DE29902384U1 - Reinforcement device - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine neuartige Form von Bewehrungsführung in Stahl- und Spannbetonkonstruktionen, mit der Zugkräfte über Fugen geleitet werden können.The invention relates to a novel form of reinforcement guidance in reinforced and prestressed concrete structures, with which tensile forces can be guided across joints.
Die herkömmliche Methode, Zugkräfte in Stahlbetonkonstruktionen weiterzuleiten, sind sogenannte Übergreifungsstöße. Bei diesen Bewehrungsstößen werden die kraftübertragenden Stäbe so eng nebeneinander angeordnet, daß die Kräfte auf kürzestem Weg direkt von einem Stab in den nächsten geleitet werden. Diese Form von Kraftübertragung kann innerhalb der Betonbauteile in aller Regel problemlos verwirklicht werden. Sie ist jedoch meist dann nicht mehr möglich, wenn die Kräfte über Fugen geleitet werden müssen.The conventional method of transferring tensile forces in reinforced concrete structures is so-called overlap joints. In these reinforcement joints, the force-transmitting bars are arranged so close to one another that the forces are transferred directly from one bar to the next via the shortest possible route. This form of force transfer can usually be implemented without any problems within the concrete components. However, it is usually no longer possible when the forces have to be transferred via joints.
Derartige Fugen treten beispielsweise häufig bei der Verwendung von Fertigteilen auf. Insbesondere bei plattenartigen Bauteilen kann es sehr nachteilig sein, wenn die Biegezugkräfte nicht über die Fertigteilfugen geleitet werden können. In dem häufig ausgeführten Fall der Teilfertigdecken mit Gitterträgern weicht man in der Praxis diesem Problem folgendermaßen aus: Bei geringen Biegebeanspruchungen werden Übergreifungsstöße ausgebildet, indem die Bewehrungen in den Fertigteilplatten durch Stäbe ergänzt werden, die im Fugenbereich auf die Fertigteilplatten gelegt werden; bei größeren Biegebeanspruchungen wird dagegen die gesamte Biegebewehrung auf die Fertigteilplatten gelegt. Diese Bewehrung muß aber relativ mühsam durch die Gitterträger eingefädelt werden. Außerdem erhält sie dadurch eine vergleichsweise geringe statische Nutzhöhe.Such joints often occur, for example, when using prefabricated parts. It can be very disadvantageous, particularly with plate-like components, if the bending tensile forces cannot be directed across the prefabricated joints. In the frequently used case of partially prefabricated ceilings with lattice girders, this problem is avoided in practice as follows: For low bending stresses, overlap joints are formed by supplementing the reinforcement in the prefabricated slabs with bars that are placed on the prefabricated slabs in the joint area; for higher bending stresses, however, the entire bending reinforcement is placed on the prefabricated slabs. However, this reinforcement has to be threaded through the lattice girders with relative effort. This also gives it a comparatively low static effective height.
Bei Plattenbalken mit Ortbetonergänzung, die im Brückenbau und im Hochbau - hier unter Bezeichnungen wie &pgr;- und Trogplatten - vielfache Anwendung finden, stellt sich das gleiche Problem. Bei diesen Anwendungen wird bislang die Bewehrung vollständig auf den Fertigteilen verlegt. Die in den Fertigteilen für den Bauzustand erforderliche Querbewehrung wird im Endzustand nicht mehr in Anspruch genom-The same problem arises with slab beams with in-situ concrete supplements, which are widely used in bridge construction and building construction - here under names such as π and trough slabs. In these applications, the reinforcement has so far been laid entirely on the prefabricated parts. The transverse reinforcement required in the prefabricated parts for the construction state is no longer used in the final state.
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men. Es wird daher mehr Stahl eingelegt, als unbedingt erforderlich wäre; diese Praxis ist unwirtschaftlich.More steel is therefore used than is absolutely necessary; this practice is uneconomical.
Ähnliche Probleme ergeben sich bei Wandplatten, die durch zwei vorgefertigte, mit Gitterträgern verbundene Elementplatten als zweischalige Teilfertigwände hergestellt und nach dem Versetzen durch einen Ortbetonkern ergänzt werden. Infolge des meist recht kleinen Zwischenraums zwischen den Elementplatten gestaltet sich der Einbau der fugenüberbrückenden Zusatzbewehrung besonders aufwendig. Die Bedingungen für die Herstellung von Übergreifungsstößen nach den anerkannten Regeln der Technik werden in diesem Zusammenhang oft unvollständig beachtet. Entsprechend gering ist oft die Wirkung dieser mühsam eingebauten Bewehrung.Similar problems arise with wall panels that are made as double-leaf prefabricated walls using two prefabricated element panels connected with lattice girders and are supplemented by an in-situ concrete core after installation. As a result of the usually very small gap between the element panels, the installation of the additional reinforcement bridging the joints is particularly complex. The conditions for the production of lap joints according to the recognized rules of technology are often not fully observed in this context. The effect of this laboriously installed reinforcement is often correspondingly low.
Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für Fertigteile und andere Stahlbetonkonstruktionen eine Bewehrungsform zu entwickeln, die vollständig in ein Bauteil eingebaut werden kann und ohne nennenswerte nachträgliche Bewehrungsergänzung in der Lage ist, Biegezugkräfte über Bauteilfugen zu übertragen bzw. im Fugenbereich eine zuverlässige Übertragung von Zwangszugspannungen zu gewährleisten.Based on this, the object of the present invention is to develop a form of reinforcement for prefabricated parts and other reinforced concrete structures that can be completely installed in a component and is able to transmit bending tensile forces across component joints or to ensure a reliable transmission of forced tensile stresses in the joint area without any significant subsequent reinforcement addition.
Mit den Lösungsmerkmalen wird erreicht, daß im Bereich der Fugenränder eine Bewehrung eingebaut wird, die im Fugenbereich hinreichend weit aus dem Bauteil in den Bereich des benachbarten Bauteils ragt und soweit aus der Bewehrungsebene herausgebogen wird, daß der Einbau des benachbarten Bauteils nicht behindert wird. Infolge der Ausbildung können zwischen den Bewehrungen die Kräfte mit Hilfe von Stabwerksystemen übertragen werden, wobei zur Kraftübertragung zwischen den gekrümmten Bewehrungsabschnitten Druckstreben des Betons zu Hilfe genommen werden und die Bewehrungen für die Zugstreben vorzugsweise als Schlaufen ausgebildet werden.The solution features ensure that reinforcement is installed in the area of the joint edges, which extends sufficiently far out of the component into the area of the adjacent component and is bent out of the reinforcement plane so that the installation of the adjacent component is not hindered. As a result of the design, the forces between the reinforcements can be transferred using rod systems, whereby compression struts of the concrete are used to transfer the force between the curved reinforcement sections and the reinforcements for the tension struts are preferably designed as loops.
Nachstehend werden Bewehrungsausbildungen für verschiedene Anwendungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:Below, reinforcement designs for various application examples are explained in more detail using the drawings. Shown here:
Figur 1 einen Querschnitt durch zwei benachbarte Fertigteile für Deckenplatten mit einem Bewehrungsstoß, Figure 1 shows a cross-section through two adjacent precast elements for ceiling slabs with a reinforcement joint,
Figur 2 eine zur Figur 1 gehörende Draufsicht, Figure 2 is a plan view corresponding to Figure 1,
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Figur 3 eine vergrößerte Darstellung des Fugenbereichs der Figur 1, Figure 3 is an enlarged view of the joint area of Figure 1,
Figur 4 einen Querschnitt durch zwei benachbarte Fertigteile für Deckenplatten mit einer Variante der Ausbildung eines Bewehrungsstoßes, Figure 4 shows a cross-section through two adjacent precast elements for ceiling slabs with a variant of the formation of a reinforcement joint,
Figur 5 eine zur Figur 4 gehörende Draufsicht, Figure 5 is a plan view corresponding to Figure 4,
Figur 6 einen Querschnitt durch Plattenbalken-Fertigteile mit entsprechend angepaßter Ausbildung eines Bewehrungsstoßes, Figure 6 shows a cross-section through prefabricated slab beam elements with a correspondingly adapted reinforcement joint,
Figur 7 eine vergrößerte Darstellung des Fugenbereichs der Figur 6, Figure 7 is an enlarged view of the joint area of Figure 6,
Figur 8 einen Querschnitt durch zwei benachbarte Fertigteile für Wandplatten mit der Ausbildung eines Bewehrungsstoßes, Figure 8 shows a cross-section through two adjacent prefabricated wall panel elements with the formation of a reinforcement joint,
Figur 9 einen Querschnitt durch benachbarte Fertigteile für Wandplatten im Bereich einer quer anschließenden Wand mit der Ausbildung eines Bewehrungsstoßes, Figure 9 shows a cross-section through adjacent prefabricated wall panels in the area of a transversely adjoining wall with the formation of a reinforcement joint,
Figur 10 einen Querschnitt durch benachbarte Fertigteile für Wandplatten im Bereich eines Kreuzungspunktes zweier Wände mit der Ausbildung eines Bewehrungsstoßes und Figure 10 shows a cross-section through adjacent prefabricated wall panels in the area of an intersection point of two walls with the formation of a reinforcement joint and
Figur 11 einen Querschnitt durch benachbarte Fertigteile für Wandplatten im Bereich einer Wandecke mit der Ausbildung eines Bewehrungsstoßes. Figure 11 shows a cross-section through adjacent precast elements for wall panels in the area of a wall corner with the formation of a reinforcement joint.
Die Figur 1 zeigt beispielhaft zwei Fertigteile 1 und 2, zwischen deren unteren Platten 3 a und 3 b sich die Fuge 4 befindet. Der Fugenbereich ist in der Figur 3 in vergrößertem Maßstab wiedergegeben. Die Fertigteile 1 und 2 werden nach dem Einbau durch Ortbeton 5 ergänzt. Im Fertigteil 1 sind in Querrichtung die Bewehrungen 6 und 9 eingebaut, im Fertigteil 2 sind dies die entsprechenden Bewehrungen 7 und 9. Die Bewehrungen 7 und 8 sind so ausgebildet, daß - unabhängig davon, welches der beiden Fertigteile 1 und 2 zuerst verlegt wurde - das benachbarte Fertigteil seitlich eingefahren werden kann, ohne daß diese Bewehrungen miteinander oder mit den Fertigteilen kollidieren. Im Beispiel der Figur 1 wird dies im Detail dadurch erreicht, daß die schlaufenförmigen Bewehrungen 7 und 8 unterschiedlich hoch aus den Fertigteilen herausragen und somit ineinandergeschoben werden können. Figure 1 shows two prefabricated parts 1 and 2 as an example, between whose lower plates 3 a and 3 b the joint 4 is located. The joint area is shown in Figure 3 on an enlarged scale. The prefabricated parts 1 and 2 are supplemented with in-situ concrete 5 after installation. In the prefabricated part 1 the reinforcements 6 and 9 are installed in the transverse direction, in the prefabricated part 2 these are the corresponding reinforcements 7 and 9. The reinforcements 7 and 8 are designed in such a way that - regardless of which of the two prefabricated parts 1 and 2 was installed first - the adjacent prefabricated part can be inserted laterally without these reinforcements colliding with each other or with the prefabricated parts. In the example in Figure 1 this is achieved in detail by the loop-shaped reinforcements 7 and 8 protruding from the prefabricated parts at different heights and thus being able to be pushed into one another.
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Eine weitere Voraussetzung, die für diese Montagemöglichkeit erfüllt sein soll, besteht darin, daß die Schlaufen 7, 8 nicht gleich breit sind. Die in der Figur 2 enthaltene Draufsicht zeigt, wie dies dergestalt realisiert werden kann, daß die in den Fertigteilen verlegten Bewehrungen 6 und 9 trotzdem im gleichen Raster angeordnet werden können und dennoch mit den Bewehrungen 7 und 8 jeweils Übergreifungsstöße bilden. Die schlaufenförmigen Bewehrungen 7 durchgreifen hierbei die schlaufenförmigen Bewehrungen 8, bei denen die Schlaufenbreite größer ist als diejenige der Bewehrungen 7. Das Fertigteil 2 ist in der Draufsicht in voller Breite dargestellt. Am rechten Rand ist die konventionelle Bewehrungsform dargestellt für den Fall, daß die Platte an dieser Stelle gelagert sind. Zur besseren Übersichtlichkeit wurde in den Draufsichten auf die Darstellung der Längsbewehrungen 10 (s. Schnitte) verzichtet.A further requirement that must be met for this installation option is that the loops 7, 8 are not the same width. The top view in Figure 2 shows how this can be achieved in such a way that the reinforcements 6 and 9 laid in the prefabricated parts can still be arranged in the same grid and still form overlap joints with the reinforcements 7 and 8. The loop-shaped reinforcements 7 reach through the loop-shaped reinforcements 8, where the loop width is greater than that of the reinforcements 7. The prefabricated part 2 is shown in its full width in the top view. The conventional reinforcement form is shown on the right edge for the case that the slab is supported at this point. For better clarity, the longitudinal reinforcements 10 (see sections) have been omitted from the top views.
Um die Anschlußbewehrungen 7 und 8 mit einer sinnvollen Form ausbilden zu können, kann es erforderlich sein, die Fertigteilseitenflächen im oberen Bereich mit Abkantungen 11 zu versehen. Ähnliche Abkantungen sind auch bei konventionellen Fertigteilelementen erforderlich, um für auf den Platten 3 a und 3 b verlegte Bewehrungen im Fugenbereich eine ausreichende Betondeckung zu erreichen.In order to be able to form the connecting reinforcements 7 and 8 with a sensible shape, it may be necessary to provide the precast side surfaces in the upper area with bends 11. Similar bends are also required for conventional precast elements in order to achieve sufficient concrete cover for reinforcements laid on the slabs 3 a and 3 b in the joint area.
Die Ausbildung der Bewehrungen 7 und 8 gewährleistet, daß nach der Ortbetonergänzung Zugkräfte, die innerhalb der Platten 3 a und 3 b in diesen Bewehrungen entstehen, im Fugenbereich durch entsprechende Druckstreben in die jeweils andere Bewehrung weitergeleitet wird. Ohne aufwendige Bewehrungsergänzung können somit durch die Ausbildung der Bewehrung Biegezugkräfte uneingeschränkt über die Fertigteilfuge geleitet werden.The design of reinforcements 7 and 8 ensures that after the in-situ concrete addition, tensile forces that arise in these reinforcements within slabs 3 a and 3 b are transferred to the other reinforcement in the joint area by means of corresponding compression struts. Without the need for complex reinforcement additions, bending tensile forces can thus be transferred without restriction across the precast joint by the design of the reinforcement.
In den Figuren 4 und 5 ist eine Variante der erfindungsgemäßen Ausbildung der fugenüberbrückenden Bewehrung dargestellt. Bei dieser Variante weisen die Bewehrungen 12 und 13 zueinander identische Form auf, was mehrere logistische Vorteile im Fertigteilwerk und auf der Baustelle zur Folge hat. Sie werden gemäß der Draufsicht in der Figur 5 zueinander versetzt angeordnet. Dies bedeutet, daß jeweils eine schlaufenförmige Bewehrung 12 zwischen zwei zueinander benachbarten schlaufenförmigen Bewehrungen 13 verläuft. Dadurch können die Fertigteile beim Einbau besonders einfach und problemlos zusammengeschoben werden - auch wenn dieFigures 4 and 5 show a variant of the inventive design of the joint-bridging reinforcement. In this variant, the reinforcements 12 and 13 have an identical shape to one another, which results in several logistical advantages in the precast plant and on the construction site. They are arranged offset from one another according to the plan view in Figure 5. This means that a loop-shaped reinforcement 12 runs between two adjacent loop-shaped reinforcements 13. This makes it particularly easy and problem-free to push the precast parts together during installation - even if the
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Bewehrungen in ihrer Höhenlage oder durch ungewollte Deformationen von der planmäßigen Form abweichen sollten.Reinforcements should deviate from the planned shape due to their height or unintentional deformations.
Bei dieser Variante bildet sich im Endzustand zwischen den Bewehrungen 12 und 13 ein räumliches Stabwerksystem. Die Wirkungsweise kann man sich wie bei einem Reißverschluß (der jedoch nicht geöffnet werden kann) vorstellen. Die ineinandergreifenden Reißverschlußzähne bildet der Beton, der für diese Beanspruchung durch die Bewehrungen 12 und 13 verstärkt wird. Auch bei dieser besonders vorteilhaften Variante können die in den Bewehrungen 12 und 13 entstehenden Biegezug-, kräfte uneingeschränkt über die Fuge 4 geleitet werden.In this variant, a spatial framework system is formed in the final state between reinforcements 12 and 13. The way it works can be imagined as a zipper (which cannot be opened, however). The interlocking zipper teeth are formed by the concrete, which is reinforced for this load by reinforcements 12 and 13. In this particularly advantageous variant, the bending tensile forces generated in reinforcements 12 and 13 can also be conducted without restriction via joint 4.
Die Figuren 6 und 7 belegen, daß die Ausbildung der Bewehrung mit ihren großen Vorzügen auch angewendet werden kann, wenn - wie bei den im Brückenbau verwendeten Fertigteilträgern 14 üblich - die Fertigteilplatten wesentlich dicker sein müssen als in den Beispielen nach den Figuren 1 bis 5. Dieser Unterschied kann problemlos durch eine entsprechend angepaßte Fugenausbildung 15 ausgeglichen werden. Randseitig weisen die Träger 14 jeweils eine Stufe auf, wobei die Stufen benachbarter Träger sich zu einem offenen Kanal ergänzen, der in Längsrichtung verläuft. Diese Form der Fugenausbildung bzw. der dadurch gebildete Kanal kann zusätzlich vorteilhaft für die Anordnung einer Fugenabdeckung 16 genutzt werden.Figures 6 and 7 show that the reinforcement design with its great advantages can also be used when - as is usual with the prefabricated beams 14 used in bridge construction - the prefabricated panels have to be significantly thicker than in the examples according to Figures 1 to 5. This difference can easily be compensated for by an appropriately adapted joint design 15. The beams 14 each have a step on the edge, with the steps of adjacent beams complementing each other to form an open channel that runs in the longitudinal direction. This form of joint design or the channel formed by it can also be used advantageously for the arrangement of a joint cover 16.
Auf den Baustellen muß infolge der Ausbildung der Bewehrung keinerlei untere Querbewehrung zusätzlich verlegt werden. Dies ergibt nicht nur ganz direkt erhebliche wirtschaftliche und terminliche Vorteile, sondern erlaubt auch, die Fertigteile kopfseitig zu verstärken, wodurch zusätzlich erhebliche wirtschaftliche und infolge geringerer Bauhöhen auch gestalterische Vorteile erreicht werden können. Die kopfseitige Verstärkung ist mit 17 bezeichnet.As a result of the reinforcement, no additional lower transverse reinforcement needs to be installed on the building site. This not only results in significant economic and scheduling advantages, but also allows the precast elements to be reinforced at the head, which also results in significant economic and design advantages due to lower construction heights. The head reinforcement is marked 17.
In den Figuren 8 bis11 sind in verschiedenen Grundrißschnitten Teilfertigwände dargestellt, die durch paarweise über Gitterträger 18 verbundene Elementplatten 19 gebildet werden. Die Fugen 20 zwischen den Fertigteilelementen werden jeweils durch die Ausbildung der Elementbewehrung 12 und 13 kraftschlüssig überbrückt. Für diese Wände ist auf der Baustelle keinerlei Bewehrung mehr zu verlegen. Die Ausbildung der Elementbewehrung führt auch bei diesen Anwendungsbeispielen durchIn Figures 8 to 11, partially prefabricated walls are shown in various plan sections, which are formed by element panels 19 connected in pairs via lattice girders 18. The joints 20 between the prefabricated elements are each bridged by the formation of element reinforcement 12 and 13. For these walls, no reinforcement is to be laid on the construction site. The formation of the element reinforcement also leads to
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Bewehrungs- und Zeitersparnis zu erheblichen wirtschaftlichen Vorteilen. Gleichzeitig wird die Wirkung der Bewehrung im Fugenbereich durch ihre oberflächennahe Lage gegenüber der bisherigen Praxis entschieden verbessert. Die verschiedenen Figuren zeigen, daß die Ausbildung der Elementbewehrung nicht nur bei Fugen innerhalb eines Wandabschnitts, sondern auch im Bereich einseitig quer anschließender und sich kreuzender Wände sowie auch bei Wandecken gleichermaßen angewendet werden kann.Savings in reinforcement and time lead to considerable economic advantages. At the same time, the effect of the reinforcement in the joint area is significantly improved compared to previous practice due to its position close to the surface. The various figures show that the design of element reinforcement can be used not only for joints within a wall section, but also in the area of one-sided transversely adjoining and intersecting walls, as well as at wall corners.
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