Kombinierte Metall- und Beton-Tragkonstruktion. Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine kombinierte Mietall- und Beton-Tragkon- struktion mit metallenen Tragbalken und einer Betonplatte, welche Konstruktion sieh erfindungsgemäss dadurch auszeichnet, dass die Tragbalken mit Unterzügen versehen sind, die je durch ein metallenes Zugorgan gebildet sind, das in seinem Mittelteil unter den Steg des Tragbalkens quer durchsetzenden Bolzen hindurchgeführt und an seinen über den obern Flansch des Tragbalkens hinausragen den Enden verankert ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen: Fig.1 und 1a einen Längsaufriss und eine Stirnansieht einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 und 2a einen Aufriss und eine Stirn ansicht einer zweiten Ausführungsform der Tragkonstruktion, Fig.3 und 3a einen Längs- und Quer schnitt einer dritten Ausführungsform der Tragkonstruktion, Fig.4 eine Stirnansicht eines Balken paares zum Abstützen der Betonschicht,
Fig.4a einen Längsschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels der Tragkonstruktion, Fig.5 einen Querschnitt eines fünften Ausführungsbeispiels der -Tragkonstruktion, Fig. 5a einen Schnitt. nach der Linie A-_1 in Fig. 5 und ' - Fig. 6 und 6a in grösserem Massstab eine Stirnansicht und einen Teilaiüriss- des Aus führungsbeispiels nach Fig.4.
Die Tragkonstruktion nach Fig. 1 und 1a weist einen gewalzten Tragbalken 1 aus Stähl oder anderem Mietall auf. Dieser Balken 1 ist an den Enden, bei S, abgestützt.. Mit S',@ S" sind Zwisehenstutzen bezeichnet., - welche beim Bau der Konstruktion Verwendung fin den, dann aber entfernt werden. Vertikalplat ten 6a sind über den. Zwischenstutzen zwi schen den beiden Flanschen des Balkens ein gelegt und dienen als Stützen für Querbolzen 6.
Unter den Querbolzen 6 verlaufen als Un terzüge dienende, stark gespannte Zugdrähte 7 aus Metall von hoher Streckgrenze, -welche im Mittelteil in Abstand von der Betonplatte unter dieser hindurchverlaufen, den obern- Flansch des Trägers 1 in (nicht gezeichneten) Schlitzen durchsetzen -und an ihren Enden mittels Muttern 17 an am Träger befestigten- Winkeleisen 8 verankert sind. Diese Müttern können auch benutzt werden zum Spannen der Drähte 7 vor -dem Betonieren, wobei die Drähte so weit gespannt werden, bis sie den. Balken verkrümmen und dadurch von. den Stützen S' abheben.
Reicht diese Vorspan- nung gerade aus, um das Gewicht der Beton platte 2 aufzunehmen, so wird der aufgegos= sene Beton den Balken 1 Wieder- in dessen ursprüngliche Lage zurückbringen, ohne, nachdem die Spreizen 8' entfernt worden sind; ein Durchbiegen des Balkens herbeizuführen.- tine zusätzliche Belastung des Balkens wird den Drahtzug 7 weiter spannen; diese Spannung im Draht zerfällt in eine Horizon- talkomponenie 9 und in eine Vertikalkom ponente 10, die über die Querbolzen 6 auf den Träger 1 wirkt.
Während die Kräfte 9 ein ander entgegenwirken, sucht die Komponente 10 den Balken 1 nach oben zu biegen.
Die Drähte 7 müssen auf ihrer ganzen Länge ungehindert gleiten können. Soll der ganze Stahlbalken 1 im Beton eingebettet wer den, so sind die Querbolzen 6 zu verschalen und die Drähte zu ummanteln, damit sie nicht am Beton haften.
Das Spannen der Drähte vor dem Ver giessen des Betons kann auch bei Höchstbela stung vorgenommen und so weit getrieben werden, dass die Zugspannung die Durchbie- gung des Trägers wieder aufhebt. In diesem Fall wird sieh der Träger bei Entlastung um einen Betrag nach oben ausbiegen, der gleich ist der Ausbiegung nach unten bei Höchst belastung. So erhält das Bauelement eine Wölbung, welche ganz oder teilweise durch die Belastung ausgeglichen wird.
Selbstverständlich kann bei Ausbleiben einer Ausbiegung kein Schub zwischen der Betonplatte und dem Stahlbalken auftreten, folglich darf bei einer wie beschrieben be wehrten Tragkonstruktion die Adhäsion zwi schen dem Träger und der Betonschicht ge ringer sein als bei einer Tragkonstruktion ohne Bewehrung. Anderseits ist zu beachten, dass die anfängliche Wölbung nicht über eine bestimmte Grenze hinaus getrieben werden darf.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2, 2a trägt der Stahlbalken 1 statt einer Beton platte von gleichmässiger Dicke eine kasse- tierte Betonschicht 11. Die Drähte 7 sind an den an der Betonschicht anliegenden Platten 8a verankert.
Fig.3 und 3a zeigen eine Ausführungs form mit in ihrer Längsrichtung hinterein- anderliegenden Trägern 1 und bei welcher sich die Betonschicht durchgehend über meh rere Stützweiten erstreckt. Die Verbindungs stelle der anstossenden Balken 1 liegt über einer Mütze S, welche aus einem quer ver legten Balken besteht. Über dem Balken S sind Abstützglieder 12 auf den obern Flan schen der Träger 1 befestigt, die als Lagerung für die seitlich der Flanschen verlaufenden Drähte 7 dienen. Die Drahtenden zweier an stossender Träger werden unter sich durch ein Spannschloss 13 verbunden.
Soll der Bau teil nicht vorgespannt werden, so sind die Drähte 7 zu ummanteln. Ein Drucksteg ist zwischen den Flanschenden anstossender Trä ger 1 vorgesehen, z. B. in Form eines die Trägerenden umgehenden Betonblockes 14, sofern die Flanschen zur Übertragung des Druckes nicht stark genug oder nicht ange messen miteinander verbunden sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, 6 und 6a bezeichnet 1 die Trägerbalken mit I-förmigem Profil, 2 den Betonbelag, 6a zwi schen den Flanschen des Trägers angeordnete Seitenplatten mit dieselben und den Steg des Trägerbalkens durchdringenden Querbolzen 6. Die Drähte 7 durchsetzen den obern Flansch des Trägerbalkens in (nicht darge stellten) Schlitzen und sind an ihren Enden 16 mittels Muttern 17 an Winkeleisen 15, die an den Trägern befestigt sind, abgestützt.
Mit 18 ist ein parallel zum Träger 1 ver laufendes Rohr bezeichnet, das durch zwei Supporte 19a gehalten ist, diese in je einem Schlitz 19 durchsetzt und mit seinen beiden Enden an den Platten 23 abgestützt ist.
In der Mitte der Trägerbalken 1 sind die Winkeleisen 15 je mit einem Schlitz 15a ver sehen, welcher durch die herausnehmbare Platte 23 abgedeckt ist, um das Rohr 18 durch Wegnahme der Platte und nach Erstar ren des Betons aus diesem herausziehen zu können.
Das Rohr 18 ist dazu bestimmt, vor dem Erstarren des Betons die horizontale Druck komponente der Deckenlast aufzunehmen.
Das Rohr 18 soll ummantelt sein, um des sen Wegnahme zu gestatten, nachdem der umgebende Beton erstarrt ist.
Nach Wegnahme des Rohres 18 können die Platten 23 wieder eingesetzt werden, um an der Übertragung der Spannung der Drähte 7 auf die Betonschicht 2 mitzuwirken.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4a bezeichnet wieder 1 den auf zwei Stützen S ruhenden Trägerbalken mit der auf dessen obern Flansch aufgegossenen Betonschicht 2. 7 ist einer der als Unterzug dienenden, unter den Querbolzen 6 hindurch verlaufenden Drähte, dessen Enden in Winkeleisen 8 ver ankert sind. Die im Beton liegenden Teile der Zugorgane sind mit einer Umhüllung ver sehen, in welcher sie ungehindert gleiten kön- xien.
Am untern Flansch des Trägers 1 sind Winkeleisen 20a befestigt, in denen die einen Enden zweier in der Mitte durch ein Spann schloss 21 zusammengehaltener Zugstangen verankert sind. Diese Spannvorrichtung wirkt einer Durchbiegung des Balkenträgers 1 ent gegen.
Die Vorspannung wird mittels des Spann schlosses 21 eingestellt.
Bei dem Beispiel nach Fig. 5 und 5a be zeichnet 24 eine Reihe v orgegossener --Blöcke, die auf dem Träger 1 zwischen Sei tenplatten 25 angeordnet sind, welch letztere zugleich zur Abstützung der Enden der Quer bolzen 6 dienen. Die Blöcke 24 sind mit Nu ten 22 versehen, zwecks besserer Haftung am Beton, der nachträglich aufgeschüttet wird. Dieser Beton kann, wie in Fig. 5 dargestellt, eine unterseitig gewölbte Schicht 11 bilden. Ein wirksamer Verband ergibt sieh, wenn die Blöcke 24 vor dem Giessen der Schicht 11 gründlich benetzt werden.
Die Betönblockreihe ist stirnseitig an am Trägerbalken befestigten Winkeleisen 8 ab gestützt und dazu bestimmt, nach dem Ver giessen des Betons die horizontale Druckkom ponente der Deckenlast aufzunehmen.
An Stelle vorgegossener Blöcke 24 könnte auch ein horizontaler Stab aus Holz, z. B. Sperrholz, Asbest, Backsteinen, Hohlziegeln und dergleichen verwendet werden. Werden vorgegossene Betonblöcke verwendet, so kann dieser Beton eine Festigkeit von 570 bis 715 kg/cm2 aufweisen. Für Erhöhung der Adhäsion zwischen der Betonschicht und dem Träger ist der obere Flansch des Trägers mit einer rauhen Ober fläche versehen.
Combined metal and concrete support structure. The present invention relates to a combined rental and concrete supporting structure with metal supporting beams and a concrete slab, which construction is characterized according to the invention in that the supporting beams are provided with beams that are each formed by a metallic tension member that is in its middle part passed under the web of the supporting beam transversely penetrating bolts and is anchored at its protruding beyond the upper flange of the supporting beam the ends.
In the drawing, Ausführungsbei games of the subject invention are shown, namely: Fig.1 and 1a a longitudinal elevation and a front view of a first embodiment, Fig. 2 and 2a an elevation and an end view of a second embodiment of the support structure, Fig.3 and 3a a longitudinal and cross section of a third embodiment of the supporting structure, Figure 4 is an end view of a pair of beams for supporting the concrete layer,
FIG. 4a shows a longitudinal section of a fourth exemplary embodiment of the support structure, FIG. 5 shows a cross section of a fifth exemplary embodiment of the support structure, FIG. 5a shows a section. according to the line A-_1 in Fig. 5 and '- Fig. 6 and 6a on a larger scale an end view and a Teilaiüriss- of the exemplary embodiment according to Fig.4.
The supporting structure according to FIGS. 1 and 1a has a rolled supporting beam 1 made of steel or other rental material. This beam 1 is supported at the ends, at S .. With S ', @ S "are denoted by connecting pieces. - Which are used in the construction of the construction, but are then removed. Vertical plates 6a are on the between the two flanges of the beam and serve as supports for cross bolts 6.
Underneath the cross bolts 6 run as un-serving, strongly tensioned tension wires 7 made of metal of high yield strength, -which in the middle part at a distance from the concrete slab under this run through, the upper flange of the carrier 1 in slots (not shown) enforce -and on their ends are anchored by means of nuts 17 to angle iron 8 attached to the carrier. These nuts can also be used to tension the wires 7 before concreting, the wires being tensioned until they reach the. Bend the beam and thereby from. lift off the supports S '.
If this preload is just sufficient to take up the weight of the concrete slab 2, the poured concrete will bring the beam 1 back into its original position without, after the spreaders 8 'have been removed; bending of the beam will cause the beam to bend. An additional load on the beam will further tension the wire pull 7; this tension in the wire breaks down into a horizontal component 9 and a vertical component 10, which acts on the carrier 1 via the cross bolt 6.
While the forces 9 counteract one another, the component 10 seeks to bend the beam 1 upwards.
The wires 7 must be able to slide freely along their entire length. If the whole steel beam 1 is to be embedded in the concrete, the transverse bolts 6 are to be clad and the wires to be sheathed so that they do not adhere to the concrete.
The wires can be tensioned before the concrete is poured, even under maximum load, and pushed so far that the tensile stress cancels out the bending of the girder. In this case, when the load is removed, the beam will bend upwards by an amount equal to the downward bend at maximum load. This gives the component a curvature which is completely or partially compensated for by the load.
Of course, if there is no deflection, there can be no shear between the concrete slab and the steel beam, consequently, in a supporting structure reinforced as described, the adhesion between the carrier and the concrete layer may be less than in a supporting structure without reinforcement. On the other hand, it should be noted that the initial curvature must not be driven beyond a certain limit.
In the embodiment according to FIGS. 2, 2a, the steel beam 1 bears a coffered concrete layer 11 instead of a concrete slab of uniform thickness. The wires 7 are anchored to the slabs 8a resting on the concrete layer.
3 and 3a show an embodiment with carriers 1 lying one behind the other in their longitudinal direction and in which the concrete layer extends continuously over several support widths. The connection point of the abutting bar 1 is above a cap S, which consists of a transversely ver laid bar. Above the beam S support members 12 are attached to the upper flan's rule of the carrier 1, which serve as a storage for the wires 7 running laterally of the flanges. The wire ends of two abutting beams are connected by a turnbuckle 13.
If the construction part is not to be prestressed, the wires 7 are to be sheathed. A pressure bar is provided between the flange ends abutting Trä ger 1, z. B. in the form of a concrete block 14 bypassing the girder ends, provided the flanges for transmitting the pressure are not strong enough or not measured are connected to each other.
In the embodiment of FIGS. 4, 6 and 6a, 1 denotes the support beam with an I-shaped profile, 2 the concrete pavement, 6a between the flanges of the support arranged side plates with the same and the web of the support beam penetrating cross bolts 6. The wires 7 enforce the Upper flange of the support beam in (not illustrated presented) slots and are supported at their ends 16 by means of nuts 17 on angle iron 15 which are attached to the beams.
18 with a parallel to the carrier 1 running pipe is referred to, which is held by two supports 19a, these penetrated in a slot 19 and is supported with its two ends on the plates 23.
In the middle of the support beam 1, the angle iron 15 are each seen with a slot 15a ver, which is covered by the removable plate 23 to pull the pipe 18 out of this by removing the plate and after solidifying the concrete can.
The pipe 18 is intended to absorb the horizontal pressure component of the ceiling load before the concrete hardens.
The pipe 18 should be jacketed to allow the sen removal after the surrounding concrete has solidified.
After removing the pipe 18, the plates 23 can be reinserted in order to contribute to the transmission of the tension of the wires 7 to the concrete layer 2.
In the embodiment of Fig. 4a, 1 again denotes the support beam resting on two supports S with the concrete layer 2. 7 poured onto its upper flange. 7 is one of the wires that serve as a joist and run under the cross bolt 6, the ends of which are anchored in angle iron 8 ver are. The parts of the traction elements lying in the concrete are provided with a cover in which they can slide unhindered.
On the lower flange of the carrier 1 angle iron 20a are attached, in which one ends of two tie rods held together in the middle by a clamping lock 21 are anchored. This jig counteracts any deflection of the beam support 1.
The bias is adjusted by means of the turnbuckle 21.
In the example according to FIGS. 5 and 5a, 24 denotes a series of pre-cast blocks, which are arranged on the carrier 1 between side plates 25, the latter also serving to support the ends of the cross bolts 6. The blocks 24 are provided with grooves 22, for better adhesion to the concrete that is subsequently poured. As shown in FIG. 5, this concrete can form a layer 11 which is curved on the underside. An effective dressing results if the blocks 24 are thoroughly wetted before the layer 11 is poured.
The row of concrete blocks is supported at the front on angle iron 8 attached to the support beam and is intended to absorb the horizontal pressure component of the ceiling load after the concrete has been poured.
Instead of pre-cast blocks 24, a horizontal rod made of wood, e.g. B. plywood, asbestos, bricks, hollow bricks and the like can be used. If precast concrete blocks are used, this concrete can have a strength of 570 to 715 kg / cm2. To increase the adhesion between the concrete layer and the carrier, the upper flange of the carrier is provided with a rough upper surface.