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In Längserstreckung verlaufendes Stabwerk
Die Erfindung bezieht sich auf ein in Längserstreckung verlaufendes, aus miteinander verbundenen
Stäben zusammengesetztes, ebenes oder räumliches Stabwerk, insbesondere als Balken, Säule, Beton- armierung u. dgl.
Bei solchen Stabwerken ist es oft wünschenswert, einzelnen Stäben dieser Stabwerke eine das übliche
Ausmass übersteigende höhere Festigkeitseigenschaft zu verleihen, um Material und Gewicht zu sparen, dünnere Stäbe verwenden zu können und dadurch die Verarbeitung der Stäbe und die Herstellung des Stabwerkes wesentlich zu erleichtern. Es gibt einerseits naturharte Stähle höherer Festigkeit und anderseits kaltverfestigte, z. B. verwundene Stähle, die ausserdem noch mit einer Oberflächenprofilierung, z. B. mit Längs-und/oder Schrägrippen u. dgl., versehen sind. Die Stäbe aus solchen Stählen werden zur Ar- mierung von Betonkörpern verwendet. Ihre Benutzung erfolgt in statischer Hinsicht stets als Einzelstäbe und nicht als eine Fachwerkseinheit.
Dies gilt auch dann, wenn die Stäbe zu sogenannten Armierungskörben vereinigt sind, da die Verbindung der Stäbe eine lose ist und durch Bindedraht erfolgt. Manchmal sind auch solche Stäbe bei der Betonarmierung, z. B. durch Punktschweissung, miteinander geheftet. Auch hierbei ergibt sich kein Fachwerkkörper im eigentlichen Sinne.
Es würde an sich naheliegen, solche Stähle höherer Festigkeit auch für die Herstellung von Stabwerken als tragende Bauelemente zu verwenden. Hiebei ergeben sich jedoch Schwierigkeiten und Nachteile.
Die Verwendung von naturharten Stählen höherer Festigkeit führt zu Schwierigkeiten in der Verarbeitung. Nicht nur die Sprödigkeit und geringere Biegefähigkeit solcher Stäbe erschwert deren Verarbeitung, sondern vor allem die an ihrer Oberfläche gebildete Walzhaut, die erst in kostspieligen, wirtschaftlich kaum tragbaren Bearbeitungsprozessen, z. B. durch Beizen, langwierig entfernt werden müsste, um eine einwandfreie Verbindung der Stäbe untereinander, insbesondere durch Schweissen, zu ermöglichen.
Dazu kommt noch, dass hochwertige naturharte Stähle wegen ihrer chemischen Zusammensetzung überhaupt nur mit Spezialmethoden und unter besonderen Vorkehrungen geschweisst werden können. Die Herstellung von Stabwerken als tragende Bauelemente aus hochwertigen naturharten Stählen lässt sich dadurch praktisch nicht durchführen. Auch die Benutzung von kaltverfestigten, z. B. verwundenen Stäben, die üblich mit einer Oberflächenprofilierung, z. B. mit Längs-und/oder Schrägrippen u. dgl., versehen sind, für die Herstellung von tragenden Stabwerken, hat Mängel. Bei der Verarbeitung solcher Stäbe zu Stabwerken, insbesondere beim Verschweissen der Stäbe, verursachen diese Oberflächenprofilierungen Schwierigkeiten, weil stellenweise keine einwandfreie, flächige Berührung der Staboberflächen herbeigeführt werden kann.
Bei verschiedenen speziellen Verwendungszwecken langgestreckter Stabwerke wirkt sich die Oberflächenprofilierung auch in anderer Hinsicht störend aus. So bestehen beispielsweise manche Schalungsträger, um längenveränderbar zu sein, aus mehreren gegeneinander und/oder ineinander verschiebbaren Elementen. Diese Verschiebbarkeit setzt aber ein möglichst reibungsarmes Aneinandergleiten von Längsstäben voraus, wobei sich eine Oberflächenprofilierung solcher Stäbe zwangsläufig hindernd und reibungserhöhend auswirken muss. Bei der Handhabung solcher Träger können die Oberflächenprofilierungen ausserdem zu Verletzungen der Arbeiter oder zu Beschädigungen der Arbeitskleidung führen.
Stäbe mit glatter Oberfläche werden im allgemeinen durch Kaltziehen hergestellt und verfestigt.
Stäbe, die durch Verwinden verfestigt sind, sind bekannter Weise verdrillte Stabpaare, bei denen kein eigenes Verwinden des Einzelstranges gegeben ist. Vielmehr ist das Stabpaar verwunden. Die Verwendung solcher verdrillter Stabpaare ist jedoch ebenso wenig gegeben, wie die Verwendung von Stäben, die mit einer aus irgendwelchen Vorsprüngen oder Einbuchtungen gebildeten Oberflächenprofilierung ver-
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sehen sind, wie vorstehend erläutert wurde. Bei den verdrillten Stabpaaren kommt noch hinzu, dass sich die Oberflächenspannungen und Dehnungen der einzelnen Fasern des Stabgefüges sehr ungleich verteilen.
Wenn es sich bei dem Stabpaar um Einzelstäbe handelt, treten noch Reibungskräfte zwischen den Stäben auf, und der einzelne Strang nimmt eine schraubenförmige Gestalt an.
Wegen der dadurch sich ergebenden geringen Festigkeitseigenschaften sind verdrillte Stabpaare ebenfalls wenig geeignet.
Es gibt noch naturharte Stähle, bei denen die hohe Festigkeit nicht durch mechanische Mittel, son- dern durch eine Vergütungsmassnahme, z. B. durch eine Legierungsmassnahme. oder auch durch eine kunst- liche Alterung oder Patentierung erhalten wird. Abgesehen davon, dass bei diesen Stählen die zur Erhöhung der Festigkeit vorgenommenen Massnahmen, wie Legierungszusätze bzw. thermische Behandlung, einen grösseren Aufwand erfordern als bei Stählen, die durch einfache Kaltverformung hohe Streckgrenzen- werte erhalten, sind diese naturharten Stähle lediglich für Bewehrungselemente vorgesehen, deren Gurte und Diagonalstäbe die gleiche Beanspruchung, nämlich Zug, erhalten, da die Stahlbetonbewehrung nur zur Beanspruchung im einbetonierten Zustand vorgesehen ist.
Das Stabwerk mit mindestens zwei Stäben aus einem kaltverfestigten. jedoch an der Umfangsfläche glatten Stahl, vorzugsweise Rundstahl, zeichnet sich gemäss der Erfindung dadurch aus, dass diese beiden
Stäbe aus warm gewalztem und durch axiales Verwinden kalt verfestigtem. geradem Rundstahl in einer in an sich bekannter Weise aus Diagonalen bestehenden und durch Schweissen verbundenen Verstrebung bestehen.
Die erfindungsgemässe Ausgestaltung des Stabwerkes bringt. mannigfache Vorteile mit sich. Bei dem
Stabwerk können die kaltverfestigten Stäbe aus weichem Stahl wesentlich einfacher verarbeitet werden als die von Natur aus härteren Stähle höherer Festigkeit. Weder in der Handhabung der Stäbe noch in der
Herstellung der Schweissverbindungen ergeben sich irgendwelche Schwierigkeiten, nicht nur, weil der ver- wendete Stahl von Natur aus wesentlich weicherer Beschaffenheit ist, sondern auch, weil die störende
Walzhaut im Zuge der Kaltverfestigung jeweils restlos entfernt wurde. Weiterhin lassen sich die aus kalt- verfestigtem Stahl bestehenden glatten Stäbe in örtlicher Berührung mit Stäben aus kaltverfestigtem, wei- chem oder naturhartem Stahl gut verschweissen.
Hiedurch ergeben sich ebene oder räumliche, winkelsteife Gebilde, die an die jeweiligen Erfordernisse sehr weitgehend anpassungsfähig und vorteilhaft für verschiedene Zwecke verwendbar sind. Die einwandfreie örtliche Verschweissung wird erst durch die zu- mindest teilweise Heranziehung glatter kaltverfestigter Stahlstäbe ermöglicht.
Das Stabwerk gemäss der Erfindung ist in gleicher Weise als Betonarmierung wie auch als Bauelement in Gestalt eines Balkens, einer Säule u. dgl. geeignet. So kann das Fachwerk vor der Einbetonierung als baulasttragendes Element belastet werden, wobei auch eine spätere Einbetonierung überhaupt entfallen kann. Die Verwendung von Stählen, die durch einfache Kaltverformung hohe Streckgrenzenwerte erhalten haben, trägt auch zur Wirtschaftlichkeit bei. Die Stabwerke können räumlich jeden beliebigen Querschnitt aufweisen, z. B. einen T-, Doppel-T-, Dreieck- oder Rechteckquerschnitt. So lassen sich unter anderem aus solchen Stabwerken auch die an sich bekannten längenveränderlichen Schalungsträger bilden, ferner, in Verbindung mit Betongurten u. dgl., vorzugsweise Fertigteilbalken verschiedenster Art für Dek- kenkonstruktionen.
Als Deckenträger können diese Stabwerke dicht an dicht oder im Zusammenwirken mit Hohlstein-oder Querträgern oder auch als völlig umhüllte Bewehrung für Ortbeton Verwendung finden.
Auch zur Verwendung als unmittelbare Armierung im Beton ist das Stabwerk gemäss der Erfindung geeignet. Hiebei benötigt man die mit Oberflächenprofilierungen versehenen kaltverfestigten Stäbe nicht, weil der Verbund mit dem umhüllenden Beton völlig ausreichend durch die Gestaltung des Stabwerkes selbst gewährleistet ist.
Die Anwendungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes sind sehr reichhaltig, u. zw. sowohlhinsichtlich eines tragenden Bauteils an sich als auch in Verbindung mit Betonteilen u. dgl. und in der Verwendung als Armierung im Beton. Je nach dem Verwendungszweck kann den Stabwerken eine Untersicht aus Kunststein, z. B. in Form eines den Untergurt einhüllende Betonfusses oder einer aus Beton, Holz oder profiliertem Stahl od. dgl. bestehenden Gurtung zugeordnet sein. Der in dem Stabwerk gemäss der Erfindung verwendete kaltverfestigte Stab mit glatter Umfangsfläche bringt den wesentlichen Vorteil einer leichteren Herstellung von Stabwerken höherer Festigkeit und damit auch geringeren Gewichtes und Umfanges.