DE3417398A1

DE3417398A1 - Stahlbetonbauteil mit bewehrungen

Info

Publication number: DE3417398A1
Application number: DE19843417398
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-05-10
Filing date: 1984-05-10
Publication date: 1985-11-14
Also published as: IN165137B; EP0160961A2; EP0160961A3

Description

*° Dipl.-Ing.

3417398 ^Dr-^{Paul Deufel}

P 2508 Lw/Ge Werner Hertel

Dipl.-Phys.

Dr.-Ing. Dieter Otto

Dipl.-Ing.

Gerhard PHILIPP

und

Wilhelm SCHÜTZ Wagmüllerstraße 16 8000 München 22

Stahlbetonbauteil mit Bewehrungen

Die Erfindung betrifft ein Stahlbetonbauteil mit Bewehrungen aus Rund- und Rippenstahl.
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Stahlbetonbauteile, insbesondere auch Stahlbetonfertigbauteile, sind zur Erhöhung ihrer Festigkeit bewehrt, unter anderem auch um Abplatzungen zu vermeiden.

In der bekannten Technik bleiben allerdings Stahlbetonkanten wegen der aus Verbund- und Korrosionsschutzgründen erforderlichen Betonüberdeckung und der von der Stahlqualität abhängigen Radien für die Abbiegungen der Bewehrungsstäbe unbewehrt.

Unter konzentrierten Lasten und bei Schlagbeanspruchung kommt es daher sehr leicht zu Abschalungsbruchen, bei denen die Bruchfläche meist der Oberfläche des Bewehrungskorbes folgt. Dies wiederum macht den Korrosionsschutz und den Haftverbund des Eisens zunichte. Lohnaufwendige

D-8000 München 2 FOB 26 02 47 Kabel: Telefon Telecopier Infotec 6400 B Telex

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Nachbesserungen werden erforderlich. Die weiterhin entstandene Querschnittsschwächung ist durch die Sanierung jedoch nur bedingt rückgängig zu machen, da die nachgebesserte Stelle in der Praxis häufig an der Lastabtragung unbeteiligt bleibt und daher eine Schwächung auf Dauer in Kauf zu nehmen ist.

Außerdem bilden die auf Haftverbund verankerten Bewehrungsstäbe in der Regel ein größeres Hindernis für den Fluß des Frischbetons und erschweren dadurch dessen Verarbeitung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Abplatzungen in den Ecken von Stahlbetonbauteilen zu vermeiden und dabei möglichst noch Eisen für die Armierungen einzusparen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß überraschend bei einem Stahlbetonbauteil mit Bewehrungen aus Rund- ^und Rippenstahl dadurch, daß ein freier Schenkel des gegebenenfalls abgebogenen in der Nähe der Stahlbetonbauteilaußenflächen geführten Bewehrungsstahls in den Eckenbereich des Bauteils geführt ist.

«κ Vorzugsweise kreuzen sich die freien Schenkel des Bewehrunasptahls i_m Bereich der Ecke.

Zweckmäßig sind in dem Bereich der Kanten abwechselnd sich kreuzende abgebogene und einfache gerade Stähle ₃Q geführt.

Besonders gute Ergebnisse erreicht man erfindungsgemäß, wenn die Verankerungseinrichtungen am freien Ende des Bewehrungsstahlschenkels über einen angestauchten Kopf „p. verfügen.

Der größte Durchmesser des angestauchten Kopfes kann am oder nahe seinem Sitz vorgesehen sein.

Es wird nicht verkannt, daß an Spannankern natürlich Köpfe bekannt sind. So wird beispielsweise nach der DE-AS 17 84 332 der Ankerkörper unter gleichzeitigem kraftschlüssigem Anpressen an das Widerlager durch Verformung auf dem Spanndraht festgeklemmt. Nach der DE-AS 19 11 798 stützt sich der Kopf des Spannankers gegen in die Öffnung für den Spannanker eingezogene Keile ab. Die DE-OS 26 01 104 beschreibt eine besondere Kopfausbildung für den aufgestauchten Kopf an einem hochfesten Spanndraht.

Die durch die Maßnahme nach der Erfindung erbrachten Vorteile sind vielfältiger Art. So stellen die Endverankerung einerseits eine abplatzungsfreie Bewehrung der Kanten an Stahlbetonbauteile her; andererseits wird Stahl erheblich eingespart, da die Übergreifungen bzw. die sonst notwendigen erheblichen Verankerungslängen üblicher Armierungen ganz wesentlich verkürzt werden.

Die Art der Endverankerung ist nicht auf sog. Köpfe beschränkt. Alle örtliche begrenzten Stabquerschnittsvergrößerungen sind geeignet, die die Festigkeitseigenschaften des Ausgangsmaterials nicht ungünstig beeinflussen.

Die Erfindung ist besondeis interessant bei Stahlbetong0 fertigbauteilen hoher Betongüte.

Ein besonderes Anwendungsgebiet findet sich bei vorgefertigten Tübbingsteinen und Rohren für den Tunnel- und Stollenbau.

gc Der letztgenannte Fall soll hier kurz eingehender erläutert werden:

Insbesondere beim Schildvortrieb werden Tübbings als Ausbauelemente eingesetzt, die hohen Beanspruchungen bei der Montage und Hinterpressung ausgesetzt sind. Hier sind es einmal die Schildpressen, die sich beim Schildvorschub gegen die Tübbingstirnfläche abstützen und im Stahlbeton hohe Spaltzugkräfte, Biegungs- und Torsionssparinungen erzeugen. Auch müssen die oft sehr hohen Injektionsdrücke zur Verfüllung des Spaltes hinter dem Schild zwischen Auskleidung und Gebirge, die meist nur in der Nähe der Einpreßstelle wirken, berücksichtigt werden.

Hier stellt sich weiter das Problem, daß diese nur kurze Zeit auf die Tübbings einwirkenden Kräfte in vielen Fällen eine zusätzliche Bewehrung, der später im Gebrauchszustand des Bauwerks keine Funktion zukommt, erfordern.

Hier wird der Wert der Maßnahme der Erfindung besonders deutlich, da durch die erfindungsgemäße Spezialbewehrung Montagelasten bedeutend effektiver abgetragen werden; bei deren Anwendung sind hierfür nur noch in wenigen Ausnahmefällen Bewehrungszulagen erforderlich. Dies gilt insbesondere bei der Verwendung von glattem Rundstahl.

Es wird nun möglich, die Kopfaußenkanten der Stabenden bei den Stahlbetontübbings mit dem minimal zulässigen Betonuberdeckungsmaß zu verlegen, weil diese im Anschluß an die hohen Montagelasten nicht mehr zur Hauptbewehrung des Tübbings gerechnet werden müssen. Die gefährdeten Betonkanten werden hierdurch besonders gut bewehrt.

Anwendung findet die Maßnahme nach der Erfindung allgemein auf zu bewehrende Bauteile, so daß eine Beschränkung auf ein besonderes Material oder einen besonderen Anwendungsfall nicht gerechtfertigt scheint.

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Da Preßrohre besonderen Kantenbeanspruchungen ausgesetzt sind, findet sich hier ein weiterer Anwendungsfall. Stützen, Träger oder dergleichen sind ebenfalls zu nennen.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert

werden.

Diese zeigen in Fig. la und Ib

Fig. 2a

Fig. 2b Fig. 3a Fig. 3b

Fig. 4

Eckschnitte von Tübbingsteinen, einmal mit Nut, einmal ohne Nut; einen schematischen Querschnitt durch einen Tübbing mit einer Bewehrung nach der Erfindung;

einen Querschnitt ähnlich Fig. 2a entsprechend einer bekannten Konstruktion; einen schematischen Längsschnitt, gesehen in Richtung 3a-3a in Fig. 2a; einen Längsschnitt, ähnlich Fig. 3a entsprechend einer bekannten Konstruktion; und

eine Gegenüberstellung eines erfindungsgemäß zu verwendenden Bewehrungselements und eines bekannten Bewehrungselementes.

Die Erfindung wird anhand von Tübbings für den Tunnelbau erläutert, ist hierauf aber keineswegs beschränkt.

Die an sich räumlich gekrümmten Tübbings sind der Einfach-30 heit halber und teilweise wegen der Projektion gerade dargestellt.

Beim zur Zeit üblichen Stand der Technik - Fig. la und Fig. Ib - bleiben die Stahlbetonkanten 1 wegen der aus 35 Verbund- und Korrosionsschutzgründen erforderlichen Betonüberdeckung 2 und der stahlqualitätsabhangigen Radien 3 für die Abbiegungen der Bewehrungsstäbe 4 unbewehrt.

Unter konzentrierten Lasten und bei Schlagbeanspruchung allerdings kommt es sehr leicht zu Abschalungsbrüchen 5, bei denen die Bruchfläche 6 mehr oder weniger der Oberfläche des Bewehrungskorbes folgt. Hierdurch werden Korrosionschutz und Haftverbund des Eisens aufgehoben.

Diese Mängel können nur durch lohnaufwendige Nachbesserung beseitigt werden. Nicht beseitigt dagegen werden kann die entstandene Querschnittsschwächung durch die Sanierung bzw. nur bedingt, da die nachgebesserte Stelle in der Praxis häufig an der Lastabtragung unbeteiligt bleibt und daher eine Schwächung auf Dauer verbleibt. Außerdem bilden die auf Haftverbund verankerten Bewehrungsstäbe in der Regel ein größeres Hindernis für den Fluß des Frischbetons und erschweren dadurch dessen Verarbeitung.

Die folgenden Figuren 2a und 3a erläutern die Erfindung in Gegenüberstellung zum Stand der Technik (Fig. 2b und 3b). Alternierend bzw. "rhythmisch" enden einige Eisen 8, 9 und 10 in der bzw. den zu verstärkenden Kanten 7; der dadurch verlorene Haftverbund wird durch am Stabende zum Beispiel angestauchte Köpfe 11 kompensiert. Besonders günstig ist es, wenn in der Kante die Bewehrunqsstäbe - z.B. 8 bzw. 9 mit 10 - sich kreuzen und so den Abrißspannungon wirksamen Widerstand entgegensetzen. Brüche und/oder Abplatzungen werden verhindert. In sämtlichen Figuren sind die in üblicher Weise vorgesehenen Ringbewehrungen mit 14 bezeichnet. Wie Fig. 2a erkennen läßt, werden die abgebogenen Eisen z.B. so verlegt, daß das Eisen 8 in Fig. 2a nach links, das Eisen 9 in Fig. 2a nach rechts zeigt.

Auf den beim Stand der Technik (Fig. 2b; 3b) noch erforderlichen zweiten langen Schenkel der U-Bewehrung kann verzichtet werden. Dieser ist dort wegen der erforderlichen Verankerungslänge notwendig.
Fig. 3a läßt besonders gut erkennen, wie alternierend die Winkelspannbewehrungen mit Kopf 8 und 9 einmal mit den geraden Bewehrungen 10 abwechseln.

Falls erforderlich, kann die Bewehrung auch über Köpfe an beiden Enden verfügen.

Neben dem sehr erwünschten Effekt der Kantenverstärkung ist in Fig. 4 die Stahleinsparung (mit 12 bezeichnet) verdeutlicht. Weiterhin ist die geringere Deckungsdichte der Bewehrung (siehe Gegenüberstellung der Fig. 3a und 3b) technisch und wirtschaftlich von Vorteil. Gestrichelt in Fig. 4 ist das Bewehrungseisen vor der Stauchung angedeutet. Dies wird auch aus Fig. 2b deutlich, wo allerdings durch die Zeichnungsdarstellung die Bewehrungen sich überdecken. Die Bewehrung reicht nach dem Zeichnungsdetail beispielsweise von links unten als U bis rechts Ende des Pfeils (Verankerungslänge). Diese Verankerungslänge wird im wesentliehen durch Ausbildung des Kopfes eingespart. Die Materialeinsparung läßt im übrigen Fig. 3b gut erkennen, wo der Stahl beim Stand der Technik doppelt liegt, nämlich einmal links, einmal rechts.

Bei einem Fertigteilträger beispielsweise kann aufgrund der Eckenverstärkung die Auflagerlänge weiter verkürzt werden.

Wenn vorstehend von "der Ecke" gesprochen wurde, so ist dies so zu verstehen, daß natürlich sämtliche Ecken, wo dies notwendig erscheint, Eckbereiche, gegebenenfalls Muffenbereiche oder dergleichen zu verstehen sind, was bei einem Tübbing beispielsweise bedeutet, daß sämtliche Ecken, ob diese nun innen, außen oder durch eine besondere Formgebung,vorhanden sind. Bei einem gewöhnlichen viereckigen Tübbingstein sind dies also mindestens vier Ecken, bei größerer Wandstärke, wenn die Bewehrungen übereinander, d.h. oben und unten eingelegt werden, acht Ecken.

Wichtig ist, daß in den Ecken,nicht, wie beim Stand der Technik, Rundungen, sondern Bewehrungseisen mit Verankerungselementen vorgesehen sind. Bei diesen Verankerungselementen kann es sich außer bei den beschriebenen Knöpfen, die die bevorzugte Ausführungsform darstellen, auch um Schlaufen, Haken oder Winkelhaken, auch um solche, die aus der Figurenebene herausstehen, handeln, kurz um einen freien Schenkel mit irgend einem Verankerungselement. Es ist lediglich vorteilhaft, daß diese Schenkel sich kreuzen. Wesentlich ist auch die Kreuzung des Bewehrungseisens mit dem Bewehrungseisen 10 bzw. 9 mit dem Bewehrungseisen 10.

Claims

Stahlbetonbauteil τη it Bewehrungen PATENTANSPRÜCHE

1. Stahlbetonbauteil mit Bewehrungen aus Rund- und Rippenstahl, dadurch gekennzeichnet, daß ein freier Schenkel des gegebenenfalls abgebogenen in der Nähe der Stahlbetonbauteilaußenflachen geführten Bewehrungsstahls (8; 9; 10) in den Eckenbereich des Bauteils qeführt ist.

2. Stahlbetonbauteil nach Anspruch 1, dadurch gokennzeichnet, daß die freien Schenkel des Bewehrungsstahls (8; 9 bzw. 10) im Bereich der Ecken sich kreuzen.

3. Stahlbetonbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bereich der Kanten abwechselnd sich kreuzende abgebogene und einfachegerade Stähle geführt sind.

4. Stahlbetonbauteil nach einem der vorhergehenden An-

sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungseinrichtungen am freien Ende des Bewehrungsstahlschenkeis über einen angestauchten Kopf (11) verfügen.

5. Stahlbetonbauteil nach einem der vorhergehenden An-

sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser des angestauchten Kopfes (11) am oder nahe an seinem Sitz vorgesehen ist.

6. Stahlbetonbauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch am zweiten Ende des Bewehrungsstahls ein Kopf angestaucht ist.