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Vorgespannter Verbundträger
Die Erfindung betrifft einen Verbundträger, bei welchem Stahlträger und Betondecke gegeneinander vorgespannt sind. Bei solchen Verbundträgern wird diese Vorspannung bisher durch Massnahmen erreicht : z. B. durch Vorspannung der Betondecke in sich mittels Spanndrähten : durch Stützenbewegungen : durch
Unterspannungen oder durch ähnliche Hilfsmittel.
Bei Verbundträgern sollen durch diese Vorspannung unerwünschte Kräfte zumindest teilweise kompen- siertoderauchganz beseitigtwerden-wie beispielsweise negativestützenmomente : durchschwinden oder Kriechen bedingte Kraftumlagerungen ; oder auch Belastungen des Stahlträgers während des Aufbringens der Betonplatte (sogenannter Teilverbund). In der deutschen Patentschrift Nr. 920 851 ist nun ein Stahlträger in Verbundbauweise mit vorgespannter Stahlbetonplatte beschrieben, bei dem zur Aufnahme der Schubkräfte durch Löcher im oberen Stegblechrand quer zum Träger Stahlstege gezogen und vorgespannt sind : ausserdem können im oberen Stegblechrand zur Verankerung der Längsvorspannstäbe auch noch Ankerstücke befestigt sein-z.
B. angeschweisst oder angenietet-, wobei dann die Stäbe auf das Plattenende fächerförmig verteilt sind ; durch die erste Massnahme wird lediglich eine Quervorspannung und dadurch ein besserer Verbund zwischen Stahlträger und Betonplatte erreicht ; durch die Vorspannung der Längsstäbe wird der Betondecke und, weil der Verbund bereits wirksam ist, auch dem Stahlträger eine Druckvorspannung erteilt. Bei andern Systemen, bei welchen der Verbund bereits vor Aufbringung der Druckvorspannung der Betonplatte mittelsSpanndrähten hergestellt wurde, wird auch der Obergurt des Stahlträgers in unerwünschter Weise mit einem Anteil dieser Druckvorspannung belastet. Auch durch nachträglichen Verbund, wie er z.
B. aus der deutschen Patentschrift Nr. 947077 bekannt ist, kann diese unerwünschte Druckbelastung des Trägerobergurtes nicht vermieden werden.
Alle diese bisher bekannten vorgespannten Verbundträger sind jedoch in ihrer Anwendung insoferne beschränkt, als im Verhältnis zum Aufwand der Erfolg oft nicht befriedigend ist ; so kann beispielsweise bei einem Einfeldverbundträger, der über einer tiefenSchlucht verlegt ist, deshalb kein vollständiger Verbund erreicht werden, weil die während des Aufbringens der Betondecke erforderliche Unterstützung des Stahlträgers zu unrationell ist ; in diesem Falle würde auch durchStützenbewegungen oder durch Vorspannen der Betondecke kein vollständiger Verbund zustande gebracht werden ; es bleibt vielmehr nur die Möglichkeit, den Stahlträger provisorisch zu unterspannen, wie dies aus der Schweizer Patentschrift Nr. 282 281 bekannt ist.
In den meisten Fällen wird man sich jedoch mit einem nur teilweisen Verbund begnügen bzw. die Anwendbarkeit von Verbundträgern wird durch die Unwirtschaftlichkeit dieserVerfah- ren häufig überhaupt in Frage gestellt.
Es sollen nun vorgespannte Verbundträger geschaffen werden, bei denen Belastungen des Stahlträgers, insbesondere seines auf Druck beanspruchten Obergurtes, die durch Aufbringung der Betondecke auf einen nicht unterstützten Träger oder durch Schwinden und Kriechen des Betons auftreten, auf das Verbundsystem umgelagert werden.
Nach der Erfindung wird dies bei Verbundträgern, bei denen Stahlträger und Betondecke gegeneinander vorgespannt sind, dadurch erreicht, dass, zumindest während der Montage, an zwei oder mehreren längssymmetrisch angeordneten Stellen zusätzlich nachstellbare Spannorgane eingesetzt sind, deren jedes in seinem unmittelbaren Wirkungsbereich einerseits am Stahlträger und anderseits an der Betondecke ab-
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gestützt bzw. in beiden Teilen verankert ist, wodurch der Obergurt des Stahlträgers unter Zug und die Betondecke unter Druck gehalten werden. Bei diesen Verbundträgern werden also die erwähnten zusätzlichenBelastungen des Stahlträgers derart umgelagert, dass sein Obergurt als Spannglied für die Druckspannung der Betonplatte wirksam ist und somit selbst eine durchaus erwünschte Zugvorspannung erhält.
Die im Verbundträger eingesetzten nachstellbaren Spannorgane können in verschiedener Weise ausgebildet sein, u. zw. z. B. als fix eingesetzte Keilpaare, Verschraubungen od. dgl. bzw. auch als Bewehrungseisen der Betondecke, die an den Einsatzstellen herausgeführt und gegen den Stahlträger verschraubt sind ; schliesslich können als zusätzliche Spannorgane auch nur während der Montage hydraulische Pressen eingesetzt werden, wobei dann das fertige Tragwerk in bekannter Weise verdübelt wird.
In den Zeichnungen ist als Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen, vorgespannten Verbundträgers in Fig. 1 ein Verbundeinfeldträger und in Fig. 2 die verschiedenen Zustandslinien der Momente imStahl-
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sicht.
Der in Fig. l schematisch dargestellte Verbundeinfeldträger besteht aus dem Stahlträger 1 und der auf dessen Obergurt l'aufliegenden Betonplatte 2 ; an den zur Längsmitte des Trägers symmetrischen Stellen sind die zusätzlichenspannorgane 0', 0'-0", 0"-0"', 0'" eingesetzt. InFig. 2 ist im obersten Diagramm die Momentenlinie jener positiven Momente M2 veranschaulicht, die im Stahlträger 1 nach Aufbringen der Betonplatte 2 entstehen ;
das zweite Diagramm zeigt die im Stahlträger 1 nach Anspannen der Spannorgane 0', 0", 0'" entstehenden, durchwegs negativen Mo-
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dieses pannorgane eine am Obergurt l* des Stahlträgers l angreifende Zugkraftsultierenden Momente EM dargestellt, die durch ihre durchwegs verhältnismässig geringen Abweichun- gen vom Nullwert den durch den Einsatz der nachstellbaren Spannorgane erzielten optimalen Effekt sinnfällig aufzeigt.
DasinFig. 3und4dargestellteSpannorgan 10 ist in eine in der Betondecke 2 angebrachte Aussparung 3 versenkt eingesetzt, innerhalb welcher am Obergurt 1' des Stahlträgers 1 eine T-förmigeKonsole 11 aufrecht stehend angeschweisst ist ; zwischen einerQuerwand der Ausnehmung 3 und der dazu parallelen Konsole 11 ist nun ein Keilpaar 12-13 eingesetzt, von welchem ein Keil 13 mittels einer Schraube 14 gegen den Obergurt l* verspannt ist, u. zw. hier der an der Konsole 11 anliegende Keil.
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seits des Stahlträgers in der Betondecke 2 eingelassenen Z-förmigen Stahlprofilen besteht, wobei bei- derseits des Stahlträgers l dieeinander gegenüberliegenden vertikalenschenkel beider Profile 21 und 22 mittels einer Schraube 24 verspannt sind.
Das gemäss Fig. 7 und 8 ausgebildete Spannorgan 30 ist wieder in eine in der Betondecke 2 angebrachte Ausnehmung 4 eingesetzt, wobei eine am Obergurt 1' des Stahlträgers 1 unten querliegend angeschweisste Winkelschiene 31 und eine auf der schrägen Querwand der Ausnehmung 4 aufliegende Druckplatte 32 mit beiderseits des Stahlträgers symmetrisch zu seiner Längsmitte angeord- neten Schrauben 34 verspannt sind.
Fig. 9 und 10 zeigen schliesslich ein Ausführungsbeispiel des Spannorgans 40, bei dem in der Betondecke 2 ein U-förmiger Bügel 42 aus Bewehrungseisen mit in Längsrichtung des Trägers schräg nach unten herausstehenden Enden einbetoniert ist ; die Verspannung dieser beiden Bügelschenkel gegen den Stahlträger erfolgt, in gleicher Weise wie im vorigen Beispiel, durch Verschrauben mittels je einer Mutter 44, die sich gegen den an der Unterseite des Obergurtes 1' angeschweissten Winkel 41 abstützt.
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