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Gewalzter Betonbewehrungsstab
Die Erfindung betrifft einen gewalzten Bewehrungsstab mit einem mindestens sechszackigen, stern- förmigen Querschnitt, wobei der Querschnitt zu einer durch gegenüberliegende Sternzacken gehenden Sym- metrieachse etwa senkrechte Flanken aufweist.
Mit der Entwicklung der Stahlbeton-Bautechnik ist die Forderung entstanden, Stahlbeton-Konstruktionen für grosse Spannweiten, oder gegebenenfalls für grosse Belastungen. zu schaffen. Aus Raummangel ist es hiebei notwendig, statt der üblichen dünnen Stahlstäbe (bis 25 mm) starke Stahlbewehrungen anzuwenden. Auch diese müssen aber mit dem umgebenden Beton eine Einheit bilden, wenn die StahlbetonKonstruktion die geforderte Sicherheit besitzen soll.
Für das Zusammenwirken der Bewehrungsstäbe mit dem umgebenden Beton ist es erforderlich, dass sie eine ausserordentlich grosse Haftfähigkeit im Beton aufweisen, weil andernfalls unzulässig breite Risse in der Zugzone der Stahlbeton-Konstruktionen entstehen würden. Solche breiten Risse ermöglichen den Zutritt von Feuchtigkeit, agressiven Flüssigkeiten oder Gasen zu den Bewehrungsstäben, welche dadurch angegriffen und unkontrollierbar zerstört werden können.
Da mit dem Durchmesser die Oberfläche und mit dieser die Haftfähigkeit des Stabes (in kg) nur linear, dagegen aber seine Querschnittsfläche mit seiner Zugfähigkeit quadratisch steigt, so besteht bei
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Dadurch aber verliert man 17 % an diesen : wert vollsten Baumaterial.
Das Missverhältnis wird noch gefährlicher, wenn stattSt 37- Rundstäbe solche aus St 52 oder aus noch höherer Stahlqualität verwendet werden, um Stahl zu sparen und in dem begrenzten Raum der mächtigen Träger leichter arbeiten zu können. Der verringerte Umfang und eine glattere Oberfläche der Stäbe aus hochwertigem Stahl reduzieren ihre Haftfähigkeit in sehr gefÅahrlichem Masse für die Sicherheit der Balken gegen weite Risse und vorzeitigen Bruch.
In begrenztem Mass kann man die Stahlverluste und die grossen Gefahren vermindern, wenn eine höhere Betonqualität verwendet wird. Die Mehrkosten für solchen Beton. absorbieren jedoch einen grossen Teil der Einsparungen an Stahl.
Man hat daher bereits statt der glatten, zylindrischen Bewehrungsstäbe solche erzeugt, die eine gerauhte oder auch eine mit vorstehenden, ringförmigen Querrippen oder Spiralrippen versehene Oberfläche aufweisen. Beim Ziehen dieser Stäbe aus der Betonmasse entstehen jedoch Betonkeilchen zwischen den zylindrischen Stäben und ihren Ringen oder Spiralen, die die Betonmasse spalten und verhindern, dass sich die Quer-oder Schrägrippchen voll geltend machen.
Man versuchte, die Haftfestigkeit durch Verdichtung dieser Ringe zu erhöhen ; dies aber erschwert und verteuert die Ausarbeitung der Walzen (mit vielen Quer- kerben) und verursacht beträchtliche Stahlverluste (5-10 je). Nichtsdestoweniger werden von gewissenhaften Konstrukteuren solche Stäbe, auch wenn sie sehr dichte Querrippen aufweisen, nur mit verhältnismä- ssig kleinen Stabdicken eingesetzt.
Bei all diesen Bewehrungsstäben ist indessen den für die Vermeidung einer Rissbildung zu beachtenden Zusammenhängen zwischen Oberfläche, Querschnittsfläche und Streckgrenze der Stäbe sowie der Prismenfestigkeit des Betons nicht Rechnung getragen und daher auch in keiner bestimmten Weise die Sicherheit der Balken gegen die äusserst gefährlichen Riss weiten gewährleistet.
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Es sind auch bereits Bewehrungsstäbe bekannt, deren Form aus den erwähnten Zusammenhängen berechnet wurde. An ihrer Oberfläche werden mittelgrosse Vertiefungen ausgewalzt, in welche nur feinkörniger Beton eindringen kann. Beim Ausziehen des Stabes aus der Betonmasse schert sich dieser Beton an der Staboberfläche. Damit wird die höchstmögliche Haftfestigkeit erreicht.
Trotz dieser unübertreffbaren Wirkungsvorteile konnten die letztgenannten Stäbe nicht eingeführt wei- den, weil ihre Herstellung zu komplizierte Profile der Walzen erfordert : Für ein normales Profil waren 3 Meissel (von grosser Empfindlichkeit), für die üblichen 22 Querschnitte also 66 Meissel erforderlich.
Ebenso schwierig sind die Walzen für einen andern bekannten Stab herzustellen, der einen sechszak- kigen. sternförmigen Querschnitt aufweist, wobei dessen Flanken mit einer zwei benachbarte Zacken verbindenden Linie einen Winkel einschliessen, der kleiner als 300, vorzugsweise 28 , ist. D. h. also, dass gleichgerichtete, zu einer durch gegenüberliegende Zacken gehenden Symmetriachse geneigte Flanken nicht auf einer Geraden liegen. Zur Herstellung der Walzen dieses Stabes sind gleichfalls mindestens drei Meissel für jede Stabdicke notwendig.
Die Erfindung zielt darauf ab, einen Bewehrungsstab zu schaffen, der durch in einfacher Weise herstellbare Walzen gewalzt werden kann und besteht im Wesen darin, dass die andern Flanken des Querschnittes zur Symmetrieachse in einem Winkel von 300 geneigt sind.
Dadurch ist es möglich, alle Bewehrungsstäbe unabhängig von ihren Querschnittsgrössen mit Walzen zu erzeugen, deren Herstellung mit nur einem Zweischneide- oder zwei Einschneide-Meisselnmöglichist, die in bezug auf die Walzenachse stets unter 30 bzw. etwa 900 schneiden. Diese Vereinfachung der Wal- zenherstellung verbilligt nicht nur die Walzen, sondern auch die Bewehrungsstäbe.
Die erfindungsgemässe Ausbildung des Stabquerschnittes, bei welchem die zur Symmetrieebene gleichgerichteten Flanken auf einer Geraden liegen, ermöglicht somit eine wesentlich wirtschaftlichere Erzeugung des Stabes gegenüber dem bekannten Stab, bedingt durch die besonders einfache Herstellung der zur Erzeugung des Stabes notwendigen Walzen. Ein weiterer Vorteil besteht noch darin, dass die Walzen für den erfindungsgemässen Stab stärker abgenutzt werden können als die für den bekannten Stab. Bekanntlich hängt die Haftfähigkeit eines Bewehrungsstabes mit sternförmigem Querschnitt von der Tiefe der Längskanäle ab, die mit der Verringerung der Kanaltiefe abnimmt, und erfahrungsgemäss stellt die Tiefe eines Kanals mit unter 260 geneigten Flanken eine äusserste noch tragbare Grösse dar.
Die Tiefe der Längskanäle verringert sich mit der Abnutzung der Walzenflanken. Es könnten somit die Walzen bei der Erzeugung des erfindungsgemässen Stabes um 4 , bei den bekannten Stäben, bei welchen die Flanken mit der Verbindungslinie zweier benachbarter Zacken einen Winkel von 280 einschliessen, jedoch nur um 20 abgenutzt werden. Damit ist der erfindungsgemässe Stab auch hinsichtlich des Walzenverschleisses wirtschaftlicher herzustellen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können in den von den Zacken des Querschnittes gebildeten Längskanälen Querrippen angeordnet sein.
Es können ebenso einfach die Walzen für starke Bewehrungsstäbe hergestellt werden, deren Querschnitte in vorteilhafter Weise eine mehr als sechszackige Sternform besitzen. So können zwischen zwei Hälften des Sternquerschnittes ein oder mehrere Paare von Trapezen gelegt werden, deren äussere Ränder unter 30 zur Symmetrieebene geneigt sind oder in der Mitte der zu breiten Längskanäle des sechszackigen Sternprofils sekundäre Längsrippen ausgewalzt werden, welche das umschreibende Sechseck berühren. Die Walzen für diese Stäbe sind ebenfalls mit Hilfe eines Zweischneide-oder zweier Einschneide-Meissel herstell- bar.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt.
Fig. l zeigt einen Bewehrungsstab mit sechszackigem Sternquerschnitt, die Fig. 2und 3 zeigen die Ar-
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Stabes mit sekundären Längsrippen.
In den beiden ersten Ausführungsbeispielen weisen die Betonbewehrungsstäbe einen Stemquerschnitt auf, dessen Flanken a mit der durch gegenüberliegende Zacken gehenden Symmetrieachse x-x einen Win-
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dem Meissel 1 im Abstand A von der senkrechten Symmetrieebene eine Eindrehung von der Tiefe T vorgenommen (Fig. 2). Sodann erfolgt eine weitere Eindrehung von gleicher Tiefe mit dem Meissel 1'in dem- selben Abstand A, jedoch an der Gegenseite der Symmetrieebene (Fig. 3).
Bei der Herstellung der Walzen für Betonbewehrungsstäbe mit achtzackigen Sternquerschnitten ent-
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Tiefe T und, wie Fig. 6 und 7 zeigen, durch um das Mass A versetztes Anführen der Meissel l'und l an die Walze je eine zusätzliche Eindrehung gedreht.
Sinngemäss können mit den Meisseln 1 und l'weitere Walzenprofilierungen erzeugt werden, wie sie zur Herstellung von zehn-, zwölf-octer mehrzackigen Sternquerschnitten von Betonbewehrungsstäben benötigt werden.
Statt der bei den Ausführungsbeispielen verwendeten Formmeissel l und l'können auch Fräser oder auf Supporten geführte Vorschub-Meissel verwendet werden. Im letzteren Falle ist es durch den gewählten Flankenverlauf des Sternprofils möglich, dass die Profilierung der Walzen mit Support-Einstellungen auf lediglich 30 llild etwa 90 vorgenommen werden kann.
Mit dem Zweischneide-Meissel oder dem Einschneide-Meisselpaar oder Fräser können nach Fig. 8 bei den Walzen für starke Stäbe ebenso die mittleren Rillen für die sekundären Längsrippen gedreht werden, auch wenn ihre Flanken a', a" in einem, von 300 abweichenden Winkel zur Achse x-x geneigt sind. Der Meissel muss nur in der entsprechenden Neigung und dem entsprechenden Abstand von der senkrechten Symmetrieebene der Rille in die berechnete Tiefe eingestochen werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gewalzter Bewehrungsstab mit einem mindestens sechszackigen, sternförmigen Querschnitt, wobei der Querschnitt zu einer durch gegenüberliegende Sternzacken gehenden Symmetrieachse etwa senkrechte Flanken aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die andern Flanken des Querschnittes zur Symmetrieachse in einem Winkel von 300 geneigt sind.