich Stahlsorte oder Lieferwerk ge­wünschten Weise angeordnet werden.
  • Die Erfindung wird durch zwei Ausführungsbeispiele anhand von vier Figuren näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1 einen Abschnitt eines schraubbaren Betonbeweh­rungsstabes in einer Draufsicht;
    • Fig. 2 den Schnitt II-II von Fig. 1;
    • Fig. 3 in einer vergrößerten Darstellung den Schnitt III-­III von Fig. 1; und
    • Fig. 4 einen Abschnitt aus einem Betonbewehrungsstab mit Zusatzrippen und Einschnitten in einer Seiten­ansicht.
  • Der in den Figuren 1 bis 3 dargestellte warmgewalzte Beton­bewehrungsstab 1 weist einen, in Fig. 2 schraffiert darge­stellten, kreisförmigen Kernquerschnitt 2 sowie zwei ein­ander gegenüberliegende Reihen von längs einer Schrauben­linie angeordneten Rippen 3 und 4 auf, die Teile eines Ge­windes zum Aufschrauben eines mit einem Gegengewinde ver­sehenen Verankerungs- bzw. Verbindungskörpers bilden. Die in gleicher Weise ausgebildeten Rippen 3 und 4 werden im folgenden auch als Gewinderippen bezeichnet. Sie erstrecken sich, wie Fig. 2 zeigt, in voller Höhe jeweils nahezu über den halben Stabumfang.
  • Zur Kennzeichnung der Rippenform und der Rippenanordnung dienen die folgenden, in den Figuren 1 bis 3 eingetragenen Größen:
    b = Fußbreite der Rippe
    ds = Nenndurchmesser des Betonstahls
    h = Rippenhöhe
    R = Ausrundungsradius am Rippenfuß in mm
    α = Neigungswinkel der Rippe gegenüber der Längsachse 5 des Betonstahls in Altgrad
    β = Neigungswinkel der Rippenflanke in Altgrad
    C = Abstand der Rippen, gemessen in Längsrichtung des Betonbewehrungsstabes.
  • Die für die Belastbarkeit der Gewindeverbindung maßgebende Scherfläche pro Längeneinheit wird bestimmt durch die Fuß­breite b, die Länge und den Abstand C bzw. den Neigungs­winkel α der Rippen. Gegenüber bekannten Gewindestäben ist die Fußbreite b der Rippe verkleinert. Die hierdurch be­dingte Verringerung der Scherfläche wird teilweise durch Vergrößerung der Rippenlänge und außerdem durch Erhöhung der Festigkeit des Betonbewehrungsstabes im Bereich der Randzone, das heißt im Rippenbereich, kompensiert. Die er­höhte Festigkeit im Rippenbereich wird dadurch erreicht, daß der warmgewalzte Stahl beim Austritt aus dem letzten Walzgerüst in der Randzone durch eine Wasserkühlstrecke derart intensiv abgekühlt wird, daß es in dieser Zone zu einem Härtegefüge kommt und daß die gehärtete Randzone nach dem Austritt des Stahls aus der Wasserkühlstrecke durch den Wärmeinhalt de Kernzone angelassen wird. Ein auf diese Weise hergestellter Betonbewehrungsstab zeichnet sich aufgrund der Zunderbildung im Rand- und Rippenbereich außerdem durch einen erhöhten Reibwert aus, der im Hinblick auf eine Selbsthemmung des Gewindes erwünscht ist.
  • Aufgrund der in den Patentansprüchen 1, 3 und 4 angegebenen Rippenform und Rippenanordnung zeichnet sich der erfin­dungsgemäße Betonbewehrungsstahl durch eine erhöhte dynami­sche Belastbarkeit aus, so daß er mit den üblichen Veranke­rungs- bzw. Verbindungskörpern auch bei dynamisch bean­spruchten Bauteilen eingesetzt werden kann.
  • Der in Fig. 4 dargestellte Betonbewehrungsstab unterschei­det sich von dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Be­tonbewehrungsstab dadurch, daß zwischen den Gewinderippen 3 Zusatzrippen 6 angeordnet sind und zwischen den Gewinde­rippen 4 Einschnitte 7. Diese Maßnahmen dienen der Verbes­serung des Verbunds des Betonbewehrungsstabes mit dem Be­ton. Sie können erforderlich sein, wenn bei verringertem Neigungswinkel α der Gewinderippen, das heißt bei einer vergrößerten Steigung des Gewindes der Abstand C zwischen den Gewinderippen ein bestimmtes Maß übersteigt und damit die bezogene Rippenfläche zu klein wird. Falls es nicht möglich oder unerwünscht ist, auf ein zwei- oder mehr­gängiges Gewinde überzugehen und die Zusatzrippen längs der zusätzlichen Schraubenlinien eines solchen Gewindes an­zuordnen, wenn also wie im dargestellten Fall die Zusatz­ rippen 6 eine außerhalb einer solchen Schraubenlinie lie­gende Position aufweisen, müssen sie eine gegenüber den Gewinderippen 3 bzw. 4 so weit verringerte Rippenhöhe be­sitzen, daß durch die Zusatzrippen das Aufschrauben des zugehörigen Verankerungs- bzw. Verbindungskörpers nicht be­hindert wird. Der Durchmesser D der zylindrischen Umhüllen­den der Zusatzrippen 6 muß deshalb kleiner sein als der In­nendurchmesser des Gewindes des auf den Betonbewehrungsstab aufzuschraubenden Verankerungs- bzw. Verbindungs-körpers. Anstelle von Zusatzrippen können auch Vorsprünge mit von einer Rippenform abweichenden Form, wie Noppen, vorgesehen werden.
  • Bei dem Betonbewehrungsstab nach Fig. 4 sind neben Zusatz­rippen 6 auch Einprägungen beziehungsweise Einschnitte 7 aus Gründen der Veranschaulichung zweier prinzipieller Möglichkeiten dargestellt. Es können nur Zusatzrippen oder nur Einschnitte an beliebigen Stellen zwischen Gewinderip­pen 3 und/oder 4 vorgesehen werden. Hiermit wird auch die Möglichkeit geschaffen, durch die Anordnung der Rippen bzw. Einschnitte den schraubbaren Betonbewehrungsstab hinsicht­lich Stahlsorte oder Lieferwerk zu kennzeichnen. So kenn­zeichnet die in Fig. 4 dargestellte Rippenanordnung die Stahlsorte Fe B 500 gemäß der Euronorm 80-85.
    • Beispiel:
  • Es wurde ein warmgewalzter Betonrippenstab BSt 500/550 S mit einem Nenndurchmesser von ds = 28 mm nach dem Tempcore-­Verfahren (eingetragenes Warenzeichen) aus einem Stahl her­gestellt, der die folgende Zusammensetzung aufwies:
    C = 0,19 Gewichtsprozente
    Mn = 1,04 Gewichtsprozente
    Si = 0,24 Gewichtsprozente
    Cu ≦ 0,20 Gewichtsprozente
    P = 0,015 Gewichtsprozente
    S = 0,01 Gewichtsprozente.
    Der Betonrippenstab wies einen nahezu kreisförmigen Kern­querschnitt und zwei einander gegenüberliegende Reihen von Rippen mit etwa trapezförmigem Querschnitt auf. Die Rippen waren längs der Schraubenlinien eines zweigängigen Gewindes angeordnet. Die Rippenform und Rippenanordnung war ferner durch die folgenden Parameter, wie sie oben definiert sind, gekennzeichnet:
    b = 4,5 mm
    ds = 28 mm
    h = 1,65 mm
    R = 1,8 mm
    α = 76 Grad
    β = 45 Grad
    C = 11 mm
    h/ds = 0,059
    b/h = 2,7
    C/ds = 0,4.
    Die Rippen erstreckten sich in voller Höhe jeweils nahezu über den halben Stabumfang, nämlich über 170 Grad.
  • Es wurden die folgenden mechanischen Kennwerte der Rippen­stäbe durch Prüfversuche gemäß DIN 488 ermittelt:
    Re = 568 N/mm²
    Rm = 666 N/mm²
    A₅ = 21,4 %.
    Außerdem wurden Dauerschwingversuche gemäß DIN 488 an einem geraden Stab durchgeführt: Hierbei betrugen
    die Schwingbreite 2σA = 250 N/mm² und
    die maximale Spannung σo = 325 N/mm².
    Es trat selbst nach einer Lastspielzahl von 3,5 Mio noch kein Bruch auf.
  • Zugversuche mit Gewindemuffen (Verbindungskörper der be­nachbarten Enden von zwei Gewindestäben), die eine Länge von 2· 47 = 94 mm aufwiesen, ergaben eine Belastbarkeit der Muffenverbindung, die über dem 1,2-fachen der Streck­grenze der Betonbewehrungsstäbe lag.
  • Sowohl die Dauerschwingversuche als auch die Belastungsver­suche der Muffenverbindung ergaben um 10 bis 20% bessere Werte verglichen mit jenen der in "Beton- und Stahlbeton­bau", 2/1973, Seiten 25 bis 35 beschriebenen Gewindever­bindungen.

Claims (17)

1. Warmgewalzter Betonbewehrungsstab (1), insbeson­dere Betonrippenstab, mit kreisförmigen oder nahezu kreisförmigem Kernquerschnitt (2) und zwei einander gegenüberliegenden Reihen von längs einer Schraubenlinie angeordneten Rippen (3, 4) mit etwa trapezförmigem Querschnitt, die Teile eines Gewindes zum Aufschrauben eines mit einem Gegengewinde versehenen Verankerungs- bzw. Verbindungskörpers bilden, und die mit den Definitionen
b = Fußbreite der Rippe
ds = Nenndurchmesser des Betonstahls
h = Rippehöhe
R = Ausrundungsradius am Rippenfuß in mm
α = Neigungswinkel der Rippe gegenüber der Längsachse des Betonstahls in Altgrad
β = Neigungswinkel der Rippenflanke in Altgrad
eine Rippenform und Rippenanordnung aufweisen, welche den folgenden Bedingungen genügt

40° < β < 60°
1,0 < R < 3,0

dadurch gekennzeichnet, daß

0,04 ≦ h/ds ≦ 0,06
1,5 ≦ b/h ≦ 3,3
60° < α < 80°

und durch Vergrößerung der Oberflächenrauhigkeit der für die Rippen (3, 4) in den Rippwalzen vorgesehenen Ein­schnitte der Reibwert des Betonbewehrungsstabes im Rippenbereich vergrößert ist.
2. Betonbewehrungsstab nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß durch Sandstrahlen des Walzkanals der Rippwalzen die Oberflächenrauhigkeit vergrößert ist.
3. Warmgewalzter Betonbewehrungsstab (1), insbeson­ dere Betonrippenstab, mit kreisförmigem oder nahezu kreisförmigem Kernquerschnitt (2) und zwei einander gegenüberliegenden Reihen von längs einer Schraubenlinie angeordneten Rippen (3, 4) mit etwa trapezförmigem Querschnitt, die Teile eines Gewindes zum Aufschrauben eines mit einem Gegengewinde versehenen Verankerungs- bzw. Verbindungskörpers bilden, und die mit den Definitionen
b = Fußbreite der Rippe
ds = Nenndurchmesser des Betonstahls
h = Rippenhöhe
R = Ausrundungsradius am Rippenfuß in mm
α = Neigungswinkel der Rippe gegenüber der Längsachse des Betonstahls in Altgrad
β = Neigungswinkel der Rippenflanke in Altgrad
eine Rippenform und Rippenanordnung aufweisen, welche den folgenden Bedingungen genügt

40° < β < 60°
1,0 < R < 3,0

dadurch gekennzeichnet, daß

0,04 ≦ h/ds ≦ 0,06
1,5 ≦ b/h ≦ 3,3
60° < α < 80°

und durch Zunderbildung mittels einer Abschreck- und An­laßbehandlung aus der Walzhitze der Reibwert des Betonbewehrungsstabes im Rippenbereich gegenüber dem Walzzustand vergrößert ist.
4. Warmgewalzter Betonbewehrungsstab (1), insbeson­dere Betonrippenstab, mit kreisförmigem oder nahezu kreisförmigem Kernquerschnitt (2) und zwei einander gegenüberliegenden Reihen von längs einer Schraubenlinie angeordneten Rippen (3, 4) mit etwa trapezförmigem Querschnitt, die Teile eines Gewindes zum Aufschrauben eines mit einem Gegengewinde versehenen Verankerungs- bzw. Verbindungskörpers bilden, und die mit den Definitionen
b = Fußbreite der Rippe
ds = Nenndurchmesser des Betonstahls
h = Rippenhöhe
R = Ausrundungsradius am Rippenfuß in mm
α = Neigungswinkel der Rippe gegenüber der Längsachse des Betonstahls in Altgrad
β = Neigungswinkel der Rippenflanke in Altgrad
eine Rippenform und Rippenanordnung aufweisen, welche den folgenden Bedingungen genügt

40° < β < 60°
1,0 < R < 3,0

dadurch gekennzeichnet, daß

0,04 ≦ h/ds ≦ 0,06
1,5 ≦ b/h ≦ 3,3
60° < α < 80°

und durch mechanische und/oder chemische Behandlung der Reibwert des Betonbewehrungsstabes im Rippenbereich gegenüber dem Walzzustand vergrößert ist.
5. Betonbewehrungsstab nach Anspruch 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Reibwert durch Sandstrahlen ver­größert ist.
6. Betonbewehrungsstab nach Anspruch 4 oder 5, da­durch gekennzeichnet, daß der Reibwert durch eine Korro­sionsbehandlung vergrößert ist.
7. Betonbewehrungsstab nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er im Rippenbereich einen die Selbsthemmung gewährleistenden Reibwert besitzt.
8. Betonbewehrungsstab nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er im Rand- und Rippenbe­reich eine gegenüber dem Kern erhöhte Festigkeit besitzt.
9. Betonbewehrungsstab nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (3, 4) längs einer zweigängigen Schraubenlinie angeordnet sind.
10. Betonbewehrungsstab nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand C der Rippen (3 bzw. 4), gemessen in Längsrichtung des Bewehrungsstabes, der Bedingung

0,38 ≦ C/ds ≦ 0.60

genügt.
11. Betonbewehrungsstab nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rippen (3, 4) in voller Höhe jeweils nahezu über den halben Stabumfang erstrecken.
12. Betonbewehrungsstab nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Gleichmaßdehnung Ag ≧ 6% aufweist.
13. Betonbewehrungsstab nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rippen (3) Vorsprünge bzw. Zusatzrippen (6) angeordnet sind, von denen wenigstens diejenigen, welche eine außerhalb der ein- oder mehrgängigen Schraubenlinie liegende Position aufweisen oder verbreitert sind, eine so weit verringerte Rippenhöhe besitzen, daß durch die Zusatzrippen das Aufschrauben des zugehörigen Verankerungs- bzw. Verbindungskörpers nicht behindert wird.
14. Betonbewehrungsstab nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rippen (3, 6) Einprägungen oder Einschnitte (7) vorhanden sind.
15. Betonbewehrungsstab nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß b/h der Rippen der Bedingung 2,0 ≦ b/h ≦ 3,0 genügt.
16. Verfahren zum Herstellen eines Betonbewehrungs­stabes nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn­zeichnet, daß er nach Verlassen des letzten Walzgerüstes einer Warmwalzanlage in der Randzone durch eine Wasserkühl­strecke derart intensiv abgekühlt wird, daß es in dieser Zone zu einer Martensit- und/oder Bainit-Bildung kommt und nach Austritt des Stabes aus der Wasserkühlstrecke die gehärtete Randzone durch den Wärmeinhalt der Kernzone angelassen wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­net, daß der Stahl einen Gehalt von

0,10 ≦ C ≦ 0,27
0,40 ≦ Mn ≦ 1,40
Cu ≦ 0,80

aufweist.
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