EP1477620A1 - Befestigungselement für Betonbauteile und Verwendungen desselben - Google Patents

Befestigungselement für Betonbauteile und Verwendungen desselben Download PDF

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EP1477620A1
EP1477620A1 EP04011081A EP04011081A EP1477620A1 EP 1477620 A1 EP1477620 A1 EP 1477620A1 EP 04011081 A EP04011081 A EP 04011081A EP 04011081 A EP04011081 A EP 04011081A EP 1477620 A1 EP1477620 A1 EP 1477620A1
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EP
European Patent Office
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concrete
fastening element
padding
fastener
profile
Prior art date
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Application number
EP04011081A
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English (en)
French (fr)
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EP1477620B1 (de
Inventor
Stefan Portmann
Harald Krüger
Markus Glattfelder
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Ankaba Ankertechnik und Bauhandel AG
Original Assignee
Ankaba Ankertechnik und Bauhandel AG
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Publication date
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Priority to PL04011081T priority Critical patent/PL1477620T3/pl
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Application granted granted Critical
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/38Connections for building structures in general
    • E04B1/48Dowels, i.e. members adapted to penetrate the surfaces of two parts and to take the shear stresses
    • E04B1/483Shear dowels to be embedded in concrete
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C11/00Details of pavings
    • E01C11/02Arrangement or construction of joints; Methods of making joints; Packing for joints
    • E01C11/04Arrangement or construction of joints; Methods of making joints; Packing for joints for cement concrete paving
    • E01C11/14Dowel assembly ; Design or construction of reinforcements in the area of joints

Definitions

  • the present invention relates to a fastener for embedding with a End portion in a concrete component and for absorbing transverse forces, wherein on the End portion in the direction of the male transverse forces alignable faces are present, which with respect to this direction a front and a opposite this staggered arranged rear surface part.
  • the invention further relates to uses of such a fastener.
  • Double thrust dome known which as connecting elements between two components made of reinforced concrete, between which a certain relative movement must be possible.
  • the Doppelschubdome serve here for recording and Transmission of shear forces.
  • the known double-thrust domes each consist of two spaced circular domes passing through a power plate and a rigid connecting web are connected together. While only one End portion of the double thrust dome is embedded in one of the two components, the opposite end portion is inserted in sliding sleeves, in the other Concrete component are cast in concrete.
  • the double-thrust domes are aligned so that the two domes offset in the direction of the lateral force come to rest one behind the other. at vertical shear force direction simply means "upright".
  • Cantilever connections For thermally insulated connection of cantilevers as e.g. from outside balcony slabs on in-building floors, so-called Cantilever connections used. Also these cantilever connections must Transverse forces transmitted and are about with s-shaped running concrete iron Mistake.
  • the present invention has as its object the loading capacity of Fasteners of the type mentioned, including in particular the mentioned double thrusts, to increase substantially with simple means.
  • the invention proposes the rear part surface with a To provide upholstery, as characterized in claim 1.
  • the rear part surface prevents this part of the surface Concreting immediately comes in contact with the concrete and rigid in the concrete is embedded. About this part of a load can thus practically not in the Concrete can be initiated. Under stress it comes at best to a certain Compression of the padding, which the applied pressure, if any, only soft passes to the concrete. In the inventive fastener Therefore, the load is almost exclusively on the aligned in Beiastungsraum and transferred with respect to this direction front surface of the concrete. This one Half kaue a greater distance from the lying in the loading direction Concrete surface, results in respect of this part of a larger area potential puncture wedge and thus a higher security against punching.
  • the padding provided according to the invention can be of virtually any kind, as long as they are essentially just the pressure of fresh concrete while concreting withstands a load of the fastener but sufficiently yielding reacts to prevent a load transfer into the concrete or at least sufficiently reduce.
  • the inventive Fastener i. if the concrete surrounding the element has set, it did not need any padding at all.
  • a certain cavity at the place of Upholstery would be enough. Therefore, the upholstery can also be understood are used as a kind of placeholder to create a cavity-like structure Concrete.
  • upholstery in particular, e.g. can be applied by gluing Layers of a dimensionally stable foam material.
  • the fastener according to the invention can advantageously be used e.g. when Double thrust dome for connecting two concrete components in the area of an expansion joint be formed and used together with a corresponding sliding sleeve be as described at the beginning of the prior art, wherein the Of course, padding according to the invention must additionally be provided.
  • the upholstery could only on one side, i. only in relation to one of the two concrete components as well as possibly only partially used.
  • it is preferred in the area attached to both end portions of the fastener so both in the area the firmly concreted end portion as well as guided in the sliding sleeve End portion.
  • a particularly advantageous embodiment results from the choice of a T-shaped or double T-shaped cross-section for the fastener.
  • Fasteners according to the invention can also be fixed with both end portions be embedded in a concrete component, if a relative movement of both concrete components at least away from each other or towards each other not too get or allowed and possibly only a small parallel shift between the two concrete components must be possible, as e.g. both initially also already mentioned cantilever connections is the case.
  • the Padding according to the invention could in this case again on both sides, in particular Cases but only one-sided and possibly only part of the area provided.
  • the fastening element according to the invention can with further advantage also as a kind of universal anchor in particular for suspension heavy components are used.
  • the Doppelschubdom 10 has a double-T-shaped Profile, which is composed of two C-shaped profiles. Both Outer surfaces 11 and 12 of the profile are each full surface with a padding thirteenth or 14 provided.
  • the two C-profiles consist e.g. made of stainless steel.
  • the sliding sleeve 20 is made e.g. made of a plastic material and is in particular produced as an injection molded part. Their shape is chosen so that the Double thrust mandrel 10 with one of its end portions in its opening 21 can be inserted.
  • Fig. 2 shows a Fig. 1 substantially corresponding embodiment in which However, the here as 20'belei sliding sleeve is widened to the double thrust dome 10 'in addition to allow some latitude in the transverse direction.
  • the padding 13 and 14 of Fig. 1 are in this embodiment only outside the sliding sleeve 20 'applied to the double thrust dome.
  • the double thrust mandrel 10 ' In the area of the sliding sleeve is the double thrust mandrel 10 ', however, ungepostert, whereas upholstery 23 and 24th and 24 are applied to the outside of the sliding sleeve.
  • Fig. 3 shows a typical installation situation of the double thrust dome 10 and the Sliding sleeve 20 in two adjacent to each other along an expansion joint 30 plate-shaped concrete components 40 and 50.
  • the Doppelschubdom 10 is with his left end portion poured into the concrete of the concrete component 40 and with his right end portion 16 inserted into the sliding sleeve 20, which in turn in the Concrete of the right concrete component 50 is poured.
  • the length of the sliding sleeve 20 is so measured that the right end portion of the Doppelschubdorens 10 in her with regard to on the expected strains or narrowing of the joint 30 at all times sufficient insertion depth is longitudinally displaceable.
  • the conditions are accurate under the conditions of FIG vice versa.
  • the external lateral force F1 to the lower inner surfaces 16 of the double-T-shaped profile directed upward Surface pressures F1 ', so that the padding 13 is effective, which the training corresponding surface pressures on the upper outer surface 11 prevents which here forms the "back" partial surface.
  • the padding 14 only in the concrete component 40 and the padding 13th to provide only in the concrete component 50.
  • the full-surface coating of both However, outer surfaces 11 and 12 of the double-T-shaped profile has the advantage that thereby any installation errors due to incorrect orientation of the element safely be avoided and also the so-formed Doppelschubdom also in Cases can be used in which with a change in direction of the shear forces may even be rectified, as may be e.g. at two may be the case to be joined together floor panels.
  • Fig. 5 shows a further embodiment of an inventive Fastener in a training as a cantilever plate connection with Insulating element for thermal insulation.
  • the insulating element 68 is only partially shown to the view of the mittweekichen middle section 61 release. In fact, it should completely surround this middle section 67 and extend beyond the profile 60 on both sides. It can be at a height between 12 and 30 cm have a total length of up to 200 cm.
  • the insulating element 68 except with the illustrated profile 60 with be further provided to parallel profiles 60 of the same kind.
  • Fig. 6 shows a typical installation situation of a Kragplattenan gleiches approximately corresponding to that of Fig. 5, here the plate-shaped concrete member 44, e.g. a Floor ceiling of a building and the concrete component 55 on the building Externally attached projecting balcony plate is.
  • the profile 60 is with his left End portion in the concrete of the concrete component 44 and with its right end portion poured into the concrete of the concrete component 55.
  • the insulating element 68 forms a Thermal insulation between the lying inside the building ceiling 44 and the weather-exposed outer balcony slab 55.
  • a kind of anchor 70 of again double T-shaped profile which with its left end portion in one any concrete component 80 (which could also be a wall) is poured and is at its protruding free right end portion any part e.g. could be hung up.
  • any concrete component 80 which could also be a wall
  • any part e.g. could be hung up is poured and is at its protruding free right end portion any part e.g. could be hung up.
  • the Padding 74 corresponds in effect to the padding 64 of FIG. 6 and by the padding 73 of reversing the direction of load registration (surface pressure F3 ") to the left profile end towards account is taken.
  • the padding 73 corresponding Upholsterings could also be useful added in the example of Fig. 6.
  • a per se in the example of Fig. 7 also again preferred full-surface Padding of both profile outer surfaces 71 and 72 in the embedded end portion would be in any case, padding is present at all critical points, taking them where they are not needed, do not disturb.
  • the embodiment of Fig. 7 is suitable especially as a heavy duty anchor.
  • the double-T or double C-shaped used in the above examples Profile is preferred because it is in the various possible stress situations the Optionally absorb, transmit and initiate occurring transverse forces. Further preferred, as already mentioned, a full-surface padding his External surfaces, because then upholstery in any case at all critical points available which, on the other hand, do not disturb where they are not needed.
  • the profile is e.g. in comparison with the double-thrust domes mentioned at the beginning
  • the prior art also simple and inexpensive to produce, for. endless in an extrusion process.
  • a non-ideally extrudable material e.g. Stainless steel proves the double C shape to be advantageous because the individual C profiles bent from a flat material in the C-shape and then only back need to be welded together.
  • the double T-shaped profiles could have a length between 20 and 80 cm, a height between 6 and 50 cm and a width between 6 and 20 cm have a thickness of Range of T-flanges between 4 and 30 mm.
  • a C-profile can be specified or even a single-T-profile.
  • Fig.8 shows ledilgich to clarify the possible variety of geometry still a rather extreme and less favorable example in which one on one of his Rectangular profile 90 edges each partial surfaces 91 on both sides of the upper edge with a padding 93 and Operaf kauen 92 on both sides of the lower edge with a Padding 94 is provided.

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Abstract

Bei einem Befestigungselement (10) zur Einbettung mit einem Endabschnitt in ein Betonbauteil und zur Aufnahme von Querkräften, wobei an dem Endabschnitt in Richtung der aufzunehmenden Querkräfte ausrichtbare Teilflächen (11, 16; 12, 15) vorhanden sind, welche bezüglich dieser Richtung eine vordere (11; 12) und eine gegenüber dieser versetzt angeordnete hintere Teilfläche (15; 16) umfassen wird die hintere Teilfläche erfindungsgemäss mit einer Polsterung (13; 14) versehen. Durch die Polsterung wird verhindert, dass die gepolsterte Teilfläche beim Betonieren unmittelbar mit dem Beton in Kontakt kommt und starr in den Beton eingebettet wird. Über diese Teilfläche kann eine Last dadurch praktisch nicht in den Beton eingeleitet werden. Bei dem erfindungsgemässen Befestigungselement wird die Last fast ausschliesslich über die vordere Teilfläche auf den Beton übertragen. Da diese Teilfäche einen grösseren Abstand von der in Belastungsrichtung liegenden Betonoberfläche aufweist, ergibt sich bezüglich dieser Teilfläche ein grösserer potentieller Durchstanzkeil und somit eine höhere Sicherheit gegen Durchstanzen. <IMAGE>

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Befestigungselement zur Einbettung mit einem Endabschnitt in ein Betonbauteil und zur Aufnahme von Querkräften, wobei an dem Endabschnitt in Richtung der aufzunehmenden Querkräfte ausrichtbare Teilflächen vorhanden sind, welche bezüglich dieser Richtung eine vordere und eine gegenüber dieser versetzt angeordnete hintere Teilfläche umfassen.
Die Erfindung betrifft weiter Verwendungen eines solchen Befestigungselements.
STAND DER TECHNIK
Befestigungselemente der vorgenannten Art sind z.B. als sogenannte Doppelschubdome bekannt, welche als Verbindungselemente zwischen zwei Bauteilen aus Stahlbeton eingesetzt werden, zwischen denen eine gewisse Relativbewegung möglich sein muss. Die Doppelschubdome dienen hierbei zur Aufnahme und Übertragung der Querkräfte. Die bekannten Doppelschubdome bestehen jeweils aus zwei auseinanderliegenden runden Domen, die durch eine Kraftübertragungsplatte und einen biegesteifen Verbindungssteg miteinander verbunden sind. Während nur ein Endabschnitt der Doppelschubdome in einem der beiden Bauteile einbetoniert wird, wird der gegenüberliegende Endabschnitt in Gleithülsen eingesteckt, die im anderen Betonbauteil einbetoniert sind. Die Doppelschubdome werden so ausgerichtet, dass die beiden Dome in Querkraftrichtung versetzt hintereinander zu liegen kommen. Bei vertikaler Querkraftrichtung bedeutet das einfach "hochkant".
Bei Belastung der Doppelschubdome bilden sich in den Betonbauteilen Zugspannungen aus. Diese rühren daher, dass die Dome mit ihren in Richtung der wirkenden Kraft ausgerichteten Teilflächen gegen das sie umgebende Betonmaterial gedrückt werden. Bei vertikal von oben nach unten wirkender Kraft sind dies die jeweiligen Unterseiten der Dome. Bei plattenartigen Bauteilen wie Decken oder Wänden, bei denen die Dome nur wenige Zentimeter Abstand von deren Oberflächen haben, können diese Zugspannungen ein Durchstanzen bewirken. Beim Durchstanzen bricht ausgehend von einem der Dome ein im Querschnitt sich zur Betonoberfläche hin keilförmig erweiterndes Teil aus dem Betonkörper aus oder es entstehen zumindest Risse im Beton. Das keilförmige Teil und mit ihm die Keilbasis ist um so grösser, je grösser der Abstand des jeweiligen Doms zur Betonoberfläche ist. Je grösser das keilförmige Teil ist, desto mehr Kraft muss natürlich auch zum Durchstanzen aufgewendet werden. Ab einer gewissen Grösse wird im allgemeinen eine ausreichende Sicherheit gegen Durchstanzen angenommen.
Um die volle Belastbarbeit der bekannten Doppelschubdome ausnutzen zu können, ist bei plattenartigen Betonbauteilen in der Domumgebung neben der sowieso vorhandenen Bewehrung meist noch eine Zulagebewehrung erforderlich, durch welche unter anderem der potentielle Durchstanzkeil erweitert wird. Die Zulagebewehrung muss jedoch in aufwändiger Weise aus Steckbügeln, in sich geschlossenen Bügeln sowie langen, parallel zum Plattenrand verlaufenden Betoneisen aufgebaut werden. Die bekannten Doppelschubdome sind auch noch mit Querdomen versehen, die durch die erwähnten Verbindungsstege durchgesteckt und darin verschweisst sind.
Zum wärmeisolierten Anschluss von Kragplatten wie z.B. von äusseren Balkonplatten an im Gebäudeinneren liegenden Geschossdecken, werden sogenannte Kragplattenanschlüsse verwendet. Auch diese Kragplattenanschlüsse müssen Querkräfte übertragen und sind dazu mit etwa s-förmig verlaufenden Betoneisen versehen.
Schliesslich sind eine Vielzahl von Ankern bekannt, welche zur Aufnahme von Querkräften und deren Einleitung in ein Betonbauteil vorgesehen und ausgebildet sind.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Belastbarkeit von Befestigungselementen der eingangs genannten Art, darunter insbesondere der erwähnten Doppelschubdorne, mit einfachen Mitteln wesentlich zu erhöhen. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, die hintere Teilfläche mit einer Polsterung zu versehen, so wie dies im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Überlegung besteht darin, dass bei den gattungsgemässen Teilen durch beide in Belastungsrichtung ausgerichtete Teilflächen (bei den bekannten Doppelschubdomen sind dies im erwähnten Beispielsfall die Unterseiten beider Dome) in etwa gleich grosse Lasten in den Beton übertragen werden. Da die in Belastungsrichtung hintere Teilfläche wesentlich näher an der in Belastungsrichtung liegenden Betonoberfäche liegt, ergibt sich bezüglich dieser Teilfläche ein wesentlich kleinerer potentieller Durchstanzkeil und von daher ein wesentlich geringerer Widerstand gegen Durchstanzen. Kommt es ausgehend von der hinteren Teilfläche zu einer Rissbildung oder einem Materialausbruch wird die in diesem Bereich vorhandene Bewehrung stärker belastet. Da es hierbei sehr schnell zu einer Überschreitung der Fliessgrenze der Bewehrungseisen kommen kann, kann sich die zunächst nur lokale Störung sehr schnell ausbreiten und es kann zu einem Versagen der Befestigung insgesamt kommen.
Durch die erfindungsgemäss vorgehene Polsterung der in Belastungsrichtung ausgerichteten, hinteren Teilfläche wird verhindert, dass diese Teilfläche beim Betonieren unmittelbar mit dem Beton in Kontakt kommt und starr in den Beton eingebettet wird. Über diese Teilfläche kann eine Last dadurch praktisch nicht in den Beton eingeleitet werden kann. Unter Belastung kommt es allenfalls zu einer gewissen Kompression der Polsterung, welche den ausgeübten Druck, wenn überhaupt, nur weich an den Beton weitergibt. Bei dem erfindungsgemässen Befestigungselement wird die Last daher fast ausschliesslich über die in Beiastungsrichtung ausgerichtete und bezüglich dieser Richtung vordere Teilfläche auf den Beton übertragen. Da diese Teilfäche einen grösseren Abstand von der in Belastungsrichtung liegenden Betonoberfläche aufweist, ergibt sich bezüglich dieser Teilfläche ein grösserer potentieller Durchstanzkeil und somit eine höhere Sicherheit gegen Durchstanzen. Auf eine aufwendige Zusatzbewehrung, wie sie beim Stand der Technik regelmässig erforderlich ist, kann dadurch ggf. ganz verzichtet werden. Durch eine geeignet verlegte und bemessene Zulagebewehrung kann der Durchstanzkeil andererseits noch wesentlich mehr verbreitert und dadurch die Belastbarbeit des erfindungsgemässen Befestigungselements noch weiter erhöht werden.
Die erfindungsgemäss vorgesehene Polsterung kann von praktisch beliebiger Art sein, solange sie nur dem Druck des Frischbetons beim Betonieren im wesentlichen standhält, bei einer Belastung des Befestigungselements aber ausreichend nachgiebig reagiert, um eine Lasteinleitung in den Beton zu unterbinden oder zumindest ausreichend zu reduzieren. Im Einbauzustand des erfindungsgemässen Befestigungselements, d.h. wenn der das Element umgebende Beton abgebunden hat, brauchte es an sich überhaupt keine Polsterung. Ein gewisser Hohlraum am Ort der Polsterung würde an sich genügen. Von daher kann die Polsterung auch aufgefasst werden als eine Art Platzhalter zur Schaffung einer hohlraumähnlichen Struktur beim Betonieren. Als Polsterung eignen sich inbesondere z.B. durch Kleben aufbringbare Schichten aus einem formstabilen Schaumstoffmaterial.
Das erfindungsgemässe Befestigungselement kann mit Vorteil z.B. als Doppelschubdom zur Verbindung zweier Betonbauteile im Bereich einer Dehnfuge ausgebildet sein und zusammen mit einer entsprechenden Gleithülse verwendet werden, wie dies eingangs zum Stand der Technik beschrieben ist, wobei die erfindungsgemässe Polsterung natürlich zusätzlich vorzusehen ist. Die Polsterung könnte dabei nur auf einer Seite, d.h. nur in Bezug auf eines der beiden Betonbauteile sowie ggf. auch nur teilflächig eingesetzt werden. Bevorzugt wird sie jedoch im Bereich beider Endabschnitte des Befestigungselements angebracht, also sowohl im Bereich des fest einbetonierten Endabschnitts als auch des in der Gleithülse geführten Endabschnitts. Eine besonders vorheilhafte Ausgestaltung ergibt sich durch Wahl eines T-förmigen oder Doppel-T-förmigen Querschnitts für das Befestigungselement.
Bei Verwendung einer verbreiterten Gleithülse kann auch eine Quergleitfähgikeit für den Doppelschubdom realsiert werden, wobei dann allerdings die Polsterung im Bereich der Gleithülse auf der Gleithülse und nicht auf dem Doppelschubdom vorzusehen ist.
Befestigungselemente nach der Erfindung können auch mit beiden Endabschnitten fest in jeweils ein Betonbauteil einbetoniert werden, sofern eine Relativbewegung der beiden Betonbauteile zumindest voneinander weg oder aufeinander zu nicht zu besorgen oder zulässig ist und ggf. lediglich eine geringe Parallelverschiebung zwischen den beiden Betonbauteilen möglich sein muss, wie dies z.B. bei den eingangs auch schon erwähnten Kragplattenanschlüssen der Fall ist. Die erfindungsgemässe Polsterung könnte auch hierbei wieder beidseitig, in besonderen Fällen aber auch nur einseitig sowie ggf. lediglich teilflächig vorgesehen werden.
Nach dem Vorstehenden genügt es zur Erzielung der mit der Erfindung erreichbaren Vorteile durchaus, nur ein Betonbauteil zu betrachten sowie die Einbettung eines erfindungsgemässen Befestigungselements in diesem Betonbauteil. Was an dem aus dem einen Betonbauteil herausstehenden Teil des Befestigungselements angebracht und Ursache für die durch das Befestigungselement aufzunehmende Querkraft ist, spielt an sich keine Rolle. Das erfindungsgemässe Befestigungselement kann deshalb mit weiterem Vorteil auch als eine Art universeller Anker inbesondere zur Aufhängung schwerer Bauteile eingesetzt werden.
Welche Fläche oder Flächen des erfindungsgemässen Befestigungselements zu polstern ist bzw. sind hängt ab von der Einbausituation des Elements und der Richtung der aufzunehmenden Querkräfte. Sofern Querkräfte nur aus einer Richtung wirken können, kann es ggf. genügen, Polsterungen nur selektiv und/oder teilflächig an dem Befestigungselement und, bei beiseitigem Einbau, antisymmertisch bezüglich der beiden Seiten vorzusehen. Im Sinne einer universellen Verwendbarkeit und auch zur Vermeidung von Einbaufehlem ist es jedoch bevorzugt, Polsterungen an allen in Fragen kommenden Flächen des Elements und vor allem auch symmetrisch bezüglich seiner beiden Seiten bzw. Endabschnitte vorzugsehen.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1
eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Befestigungselements in einer Ausbildung als Doppelschubdom mit zugehöriger Gleithülse;
Fig. 2
eine Variante der Ausführungsform von Fig. 1, bei welcher der Doppelschubdom in einer speziellen Gleithüsle auch querverschieblich ist;
Fig. 3
in einem Längsschnitt eine Einbausituation des Doppelschubdoms und der Gleithülse von Fig. 1 im Bereich einer Dehnfuge zwischen zwei Betonbauteilen;
Fig. 4
einen Querschnitt (A-A) durch das linke Bauteil von Fig. 3;
Fig. 5
eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Befestigungselements in einer Ausbildung als Kragplattenanschluss mit Dämmstoffelement;
Fig. 6
in einem Längsschnitt eine Einbausituation des Kragplattenanschlusses von Fig. 4 im Bereich zwischen einer Geschossdecke und einer Balkonplatte, wobei die Polsterung gegenüber Fig. 5 jedoch nur selektiv und teilflächig ausgeführt ist;
Fig. 7
in einem Längsschnitt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Befestigungselements in einer Ausbildung als Schwerlastanker, einseitig eingebettet in ein Betonbauteil; und
Fig. 8
in einem Querschnitt eine noch weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Befestigungselements in einer Ausbildung als Vierkantstab, welcher mit oberen und unteren Polsterungen versehen ist.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In Fig. 1 ist das als Doppelschubdom ausgebildete Befestigungselement mit 10 und die zugehörige Gleithülse mit 20 bezeichnet. Der Doppelschubdom 10 weist ein Doppel-T-förmiges Profil auf, welches aus zwei C-förmigen Profilen zusammengefügt ist. Beide Aussenflächen 11 und 12 des Profils sind jeweils vollflächig mit einer Polsterung 13 bzw. 14 versehen. Die beiden C-Profile bestehen z.B. aus Edelstahl.
Die Gleithülse 20 besteht demgegenüber z.B. aus einem Kunststoffmaterial und ist insbesondere als Spritzgussteil hergestellt. Ihre Form ist so gewählt, dass der Doppelschubdorn 10 mit einem seiner Endabschnitte in ihre Öffnung 21 einsteckbar ist.
Fig. 2 zeigt eine Fig. 1 im wesentlichen entsprechende Ausführungsform, bei welcher die hier als 20'bezeichnete Gleithülse jedoch verbreitert ist, um dem Doppelschubdom 10' zusätzlich einen gewissen Bewegungsspielraum in Querrichtung zu ermöglichen. Die Polsterungen 13 und 14 von Fig. 1 sind bei dieser Ausführungsform nur ausserhalb der Gleithülse 20' auf dem Doppelschubdom aufgebracht. Im Bereich der Gleithülse ist der Doppelschubdorn 10' dagegen ungepostert, wohingegen Polsterungen 23 und 24 und 24 auf den Aussenseiten der Gleithülse aufgebracht sind.
Fig. 3 zeigt eine typische Einbausituation des Doppelschubdomes 10 und der Gleithülse 20 in zwei entlang einer Dehnfuge 30 aneinandergrenzenden plattenförmigen Betonbauteilen 40 und 50. Der Doppelschubdom 10 ist mit seinem linken Endabschnitt in den Beton des Betonbauteils 40 eingegossen und mit seinem rechten Endabschnitt 16 in die Gleithülse 20 eingesteckt, welche ihrerseits in den Beton des rechten Betonbauteils 50 eingegossen ist. Die Länge der Gleithülse 20 ist so bemessen, dass der rechte Endabschnitt des Doppelschubdorens 10 in ihr im Hinblick auf die zu erwartenden Dehnungen oder Verengungen der Fuge 30 bei stets ausreichender Einstecktiefe längsverschieblich ist.
Im folgenden soll angenommen werden, dass das Betonbauteil 40 mit einer äusseren Querkraft F1 nach oben und das Betonbauteil 50 mit einer äusseren Querkraft F2 nach unten belastet ist, wie dies z.B. der Fall ist, wenn das Betonbauteil 40 im dargestellten Bereich unterstützt und das Betonbauteil 50 zumindest mit seinem dargestellten Ende an diesem aufgehängt ist. Betrachtet man die in dieser Belastungssituation durch den Doppelschubdom 10 in das jeweils andere Betonbauteil übertragenen und eingeleiteten Kräfte, so ergeben sich in beiden Betonbauteilen Flächenpressungen, welche (zumindest in an die Dehnfuge 30 angrenzenden Bereichen) in Richtung der am jeweils anderen Betonbauteil angreifenden äusseren Querkraft ausgerichtet sind und durch die in Richtung dieser Querkraft ausgerichten Flächen des Doppelschubdomes10 übertragen werden, soweit diese Flächen durch die erwähnten Polsterungen 13 und 14 gegenüber dem angrenzenden Beton nicht weich abgestützt sind. So erzeugt z.B. die am Betonbauteil 50 angreifende nach unten ausgerichtete Querkraft F2 in dem Betonbauteil 40 an den oberen, ebenfalls nach unten ausgerichteten Innenflächen 15 des Doppel-T-förmigen Profils die Flächenpressungen F2'. Wegen der Polsterung 14 können demgegenüber an der ebenfalls nach unten ausgerichteten unteren Aussenfläche 12 des Doppel-T-förmigen Profils des Doppelschubträgers 10 Flächenpressungen nicht enstehen oder sind zumindest vemachlässigbar klein.
Im Beispiel von Fig. 3 wird in das Betonbauten 40 die am Betonbauten 50 angreifende Querkraft F2 also quasi ausschliesslich in einem Bereich eingeleitet, welcher in Richtung dieser Kraft F2 gesehen, einen relativ grossen Abstand von der in dieser Richtung liegenden unteren Betonoberfläche 41 hat. Entsprechend ergibt sich ausgehendend von diesem Bereich ein verhältnismässig grosser Durchstanzkeil mit entsprechend hoher Sicherheit gegen ein tatsächliches Durchstanzen.
In Fig. 4 sind diese Verhältnisse in einem Querschnitt dargestellt, wobei der von den oberen Innenflächen 15 des Doppel-T-förmigen Profils 10 ausgehende Durchstanzkeil strichliert angedeutet und mit D1 bezeichnet ist. Nur zum Vergleich ist, als D2 bezeichnet, der wesentlich kleinere und wesentlich kritischere Durchstanzkeil ebenfalls eingezeichnet, welcher sich ohne die erfindungsgemässe Polsterung 14 ausgehend von der unteren Profil-Aussenfläche 12 ergeben würde. Mit einer geeigneten Zulagebewehrung nach Art von Z1 und Z2 kann der Durchstanzkeil D1 mit Vorteil noch zusätzlich erweitert und damit die Lasteinleitung durch den Doppelkopfanker 10 in den Beton noch weiter verbessert werden. Ein entsprechender erweiterter Durchstanzkeil ist mit D3 bezeichnet.
Nach dem Vorstehenden ist im betrachteten Beispiel und unter den angenommenen Belastungen im Betonbauteil 40 lediglich die Polsterung 14 auf der unteren Aussenfläche 12 des Doppel-T-förmigen Profils 10 im erfindungsgemässen Sinne wirksam. In Richtung der in das Betonbauteil 40 einzuleitenden Querkraft F2 gesehen bildet die untere Aussenfläche 12 im oben definierten Sinne ja auch die "hintere" der in dieser Richtung ausgerichteten Teilflächen 15, 12, wohingegen die Last übertragenden Teilflächen 15 die "vorderen" Teilfächen bilden.
Im Betonbauteil 50 sind unter den Bedingungen von Fig. 3 die Verhältnisse genau umgekehrt. Hier ergeben sich ausgehend von der äusseren Querkraft F1 an den unteren Innenflächen 16 des Doppel-T-förmigen Profils nach oben gerichtete Flächenpressungen F1', so dass die Polsterung 13 wirksam ist, welche die Ausbildung entsprechender Flächenpressungen an der oberen Aussenfläche 11 verhindert, welche hier die "hintere" Teilfläche bildet.
Im Hinblick auf diese Unsymmetrie würde es an sich genügen, im betrachteten Beispielsfall die Polsterung 14 lediglich im Betonbauteil 40 und die Polsterung 13 lediglich im Betonbauteil 50 vorzusehen. Die vollflächige Beschichtung beider Aussenflächen 11 und 12 des Doppel-T-förmigen Profils hat jedoch den Vorteil, dass dadurch allfällige Einbaufehler durch falsche Orientierung des Elements sicher vermieden werden und ausserdem der so ausgebildete Doppelschubdom auch in Fällen einsetzbar ist, in welchen mit einem Richtungswechsel der Querkräfte zu rechnen ist oder diese ggf. sogar gleichgerichtet sein können, wie dies z.B. bei zwei miteinander zu verbindenden Bodenplatten der Fall sein kann.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Befestigungselements in einer Ausbildung als Kragplattenanschluss mit Dämmstoffelement zur Wärmedämmung. Verwendet ist auch hier wieder ein im wesentlichen Doppel-T-förmiges bzw. Doppel-C-förmiges Profil 60, welches im Bereich seiner Mitte jedoch einen im Profil lediglich rechteckigen Abschnitt 67 ohne oberen und unteren T-Flansch aufweist Das Profil ist in diesem Abschnitt 67 in Querrichtung entsprechend weniger steif bzw. biegeweicher. Das Dämmstoffelement 68 ist nur teilweise dargestellt, um den Blick auf den beigeweichen Mittelabschnitt 61 freizugeben. Tatsächlich soll es diesen Mittelabschnitt 67 jedoch ganz umschliessen und sich zu beiden Seiten über das Profil 60 hinaus erstrecken. Es kann bei einer Höhe zwischen 12 und 30 cm eine Gesamtlänge von bis zu 200 cm aufweisen. Ausserdem könnte das Dämmstoffelement 68 ausser mit dem dargestellten Profil 60 noch mit weiteren dazu parallel angeordneten Profilen 60 der gleichen Art versehen sein.
Fig. 6 zeigt eine typische Einbausituation eines Kragplattenanschlusses in etwa entsprechend dem von Fig. 5, wobei hier das plattenförmige Betonbauteil 44 z.B. eine Geschossdecke eines Gebäudes und das Betonbauteil 55 eine an dem Gebäude aussenseitig befestigte vorkragende Balkonplatte ist. Das Profil 60 ist mit seinem linken Endabschnitt in den Beton des Betonbauteils 44 und mit seinem rechten Endabschnitt in den Beton des Betonbauteils 55 eingegossen. Das Dämmstoffelement 68 bildet eine Wärmedämmung zwischen der im Gebäudeinnem liegenden Geschossdecke 44 und der der Witterung ausgesetzten äusseren Balkonplatte 55. Durch den biegeweichen Mittelabschnitt 67 des Profils 60 können Wärmedehnungen der Balkonplatte 55 gegenüber der Geschossdecke 44 aufgenommen werden.
Im Unterschied zu Fig. 5 ist bei dem in Fig. 6 dargestellten Kragplattenanschluss das Profil 60 nur selektiv mit einer Polsterung versehen und zwar im Bereich der Geschossdecke 44 mit einer Polsterung 64 nur auf der unteren Profil-Aussenfläche 62 und im Bereich der Balkonplatte 55 mit einer Polsterung 63 auf der oberen Profil-Aussenfläche 61. Die genannten Aussenflächen sind überdies nicht vollständig gepolstert sondern teilflächig nur in einem gewissen Bereich jeweils angrenzend an die Dämmfuge, weil hier die grössten Flächenpressungen auftreten und die Gefahr von Durchstanzungen und Ausbrüchen am grössten ist. Selbstverständlich könnte das voll gepolsterte Profil von Fig. 5 hier auch eingesetzt werden, was sogar bevorzugt ist.
Bei der in Fig. 7 direkt in einem Einbauzustand dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Befestigungselements handelt es sich um eine Art Anker 70 von wiederum Doppel-T-förmigem Profil, welcher mit seinem linken Endabschnitt in einem beliebigen Betonbauteil 80 (welches auch eine Wand sein könnte) eingegossen ist und an dessen vorstehendem freien rechten Endabschnitt ein beliebiges Teil z.B. aufgehängt werden könnte. Auch hier sind im Hinblick auf die zu erwartenden Flächenpressungen F3' und F3" Polsterungen 73 und 74 lediglich selektiv sowie teilflächig auf der oberen und unteren Profil-Aussenfläche aufgebracht, wobei die Polsterung 74 von ihrer Wirkung her der Polsterung 64 von Fig. 6 entspricht und durch die Polsterung 73 der Richtungsumkehr der Lasteintragung (Flächenpressungen F3") zum linken Profil-Ende hin Rechnung getragen wird. Der Polsterung 73 entsprechende Polsterungen könnten auch im Beispiel von Fig. 6 sinnvoll noch hinzugefügt werden. Bei einer an sich auch im Beispiel von Fig. 7 auch wieder bevorzugten vollflächigen Polsterung beider Profil-Aussenflächen 71 und 72 im eingebetteten Endabschnitt wären jedenfalls Polsterungen an allen kritischen Stellen vorhanden, wobei sie dort, wo sie nicht gebraucht werden, auch nicht stören. Die Ausführungsform von Fig. 7 eignet sich insbesondere als Schwerlastanker.
Das in den vorbeschriebenen Beispielen verwendete Doppel-T- oder Doppel-C-förmige Profil ist bevorzugt, weil es in den verschiedenen möglichen Belastungssituationen die auftretenden Querkräfte optimal aufzunehmen, zu übertragen und einzuleiten gestattet. Weiter bevorzugt ist, wie bereits erwähnt, eine vollflächige Polsterung seiner Aussenfächen, weil dann Polsterungen jedenfalls an allen kritischen Stellen vorhanden sind, welche anderseits dort, wo sie jeweils nicht gebraucht werden, auch nicht stören. Das Profil ist z.B. im Vergleich mit den eingangs erwähnten Doppelschubdomen nach dem Stand der Technik auch einfach und kostengünstig herstellbar, z.B. endlos in einem Extrusionsvorgang. Bei Wahl eines nicht ideal extrudierbaren Materials wie z.B. Edelstahl erweist sich die Doppel-C-Form als vorteilhaft, weil die einzelnen C-Profile aus einem Flachmaterial in die C-Form gebogen und dann nur noch rückseitig miteinander verschweisst werden brauchen.
Die Doppel-T-förmigen Profile könnten eine Länge zwischen 20 und 80 cm, eine Höhe zwischen 6 und 50 cm und eine Breite zwischen 6 und 20 cm haben bei einer Stärke im Bereich der T-Flansche zwischen 4 und 30 mm.
Zur Realisierung der Erfindung sind jedoch auch andere Profile grundsätzlich geeignet. Als weitere Beispiele können ein C-Profil angegeben werden oder auch ein Einfach-T-Profil. Fig.8 zeigt ledilgich zur Verdeutlichung der möglichen Geometrievielfalt noch ein eher extremes und weniger günstiges Beispiel, bei welchem auf einem auf eines seiner Kanten gestellten Rechteckprofil 90 jeweils Teilflächen 91 beidseitig der oberen Kante mit einer Polsterung 93 und Teilfächen 92 beidseitig der unteren Kante mit einer Polsterung 94 versehen ist. Bei dieser Ausführungsform wären im Hinblick auf die angegene Querkraft F4 die "vorderen" lastübertragenden Teilflächen im Sinne der obigen Definition die beiden ungepolsterten, nach unten "schauenden" Teilflächen 95 wohingegen die "hinteren" Teilflächen die ebenfalls nach unten "schauenden" Teilfächen 92 entlang der unteren Profil-Kante sind, die mit der Polsterung 94 belegt sind.
BEZEICHNUNGSLISTE
10, 10'
Doppelschubdom mit Doppel-T-förmigem Profil
11
obere Profil-Aussenfläche
12
untere Profil-Aussenfläche
13
Polsterung auf der Profilfläche 11
14
Polsterung auf der Profilfläche 12
15
nach unten ausgerichtete Profil-Innenflächen
16
nach oben ausgerichtete Profil-Aussenflächen
20, 20'
Gleithülse
21
Öffnung der Gleithülse
23
Polsterung
24
Poslterung
30
Dehnfuge
40
plattenförmiges Betonbauteil
41
untere Betonoberfläche des Betonbauteils 40
44
Geschossdecke
50
plattenförmiges Betonbauteil
55
Balkonplatte
60
Profil eines Kragplattenanschlusses
61
obere Profil-Aussenfläche des Profils 60
62
untere Profil-Aussenfläche des Profils 60
63
Polsterung
64
Polsterung
67
Mittelteil des Kragplattenanschlusses
68
Dämmstoffelement
70
Anker
71
Profil-Aussenfläche
72
Profil-Aussenfläche
73
Polsterung
74
Polsterung
80
Betonbauteil
90
Rechteckprofil
91
Teilflächen von 90
92
Teilflächen von 90
93
Polsterung
94
Polsterung
95
lastübertragende Teilflächen
F1 - F4
Querkräfte
F1'- F3"
Flächenpressungen
D1-D3
Durchstanzkeile
Z1, Z2
Zulagebewehrung

Claims (12)

  1. Befestigungselement (10; 10'; 60; 70; 90) zur Einbettung mit einem Endabschnitt in ein Betonbauteil (40, 50; 44, 55; 80) und zur Aufnahme von Querkräften (F1, F2; F3; F4), wobei an dem Endabschnitt in Richtung der aufzunehmenden Querkräfte ausrichtbare Teilflächen (11, 16, 12, 15; 61, 62; 91, 92, 95) vorhanden sind, welche bezüglich dieser Richtung eine vordere (15; 16; 95) und eine gegenüber dieser versetzt angeordnete hintere Teilläche (11, 12; 61, 62; 91, 92) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die hintere Teilfläche mit einer Polsterung (13, 14; 63, 64; 73, 74; 93, 94) versehen ist.
  2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Stahl, inbesondere aus einem nichtrostenden Stahl besteht.
  3. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polsterung aus einem dem Druck des Frischbetons im wesentlichen standhaltenden, gegenüber der auszunehmenden Querkraft jedoch nachgiebigen Material besteht.
  4. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Polsterung aus einem aufgeschäumten Material besteht.
  5. Befestigungselement (60) nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass es mit seinem entgegengesetzten Endabschnitt in einem weiteren Betonbauteil (55) zur Verbindung der beiden Betonbauteile (44, 55) einbettbar ist.
  6. Befestigungselement (60) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es bezüglich seiner beiden Endabschnitte zumindest antisymmetrisch ausgebildet ist.
  7. Befestigungselement (10) nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass es bezüglich seiner beiden Endabschnitte symmetrisch ausbildet ist.
  8. Befestigungselement (10, 10', 60, 70) nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass es ein T-förmiges, insbesondere jedoch Doppel-T-förmiges Profil besitzt.
  9. Befestigungselement (10, 10', 60, 70) nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Doppel-T-förmiges Profil besitzt, welches vorzugsweise aus zwei C-förmigen Profilen zusammengefügt ist und/oder bei welchem beide Aussenflächen (11, 12; 6, 62) mit einer Polsterung (13, 14; 63, 64; 73, 74) versehen sind.
  10. Verwendung eines Befestigungselements (70) nach einem der Ansprüche 1-9 als Anker (70), insbesondere als Schwerlastanker.
  11. Verwendung eines Befestigungselements (60) nach einem der Ansprüche 5-9 zum Anschluss einer Kragplatte (55) aus Beton an eine Betondecke (44), wobei einer der beiden Endabschnitte des Befestigungselements (60) in die Betondecke (44) und der andere Endabschnitt in die Kragplatte (55) einbetoniert wird.
  12. Verwendung eines Befestigungselements (10, 10') nach einem der Ansprüche 5 - 9 als Schubdom zur Überbrückung einer Dehnfuge (30) zwischen zwei Betonbauteilen (40, 50) , wobei einer der Endabschnitte des Befestigungselements in eines der Betonbauteile (40) einbetoniert und der andere Abschnitt in eine in dem anderen Betonbauteil (50) einbetonierte Gleithülse (20, 20') eingesteckt wird.
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