EP0040815B1 - Verbundträger in Montagebauweise - Google Patents

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EP0040815B1
EP0040815B1 EP81103888A EP81103888A EP0040815B1 EP 0040815 B1 EP0040815 B1 EP 0040815B1 EP 81103888 A EP81103888 A EP 81103888A EP 81103888 A EP81103888 A EP 81103888A EP 0040815 B1 EP0040815 B1 EP 0040815B1
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EP
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web
section
composite beam
ceiling
chord
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Ulrich Fiergolla
Josef Rottmayr
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/29—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures
    • E04C3/293—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures the materials being steel and concrete
    • E04C3/294—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures the materials being steel and concrete of concrete combined with a girder-like structure extending laterally outside the element
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/02—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units
    • E04B5/04—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units with beams or slabs of concrete or other stone-like material, e.g. asbestos cement

Definitions

  • the invention relates to a composite beam in assembly construction as a rigid construction consisting of prefabricated concrete ceiling panels and a steel beam connected to the individual ceiling panels. H. a steel structure was created, the upper area of which was concreted in place. Various steel structures are known for this type of production.
  • the steel structure consists of trusses with L-lower chords, e.g. B. US-A-1979643; 40 56 908, and DE-A-21 23351, or from honeycomb carriers according to US-A-41 15 971.
  • the individual ceiling tiles are prefabricated in transportable sizes in the workshop and put together on the construction site to form a ceiling or a bridge.
  • the individual ceiling panels can be reinforced concrete panels or composite constructions with uniaxial steel constructions, the composite being carried out as in the on-site construction methods (DE-A-21 53 495, US-A-20 00 110).
  • Composite beams with prefabricated ceiling panels are known for. B. from bridge construction.
  • prefabricated ceiling panels are screwed onto a double-T beam so that they are non-slipping (HV connection according to DIN 1050).
  • the plate joints are filled with in-situ concrete.
  • headed dowels or oarlocks are welded onto the top chord of a double-T beam in such a way that they protrude into recesses in the ceiling panels, which are filled with in-situ concrete. After the concrete has hardened in the panel joints and the recesses, a composite beam is available as a rigid connection for prefabricated ceiling panels. This design is also used in DE-B-1534703 «Ceiling construction in composite girder construction.
  • Such composite beams have various disadvantages. What they all have in common is that the shear connection between the belts by means of composite means, such as non-slip screwing or oarlocks, has a single cut and therefore requires a high amount of composite means.
  • the upper chord is weakened by individual recesses with inferior in-situ concrete filling or continuous loss of cross-section due to the space required for the screw connection.
  • This has a particularly disadvantageous effect in the case of edge girders, since a distribution of the top flange force in the ceiling panel results in cross-sectional twists in the composite girder.
  • the upper flange of the double-T profile is arranged under the ceiling slab in all of the above-mentioned versions, which means that it is structurally unfavorable and hardly used.
  • a specific disadvantage of the last-mentioned composite girder is the interruption of the bending stiffness of the ceiling slab, which is mandatory with this embodiment, transverse to the composite girder axis.
  • a magazine was known from the magazine “Baumaschine und Bautechnik”, 14th year, volume 3, March 1967, pages 81-84, in which a dowel bar was arranged under each concrete ceiling tile to match the width of the associated ceiling tile. In order to connect this dowel bar to the concrete ceiling panels, special connecting means protruding into the concrete are required.
  • the invention has for its object to provide a composite girder in assembly design as a rigid connection of prefabricated ceiling panels, which allows the necessary shear connection between the belts with less effort, which allows a statically better material utilization and which maintains the bending stiffness of the ceiling panels across the composite girder direction without additional effort.
  • this object is achieved according to the invention in that the upper chord and the web are divided into sections whose length is substantially equal to the width
  • the associated ceiling plate is that the upper flange and a part of the web of each section adjoining it are embedded in the prefabrication of the ceiling plate, and that during assembly the web parts of each section projecting downward from the ceiling plates with their lower parts with the continuous Lower chord are connected.
  • the connecting means for the thrust transmission can be dimensioned several times smaller with the same strength.
  • the top chord has no weakening recesses.
  • the cross-sectional parts, in particular of the upper chord, are at the statically most favorable point.
  • the bending stiffness of the ceiling tiles in the direction across the beam is undisturbed.
  • the web or each web plate of each section consists of half of a zigzag-shaped flat steel.
  • the lower reinforcement of the ceiling slab can be guided transversely to the composite beam level during the prefabrication through the openings.
  • connection between the web of each section and the continuous lower chord must transmit the forces occurring from the web to the lower chord or from the lower chord to the web.
  • Form-fit connections are best suited for this purpose, but they require tight tolerances during prefabrication. According to claim 4, therefore, non-positive connections are preferred, in which the web and lower flange are pressed or clamped so tightly that the forces are transmitted directly from the web to the lower flange or vice versa by static friction.
  • Slip-resistant screw connections are particularly suitable for this, in which screws made of heavy-duty material are tightened with a prescribed, high tightening torque and then press the elements to be connected together with a correspondingly high pressure. Such screws usually sit with play in the connection holes.
  • FIG. 1 essentially shows the connection of a composite girder according to the invention, namely the parts of two web sections 1a, 1b, two upper belt sections 2a, 2b and two ceiling plates 3a, 3b, as well as a continuous lower belt 4, which are respectively adjacent to the connecting joint or the joint , which in the illustrated embodiment consists of two L-profiles.
  • Each web section 1a, 1b consists of three zigzag halved broad flat steels as web plates, to which the upper belt profiles 2a and 2b are welded. They are concreted into the ceiling slabs 3a and 3b in the workshop.
  • the continuous lower flange 4 is fastened to the support end supports (e.g. supports) and raised in the middle of the field by assembly supports.
  • the concreted web plates 1a, b are inserted between the lower chord profiles 4a, b and connected to them by means of non-slip screw connection 5. Either holes or slots open at the bottom can be provided for the HV bolts in the multi-wall sheets. Tolerances across the plane of the composite girder are compensated by forcing the flexible web plates 1 in the direction of escape of the lower flange 4.
  • the outer multi-wall panels are spread downwards during assembly and the lower flange profiles are pressed apart. Spacers 6 serve this purpose.
  • Additional profiles 7 are screwed to both sides of a butt joint in the lower flange, or other reinforcements in order to transmit the transverse force which arises at the joint.
  • the pressure force transmission of the upper chord at the abutment of the ceiling slabs 3a, 3b is produced by an inserted steel piece 8 and the concrete filling 9.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Verbundträger in Montagebauweise als biegesteife Konstruktion bestehend aus vorgefertigten Beton-Deckenplatten und einem mit den einzelnen Deckenplatten verbundenen Stahlträger Früher wurden Verbundkonstruktionen generell in Ortbauweise ausgeführt, d. h. es wurde eine Stahlkonstruktion erstellt, deren oberer Bereich an Ort und Stelle einbetoniert wurde. Für diese Herstellungsart sind verschiedene Stahlkonstruktionen bekannt.
  • So ist aus der DE-C-76 977 bekannt, Stegplatten normal aus der Betonplatte heraustreten zu lassen und diese am freien Ende mit Winkeleisen als Gurt auszustatten, wobei zum Schutz vor Temperaturspannungen die Stegplatten durch Fugen unterteilt sein können.
  • Ferner ist es aus der US-A-10 47 030 bekannt, zwischen zwei L-Eisen als Untergurt Diagonalstäbe einzuschrauben, deren oberes Ende einbetoniertwird. Der Zwischenraum zwischen Untergurt und Beton wird dabei ausgemauert.
  • Auch ist bekannt, daß die Stahlkonstruktion aus Fachwerken mit L-Untergurten besteht, z. B. US-A-1979643 ; 40 56 908, und DE-A-21 23351, oder aus Wabenträgern gemäß US-A-41 15 971.
  • Heute sind Verbundkonstruktionen vorwiegend in Fertigteilbauweise üblich. Dabei werden die einzelnen Deckenplatten werkstattmäßig in transportablen Größen vorgefertigt und auf der Baustelle zur Decke oder einer Brücke zusammengesetzt. Die einzelnen Deckenplatten können Stahlbetonplatten sein oder Verbundkonstruktionen mit einachsig verlaufenden Stahlkonstruktionen, wobei der Verbund wie bei den Ortbauweisen erfolgt (DE-A-21 53 495, US-A-20 00 110).
  • Um aus diesen einzelnen Deckenplatten eine zusammenhängende Decke aufzubauen, ist es üblich, diese auf Unterzüge aufzulagern. Es ist möglich, solche Unterzüge zusammen mit den Deckenplatten als Verbundträger auszubilden. Zweck eines derartigen Verbundträgers ist es, zwei oder mehr Deckenplatten so miteinander zu verbinden, daß eine Tragwirkung quer zum Fugenverlauf der Deckenplatten entsteht, wobei die Deckenplatten selbst einen Gurt des Verbundträgers bilden.
  • Bekannt sind Verbundträger mit vorgefertigten Deckenplatten z. B. aus dem Brückenbau. Hierbei werden vorgefertigte Deckenplatten auf einen Doppel-T-Träger gleitfest aufgeschraubt (HV-Verbindung nach DIN 1050). Die Plattenfugen erhalten eine Ortbetonfüllung. Bei einer anderen Ausführungsart werden statt der gleitfesten Verschraubung Kopfbolzendübel oder Dollen derart auf den Obergurt eines Doppel-T-Trägers geschweißt, daß sie in Aussparungen der Deckenplatten hineinragen, die mit Ortbeton gefüllt werden. Nach Erhärten des Betons in den Plattenfugen und den Aussparungen ist ein Verbundträger als biegesteife Verbindung vorgefertigter Deckenplatten vorhanden. Von dieser Ausführungsart wird auch in der DE-B-1534703 « Deckenkonstruktion in Verbundträgerbauweise ausgegangen.
  • Es ist weiterhin bekannt, die in Trägerrichtung verlaufenden Kanten von Deckenplatten mit Winkelstählen, an die Kopfbolzen geschweißt sind, zu versehen und mit einem durchgehenden Doppel-T-Träger gleitfest zu verschrauben (DE-A-25 26 278 « Deckenkonstruktion in Verbundträgerbauweise »).
  • Derartige Verbundträger weisen verschiedene Nachteile auf. Allen gemeinsam ist, daß die Schubverbindung zwischen den Gurten durch Verbundmittel, wie gleitfeste Verschraubung oder Dollen, einschnittig ist und damit einen hohen Aufwand an Verbundmitteln erfordert.
  • Es ist weiterhin generell von Nachteil, daß der Obergurt durch Einzelaussparungen mit geringerwertiger Ortbetonfüllung oder durchgehenden Querschnittsverlust wegen des Platzbedarfs für die Verschraubung geschwächt wird. Dies wirkt sich bei Randträgern besonders unvorteilhaft aus, da eine Verteilung der Obergurtkraft in der Deckenplatte Querschnittsverdrillungen des Verbundträgers zur Folge hat. Außerdem ist bei allen genannten Ausführungen der obere Flansch des Doppel-T-Profils unter der Deckenplatte angeordnet, also statisch ungünstig und kaum ausgenutzt.
  • Ein spezifischer Nachteil des zuletzt angeführten Verbundträgers ist die mit dieser Ausführungsart zwingend verbundene Unterbrechung der Biegesteifigkeit der Deckenplatte quer zur Verbundträgerachse. Dadurch ist z. B. eine Auskragung der Deckenplatten gar nicht oder nur mit zusätzlichem Aufwand möglich.
  • Durch die Zeitschrift « Baumaschine und Bautechnik », 14. Jahrg., Heft 3, März 1967, Seiten 81-84 war ein Verbundträger bekannt, bei dem unter jeder Beton-Deckenplatte eine der Breite der zugehörigen Deckenplatte angepasste Dübelleiste angeordnet ist. Um diese Dübelleiste mit den Beton-Deckenplatten zu verbinden sind besondere, in den Beton ragende Verbindungsmittel erforderlich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbundträger in Montagebauweise als biegesteife Verbindung vorgefertigter Deckenplatten zu schaffen, der die notwendige Schubverbindung zwischen den Gurten mit geringerem Aufwand zuläßt, der eine statisch bessere Materialausnutzung gestattet und der die Biegesteifigkeit der Deckenplatten quer zur Verbundträgerrichtung ohne Zusatzaufwand erhält.
  • Ausgehend von einem Verbundträger in Montagebauweise als biegesteife Konstruktion bestehend aus vorgefertigten Beton-Deckenplatten, und einem mit den einzelnen Deckenplatten verbundenen Stahl träger aus Obergurt, Steg und durchgehendem Untergurt, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Obergurt und der Steg in Abschnitte aufgeteilt sind, deren Länge im wesentlichen gleich der Breite der zugehörigen Deckenplatte ist, daß der Obergurt und ein an diesen angrenzender Teil des Steges jedes Abschnittes bei der Vorfertigung der Deckenplatte in diese eingebettet sind, und daß bei der Montage die aus den Deckenplatten nach unten vorstehenden Stegteile jedes Abschnittes mit ihren unteren Teilen mit dem durchgehenden Untergurt verbunden sind.
  • Die mit der Erdindung erzielten Vorteile sind :
  • Die Verbindungsmittel für die Schubübertragung können, bei gleicher Festigkeit, um das Mehrfache geringer dimensioniert werden.
  • Der Obergurt hat keine schwächenden Aussparungen.
  • Die Querschnittsteile, insbesondere des Obergurts, liegen an der statisch günstigsten Stelle.
  • Die Biegesteifigkeit der Deckenplatten in Richtung quer zum Träger ist ungestört vorhanden.
  • Spezielle Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. So hat die Auflösung der Stege in mehrere dünne Stegplatten gemäß Anspruch 2 die Auswirkung, daß bei der Montage Fertigungstoleranzen in Richtung quer zum Träger aufgenommen werden. Die elastischen Stegplatten werden leicht in die Fluchtrichtung des durchgehenden Untergurts gezwängt. Durch die feste Verbindung der Stegplatten untereinander am Untergurt ist die Gesamtstabilität eines derartigen Steges im Vergleich mit einem nicht in mehrere Stegplatten aufgelösten Steg nur wenig geringer.
  • Die erwünschte Durchlässigkeit der Träger für Installationsleitungen sowie Materialeinsparungen werden dadurch erreicht, daß gemäß Anspruch 3 der Steg bzw. jede Stegplatte jedes Abschnittes aus einer Hälfte eines zickzackförmig geteilten Breitflachstahls besteht. Außerdem kann bei dieser Ausgestaltung bei der Vorfertigung durch die Öffnungen die untere Bewehrung der Deckenplatte quer zur Verbundträgerebene geführt werden.
  • Die Verbindung zwischen dem Steg jedes Abschnittes und dem durchgehenden Untergurt muß die auftretenden Kräfte vom Steg auf den Untergurt bzw. vom Untergurt auf den Steg übertragen. Dazu sind zwar formschlüssige Verbindungen an sich am besten geeignet, diese erfordern jedoch enge Toleranzen bei der Vorfertigung. Gemäß Anspruch 4 werden deshalb kraftschlüssige Verbindungen bevorzugt, bei denen Steg und Untergurt so fest zusammengepreßt oder -geklemmt werden, daß die Kräfte durch Haftreibung unmittelbar vom Steg auf den Untergurt bzw. umgekehrt übertragen werden. Speziell geeignet sind hierfür gleitfeste Verschraubungen, bei denen Schrauben aus hochbelastbarem Material mit einem vorgeschriebenen, hohen Anzugsmoment angezogen werden und daraufhin die zu verbindenden Elemente mit einem entsprechend hohen Druck aufeinander pressen. Solche Schrauben sitzen üblicherweise mit Spiel in den Verbindungslöchern. Es wird deshalb gemäß Anspruch 6 bevorzugt, im Steg jeweils nach unten offene Schlitze zur Aufnahme der Schrauben vorzusehen, denn damit wird die Vorfertigung erheblich vereinfacht, weil die Lage der Schraublöcher im Steg große Toleranzen aufweisen kann, das gilt insbesondere für die vertikale Lage ; erfreulicherweise kann dadurch zusätzlich die Montage auf der Baustelle vereinfacht werden, weil die Schrauben bereits in den Untergurt eingesetzt werden können, ehe die Deckenplatten montiert werden.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt
    • Figur 1 einen Teil eines montierten Verbundträgers in seitlicher Ansicht mit Schnitt durch die zugehörigen Teile von zwei aneinanderstoßenden Deckenplatten.
    • Figur 2 einen Schnitt längs der Linie I-I, und
    • Figur 3 einen Schnitt längs der Linie II-II.
  • In Fig. 1 ist im wesentlichen die Verbindung eines Verbundträgers nach der Erfindung dargestellt, nämlich die jeweils an die Verbindungsfuge oder den Stoß angrenzenden Teile von zwei Stegabschnitten 1a, 1b, zwei Obergurtabschnitten 2a, 2b und zwei Deckenplatten 3a, 3b sowie ein durchgehender Untergurt 4, der im dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei L-Profilen besteht.
  • Jeder Stegabschnitt 1a, 1b besteht aus drei zickzackförmig halbierten Breitflachstählen als Stegplatten, an die die Obergurtprofile 2a bzw. 2b angeschweißt sind. Sie sind werkstattmäßig in die Deckenplatten 3a bzw. 3b einbetoniert. Der durchgehende Untergurt 4 ist an den Trägerendauflagern (z. B. Stützen) befestigt und durch Montagestützen in Feldmitte überhöht. Die einbetonierten Stegplatten 1a, b sind zwischen die Untergurtprofile 4a, b eingeschoben und mit ihnen durch gleitfeste Verschraubung 5 verbunden. Dabei können für die HV-Schraubbolzen in den Stegplatten entweder Löcher oder nach unten offene Schlitze vorgesehen werden. Toleranzen quer zur Verbundträgerebene werden ausgeglichen, indem die biegsamen Stegplatten 1 in die Fluchtrichtung des Untergurts 4 gezwängt werden. Um das Einführen der Stegplatten 1 zwischen die Untergurtprofile 4 zu erleichtern, werden bei der Montage die äußeren Stegplatten nach unten hin gespreizt und die Untergurtprofile auseinandergedrückt. Dazu dienen Abstandhalter 6.
  • An einer Stoßfuge sind im Untergurt Zusatzprofile 7 beiderseits mit angeschraubt, oder andere Verstärkungen, um die an der Fuge entstehende Querkraft zu übertragen. Die Druckkraftübertragung des Obergurts an der Stoßstelle der Deckenplatten 3a, 3b wird durch ein eingelegtes Stahlstück 8 und die Betonfüllung 9 hergestellt.
  • Abwandlungen der dargestellten Konstruktion ergeben sich für den Fachmann von selbst. So kann statt eines Untergurtes aus zwei L-Profilen auch ein einziges T-Profil verwendet werden, die Stegplatten liegen dann außen an. Umgekehrt können auch alle Stegplatten eng aneinander liegen, so daß sie gemeinsam zwischen L-Profile des Untergurtes eingeschoben werden können, der Abstand der beiden Untergurtprofile ist dann entsprechend größer.

Claims (6)

1. Verbundträger in Montagebauweise als biegesteife Konstruktion bestehend aus vorgefertigten Beton-Deckenplatten (3) und einem mit den einzelnen Deckenplatten (3) verbundenen Stahlträger aus Obergurt (2), Steg (1) und durchgehendem Untergurt (4), dadurch gekennzeichnet, daß der Obergurt (2) und der Steg (1) in Abschnitte aufgeteilt sind, deren Länge im wesentlichen gleich der Breite der zugehörigen Deckenplatte (3) ist, daß der Obergurt (2) und ein an diesem angrenzender Teil des Steges (1) jedes Abschnittes bei der Vorfertigung der Deckenplatte (3) in diese eingebettet sind, und daß bei der Montage die aus den Deckenplatten (3) nach unten vorstehenden Stegteile (1) jedes Abschnittes mit ihren unteren Teilen mit dem durchgehenden Untergurt (4) verbunden sind.
2. Verbundträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (1) jedes Abschnittes aus mehreren Stegplatten besteht.
3. Verbundträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (1) bzw. jede Stegplatte jedes Abschnittes aus einer Hälfte eines zickzackförmig geteilten Breitflachstahls besteht.
4. Verbundträger nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (1) jedes Abschnittes mit dem Untergurt (4) kraftschlüssig verbunden ist.
5. Verbundträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (1) jedes Abschnittes mit dem Untergurt (4) durch gleitfeste Verschraubung (5) verbunden ist.
6. Verbundträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (1) jedes Abschnittes nach unten offene Schlitze zur Aufnahme der Schrauben (5) aufweist.
EP81103888A 1980-05-23 1981-05-20 Verbundträger in Montagebauweise Expired EP0040815B1 (de)

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DE19803019744 DE3019744A1 (de) 1980-05-23 1980-05-23 Verbundtraeger in montagebauweise als biegesteife verbindung vorgefertigter deckenplatten
DE3019744 1980-05-23

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EP0040815A2 EP0040815A2 (de) 1981-12-02
EP0040815A3 EP0040815A3 (en) 1982-02-24
EP0040815B1 true EP0040815B1 (de) 1984-08-15

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EP (1) EP0040815B1 (de)
JP (1) JPS579944A (de)
AT (1) ATE9020T1 (de)
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DE (2) DE3019744A1 (de)

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