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Bewehrungseinlage für Stahl- und Spannbetonkonstruktionen
Es ist allgemein üblich, die Formänderungen wie die Durchbiegung von Stahlbetontragwerken unter den zulässigen Belastungen nach dem Spannungszustand I zu berechnen, d. h. unter der An- nahme, dass sich der Stahlbeton oder besser der Beton wie ein isotroper Baustoff verhält.
Die Berechnung der Tragfähigkeit von Stahlbetontragwerken wie die Bemessung der Zugglieder, des Betondruckgurtes, der statischen Höhe usw. erfolgt dagegen für den Zustand II, d. h. mit der Annahme, dass der Beton der Zugzone wirkungslos geworden ist oder, was das gleiche ist, die Eigenschaften eines isotropen Baustoffes verloren hat.
Nach der heute herrschenden Ansicht entstehen die Schubkräfte H (kg) in Stahlbetontragwerken mit schlaffer oder vorgespannter Zugbewehrung, wenn man von den Auflagern in Richtung nach max M um eine Strecke dx weiterschreitet, durch die Momentenzunahme A Mx kgcm auf dieser Strecke.
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Obwohl diese Zusammenhänge sich in einfa- cher Weise bei Belastungsversuchen an Stah1be- tontragwerken nachweisen lassen, ist der Gedan- ke neu, die Bewehrungsmethoden für Stahl- und
Spannbeton entsprechend zu ändern. Es ist heute allgemein üblich, einen Teil der Zugbewehrung, der nicht zur Momentendeckung erforderlich ist, unter einem Winkel von 450 abzubiegen und die Zug-bzw.
Vorspannglieder mit geschlossenen Bügeln oder Bügelspiralen, die ebenfalls bis in die Druckzone reichen, zu umschliessen, weil man der Meinung ist, dass dadurch die Schubkräfte einwandfrei aufgenommen werden können und der Verbund des Tragwerkes weitgehend gesichert ist. Das Fehlerhafte dieser Meinung ist leicht nachzuweisen. So ist Z. B. die'Durchbiegung eines Stahlbetongleichlaufträgers einzig und allein von den Längenänderungen oder den Dehnungen Al der Zugglieder, wie sie durch die Biegebeanspruchung hervorgerufen werden, abhängig, vorausgesetzt dass die Zugglieder an den Auflagern so festgelegt sind, dass sie sich wohl reibungslos dre-' hen, aber keine Längsverschiebungen ausführen können.
Auf Grund der Elastizitätsgesetze ist die bezogene Dehnung
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==------- > GeErreichung der zulässigen Grenze der Gebrauchslasten eintritt) nur dann dem Momentenverlauf entsprechend nach den Auflagern hin bis 0 abnimmt, wenn, wie erfindungsgemäss vorgeschla- gen wird, die sich in die Druckzone des zu erstellenden Tragwerkes erstreckenden, auf Zug beanspruchten Bügel über die ganze Länge annähernd gleichmässig verteilt, kraftschlüssig verbunden sind, wobei die freien Enden der Bügel im Beton der Druckzone des zu erstellenden Tragwerkes verankert werden.
Durch das Befolgen dieser Anweisung, die den
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struktiver und statischer Hinsicht, Sicherung des Verbundes bis zur Bruchlast, volle Schubsicherung, Verringerung der Durchbiegung, Verminderung der Rissbildung im Beton der Zugzonen, einwandfreie Verankerung der Zugglieder im Beton des Druckgurtes, so dass auf Endhaken an den Zuggliedern und auch auf die Anordnung von Walzrippen auf der Mantelfläche der Rundstähle verzichtet werden kann, und in wirtschaftlicher Hinsicht, Einsparung an Stahl für die schrägen oder senkrecht stehenden Verbindungsmittel bis zu etwa 3 (Wo,
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durch Fortfall der Endhaken bis zu etwa 5%, Einsparung an Löhnen durch Fortfall der Biegearbeit an den geraden Zuggliedern, Vereinfachung der Berechnung für die sogenannte Schubbeweh- rung,
die besser als Bewehrung zur Sicherung des Verbundes bezeichnet wird, Vereinfachung der Montage, wenn die kraftschlüssig anzuschlie- ssenden Verbindungsmittel senkrecht zu den Zuggliedern oder nach den Spannungstrajektorien abgebogen angeordnet werden, weil sie dann gleichmässig über die ganze Spannweite verteilt werden können.
Der kraftschlüssige Anschluss der Bügel an die Zugbewehrungen kann auf die verschiedensten Arten erfolgen, z. B. durch Schweissen, Klemmen, Umwickeln, Löten, Kleben usw. Die Form der Bügel muss so gewählt werden, dass die freien Enden derselben in einwandfreier Weise in dem s Beton der Druckzone verankert werden können.
Die wirtschaftlichste und sicherste Verankerung wird durch Bügelschlaufen erzielt.
Eine Verbindung der freien Bügelenden untereinander in der Weise, dass ein dem Pfosten-oder Strebenfachwerk ähnliches Gebilde entsteht, ist überflüssig, ja sogar falsch, weil es statisch keinerlei Vorteile bringt, anderseits aber einen grö- sseren Material- und Lohnaufwand benötigt.
Die Erfindung wird an Hand zweier Ausfüh- rungsbeispiele schematisch erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine mit Bewehrungseinlagen üblicher Art und sich dazu quer erstreckenden Bügeln od. dgl. versehene Decke, Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine dem Ausfüh- 11 rugsbeispiel der Fig. 1 ähnliche Decke mit zusätzlichen, an den Enden nach den Spannungs-
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Quer zu den üblichen schlaffen oder vorgespannten, von Auflager zu Auflager. durchlaufen- den Zuggliedern 1 erstrecken sich kraftschlüssig an sie angeschlossen zusätzliche Glieder, u. zw. im wesentlichen gerade Bügel 2 oder nach den Spannungstrajektorien gekrümmte Bügel 3 od. dgl.
Soweit es sich um schlaffe Bewehrungen 1, wie Eisenstäbe od. dgl., handelt, können die Elemente 1 und 2 beispielsweise miteinander verschweisst werden. Soweit es sich um vorgespannte Bewehrungen 1 handelt, kann man die kraftschlüssige Verbindungen durch Umwickeln der unteren Enden der Glieder 2,3 um die Zugglieder 1 oder durch Anklemmen od. dgl., wie eingangs schon dargelegt, erreichen.
Besonders zweckmässig ist es, wenn die Bügel, wie an sich bekannt, mit den Zuggliedern Winkel von y einschliessen, diese über die ganze Spannweite gleichmässig verteilt anzuordnen, wenngleich es selbstverständlich auch möglich ist, sie unter andern Winkeln oder Abständen anzuordnen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Bewehrungseinlage für Stahl-und Stahlbetonkonstruktionen, die aus Zuggliedern mit einem oder mehreren Stahlstäben oder Drähten, die mit konstantem Querschnitt von Auflager zu Auflager gerade durchgehen, und Bügeln bestehen und, ohne von Beton umhüllt zu sein, selbst keine Biegemomente aufnehmen können, dadurch gekennzeichnet, dass die auf Zug beanspruchten Bügel über die ganze Länge annähernd gleichmä- ssig verteilt, kraftschlüssig mit den Zuggliedern verbunden sind und deren freie Enden im Beton der Druckzone des zu erstellenden Tragwerkes verankert sind.