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In Stahl- oder Spannbetontragwerke einsetzbarer Bügelkorb
Die Erfindung betrifft einer. in Stahl- und Spannbetontragwerke einsetzbaren, aus miteinander ver- bundenen, vorzugsweise verschweissten Längsdrähten und quer zu diesen liegenden Drähten gebildeten Bü- gelkorb, wobei jeder Bügeldraht U-förmig abgebogen ist und seine Schenkelenden quer zu der durch diese
Schenkel festgelegten Ebene zu Haken umgebogen sind.
Es ist bekannt, in Stahl- und Spannbetontragwerken anzuordnende Bügel zug- und scherfest an mit gleichbleibenden Querschnitten von Auflager zu Auflager gerade durchlaufenden Zuggliedern anzuschlie- ssen und dadurch den Verbund b's zum rechnerischen Bruchzustand gleich dem 1, 75-fachen Gebrauchszu- stand sicherzustellen.
Es ist auch bekannt, Bügel, die die Zugglieder lose umfassen, durch in Bügelform abgebogene Baustahlgewebematten zu ersetzen. Die dadurch entstehenden Bügelkörbe weisen zwei Nachteile auf. Sie können nur in Längen bis zu 2, 45 m hergestellt werden und die Bügel verbindenden Längsdrähte kommen oft, im Querschnitt gesehen, an Stellen zu liegen, an denen sie statisch unwirksam sind, weil Baustahlgewebematten verwendet werden müssen, deren Drahtabstände gleich sind.
Nach einem weiteren Vorschlag wird eine Bewehrung für Stahlbetonkonstruktionen aus Matten mit sich rechtwinklig kreuzenden Stäben durch Abkanten hergestellt. Diese Bewehrungseinlage gewährleistet nach dem Einbau in eine Stahlkonstruktion die volle rechnerische Tragfähigkeit auf Biegung, weist aber erhebliche statische und wirtschaftliche Nachteile auf.
Ein bekanntgewordener Leichtbauträger aus Rundstahl als Bewehrung von Stahlbetondeckenkonstruktionen, zeigt auch ohneumhüllung mit Beton, also schon vor dem Einbau, die volle Tragfähigkeit.
Die Erfindung geht von folgender Überlegung aus :
Die statische Überlegenheit derartiger Bügelkörbe gegenüber die Zugglieder nur lose umfassenden Einzelbügeln üblicher Art lässt sich bis zum gleichen Ausmass wie die der zug- und scherfest an die gerade durchlaufenden Zugglieder angeschlossenen Bügel steigern, wenn die Bügelkörbe jeweils in einem Stück mit der gleichen Länge wie das Tragwerk selbst verwendet und die die Bügel verbindenden Längsstäbe so im Tragwerksquerschnitt angeordnet werden, dass mit kleinsten Drahtquerschnitten die höchstmögliche statische Wirkung erzielt wird.
Der statische Nachteil der die Zugglieder lose umfassenden Bügel üblicher Art und zum Teil auch der aus Baustahlgewebe gebogenen Bügelkörbe mit 2,45 m Länge tritt dann, wenn der Beton der Zugzone in denSpannungszustand II übergeht, dadurch in Erscheinung, dass die Dehnungen der Zugglieder auf den Längen. die den Bügelabständen (a in cm) entsprechen, grösser werden als die Längenänderungen der Bügelabstände, d. h., die Zugglieder verschieben sich in Richtung der Tragwerksachse gegenüber den Bügeln. Die Verschiebungen der Zugglieder gegenüber den Bügeln werden dann besonders gross, wenn die gerade durchlaufenden Zugglieder in den Tragwerksenden nicht genügend verankert sind.
Die volle statische Wirksamkeit der Bügel zur Sicherung des Verbundes bis zum Bruchzustand lässt sich nur dann erreichen, wenn die Längenveränderungen Aa der Bügelabstände a in Höhe der Schwerachse der Zugglieder die gleich ist, wie die Längenänderung der Zugglieder auf den ursprünglichen Tel1strek- ken.
Unabhängig davon, ob die Stahlzugspannungen proportional zu den Biegemomenten verlaufen oder
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der nur dann die gleichen sein wie die bezogenen Längenänderungen der Bügelabstände, wenn die Bügel etwa in Höhe der Schwerachse der Zugglieder mit einem auf die ganze Tragwerkslänge durchlaufenden
Längsdraht verschweisst sind, weil in dem mit den Bügeln verschweissten Längsdraht dann der Spannungs- verlauf der gleiche ist wie in den Zuggliedern, vorausgesetzt, dass sowohl die Zugglieder als auch die mit den Bügeln verschweissten, in Höhe der Schwerachse der Zugglieder und parallel zu diesen verlaufenden
Längsdrähten in den Balkenenden so verankert sind, dass sie auch unter der Bruchlast nicht schlupfen können.
Beträgt beispielsweise die Länge eines Tragwerkes, wie Trägers 6 m, dann würde man im Bereich jedes der beiden Auflager im Tragwerk je einen Bügelkorb und zusätzlich von Auflager zu Auflager durch- laufende Zugglieder vorsehen. Da zwischen den beiden Bügelkörben, abgesehen von den durchlaufenden
Zuggliedern, ein Zwischenraum verbleibt, können die Längsdrähte der Bügelkörbe zur Aufnahme der Hauptzugspannungen nicht herangezogen werden. Es werden also von den Bügelkörben nur Schubkräfte und schräg verlaufende Zugspannungen aufgenommen.
Dementsprechend müssen die Zugglieder, die von Auflager zu Auflager durchlaufen, wesentlich stärker bemessen werden als dies erforderlich ist, wenn ein einziger Bügelkorb vorgesehen wird, dessen Länge im wesentlichen gleich der Länge des Tragwerkes ist. Entsprechendes gilt auch für Stahl- bzw.
Spannbetondecken, denen bisher keine Bügelkörbe zugeordnet wurden.
Gemäss der Erfindung wird empfohlen, an sich bekannte, U-förmig abgebogene und an ihren beiden Enden quer zu der durch die Bügelschenkel festgelegten Ebene, zu Haken abgebogene Bügeldrähte zu verwenden, wobei alle in den gleichen Längsebenen liegenden Haken durch Verschweissen mit je einem Längsdraht des Bügelkorbes dem Hindurchstecken von Querdrähten od. dgl. dienende Ösen bilden. Bei Trägern mit Bügeldrähten, deren Schenkel gleiche Länge aufweisen und die mit je drei Längsdrähten verbunden sind, wird nach dem Vorschlag der Erfindung jeder mittige Längsdraht in Höhe der Nullachse des Bügelkorbes festgelegt.
Sollen derartige Bügelkörbe als Armierungselemente von Stahlbeton-bzw. Spannbetondecken verwen- det werden, so ist es zweckmässig, in an sich bekannter Weise dafür zu sorgen, dass die Schenkel der Bügeldrähte eines Bügelkorbes verschieden lang sind, wobei, wie gleichfalls bekannt, nur die längeren Schenkel und die beideSchenkel verbindenden Teile mit Längsdrähten verbunden sind. Erfindungsgemäss werden mehrere solcher Bügelkörbe parallel zueinander und teilweise ineinander eingreifend angeordnet.
Sie können dann vorzugsweise als Bewe1rungselemente trümmersicherer Decken Verwendung finden. In diesem Falle kann man mit den Haken bzw. Ösen der längeren Schenkel der Bügeldrähte eine obere Bewehrung, wie Baustahlgewebematte, verbinden.
Das Herstellen gemäss der Erfindung gestalteter Bügelkörbe ist dann verhältnismässig einfach, wenn man ein Schweissgerät benutzt, das gekennzeichnet ist durch einen gegenüber einem Schweisspole tragenden Portal verschiebbaren Wagen, der einen Balken trägt, dessen Umrissform dem Querschnitt des herzustellendenBügelkorbes entspricht und der Aufnahme der Längs- und Bügeldrähte dienende Nuten aufweist, wobei die Längsnuten durch stromleitende Schienen, wie Kupferschienen, teilweise ausgefüllt sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen schematisch erläutert.
Es zeigen : Fig. la einen Bügeldraht vor dem Verformen, Fig. Ib den Bügeldraht nach Fig. la nach Verfor-
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spektivischer Darstellung, Fig. le eine Teilseitenansicht eines aus Bügeln und Längsdrähten gebildeten Bügelkorbes im Bereich des einen der beiden Auflager des zu erstellenden Tragwerkes, Fig.
If einen Querschnitt durch den Bügelkorb nach Fig. le, Fig. 2a einen Querschnitt durch einen Balken, der zum Herstellen eines Bügelkorbes benutzt wird, Fig. 2b einen Schnitt durch Fig. 2a, geschnitten nach der Linie A - A, Fig. 2c einen Querschnitt durch den dem Herstellen eines Bügelkorbes dienenden Balken mit Längs- und Bügeldrähten mit Haltemittein für die Längsdrähte des Bügelkorbes, Fig. 2d eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 2c, Fig. 3 eine Vorderansicht eines Schweissgerätes mit einem einen Balken nach denFig. 2aund2btragendenWagen,Fig.4einedemAusführungsbeipielnachFig.1eähnlicheSeitenansicht eines Bügelkorbes, Fig. 5 eine Teilseitenansicht eines Bügelkorbes im Bereich eines Zwischenauflagers, Fig.
6 eine Teilseitenansicht eines Bügelkorbes im Bereich eines freien Auflagers mit zusätzlich angeordneten Längsdrähten, deren Länge kleiner ist als der Abstand zwischen den beiden freien Auflagern, Fig. 7a einen Querschnitt durch einen Bügelkorb für Deckenplatten mit Bügeln, deren Schenkel verschiedene Länge aufweisen, Fig. 7b eine Teilseitenansicht des Bügelkorbes nach Fig. 7a, Fig. 7c eine perspektivische Darstellung eines Bügelkorbes nach den Fig. 7a und 7b, Fig. 8 einen Querschnitt durch parallel zueinander verlaufende, teilweise ineinander einfassende Bügelkörbe, Fig. 9 einen Querschnitt durch eine
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trümmersichere Decke mit drei parallel zueinander verlaufenden Bügelkörben.
Die maschinelle Herstellung der Bügel erfolgt so, dass die Länge e der Enden eines geraden Drahtstückes 1, dessen Länge entsprechend der jeweiligen Bügelform zu bemessen ist, zu Haken l'abgebogen werden, bis die Enden parallel zu dem sie verbindenden Teil des Drahtstückes 1 von der Länge m verlaufen. In einem weiteren Arbeitsgang wird dann jeder Bügeldraht so zu einem U-förmigen Bügel 1 verformt, dass die Haken l'quer zu der Ebene liegen, die durch den mittleren Teil und die beidenSchenkel des Bügels festgelegt ist.
Die Bügel 1 werden nun mit Längsdrähten 2 zum eigentlichen Bügelkorb verschweisst, dessen Querschnittsform der Bügelform entspricht, zweckmässigerweise mittels einer elektrischen Schweissmaschine, u. zw. in der Weise, dass jeweils alle einen der Bügel 1 kreuzenden Längsdrähte 2 in einem Arbeitsgang mit diesem verschweisst werden. Werden die Längsdrähte 2 wie vorstehend ausgeführt angeordnet und festgelegt, dann können die in der Druckzone des Tragswerkes verlaufenden Längsdrähte 2 so mit den Haken l* der Bügel 1 verschweisst werden, dass jeweils eine geschlossene Öse 1" entsteht.
Die Bildung der Ösen 1", deren Erstreckungsebenen mit der Mantelfläche des Bügelkorbes zusammenfallen, hat den Vorteil, dass die Bügelkörbe nach oben offen sind und die Längsbewehrung, nämlich Zugglieder 3, auf der Baustelle, wenn der Bügelkorb 1, 2 zwischen die Schalung eingebracht ist, von oben her eingelegt und dann die Bügelkörbe auch oben geschlossen werden können, wenn durch die Bügelösen 1". Querstäbe 4 z. B. die Enden der Bewehrungsstäbe anschliessender Deckenplatten gesteckt werden. Auf diese Weise wird eine einwandfreie Verankerung der Zugglieder eines Stahlbetonbalkens mit der Deckenbewehrung auch ohne die Anordnung sogenannter Montageeisen in der Druckzone des Stahlbetonbalkens erreicht und ausserdem auch noch jede Knüpfarbeit zum Verbinden von sich kreuzenden Bewehrungsstäben eingespart.
Eine sichere Verankerung des bzw. der Bewehrungskörbe l, 2 und auch der Zugglieder 3 in den Trug-
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Enden 3'und sichern sie sowohl gegen vertikales als auch gegen horizontales Verschieben. In der gleichen Weise können auch über den Mittelstützen aufgebogene Zugglieder durch Querstäbe 4 in Höhe der Bügelösen l"ohne zusätzliche Bindearbeit in der statisch erforderlichen Lage festgehalten werden.
Das Auftreten von gegen die Tragwerksachse schräg verlaufenden Rissen in der Nähe der Auflager, d. h., das Auftreten sogenannter Schubrisse, kann vollkommen vermieden werden, wenn im Bereich der Auflager ausser einer Verringerung der Bügelabstände auch noch zwischen den von Auflager zu Auflager durchlaufenden Längsdrähten 2 zusätzlich ein oder mehrere kurze Längsdrähte 2' (Fig. 6) über die auf Zug beanspruchte Höhe h - x des Tragwerkes verteilt angeordnet und ebenfalls mit den Bügeln 1 verschweisst werden.
Durch die Verwendung von Bügelkörben 1, 2 mit auf der ganzen Spannweite der Tragwerke durchlaufenden Längsdrähten 2, die mit den senkrecht stehenden Bügeln 1 verschweisst sind, werden folgende Vorteile erzielt.
1) Der Querschnitt der Zugglieder 3 kann um den Querschnitt der in der Zugzone liegenden Längsdrähte kleine bemessen werden.
2) Der Abstand der Bügel kann beliebig verkleinert oder vergrössert, d. h. den statischen Gegebenheiten angepasst werden.
3) Werden im Bereich der Auflager nicht nur die Abstände al der Bügel mit etwa 5 cm festgelegt und ausserdem dort auch noch zwischen den von Auflager zu Auflager durchlaufenden Längsdräbten zusätzlich ein oder mehrere kurze Drahtstücke 2'über die auf Zug beanspruchte Höhe h-x des Tragwerkes verteilt angeordnet und ebenfalls mit den Bügeln 1 verschweisst, so kann das Auftreten von sogenannten Schubrissen in der Nähe der Auflager bei Bemessung der kurzen Längsdrähte 2'nach den schrägen Hauptzugspannungen vollkommen vermieden werden.
4) Durch die Bildung der Ösen l", wenn die abgebogenen Enden der senkrecht stehenden Bügel 1 mit den obersten durchlaufenden Längsdrähten 2 verschweisst werden, können nach oben offene Bügelkörbe l, 2 verwendet werden, die nicht nur den Zusammenbau der Bewehrung deshalb erleichtern, weil die Längsbewehrung von oben her eingelegt werden kann, sondern auch ohne zusätzliche Bindearbeiten eine Festlegung der Zugglieder 3 in der statisch erforderlichen Höhenlage an den Zwischenauflagern aber auch deren schlupffreie Endverankerung an den freien Auflagern dadurch in einfacher Weise ermöglichen. dass durch die Ösen l* Querdrähte oder Querstifte 4, die die Enden 3'der Zugglieder 3 übergreifen bzw. an den Zwischenauflagern der Zugglieder 3 unterfassen, gesteckt werden.
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horizontal und vertikal verstellbar angebrachten Gegenpolen 14 in einer Ebene liegen. Die einzelnen Ge- genpole 14, die mit dem zweiten Pol des Schweisstransformators durch Kabel verbunden sind und deren
Anzahl der Zahl der Längsdrähte 2 entspricht, können durch mit Pressluft bediente Kolben so weit nach vorn bzw. nach unten geschoben werden, bis sie an den Kreuzungsstellen der Längsdrähte 2 mit den Bü- geln 1 die Längsdrähte berührend, den Stromkreis des Schweissstromes schliessen und dann durch leich- ten Druck zum Verschweissen der Drähte an den Kreuzungsstellen führen.
Sobald die Verschweissung er- folgt ist, werden die durch Pressluft gesteuerten Gegenpole 14 wieder zurückgezogen und der Wagen 9 um die Länge eines Bügelabstandes a bzw. einem Vielfachen von a weitergeschoben, so dass das Ver- schweissen des folgenden Bügels 1 mit den Längsdrähten 2 erfolgen kann usw., bis alle Bügel 1 mit den
Längsdrähten 2 verschweisst sind.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, wie die von Auflager zu Auflager durchgehenden Zugglieder 3 mit ihren
Enden 3'gegenüber dem Bügelkorb verankert werden können. Die Zugglieder 3 werden von der Zugzone bis zur Druckzone hochgezogen und durch Querstäbe 4, die die Ösen 1" durchgreifen, gegenüber dem
Bügelkorb festgelegt. Zu beachten ist hiebei, wie aus Fig. 4 ersichtlich, dass einmal ein Querstab 4 unter, dann ein Querstab 4 über dem Zuggliederende 3'vorgesehen ist und dass darüber hinaus an mindestens einer Stelle jedes Zuggliederendes durch zwei Querstäbe 4 in einer Öse 1" gehalten wird.
Selbstverständlich kann man auch die im Bereich eines Zwischenauflagers hochgezogenen Zugglieder
3 in gleicher Weise sichern, wie dies an Hand der Fig. 4 erläutert wurde (F'g. 5). Man kann aber auch im
Bereich der Auflager noch zusätzlich verhältnismässig kurze Längsdrähte 2'an den Bügeln 1 festlegen (Fig. 6).
Soll ein von Auflager zu AuflagerdurchlaufenderBügelkorb als Bewehrung für Deckenplatten benutzt werden, dann empfiehlt es sich, den einen Schenkel jedes Bügels 1 kürzer zu gestalten als den andern, wie dies aus denFig. 7a - 7c, 8 und 9 ersichtlich ist. Die Längsdrähte des Bügelkorbes werden hier zweckmässigerweise innerhalb des von den Bügeln umschlossenen Raumes angeordnet und mit diesen Bügeln verschweisst, u. zw. nur mit dem mittleren Teil jedes Bügels und mit dem längeren Schenkel. Auch in diesem Fall sind die Bügel zu Haken l'bzw. Ösen 18 verformt.
Hat man einen Bügelkorb auf die Schalung aufgelegt, dann hängt man einen zweiten Bügelkorb, der sich parallel zum ersten erstrecken soll, so über die kürzeren Schenkel der Bügel l, dass der an der Kröpfung zwischen den Mittelteilen der Bügel und den längeren Schenkeln derselben liegende Längsdraht an den Kröpfungsstellen der kürzeren Schenkel der Bügel mit dem mittleren Teil des zuerst aufgelegten Bügelkorbes anliegt. Weitere Bügelkörbe werden dann in gleicher Weise aufgelegt (Fig. 8).
Die sich bis in die Druckzone der Deckenplatte erstreckenden längeren Schenkel der Bügelkörbe können ausser durch Querstäbe 4 auch durch eine Baustahlgewebematte 15 miteinander verbunden werden, wobei die Festlegung der Baustahlgewebematte 15 durch die Querstäbe od. dgl. erfolgt.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Bügel können je nach dem Querschnitt des zu erstellenden Tragwerks auch eine andere Form aufweisen. Die Verbindung zwischen den Längsdrähten und den Bügeln kann auch in anderer Weise bewirkt werden als durch Verschweissen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. In Stahl-und Spannbetontragwerke einsetzbarer, aus miteinander verbundenen, vorzugsweise verschweissten Längsdrähten und quer zu diesen liegenden Drähten gebildeter Bügelkorb, wobei jeder Bügeldraht U-förmig abgebogen ist und seineschenkelenden in an sich bekannter Weise quer zu der durch diese Schenkel festgelegten Ebene zu Haken umgebogen sind, dadurch gekennzeichnet, dass alle inden gleichen Längsebenen liegenden Haken (l') durch Verschweissen mit je einem Längsdraht dem Hindurchstecken von Querdrähten od. dgl. (4) dienende Ösen (1") bilden.