DE3701231A1 - Spannelement zur kraftschluessigen verbindung von betonfertigteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannelement zur kraft­ schlüssigen Verbindung von Betonfertigteilen, insbeson­ dere von Fertig-Deckenplatten mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.

DIN-Normen beim Hausbau schreiben einen sogenannten Ringanker vor, der in der Regel aus zwei in Höhe jeder Geschoßdecke das gesamte Bauwerk umfassenden Rundstählen besteht. Bei Verwendung von industriell vorgefertigten Deckenplatten für die Geschoßdecken können die randseitig liegenden Bewehrungsstähle der Betonfertigteile gleichzeitig für diesen Ringanker verwendet werden. Dementsprechend müssen die Stähle im Bereich der Fertigteilstöße kraftschlüssig unter­ einander verbunden sein.

Bei herkömmlichen Konstruktionen werden im Randbereich von plattenförmigen Betonfertigteilen Aussparungen eingeformt, in die zu Schlaufen gebogene Bewehrungs­ stähle ragen. Beim Zusammensetzen der einzelnen Fertigteile liegen sich zwei solcher Schlaufen im wesentlichen gleichebig, stirnseitig gegenüber. Sie werden mit einem Spannelement kraftschlüssig verbunden.

Solche Spannelemente können zudem als Fugensicherung für vorgefertigte Deckenplatten verwendet werden. Vorzugsweise in der Spannweitenmitte wird in jeder Platte eine Aussparung mit entsprechenden Bewehrungs­ schlaufen angelegt. Werden letztere durch ein Spann­ element verspannt, so liegen die Ränder der benachbarten Deckenplatten kraftschlüssig aneinander. Die Gußbeton­ fuge zwischen den beiden Platten ist somit gegen Rißbildung durch Zugkräfte geschützt.

Für die Verspannung werden nach dem Stande der Technik sogenannte Spannschlösser verwendet. Diese bestehen im wesentlichen aus einem stabilen, ringförmigen Grundkörper von langrechteckiger Form. In den beiden gegenüberliegenden Schmalseiten liegen jeweils gegen­ läufige, miteinander fluchtende Gewindebohrungen, in die Schraubbolzen eingesetzt sind. An den außen­ liegenden Enden der Schraubbolzen sind Haken, Ösen od.dgl. als Verbindungsglieder angeformt, die in die U-förmigen Schlaufen der Bewehrungsstähle eingesetzt werden. Durch Drehung des Grundkörpers mittels eines Flacheisens od.dgl. werden die beiden Schraubbolzen aufeinanderzu bewegt und die Deckenplatten über die Schlaufen entsprechend gegenseitig verspannt.

Als Nachteile solcher Spannschlösser erweisen sich ihre vergleichsweise aufwendige Konstruktion, ihre große Baulänge und der bei ihrer Verwendung auftretende Zeitaufwand für die Verspannung. Für die Überwindung des notwendigen Spannweges von ca. 20 mm sind nämlich mehrere Umdrehungen des Grundkörpers erforderlich, bei der Vielzahl von Verbindungen je Geschoßdecke nimmt die Verspannung damit unangemessen viel Zeit in Anspruch. Zudem ist die Drehung des Grundkörpers ausgesprochen lästig, da der freie, zur Verfügung stehende Drehwinkel für das Flacheisen meist auf etwa 90° begrenzt ist. Für eine 180°-Drehung des Grundkörpers ist also ein abgewinkeltes Eisen notwendig, das zwischen jeder Teildrehung mühselig umgedreht werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein konstruk­ tiv sehr einfaches, trotzdem wirkungsvolles Spannelement zur kraftschlüssigen Verbindung von Betonfertigteilen bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch eine Ausgestaltung des Spannelementes gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erzielt. Demnach sind die Spannglieder von zwei beide Verbindungsglieder jeweils in Spann­ richtung über Bohrungen durchgreifenden Spannschrauben gebildet. Diese verlaufen ober- bzw. unterhalb der Bewehrungsschlaufen und beaufschlagen die Verbindungs­ glieder aufeinander zu.

Gegenüber herkömmlichen Spannschlössern ist der Betätigungsbereich für die Spannschrauben nicht mehr zwischen den beiden Bewehrungsschlaufen angeordnet. Vielmehr liegen die festzuziehenden Schraubenköpfe im Überdeckungsbereich mit der Öse der Spannschlaufe. Zwischen den stirnseitig gegenüberliegenden Außen­ rändern der Bewehrungsschlaufen muß deshalb nur noch ein vergleichsweise geringer Abstand vorhanden sein. Damit kann die Größe der Aussparungen für die Bewehrungsschlaufen reduziert werden, was einen geringeren Materialaufwand an Vergußbeton bei der Endmontage der Fertigteildecke auf der Baustelle bedeutet. Die Aussparungen werden nämlich zusammen mit den Teilfugen zwischen den Deckenplatten vor Ort nach deren Verspannung vergossen.

Durch die ober- bzw. unterhalb der Bewehrungsschlaufen verlaufenden Spannschrauben ergibt sich ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Spann­ elementes. Durch die - bezogen auf die Bewehrungs­ schlaufen - beidseitige, parallele Anordnung von Spanngliedern ergibt sich durch deren Zusammenwirkung eine gleichmäßige Zugbeanspruchung auf die Bewehrungs­ schlaufen, deren Kraftwirkungslinie in der durch die U-Form aufgespannten Mittelebene der Schlaufen und insbesondere parallel zu den die Schlaufen bildenden Bewehrungsstählen liegt. Damit unterliegen die Beweh­ rungsschlaufen im wesentlichen keiner Scher- oder Biegebelastung, was sich materialschonend auswirkt. Zudem können die Spannschrauben durch gängige Schrauben­ schlüssel oder Ratschen in vergleichsweise kurzer Zeit angezogen werden. Durch die Anwendung des erfin­ dungsgemäßen Spannelementes reduziert sich damit der Zeitaufwand bei der Montage und Verspannung der Fertigteildecke auf der Baustelle.

Die Ansprüche 2 und 3 beschreiben alternative Aus­ führungsformen für die Gegenelemente der Spannschrauben. Gemäß Anspruch 2 werden hierfür ganz einfach Muttern verwendet, die auf das Gewindeende der Spannschrauben aufgeschraubt werden. Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 sieht vor, daß die Gewindeenden der Spannschrauben jeweils in eine der mit einem Innengewinde versehenen Bohrungen eingreifen. Das Spannelement ist damit auf eine minimale Teilezahl reduziert. Es ergeben sich auch keine Probleme mit verlorengegangenen Muttern.

Durch die Ausgestaltung des Spannelementes gemäß Anspruch 4 wird der Herstellungsaufwand für dieses weiter verringert. Die Verbindungsglieder bestehen nämlich demnach jeweils aus mit ihrer Längsachse senkrecht zur Schlaufenebene angeordnete Halbzylinder, die mit ihrem Mantelflächenteil die Innenrundung der Bewehrungsschlaufen beaufschlagen. Unter Halb­ zylinder ist in diesem Zusammenhang ein durch eine entlang der Rotationsachse verlaufende Schnittebene geteilter, gerader Kreiszylinder zu verstehen.

Das erfindungsgemäße Spannelement ist somit aus zwei oder drei extrem einfachen bzw. handelsüblich erhältlichen Bauteilen aufgebaut: Aus zwei Maschinen­ schrauben, gegebenenfalls mit zugehörigen Muttern sowie einem in zwei Halbzylinder geteilten Rundstahl. Das Spannelement ist also kostengünstig und ohne besonderen Fertigungsaufwand herzustellen.

Gemäß Anspruch 5 sind in die Halbzylinder lediglich zum Durch- bzw. Eingriff der Spannschrauben dienende Bohrungen einzubringen, die jeweils rechtwinklig zu deren ebenen, längsachsenparallelen Seitenfläche angeordnet sind. Durch diese Konstruktion liegen die Schraubenköpfe bzw. Muttern mit ihrer ringförmigen, quer zur Spannrichtung angeordneten Beaufschlagungs­ fläche parallel zu diesen längsachsenparallelen Seitenflächen der Halbzylinder. Es ergibt sich also eine gleichförmig umlaufende Kontaktfläche zwischen diesen Bauteilen, was sich vorteilhaft auf die Kraft­ übertragung von den Spannschrauben bzw. Muttern auf die Halbzylinder auswirkt.

Gemäß Anspruch 6 verlaufen die Bohrungen konzentrisch zu einer Radiallinie des Halbzylinders. In Zusammen­ wirkung mit der Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 münden die Bohrungen also mittig bezogen auf die horizontale Breite der längsachsenparallelen Seitenflächen der Halbzylinder.

Gemäß Anspruch 7 ist der Radius des Halbzylinders geringfügig kleiner als der Radius der Innenrundung der Bewehrungsschlaufen. Beim Einsetzen der Halbzylinder in die Bewehrungsschlaufen ist damit ein genügend großes Spiel zwischen dem Mantelflächenteil der Halbzylinder und der Innenrundung der Bewehrungsschlaufe vorhanden. Bei gegenseitigem Verspannen der beiden Halbzylinder legt sich jedoch der entsprechende Umfangsbereich des Mantelflächenteils über seine gesamte Länge an die Innenrundung der Bewehrungs­ schlaufen an. Damit wird eine große Beaufschlagungs­ fläche erzielt, durch den nur etwas geringeren Radius des Halbzylinders gegenüber der Innenrundung der Bewehrungsschlaufe wird diese beim Spannen nur wenig deformiert. Damit werden auch auf die im wesentlichen geradlinig in den Betonkörper einlaufenden Bewehrungs­ stähle lediglich Zug- aber keine Biegemomente ausgeübt.

Eine Ausbildung des Spannelementes gemäß Anspruch 8 dient einer weitgehenden Vertikalzentrierung des Spannelementes gegenüber den entsprechenden Bewehrungs­ schlaufen. Bei dessen Einsetzen in die beiden zu verspannenden Bewehrungsschlaufen wird durch den gegenüber dem Durchmesser der Bewehrungsstähle nur geringfügig größeren freien seitlichen Abstand der beiden Spannschrauben zueinander das Spannelement selbsttätig in eine definierte Höhenstellung gegenüber den Bewehrungsschlaufen verbracht. Da der vertikale Abstand der Längsachsen der beiden Spannschrauben zur horizontalen, von den U-förmigen Bewehrungsschlaufen aufgespannten Mittelebene etwa gleich ist, wird das Spannelement selbst nicht durch ungleiche Hebel­ verhältnisse verkippt. Die Spannschrauben müssen also keine daraus resultierenden Biege- oder Scherkräfte aufnehmen.

Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des Spann­ elementes in zwei alternativen Ausführungs­ formen,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung in Einbau­ stellung und

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung mit entnommener Spannschraube in einer Ausführungsform mit Innengewinde im Verbindungsglied.

Das Spannelement 1 dient zum Verspannen zweier werk­ seitig vorgefertigter Deckenplatten 2, 2′. Im Bereich ihrer Seitenränder 3 am Rand oder im Bereich der Spannweitenmitte sind gegenüberliegend von oben zugängliche Aussparungen 4 in den aus Beton gegossenen Plattenkörper 5 eingeformt. In paarweiser Gegenüber­ stellung ragen in diese Aussparungen 4 miteinander fluchtende, gleichebig angeordnete Bewehrungsschlaufen 6, 6′ hinein, die von den im Randbereich U-förmig um 180° umgebogenen, horizontalparallel angeordneten Bewehrungsstählen 7 gebildet sind. Die gemeinsame Mittelebene 8 (Fig. 1) der beiden Bewehrungsschlaufen 6, 6′ ist also im wesentlichen horizontal angeordnet.

In die beiden Bewehrungsschlaufen 6, 6′ greift das Spannelement 1 mit seinen beiden Halbzylindern 9, 9′ ein. Diese sind mit ihrer Längsachse 10 senkrecht zur Mittelebene 8 der Bewehrungsschlaufen 6, 6′ angeord­ net und beaufschlagen mit ihrem Mantelflächenteil 11 jeweils die Innenrundung 12 der Bewehrungsschlaufen 6, 6′.

In Fig. 1 sind zwei alternative Ausführungsformen für die Spannglieder des Spannelementes 1 gezeigt. In Teilbild A durchgreifen die beiden Spannschrauben 14, 14′ in Spannrichtung 13 verlaufend die beiden Halbzylinder 9, 9′ in Bohrungen 16, 16′, die die Halb­ zylinder 9, 9′ ober- bzw. unterhalb der horizontalen Mittelebene 8 rechtwinklig zu deren ebenen, längsachsen­ parallelen Seitenflächen durchsetzen. Auf die über­ stehenden Gewindeenden 21 werden Muttern 15 auf­ geschraubt, die als Gegenelement für die Spann­ verschraubung dienen. Die Muttern 15 sowie die Schraubenköpfe 22 der Spannschrauben 14, 14′ beauf­ schlagen somit die einander abgewandten Seitenflächen 17 der Halbzylinder 9, 9′. Das durch eine strichlierte Doppellinie schematisch von der Teilfig. 1A geteilte Teil B zeigt eine vereinfachte Ausführungsform, bei der die Verwendung von Muttern 15 entfällt. Dabei ist die vom Gewindeende 21 durchsetzte Bohrung 16′′ im Halbzylinder 9 (sowie nicht dargestellt ent­ sprechend die diagonal gegenüberliegende, obere Bohrung 16 im Halbzylinder 9′) mit einem Innengewinde 23 versehen, in das das Gewindeende 21′ der Spann­ schraube 14′ eingreift. Durch Verdrehen der beiden Spannschrauben 14, 14′ werden die Halbzylinder 9, 9′ aufeinanderzu gezogen und somit die beiden Bewehrungs­ schlaufen 6, 6′ gegeneinander verspannt.

Die Bohrungen 16, 16′,16′′ verlaufen dabei jeweils konzentrisch zu einer Radiallinie 18 der Halbzylinder 9, 9′. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind sie derart beabstandet, daß die darin einzusetzenden Spannschrauben 14, 14′ einen freien seitlichen Abstand 19 zueinander aufweisen, der geringfügig größer als der Durchmesser 20 der Bewehrungsstähle 7 ist.

Der Radius R der Halbzylinder 9 ist geringfügig kleiner als der Radius der Innenrundung 12 der Beweh­ rungsschlaufen 6, wodurch die in der Beschreibungs­ einleitung angegebenen Vorteile erzielt werden.

Anhand der Fig. 3 ist die Verfahrensweise bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Spannelementes 1 zur Verspannung der beiden Deckenplatten 2, 2′ erklärbar. Die untere Spannschraube 14′ durchsetzt die untere Bohrung 16′ und ist in die mit letzterer fluchtende, untere Bohrung 16′′ im Halbzylinder 9 eingeschraubt. Auf das die Bohrung 16′ des Halbzylinders 9 durch­ greifende Gewindeende 21′ der Spannschraube 14′ kann alternativ die Mutter 15′ aufgeschraubt werden. Die beiden Halbzylinder 9, 9′ sind damit lose zusammen­ gehalten und können von unten in die beiden Bewehrungs­ schlaufen 6, 6′ eingeführt werden. Dies ist die in Fig. 3 dargestellte Situation.

Anschließend wird die obere Spannschraube 14 durch die obere Bohrung 16 des Halbzylinders 9 hindurch­ gesteckt und mit ihrem Gewindeende 21 in die Bohrung 16′′ mit Innengewinde 23 des Halbzylinders 9′ ein­ geschraubt. Dies kann bis zum Erreichen des Kraft­ schlusses zwischen den Spannschrauben 14, 14′ und den Halbzylindern 9, 9′ ohne Hilfsmittel von Hand erfolgen. Anschließend wird durch abwechselndes Anziehen der beiden Spannschrauben 14, 14′ mittels eines Schraubenschlüssels die endgültige Verspannung zwischen den beiden Bewehrungsschlaufen 6, 6′ erzielt. Werden mehrere solcher Spannelemente über die Spannweite zweier benachbarter Deckenplatten verteilt, so ist eine kraftschlüssige Verbindung zwischen diesen beiden Deckenplatten zur Überleitung von Zugkräften gegeben.

• Bezugszeichenliste  1 Spannelement
   2, 2′ Deckenplatten
   3 Seitenrand
   4 Aussparung
   5 Plattenkörper
   6, 6′ Bewehrungsschlaufe
   7 Bewehrungsstahl
   8 Mittelebene
   9, 9′ Halbzylinder
  10 Längsachse
  11 Mantelflächenteil
  12 Innenrundung
  13 Spannrichtung
  14, 14′ Spannschraube
  15, 15′ Mutter
  16, 16′, 16′′ Bohrung
  17 Seitenfläche
  18 Radiallinie
  19 Abstand
  20 Durchmesser
  21, 21′ Gewindeende
  22 Schraubenkopf
  23 Innengewinde

Claims (9)

1. Spannelement zur kraftschlüssigen Verbindung von Betonfertigteilen, insbesondere von Fertig- Deckenplatten (2, 2′) mit

• - zwei jeweils in die aus zwei aneinanderliegenden Fertigteilen im wesentlichen gleichebig, stirn­ seitig gegenüberliegend herausragenden Bewehrungs­ schlaufen (6, 6′) eingreifenden Verbindungsgliedern und
• - mit letzteren in Eingriff stehenden Spanngliedern zum gegenseitigen Verspannen der Bewehrungsschlau­ fen (6, 6′),

dadurch gekennzeichnet, daß die Spannglieder von zwei beide Verbindungs­ glieder jeweils parallel zur Spannrichtung (13) über Bohrungen (16, 16′, 16′′) durchgreifenden, ober- bzw. unterhalb der Bewehrungsschlaufen (6, 6′) verlaufenden Spannschrauben (14, 14′) gebildet sind, mittels derer die Verbindungsglieder auf­ einanderzu beaufschlagbar sind.

2. Spannelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegenelement für die Spannschrauben (14, 14′) jeweils eine auf deren Gewindeende (21, 21′) auf­ schraubbare Mutter (15, 15′) dient.

3. Spannelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeenden (21, 21′) der Spannschrauben (14, 14′) jeweils in eine der mit einem Innengewinde (23) versehenen Bohrungen (16′′) eingreifen.

4. Spannelement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsglieder jeweils als mit ihrer Längsachse (10) senkrecht zur Schlaufenebene angeordnete Halbzylinder (9, 9′) ausgebildet sind, die mit ihrem Mantelflächenteil (11) die Innenrundung (12) der Bewehrungsschlaufen (6, 6′) beaufschlagen.

5. Spannelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Durch- bzw. Eingriff der Spannschrauben (15, 15′) dienenden Bohrungen (16, 16′, 16′′) in den Halbzylindern (9, 9′) jeweils rechtwinklig zu deren ebenen, längsachsenparallelen Seiten­ flächen (17) angeordnet sind.

6. Spannelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (16, 16′, 16′′) jeweils konzentrisch zu einer Radiallinie (18) der Halbzylinder (9, 9′) verlaufen.

7. Spannelement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R) der Halbzylinder (9, 9′) gering­ fügig kleiner als der Radius der Innenrundung (17) der Bewehrungsschlaufen (6, 6′) ist.

8. Spannelement nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in einem Halbzylinder (9, 9′) über­ einander angeordneten Bohrungen (16, 16′, 16′′) derart beabstandet sind, daß die darin einzusetzenden Spannschrauben (14, 14′) einen freien seitlichen Abstand (19) zueinander aufweisen, der geringfügig größer als der Durchmesser (20) der Bewehrungsstähle (7) ist.