Verfahren zur Herstellung von mit Stahlbewehrung versehenen Körpern und nach dem Verfahren hergestellter Körper. Es ist bekannt, Bewehrungselemnente in einzelnen Eisenbetonkörpern oder in aus einer Reihe von hintereinanderliegenden Einzel körpern zusammengestellten Konstruktions- teilen gegen diese vorzuspannen und an den Endflächen zu verankern, wodurch ein Druek auf den Körper ausgeübt. wird. Dureh das Vorspannen wurde entweder eine Erhöhung der Widerstandsfähigkeit des Betonkörpers unter der Nutzlast angestrebt oder es diente, wenn es sieh tun einen aus mehreren Einzel körpern zusammengestellten Konstruktions teil handelte, lediglich zum Zusammenhalten der Konstruktion, damit diese letztere selbst tragend wird.
Solange nur gewöhnlicher Bau stahl als erlaubt betrachtet war, wurde die Bewehrung nur so weit vorgespannt, dass die zulässireZugspannung für gewöhnliehenBau- stahl nicht überschritten wurde.
Die Erfah rungen zeigten aber, dass so eine begrenzte Vorspannung eine geringe Wirkung zu er zeugen vermag und dass ein grosser Teil der Vorspannung, unter Umständen sogar die ganze Vorspannung, mit der Zeit wieder durch Schwinden und Kriechen des Betons verloren- gelht, weil vermieden worden ist, die Vorspan nung auf die zulässige Zugspannung, die bei gewöhnlichem Baustahl bekanntlieb einen Wert von 1200-1400 kg/ cm2 beträgt, zu steigern.
In diesen Fällen, wo gewöhnlicher Fluss- sta hl verwendet wurde, war die Bewehrung meistens in Bohrungen der Körper ange ordnet; es sind aber auch Fälle bekannt, in denen einzelne Körper Längsrillen aufwiesen, in die die Bewehrung verlegt wurde. Alle diese Konstruktionen haben insofern versagt, als die Vorspannung mit der Zeit verloren ging und daher unwirksam wurde. hur dort, wo es sich um ein Zusammenhalten von Blöcken während des Transportes handelte, erfüllten derartige Konstruktionen ihren Zweck.
Seit 20 bis ?5 Jahren ist es bekannt, ganz hochwertige Stähle und Drähte zu verwenden und diese zu einem Vielfachen der zulässigen Beanspruchung des gewöhnlichen Flussstahls vorzuspannen, wobei nur ein Teil der Vor spannung durch Schwinden und Kriechen ver- lorengeht und ein beträchtlicher Teil wirksam bleibt.
Es kommen in solchen Fällen zwei ver- selriedene Verfahren zur Erreichung der ge- tviinscliten Vorspannung in Frage. Das eine Verfahren besteht darin, dass die Bewehrungs- elemente zuerst gegen vom vorzuspannenden Körper unabhängige Verankerungen vorge spannt werden, bevor der Beton in die Form eingefüllt wird, die zur Herstellung des Beton körpers dient.
Die Bewehrungselemente blei ben unter der Vorspannung, bis der Beton in der Form eine solche Festigkeit erreicht hat, dass er in der Lage ist, den Vorspanndruek durch Adhäsion aufzunehmen. Dies wird als vorheriges Spannen bezeichnet. Das zweite be kannte Verfahren besteht darin, dass das Vor spannen, der Bewehrungselemente erst nach dem Erhärten des Betons vorgenommen und der Druck mittels Ankerplatten oder Keilen auf den Beton übertragen wird, was als nach- heriges Spannen bezeichnet wird.
In diesem Falle wird dafür gesorgt, dass der Beton nicht an den Bewehrungselementen haftet. Die Be wehrungselemente müssen daher entweder in besondere Rohre oder vorbereitete Bohrungen eingezogen werden, oder sie müssen zur Ver hinderung der Verbindung des Betons mit den Bewehrungselementen eingefettet oder mit einem Material, beispielweise Papier, umhüllt werden. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von mit Stahlbewehrung versehenen Körpern und ein nach dem Verfahren hergestellter Körper.
Das erfindungsgemässe Verfahren unter scheidet sich von den geschilderten bekannten Verfahren dadurch, dass man einen min destens aus einem Stück bestehenden Körper mit wenigstens einer Längsrille in der Aussen fläche verwendet, in diese Längsrille ein Be wehrungselement aus hochwertigem Stahl ein bringt und dieses letztere mit einer entlang der ganzen Länge gleichen Spannung von mindestens 1400 kg/cm2 vorspannt, und an den Enden verankert, worauf man die Längs rille mit einem Füllmaterial unter Aufrecht erhaltung der Vorspannung ausfüllt.
Ein nach dem Verfahren hergestellter Körper ist dadurch gekennzeichnet, dass er aus wenigstens einem vorgeformten festen Be standteil mit wenigstens einer Längsrille in der Aussenfläche besteht, in welcher Längsrille als zweiter Bestandteil ein mindestens auf 1400 kgem2 vorgespanntes Bewehrungsele ment aus hochwertigem Stahl liegt, das seiner seits in einem die Längsrille ausfüllenden, den dritten Bestandteil bildenden Füllmaterial eingebettet liegt, wobei die Vorspannung in dem Bewehrungsglied mittels Undverankerun gen auf den Körper übertragen ist. Auf der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele von nach dem erfindungsgemässen Ver fahren hergestellten Körpern dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines als Balken ausgebildeten Körpers.
Die Fig. 2 bis 6 zeigen je einen Querschnitt durch sechs verschiedene Körper in der Form von Balken gemäss Fig.1, wobei die Aus führungsformen nach Fig. 2 bis 5 Körper mit rechteclkförmigen Querschnitten betreffen, während Fig. 6 einen Körper mit T-förmigem Querschnitt darstellt.
Fig.2a zeigt die Querbewehrung des in Fig. 2 im Querschnitt dargestellten Balkens, allein.
Fig. 7 stellt eine Stirnansicht auf das eine und Fig.9 eine Stirnansicht auf das andere Ende eines Balkens während des V orspannens der Stahlbewehrung dar.
Fig. 8, 10 und 11 zeigen je einen Teil eines Balkens im Längsschnitt bei dessen Herstel lung zwecks Veransehaulichung des Vorspan- nens der Stahlbewehrung.
Fig. 12 zeigt einen Querschnitt durch den in Fig. 9 und 11 dargestellten Balken.
Die Fig.13 und 74 veranschaulichen je einen Querschnitt durch zwei Balken während einer Phase ihrer Herstellung.
Fig. 15 und 16 zeigen eine V orderansicht bzw. eine Seitenansicht einer zum Festklem men der vorgespannten Stahlbewehrung die nenden Ankerplatte mit Klemmvorriehtung.
Fig. 17 und 18 stellen zwei verschiedene Spannungsbilder dar, die die Spannungsver teilung im Falle einer vollen und im Falle einer nur teilweisen Vorspannung der Stahl bewehrung v eransehaulichen.
Fig. 19 und ?0 zeigen eine Seitenansielit und einen Querschnitt. eines Teils eines Kör pers zur Veranschaulichung der Vorspannung der Stahlbewehrung, das sieh besonders zur Herstellung von Eisenbetonkonstruktionen auf der Baustelle ei"net.
Fig. 21 und \_''? zeigen je eine Seitenansicht eines aus mehreren Teilstiieken zusammen gesetzten Körpers. Die Fig.23 bis 25 stellen Querschnitte durch Fugen von aus solchen Teilstücken aufgebauten Körpern dar.
Die Fig. 26 und 27 stellen je einen Quer schnitt durch einen als Hohlprofil ausgebilde ten Körper dar.
Die Fig. 28 und 29 zeigen je einen Quer- selhnitt dturch den Teil einer Baukonstruktion, bei welchem zwei benachbarte Körper mitein ander verbunden sind.
Fig.30 zeigt einen Querschnitt durch einen weiteren als Hohlprofilkörper ausgebildeten Körper und Fig.31 zeigt einen Querschnitt durch einen I-tormigen Körper.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.1 handelt es sich unm einen als Eisenbetonbalken ausgebildeten Körper während derjenigen Phase der Herstellung, während welcher die Vorspannung der Stahlbewehrung erfolgt. Dieser in Fig. 2 im Querschnitt gezeigte Balken 1 bestellt aus dem eigentlichen als Eisenbetonkörper ausgebildeten, bereits vor geformten Element r von reehteckförmigem Querschnitt. Das Element a weist an der Unterseite eine Längsbewehrung 2 und eine an den beiden obern Ecken liegende Längs bewehrung 3 auf. Über die obern Bewehrun gen 3 sind Bügel ,4a (Fig. 2a) gelegt, während mit den untern Längsbewehrungen 2 weitere Bügel 4b verbunden sind. Die beiden untern Längsseiten des Elementes 1 sind bei 5 abge setzt.
In diese Rillen bildenden freien Absätze 5 nagen die hakenförmigen Enden der Bügel 4a und 4b ein, die mit in die Absätze 5 ein gelegten weiteren Bewehrun-selementen b ver bunden werden. Diese Längsbewehrungs elemente b stellen den zweiten Bestandteil des Körpers dar. All jedem der beiden Enden der Bewehrungselemente b ist eine innerhalb eines Absatzes 7 an den Stirnseiten eingelegte Ankerplatte 6 angeordnet. Das eine Ende jedes der beiden Bewehrungselemente b ist als Kopf ausgebildet, das andere Ende hingegen mit einem zum Aufsetzen einer Schrauben mutter dienenden Schraubengewinde versehen. Durch Anziehen der Muttern lassen sieh die gewünschten Vorspannungen einstellen.
So- wohl die Absätze 5, wie auch die an den Stirn seiten befindlichen Vertiefungen 7 werden mit einem Füllmaterial c ausgefüllt, das somit Sowohl die Bewehrungselemente b als auch die Ankerplatten 6, die Köpfe und Muttern voll ständig umschliesst und die Metallteile gegen Rosten schützt. Als Füllmaterial kann ein haftender Mörtel oder sonst ein plastisch kohäsives Material vorgesehen sein.
Wie Fig. 3 zeigt, können die beiden Längs bewehrungselemente b auch in den beiden Seitenflächen des Eisenbetonkörpers a liegen, zu welchem Zwecke letzterer bei der Herstel- lung mit den Längsrillen 5 nahe an den untern Längskanten versehen wird. Diese Längsrillen 5 werden ebenfalls mit einem die Metallbewehrung einhüllenden Füllmaterial c ausgefüllt, nachdem die Bewehrung vorge spannt worden ist.
Fig. 4 zeigt als drittes Ausführungsbeispiel einen Balken mit quadratischem Querschnitt, dessen obere und untere Fläche je eine Längs rille 5' und 5 besitzen. In der obern Längs rille 5' liegt ein Bewehrungselement b', in der untern Längsrille 5 befinden sich hingegen zwei nebeneinanderliegende Bewehrungsele- mente b, mit welchen die aus zwei Teilen be stehenden Bügel 4 verbunden sind. Die Bügel haben je C-Form, deren Enden sowohl in die obere als auch in die untere Vertiefung hin einragen.
Die in Fig. 5 im Querschnitt dargestellte vierte Ausführungsform des Balkens unter scheidet sich von derjenigen gemäss Fig. 4 lediglich darin, dass sowohl .die in der obern. Fläche liegende Rille 5' als auch die in der untern F'läehe befindliche Rille 5 nur je ein Bewehrungselement b' bzw. b enthalten und dass die beiden Bewehrungselemente durch S förmige Bügel 4 unter sieh verbunden sind.
Der Balken gemäss Fig.6 hat einen T- förmigen Querschnitt. mit. Bewehrungsglie- dern 2 und 3 im Steg und im Flansche. Die diese Bewehrungsglieder ? und 3 verbinden den Bügel 4 sind ebenfalls zweiteilig ausge bildet. In der untern Fläche des Steges be findet sieh eine Rille 5 mit dem vorgespannten Bewehrungselement b, das mit den Bügeln 4 verbunden ist und in dem Füllmaterial c ein gebettet liegt.
Bei sämtlichen Ausführungsformen nach Fig. 2 bis 6 sind die Bewehrungselemente b und das Füllmaterial c durch die Bügel 4 mit dem Element a in Verbindung gebracht. Es ist aber auch möglich, auf eine solche durch die Bügel 4 dargestellte Verbindung zu ver zichten und diese Bügel wegzulassen.
Es ist möglich, die Bewehrtngselemente aus hochwertigem Stahl so stark vorzu spannen, dass von einer vollständigen Vor- spanntung gesprochen werden kann und unter der Nutzlast eine Spannungsverteilung gemäss F1g.17 entsteht, die nur Druckspannungen f 1 aufweist. Es kann aber auch nur eine viel kleinere Vorspannkräfte erfordernde teilweise Vorspannung vorgesehen sein (Fig. 18), nach welcher unter der Nutzlast ausser der Druck spannung f 1 noch eine Zugspannung f'2 zu lässig ist. Auf alle Fälle beträgt die Volrspan- nung mindestens 1400 kg/ em2 und ist sie auf der ganzen Länge des Körpers gleich gross.
Die Anwendung der teilweisen V or spannung ermöglicht die Ausführung eines Körpers von kleinerer Querschnittshöhe, als die bei der Anwendung der vollen Vorspannung der Fall ist. Es wird daher die volle Vorspannung nur dort zur Anwendung gebracht, wenn eine ab solute Rissfreiheit gefordert wird, wie dies bei Rohren, Flüssigkeitsbehältern usw. der Fall ist, oder wo Ermüdungserscheinungen sieh bemerkbar machen können, also beispielsweise bei Eisenbahnbrücken, Eisenbahnschwellen usw. Alle Konstruktionen, bei denen die Be- wehrtngselemente vollständig vorgespannt.
worden sind, haben die Eigenschaft, dass sieh etwaige unter der Nutzlast bildende Risse wie der vollständig schliessen, sobald die Last ver ringert oder weggenommen wird und nur Druckspannungen gemäss F1g.17 im Quer schnitt entstehen. In einem solchen Fall wirkt sich die Druckkraft, die bei der Rissbildung in den Rissen unterbrochen war, wieder auf der vollen Länge des Körpers aus, sobald die Nutzlast verschwindet. Es ist daher zulässig, auch bei der Anwendung einer nur teilweisen Vorspannung eine Spannungsverteilung ge- mäss Fig. 18 für einlen homogenen Querschnitt vorzusehen und die Vorteile der vollen Vor spannung zu gewährleisten, wenn die Nutzlast nicht wirkt.
In den Fig. 2, 4 und 6 sind Quer- sehnitte von Körpern gezeigt, die nicht vor gespannte Längsbewehrungsglieder 2 ein schliessen. Diese Ausführungsformen dienen als Beispiele für teilweise Vorspannun gen. Die Körper gemäss Fig. 3 und 5 hingegen enthalten keine nicht vorgespannten Bewehrungsele- mnente, so dass bei diesen Ausführungsformen die volle V orspannunug zweckmässig ist.
Obere vorgespannte Bewebrungselemente b' werden zweckmässig dann verwendet, wenn es sich um voll vorgespannte Balken handelt. In solchen Fällen kann auch auf die Beweh rungsglieder 2 und 3 verzichtet werden. Kommt hinregen nur eine teilweise Vorspan- nt1n1g zur Anwendung, dann erweist es siel als zweckmässig, Bewehrungsglieder 2 vorzu sehen. Auch im Falle der nur teilweisen Vor spannung der Bewehrungselemente ist es aber empfehlenswert, wenigstens eine kleine Be wehrung b' vorzusehen, um den Balken auch in umgekehrter Lage transportieren zu kön nen, ohne dass eine bleibende Rissbildung auf zutreten vermag.
Eine kleine Bewehrung b', selbst wenn sie verhältnismässig sehr wenig vorgespannt ist, bewirkt nämlich ein Schliessen von allfällig sich bei einem Transport solcher Balken bildender Risse, sobald die un günstigc Belastung verschwindet. In teilweise vorge spannten Balken bilden die Bewehrungsele mente b zusanmnlen mit den Bewehrungsglie dern 2 die Zugbewehrung. Die Bewehrungs elemente b und die Bewehrungsglieder 2 wer den aus hochwertigem Stahl oder Draht her gestellt.
Es lassen sieh natlurgemäss auch Körper mit jedem beliebigen andern Querschnitt her stellen. Bei vorgespannten Konstruktions- eleinenten oder -körpern ist je nach V erwen- dungszweck ein I-föriniger Querschnitt, ein Kastenquerschnitt. oder ein C-förnii"er Quer schnitt vorteilhafter als ein rechtediförmigcr Querschnitt, was sieh besonders bei solchen Körpern in vorteilhafter Weise bemerkbar macht,
die aus einer Anzahl von Einzelstücken zusammengesetzt oder zusammengestellt wer den.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung eines einen Querschnitt gemäss Fig. 2 bis 6 auf weisenden Körpers besteht darin, dass als Be wehrungselemente b dünne Drähte verwendet werden. Der fertig vorgebildete Körper a weist symmetrisch angeordnete Längsrillen 5 auf, wie dlies in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Der Draht b wird unm das Element a gewun den und in die Rillen 5 eingelegt. Das Element u selbst wird in horizontaler Lage auf einer passenden Unterlage 8 (Fig.7) abgestellt. Handelt es sich beim Balken unm eine Aus führungsform gemäss Fig. 2, dann erhält das Element a zweckmässig eine solche Lage, dass die beiden Absätze 5 von oben her zugänglich sind. Ankerplatten 6 (Fig.7 und 8), die an ihren beiden Enden je eine kleine Vertiefung 9 besitzen, sind in Absätze 7 an den beiden Stirnseiten des Elementes a eingelegt.
Diese Ankerplatten geben der das Element um fassenden Drahtbewehrung b innerhalb der Absätze eine solche Lage, dass eine Berührung zwischen Element und Bewehrung nicht statt findet. Die Drahtbewehrung b hat einerends eine Schlinge 10, durch welche sieh ein als Hebel verwendbarer Stab 11 stecken lässt. Durch Verwinden des Drahtes wird die erfor derliehe Spannung im Bewehrungselement er zeugt, deren Grösse mit Hilfe eines Tenso- meters oder durch die Tonhöhe des beim An- scthlagen verursachten Tones festgestellt wer den kann.
Der als Hebel verwendete Stab 11 wird alsdann zurVerhinderung des Auf- dlrehens durch einen kurzen Stab oder der gleichen ersetzt, der nunmehr als Ankermittel dient, worauf die Absätze 5 und 7 mit einem Zementmörtel als Füllmaterial c ausgefüllt werden. Dieses Herstellungsverfahren lässt sich aber nur dann anwenden, wenn die Be wehrung aus dünnen Drähten besteht, die nicht spröde sind und sich in der beschriebe nen Weise verwinden lassen.
Der dritte Bestandteil des fertigen Bal lens, der Zementmörtel c, weist nicht die gleiche Beschaffenheit auf wie der zur Her stellung des Elementes a verwendete Beton, da er als hauptsächlichste Komponente Sand enthält und frei von grösseren Körnern sein muss, während der Beton des Elementes a sowohl Sand- als auch Kieskomponenten auf weist. Zur Herstellung des Füllmaterials und des Betons werden naturgemäss ausser den ge nannten Komponenten noch entsprechende Mengen Zement und Wasser gebraucht. Das Füllmaterial muss sorgfältig in die Absätze 5 und 7 eingebracht werden, damit der vor gespannte Draht b vollständig umschlossen und eine zuverlässige Haftung erreicht wird.
Zum Zwecke der Herstellung einer guten Ver bindung zwischen dem Element a und dem Füllmaterial c werden die Flächen der Ab sätze 5 und 7 zweckmässig aufgerauht oder als aufgerauhte Flächen von Anfang an erstellt.
Kommen an Stelle von Drähten Stahlstäbe als Bewehrungselemente b zur Verwendung. dann wird beispielsweise ein aus Eisenbeton bestehendes Element a nach Fig.4 mit nach oben gekehrter Rille 5 auf eine Unterlage 8 (Fig.9) gebracht und mit je einer Anker platte 6 in jedem an den beiden Stirnseiten befindlichen Absatz 7 versehen.
Die Anker platten 6 haben Löcher 12, während die Be- wehrungsstäbe b mit dem Gewinde 14 zum Aufsetzen der Schraubenmutter 13 ausge stattet sind (Fig.10). Durch Anziehen der Muttern 14 lassen sich die Bewehrungsstäbe b vorspannen und die Ankerplatten 6 über tragen den Druck auf den Betonkörper des Elementes a.
Während die Ankerplatten nach den Fig. 9 und 10 stark genug sein müssen, um die brei ten Längsrillen zu überbrücken, ist es möglich, gemäss Ausführung nach den Fig.11 und 12 Querrippen 15 mit besonderen Rillen vorzu sehen. In diesem Falle können die Anker platten 6 schwächer gehalten werden.
Sind mehrere Elemente a gleichzeitig vor zuspannen, dann lassen sich diese in der in den Fig.13 und 14 dargestellten Weise an ordnen. Die Bewehrungselemente b können vargespanut werden, bevor sie in die Ver tiefung der Elemente eingebracht werden. Sie lassen sich aber auch erst nach dein Einsetzen in die Vertiefungen vorspannen. Eine Anzahl Bewehrungselemente b, die entweder neben- oder übereinander angeordnet sind, werden zwischen in passender Entfernung vonein ander aufgestellten Ankerblöcken vorge spannt. Die Bewehrungselemente b werden an beiden Enden unter Verwendung von Keilen oder dergleichen verankert.
Wie die Fig.13 und 14 zeigen, werden die einzelnen fertig vorgeformten Elemente a auf Stützvorrichtungen 8 abgestellt, derart, dass ein Element neben das andere zu liegen kommt und mindestens zwei Bewehrungs elemente b in den Vertiefungen liegen. Beim Aufstellen der Elemente a auf den Stützvor richtungen muss dafür gesorgt werden, dass eine Berührung mit den Bewehrungselemen ten nicht stattfindet, wenn das Vorspannen der letzteren erst nachträglich erfolgt, damit beim Vorspannen keine Reibung zwischen den Elementen und den Bewehrungselementen vorhanden ist und letztere über der ganzen Länge gleich stark vorgespannt sind.
Werden hingegen die Bewehrungselemente b vorge spannt, bevor die Elemente a auf die Stütz vorrichtungen 8 aufgesetzt werden, dann bleibt eine allfällig entstehende Berührung der Teile b mit den Teilen a ohne weiteren Einfluss auf die gleichmässige Verteilung der Vorspannung über der ganzen Länge der Be- w ehrungselemente und damit auf den nach dem Einbringen des Zementmörtels in die Vertiefungen fertiggestellten Körper.
Die Übertragung der Vorspannung von den Bewehrungselementen b auf das Element a wird entweder mittels zweier besonderer, an den beiden Stirnseiten jedes Elementes an geordneter Ankerplatten vorgenommen. Für diesen Zweck geeignete Ankerplatten 6 wer den zweckmässig in Absätzen oder Vertiefun gen 7 in den Stirnseiten der Elemente ein gelegt. Sie sind derart ausgebildet, dass die Bewehrungselemente b festgeklemmt werden können. Zu diesem Zwecke lassen sieh bei spielsweise Keile gebrauchen, die zweckmässi gerweise gleichzeitig zwei Bewehrungsele mente erfassen.
Eine besondere Ausführungsform einer für den beabsichtigten Zweck sich eignenden Ankerplatte 6 ist in Fig. 15 dargestellt. Diese Ankerplatte 6 hat T-Form. Das Ende des Steges 19 ist beidseitig zur Bildung je eines Absatzes verbreitert. Die Bewehrungselemente L lassen sieh zwisehen dem Flansch der Anker platte und zwei Klemmstücken 20, die siele auf die Absätze des Steges 19 stützen und mittels Sehrauben 21 in den Enden 18 des Flansehes festgehalten sind, einlegen und festklemmen.
Versuche haben gezeigt, dass sieh mittels der artiger Ankerplatten 6 selbst dünne Drähte mit Sicherheit festklemmen und vorspannen lassen, ohne dass eine Lockerung eintritt, selbst wenn bei der Vorspannung eine be- träehtliche, eine Quersehnittsverminderung zur Folge habende Dehnung eintritt. Die Ver ankerung muss so lange wirksam bleiben und die Vorspannung aufreehterhalten, bis der in die Absätze und Vertiefungen des Elementes a eingebrachte Zementmörtel so hart geworden ist, dass er ein späteres Nachlassen der Vor spannung zu verhindern vermag.
Sobald die Bewehrungselemente b an die Ankerplatten 6 angeschlossen sind, werden die Bewehrungselemente zwischen den einzelnen Elementen a durehschnitten, so dass die Vor spannung als Druck nunmehr auf die ein zelnen Elemente übertragen wird.
Das beschriebene Verfahren lässt siele bei spielsweise auch auf Baustellen selbst an wenden. Mit a ist in Fig. 19 und 20 ein Körper bezeichnet, der mit Rillen oder Absätzen versehen worden ist, die besondere Aus- nehmungen 22 und 22a aufweisen. Die Be wehrungselemente b sind innerhalb der Ab sätze 5 angeordnet, wie Fig. 19 zeigt, und an einem Ende an einer Ankerplatte 6 befestigt.
In den Ausnehmungen 22 und 22a ist je ein Bolzen 23 im Körper a eingebeitet, der :iiii freien Ende ein Schraubengewinde 2-1 besitzt und eine Rolle 25 trä;yt. Die Bewehrungs- elemente b in der Form von Drähten sind mi den Rollen 25 verbinden. Das V oispannen der Drähte b erfolgt durch Drehen der Rollen '':
5 mittels einer nietet gezeichneten Vorrichtung und Aufwickeln der Drälrte. Ist die Vorspaii- nung der Drähte erreicht, dann lasen sich die Rollen 25 beispielsweise dadureli feststellen, dass eine Mutter 24a auf die Bolzen 24 aufge schraubt und kräftig angezogen wird.
Nach der erfolgten Feststellung der Rollen 25 wer den die Absätze 5 und Ausnehmungen 22 und 22a mit Zementmörtel c als Füllmaterial aus gefüllt Es könnten die Bewehrungsdrähte b aber auch einerends im Körper a verankert sein, so dass die Ausnehnungen 22a sieb er übrigen, und es könnten gewöhnliche Anker platten vorgesehen sein. Ferner könnte die Vorspannung mittels hydraulischer Winden oder anderer Vorrieltungen erzeugt und die Verankerungmn der gespannten Bewebrungs- elemente mittels Keilen vorgenommen werden.
An Stelle des ein bestimmtes Haftver mögen aufweisenden Füllmaterials lässt sich auch ein solches diese Eigenschaft nicht be sitzendes Material gebrauchen, wenn auf die erwähnte zusätzliche Adhäsion verzichtet wer den kann. Ein solelhes Material ist dann vorzu sehen, wenn am fertigen Körper später eine Regulierung oder Änderung der V orspannung vorgenommen werden soll. Solche Verhältnisse liegen insbesondere dann vor, wenn es sieh um Ausführungen gemäss Fig. 7 bis 10, 19 und 20 handelt. Eine derartige Regulierung ist schwierig auszuführen, wenn die vorgespann ten Bewehrungselemente entweder festge- klenmnmt oder mittels Keilen befestigt sind, was den Gebrauch besonderer Apparate erforder lich macht.
Die Fig. 1 bis 6 stellen ans einem einzigen Stück hergestellte Elemente dar, die sieh auch ohne Bewehrungsglieder 2 und 3 ausführen lassen, also nur die vorgespannten Beweh rungselemente b enthalten.
Es ist aber aueh möglich, Körper aus mehreren fertigen Einzelstücken zu bilden, wie die Ausführungsformen nach Fig. 21-31 zeigen. Die durch die Fig. 21 und 22 in Seiten ansicht gezeigten Körper sind als Balken aus gebildet. Die einzelnen Stücke können ge neigte oder auch vertikale Stirnflächen 26 be sitzen. Der Balken gemäss Fig.21 hat ein Mittelstück 27, eine Anzahl Zwischenstücke 28 und zwei Endstücke 29. Die Berührungs flächen zwischen den einzelnen Stücken lassen sich aber auch treppenförmig ausbilden, so dass zwei winkelrecht zur Basisfläche liegende, unter sich parallele Flächen 26 (Feg. 22) vor handen sind, die über eine horizontale Fläche 30 miteinander in Verbindung stehen. Beim Balken nach Fig.22 unterscheidet sieh nur das Mittelstück 31 von den übrigen Stücken 32.
Es könnten die einzelnen Stücke selbstver ständlich auch derart ausgebildet sein, dass einander berührende Stücke siele an den Be rührungsstellen verbinden lassen, beispiels weise durch die Anordnung von schwalben schwanzförmigen Rippen und Nuten. In die zwischen den Stücken befindlichen Fugen lässt sich aber auch ein Verbindungsmittel, bei spielsweise Zementmörtel, einbringen, mittels welchem sich die Verbindung zwischen zwei Stücken herstellen lässt. Vielfach ist es not wendig, einen verhältnismässig trockener.
Zementmörtel von Kolier Festigkeit zu ver wenden, da in vielen Fällen an die Festigkeit des zusammengesetzten fertigen Körpers grössere Anforderungen gestellt werden als an diejenige eines gewöhnlichen Mörtels. Ist ein aus Einzelstücken zu bildender Körper Herzu stellen, dann wird zweckmässig in folgender Weise vorgegangen: Zunächst wird die be nötigte Zahl von Einzelstücken in einer Reihe aufgestellt, derart, dass zwischen sämtlichen Einzelstücken mindestens angenähert gleiche Fugen vorhanden sind, die alsdann mit Zementmörtel ausgefüllt werden.
Die anein- andergereiliten Stücke werden hierauf unter Verwendung eines weichen Drahtes zusam- mengehalten, bis der Zementmörtel in den Fugen erhärtet ist. Dieser Draht wird alsdann entfernt, die Bewelirungselemente b in die Rillen ä eingebracht, vorgespannt und ver ankert und letztere gleichzeitig mit den Ab sätzen 7 mit Füllmaterial c angefüllt.
Sind in den einzelnen Stucken keine Bewehrungs- elemente b' wie bei den Awsführun gsformen nach Fi-. 27, 30 und 31 vorhanden, dann ist es zweckmässig, den Bindedraht. so lange zu belassen, bis der Körper in derjenigen Lage siele befindet, in welcher er benutzt, werden soll und den Belastungen ausgesetzt ist, damit.
die vorgespannten Bewehrungselemente b keine übermässig starken Zugspannungen in den Fugen und keine bleibende For mv er- ünderung zu erzeugen vermögen.
Die Fig.23 und 24 zeigen Längsschnitte durch Fugen, die sieh zwischen zwei Stüeken gemäss Fig. 21 und 22 befinden. Mit 33 ist eine in die Fugen eingesetzte Zwischenlage bezeichnet. Die Stücke 28 und 32 sind als Hohlkörper ausgebildet, die in Fig. 26 und 2 7 im Schnitt dargestellt sind. Sind die Stirn seiten der Einzelstücke genau eben ausge fallen, dann kann die Zwischenlage in den Fugen auch weggelassen sein. Sind die Stirn seiten hingegen uneben, dann kommt zweck mässig eine aus einem Zementmörtel mit grossem Haftvermögen zu bildende Zwisehen- lage in Frage. Es ist aber auch möglich, eine aus einem zusammendrückbaren Material her gestellte Zwischenlage zu verwenden.
Fig. 25 zeigt eine Fuge im Längsschnitt, in weleher sieh eine Zwischenlage 35 befindet, die in die Hohlräume der beiden anliegenden Stüeke 34 eingreift. Zementmörtel kann in diesem Falle zum Ausfüllen der Fugen gebraucht werden. Dieser Zementmörtel kann unter Umständen aber auch weggelassen sein.
Die Fig.26 und 27 zeigen Querschnitte durch Hohlkörper a, wie solche beispielsweise zur Hersstellung von Deckenkonstruktionen verwendet werden. Die Decken können ent weder aus aneinanderliegenden Körpern be stehen (Fig. 26 und 27) oder aber in Ver bindung mit zusätzlichen Beton- oder Eisen betonelementen (Fig.28 und 29) hergestellt sein. Als Verbindungsglied 36 zwischen zwei benachbarten Körpern dient gemäss Fig. 27 ein aus Beton oder Zementmörtel hergestelltes Organ. Besondere Betonglieder 37 zeigen die Ausführungsformen nach Fig. 28 und 29, die besondere Bewehrungselemente 38 enthalten. Die Einzelstücke a sind mit leistenartigen Vorsprüngen 39 versehen, die als bleibende Schalung für den Beton 37 dienen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 29 ist eine obere Betonplatte 40 vorgesehen, in welcher die Bügel 41 endigen.
Handelt es sieh bei den Körpern un Trag- ffi gy ieder, die nur vorübergehend benutzt wer- den sollen, dann werden zweekmässig Zwi schenglieder 35 (Fig. 25) ohne weitere Zwi schenfüllungen in den vorhandenen Fugen zur Anwendung gebracht. Eine derartige Verwendung ermöglicht eine Demontage und Wiederverwendung der einzelnen Körper und Teile. Als Füllmaterial c ist für solche Fälle ein Material vorzusehen, das kein Haftver mögen besitzt.
Fig. 30 zeigt einen Hohlkörper a im Quer schnitt, der in den beiden Seitenfläeben so wohl obere als auch untere Rillen 5' bzw. 5 mit je einem Bewehrungselement aufweist. In Fig.31 ist ein Körper von I-förmigem Querschnitt dargestellt, dessen beide Flansehe je drei parallele Rillen 5 mit je einem Be- wehrungselenment b' und b besitzen. Zur Her stellung derartiger Körper lassen sieh belie bige Materialien wie Glas, Kunstharze usw. mit entspreehendem Mörtel als Füllmaterial gebrauchen. Glas eignet sieh beispielsweise für Körper gemäss Fig. 30, während Körper nach Fig.31 aus Kunstharz bestehen können. Im letzteren Falle ist es möglieh, die grosse Druck festigkeit der Kunstharze auszunutzen. Der artige Körper haben eine grosse Tragrähigkeit bei verhältnismässig kleinem Gewicht.
Die relative Druckfestigkeit (Druelkfestigkeit durch spezifisehes Gewieht ) ist für Kunst harze viel grösser als bei Stahl. Während der Stahl eine relative Druckfestigkeit von etwa 420 kg/cm2 besitzt (spezifisehes Gewicht 7,65), hat das amerikanisehe, unter dem Namen Duramold bekanntgewordene Erzeugnis eine relative Druckfestigkeit von 540-980 kg/cm2 (spez. Gew. 1.,27--1,4), während für Kuust- harzseile die relative Festigkeit 1-1-16 kg@/em-" (spez. Gew. 1;34) beträgt.
Dies beweist die grossen Möglichkeiten, die bei Verwendung derartiger Materialien sieh ergeben, wenn es sich darum handelt, Tragkörper von grösster Festigkeit bei geringem Gewieht herzustellen. wie dies zum Beispiel beim Flugzeugbau in Frage kommt.
Das beschriebene Verfahren lässt sieh tveiterhin auch auf Mauerkonstruktionen an wenden, zu deren Herstellung Ziegel un Steine vorgesehen sind. Zu diesem Zwecke werden in den Mauern Ausnehmungen bzw. V ertiefungen in wenigstens einer Fläche zur Aufnahme von Bewehrungselementen b frei gelassen. Unter Anwendung des beschriebenen Verfahrens lässt siele ein einheitlicher, aus drei verschiedenen Bestandteilen bestehender Kör per bilden, der die Form einer Mauer besitzt.
Als Ausgangsmaterialien zur Herstellung der Elemente a lassen sich ausser den erwähnten Materialien wie Beton, Glas und Kunstharze sowie ähnlichen Produkten auch Ziegel, kera mische Materialien und Asbestschiefer ver wenden. Die Bewehrungselemente b können in der Form von Stahldrähten, Stahlstäben oder aus Stahldrähten hergestellten Kabeln ausge- fülirt sein und insbesondere aus solchen Werk stoffen bestehen, die eine anfängliche Vor spannung zulassen, welche grösser ist als die zulässige Stahlspannung für gewöhnlichen Baustahl (1400 kg/cm2).
Die zur Aufnahme der Bewehrungs- elenmente dienenden Rillen und Vertiefungen in den Körpern, die als Balken und der gleichen ausgebildet sind oder andere Trag körper darstellen, lassen sich herstellen, indem passende Latten oder dergleichen in die vor geformte noch plastische Masse des Elementes eingedrückt wird. Es besteht aber auch die Möglichkeit, entsprechende Einlagen in den zur Herstellung der Elemente dienenden Formen anzubringen.
Ein wesentlicher Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass die vorgespann ten Drähte oder Kabel eine gleichmässige Spannung entlang ihrer Länge aufweisen, was nicht der Fall ist, wenn Kabel innerhalb kleiner Rillen aufliegen, wie bei bekannten Ausführungen. In solchen Fällen ist eine Rei bung vorhanden und ist es nicht möglich, einen adhäsiven Zementmörtel so einzufüllen, dass alle Drähte oder Kabel umhüllt sind, was einen besondern Vorteil bietet.
Process for the production of bodies provided with steel reinforcement and bodies produced by the process. It is known to prestress reinforcement elements in individual reinforced concrete bodies or in structural parts assembled from a number of individual bodies one behind the other and to anchor them at the end faces, thereby exerting a pressure on the body. becomes. The prestressing was either aimed at increasing the resistance of the concrete body under the payload or, if it was a construction part composed of several individual bodies, it was only used to hold the construction together so that the latter becomes self-supporting.
As long as only ordinary structural steel was considered permitted, the reinforcement was only prestressed to such an extent that the permissible tensile stress for ordinary structural steel was not exceeded.
Experience has shown, however, that such a limited prestressing can produce little effect and that a large part of the prestressing, possibly even the entire prestressing, is lost over time due to shrinkage and creep of the concrete because it has been avoided is to increase the preload to the permissible tensile stress, which for ordinary structural steel is known to be 1200-1400 kg / cm2.
In those cases where ordinary mild steel was used, the reinforcement was mostly arranged in holes in the body; but there are also cases known in which individual bodies had longitudinal grooves into which the reinforcement was laid. All of these designs have failed in that the preload has been lost over time and has therefore become ineffective. Only where it was a question of holding blocks together during transport, such constructions fulfilled their purpose.
It has been known for 20 to 5 years to use very high quality steels and wires and to prestress them to a multiple of the permissible stress of ordinary mild steel, whereby only part of the prestress is lost through shrinkage and creep and a considerable part remains effective .
In such cases, there are two unsatisfactory methods of achieving the correct preload. One method is that the reinforcement elements are first prestressed against anchors that are independent of the body to be prestressed, before the concrete is poured into the mold that is used to manufacture the concrete body.
The reinforcement elements remain under the prestress until the concrete in the mold has reached such a strength that it is able to take up the prestressing pressure through adhesion. This is called pre-tensioning. The second known method consists in prestressing the reinforcement elements only after the concrete has hardened and transferring the pressure to the concrete by means of anchor plates or wedges, which is referred to as post-tensioning.
In this case, it is ensured that the concrete does not adhere to the reinforcement elements. The reinforcement elements must therefore either be drawn into special pipes or prepared holes, or they must be greased or wrapped with a material, for example paper, to prevent the connection of the concrete with the reinforcement elements. The present invention relates to a process for the production of bodies provided with steel reinforcement and a body produced by the process.
The method according to the invention differs from the known method described in that a body consisting of at least one piece with at least one longitudinal groove in the outer surface is used, a reinforcement element made of high-quality steel is introduced into this longitudinal groove and the latter is along with a The entire length is pretensioned with the same tension of at least 1400 kg / cm2, and anchored at the ends, whereupon the longitudinal groove is filled with a filler material while maintaining the pretension.
A body produced according to the method is characterized in that it consists of at least one pre-formed solid component with at least one longitudinal groove in the outer surface, in which longitudinal groove a reinforcement element made of high-quality steel, pretensioned to at least 1400 kg, lies as a second component is embedded in a filler material which fills the longitudinal groove and forms the third component, with the prestress in the reinforcement member being transferred to the body by means of Und anchoring. In the drawing, Ausführungsbei are shown games of bodies produced by the inventive method.
Fig. 1 shows a side view of a body designed as a beam.
2 to 6 each show a cross section through six different bodies in the form of bars according to FIG. 1, the embodiments according to FIGS. 2 to 5 relate to bodies with rectangular cross-sections, while FIG. 6 shows a body with T-shaped Represents cross section.
FIG. 2a shows the transverse reinforcement of the beam shown in cross section in FIG. 2, alone.
Fig. 7 shows a front view of one end and Fig. 9 shows a front view of the other end of a beam during the prestressing of the steel reinforcement.
8, 10 and 11 each show a part of a beam in longitudinal section during its production for the purpose of illustrating the prestressing of the steel reinforcement.
FIG. 12 shows a cross section through the beam shown in FIGS. 9 and 11.
13 and 74 each illustrate a cross section through two bars during a phase of their manufacture.
15 and 16 show a front view and a side view of an anchor plate with clamping device for clamping the prestressed steel reinforcement.
17 and 18 show two different stress diagrams which illustrate the stress distribution in the case of a full and only partial prestressing of the steel reinforcement.
19 and? 0 show a side view and a cross section. part of a body to illustrate the prestressing of the steel reinforcement, which is particularly useful for the production of reinforced concrete structures on the construction site.
Fig. 21 and \ _ ''? each show a side view of a body composed of several parts. Figures 23 to 25 show cross-sections through joints of bodies built up from such sections.
26 and 27 each represent a cross section through a body designed as a hollow profile.
28 and 29 each show a cross section through the part of a building structure in which two adjacent bodies are connected to one another.
FIG. 30 shows a cross section through another body designed as a hollow profile body and FIG. 31 shows a cross section through an I-shaped body.
The embodiment according to FIG. 1 is a body designed as a reinforced concrete beam during that phase of manufacture during which the steel reinforcement is prestressed. This bar 1, shown in cross section in FIG. 2, is made from the actual element r, which is formed as a reinforced concrete body and has a rectangular cross section, which has already been formed before. The element a has a longitudinal reinforcement 2 on the underside and a longitudinal reinforcement 3 located at the two upper corners. About the upper reinforcement conditions 3 brackets, 4a (Fig. 2a) are placed, while with the lower longitudinal reinforcements 2 more brackets 4b are connected. The two lower long sides of the element 1 are abge at 5 sets.
In these grooves forming free paragraphs 5 gnaw the hook-shaped ends of the brackets 4a and 4b, which are connected with a further Reinforcement elements b placed in the paragraphs 5. These longitudinal reinforcement elements b represent the second part of the body. All of the two ends of the reinforcement elements b have an anchor plate 6 inserted within a shoulder 7 on the end faces. One end of each of the two reinforcement elements b is designed as a head, the other end, however, provided with a screw thread serving to place a screw nut. By tightening the nuts you can set the desired pre-tension.
Both the paragraphs 5 and the depressions 7 on the front sides are filled with a filler material c, which thus completely encloses both the reinforcement elements b and the anchor plates 6, the heads and nuts and protects the metal parts against rusting. An adhesive mortar or some other plastic cohesive material can be provided as filler material.
As FIG. 3 shows, the two longitudinal reinforcement elements b can also lie in the two side surfaces of the reinforced concrete body a, for which purpose the latter is provided with the longitudinal grooves 5 close to the lower longitudinal edges during manufacture. These longitudinal grooves 5 are also filled with a metal reinforcement enveloping filler material c after the reinforcement has been prestressed.
Fig. 4 shows, as a third embodiment, a bar with a square cross-section, the upper and lower surfaces of which each have a longitudinal groove 5 'and 5. In the upper longitudinal groove 5 'there is a reinforcement element b', whereas in the lower longitudinal groove 5 there are two reinforcement elements b lying next to one another, with which the stirrups 4, which consist of two parts, are connected. The brackets each have a C-shape, the ends of which protrude into both the upper and lower indentations.
The fourth embodiment of the beam, shown in cross section in FIG. 5, differs from that according to FIG. 4 only in that both .die in the upper. The groove 5 'lying on the surface as well as the groove 5 located in the lower surface each contain only one reinforcement element b' or b and that the two reinforcement elements are connected by S-shaped brackets 4 below.
The bar according to FIG. 6 has a T-shaped cross section. With. Reinforcement links 2 and 3 in the web and in the flange. Who these reinforcement members? and 3 connect the bracket 4 are also formed in two parts. In the lower surface of the web be found see a groove 5 with the prestressed reinforcement element b, which is connected to the bracket 4 and is embedded in the filler material c.
In all the embodiments according to FIGS. 2 to 6, the reinforcement elements b and the filler material c are brought into connection with the element a through the bracket 4. But it is also possible to dispense with such a connection represented by the bracket 4 and to omit this bracket.
It is possible to prestress the reinforcement elements made of high-quality steel so strongly that one can speak of a complete prestressing and a stress distribution according to F1g.17 arises under the payload, which has only compressive stresses f 1. However, only a partial prestressing requiring much smaller prestressing forces can also be provided (FIG. 18), after which a tensile stress f'2 is permissible under the payload in addition to the compressive stress f 1. In any case, the full tension is at least 1400 kg / em2 and is the same over the entire length of the body.
The use of partial pre-tensioning enables the construction of a body with a smaller cross-sectional height than is the case when using full pre-tensioning. The full preload is therefore only applied when absolute freedom from cracks is required, as is the case with pipes, liquid containers, etc., or where signs of fatigue can be felt, for example on railway bridges, railway sleepers, etc. All constructions , in which the reinforcement elements are fully pre-stressed.
have the property that any cracks forming under the payload close completely as soon as the load is reduced or removed and only compressive stresses according to F1g.17 arise in the cross section. In such a case, the compressive force that was interrupted when the crack formed in the cracks again affects the full length of the body as soon as the payload disappears. It is therefore permissible to provide a stress distribution according to FIG. 18 for a homogeneous cross-section even when only partial prestressing is used and to ensure the advantages of full prestressing when the payload is not effective.
In FIGS. 2, 4 and 6, transverse sections of bodies are shown which do not include longitudinal reinforcement members 2 that are tensioned before. These embodiments serve as examples of partial prestressing. The bodies according to FIGS. 3 and 5, on the other hand, do not contain any non-prestressed reinforcement elements, so that full prestressing is useful in these embodiments.
Upper pre-stressed movement elements b 'are expediently used when the beams are fully pre-stressed. In such cases, reinforcement members 2 and 3 can be omitted. If only partial prestressing is used, then it is useful to provide reinforcement members 2. Even in the case of only partial pre-tensioning of the reinforcement elements, it is advisable to provide at least one small reinforcement b 'in order to be able to transport the beam in the reverse position without the possibility of permanent cracking.
A small reinforcement b ', even if it is comparatively very little pre-tensioned, namely causes any cracks that may form during transport of such beams to close as soon as the unfavorable load disappears. In partially prestressed beams, the reinforcement elements b together with the reinforcement members 2 form the tensile reinforcement. The reinforcement elements b and the reinforcement members 2 who are made of high quality steel or wire ago.
Naturally, bodies with any other cross-section can also be produced. In the case of prestressed construction elements or bodies, an I-shaped cross-section, a box cross-section, is depending on the intended use. or a C-shaped cross-section is more advantageous than a right-shaped cross-section, which is particularly noticeable in such bodies
which are composed or put together from a number of individual pieces.
Another method for producing a cross-section according to FIGS. 2 to 6 pointing body consists in that thin wires are used as reinforcement elements b. The preformed body a has symmetrically arranged longitudinal grooves 5, as shown in FIGS. 2 and 3. The wire b is wound into the element a and inserted into the grooves 5. The element u itself is placed in a horizontal position on a suitable base 8 (Fig. 7). If the bar is an embodiment according to FIG. 2, the element a is expediently given a position such that the two paragraphs 5 are accessible from above. Anchor plates 6 (FIGS. 7 and 8), each of which has a small recess 9 at its two ends, are inserted in paragraphs 7 on the two end faces of the element a.
These anchor plates give the wire reinforcement b encompassing the element within the paragraphs in such a way that there is no contact between element and reinforcement. The wire reinforcement b has a loop 10 at one end, through which a rod 11 which can be used as a lever can be inserted. By twisting the wire, the required tension is generated in the reinforcement element, the size of which can be determined with the aid of a tensometer or by the pitch of the tone caused by the attachment.
The rod 11 used as a lever is then replaced by a short rod or the like to prevent untwisting, which now serves as an anchor means, whereupon paragraphs 5 and 7 are filled with a cement mortar as filler material c. This manufacturing process can only be used if the reinforcement consists of thin wires that are not brittle and that can be twisted in the manner described.
The third component of the finished ball, the cement mortar c, does not have the same properties as the concrete used to manufacture element a, since it contains sand as the main component and must be free of larger grains, while the concrete of element a has both sand and gravel components. In addition to the components mentioned, corresponding amounts of cement and water are of course required to produce the filler material and the concrete. The filling material must be carefully introduced into paragraphs 5 and 7 so that the pre-tensioned wire b is completely enclosed and reliable adhesion is achieved.
For the purpose of producing a good connection between the element a and the filler material c, the surfaces of paragraphs 5 and 7 are appropriately roughened or created as roughened surfaces from the start.
Instead of wires, steel bars are used as reinforcement elements b. Then, for example, an existing reinforced concrete element a according to Figure 4 with upturned groove 5 is placed on a base 8 (Figure 9) and each provided with an anchor plate 6 in each paragraph 7 located on the two end faces.
The anchor plates 6 have holes 12, while the reinforcing bars b are equipped with the thread 14 for placing the screw nut 13 (Fig.10). By tightening the nuts 14, the reinforcing bars b can be biased and the anchor plates 6 carry the pressure on the concrete body of the element a.
While the anchor plates according to FIGS. 9 and 10 must be strong enough to bridge the brei th longitudinal grooves, it is possible according to the embodiment according to FIGS. 11 and 12 to see transverse ribs 15 with special grooves. In this case, the anchor plates 6 can be kept weaker.
If several elements are to be clamped at the same time before, then these can be arranged in the manner shown in FIGS. The reinforcement elements b can be vargespanut before they are introduced into the deepening of the elements. However, they can only be pretensioned after they have been inserted into the depressions. A number of reinforcement elements b, which are arranged either side by side or one above the other, are prestressed between anchor blocks set up at a suitable distance from one another. The reinforcement members b are anchored at both ends using wedges or the like.
As shown in FIGS. 13 and 14, the individual pre-formed elements a are placed on support devices 8 in such a way that one element comes to lie next to the other and at least two reinforcement elements b are in the depressions. When setting up the elements a on the support devices, care must be taken that there is no contact with the reinforcement elements if the latter is only subsequently prestressed so that there is no friction between the elements and the reinforcement elements during prestressing and the latter over the are biased equally over the entire length.
If, however, the reinforcement elements b are pretensioned before the elements a are placed on the support devices 8, any contact between the parts b and parts a remains without any further influence on the even distribution of the pretension over the entire length of the w honorary elements and thus on the body completed after the cement mortar has been introduced into the depressions.
The transfer of the prestress from the reinforcement elements b to the element a is carried out either by means of two special anchor plates on the two end faces of each element. For this purpose, suitable anchor plates 6 who are expediently placed in paragraphs or recesses 7 in the end faces of the elements. They are designed so that the reinforcement elements b can be clamped. For this purpose, let us use wedges for example, which expediently capture two armor elements at the same time.
A particular embodiment of an anchor plate 6 suitable for the intended purpose is shown in FIG. This anchor plate 6 is T-shaped. The end of the web 19 is widened on both sides to form a paragraph. The reinforcement elements L can see between the flange of the anchor plate and two clamping pieces 20, which siele on the shoulders of the web 19 and are held by means of visual screws 21 in the ends 18 of the Flansehes, insert and clamp.
Tests have shown that even thin wires can be securely clamped and pretensioned by means of the anchor plates 6, without loosening, even if the pretensioning results in a considerable expansion resulting in a reduction in cross-section. The anchoring must remain effective and the pre-tensioning must be maintained until the cement mortar introduced into the shoulders and depressions of element a has become so hard that it is able to prevent the pre-tensioning from being released later.
As soon as the reinforcement elements b are connected to the anchor plates 6, the reinforcement elements are durehschschnitt between the individual elements a, so that the pre-tension is now transferred as pressure to the individual elements.
The process described can also be used on construction sites, for example. In FIGS. 19 and 20, a designates a body which has been provided with grooves or shoulders which have special recesses 22 and 22a. The reinforcement elements b are arranged within the sentences from 5, as FIG. 19 shows, and attached at one end to an anchor plate 6.
In each of the recesses 22 and 22a a bolt 23 is inserted in the body a, which: iiii the free end has a screw thread 2-1 and a roller 25 trä; yt. The reinforcement elements b in the form of wires are connected to the rollers 25. The wires b are tensioned by turning the rollers '':
5 by means of a device drawn with rivets and winding up the wires. Once the wires have been pre-laid, the rollers 25 can be determined, for example, that a nut 24a is screwed onto the bolts 24 and tightened firmly.
Once the roles 25 have been determined, the paragraphs 5 and recesses 22 and 22a are filled with cement mortar c as filler material. The reinforcing wires b could also be anchored at one end in the body a so that the recesses 22a sieve the rest, and it could Ordinary anchor plates may be provided. Furthermore, the pretensioning could be generated by means of hydraulic winches or other provisions and the anchoring of the tensioned moving elements could be carried out by means of wedges.
Instead of the filling material having a certain adhesive capacity, such a material that does not have this property can also be used if the additional adhesion mentioned can be dispensed with. Such a material is to be provided if the pre-tensioning is to be adjusted or changed on the finished body later. Such relationships are particularly present when it comes to embodiments according to FIGS. 7 to 10, 19 and 20. Such regulation is difficult to carry out when the prestressed reinforcement elements are either clamped or fixed by means of wedges, which makes the use of special equipment necessary.
Figs. 1 to 6 show the elements produced in a single piece, which can be run without reinforcement members 2 and 3, so only contain the prestressed reinforcement elements b.
However, it is also possible to form bodies from several finished individual pieces, as the embodiments according to FIGS. 21-31 show. The body shown by FIGS. 21 and 22 in side view are formed as a bar. The individual pieces can ge inclined or vertical end faces 26 be seated. The beam according to FIG. 21 has a center piece 27, a number of intermediate pieces 28 and two end pieces 29. The contact surfaces between the individual pieces can also be designed in a step shape, so that two parallel surfaces 26 (Fig. 22) are available that are connected to one another via a horizontal surface 30. In the case of the beam according to FIG. 22, only the middle piece 31 differs from the other pieces 32.
The individual pieces could of course also be designed in such a way that pieces touching one another can be connected to the points of contact, for example by the arrangement of dovetail-shaped ribs and grooves. In the joints located between the pieces, however, a connecting means, for example cement mortar, can also be introduced, by means of which the connection between two pieces can be established. In many cases it is necessary to find a relatively dry place.
To use cement mortar from Kolier strength, since in many cases greater demands are placed on the strength of the assembled finished body than on that of an ordinary mortar. If a body is to be made from individual pieces, the following procedure is appropriate: First, the required number of individual pieces is placed in a row in such a way that at least approximately the same joints are present between all individual pieces, which are then filled with cement mortar .
The pieces that have ridden together are then held together using a soft wire until the cement mortar has hardened in the joints. This wire is then removed, the Bewelirungselemente b introduced into the grooves ä, biased and anchored ver and the latter at the same time with the sentences from 7 filled with filler c.
If there are no reinforcement elements b 'in the individual pieces as in the Awsleitun gsformen according to Fig. 27, 30 and 31 are present, then it is advisable to use the binding wire. To be left until the body is in the position in which it is to be used, to be used and exposed to the stresses so.
the prestressed reinforcement elements b are not able to generate any excessive tensile stresses in the joints or any permanent change in shape.
FIGS. 23 and 24 show longitudinal sections through joints which are located between two pieces according to FIGS. 21 and 22. With 33 an intermediate layer inserted into the joints is designated. The pieces 28 and 32 are designed as hollow bodies, which are shown in section in FIGS. 26 and 27. If the front sides of the individual pieces fall out exactly, the intermediate layer in the joints can also be omitted. If, on the other hand, the end faces are uneven, then it is expedient to use an intermediate layer to be formed from a cement mortar with high adhesive strength. But it is also possible to use an intermediate layer made from a compressible material.
25 shows a joint in longitudinal section, in which there is an intermediate layer 35 which engages in the cavities of the two adjacent pieces 34. In this case, cement mortar can be used to fill in the joints. This cement mortar can also be omitted under certain circumstances.
FIGS. 26 and 27 show cross sections through hollow bodies a, such as those used, for example, for the production of ceiling structures. The ceilings can either be made of contiguous bodies (Fig. 26 and 27) or in connection with additional concrete or iron concrete elements (Fig. 28 and 29). As shown in FIG. 27, an organ made of concrete or cement mortar serves as the connecting member 36 between two adjacent bodies. The embodiments according to FIGS. 28 and 29, which contain special reinforcement elements 38, show special concrete members 37. The individual pieces a are provided with strip-like projections 39 which serve as permanent formwork for the concrete 37. In the embodiment according to FIG. 29, an upper concrete slab 40 is provided in which the stirrups 41 end.
If it is a question of the bodies and supports which are only to be used temporarily, then two intermediate links 35 (FIG. 25) are used in the existing joints without any further intermediate fillings. Such use enables the individual bodies and parts to be dismantled and reused. As a filler material c, a material is to be provided that does not like adhesion.
Fig. 30 shows a hollow body a in cross section, which has both upper and lower grooves 5 'and 5, each with a reinforcing element, in the two side surfaces. In FIG. 31, a body with an I-shaped cross section is shown, the two flanges of which each have three parallel grooves 5 each with a reinforcement element b 'and b. To produce such bodies, you can use any materials such as glass, synthetic resins, etc. with the appropriate mortar as filler material. Glass is suitable, for example, for bodies according to FIG. 30, while bodies according to FIG. 31 can be made of synthetic resin. In the latter case it is possible to use the great compressive strength of the synthetic resins. The like body have a high load capacity with a relatively low weight.
The relative compressive strength (compressive strength through specific weight) is much greater for synthetic resins than for steel. While the steel has a relative compressive strength of around 420 kg / cm2 (specific weight 7.65), the American product, which has become known under the name Duramold, has a relative compressive strength of 540-980 kg / cm2 (specific weight 1., 27 --1.4), while for Kuust resin ropes the relative strength is 1-1-16 kg @ / em- "(spec. Wt. 1; 34).
This proves the great possibilities that arise when using such materials when it comes to producing support bodies of great strength with low weight. as is the case, for example, in aircraft construction.
The method described can also be used on wall constructions for the manufacture of which bricks and stones are intended. For this purpose, recesses or depressions are left free in the walls in at least one area for receiving reinforcement elements b. Using the method described, siele can form a unitary body made up of three different components and shaped like a wall.
As starting materials for the production of the elements a, in addition to the materials mentioned such as concrete, glass and synthetic resins and similar products, brick, ceramic materials and asbestos slate can also be used. The reinforcement elements b can be filled in the form of steel wires, steel rods or cables made of steel wires and in particular consist of materials that allow an initial pre-tension that is greater than the permissible steel tension for ordinary structural steel (1400 kg / cm2 ).
The grooves and depressions in the bodies, which are designed as bars and the like or represent other supporting bodies, which serve to accommodate the reinforcement elements, can be produced by pressing suitable slats or the like into the previously formed, still plastic mass of the element. But there is also the possibility of attaching appropriate inserts in the molds used to manufacture the elements.
A major advantage of the method described is that the pre-tensioned wires or cables have a uniform tension along their length, which is not the case when cables lie within small grooves, as in known designs. In such cases there is friction and it is not possible to fill in an adhesive cement mortar in such a way that all wires or cables are covered, which is a particular advantage.