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Verfahren zur Verbindung von Stahlbeton-Fertigteilen.
Das erfindungsgemässe Verfahren bezweckt die in einem Betonwerk, auch auf einem Werkplatz, der Baustelle oder sonstwo erstellten Stahlbeton-
Fertigteile beim Zusammenbau dieser Einzelteile zu einem Stahlbetonskelett, Stahlbetonfachwerk,
Stahlbetondachstuhl oder sonstigen zusammen- gesetzten Stahlbetonteilen auf einfache Art und Weise so zu verbinden, dass in den Verbindungs- stellen (Knotenpunkten, Stössen u. dgl. ) möglichst grosse Kräfte und Momente übertragen werden können.
Bisher sind im wesentlichen drei Verfahren zur Verbindung von Stahlbeton-Fertigteilen zu Stahlbetonskeletten, Stahlbetonfachwerken oder Stahlbetondachstühlen versucht worden.
Ein Verfahren besteht darin, dass die Stahlbeton-Fertigteile mit Bolzen miteinander verschraubt werden. Bei diesem Verfahren ergeben sich ungünstige, in einem Punkt konzentrierte Kräfteübertragungen und oft auch Schwierigkeiten beim Zusammenbau (Zwängspannungen).
Ein weiteres Verfahren sieht eine Einbetonierung der zu verbindenden Einzelteile in einem vorher an Ort und Stelle zu schalenden Betonklotz vor. Diese Schalarbeiten und die für den Verguss an Ort und Stelle notwendige Betonmenge sind so erheblich, dass dadurch die Vorteile der Verwendung von Fertigteilen zu einem wesentlichen Grade wieder verloren gehen.
Schliesslich ist eine Vermörtelung der Knotenpunkte durch angeworfenen Mörtel erwogen worden. Infolge der vielen Hohlräume in der Mörtelfuge und des schlechten Verbundes des Mörtels mit den Fertigteilen erlaubt dieses Verfahren nur sehr geringe Beanspruchung der Knotenpunkte.
Bei den letzterwähnten beiden Verbindungsarten wurde versucht, die Tragfähigkeit der Knotenpunkte durch Herausführen von Bewehrungsstäben aus den Fertigteilen in den Betonverguss, bzw. in die Mörtelfuge zu verbessern, was jedoch wieder Schwierigkeiten bei der Herstellung der Fertigteile mit sich bringt.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Verbindung von Stahlbeton-Fertigteilen ist gegen- über den bekannten Verfahren wesentlich vorteilhafter u. zw. vor allem bezüglich der Festigkeit der mit diesem Verfahren hergestellten Verbindung und ihre Fähigkeit Kräfte und Momente zu übertragen, als auch in Hinblick auf die Einfachheit seiner Durchführung.
Das Wesen der Verbindung besteht darin, dass die zu verbindenden Einzelteile an den mit Fugenmörtel zu bewerfenden Verbindungsstellen mit einer aufgerauhten Oberfläche versehen werden.
Die Einzelteile werden mit den Schraubenbolzen derart zusammengepresst, dass Hohlräume im Fugenmörtel verschwinden. Die Schraubenbolzen werden nach einem weiteren Merkmal der Erfindung nach dem Erhärten des Fugenmörtels nachgespannt, um den erhärteten Fugenmörtel unter Druck zu setzen und dadurch die Schubfestigkeit der Verbindung zu steigern.
Die Erfindung erstreckt sich ferner darauf, dass die Stahlbetonfertigteile, die eine aufgerauhte Oberfläche an den Verbindungsstellen aufweisen sollen, diese gleichzeitig mit der Herstellung der Fertigteile durch entsprechende Oberflächenausbildung der Schalung erhalten. Zweckmässig wird diese Oberflächenaufrauhung durch Einlegen von waffelförmig vertieften Blechen in die Schalung des Stahlbeton-Fertigteiles erzielt. Diese in die Schalung eingelegten Bleche sind erfindungsgemäss mit Ansätzen versehen, die zur Fixierung von Feinblechhülsen als Schalung zur Bildung von Schlitzen in den Fertigteilen, zum Durchtritt der erwähnten Schraubenbolzen dienen.
Auf der Zeichnung sind zur Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung ein Knotenpunkt und ein Stoss schematisch veranschaulicht und zwar zeigt : Fig. 1 einen Knoten zwischen Kehlbalken und Sparren eines Dachstuhles in Seitenansicht, Fig. 2 eine Ansicht des aus einem I-Profil gebildeten Sparrens, Fig. 3 einen Querschnitt des Sparrens, Fig. 4 eine Innenansicht der mit dem Sparren zu verbindenden Kehlbalken, Fig. 5 einen Querschnitt durch diese Kehlbalken, Fig. 6 eine Draufsicht auf die Verbindungsstelle gemäss Fig. 1, Fig. 7 eine Seitenansicht, Fig. 8 einen Querschnitt und Fig. 9 eine Innenansicht einer Stossverbindung eines I-Profiles mit zwei seitlichen Rechtecklaschen.
Die zu verbindenden Einzelteile, z. B. das I-Profil 1 und die Rechteckprofile 2 sind von der Verbindungsstelle mit einer aufgerauhten Oberfläche 3 bzw. 4 versehen. Diese aufgerauhte Oberfläche wird gleichzeitig mit der Herstellung der Stahlbeton-Fertigteile gebildet, indem an
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den Verbindungsstellen Waffelbleche von der
Grösse der Mörtelfuge seitlich in die Schalung der Fertigteile gestellt und an dieser befestigt werden. Die Waffelblech sind mit Vertiefungen pyramidenförmiger oder ähnlicher Art versehen, so dass sie eine kreuzweise gerippte Form erhalten.
In ihren Mittelpunkten haben die Bleche längliche
Schlitze mit hochgebördelten Rändern. In diese hochgebördelten Ränder werden zylindrische
Feinblechhülsen eingeschoben, die als Schalung der Schlitze 7 bzw. 8 in den Fertigteilen 1 bzw. 2 dienen. Durch diese Schlitze werden bei Her- stellung der Verbindung Schraubenbolzen 6 hindurchgesteckt. Diese Feinblechhülsen können nach dem Ausschalen der Fertigteile 1, 2 in den Bolzenlangschlitzen 7, 8 verbleiben. Die Waffelbleche selbst werden nach dem Ausschalen abgenommen.
Die Herstellung einer Verbindung mit Hilfe der so vorbereiteten Stahlbeton-Fertigteile erfolgt, wie nachstehend beschrieben :
1. Die Einzelteile 1, 2 werden auf einem Hilfsgerüst lagerichtig verlegt.
2. Die zu vermörtelnden, kreuzweise gerippten Anschlussflächen 3, 4 der Einzelteile 1, 2 werden mit Mörtel 5 beworfen. Es genügt hiebei, nur die beiden Seitenflächen 3 des I-Profiles zu bewerfen.
3. Die Bolzen 6 werden durch die sich kreu- zenden Bolzenlangschlitze 7 bzw. 8 durchgescho- ben und so lange angezogen, bis Mörtel 5 auf allen Seiten herausgequetscht wird und damit die
Gewissheit erreicht ist, dass der Mörtel restlos dicht in alle kreuzweisen Rippen eingepresst wird.
4. Nach Erhärten des Pressmörtels wird dieser durch neuerliches, möglichst starkes Anziehen der
Bolzen unter Druck gesetzt und dadurch in seiner
Schubfestigkeit gesteigert.
Die Bolzenlangschlitze 7 bzw. 8 werden vorteilhafterweise breiter als der Bolzendurchmesser ausgeführt, so dass auch bei eventuellen Verkrümmungen der Fertigteile (welche in der Mörtelfuge 5 ausgeglichen werden) ein müheloses Durchschieben der zum zweimaligen Zusammenpressen dienenden Bolzen 6 möglich ist.
Gemäss den Fig. 7 bis 9 wird ein I-Träger 11, der bei seiner Herstellung mit einer aufgerauhten Oberfläche 12 versehen ist, mit zwei rechteckigen Stosslaschen 13, die an ihrer Innenseite bei 14 aufgerauht sind, dadurch verbunden, dass die aufgerauhten Flächen 12 des I-Trägers mit Mörtel 15 beworfen werden und dass die beiden Einzelteile 11, 13 durch Schraubenbolzen 16 derart zusammengepresst werden, dass der Mörtel seitlich herausgequetscht wird. Auch hier wird nach dem Erhärten des Mörtels ein Nachspannen der Schraubenbolzen 16 vorgenommen.
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keine Schub-oder Scherkräfte aufnehmen brau- chen, da diese Kräfte von den an den Verbindungs- stellen aufgerauhten Oberflächen der Einzelteile und dem dazwischen eingepressten Mörtel aufgenommen werden. Die Bolzen sind nur auf Zug beansprucht.
Die erfindungsgemässe Verbindung ist bei entsprechender Querschnittsausbildung der Fertigteile auch auf räumliche Systeme anwendbar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Verbindung von StahlbetonFertigteilen mittels Schraubenbolzen und Fugenmörtel, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verbindenden Einzelteile an den mit Fugenmörtel zu bewerfenden Verbindungsstellen mit einer aufgerauhten Oberfläche versehen werden.