DE4409707A1 - Stütze aus Stahlbeton - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stütze aus Stahlbeton mit einer Bewehrung, die mindestens eine äußere, nahe den Seitenflächen angeordnete Bewehrungslage aufweist, die aus Längsbewehrungsstäben und diese umschließenden Bewehrungsbügeln besteht.

Als "Stütze" soll in diesem Zusammenhang jedes aus Stahlbeton bestehende Druckglied im Bauwesen verstanden werden, das im wesentlichen auf Druck beansprucht wird. In den meisten Anwendungsfällen sind diese Stützen oder Wände senkrecht angeordnet und tragen Lasten, wie Decken oder andere Gebäudeteile.

Die Bewehrung derartiger Stützen besteht üblicherweise aus einem Bewehrungskorb, der aus Längsbewehrungsstäben und Bewehrungsbügeln besteht, die diese Längsbewehrungsstäbe umschließen. Die Längsbewehrungsstäbe sind in einem durch die notwendige Betonüberdeckung vorgegebenen Abstand entlang den Seitenflächen der Stütze angeordnet.

Der Grenzzustand der Tragfähigkeit wird bei Stützen entweder durch das Erreichen der Druckfestigkeit des Betons und der Längsbewehrung, durch das seitliche Ausknicken der Stütze oder durch das seitliche Ausknicken der Längsbewehrung erreicht. Bei der Betrachtung des Grenzzustandes ist nämlich davon auszugehen, daß sich die Betonüberdeckung der Längsbewehrung abgelöst hat, so daß die Längsbewehrung frei liegt und von Haus aus nicht mehr gegen Knicken gesichert ist. Die notwendige Knicksicherheit der Längsbewehrung und eine Verbesserung der Duktilität des ansonsten spröden Betons kann durch eine Umschnürung in Form von Bügelbewehrung erreicht werden.

In Bereichen, die von den Längskanten der Stützen weiter entfernt liegen, also insbesondere in einem mittleren Bereich einer breiteren Seitenfläche, ist diese Wirkung aber nur gering. Dort kann das seitliche Ausknicken der auf Druck beanspruchten Längsbewehrung durch Zulagestäbe der Bewehrung, wie S-Haken, verhindert oder zumindest hinausgezögert werden. Diese Zulagestäbe, die sich quer durch die gesamte Stütze erstrecken, um gegenüberliegende Längsbewehrungsstäbe miteinander zu verbinden, stören aber beim Einbringen des Betons. Derartige Stützen werden üblicherweise stehend betoniert, wobei der Schlauch der Betonpumpe von oben in den mittleren Bereich der Stütze abgesenkt wird. Dieser Bereich muß daher frei von Bewehrungsteilen sein. Deshalb würden Zuschlagstäbe stören, die die gegenüberliegenden Bewehrungslagen verbinden.

Um einen inneren Querschnittsbereich für das Einbringen des Betons von Bewehrungsteilen freizuhalten, zugleich aber dem Ausknicken von Längsbewehrungsstäben entgegenzuwirken, ist es bekannt, Bewehrungsbügel einzusetzen, die an den Ecken der Stütze diagonal verlaufen. Das Anbringen dieser Bewehrungsbügel ist jedoch verhältnismäßig aufwendig; außerdem wird auch damit die gewünschte Bewehrungswirkung nur in den nahe an den Ecken der Stütze liegenden Bereichen erreicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stütze der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, daß unter Beibehaltung eines freien Kernbereichs zum Einfüllen des Betons eine wirksame Verankerung der Längsbewehrungsstäbe gegen ein Ausknicken nach außen erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die äußere Bewehrungslage mindestens an zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Stützenquerschnitts mittels senkrecht zur jeweiligen Seitenfläche angeordneten Kopfbolzendübeln in einem sich entlang der jeweiligen Seitenfläche erstreckenden Schalenbereich der Stütze verankert ist und daß die Kopfbolzendübel jeweils mindestens an ihrem dem Stützeninneren zugekehrten Ende einen verbreiterten Dübelkopf aufweisen.

Durch die Kopfbolzendübel wird ein durch die Länge dieser Kopfbolzendübel bestimmter, entlang der jeweiligen Seitenfläche liegender Schalenbereich des Betons zur Rückverankerung der äußeren Bewehrungslage herangezogen. Diese Rückverankerung reicht aus, einem seitlichen Ausknicken der Längsbewehrungsstäbe in einem weiten Umfang entgegenzuwirken, so daß die Tragfähigkeit der Stütze wesentlich erhöht wird. Dabei bleibt aber der Kern der Stütze frei von Bewehrungselementen, so daß dieser Kern zum Einfüllen des Betons zur Verfügung steht.

Im Gegensatz zu den bekannten inneren Bewehrungslagen oder Bewehrungsbügeln mit sich diagonal erstreckenden Bügelschenkeln sind die Kopfbolzendübel zur Rückverankerung der äußeren Bewehrungslage einfach und mit geringem Arbeitsaufwand anzubringen.

Zweckmäßigerweise sind die Kopfbolzendübel in den allen Seitenflächen der Stütze zugekehrten Schalenbereichen angeordnet. Dadurch wird das Ausknicken der Längsbewehrungsstäbe an allen Seitenflächen der Stütze verhindert. Diese Anordnung ist besonders bei Stützen zweckmäßig, die einen quadratischen oder nahezu quadratischen Querschnitt haben.

Die mit Kopfbolzendübeln bewehrte Schaleneinfassung weist im Vergleich zu den bekannten Bügeln auch eine erheblich größere Biegesteifigkeit auf und ist bei rahmenartiger Umschließung des Kerns auch dazu geeignet, die Duktilität des Betons wesentlich zu verbessern. Die Kopfbolzendübel übernehmen dabei auch die Funktion einer Schubbewehrung der Schale und können hinsichtlich Anzahl und Anordnung entsprechend bemessen werden. Durch Veränderung der Eingriffslänge der Kopfbolzendübel in die Stütze läßt sich eine entsprechende Veränderung der Schalendicke herbeiführen. Bei gekrümmtem oder geknicktem Verlauf der Schalenmittelfläche werden Umlenkkräfte der Schalennormalkräfte erzeugt, die erfindungsgemäß zum Stützenkern hin ausgerichtet werden können, um ein Ausknicken der Schale als ganzes nach außen hin zu verhindern.

Bei Stützen mit rechteckiger Querschnittsfläche ist in Ausgestaltung des Erfindungsgedankens vorgesehen, daß die Kopfbolzendübel nur in den den beiden breiteren Seitenflächen der Stütze zugeordneten Schalenbereichen angeordnet sind. In diesen breiteren Seitenflächen wirkt sich die Umschnürung durch die Bewehrungsbügel weniger aus, so daß dort eine erhöhte Gefahr des seitlichen Ausknickens gegeben ist. Dagegen kann in vielen Fällen an den schmaleren Seitenflächen auf eine gesonderte Rückverankerung mittels der Kopfbolzendübel verzichtet werden, weil dort noch eine ausreichende Verankerungswirkung durch die Bewehrungsbügel gegeben ist.

Der verbreiterte Dübelkopf an dem dem Stützeninneren zugekehrten Ende jedes Kopfbolzendübels ergibt eine besonders wirksame Verankerung, uns zwar unabhängig davon, ob eine innere Bewehrungslage im Bereich der inneren Enden der Kopfbolzendübel vorgesehen wird.

An ihren äußeren Enden können die Kopfbolzendübel jeweils ebenfalls einen verbreiterten Dübelkopf aufweisen, der die Verankerung im Bereich der äußeren Bewehrungslage bewirkt.

Statt dessen ist es aber auch möglich, das der Seitenfläche zugekehrte Ende des Kopfbolzendübels zu einem einen Längsbewehrungsstab umgreifenden Haken zu biegen.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, jeweils zwei Kopfbolzendübel an ihren der Seitenfläche zugekehrten Enden durch einen Bügelabschnitt zu einem U-förmigen Bügel miteinander zu verbinden. Dadurch wird die Festlegung der Kopfbolzendübel an der Bewehrung vereinfacht.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß mehrere benachbarte Kopfbolzendübel an ihren der Seitenfläche zugekehrten Enden mit einem gemeinsamen, sich parallel zur Seitenfläche erstreckenden Verbindungsstab verbunden sind, der sich in Trägerlängsrichtung oder quer dazu erstrecken kann. Der Verbindungsstab kann aus Rundmaterial bestehen oder vorzugsweise als eine Leiste aus Flachmaterial ausgeführt sein.

Mehrere benachbarte Kopfbolzendübel bilden auf diese Weise eine bei der Herstellung der Bewehrung besonders einfach zu handhabende Einheit. Außerdem werden die Kopfbolzendübel durch den gemeinsamen Verbindungsstab in ihrer vorgegebenen Lage gehalten, so daß sie auch beim Einbringen des Betons diese Lage nicht ändern.

Eine weitere Abwandlung des Erfindungsgedankens besteht darin, daß die Kopfbolzendübel von Haus aus auf die Längsbewehrungsstäbe aufgeschweißt sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Stütze aus Stahlbeton mit einer Rückverankerung der Längsbewehrungsstäbe durch Kopfbolzendübel in zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine andere Stütze aus Stahlbeton, die an ihren beiden breiteren Seitenflächen eine zweite, innere Bewehrungslage aufweist, mit unterschiedlichen Ausführungsbeispielen von Kopfbolzendübeln,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Stütze aus Stahlbeton gemäß einer weiteren Ausführungsform, wobei ebenfalls unterschiedliche Ausführungsbeispiele von Kopfbolzendübeln verwendet werden,

Fig. 4 bis 10 vergrößerte Teil-Längsschnitte bei unterschiedlichen Ausführungsformen der Kopfbolzendübel,

Fig. 11 einen vereinfachten Längsschnitt durch eine Stütze aus Stahlbeton,

Fig. 12 einen vereinfachten Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform einer Stütze aus Stahlbeton und

Fig. 13 einen schematischen Längsschnitt durch eine Stütze aus Stahlbeton zur Darstellung der sich durch die Rückverankerung ergebenden Schalen.

Die in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte Stütze 1 mit rechteckiger Querschnittsfläche aus Stahlbeton weist eine Bewehrungslage 2 auf, die mit der notwendigen Betonüberdeckung entlang der beiden breiteren Seitenflächen 3 und der beiden schmaleren Seitenflächen 4 der Stütze 1 verläuft. Die Bewehrungslage 2 bildet einen geschlossenen Käfig und besteht aus Längsbewehrungsstäben 5 und diese umschließenden Bewehrungsbügeln 6.

An den beiden einander gegenüberliegenden breiteren Seitenflächen 3 ist die Bewehrungslage 2 mittels senkrecht zu der jeweiligen Seitenfläche 3 angeordneten Kopfbolzendübeln 6a in einem Schalenbereich 7 verankert, der in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist. Die beiden Schalenbereiche 7 erstrecken sich entlang der beiden Seitenflächen 3. Die Breite (Tiefe) der beiden Schalenbereiche wird im wesentlichen durch die Länge der Kopfbolzendübel 6a bestimmt. Man erkennt, daß zwischen den beiden Schalenbereichen 7 der einander gegenüberliegenden Seitenflächen 3 ein mittlerer Bereich 8 verbleibt, der den Kern der Stütze bildet und der frei von Bewehrungselementen ist. Dieser mittlere Bereich 8 steht dazu zum Einfüllen des Betons zur Verfügung. Beispielsweise kann in diesen mittleren Bereich 8 ein Schlauch einer Betonpumpe abgesenkt werden, um die Stütze 1 stehend zu betonieren.

Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die in regelmäßigen Abständen, nämlich beispielsweise jeweils zwischen benachbarten Längsbewehrungsstäben 5, angeordneten Kopfbolzendübel 6a an ihren der Seitenfläche 3 zugekehrten Enden mit einem gemeinsamen Verbindungsstab 9 verbunden, der sich parallel zur Seitenfläche 3 erstreckt und bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als eine Leiste aus Flachmaterial ausgeführt ist, die sich quer zur Stützenlängsrichtung erstreckt. Der gemeinsame Verbindungsstab 9 dient einerseits dazu, eine tragende Verbindung der Kopfbolzendübel 6a mit den Längsbewehrungsstäben 5 der Bewehrungslage 2 herzustellen; andererseits stellt der gemeinsame Verbindungsstab 9 eine stabile Halterung für alle damit verbunden Kopfbolzendübel 6a dar.

In Fig. 6 ist ein Kopfbolzendübel 6a der in Fig. 1 verwendeten Art in einem Teil-Längsschnitt längs der Linie VI-VI dargestellt. Jeder Kopfbolzendübel 6a weist an seinem dem Stützeninneren zugekehrten Ende einen verbreiterten Dübelkopf 10 auf, der vorzugsweise tellerförmig ausgeführt ist und in einem flachen Kegelstumpf in den Dübelschaft 11 übergeht. Diese flache kegelstumpfförmige Ausführung bewirkt eine besonders günstige Krafteinleitung in den umgebenden Beton. Bei allen nachfolgend beschriebenen abgewandelten Ausführungsformen der Kopfbolzendübel wird vorzugsweise die gleiche Kopfform verwendet.

Die in Fig. 2 im Querschnitt gezeigte Stütze 1 hat ebenfalls eine rechteckige Querschnittsfläche. Gleiche Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet.

Zusätzlich zu der schon vorher beschriebenen äußeren Bewehrungslage 2 ist hierbei eine innere Bewehrungslage 12 an den beiden Seitenflächen 3 vorgesehen, die jeweils aus Längsbewehrungsstäben 5 und Bügelabschnitten 6′ der Bewehrungsbügel 6 bestehen.

Die äußere Bewehrungslage 2 wird in dem nach innen durch die innere Bewehrungslage 12 begrenzten Schalenbereich 7 ebenfalls durch Kopfbolzendübel verankert, von denen in Fig. 2 zur Erläuterung unterschiedliche Ausführungsformen dargestellt sind. Die Kopfbolzendübel 6b weisen an beiden Enden einen verbreiterten Dübelkopf 10 auf. Eine solche Ausführungsform ist beispielsweise auch in Fig. 4 dargestellt.

Jeweils zwei Kopfbolzendübel 6c sind an ihren der Seitenfläche 3 zugekehrten Enden durch einen Bügelabschnitt 13 zu einem U-förmigen Bügel miteinander verbunden, der in Fig. 8 in Einzelheiten gezeigt ist. Der Bügelabschnitt 13 umgreift zwei Bewehrungsbügel 6.

Am Beispiel einer Stütze 1 mit quadratischem Querschnitt ist in Fig. 3 gezeigt, daß die Kopfbolzendübel in den allen Seitenflächen 14 zugeordneten Schalenbereichen 7 angeordnet sind.

Auch in Fig. 3 sind zur Erläuterung unterschiedliche Ausführungsformen der Kopfbolzendübel gezeigt. Neben den bereits beschriebenen Kopfbolzendübeln 6b mit Dübelköpfen 10 an beiden Enden und den durch einen Bügelabschnitt 13 miteinander verbundenen Kopfbolzendübeln 6c sind Kopfbolzendübel 6a gezeigt, die mit einem gemeinsamen Verbindungsstab 9 in Form einer Leiste verbunden sind. Abweichend von dem Beispiel nach Fig. 1 erstrecken sich hierbei die Verbindungsstäbe 9 jedoch in Stützenlängsrichtung, wie in Einzelheiten in Fig. 9 in einem Schnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 3 zu erkennen ist.

Kopfbolzendübel 6d in einer anderen Ausführungsform sind an ihrem der Seitenfläche 14 zugekehrten Ende zu einem einen Längsbewehrungsstab 5 umgreifenden Haken 15 gebogen. Eine ähnliche Ausführung ist in Fig. 7 gezeigt, wobei der Haken 15 hier jedoch einen Abschnitt des Bewehrungsbügels 6 umgreift.

Kopfbolzendübel 6e sind an ihren der Seitenfläche 14 zugekehrten Enden unmittelbar mit Längsbewehrungsstäben 5 verschweißt, die somit die gemeinsamen Verbindungsstäbe für mehrere Kopfbolzendübel 6e bilden (Fig. 10).

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform von Kopfbolzendübeln 6f, die mit einem gemeinsamen Stab 16 aus Rundmaterial als Verbindungsstab verschweißt sind.

Bei der vereinfachten Darstellung einer Stütze 1 im Längsschnitt in Fig. 11 sind die Längsbewehrungsstäbe und die Bewehrungsbügel in der Darstellung weggelassen; hierbei sind nur die jeweils eingelegten Kopfbolzendübel 6a angedeutet. Man erkennt, daß die Kopfbolzendübel 6a jeweils in einem Bereich 17 an den beiden Enden der Stütze 1 derart im Winkel zur Stützenlängsrichtung angeordnet sind, daß die jeweils inneren Enden der Kopfbolzendübel 6a zum mittleren Bereich 18 der Stütze 1 hin geneigt sind. Im mittleren Bereich 18, der in Fig. 11 verkürzt dargestellt ist, sind die Kopfbolzendübel 6a senkrecht zur jeweiligen Seitenfläche 3 gerichtet.

In einer entsprechend vereinfachten Darstellung eines Längsschnitts einer Stütze 1 in Fig. 12 ist vereinfacht angedeutet, daß die Kopfbolzendübel 6a im mittleren Bereich 18 der Stütze 1 in gleichmäßiger Länge vorgesehen sind, während sich die Länge der Kopfbolzendübel 6a in dem einen Endbereich 17 der Stütze 1 zum Stützenende hin stetig verringert. Abweichend davon ist am oberen Ende der Stütze 1 nach Fig. 12 gezeigt, daß in diesem Bereich 17′ ausschließlich gleichmäßig kürzere Kopfbolzendübel 6a verwendet werden.

Mit beiden alternativ beschriebenen Maßnahmen ergibt sich, wie in Fig. 13 schematisch gezeigt, daß der durch die Länge der Kopfbolzendübel 6a bestimmte, der Verankerung dienende Schalenbereich 7 zu den beiden Enden der Stütze 1 hin schmaler wird. Die dadurch erreichte Vergrößerung der Schalendicke im mittleren Bereich 18 der Stütze 1 erzeugt bei einer Druckbeanspruchung zum Stützenkern hin wirkende Umlenkkräfte. Die im Schalenbereich 7 der Stütze 1 liegende Stützenschale kann daher bei Druckbeanspruchung nicht von der Stütze weg nach außen hin ausknicken, sondern stützt sich in Querrichtung am Stützenkern ab.

Claims (14)

1. Stütze aus Stahlbeton mit einer Bewehrung, die mindestens eine äußere, nahe den Seitenflächen angeordnete Bewehrungslage aufweist, die aus Längsbewehrungsstäben und diese umschließenden Bewehrungsbügeln besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Bewehrungslage (2) mindestens an zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen (3; 14) des Stützenquerschnitts mittels senkrecht zur jeweiligen Seitenfläche (3; 14) angeordneten Kopfbolzendübel (6a-f) in einem sich entlang der jeweiligen Seitenfläche (3; 14) erstreckenden Schalenbereich (7) der Stütze verankert ist und daß die Kopfbolzendübel (6a-f) jeweils mindestens an ihrem dem Stützeninneren zugekehrten Ende einen verbreiterten Dübelkopf (10) aufweisen.

2. Stütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfbolzendübel (6a-f) in den allen Seitenflächen (14) der Stütze zugekehrten Schalenbereichen (7) angeordnet sind.

3. Stütze nach Anspruch 1 mit rechteckiger Querschnittsfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfbolzendübel (6a-f) nur in den den beiden breiteren Seitenflächen (3) der Stütze zugeordneten Schalenbereichen (7) angeordnet sind.

4. Stütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfbolzendübel (6b) an beiden Enden einen verbreiterten Dübelkopf (10) aufweisen.

5. Stütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der Seitenfläche (14) zugekehrte Ende des Kopfbolzendübels (6d) zu einem einen Längsbewehrungsstab (5) umgreifenden Haken (15) gebogen ist.

6. Stütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Kopfbolzendübel (6c) an ihren der Seitenfläche (3; 14) zugekehrten Enden durch einen Bügelabschnitt (13) zu einem U-förmigen Bügel miteinander verbunden sind.

7. Stütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere benachbarte Kopfbolzendübel (6a, 6f) an ihrem der Seitenfläche (3; 14) zugekehrten Ende mit einem gemeinsamen, sich parallel zur Seitenfläche (3; 14) erstreckenden Verbindungsstab (9) verbunden sind.

8. Stütze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Verbindungsstab (9) in Stützenlängsrichtung erstreckt.

9. Stütze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Verbindungsstab quer zur Stützenlängsrichtung erstreckt.

10. Stütze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsstab (9) ein Stab (16) aus Rundmaterial ist.

11. Stütze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsstab (9) eine Leiste aus Flachmaterial ist.

12. Stütze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsstab von einem der Längsbewehrungsstäbe (5) gebildet wird.

13. Stütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfbolzendübel (6a-f) jeweils in einem Bereich (17) am Ende der Stütze derart im Winkel zur Stützenlängsrichtung angeordnet sind, daß die jeweils inneren Enden der Kopfbolzendübel (6a-f) zum mittleren Bereich (18) der Stütze hin geneigt sind.

14. Stütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Länge der Kopfbolzendübel (6a) bestimmte, der Verankerung dienende Schalenbereich (7) zu den beiden Enden der Stütze hin schmaler wird.