DE2225272A1 - Armierung aus Profilblech - Google Patents
Armierung aus ProfilblechInfo
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- E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
- E04D3/00—Roof covering by making use of flat or curved slabs or stiff sheets
- E04D3/24—Roof covering by making use of flat or curved slabs or stiff sheets with special cross-section, e.g. with corrugations on both sides, with ribs, flanges, or the like
- E04D3/30—Roof covering by making use of flat or curved slabs or stiff sheets with special cross-section, e.g. with corrugations on both sides, with ribs, flanges, or the like of metal
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- E04B5/16—Load-carrying floor structures wholly or partly cast or similarly formed in situ
- E04B5/32—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements
- E04B5/36—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with form units as part of the floor
- E04B5/38—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with form units as part of the floor with slab-shaped form units acting simultaneously as reinforcement; Form slabs with reinforcements extending laterally outside the element
- E04B5/40—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with form units as part of the floor with slab-shaped form units acting simultaneously as reinforcement; Form slabs with reinforcements extending laterally outside the element with metal form-slabs
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Description
Two Gateway Center, Pittsburgh, Pennsylvania 1>222, USA
Armierung aus Profilblech
Die Erfindung bezieht sich auf eine Armierung aus Profilblech
zur Verwendung insbesondere für Verbundfußboden bzw.. Verbunddecken
in Verbindung mit einer über der Armierung angeordneten
Betonschicht.
HerUäuiailicherweise werden zur. Herstellung von Verbund fußböden
Armierungon aus Blech verwendet. Die Arrcierungsbleche können
aus einem einzigen Profilblech bestehen oder als Metallarmierung mit Zellenstruktur ausgebildet sein, bei der ein' oberes
Profilblech an einem unteren Blech befestigt ist;,wie das z.B.
in der US-PS 3 397 497 und in "den kanadischen Patentschriften
704 839 und 704 841 beschrieben ist.
Armierungsbleche zur Herstellung von Verbundfußböden schaffen
eine sichere mechanische Verbindung mit der darüber gegossenen Betonschicht. Der entstehende Boden weist während der gesamten.
Lebensdauer des Gebäudes eine vorausbestimiUbarc und zuverlässige
Verb und wirkung zwiaoben der Betonschicht und dem Blech a.uf.
Daher kann die Druckfestigkeit des Beton bei dem entstande-
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nen Verbundfußboden genutzt werden. Man erhält also einen
aus armiertem Beton bestehenden Verbundfußboden, bei dem der Beton im wesentlichen diejenige Eigenschaft hinzubringt, die
gewöhnlich den Beitrag des Betons bei Konstruktionen aus armiertem Beton ausmacht, nämlich den Druckbelastungswiderstand.
Die Armierungsbleche bilden eine zusammenwirkende Metallarmierung für den Beton.
Ein wichtiges Ziel der Erfindung besteht darin, mit einfachen und wirtschaftlichen Mitteln eine verbesserte Armierung aus
Profilblech zu schaffen, welche bei erhöhter Scherfestigkeit
die Möglichkeit bietet, Ilorizontalspannungen zuverlässig aufzunehmen.
Eine erfind-^jmgsgemäiie Armierung aus Profilblech ist so ausgebildet,
daß die Armierung eine Oberseite und eine Unterseite mit abwechselnd durch benachbarte geneigte Stegbänder verbundenen,
jeweils auf gleicher Ebene liegenden oberen und unteren Gurtbändern besitzt, daß die Armierung eine zwischen der
Ebene des oberen Gurtbandes und der Ebene des unteren Gurtbandes dazu parallel verlaufende geometrische mittlex^e Ebene
aufweist, daß zumindest einige auf gleichsr Ebene liegende untere Gurtbänder mit einer Reihe von Verformungen bzw. Riffeln
versehen sind, welche zu örtlichen Ungleichmäßigkeit en im Gefüge des unteren Gurtbandes führen, so clr.ß das Gefüge unter
Zug- oder Druckbeanspruchung geringere Wirksamkeit hat, daß längsverlaufende Rippen mit gewissen unteren Gurtbändern auf
derselben Seite der geometrischen mittleren Ebene wie die Riffeln einstückig geformt sind, welche auf die geometrische
mittlere Ebene hin zwischen einem geneigten Stegband und
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einem benachbarten unteren Gurtband verlaufen und welche 'mit
dem benachbarten unteren Gurtband längsverlaufende Verzahnungsrillen bilden, die den Verlust an Wirksamkeit im Gefüge der
unteren Gurtbänder durch den zusätzlichen Halt des durchgehenden Metalls der längsverlaufenden Rippen für die Armierung
ausgleichen, und daß mit jedem geneigten Stegband Verformungen einstückig gebildet sind, welche von der Oberfläche
der Armierung abgesetzte Betonhaftflächen bilden.
Die vorliegende Erfindung schafft eine verbesserte Verbundfußbodenkonstruktion
mit einer Anzahl erfindungsgemäßer nebeneinander angeordneter, übereinandergreifender Armierungsbleche,
welche mit einer eine zusammenhängende Masse bildenden Betonschicht bedeckt sind. Die Bleche weisen
nach der Erfindung lä^gverlaufende Rippen auf, die zur
Versteifung der unteren mittleren Gurtbänder und des unteren seitlichen Gurtbandes und damit in der Verbundfußbodenkonstruktion
als Halterungseinriclitung für den Beton sowie als Einrichtung zur Erhöhung der Scherfestigkeit
dienen, wodurch die die Armierungsbleche aufweisende Verbundfußbodenkonstruktion
gegenüber herkömmlichen Anordnungen stark verbessert ist und außerdem Gesichtspunkte
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der Fließberechnung einbezogen werden, so daß die Horizontalspannung
bei der Konstruktion von Verbundfußböden nicht mehr vorrangig berücksichtigt werden muß.
Jede Verbundfußboden-Konstruktion muß eine Halterungseinrichtung
aufweisen, um dem senkrechten Abheben der Betondecke von der Armierung entgegenzuwirken, und auch eine
Einrichtung zur Erhöhung der Scherfestigkeit, um der Bewegung der Betondecke längs der Armierung entgegenzuwirken.
Die erfindungsgemäße Verbundfußboden-Konstruktion hat diese sehr wesentlichen Einrichtungen, die aber nicht
mit nur einem Armierungselement zur Wirkung gelangen, sondern vielmehr durch das Zusammenwirken von zwei oder mehr
Armierungselementen, d.h.,die einzelnen Elemente der erfindungsgemäßen
Armierung tragen gemeinsam zur Gesamtwirkung dieser Einrichtungen bei.
Die Halterungswirkung nach der Erfindung wird durch das Zusammenwirken des Betons, v/elcher an den durch längsverlaufende
Rippen gebildeten längsverlaufenden -Verzahnungsrillen
anliegt und diese füllt, und des Betons erreicht, welcher sich an durch Vorsprünge gebildete Haftflächen anlegt,
und sich diesen anpaßt. Die Scherfestigkeit wird erzielt durch das Zusammenwirken a) des Betons, welcher an den Riffeln
des unteren Gurtbands anliegt, b) des Betons, welcher an den querverlaufenden Haftflächen der Vorsprünge anliegt,
und c) des Betons, welcher an den gegenüberliegenden längsverlaufenden Rippen der jeweiligen Rinnen der
Armierungen haftet.
Bisher konnte bei keiner herkömmlichen Verbundfußboden-Konstruktion
der Bewegung des Betons in Längsrichtung zu
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den Armierungsblechen und dem senkrechten Abheben des
Betons von den Armierungsblechen so weit entgegengewirkt werden, wie dieses dank der vorliegenden Verbundfußbodenkonstruktion
möglich ist. Der nach der Erfindung erreichte Scherwiderstand ist so hoch, daß die waagerechte Scherung
bei der normalen Verwendung der vorliegenden Verbundfußboden-Konstruktion keine Einschränkungen mehr auferlegt.
Bei jeder Verbundfußboden-Konstruktion entspricht die zulässige gleichmäßige Belastung einem bestimmten Bruchteil
■I
(Sicherheitswert) der Bruchbelastung des Verbundfußbodens. Für die herkömmliche Konstruktion von Verbundfußböden werden
zwei Bruchbelastungswerte bestimmt, von denen der eine auf der Spannung der Stahlarmierung und der andere auf der Horizontalspannung
im Verbundfußboden beruht. Herkömmliche Verbundfußboden-Konstruktionen geringerer Spannweiten von etwa
unter 3 m brechen, wenn die wirksame Belastung zum Trennen des Betons von der Armierung und zumbleiten des Betons längs
der Armierung führt. Es kommt dann zum sogenannten Scherbruch. Bei größeren Spannweiten von z.B. mehr als 3 m brechen
herkömmliche Verbundfußboden-Konstruktionen, wenn die aufgebrachte Belastung in der untersten Faser der Stahlarmierung
eine Zugspannung erzeugt, die größer als die Fließfestigkeit des Stahls ist. Unter der Einwirkung dieser
Belastung trennt sich die Betonmasse von der Stahlarmierung, und es kommt zum sogenannten Fließgrenzbruch. Die auf
der Stahlspannung basierende zulässige gleichmäßige Belastung für herkömmliche Verbundfußböden-Konstruktionen
entspricht einem bestimmten Bruchteil der zum Fließgrefnzbruch
führenden Belastung.
Dank der besonderen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verbundfußbodenkonstruktion
kommt es nicht plötzlich zu vorher
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nicht bestimmbarem Bruch, wenn die Stahlarmierung ihre
Fließgrenze erreicht hat. Stattdessen bewahren Stahl und Beton unter Bildung eines sogenannten plastischen Angelpunktes
bzw. Scharniers (plastic hinge formation) bei steigender Belastung ihren Zusammenhalt noch nach Erreichen
der Fließgrenze des Stahls. Die Stahlärmierung nimmt dann weiterhin zusätzliche Zugspannung auf, bis
die Spannung in der obersten Faser der Stahlarmierung, welche der neutralen Fläche am nächsten ist, die Fließgrenze
erreicht und es zur sogenannten Bruchbelastung kommt. Bei der Bruchbelastung gehen die Zugspannungen
auf den Beton über, der wenig eigene Zugfestigkeit besitzt.
Bei Bruchbelastung bricht die erfindungsgemäße Verbundfußbodenkonstruktion in der Betonmasse.
Die Bildung des plastischen Angelpunktes ist ein bekannter Vorgang. Die Belastung, bei der ein plastischer.Angelpunkt
auftritt, "sowie die Stelle, an der er sich bildet, werden mittels eines Berechnungsverfahrens ermittelt, das na η als
Bruch- oder Fließberechnung bezeichnet. Datiu sei jedoch
bemerkt, daß diese Bruch- oder Fließberechnung zur Ermittlung der Bruchbelastung sich bisher lediglich auf Baustahlteile,
Stahlrahmen und Verbundträgerkonstruktionen beschränkte. Diese Bruch- oder Fließberechnung für Baustahlteile
und Stahlrahmen ist ausführlich beschrieben in dem Buch
von L.E.Grinter, "Design of Modern Steel Structures", New York: The Mac Millan Company, 1960, S.389 bis 399.
Eine Bruch- und Fließberechnung für Vurbundträgerkonstruktionen
findet sich in dem Buch von I.M.Viest, R.S. Fountain und R.C.Singleton, "Composite Construction in
Steel and Concrete", New York: McGraw-Hill Book Company Inc., 1958, S.173 und 174.
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Die vorliegende Erfindung schafft erstmalig eine Verbund^
fußbodenkonstruktion aus Profilblecharmierungen und einer
darüber befindlichen anliegenden Betonschicht, in der sich ein plastischer Angelpunkt bildet. Dank dieser Eigenschaft
weist der erfindungsgemäße Verbundfußboden eine die zum Fließgrenzbrech führende Belastung herkömmlicher Verbundfußbod.enkonstruktionen
bei weitem übersteigende Bruchbelastbarkeit auf. Infolgedessen liegt auch die zulässige
gleichmäßige Höchstbelastung der erfindungsgemäßen Verbundfußbodenkonstruktion, welche einem bestimmten Br-uchteil
der Bruchbelastung und nicht der zum Fließgrenzbruch führenden Belastung entspricht, ebenfalls bedeutend höher als
bei allen herkömmlichen Verbundfußbodenkonstruktionen.
Die Bildung einer Verbindung zwischen Beton und einer Armierung aus galvanisiertem Stahl ist ebenfalls ein an sich
bekannter Vorgang. Diese Verbindung entsteht durch die Bildung einer durch eine chemische Reaktion zwischen Kalziumoxid
des Betons und Zink der Armierung aus galvanisiertem Stahl
gebildeten komplexen Kalziuin-Zinkvorbindung (siehe I.W.
Benjamin, "Use of Galvanized Sheets in Concrete Reinforcement", Year Book of American Iron and Steel Institute 1965»
S. 3^7 bis 369)· Bisher wurde diese Verbindung jedoch bei
der Bestimmung der Tragfähigkeit von Verbundfußbodenkonstruktionen
nicht berücksichtigt. Die tforaigebung der erfindungsgemäßen
Profilblecharmierung trägt jedoch zur Tragfähigkeit des Verbundfußbodens bei.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:
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Fig. 1 eine schematisierte Teilschnittschrägansicht eines,
teilweise fertiggestellten mehrstöckigen Gebäudes, dessen eines Stockwerk erfindungsgemäße in ihrer
Lage gehaltene Armierungsbleche aufweist und an dem ein weiteres Stockwerk mit einer auf die Armierung
gegossenen Betondecke versehen ist,
Fig. 2 eine schematisierte Schrägansicht der erfindungsgemäßen
Armierung aus Profilblech, . '
Fig. 3 eine Stirnansicht der erfindungsgemäßen Armierung aus Profilblech,
Fig. 4 eine vergrößerte Querschnittansicht entsprechend der
Linie 4-4 in Fig. 2, mit einer ersten Halterungseinrichtung,
Fig. 5 eine Teilansicht einer zweiten Halterungseinrichtung,
Fig. 6 und 7 je eine Querschnittsansicht entsprechend der
Linie 6-6 bzw. 7-7 in Fig. 5,
Fig. 8 eine Fig. 5 ähnliche Teilseitenansicht einer anderen
Ausführungsform der zweiten Halterungseinrichtung,
Fig. 9 und 10 je eine Querschnittsansicht entsprechend der Linie 9~9bzw. 10-10 in Fig. 7, ■
Fig.11 eine Fig. 5 ähnliche Teilseitenansicht einer weiteren
Ausführungsform der zweiten Halterungseinrichtung,
Fig.12 und 13 Je eine Querschnittsansicht entsprechend der
Linie 12-12 bzw. 13-13 in Fig. 11,
Fig.14,15 und 16 je eine Querschni+tansicht von weiteren Ausführungsformen
'der zweiten Halterucgseinrichtung nach
Fig. 6,9 und 12,
Fig.17 eine Teildraufsicht von am unteren Gurtband der erfindungsgemäßen
Armierungsbleche befindlichen Einrichungen zur Erhöhung der Scherfestigkeit,
Fig.18 und 19 je eine Teilquerschnittansicht entsprechend
der Linie 18-18 bzw. 19-19 in Fig. I7,
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Fig. 20 eine zur Verdeutlichung leicht übertriebene Querschnittansicht
eines auf einer Anzahl von Stützen aufliegenden erfindungsgemäßen Verbundfußbodens,
Pig..:21 eine schematisierte Schräg-Schnittansicht entsprechend der Linie 21-21 in Fig. 20,
Fig. 22 eine Teilquerschnittansicht einer Verbündträgerkonstruktion
mit der Armierung gemäß Fig.- 2 entsprechend der Linie 22-22 in Fig. 21,
Fig. 23 eine vergrößerte Schnittansicht entsprechend der Linie 23-23 in Fig. 2, wobei Höhe und Breitenmaße
einer durch die erfindungsgemäße Armierung gebildeten Rinne dargestellt sind,
Fig. 24· eine Teilquerschnittansicht der Verbundfußbodenkonstruktion
mit der Armierung in Fig. 2 entsprechend der Linie 24-24 in Fig. 20,
Fig. 25 eine Fig. 2 ähnliche schematisierte Teilschrägansicht
einer weiteren Auführungsform des erfindungsgemäßen
Armierungsblechs und
Fig. 26 eine schematisierte Schräg-Schnittansioht des Verbuudfußbodens
nach der Erfindung, wobei abwechselnd Metallarmierungen mit und. ohne Zellenstruktur verwendet
sind.
Fig. 1 zeigt einen Teil eines modernen, mehrsböckigen Gebäudes
40 mit senkrechten Stützen 41 und waagerechten Trägern 42,43. Eine Anzahl von Armierungen aus Profilblech 44 -sind
nebeneinander zusammengesetzt und an den waagerechten Trägern 42,43 befestigt. Eine Betonschicht 45 ist über die Armierungsbleche
44 gegossen, so daß in dem mehrstöckigen Gebäude 40 ein Verbundfußboden bzw. eine Verbunddecke 46
vorhanden ist.
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Die Profilblecbarmierung 44 weist aufeinanderfolgende,' auf
gleicher Ebene liegende obere Gurtbänder 47 und untere Gurtbänder
48 auf, welche durch geneigte Stegbänder 49 getrennt sind (Fig. 2 und 3). An den gegenüberliegenden längsverlaufenden
Enden der Armierung 44 befinden sich seitliche Gurtbänder 48a, 48b. Das Armierungsblech 44 besitzt eine die geneigten
Stegbänder 49 schneidende geometrische mittlere Ebene 50 >
welche von einer Ebene 51 des oberen Gurtbands 47 und einer Ebene 52 des unteren Gurtbandes 48 gleich weit
entfernt ist und zu diesen parallel verläuft (Fig. 3). Die
oberen und unteren Gurtbänder 47,48 haben im wesentlichen die gleichen Breitenmaße 53,53' (Fig. 3)s das Armierungsblech
44 hat eine Breite über alles oder Gesamtbreite 154.
Die erfindungsgemäße Armierung besteht aus Stahlblech mit
einer abgewickelten Breite von z.B. etwa 1524 ca und einer
Stärke von z.B. etwa 0,64 mm bis etwa 1,29 mm (gau[$e 22 bzw.
gauge 16). Das Stahlblech ist vorzugsweise aus galvanisiertem Stahl gefertigt, damit die oben erwähnte Verbindung
mit dem Beton ausgenutzt werden kann.
Das Armierungsblech 44 weist drei obere Gurtbänder 47 auf
und hat eine Gesamtbreite 154 von z.B. 91,4 cm (Fig. 3). Es
sei jedoch betont, daß das erfindungsgeinäße Arnierungsblech anstelle von hier beschriebenen drei oberen Gurtbändern 47
auch weniger, z.B. zwei obere Gurtbänder 47, aufweisen kann, wobei dann die Breite über alles 61 cm betragen würde.
Unterhalb der geometrischen mittleren Ebene yO ist eine
erste Halterungseinrichtung 54 zum Verhindern eines senkrechten
Abhebens des Betons 45 von dem Armierungsblech 44
positioniert (Fig. 1). Zur Ergänzung der ersten Halterungseinrichtung 54 und zum Verhindern eines senkrechten Ab-
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hebens des Betons 4-5 vom Armierungsblech 44 ist oberhalb
der geometrischen mittleren Ebene 50 eine zweite Halterungseinrichtung
55 angeordnet (Fig. 1). Außerdem befindet sich unterhalb der geometrischen mittleren Ebene 50 eine
Einrichtung zur Erhöhung der Scherfestigkeit 56, welche
der Bewegung des Betons 45 in Längsrichtung zum Armierungsblech 44 entgegenwirkt (Fig. 1). Alle oberen Gurtbänder 4-7
sind vorzugsweise mit einer längsverlaufenden Versteifungssicke
57 versehen. Die seitlichen unteren Gurtbander 48a,
48b haben jeweils versteifte Enden 58»59.
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Die Einrichtung zur Erhöhung der Scherfestigkeit 56 besitzt
vorzugsweise als Riffeln 60 ausgelegte Ausbildungen, welche mit einigen der unteren Gurtbänder 48 einstückig in deren
Mitte geformt sind und über eine den unteren Gurtbändern 48 gemeinsamen Ebene 52 in Richtung auf die geometrische mittlere
Ebene 50 hinausragen (Fig. 2,3,17,18 und 19). Eine Reihe
von Eiffeln 60 sind in den beiden mittleren unteren Gurtbändern 48 und in dem seitlichen unteren Gurtband 48a angeordnet
(Fig. 2), welche die Scherfestigkeit wirksam erhöhen.
Die Riffelreihen 60 führen allerdings an einigen Stellen zu Ungleichmäßigkeiten im Gefüge des unteren Gurtbandes 48 (48a),
so daß es unter Zug- oder Druckbeanspruchung geringere Wirksamkeit haben kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der ersten Halterungseinrichtung
54 enthält diese eine in Längsrichtung zwischen dem geneigten Stegband 4-9 und dem benachbarten unteren Gurtband
(48a,48b) verlaufende Rippe 61 (Fig.4). Unter Zug- oder Druckbeanspruchung
kann das Gefüge der unteren Gurtbänder .48 (48a) durch die Riffeln 60 weniger wirksam sein. Dieser Verlust an
Wirksamkeit wird jedoch dadurch wieder ausgeglichen, daß das durchgehende Metall der längsverlaufenden Rippen 61 der Armierung
Halt gibt.
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Das Armierungsblech 44 weist eine durch die gegenüberliegenden geneigten Stegbänder 49 und das dazwischen angeordnete
untere Gurtband 48 gebildete Wanne 105 auf (Fig. 2). Die benachbarten Armierungsbleche 44 weisen durch die gegenüberliegenden
geneigten Stegbänder 49 und die zusammengesetzten
seitlichen unteren Gurtbänder 48a,48b gebildete Rinnen 103' auf. Jede Wanne 103, 103' enthält gegenüberliegende
längsverlaufende Rippen, welche den Beton halten und dadurch die Einrichtung zur Erhöhung der Scherfestigkeit 56 noch
ergänzen (Fig. 2).
Jede Rippe 61 weist einen Sockelabschnitt 62 auf, welcher vom unteren Gurtband 48 abgesetzt ist und quer zu dem benachbarten
geneigten Stegband 49 verläuft. Eine zuriickgebogene
Seitenwand 63 verbindet den Sockelabschnitt 62 mit dem unteren Gurtband 48 und bildet mit diesem zusammen eine
längsverlaufende Verzahnungsrille 64. Die Sockelabschnitte
62 haben auf einer gemeinsamen Ebene 66 liegende Schultern
Die Rippen 61 sind bedeutend kleiner als die großen Rippen des Armierungsblechs 44. Jede große Rippe des A'naierungsblechs
besteht aus einem oberen Gurtband 47 und den benachbarten geneigten
Stegbändern 49. Die Entfernung 67 zwischen den gegenüberliegenden Rippen 61 des gemeinsamen unteren Gurtbands 48
ist kleiner als die Entfernung 68 zwischen den benachbarten oberen Gurtbändern 47 und kleiner als die Breite 53' des gemeinsamen
unteren Gurtbandes 48 (Fig. 3)·
Eine zweite Halterungseinrichtung 55 enthält eine Reihe von Verformungen 70» welche mit jedem geneigten Stegband 49 einstückig
geformt sind. Die Verformungen 70 können als im wesentlichen
rechteckige Vorspränge 71 ausgelegt sein, welche
aus der Oberfläche 72 des geneigten Stegbands 49 hervorragen
und längsverlaufende Betonnaftflächen r/^ bilden (Fig. 5
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bis 7). Die Verformungen 70 können aber auch als im wesentlichen
senkrechte, über die Unterseite 75 des geneigten Stegbands
49 hinausragende Vertiefungen 74 ausgebildet sein', welche
längsverlaufende Betonhaftflächen16 bilden (Fig. 8 bis 10).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Verformungen auch als längsverlaufende Betonhaftflächen 79 aufweisende, im
wesentlichen rechteckige Verformungen 77 ausgebildet sein, deren unteres Ende 78 über die Oberfläche 72 des geneigten Stegbands
49 hervorragt (Fig. 11 bis 13). Die längsverlaufenden
Betonhaftflächen 73, 76 oder 79 ergänzen die Halterungswirkung der längsverlaufenden Verzahnungsrillen 64 (Fig. 4).
Die Verformungen 71 »74,77 können durch Verfo'rmungsverfahren
wie Stanzen oder Walzen so gebildet werden, daß ein relativ dünner Steg 80 entsteht. Die Verformungen 71»7^,77 sind nicht
perforiert und daher die bevorzugte Ausgestaltung für Metallarmierungen
mit Zellenstruktur, die Führungen für elektrische Kabel aufweisen (Fig. 26).
Fig. 14, 15 und. 16 zeigen als Vorsprung 71',77' und als Vertiefung
74' ausgebildete Verformungen 70'· Die Verformungen
71', 741, 77' können durch Ausstanzen erzeugt werden, wobei
diese von den Oberflächen 72,75*72 jeweils um weniger als
die doppelte Blechstärke abgesetzt sind und sehr schmale Schlitze 39 aufweisen, deren Breite weniger als die einfache
Stärke des Blechs beträgt. Die Verformungen 70' werden vorzugsweise
nur für diejenigen Metallarmierungen gemäß der Er-; findung verwendet, welche aus einem einzigen Armierungsblech
bestehen, wie z.B. die Armierung 44 (Fig. 2).
Die Verformungen 7I weisen querverlaufende Ilaftflächen 153
für die Ergänzung der Einrichtung zur Erhöhung der Scherfestigkeit 56 auf (Fig. 2). Ähnlich haben auch die Verformungen 74,
77 querverlaufende Haftflächen 153 (Fig. 8,10 und 11,13).
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Das Metall des Armierungsblechs 44 ist so verteilt, daß die neutrale Fläche der Armierung 44 mit der geometrischen
mittleren Ebene 50 im wesentlichen zusammenfält (Fig. 3)>
d.h., das Gefüge des Armierungsblechs 44 weist bei Belastungen
von der einen wie von der anderen Seite im wesentlichen dieselben Eigenschaften auf. Obwohl die Armierung 44 unterhalb
der geometrischen mittleren Ebene 50 mehr Metall als
darüber aufweist, ist das Armierungsgefüge etwa um die
geometrische mittlere Ebene 50 ausgeglichen.
Eine Verbundträgerkonstruktion soll einen tragenden Stahlträger mit dem darüberllegenden Beton so verbinden, daß
Stahlträger und Beton zusammenwirken. Dieses Zusammenwirken des Betons und des tragenden Stahlträgers wird nach der Erfindung
mittels Scherkräfte aufnehmender Verbundelemente erreicht,
z.B. mittels aufgeschweißter Zapfen 101. Biese Scherkräfte aufnehmenden Verbindungselemente kommen jedoch nur
zur Wirkung, wenn sie mit dem Stahlträger aus einem Stück
bestehen und eine genügend große Betonmengo zum wirksamen Einbetten des Scherkräfte aufnehmenden Verl'.Lridungselements
vorhanden ist. Um zweckmäßig eingebettet zu sein, muß das Verbindungselement gleichmäßig von Beton uneben sein, welcher
ein BreitenrTiefen-Verhältnis von mindestens 2:1 aufweist.
Das erfindungsgemäße Armierungsblech Λ4 besitzt
Rinnen 1O3i1O3f, welche zum zweckmäßigen Einbetten der Scherkräfte
aufnehmenden Verbindungselemente genügend große Betonmengen aufnehmen können.
Die aufgeschweißten Zapfen 101 können an parallel zur Armierung
44 verlaufenden waagerechten Trägern Λ2 befestigt sein,
(Fig. 1). Eine Möglichkeit der Befestigung der aufgeschweißten Zapfen 101 an den waagerechten Trägern >\2 besteht in
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direkter Halterung durch auseinanderliegende seitliche untere Gurtbänder 48a, 48b von nebeneinander angeordneten Armierungsblechen
44 oder durch die mittleren unteren Gurtbänder 48 (Fig. 2). Aufgeschweißte Zapfen 102 können ferner au
den zur Armierung 44 querverlaufenden waagerechten Trägern
43 befestigt sein. In Jedem Falle bilden die aufgeschweißten Zapfen 101, 102 mit der Betondecke 45 eine Verbundträgerkonstruktion.
Die Armierung 44 weist jeweils von einem mittleren unteren
Gurtband 48 und einem geneigten Stogband 49 gebildete innere
Hinnen 103 auf. Außerdem werden Hinnen 103' von nebeneinander
angeordneten Armierungsblechen 44 gebildet (Fig.21).
Ein aufgeschweißter Zapfen 102 befindet sich in einer Rinne oder in mehreren Rinnen 103, 103' und ist an dem waagerechten
Träger 43 befestigt (Fog. 20,21 und 22). Die Größe (Höhe und
mittlere Breite) der Rinnen 103, 103' ist so bemessen, daß sachgemäßes Einbetten der aufgeschweißten Zapfen 102 gewährleistet
ist. In einer praktischen Ausführung^ dcis erCindungsgemäßen
Armierungsblechs 44- (Fig. 23) betragen die Maße W1 =120,7 mm, W2= 184,15 am, W5=I52,4 mm und H=76,2 mm. Demnach
hat das Breiten:Tiefen-Verhältnis (6:3) der Rinne 103
den gewünschten Wert von 2:1, Infolgedessen trägt die Belastbarkeit eines jeden aufgeschweißten Zapfens 102 zur
Bildung einer wirksamen Verbundti'ägerkonstruktion bei.
Bei einer schematisch durch Pfeil 104 angedeuteten Belastung des Verbundfußbodens 46 entstehen Spannungen, welche auf ein
senkrechtes Abheben des Betons 45 von- dem Armierungsblech
44- zielen (Fig. 24). Die längsverlaufenden Verzahnungsrillen
64 der ersten Halterungseinrichtung 54 bringen der Spannung
104 einen scheraatisch d\irch Pfeile 105 dargestellten Wider-
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stand entgegen. Außerdem setzen die längsverlaufenden Haftflächen
73 der zweiten Halterungseinrichtung 55 der Spannung 104- noch einen zusätzlichen, schematisch mit Pfeilen 106 dar gestellten
Widerstand entgegen. Infolgedessen wird der Halterungseffekt des erfindungsgemäßen Armierungsblechs 44 durch
das Zusammenwirken der in Längsrichtung verlaufenden Verzahnungsrillen
64 und der längsverlaufenden Haftflächen 73 erreicht.
Die auf den Verbundfußboden 46 aufgebrachten Belastungen erzeugen
außerdem (nicht gezeigte) Scherkräfte, welche den Beton 45 in Längsrichtung über das Armierungsblech bewegen bzv/.
schieben, d.h., die Scherkräfte bewegen den Beton 45 gemäß
Fig. 24 aus der Ebene der Zeichnung heraus. Diese Scherkräfte können wirksam ausgeglichen werden durch das Zusammenwirken
der Einrichtung zur Erhöhung der Scherfestigkeit 56,
der querverlaufenden Haftflächen 153 (Fig. 5) der in den Beton 45 ragenden Vorsprungreihen 71 und das Greifen des Betons
durch die gegenüberliegenden längsverlaufenden Rippen 61 in
der Rille 103 der Armierung 44. Ähnlich führen auch die querverlaufenden Haftflächen 153 der weiteren, als Vertiefungen
74,74' (Fig. 8,15) oder als Vorsprünge 77,77' (Fig. 11,16)
ausgebildeten Verformungen 70 zu einer erhöhten Scherfestigkeit
des Armierungsblechs 44.
Fig. 25 zeigt eine weitere Ausführungsform eines der Armierung
44 (Fig. 2) ähnlichen Armierungsblechs I07, welches
jedoch eine andere Gestaltung von versteiften Enden 58' und
59* sowie eine erste Halterungseinrichtung 108 in Form von hochstehenden, im wesentlichen dreieckigen Rippen aufweist.
Das Gefüge des Armierungsblechs 107 bat im wesentlichen die
gleichen Eigenschaften wie das der Armierung 44 und bildet
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mit einer darüberliegenden Betonschicht eine Verbundfuß-"
bodenkonstruktion» deren Tragfähigkeit im wesentlichen der des Verbundfußbodens 46 entspricht (Fig. 24).
Fig. 26 zeigt einen Verbundfußboden 133» in dem elektrische
Kabel geführt werden und der Armierungen aus Profilblech 44 und Metallarmierungen mit Zellenstruktur 134 aufweist,
welche die darüberliegende Betonschicht 45 tragen und mit
ihr zusammenwirken. Die Armierungen 44, 134 sind an benachbarten
Enden zusammengesetzt und bilden Verbindungen 89. Die Metallarmierung mit Zellenstruktur 134 kann mit
einem am unteren Ende der Armierung 44 befestigten flachen Blechstück 135 versehen sein. Auf diese Weise entstehen drei
durch den gesamten Verbundfußboden 133 laufende Führungen für elektrische Kabel 139» beispielsweise für die Stromversorgung,
Telefon- und andere Nachrichtenleitungen usw.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der
Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen
und Verfahrensschritten können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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Claims (11)
- -18-PatentansprücheIyArmierung aus Profilblech zur Verwendung insbesondere für Verbundfußböden bzw. Verbunddecken in Verbindung mit einer über der Armierung angeordneten Betonschicht, dadurch gekennzeichnet , daß die Armierung (44) eine Oberseite und eine Unterseite mit abwechselnd durch benachbarte geneigte Stegbänder (49) verbundenen, jeweils auf gleicher Ebene (51 »52) liegenden oberen und unteren Gurtbändern (47, 48,48a,48b) besitzt, daß die Armierung (44) eine zwischen der Ebene (51) des oberen Gurtbandes (47) und der Ebene (>2) des unteren Gurtbaiides (48,48a,48b) dazu parallel verlaufende geometrische mittlere Ebene {50) aufweist, daß zumindest einige der auf gleicher Ebene (52) liegenden unteren Gurtbänder (48, 48a,4Sb) mit einer fieihe von Verformungen bzw. Riffeln (60) versehen sind, welche zu örtlichen Ungleichwäßigkeiten im Gefüge des unteren Gurtbandes (48,48a,48b) führen, so daß das Gefüge unter Zug- oder Druckbeanspruchung geringere Wirksamkeit hat, daß längsverlaufende Rippen (61) mi]; gewissen unteren Gurtbändern (48,48a,48b) auf derselben Seite der geometrischen mittleren Ebene (50) wie die fiiffeln (60) einstückig geformt sind, welche auf die geometrische mittlere Ebene (50) hin zwischen einem geneigten Stegband &49) und einem benachbarten unteren Gurtband (48,48a,48b) verlaufen und welche mit dem benachbarten unteren Gurtband (48,48a,48b) längsverlaufende Verzahnungsrillen (64) bilden, die den Verlust an Wirksamkeit im Gefüge der unteren Gurtbänder (48,48a,48b) durch den zusätzlichen Halt des durchgehenden Metalls dor längsverlaufenden Rippen (61) für die Armierung (44) ausgleichen, und daß mit jedem geneigten Stegband (49) Verformungen (70 bzw. 71»74,77) einstückig gebildet sind, welche von der Oberfläche (72,7.5,72) der Armierung (44) abgesetzte Betonhaftflächen (73,76,79,153) bilden.209850/0128-19-
- 2. Armierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß längsverlaufende Rippen (61> in den geneigten Stegbändern (49) angeordnet sind.
- 3. Armierung nach Anspruch 1 oder 2,.dadurch gekennzeichnet, daß längsverlaufende Rippen (61) von den unteren .Gurtbändern (48,48a,48b) abgesetzte, in Längsrichtung entlang der benachbarten geneigten Stegbänder (49) verlaufende Sockelabschnitte (62) aufweisen und daß sich an wenigstens, einer längsverlaufenden Rippe (61) zurückgebogene Seitenwände (63) befinden, welche mit den unteren Gurtbändern (48,48a,48b) zusammen die längsverlaufenden Terzahnungsrille(n) (64) bilden.
- 4. Armierung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Sockelabschnitte (62) mit den benachbarten geneigten Stegbändern (49) verbunden sind.
- 5· Armierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß längsverlaufende Hippen (61) in den unteren Gurtbändern (48,48a,48b) angeordnet sind.
- 6. Armierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß längsverlaufende Rippen (61) jeweils einen zwischen dem unteren Gurtband (48,48a,48b) und der geometrischen mittleren Ebene (50) angeordneten Sockelabschnitt (62) sowie zwei die äußeren Enden des Sockelabschnitts (62) mit dem unteren Gurtband (43,48a,48b) verbindende, zurückgebogene Seitenwänden (63) aufweisen, welche vom Sockelabschnitt (62) her auf das untere Gurtband (48,48a,48b) zu geführt sind, von diesem Sockelabschnitt (62) den größten Abstand haben und mit dem benachbarten unteren Gurtband (48,48a, 48b) eine längsverlaufende Verzahnungsrille (64) bilden.209850/0126
- 7. Armierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß gewisse Betonhaftflächen (73,76,79) in Längsrichtung zu den geneigten Stegbändern (49) und andere Betonhaftflächen (153) quer zu den geneigten Stegbändern (4-9) verlaufen.
- 8. Armierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7i dadurch gekennzeichnet , daß längsverlau.-fende Versteifungssicken (57) mit allen oberen Gurtbändern (47) einstückig geformt sind und die auf gleicher Ebene (51O angeordneten oberen Gurtbänder (47) bei Druck- oder Zugbelastung in ihrer gesamten Breite (53) voll wirksam v/erden lassen.
- 9. Armierung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß die längsverlaufenden Versteifungssicken (57) der oberen Gurtbänder (47) in Richtung auf die geometrische mittlere Ebene (50) hin geführt sind.
- 10. Armierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Armierungsblech (44) an seinen auf gleicher Ebene (52) liegenden unteren Gurtbändern (48a,48b) jeweils an seinen gegenüberliegenden längsverlaufenden Seiten seitliche untere Gurtbänder (48a,48b) mit versteiften Enden (58,59) besitzt, welche die seitlichen unteren Gurtbänder (48a,48b) bei Druck- und/oder Zugbeanspruchung in ihrer gesamten Breite (53) voll wirksam machen.
- 11. Armierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Metall in der Armierung (44) so verteilt ist, daß deren neutrale Fläche mit der geometrischen mittleren Ebene (50) 121 wesentlichen zusammenfällt.209850/0126
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