<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Die an sich bekannte Tatsache, dass die Bewehrungseinlagen für Eisenbetonbauten verschiedenen Durchmessers durch den Walzvorgang eine verschieden hohe Streckgrenze erhalten, macht es unmöglich, die Bewehrungseinlagen wirtschaftlich voll auszunützen, da die zulässige Beanspruchung für alle Durchmesser einheitlich nach dem jeweils niedersten Wert der Streckgrenze, also jenem der Stäbe mit grossem Durchmesser, festgesetzt wird. Dies bedingt hinsichtlich der Verwendung von Bewehrungseinlagen mit geringem Durchmesser einen wirtschaftlichen Nachteil für den Verbraucher infolge des unnötig grossen Sicherheitsgrades des Bauwerkes.
Während z. B. ein Rundstahlstab aus St 37 von 5 mm Durchmesser eine Streckgrenze von 3000 kglcm2 und mehr aufweist, sinkt diese bei Stäben mit 20-30 mm Durchmesser mitunter fast auf 2000 kglcm2. Zufolge dieser grossen Schwankungen gewährleisten die Hüttenwerke für die Streck-
EMI1.2
aber rücksichtlich der Bewehrung bis heute sowohl in den allgemeinen Regeln als auch in der Anwendung zwischen den Bewehrungseinlagen grossen, mittleren und kleinen Durchmessers kein Unterschied gemacht wird-und wohl auch nicht gemacht werden dürfte-ist somit die Ausnutzung des Be- wehrungsstables nur mit jener verhältnismässig geringen Spannung möglich, die durch die Streckgrenze der stärkeren Einlagen gegeben ist.
Aus diesen Gründen gehen auch die Bauvorschriften von der Annahme aus, dass die durchschnittliche Streckgrenze bei 2400 kg/cm2 liegt, aus welcher Annahme die zulässige Spannung von 1200 kg/cm2 abgeleitet wird, als der Hälfte dieses Mittelwertes. Wie man sieht, wirkt sich der als unmittelbare Folge des Walzvorganges auftretende Herstellungsmangel-ungleiche Streckgrenzen der verschiedenen Stärken einer und derselben Sorte des gewöhnlichen Bewehrungswerkstoffes-wirtschaftlich sehr ungünstig aus.
Bekannt ist ferner, dass eine Verwindung von Rundstahl eine um so grössere Erhöhung der Streckgrenze bewirkt, je kleiner die Ganghöhe einer ganzen Verwindung ist.
In letzter Zeit durchgeführte Versuche haben gezeigt, dass beispielsweise die Streckgrenze eines 16 mm starken Rundstahlstabes aus St 37'11, die im unverwundenen Zustand des Stahlstabes im Mittel aus vier Proben 3000 glen0 betrug, durch eine Verwindung, deren Ganghöhe gleich dem fünffachen Stabdurchmesser ist, auf 5550 kgjcm2 gehoben wurde, d. h. um 85 v. H. Bei der Verwindung mit der Ganghöhe von der 12fachen Eisendicke betrug die Erhöhung 43 v. H., bei jener von der 16fachen noch 30 v. H. Die Streckgrenze eines 7 mm starken Rundstahlstabes aus St 37'11 betrug beim unverwundenen Stahlstab 3330 kgjcm2 und wurde durch die Verwindung mit der Ganghöhe gleich dem llfaehen Stabdurchmesser auf 4600 kgleng, d. h. um 38 v.
H. gehoben.
Diese an sich bekannte Tatsache der Erhöhung der Streckgrenze durch Kaltverwindungwurde aber bisher nicht zum Ausgleich der Streckgrenze von Stahlstäben verschiedenen Durchmessers ausgenützt.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke besteht also darin, dass der Grad der Verwindung der Bewehrungseinlage zwecks Erreichung einer von vornherein für alle Stärken der Bewehrungeinlagen derselben Stahlsorte festgesetzten gleich hohen Streckgrenze in Abhängigkeit gebracht ist von dem Durchmesser der Bewehrungseinlage, so dass dadurch ein vollkommener Ausgleich der verschiedenen Grössen der Streckgrenzen der einzelnen Stabstärken erzielt wird. Die jeweils anzuwendende Ganghöhe steht dabei im umgekehrten Verhältnis zum Durchmesser des verwundenen Stabes. Die Stäbe mit kleinerem Durchmesser, die schon vom Walzvorgang her eine grössere Streckgrenze besitzen als die mit grösserem Durchmesser, werden weniger, die letzteren dagegen stärker verwunden, um bei beiden auf die gleiche Höhe der Streckgrenze zu kommen.
Die Ganghöhen der Verwindung liegen dabei in der Regel zwischen dem 14-bis 4fachen Stabdurchmesser.
Die Versuche haben aber auch bewiesen, dass bei diesem gewollten, im voraus bestimmten Verwindungsgrade ein vollkommener Ausgleich der Streckgrenze auch in einem und demselben Eisenstab stattfindet. Eine im gewöhnlichen Walzvorgang hergestellte 15 bis 20 m lange Stange zeigt nämlich auch in ihren Teilstücken nicht unbedeutende Verschiedenheiten der Streckgrenze, die durch das Verwinden beseitigt werden.
Es werden also durch dieses Verfahren in allen ihren Teilen hinsichtlich der Festigkeit gleichartig beschaffene Bewehrungseinlagen hergestellt, die trotz verschiedener Durchmesser gleiche Streckgrenzen besitzen und somit in einem Bauwerk gleichmässig ausgenützt werden können, was einen neuen technischen und insbesondere wirtschaftlichen Vorteil bedeutet.
Nach dem Verwinden bleibt glatter Rundstahl dem äusseren Aussehen nach durchaus unver- ändert. Durch angewalzte Rippen, die bei der Verwindung eine schraubenartig Form annehmen, ist jedoch verwundener Rundstahl eindeutig und auffallend als solcher zu erkennen.
Die Anpassung des Grades der Verwindung der Bewehrungseinlagen an ihren Durchmesser erfordert gleichzeitig auch die Hebung oder Angleichung des Gleitwiderstandes entsprechend den höheren zulässigen Beanspruchungen der verwundenen Stäbe. Dies ist um so wichtiger, als der Gleitwiderstand
<Desc/Clms Page number 2>
der glatten Rundeisen, insbesondere jener der stärkeren Durchmesser, sich häufig als unzureichend erweist. Bei verwundenem Stahl wirkt sich dies wegen der verhältnismässig geringeren Durchmesser der Bewehrungseinlagen noch ungünstiger aus.
Die Hebung oder Angleichung des Gleitwiderstandes wurde seit jeher durch eine besondere Formgebung der Bewehrungseinlagen angestrebt, beispielsweise durch Haken an den Enden der Einlagen, durch knotenförmige Erhöhungen, Längs-und Querrippen od. dgl., doch fehlen Angaben über eine Gesetzmässigkeit der Anordnung solcher Rippen od. dgl.
Die vorliegende Erfindung löst nun diese Frage unter Berücksichtigung der Grösse der Wirkung, welche die schraubenförmigen Rippen der verwundenen Stäbe auf die Hebung des Gleitwiderstandes haben, durch eine rechnungsmässig bestimmte Höhe der Ausladung dieser Rippen. Die Ausladung der Rippen wird mit steigendem Durchmesser der Bewehrungseinlage in gleichbleibendem Verhältnis zu dem Durchmesser der Einlage (1/5 bis 1/20 des Durchmessers) vergrössert, um den Gleitwiderstand der Einlage im Beton zu erhöhen. Dabei ist berücksichtigt, dass schon die Ganghöhe der Schraubenlinien auf die Grösse des Gleitwiderstandes von Einfluss ist, da mit abnehmender Ganghöhe die Länge der Schraubenlinie und damit auch der Gleitwiderstand wächst.
Zur Erreichung eines bestimmten Gleitwiderstandes wird daher eine geringere Verwindung im allgemeinen eine grössere Ausladung der Rippen bedingen als eine stärkere Verwindung. Verwindungsgrad und Ausladung der Rippen stehen also in einem ganz bestimmten Zusammenhang.
Durch Versuche wurde nun festgestellt, dass bei der Verwindung mit der Ganghöhe von der 10fachen Stabdicke ein Rundstahlstab aus St 37'11 mit 14 mm Durchmesser, der mit zwei schraubenförmigen Rippen von 0'85 mm Ausladung (gleich 1/"des Durchmessers) versehen war, einen Gleitwiderstand von im Mittel 80 kg/cm2 erreichte, wobei die Würfelfestigkeit des verwendeten Betons 300 kg/cm2 betrug. Bei einem Beton von 150 kg/cm2 betrug dieser Gleitwiderstand rund 56 kg/cm2.
Der Gleitwiderstand von gewöhnlichem Rundstahl betrug im ersteren Fall rund 24 kg/cm2, im zweiten 21 kg/cm2.
Die Erhöhung des Gleitwiderstandes war somit eine 21/2-3face und hat bewiesen, dass durch die Anbringung der schraubenförmigen Rippen mit einer Ausladung von nicht ganz 1 mm bei der Verwindung mit einer Ganghöhe gleich dem 10fachen Durchmesser des Stabes eine bedeutende Erhöhung des Gleitwiderstandes eintritt.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Stahlstäbe werden Bewehrungseinlagen für Eisenbetonbauten mit der von vornherein für alle Stärken der Einlagen ein und derselben Stahlsorte festgesetzten, gleich hohen Streckgrenze erzeugt und auch der Gleitwiderstand auf jenes Mass gehoben, welches der in den einzelnen Bauwerksteilen erforderlichen Grösse desselben entspricht. Dadurch wird die volle und gleichmässige Ausnützung der erreichten Güteeigenschaften des Bewehrungswerkstoffes möglich und weiters in allen Teilen des Bauwerkes der gleiche Sicherheitsgrad gewährleistet, was bisher nicht der Fall war und daher als technischer Vorteil zu bezeichnen ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Bewehrungseinlage für Eisenbetonbauten, die runden Querschnitt und eine oder mehrere glatte oder gewellte Rippen besitzt und in sich kalt verwunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grad der Verwindung der Bewehrungseinlage zwecks Erreichung einer von vornherein für alle Stärken der Bewährungseinlagen derselben Stahlsorte festgesetzten gleich hohen Streckgrenze in Abhängigkeit gebracht ist von dem Durchmesser der Bewehrungseinlage, so dass dünne Bewehrungseinlagen infolge ihrer höheren Streckgrenze weniger, dicke Bewehrungseinlagen hingegen infolge ihrer niedrigeren Streckgrenze stärker verwunden sind.