[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft Anschlusselemente für Gebäudeverbindungen gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Für Kragplatten an Gebäuden wie sie für Balkone geplant werden, finden Anschlusselemente Anwendung, wie sie z.B. aus der Schrift DE3 700 295C2 bekannt sind. Weiterentwicklungen sind z.B. in CH690 966A5 veröffentlicht. Alle diese Erfindungen behandeln die Aufnahme von Zug- und Druckkräften, um eine Kragplatte in horizontaler Position zu halten. Insbesondere, wenn eine solche Kragplatte als Boden-Decke für einen verglasten Raum verwendet wird ist ein Absenken solcher Platten absolut nicht erwünscht, weil eine solche Abweichung aus der horizontalen die normalerweise am äussersten Ende angebrachten Verglasungen und Abschlüsse verklemmt oder gar beschädigt.
[0003] Diese Betrachtungsweise entspricht jedoch nicht den praktischen Anforderungen. Es wäre schön, wenn die an den Baukörpern angreifenden Kräfte nur durch die Gravitation erzeugt würden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass speziell natürlich in Erdbeben gefährdeten Gegenden die auf die Baukörper einwirkenden Kräfte von allen möglichen Richtungen, vertikal, horizontal und natürlich auch in winkeligen Richtungen zu den beiden, auf die Baukörper einwirken. Wenn nun das bisher angewandte Prinzip, nur vertikal einwirkende Kräfte zu betrachten angewandt wird, dann entstehen z.B. im Falle der Einwirkung durch Erdbeben in horizontaler Richtung Belastungen auf die Anschlusselemente, welche nicht vorgesehen sind.
[0004] Die hier beschriebenen Neuerungen zeichnen sich dadurch aus, dass die Tragteile in einem oder mehreren Winkeln angeordnet sind. Sie erfüllen im Normalzustand ihre im Allgemeinen zugedachte und z.B. in Patent CH690966A5 beschriebene Tragfunktion. Im ausserordentlichen Lastfalle auftretende Erschütterungen und Schwingungen (z.B. Erdbeben) verlieren die Bewehrungselemente die ursprünglich wirkende, befriedigende Gebrauchstauglichkeit und das erforderliche Tragverhalten. Die erfindungsgemässen Anschlusselemente übernehmen sodann neu, eine andere im räumlichen auftretende statische Funktion und können diese auch vollumfänglich erfüllen (Zug- und / oder Druckbandfunktion).
[0005] Diese neue Fähigkeit kann ferner so beschrieben werden:
A Kombiniertes Tragverhalten, Situation I) und II)
[0006]
<tb>I)<sep>Die für eine befriedigende Gebrauchstauglichkeit notwendige minimale Verformung verlangt nach dem gemäss Patent Nr. CH690 966A5 beschriebenen Tragverhalten. Dafür sind die Tragelemente im Bauteil verankert. Dies ist Normalzustand.
<tb>II)<sep>Im ausserordentlichen Lastfalle (z.B. Erdbeben) spielt die Gebrauchstauglichkeit keine Rolle mehr, die Tragelemente mit den hier beschriebenen Neuerungen dürfen die für minimale Verformung vorhandenen Fixierungen verlieren. Aufgrund der Anordnung in einem oder mehreren bestimmten Winkeln zur Horizontalen und Vertikalen werden die Elemente in dieser Situation zu reinen Zug- und Druckbändern.
B Verbessertes Tragverhalten
[0007] Da mit dieser Neuerung je nach Anordnung in Situation II) grössere Deformationen (Wege) ermöglicht werden, ohne dass die Tragelemente versagen können, ergeben sich bessere Dämpfungseigenschaften der Erschütterungen und
[0008] Schwingungen mit entsprechend kleineren resultierenden Kräften.
[0009] Selbstverständlich müssen diese in statischer Hinsicht neben Situation I) auch auf Situation II) bemessen sein. Die Lasten sind unter Umständen um Grössenordnungen verschieden!
[0010] Die vorliegende Erfindung stellt sich nunmehr die Aufgabe ein Verbindungselement zur Verbindung von Gebäudeteilen aus Beton und Stahl an Betonbauten der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die oben beschriebenen Bedingungen erfüllt werden.
[0011] Diese Aufgabe löst ein Verbindungselement mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere erfindungsgemässe Merkmale gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor und deren Vorteile sind in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
[0012] In der Zeichnung zeigt:
<tb>Fig. 1<sep>Schnitt A-A eines Anschlusselementes, horizontale Versteifungsplatte.
<tb>Fig. 2<sep>Schnitt B-B eines Anschlusselementes, horizontal angeordnete Versteifungsplatte, Anschlusselement im Winkel [alpha] zum Isolierkörper.
<tb>Fig. 3<sep>Schnitt C-C eines Anschlusselementes, vertikale Versteifungsplatte.
<tb>Fig. 4<sep>Schnitt D-D eines Anschlusselementes, vertikal angeordnete Versteifungsplatte, Anschlusselement im Winkel [alpha] zum Isolierkörper.
<tb>Fig. 5<sep>Schnitt E-E eines Anschlusselementes, Vertikalen im Winkel [gamma] angeordnete Versteifungsplatte.
<tb>Fig. 6<sep>Schnitt F-F eines Anschlusselementes, Isolierkörper senkrecht stehendes Anschlusselement.
<tb>Fig. 7<sep>Schnitt G-G eines Anschlusselementes, Vertikalen im Winkel [gamma] angeordnete Versteifungsplatte.
<tb>Fig. 8<sep>Schnitt H-H eines Anschlusselementes, zum Isolierkörper im Winkel [alpha] angeordnetes Anschlusselement.
<tb>Fig. 9<sep>Schnitt J-J eines Anschlusselementes, zum Vertikalen im Winkel [beta] angeordnetes Anschlusselement.
<tb>Fig. 10<sep>Schnitt K-K eines Anschlusselementes, vertikal angeordnete Versteifungsplatte.
[0013] Die Figuren stellen bevorzugte beispielhafte Ausführungsvorschläge dar, welche in der nachfolgenden Beschreibung als Beispiele erläutert werden.
<tb>10<sep>Isolierkörper
<tb>11<sep>Bewehrungsstab
<tb>13<sep>Versteifungsplatte
[0014] Das Anschlusselement besteht aus einem Isolierköper 10, einer Versteifungsplatte 13 und zwei Bewehrungsstäben 11, 11. Der Einfachheit halber wird in dieser Beschreibung von einem "Anschlusselement" gesprochen. Dieses Anschlusselement setzt sich zusammen aus der festen Verbindung zwischen Versteifungsplatte 13 und den zwei Bewehrungsstäben 11, 11. Die zwei Bewehrungsstäbe 11, 11 und die Versteifungsplatte 13 sind durch schweissen oder Kleben etc. zu einer festen Einheit zusammengefügt. Entscheidend für die Kraftübertragung zwischen zwei Baukörpern ist die Lage des Anschlusselementes in Bezug auf die zu verbindenden Baukörper.
[0015] Um die Positionen und Lagen einfach darzustellen, wurden immer Figurenpaare Fig. 1/Fig. 2, Fig. 3/Fig. 4, Fig. 5/Fig. 6, und Fig. 7/Fig. 8 mit Schnitt im Grundriss (gerade Nummern Fig. 2, 4, 6, 8) und Schnitt im Seitenriss (ungerade Nummer Fig. 1, 3, 5, 7) dargestellt. Zusammengehörig sind auch Fig. 9und Fig. 10, wobei Fig. 9den Schnitt im Aufriss und Fig. 10den Schnitt im Seitenriss zeigt. Je nach Form und Position der Bauteile, die durch solche Anschlusselemente miteinander verbunden werden sollen, ist deren räumliche Ausrichtung unterschiedlich.
[0016] Mit dem Winkel [alpha] Fig. 2und Fig. 4 wird der Winkel bezeichnet, den das Anschlusselement, insbesondere die Bewehrungsstäbe 11, 11, zum Isolierkörper 10 hin in einer horizontalen Ebene X bilden. Wie Fig. 1zeigt, liegt die Versteifungsplatte 13 in dieser Ebene X.
[0017] Ebenso ist in Fig. 4dargestellt, wie ein Winkel [alpha] zwischen den Bewehrungsstäben 11, 11 und dem Isolierkörper 10, also der Ebene Y gebildet ist. Dabei liegen die Bewehrungsstäbe 11, 11 mit ihrem Zentrum in zwei parallelen Ebenen X, X. Bewehrungsstab 11 liegt in der Ebene X und der Bewehrungsstab 11 liegt in der Ebene X. Wie in der zugehörigen Fig. 3dargestellt, steht hier die Versteifungsplatte 13 senkrecht zu den Ebenen X, X und X zum Isolierkörper 10, also der Ebene Y aber in einem Winkel [alpha].
[0018] In Fig. 5 und Fig. 6 ist das Anschlusselement zum Isolierkörper 10, also zur Ebene Y senkrecht angeordnet, jedoch ist die Versteifungsplatte 13 gegenüber der Vertikalen Z um den Winkel [gamma] geneigt.
[0019] In Fig. 7 und Fig. 8 ist das Anschlusselement zum Isolierkörper 10, also zur Ebene Y in einem Winkel [alpha] angeordnet und die Versteifungsplatte 13 ist gegenüber der Vertikalen Z um den Winkel [gamma] geneigt.
[0020] In Fig. 9 und Fig. 10 wird ein weiterer möglicher Einsatz des Anschlusselementes zur isolierten Verbindung von zwei Betonwänden 1 und 2 gezeigt. Die Anschlusselemente werden zur Vertikalen Ebene Y in einem Winkel [beta] von 1[deg.] bis 89[deg.] angeordnet. Mit dieser Anordnung werden durch das Anschlusselement die Zug- und Druckkräfte in vertikaler Richtung Y und in horizontaler Richtung X wirkungsvoll übernommen. Die in Fig. 10 gezeigte vertikale Anordnung der Versteifungsplatte 13 zeigt lediglich eine Möglichkeit der Anordnung. Die Versteifungsplatte 13 kann durchaus wie in Fig. 5gezeigt zur Vertikalen Z in einem Winkel [gamma] angeordnet sein, um allfällig in anderer Richtung wirkende Kräfte aufzufangen.
[0021] In Fig. 11 werden die Ebenen im Verhältnis zum Isolierkörper 10 beispielhaft gezeigt. Diese Zeichnung soll nur zur Erklärung der räumlichen Anordnung des Isolierkörpers 10 in Bezug auf die drei Richtungen aufgezeigt werden. Die Ausdehnung des Isolierkörpers 10 kann in allen drei Richtungen durchaus stark von der in Fig. 11 gezeigten Darstellung abweichen.
[0022] Fig. 12 zeigt zur Illustration ein Anschlusselement im Isolierkörper eingebaut. Diese Form wird in der Kombination der Berechnung und der statischen Auslegung zugrunde gelegt. Im Ingenieurbüro wird aufgrund der Gebäudepläne festgelegt, welche der oben beschriebenen Anordnungen zum Einsatz kommen sollen. Die besondere Technik besteht darin, ein Anschlusselement oder mehrere Anschlusselemente so auszulegen, dass es allen gewünschten Anforderungen genügt.
The present invention relates to connection elements for building connections according to the preamble of patent claim 1.
For cantilevers on buildings as they are planned for balconies, find connection elements application, such as. from DE3 700 295 C2 are known. Further developments are e.g. published in CH690 966A5. All of these inventions deal with the inclusion of tensile and compressive forces to hold a cantilever in a horizontal position. In particular, if such a cantilever plate is used as a floor-ceiling for a glazed space lowering of such plates is absolutely not desirable because such a deviation from the horizontal glued the terminals and terminations normally mounted at the extreme end or even damaged.
However, this approach does not meet the practical requirements. It would be nice if the forces acting on the structures were only generated by gravity. It has been shown, however, that the natural forces acting on the structure, especially in earthquake-prone areas, act on the structures from all directions, vertically, horizontally and, of course, in angled directions to the two. Now, if the hitherto applied principle of only considering vertically acting forces is applied, e.g. in the case of the action of earthquakes in the horizontal direction loads on the connecting elements, which are not provided.
The innovations described here are characterized in that the supporting parts are arranged in one or more angles. They normally fulfill their generally intended and e.g. supporting function described in patent CH690966A5. In extreme load cases, vibrations and vibrations (such as earthquakes), the reinforcing elements lose their original, satisfactory serviceability and structural integrity. The connection elements according to the invention then assume new, another static function occurring in space and can also fulfill these in full (tension and / or pressure belt function).
This new ability can also be described as follows:
A Combined structural behavior, situation I) and II)
[0006]
<i> <i> </ i> </ i> </ i> </ i> </ i> </ i> <RTIgt; </ RTI> </ RTI> The minimum deformation necessary for satisfactory serviceability requires the support behavior described in Patent No. CH690,966A5. For this, the support elements are anchored in the component. This is normal condition.
<tb> II) <sep> In the exceptional load case (for example earthquake) the suitability for use no longer plays a role, the supporting elements with the innovations described here must lose the fixings available for minimal deformation. Due to the arrangement in one or more specific angles to the horizontal and vertical elements in this situation to pure tensile and pressure bands.
B Improved structural behavior
As with this innovation depending on the arrangement in situation II) larger deformations (paths) are possible without the support elements can fail, resulting in better damping properties of the shocks and
Vibrations with correspondingly smaller resulting forces.
Of course, these must be dimensioned in static terms, in addition to situation I) on situation II). The loads may be different by orders of magnitude!
The present invention now has the task of improving a connecting element for connecting building parts made of concrete and steel to concrete structures of the type mentioned in such a way that the conditions described above are met.
This object is achieved by a connecting element with the features of claim 1. Further inventive features will become apparent from the dependent claims and the advantages thereof are explained in the following description.
In the drawing shows:
<Tb> FIG. 1 <sep> Section A-A of a connection element, horizontal stiffening plate.
<Tb> FIG. 2 <sep> Section B-B of a connecting element, horizontally arranged stiffening plate, connecting element at an angle [alpha] to the insulating body.
<Tb> FIG. 3 <sep> Section C-C of a connection element, vertical stiffening plate.
<Tb> FIG. 4 <sep> Section D-D of a connecting element, vertically arranged stiffening plate, connecting element at an angle [alpha] to the insulating body.
<Tb> FIG. 5 <sep> Section E-E of a connecting element, vertical stiffening plate arranged in angle [gamma].
<Tb> FIG. 6 <sep> Section F-F of a connection element, insulator vertical connection element.
<Tb> FIG. 7 <sep> Section G-G of a connection element, vertical stiffening plate arranged at an angle [gamma].
<Tb> FIG. 8 <sep> Section H-H of a connection element, to the insulator at an angle [alpha] arranged connection element.
<Tb> FIG. 9 <sep> Section J-J of a connection element, the connection element arranged at a vertical angle [beta].
<Tb> FIG. 10 <sep> Section K-K of a connection element, vertically arranged stiffening plate.
The figures represent preferred exemplary embodiment proposals, which will be explained in the following description as examples.
<Tb> 10 <sep> insulating
<Tb> 11 <sep> rebar
<Tb> 13 <sep> stiffening plate
The connection element consists of a Isolierköper 10, a stiffening plate 13 and two reinforcing rods 11, 11. For the sake of simplicity, in this description of a "connection element" spoken. This connection element is composed of the fixed connection between stiffening plate 13 and the two reinforcing bars 11, 11. The two reinforcing bars 11, 11 and the stiffening plate 13 are joined by welding or gluing, etc. to form a solid unit. Decisive for the power transmission between two structures is the position of the connection element in relation to the building to be joined.
In order to easily represent the positions and positions, figure pairs Fig. 1 / Fig. 2, Fig. 3 / Fig. 4, Fig. 5 / Fig. 6, and FIG. 7 / FIG. 8 with section in the plan (even numbers Fig. 2, 4, 6, 8) and section in the side elevation (odd number Fig. 1, 3, 5, 7) shown. Figures 9 and 10 also belong together, wherein Fig. 9 shows the section in elevation and Fig. 10 shows the section in side elevation. Depending on the shape and position of the components that are to be connected by such connection elements, their spatial orientation is different.
With the angle [alpha] Fig. 2 and Fig. 4, the angle is referred to form the connection element, in particular the reinforcing bars 11, 11, the insulating body 10 out in a horizontal plane X. As shown in Fig. 1, the stiffening plate 13 lies in this plane X.
Similarly, in Fig. 4dargestellt how an angle [alpha] between the reinforcing bars 11, 11 and the insulating body 10, ie the plane Y is formed. In this case, the reinforcing rods 11, 11 lie with its center in two parallel planes X, X. Reinforcing rod 11 lies in the plane X and the reinforcing rod 11 is in the plane X. As shown in the accompanying Fig. 3dargestellt, here is the stiffening plate 13 perpendicular to the planes X, X and X to the insulator 10, so the plane Y but at an angle [alpha].
In Fig. 5 and Fig. 6, the connecting element to the insulating body 10, that is arranged perpendicular to the plane Y, but the stiffening plate 13 is inclined relative to the vertical Z by the angle [gamma].
In Fig. 7 and Fig. 8, the connecting element to the insulating body 10, ie to the plane Y at an angle [alpha] and the stiffening plate 13 is inclined relative to the vertical Z by the angle [gamma].
In Fig. 9 and Fig. 10, a further possible use of the connecting element for the isolated connection of two concrete walls 1 and 2 is shown. The connection elements are arranged to the vertical plane Y at an angle [beta] of 1 [deg.] To 89 [deg.]. With this arrangement, the tensile and compressive forces in the vertical direction Y and in the horizontal direction X are effectively taken over by the connecting element. The vertical arrangement of the stiffening plate 13 shown in Fig. 10 shows only one possibility of the arrangement. The stiffening plate 13 can certainly be arranged at an angle [gamma] to the vertical Z, as shown in FIG. 5, in order to absorb any forces acting in a different direction.
In Fig. 11, the levels are shown in relation to the insulating body 10 by way of example. This drawing is intended only to explain the spatial arrangement of the insulator 10 with respect to the three directions. The extent of the insulating body 10 may differ greatly in all three directions from the representation shown in Fig. 11.
Fig. 12 shows for illustration a connection element installed in the insulating body. This form is used in the combination of the calculation and the static design. Based on the building plans, the engineering office determines which of the arrangements described above should be used. The special technique is to design a connection element or a plurality of connection elements so that it meets all desired requirements.