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Schubfeste Verbindung von Betonplatten mit Stahlträgern
Die Erfindung betrifft eine schubfeste Verbindung von Betonplatten und Stahlträgern bei Verbundträ- gern unter Anwendung von Schrauben, durch die die Betonplatte und die Stahlträger so fest gegeneinan- dergepresst werden, dass die auftretenden Reibungskräfte die Übertragung der Schubkräfte ermöglichen.
Verbundträger, d. s. Stahlträger mit schubfest verbundenen Betonplatten, werden schon seit vielen
Jahren angewendet. Insbesondere im Brückenbau haben die Verbundträgerbrücken zahlreiche Anwendung gefunden und haben sich für mittlere Stützweite durchaus bewährt. Die Verbindung der Betonplatten mit den Stahlträgern kann auf verschiedene Weise erfolgen. Bekannt sind zahlreiche Formen von Dübeln, wel- che auf den Stahlträgerobergurten befestigt werden und in die Betonplatten eingreifen. Es sind auch an den Obergurten der Stahlträger angeschweisste Schrägstäbe bekannt, welche den Schub zwischen Betonplatte und Stahlträger übertragen.
In neuester Zeit werden im Stahlbau Verbindungen mit hochzugfesten Schrauben ausgeführt (HV-Verbindungen), welche eine Kraftübertragung vermittels Reibung zum Ziele haben. Die Reibung wird durch das Zusammenpressen der Stahlteile mit Schrauben hoher Festigkeit erzeugt. Dieser Vorgang wurde auch beim Bau von Verbundträgern übernommen. In neuester Zeit sind Brücken ausgeführt worden, wo die Betonplatte durch hochfeste Schrauben an den Stahlträgerobergurt angepresst und die Schubkraft durch Reibung übertragen wird (siehe Stahlbau 1960. Seite 199) ; auch die deutsche Auslegeschrift Nr. 1018083 bezieht sich auf eine derartige schubfeste Verbindung.
Die Rationalisierung des Bauwesens entwickelt sich in der Richtung, dass immer mehr vorgefertigte Elemente verwendet werden. Auch im Bau von Verbundbrücken erlangen für Fahrbahnplatten vorgefertigte Plattenelemente besondere wirtschaftliche Bedeutung. Für diese ist eine Verbindung durch Anschrauben mit hochzugfesten Schrauben besonders geeignet.
Bisher sind die verwendeten Schraubenbolzen immer senkrecht zum Trägergurt bzw. der Betonplatte angebracht worden.
Die vorliegende Erfindung besteht darin, die Schraubenbolzen geneigt anzuordnen, wobei vorzugsweise der Neigungswinkel höchstens gleich dem Reibungswinkel zwischen Betonplatte und Stahlträger ist. Damit ist es möglich, die Schrauben fest anzuziehen, ohne dass ein Verschieben zwischen Betonplatte und Stahlträger stattfindet. Die angezogenen Schrauben pressen den Stahlträger und die Betonplatte fest aneinander, so dass eine Übertragung der Schubkräfte durch Reibung erfolgen kann. Gleichzeitig aber wirkt die horizontale Komponente der Schraubenkraft bei der Übertragung der Schubkraft mit, und es kann daher bei gleicher Schraubenzahl eine grössere Schubkraft übertragen werden. Die Wirkungsweise der schrägen Schrauben ist so, dass durch die Schraubenkraft zwischen Betonplatte und Trägerobergurt eine Reibungskraft geweckt wird, welche der Schubkraft entgegenwirkt.
Bei der Belastung ist also schon eine Reibungskraft vorhanden, deren Reibung entgegengesetzt der Schubkraft ist, die durch die Belastung entsteht. Zur Beurteilung der Sicherheit der Verbindung ist zu beachten, dass bei einer Laststeigerung zuerst die Reibungskraft überwunden werden muss, dann wirkt immer noch die horizontale Komponente derSchraubenkraft der Verschiebung entgegen. Die Schräglage der Schrauben hat auch zur Folge, dass sich die Verbindung von selbst anzieht, d. h., dass sich, falls eine Verschiebung zwischen Platte und Träger stattfinden sollte, die Anpresskraft von selbst vergrössert.
In Bereichen wechselnder Schubkräfte können gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung die Schrauben entsprechend den verschiedenen Richtungen der Schubkräfte nach verschiedenen Richtungen geneigt angeordnet werden.
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Der Vorteil der Erfindung ist also eine gegenüber den bekannten Ausführungen erhöhte Wirtschaftlichkeit, welche sich besonders bei der Herstellung von Verbundbrücken mit vorgefertigten Plattenelementen bemerkbar macht. Die Krafteinleitung in die Betonplatte ist durch die Neigung der Schrauben besser, weil die Druckkraft der Schrauben der in der Betonplatte vorhandenen Druckkraft entgegenwirkt. Schliesslich sind die hochzugfesten Schrauben bei schräger Anordnung auch länger und daher elastischer. Bei geeigneter Anordnung kann auch ein Nachspannen der Schraubenbolzen vorgenommen werden.
Die erfindungsgemässe-Verbindung zwischen Betonplatte und Stahlträger ist in der Zeichnung dargestellt. Es bezeichnen hierin a den Stahlträgerobergurt, b die Betonplatte und c die erfindungsgemäss gegenüber dem Stahlträgerobergurt um denReibungswinkel q geneigte Schraube, welche ihre Schraubenkraft über die Unterlagsplatte d auf die Betonplatte überträgt.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Schubfeste Verbindung von Betonplatten und Stahlträgern bei Verbundträgern unter Anwendung von Schrauben, durch die die Betonplatte und die Stahlträger so fest gegeneinandergepresst werden, dass die auftretenden Reibungskräfte die Übertragung der Schubkräfte ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Erzeugung des Anpressdruckes der Betonplatte verwendeten Schrauben von handelsüblicher oder auch hoher Festigkeit gegenüber dem Stahlträgerobergurt geneigt angeordnet sind, wobei vorzugsweise der Neigungswinkel höchstens gleich dem Reibungswinkel zwischen Betonplatte und Stahlträger ist.