DE3151783A1

DE3151783A1 - Bauteil aus spannbeton

Info

Publication number: DE3151783A1
Application number: DE19813151783
Authority: DE
Inventors: Abraham 00632 Catano Puerto Rico Behar
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-09-17
Filing date: 1981-12-29
Publication date: 1983-04-07
Also published as: IT8223129A0; GB2106947A; JPS58106044A; IT1152533B

Description

Beschreibung

Beim Gießen von Spannbetonteilen,wie z.B. Trägern, ist es üblich, außerhalb des zu gießenden Teiles Keile anzuordnen, die den gespannten Stahl gegen eine Bewegunq sichern, nachdem die Spannung vom Stahl gelöst ist? der Stahl kann ein Draht, ein Kabel, eine Stange oder dergl. sein und wird in der Anmeldung der Einfachheit halber als "der Stahl " bezeichnet.

Das Lösen der auf den Stahl ausgeübten Spannung hat zwei Auswirkungen: zum einen neigt der eingebettete Stahl zu einer Durchmesservergrößerung, und zum anderen neigt der Stahl dazu, sich in Längsrichtung des Stahles in den gegossenen Beton hinein zu bewegen. Diese Effekte haben eine Schwächung des Betons in einem Bereich zur Folge, der den Stahl umgibt und der sich von der Außenfläche des gegossenen Te'iles um einen Betrag nach innen erstreckt, der ein großes Vielfaches des Stahldurchmessers betragen kann? dieser geschwächte Bereich wird manchmal als "Entviicklungslänge" (development length) bezeichnet.

In Fig. 1 ist zur Veranschaulichung des Standes der Technik eine übliche Anordnung von Teilen gezeigt, wie sie bei der Herstellung von Spannbeton verwendet werden. Die Anordnung umfaßt eine Form 2, in der der Betonkörper A gegossen wird und in die ein vorgespannter Stahl 4 eingeführt wird, der vom anderen Ende des Betonkörpers vorsteht. Außerhalb jedes Endes der Form ist eine Keilverspannunq zum Festhalten des gespannten Stahles vorgesehen; die Keilverspannung weist eine Hülse 6 auf, die sich an einem ortsfesten Teil 8 abstützt und mit einer kegelstumpfförmigen Innenfläche 10 versehen ist, an der ein den Stahl umgebender Keil 12 angreift. Auf den Stahl wird eine Spannkraft in Richtung der Pfeile in Fig. 1 aus geübt, der Beton wird in die Form gegossen, und nachdem

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der Beton ausgehärtet ist, wird die Spannung dadurch gelöst, daß der Stahl zwischen dem ortsfesten Teil 8 und dem Betonkörper A durchgeschnitten wird. Der Zweck der Keilverspannung besteht darin, den Stahl unter Spannung zu halten, bis der Betonkörper ausgehärtet ist.

Häufig ist es erwünscht oder erforderlich - beispielsweise wenn zwei Bauteile Ends gegen Ende miteinander verbunden werden sollen - , am Betonkörper A eine Endplatte 14 zu befestigen, und wegen des Vorhandenseins der "Entwicklungslänge" müssen zusätzliche Mittel vorgesehen werden, um die Endplatte am Betonkörper zu befestigen. Dies geschieht meist in der Weise, daß eine oder mehrere Stangen 16 an der Innenfläche der Endplatte angeschweißt werden, wobei jede Stange eine größere Länge hat als die "Entwicklungslänge", wie in Figur 1 gezeigt.

Durch die vorliegende Erfindung soll das Entstehen einer "Entwicklungslänge" bei der Herstellung von Bauteilen aus Spannbeton, wie z.B. Trägern, Säulen, Pfeilern und dgl., vermieden werden.

Die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen gekennzeichnet. 25

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Keilverspannung, die den Stahl umgibt, an oder angrenzend an der Eintrittsstelle des Stahls in dem Betonkörper angeordnet _r und es sind Mittel vorgesehen, die den Keil mit der Hülse verbinden, um eine Relativbewegung zwischen diesen Teilen zu verhindern, wenn die auf den Stahl ausgeübte Spannung gelöst wird.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigt:

Figur 1

Figur 2

Fiqur 3

Figuren

eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Anordnung zum Herstellen eines Bauteils aus Spannbeton;

eine der Figur 1 entsprechende Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung?

eine vergrößerte Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

der Figur 3 entsprechende Ansichten weiterer Ausführungsbeispiele;

Figuren 6,7
und 8

Ausführungsbeispiele, bei denen der Betonkörper mit einer Endplatte versehen ist»

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Figur 3 gezeigt, bei dem der Stahl 4 an der Oberfläche B in den Betonkörper A eintritt. Eine Hülse 20 ruht auf der Oberfläche B und besitzt eine mit einem Gewinde versehene zylindrische Außenfläche 22 und eine kegelstumpfförmige Innenfläche 24; die Innenfläche 24 verläuft konvergierend in Richtung auf den Betonkörper A und bildet einen Innenraum, in dem ein Keil 26 angeordnet ist. Der Keil 26 ist mit einer kegelstumpfförmigen Außenfläche versehen, die mit der Innenfläche 24 der Hülse 20 in Flächenberührung steht. Der Keil 26 besitzt ferner eine zylindrische Innenfläche 30, die den Stahl 4 umgibt und fest an ihm anliegt..

Gemäß der Erfindung sind Maßnahmen vorgesehen, um eine Relativbewegung zwischen dem Keil und der Hülse zu verhindern, nachdem der Keil mit dem Stahl in Eingriff gebracht worden ist und insbesondere nachdem die auf den Stahl ausgeübte Spannung gelöst worden ist= Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Außenfläche 22 der Hülse 20 mit dem Innengewinde 32 an dem schürzenartigen Teil 34 einer Mutter 36 verbunden; die Mutter 36

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ist an ihrem oberen bzw. äußeren Ende mit einem nach innen gerichteten Ringflansch 38 versehen, der sich quer über die obere bzw. äußere Stirnfläche der Hülse 20 erstreckt und das obere bzw. äußere Ende des Keils 26 überragt. 5

Wenn die Teile wie beschrieben positioniert sind, wird der Stahl unter Spannung gesetzt, und Beton wird in eine herkömmliche Form (in Figur 3 nicht gezeigt) gegossen, worauf er aushärten kann. Die auf den Stahl ausgeübte Spannung wird nun dadurch gelöst, daß der Stahl außerhalb der Keilverspannungsexnrichtung durchgeschnitten wird. Wie bereits erwähnt, ist die Folge, daß der Stahl die Tendenz hat, sich radial innerhalb des Betonkörpers auszudehnen und sich in den Betonkörper hineinzubewegen, was die oben beschriebenen unerwünschten Auswirkungen einschließlich der Entstehung der "Entwicklungslänge" hätte. Durch die vorliegende Erfindung wird dies jedoch vermieden. Wegen des Zusammenwirkens der aneinanderanliegenden schrägen Flächen des Keils und der Hülse kann sich der Stahl nicht ausdehnen, und der Widerstand des Ringflansches 38 der Mutter 36 gegen eine Bewegung des Keils nach außen in Richtung des Stahls verhindert, daß sich der Keil innerhalb der Hülse löst, was durch eine zum Stahl parallel verlaufende Komponente des radialen

*° Druckes des Keils auf die Hülse hervorgerufen werden könnte und was, falls es auftreten würde, eine Einziehen des Stahls in den Betonkörper hinein zulassen würde.

Gemäß der Erfindung ist die aus Keil und Hülse bestehende Keilverspannungsexnrichtung an oder angrenzend an der Stelle, an der der Stahl in den Betonkörper eintritt, angeordnet, und in Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem sie innerhalb einer Ausnehmung 40 am Ende des Betonkörpers A angeordnet ist. Die Hülse

42 ist innerhalb der Ausnehmung 40 so angeordnet, daß ihre Außenfläche vorzugsweise in Flächenberühruhg mit der Wand der Ausnehmung 40 steht, daß ihre Unterseite

am Boden der Ausnehmung anliegt und daß ihre zylindrische Innenfläche 44 sowie ihre kegelstumpfförmige Innenfläche 46 den Stahl 4 umgeben. Der Keil 46 ist innerhalb der Hülse 42, ebenfalls den Stahl 4 umgebend, angeordnet, wobei seine kegelstumpfförmige Außenfläche mit der entsprechenden Innenfläche der Hülse 42 in Flächenberührung steht. Das obere Ende der Hülse 42 ist mit einem Außengewinde 50 versehen, das mit dem Innengewinde am schürzenförmigen Teil 52 einer Mutter 54 in Eingriff steht; die Mutter 54 ist mit einem nach innen gerichteten Flansch 56 versehen, der den Stahl umgibt und das obere bzw. äußere Ende des Keils überragt sowie mit dem Keil in Eingriff bewegt wird, ehe der Stahl gespannt wird, wodurch eine Relativbewegung zwischen der Hülse und dem Keil insbesondere nach Lösen der auf den Stahl ausgeübten Spannung verhindert wird.

Bei dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein gegossener Betonkörper A mit einer Oberfläche 60 versehen, 2Q durch die sich ein Stahl 4 in den Betonkörper A hindurcherstreckt. Eine Hülse 6 2 liegt mit ihrem einen Ende an der Oberfläche 60 (oder an einer an der Oberfläche anliegenden Platte) an und ist an ihrem inneren Ende angrenzend am Betonkörper mit einer kegelstumpfförmigen Innenfläche 64 versehen, die in Richtung auf den Betonkörper konvergierend verläuft. Ein Keil 66, der innerhalb der Hülse angeordnet ist, umgibt den Stahl und liegt an der kegelstumpfförmigen Fläche 64 an. An ihrem äußeren Ende besitzt die Hülse eine mit Gewinde versehene zylindri-

sehe Innenfläche 66, in der eine mit Gewinde versehene

Mutter 68, ebenfalls den Stahl umgebend, sitzt; die Teile sind so ausgebildet und angeordnet, daß die Mutter nach innen in Anlage mit dem Außenende des Keils geschraubt werden muß, um den Keil mit der Hülse zu ver-35

riegeln.

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Wie eingangs beschrieben, ist es oft erwünscht oder notwendig, eine Endplatte an dem gegossenen Bauteil zu befestigen, und in den Figuren 6,7 und 8 sind Ausführungsbeispiele mit solchen Endplatten gezeigt. In Figur 6 ist die Endplatte 14 mit einem einstückig angeformten zylindrischen Flansch 70 versehen, der sich innerhalb der Form 2 von der Innenfläche der Platte 14 aus nach innen erstreckt und der konzentrisch innerhalb einer öffnung 72 der Endplatte 14 angeordnet ist, durch die sich der Stahl 4 erstreckt. Natürlich lassen sich beliebig viele solcher öffnungen und umgebender Flansche in der Endplatte an jeder der Formen vorsehen. Der Flansch 70 ist über ein Innengewinde mit einer zylindrischen Hülse 74 verschraubt, die mit einer zentralen Durchgangsöffnung versehen ist; die Durchgangsöffnung ist angrenzend an der Endplatte 14 mit einer kegelstumpfförmigen Fläche 76 versehen, deren größeres Ende an der Endplatte 14 angrenzt. Innerhalb der zentralen Durchgangsöffnung der Hülse sind mehrere Keile 80 vorgesehen, die den Stahl

*® umgebend in dichter Anlage mit dem Stahl angeordnet sind, wobei ihre Außenflächen an der kegelstumpfförmigen Fläche 76 der Hülse anliegen und die größeren Enden der Keile der Platte 14 benachbart sind.

Bei dem in Figur 7 gezeigten Ausführungsbexspiel ist in der Platte 14 eine mit Gewinde versehene öffnung 80 vorgesehen, und innerhalb der öffnung 80, praktisch in der Ebene der Platte, ist ein zylindrischer Stopfen 82 eingeschraubt. Der Stopfen 82 ist mit einer gewindefreien

zentralen öffnung versehen, durch die hindurch der Stahl

sich in den Betonkörper erstreckt und die innerhalb des Betonkörpers unterhalb der Innenfläche der Endplatte verläuft, wodurch ein den Stahl umgebender innerer Anschlag gebildet wird. Eine Hülse 84 steht über ein Innen-35

gewxnde an ihrem oberen Ende mit dem Außengewinde des Stopfens 82 in Eingriff, und unterhalb dieser Gewinde bzw.

innerhalb der Form ist die Hülse mit einer kegelstumpfförmigen Innenfläche 86 versehen, die konzentrisch zum Stahl und.Stopfen 82 verläuft und deren größeres Ende an dem inneren Ende des Stopfens 82 angrenzt« Mehrere Keil-Segmente 88 sind innerhalb der Hülse 84 angeordnet, und sie sind mit Außenflächen entsprechend der kegelstumpfförmigen Innenfläche der Hülse versehen.

Bei dem Äusfuhrungsbeispiel nach Figur 8 steht das obere Ende der Hülse 90 über ein Außengewinde mit einer mit Innengewinde versehenen Öffnung 9 2 in der Platte 14 in Eingriff, und das obere Ende der Hülse 90 ist außerdem mit einem Innengewinde zur Aufnahme des Außengewindes eines Stopfens 94 versehen, der eine zentrale Öffnung ¹^ für den Durchtritt des Stahles 14 aufweist= Die Anordnung der Keilsegmente 96 umgibt den Stahl innerhalb der Hülse und wirkt mit der kegelstumpfförmigen Innenfläche 98 der Hülse in der gleichen Weise wie bei den anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung zusammen. 20

Bei allen Ausführungsbeispielen der Erfindung können sich die Keile bzw. Keilsegmente nicht lösen, nachdem die Teile vor dem Gießvorgang eingestellt worden sind, da die Hülse und die Keile bzw. Keilsegmente in Anlage mit einem ortsfesten Teil bewegt werden, worauf die Hülse, die Keile und das ortsfeste Teil ein starres Gebilde darstellen, das eine Expansion des Stahls und eine Zugverformung des Stahls in den Beton hinein verhindert, nachdem die

Spannmittel zum Spannen des Stahls gelöst worden sind. 30

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Bauteil aus Spannbeton, gekennzeichnet durch: a) einen Betonkörper (A) mit einer Oberfläche (B);

b) einen vorgespannten Stahl (4), der sich durch die Oberfläche (B) des Betonkörpers (A) erstreckt;

c) eine an der Oberfläche (B) des Betonkörpers (A) angeordnete, im wesentlichen zylindrische Hülse

(20) mit einer kegelstumpfförmigen Innenfläche, die den Stahl (4) umgibt und in Richtung auf den Betonkörper (A) konvergiert;

d) einen innerhalb der Hülse (20) angeordneten Keil (26) mit einer kegelstumpfförmigen Außenfläche (28), die in Richtung auf den Betonkörper (20) konvergierend verläuft und an der Innenfläche (24) der Hülse (20) anliegt;

e) Verstellmittel (34) , die zum Verhindern einer Relativbewegung zwischen dem Keil (26) und der Hülse

(20) an diesen angreifen.

Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (20) und der Keil (26) außerhalb des Betonkörpers (A) angeordnet sind, wobei die Hülse (20) mit dem Betonkörper (A) in Berührung steht.

3ο Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betonkörper (A) eine sich in die Oberfläche des Betonkörpers öffnende Ausnehmung (40) aufweist, in der die Hülse (42) und der Keil (48) angeordnet sind.

4. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Stahl (4) umgebende Platte (14) an der Oberfläche des Betonkörpers (A) anliegt und die Hülse an der Außenfläche der Platte (14) anliegt.

-Je-

5. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (20) mit Außengewinde versehen ist und daß eine Mutter (36) mit einem schürzenartigen Teil (34) vorgesehen ist, der über ein Innengewinde mit dem Außengewinde der Hülse (20) in Eingriff steht und an seinem einen Ende einen nach innen gerichteten Ringflansch (38) aufweist, der das größere Ende des Keils (26) überragt und an ihm angreift, um eine Relativbewegung des Keils relativ zur Hülse in Richtung des Stahls zu verhindern.

6. Bauteil aus Spannbeton, gekennzeichnet durch:

a) einen Betonkörper mit einer Oberfläche;

b) einen gespannten Stahl (4), der sich durch die Oberfläche in den Betonkörper (A) erstreckt;

c) eine an der Oberfläche des Betonkörpers (A) angeordnete, im wesentlichen zylindrische Hülse (20), die mit einer kegelstumpfförmigen Innenfläche den Stahl (4) umgibt und in Richtung auf den Betonkörper (A) konvergierend verläuft und die eine zylindrische, mit Gewinde versehene Außenfläche aufweist;

d) einen in der Hülse (20) angeordneten Keil (26) mit einer kegelstumpfförmigen Außenfläche, die in Richtung auf den Betonkörper (A) konvergiert und an der Innenfläche der Hülse (20) anliegt;

e) eine Mutter (36), die mit der zylindrischen Außenfläche der Hülse (20) in Gewindeeingriff steht und

am äußeren Ende des Keils angreift. 30

7. Bauteil aus Spannbeton, gekennzeichnet durch einen gegossenen Betonkörper (A) mit mindestens einer Oberfläche, eine Platte (14), die mit der Oberfläche des Betonkörpers (A) in Flächenberührung steht, einen

^⁵ vorgespannten Stahl (4), der sich durch die Platte (14) in den Betonkörper (A) erstreckt, eine innerhalb des

Betonkörpers (A) rait der Platte (14) verbundene Keilverspannung, die einer Expansion des Stahls (4) in Querrichtung und einer Bewegung des Stahls in Längsrichtung in den Betonkörper hinein einen Widerstand entgegensetzt und die einen Keil (80) sowie Verstellmittel aufweist, von denen der Keil (80) den Stahl (4) zumindest teilweise umgibt und an ihm angreift und die Verstellmittel den Keil (80) mit der Platte (14) verstellbar verbinden=

8ο Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellmittel eine Hülse mit einer an der entsprechenden Fläche des Keils (80) angreifenden kegelstumpf förmigen Innenfläche (76) sowie eine verstellbare Verbindung (74) zwischen der Hülse und der Platte (14) aufweisen.

9ο Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet/ daß die Keilverspannung innerhalb des Betonkörpers (A) aufweist; einen mit der Platte (14) einstückig ausgebildeten Ringflansch (70), der sich von dort nach innen in den Betonkörper (A) erstreckt und hierbei den Stahl (4) umgibt und der mit einem Gewinde versehen ist, eine mit Außengewinde versehene Hülse, die mit dem Ringflansch (70) innerhalb des Betonkörpers (A) in Gewindeeingriff steht und mit einer kegelstumpfförmigen Innenfläche (76) versehen ist, deren großes Ende an der Platte (14) angrenzt, sowie einen innerhalb der Hülse angeordneten Keil (80) , der den Stahl

(4) umgibt und dessen Keilfläche an der entsprechenden Fläche der Hülse anliegt.

10o Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

die Keilverspannung im Betonkörper (A) aufweist: ³^ eine mit Gewinde versehene öffnung in der Platte (14), einen zylindrischen Stopfen (82), der mit Außengewin-

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de in die Öffnung der Platte (14) eingeschraubt ist und der eine zentrale Öffnung aufweist, durch die sich der Stahl (4) erstreckt, eine Hülse (84) , die mit einem am einen Ende vorgesehenen Innengewinde mit dem Stopfen (82) verschraubt ist und eine zum Stopfen konzentrische kegelstumpfförmige Innenfläche aufweist, die sich in der Richtung innerhalb des Betonkörpers vom Stopfen (82) weg erstreckt, und einen innerhalb der Hülse (84) angeordneten Keil (88) , der den Stahl (4) umgibt und mit seiner Keilfläche an der entsprechenden Fläche der Hülse angreift.

11. Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilverspannung innerhalb des Betonkörpers aufweist: eine mit Gewinde versehene Öffnung in der Platte (14), durch die sich der Stahl (4) erstreckt, eine den Stahl (4) umgebende Hülse (90) , die an seinem einen Ende mit Innen- und Außengewinde versehen ist und die über ihr Außengewinde mit der Öffnung der Platte (14) in Gewindeeingriff steht, einen Stopfen (94), der in das Ende der Hülse (9 0) eingeschraubt ist und im wesentlichen in der Ebene der Platte (14) angeordnet ist sowie den Stahl (4) umgibt, wobei die Hülse (90) mit einer kegelstumpfförmigen Innenfläche versehen ist, die konzentrisch zum Stopfen (94) verläuft und sich in der Richtung innerhalb des Betonkörpers (A) von dem Stopfen (94) weg erstreckt, wobei ihre größte Fläche an der Platte (14) und dem Stopfen (94) angrenzt, und einen innerhalb der Hülse (90) angeordneten Keil (96), der den Stahl (4) umgibt und mit seiner Keilfläche an der entsprechenden Fläche der Hülse (90) angreift, wobei ihr größtes Ende an dem Stopfen (94) angreift, wenn die Teile zusammengebaut sind.

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