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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anschluss eines Trägers einer Ver- bunddecke an eine Stütze.
Verbunddecken stellen eine Weiterentwicklung von Stahlbetondecken dar, die heutzutage im Hochbau in grossem Umfang ausgeführt werden. Bei Stahlbetondecken, die aus Beton mit eingelegten Armierungsstäben oder-matten aufgebaut sind, bestehen hinsichtlich der aus wirtschaftlichen Überlegungen angestrebten Verringerung der Deckenstärke gravierende Einschränkungen. Zum einen tritt bei Stahlbetondecken das sogenannte Durchstanzproblem auf : Die im Anschlussbereich der Stahlbetondecke an die Stütze auftretenden Querkräfte, die von ständigen Lasten und Nutzlasten herruhren, können nur bei ausreichender Mantelfläche des sich ausbildenden Schubspannungskegels aufgenommen werden. Daraus resultiert eine Mindestdicke der Stahlbetondecke.
Eine weitere Einschränkung ergibt sich aus der beschränkten Druck- und Verformungskapazität des Betons, der durch die im Anschlussbereich auftretenden Momente an der Unterkante der Stahlbetondecke leicht zerstört wird.
Bei Verbunddecken wird nunmehr versucht, diese Einschränkungen durch Verwendung zusätzlicher Stahlkomponenten zu beseitigen. Bekannt ist beispielsweise, in einer Verbund- decke im Bereich der Stützen hochkant gestellte Blechstege anzuordnen, die an den Stützen angeschweisst sind. Auf diese Weise wird zwar das Durchstanzproblem verringert, die Blechstege erlauben jedoch keine nennenswerte Aufnahme der auftretenden Momente. Aus diesem Grund wird auch bei der statischen Berechnung dieser bekannten Verbunddecken der Anschlussbereich als Gelenk gerechnet, d.h. als eine Stelle, an der zwar Querkräfte, jedoch keine Momente aufgenommen werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Anschluss einer Verbunddecke an eine Stütze zu schaffen, mit der die Verbunddecke momentübertragend an die Stütze ange- bunden ist.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Träger zumindest einen horizontalen Querflansch aufweist, der zumindest unter Belastung an der Stütze direkt oder indirekt anliegt
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Durch den Querflansch des Trägers wird nunmehr eine von der Druck- und Verformungskapazität des Betons unabhängige Krafteinleitung vom Träger in die Stütze erreicht, sodass die von den auftretenden Momenten herrührenden Kräfte problemlos abgeleitet werden können.
Die so erzielte Einspannung der Verbunddecke ermoglicht eine drastische Verringerung der Deckenstärke im Vergleich zu bekannten Stahlbeton- oder Verbunddecken, sodass neben Materialeinsparungen bei den Decken selbst auch zusatzliche Einsparungen bei der Gründung der Bauwerke erzielt werden können, da die Gründungslasten aus den Deckeneigengewichten stark reduziert smd Zusätzlich wird durch die Einspannung der Verbunddecke eine sehr hohe und damit benutzerfreundliche Schwingungsfrequenz erzielt Die einfachste Bauform für einen Träger, der die erfindungsgemässe Momenteneinleitung ermöglicht, ist die Ausbildung als T-förmiger Stahlträger.
Zur Einleitung von Druckkräften ist der T-förmige Träger vorzugsweise derart angeordnet, dass der Mittelsteg vom Querflansch nach oben ragt, wobei der Querflansch im untersten Bereich der Verbunddecke verläuft.
Um die Übertragung der Kräfte aus der Verbunddecke in den Trager zu verbessern, kann vorgesehen sein, dass der Querflansch mit einer Vielzahl stiftförmiger Elemente, insbesondere abstehender Nägel oder Bolzen versehen ist Eine bevorzugte Ausführungsvariante sieht zur konstruktiv einfachen Anbindung des Trägers an die Stütze vor, dass an die Stütze eine Anschlusslasche mit mindestens einer Durchgangsbohrung befestigt, vorzugsweise angeschweisst ist, und dass der Mittelsteg des Trägers im Anschlussbereich mindestens eine korrespondierende Durchgangsbohrung aufweist, wobei der Träger durch mindestens einen beide Durchgangsbohrungen durchsetzenden Montagebolzen an die Stütze angebunden ist.
Um den Träger exakt ausrichten zu können, kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die relative Lage des Trägers zur Stütze mittels zwischen Querflansch und Stütze eingelegter Passbleche veränderbar ist. Die Passbleche gewährleisten weiters, dass der Querflansch fest an der Stütze anliegt, sodass auftretende Belastungen unmittelbar und spielfrei vom Querflansch auf die Stütze weitergeleitet werden
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Um die Aufnahmekapazität der Konstruktion bezüglich Querkräften, die von ständigen Lasten und Nutzlasten herrühren, zu erhöhen, kann zusätzlich vorgesehen sein, dass an der Stütze zur Einleitung von Querkräften eine Knagge befestigt, vorzugsweise angeschweisst ist, wobei der Träger auf der Knagge aufliegt.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der anschliessenden Figurenbeschreibung Dabei zeigt: Fig 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung in Seitenansicht, Fig. 2 eine erfindungsgemässe Vorrichtung in einer dazugehörigen Ansicht von oben und Fig. 3 emen Schnitt durch einen Träger.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung bezieht sich auf moderne Bauwerke, bei denen eine Vielzahl von Stützen die das Bauwerk in Geschosse unterteilenden Verbunddecken nach unten hin auf der Gründung abstützt Eine dieser Stützen 1 ist in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt.
Die Stütze 1 ist als Hohlprofilstütze aus Stahl ausgebildet, wobei im Inneren der Stütze 1 zusätzlich ein Stahlkern 7 vorgesehen ist. Insbesondere im Anschlussbereich des Trägers 2 an die Stütze 1 ist die Stütze 1 mit Dübeln oder Nägeln 8 versehen, die eine Armierung des mit Beton füllbaren Hohlraums um den Stahlkern 7 bilden und die eingeleiteten Kräfte vom äusseren Hohlprofil der Stütze 1 ins Innere weiterleiten.
Zur Verbindung der Stütze 1 mit dem Träger 2 ist an der Stütze 1 eine Anschlusslasche 6 angeschweisst, die mit einer Durchgangsbohrung versehen ist. Unterhalb der Anschlusslasche 6 ist an der Stütze 1 zusätzlich noch eine Knagge 9 aus Stahl angeschweisst. Sowohl die Anschlusslasche 6 wie auch die Knagge 9 dienen zur Einleitung der vom Träger 2 aufgenommenen Kräfte in die Stütze 1.
Zur Aufnahme der Kräfte aus der innerhalb der strichlierten Linien aus armiertem Beton 4 ausgebildeten Verbunddecke ist der Träger 2 mit einer Vielzahl stiftförmiger Elemente 5 ver- sehen. Die stiftförmigen Elemente 5, beispielsweise Nägel, Schrauben oder Bolzen, sind - wie aus Fig. 2 ersichtlich - am horizontalen Querflansch 2b des Trägers 2 angeordnet. Je
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nach Ausgestaltung werden die stiftförmigen Elemente entweder am Querflansch angeschweisst oder, falls sie den Querflansch 2b durchsetzen, mittels Verschraubung fixiert.
Der Träger 2 weist an seinem Mittelsteg 2a im Anschlussbereich eine mit der Durchgangsbohrung der Anschlusslasche 6 korrespondierende Durchgangsbohrung auf, sodass der Träger 2 mittels eines die beiden Durchgangsbohrungen durchsetzenden Montagebolzens 3 an die Stütze 1 angebunden werden kann.
Wesentlich für die Erfindung ist die Querschnittsform des Tragers 2, die aus Fig 3 ersichtlich ist Der Querflansch 2b des Trägers 2 ermöglicht eine Einleitung der aus dem Moment M resultierenden Druckkräfte in die Säule 1. Die Einleitung erfolgt indirekt über Pa#bleche 10 und die Knagge 9, wobei wesentlich ist, dass alle beteiligten Komponenten (Stütze, Träger, Knagge, Passbleche) aus Stahl sind. Die Passbleche 10 gewährleisten in diesem Zusammenhang das spielfreie Anliegen des Querflansches 2b an der Knagge 9, sodass selbst geringe Belastungen spielfrei unmittelbar auf die Stütze 1 übertragen werden Ausserdem kann die relative Lage des Trägers 2 zur Stütze 1 exakt eingestellt werden.
Hauptfunktion der Knagge 9 ist abgesehen von der Übertragung der Druckkräfte vom Querflansch 2b auf die Stütze 1 die Aufnahme der Querkräfte Q, die von ständigen Lasten und Nutzlasten herrühren. Zu diesem Zweck liegt der Träger 2 mit seinem Mittelsteg 2a oben auf der Knagge 9 auf Zusätzlich zur Druckaufnahme über den Querflansch 2b gewährleistet eine im oberen Bereich des Betons 4 angeordnete klassische Zugbewehrung die momentübertragende Anbindung der Verbunddecke an die Stütze 1. Diese Zugbewehrung wirkt mit der Druckeinleitung über den Querflansch 2b im unteren Bereich der Verbunddecke zusammen.
Je nach Lage der Stütze 1 im Bauwerk sind entweder mehrere über den Umfang verteilte Träger 2 an die Stütze 1 angeschlossen oder nur einer, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt.
Die Träger 2 können jeweils an zwei Stützen 1 angeschlossen oder auch nur einseitig eingespannt sein. An den Trägem 2 kann weiters eine verlorene Schalung für den armierten Beton 4 fixiert sein, wodurch auf eine klassische Schalung, die mit hohen Arbeitskosten verbunden ist, verzichtet werden kann.
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The present invention relates to a device for connecting a beam of a composite ceiling to a support.
Composite ceilings represent a further development of reinforced concrete ceilings, which are carried out today on a large scale in building construction. In the case of reinforced concrete ceilings, which are made of concrete with inserted reinforcing bars or mats, there are serious restrictions with regard to the reduction in the ceiling thickness that is desired for economic reasons. On the one hand, the so-called punching problem arises with reinforced concrete ceilings: the transverse forces that occur in the connection area of the reinforced concrete ceiling, which stem from constant loads and payloads, can only be absorbed if the shear stress cone that forms is sufficient. This results in a minimum thickness of the reinforced concrete ceiling.
Another limitation arises from the limited pressure and deformation capacity of the concrete, which is easily destroyed by the moments occurring in the connection area on the lower edge of the reinforced concrete ceiling.
In the case of composite ceilings, attempts are now being made to overcome these restrictions by using additional steel components. It is known, for example, to arrange upright sheet metal webs in the area of the supports, which are welded to the supports. In this way, the punching problem is reduced, but the sheet metal webs do not allow any noteworthy recording of the moments that occur. For this reason, the connection area is also calculated as a hinge in the static calculation of these known composite ceilings, i.e. as a place where transverse forces but no moments can be absorbed.
The object of the invention is therefore to create a device for connecting a composite ceiling to a support, with which the composite ceiling is connected to the support in a torque-transmitting manner.
This is achieved according to the invention in that the carrier has at least one horizontal transverse flange which bears directly or indirectly on the support, at least under load
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The cross flange of the girder now enables force transmission from the girder to the column, which is independent of the pressure and deformation capacity of the concrete, so that the forces resulting from the moments occurring can be easily dissipated.
The clamping of the composite ceiling achieved in this way enables a drastic reduction in the ceiling thickness compared to known reinforced concrete or composite ceilings, so that in addition to material savings in the ceilings themselves, additional savings can be achieved in the foundation of the structures, since the foundation loads from the ceiling dead weights are greatly reduced a very high and therefore user-friendly vibration frequency is achieved by clamping the composite ceiling. The simplest design for a beam, which enables the introduction of moments according to the invention, is the design as a T-shaped steel beam.
To introduce compressive forces, the T-shaped support is preferably arranged such that the central web protrudes upward from the transverse flange, the transverse flange running in the lowest area of the composite ceiling.
In order to improve the transmission of the forces from the composite ceiling into the girder, it can be provided that the transverse flange is provided with a large number of pin-shaped elements, in particular protruding nails or bolts. A preferred embodiment variant provides for the structurally simple connection of the girder to the support that a connecting bracket with at least one through hole is fastened, preferably welded, to the support and that the central web of the carrier has at least one corresponding through hole in the connection area, the carrier being connected to the support by at least one mounting bolt passing through both through holes.
In order to be able to align the carrier exactly, it can be provided in this connection that the relative position of the carrier to the support can be changed by means of fitting plates inserted between the transverse flange and the support. The shims also ensure that the cross flange is firmly seated on the support, so that occurring loads are transferred directly and without play from the cross flange to the support
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In order to increase the capacity of the structure with respect to transverse forces resulting from constant loads and payloads, it can additionally be provided that a peg is attached to the support for introducing transverse forces, preferably welded on, the support resting on the peg.
Further features and details of the present invention result from the subsequent description of the figures. FIG. 1 shows a device according to the invention in a side view, FIG. 2 shows a device according to the invention in an associated view from above and FIG. 3 shows a section through a carrier.
The device according to the invention relates to modern buildings, in which a plurality of supports supports the composite ceilings dividing the building into storeys downwards on the foundation. One of these supports 1 is shown in FIGS. 1 and 2.
The support 1 is designed as a hollow profile support made of steel, a steel core 7 being additionally provided in the interior of the support 1. In particular in the connection area of the support 2 to the support 1, the support 1 is provided with dowels or nails 8, which form a reinforcement of the cavity which can be filled with concrete around the steel core 7 and which transmit the forces introduced from the outer hollow profile of the support 1 into the interior.
To connect the support 1 to the support 2, a connecting bracket 6 is welded to the support 1 and is provided with a through hole. Below the connecting bracket 6, a collar 9 made of steel is additionally welded to the support 1. Both the connecting strap 6 and the collar 9 serve to introduce the forces absorbed by the carrier 2 into the support 1.
In order to absorb the forces from the composite ceiling made of reinforced concrete 4 within the dashed lines, the support 2 is provided with a multiplicity of pin-shaped elements 5. The pin-shaped elements 5, for example nails, screws or bolts, are - as can be seen from FIG. 2 - arranged on the horizontal transverse flange 2b of the carrier 2. Each
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According to the embodiment, the pin-shaped elements are either welded to the cross flange or, if they pass through the cross flange 2b, fixed by means of a screw connection.
The support 2 has on its central web 2a in the connection area a through hole corresponding to the through hole of the connecting plate 6, so that the support 2 can be connected to the support 1 by means of an assembly bolt 3 penetrating the two through holes.
The cross-sectional shape of the support 2, which can be seen in FIG. 3, is essential to the invention. The transverse flange 2b of the support 2 enables the pressure forces resulting from the moment M to be introduced into the column 1. The introduction takes place indirectly via plate # 10 and the collar 9, whereby it is essential that all components involved (support, beam, lug, shims) are made of steel. In this context, the fitting plates 10 ensure that the transverse flange 2b bears against the collar 9 without play, so that even small loads are transmitted directly to the support 1 without play. In addition, the relative position of the support 2 to the support 1 can be set exactly.
Apart from the transmission of the compressive forces from the transverse flange 2b to the support 1, the main function of the peg 9 is to absorb the transverse forces Q which result from constant loads and payloads. For this purpose, the beam 2 rests with its central web 2a on top of the collar 9. In addition to the pressure absorption via the transverse flange 2b, a classic tensile reinforcement arranged in the upper area of the concrete 4 ensures the moment-transmitting connection of the composite floor to the column 1. This tensile reinforcement acts with the Pressure introduction via the cross flange 2b in the lower area of the composite ceiling.
Depending on the position of the support 1 in the building, either several beams 2 distributed over the circumference are connected to the support 1 or only one, as shown in the exemplary embodiment.
The beams 2 can each be connected to two supports 1 or can only be clamped on one side. A lost formwork for the reinforced concrete 4 can also be fixed to the girders 2, which means that a classic formwork, which is associated with high labor costs, can be dispensed with.