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Die Erfindung bezieht sich auf Bewehrungselemente für die Bewehrung der Zugzone von auf Biegung beanspruchten Stahlbetonbauteilen, in Form eines Bündels von zumindest zwei Bewehrungsstäben mit versetzten Enden zur Anpassung des Querschnittes an den Momentenverlauf.
Es ist bekannt, dass Einzelstäbe, insbesondere grösseren Durchmessers, durch Bündel von dünneren Bewehrungsstäben ersetzt werden können, wobei derartige Bündel zur Bewehrung von Unterzügen, Stürzen, Trägern usw. als Einzelelemente für die Bewehrung von flächigen Teilen auch als Bestandteil einer Bewehrungsmatte usw. verwendbar sind.
Die Aufteilung des Einzelstabes in Bündel aus gleich langen Stäben bringt verschiedene Vor-
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kung auf wenige Durchmesser sowie, beim Ersatz von Stäben mit grossen Durchmessern, auch gerin- gere Gestehungskosten, da diese gegenüber mehreren Stäben des mittleren Durchmesserbereiches beträchtliche Preiszuschläge aufweisen.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Bündels liegt in der Möglichkeit der Momentenanpas- sung, indem im Bündel ein einziger über die gesamte Länge durchgehender Bewehrungsstab mit abgestuft kürzeren Bewehrungsstäben zusammengefasst ist. Beispiele dafür zeigen die GB-PS
Nr. 15, 946/1908, die NL-PS Nr. 67. 478, die FR-PS Nr. 399. 478 und Nr. 339. 500 und schliesslich die
AT-PS Nr. 359253. Ein weiteres Bündel, das durch Versetzen gleich langer Stäbe an den Momenten- verlauf angepasst ist, zeigt die DE-OS 2518133.
Die bekannten Bündel werden jedoch dem jeweiligen Verwendungszweck angepasst, entweder an der Baustelle selbst hergestellt oder nach Einzelberechnung und Auftrag vorgefertigt, woraus sich auch die wesentlichen Nachteile ergeben : Einzelberechnung jedes Bündels und hohe Herstel- lungskosten, die die Vorteile weit übertreffen. Der praktische Einsatz von Bündeln ist daher ge- ring. Weiters sind auch Sätze von Bewehrungselementen verschiedener Art, die nach unterschied- chen Gesichtspunkten zusammengestellt sind, bereits bekannt. So zeigt beispielsweise die
AT-PS Nr. 305567 einen Satz von vorgefertigten Trägern zur Herstellung von Fertigteildecken, die in den Längen gleichmässig abgestuft sind und gleichen Querschnitt und gleiche Armierung be- sitzen.
Zur Anpassung an die unterschiedlichen Belastungen werden sie mit Füllkörpern ver- schiedener Breite und Höhe kombiniert.
Ein Satz von Bewehrungsmattenstreifen mit unterschiedlichen Querschnittsflächen ist der
AT-PS Nr. 322168 zu entnehmen, die so ausgewählt sind, dass sie einerseits eine Anpassung an steigende Auflasten und anderseits an die zu bedeckende Breite gestatten, wobei die Länge der
Mattenstreifen gleich ist. Die AT-PS Nr. 355273 zeigt schliesslich einen Satz aus mattenstreifenar- tigen Bewehrungselementen, die sich untereinander sowohl hinsichtlich der Länge als auch hin- sichtlich der Zugkraftaufnahmefähigkeit der Längsbewehrung unterscheiden, jeweils für dieselbe etwa gleichmässig verteilte Auflast pro Flächeneinheit ausgelegt und an den Momentenverlauf angepasst sind. Die Längenabstufung beträgt bis zu 6 m Spannweite 20 und darüber 25 cm.
Obwohl der Satz zwischen 2 und 8 m Spannweite 25 verschieden bemessene Bewehrungselemente umfasst, deren Verfertigung aufwendiger ist als bei gleicher Bemessung, so überwiegen die an der Baustelle erzielbaren Vorteile der einfachen Abzählung der Stückzahl und nahezu kontrollfreien Verlegung bei der Herstellung von Ortbetondecken usw.
Auf Grund des grösseren Herstellungsaufwandes ist es jedoch unwirtschaftlich, nach dem Momentenverlauf gebündelte Bewehrungselemente in abgestuften Längen, entsprechend einem Satz nach der AT-PS Nr. 355273, vorzufertigen, da die bei mattenartigen Bewehrungsstreifen bestehenden Berechnung-un Verlegevorteile nicht gegeben sind, obwohl bereits Herstellungsverfahren und - anlagen entwickelt wurden, die die Vorfertigung vereinfachen (WO-OS 80/01818).
Demnach besteht der Wunsch nach vorgefertigten Stabbündeln in einer beschränkten Anzahl, die nicht auf ein bestimmtes Bauobjekt bezogen gefertigt sind, aber dennoch einen grossen Anwendungsbereich aufweisen, so dass die Vorfertigung und Lagerhaltung grosser Stückzahlen erreicht werden kann. Die Wirtschaftlichkeit der Herstellung wäre bei verhältnismässig wenig verschiedenen Stabbündeln dann gegeben, wenn keine laufende Einstellung der Herstellungsanlage für objektbezogene verschiedene Bündel erfolgen muss, sondern jeder Bündeltyp fortlaufend in grösseren Stückzahlen ohne Unterbrechung des automatischen Fertigungsablaufes erzeugt werden kann. Eine Umstellung auf einen andern Bündeltyp ist daher seltener erforderlich und die teuren Ruhezeiten der Herstellungsanlage verringern sich wesentlich.
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Diesem Bedürfnis kann nun erfindungsgemäss dadurch nachgekommen werden, dass die Be- wehrungselemente, die in an sich bekannter Weise verschiedene Längen aufweisen, einem Satz ange- hören, in dem der Längenunterschied zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Bewehrungselementen höchstens der Summe der Einzelstabüberstände in den beiden Endbereichen des längeren Be- wehrungselementes entspricht.
Diese Längenstaffelung erlaubt es, von der relativ grossen Anzahl von Bewehrungsbündellän- gen, die etwa bei einem Satz nach der AT-PS Nr. 355273 erforderlich wären, abzugehen und Zwi- schenlängen zuzuschneiden. Der Zuschnitt umfasst nämlich dank der erfindungsgemässen Längen- staffelung in jedem Fall nur einen einzelnen Stab des Bündels ; er ist daher auch wirtschaftlich, da der Querschnitt des in den Endbereich durchgehenden einzelnen Stabes nur einen Teil des ge- samten im Bündel eingesetzten Bewehrungsstahles darstellt, so dass nach statistischen Untersuchun- gen sich durch den Verschnitt ein durchschnittlicher Verlust von nur 2 bis 3 Gew.-% ergibt.
Die- ser geringe wirtschaftliche Nachteil wird jedoch durch die tatsächlich objektunbezogene Vorferti- gung sowie durch eine Berechnungseinsparung aufgehoben, da jedes Bündel mehreren bestimmten statischen und tabellarisch erfassbaren Gegebenheiten entspricht und im jeweiligen Anwendungs- fall eine diesen erfüllende Zahl von Bündeln eingesetzt werden kann ; geringe Überdimensionierun- gen sind dabei von untergeordneter Bedeutung.
An Stelle des eventuellen Zuschnittes ist es auch möglich, den Einzelstabüberstand in jedem
Endbereich abzubiegen. Auch hier tritt der Vorteil in Erscheinung, dass nur etwa ein Drittel der
Gesamtbewehrung gebogen werden muss.
Weiters erlauben die erfindungsgemässen Bewehrungselemente auch deren Anwendung bei asymmetrischen Einzellasten, da bei einem Zuschnitt oder Abbiegen nur eines Einzelstabüberstandes sich die Momentendeckung verschiebt, so dass auch in diesem Fall im allgemeinen keine Sondera- fertigung erforderlich ist.
Bedenkt man, dass die Toleranzgrenzen bei der Erstellung der Belastungsannahme, statischen
Berechnung, Bemessung, Anpassung an Einzelstabdurchmesser sich zwischen +5 bis -3% erstrecken, so ist die Anwendung der erfindungsgemässen Bewehrungsbündel auch in jenen extremen Sonder- fällen wirtschaftlich, in denen auch ein zweiter Stab des Bündels geringfügig geschnitten wer- den muss.
In einer Ausführung ist vorgesehen, dass die Bewehrungselemente einen Satz bilden, in dem bei je zwei aufeinanderfolgenden Bewehrungselementen die Länge des längsten Bewehrungsstabes des kürzeren Bewehrungselementes zumindest der Länge des kürzeren Bewehrungsstabes des längeren Bewehrungselementes entspricht.
Beispielsweise können bei einer Verkürzung des zweiten Bewehrungsstabes um zirka 25% die erfindungsgemässen Bewehrungselemente folgende Längen aufweisen, wobei in Klammern jeweils die Länge des kürzeren Bewehrungsstabes angeführt wird : 250 cm (190 cm), 335 cm (250 cm), 450 cm (335 cm), 600 cm (450 cm), 800 cm (600 cm).
Ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemässen Satzes mit Verkürzungen von jeweils 25% weist folgende Bewehrungselemente auf : 225 cm (170 cm), 300 cm (225 cm), 400 cm (300 cm), 530 cm (400 cm), 700 cm (525 cm), 930 cm (700 cm).
Mit dem ersten Satz können mit 5 angegebenen Bewehrungselementen alle Längen zwischen 190 und 800 cm erhalten werden, wobei für Zwischenlängen nur die Einzelstabüberstände der beiden Endbereiche zu beschneiden oder umzubiegen sind. Mittels des zweiten genannten Satzes sind zwischen 170 und 930 cm Bewehrungselemente in allen Längen durch eventuellen Zuschnitt der Einzelstabüberstände von nur sechs Elementen erzielbar.
In den beiden angeführten Beispielen sind die Längenunterschiede mit zunehmender Länge steigend, da die Verkürzungen prozentuell gleich bleiben. Ein anderer erfindungsgemässer Satz, bei dem die Längenunterschiede konstant sind, kann beispielsweise mit folgenden fünf Elementen alle Längen von 150 bis 900 cm abdecken : 300 cm (150 cm), 450 cm (300 cm), 600 cm (450 cm), 750 cm (600 cm), 900 cm (750 cm).
Nachstehend wird nun die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein. Die Fig. l zeigt Bewehrungselemente eines erfindungsgemässen Satzes in schematischer Gegenüberstellung mit steigenden Längenunterschieden, die Fig. 2 die Einzelstab- überstände in den beiden Endbereichen jedes Bewehrungselementes, Fig. 3 und 4 Stirnansichten
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drei- und vierstabiger Bündel und Fig. 5 ähnlich Fig. 1 Bewehrungselemente eines weiteren Satzes mit gleichbleibenden Längenunterschieden.
Erfindungsgemässe Bewehrungselemente --1-- sind in Form eines Bündels ausgebildet und wei- sen zumindest zwei (Fig. 2), vorzugsweise drei (Fig. 3), gegebenenfalls vier oder mehr Beweh- rungsstäbe --2, 3,4, 5-auf (Fig. 4), die in ihren Längen und ihrer Anordnung dem Momentenver- lauf angepasst sind. Das bedeutet, dass in den Ausführungsbeispielen ein Bewehrungsstab, mit - bezeichnet, der vollen Länge des Bewehrungselementes --1-- entspricht, während der Beweh- rungsstab --3-- kürzer ausgebildet und beidseitig etwa um die halbe Verkürzung rückversetzt an- geordnet ist. Die weiteren Bewehrungsstäbe --4 und 5-- sind in gleicher Weise angeordnet.
Die
Verbindung der Bewehrungsstäbe --2 bis 5-- zu einem Bündel kann durch alle geeigneten Verbin- dungsmittel erfolgen, vorzugsweise sind die Bewehrungsstäbe untereinander so verschweisst, dass die Zugkraft vollständig in den nächstlängeren übergeleitet wird, so dass sich Haftlängen erübri- gen. Insbesondere im letztgenannten Fall ist es möglich, den kürzeren Bewehrungsstab --3-- gegenüber dem längsten Bewehrungsstab um 25% abzumindern, so dass er beidseitig um 1/8 der
Gesamtlänge rückversetzt endet.
Schematisch zeigt einen derartigen Satz von fünf Bewehrungselementen --1--, bei denen die
Abminderung des längsten kürzeren Stabes --3-- gegenüber dem längsten Stab --2-- etwa 25% be- trägt, die Fig. 1. Jeder längste abgeminderte Stab --3-- ist längssymmetrisch angeordnet, wobei der Einzelstabüberstand, also der Überstand des längsten Stabes --2-- über den längsten abgemin- derten Stab --3-- beidseitig dem Betrag b entspricht. Die Summe der beiden Einzelstabüberstän- de b ergibt den Längenunterschied a. Mit diesen fünf Bewehrungselementen --1-- kann bei Zuschnitt oder Aufbiegung der Einzelstabüberstände b beispielsweise der Bereich zwischen 225 und
930 cm erfasst werden.
Ist ein Zuschnitt oder eine Aufbiegung notwendig, so ist nicht der gesamte Querschnitt des Bewehrungselementes zu bearbeiten, sondern nur ein Teil, nämlich der Einzelstab- überstand b, der beim zweistabigen Bündel beispielsweise nur 40%, beim bevorzugten dreistabigen Bündel etwa nur 30% des Gesamtquerschnitts umfasst. Ein längeres sechstes Bewehrungselement würde sämtlichen Grössen bis 1240 cm genügen.
Der in Fig. 5 gezeigte Satz besteht aus gleichen Längenunterschieden a zwischen den einzelnen Bewehrungselementen --1--, so dass die prozentuale Abminderung der Stäbe --3-- mit steigender Länge sinkt. Auch hier kann mit fünf Elementen-l-beispielsweise der Bereich zwischen 150 und 900 cm erfasst werden.
In beiden Sätzen entspricht die Länge des langen Bewehrungsstabes --2-- eines Elemen- tes-l-der Länge des längsten abgeminderten Bewehrungsstabes-3-im darauffolgenden Ele- ment-l-, wie dies durch die schräg verlaufenden, strichlierten Linien verdeutlicht ist.
Die Bewehrungselemente-l-können in grossen Stückzahlen rationell vorgefertigt werden, da die automatischen Herstellungsanlagen auf Vorrat produzieren können. Häufige Ruhe- und Umrüstzeiten der Maschinen entfallen. Diese Vorteile überwiegen wesentlich den gegenüber dem theoretischen Erfordernis höheren Verbrauch an Bewehrungsstahl bei Zwischengrössen sowie deren Ablängung bzw. die Aufbiegung der Enden, die auf Grund des zu bearbeitenden dünnen Querschnitts im Endbereich nur einen geringen Nachteil bilden. Es wird somit erstmalig die wirtschaftliche Fertigung von gebündelten Bewehrungsstäben als Ersatz für grosse Durchmesser möglich, die bisher bei Einzelfertigung nach Auftrag unrationell war.
Die Bewehrungselemente --1-- können an Stelle der beschriebenen verschieden langen Stä- be --2, 3,4, 5-- auch gleich lange, versetzt zusammengefasste Stäbe enthalten.
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