Monolytische Stahlbetonkonstruktion, wie Decke, Träger oder dergleichen. Die Erfindung betrifft eine monolytische Stahlbetonkonstruktion, wie Decke, Träger oder dergleichen.
Stahlbetonkonstruktionen erhielten bisher eine Armierung aus Rundstäben, die in der Schalung in geeigneter Weise gehalten und dann mit Frischbeton umhüllt wurden. In die ser Weise wurden sowohl Bauplatten aus Beton als auch monolytische Stahlbetonkon- struktionen hergestellt.
Bekannt ist es weiterhin, Stahlbetonstäbe durch in ihnen angeordnete Stahleinlagen zentrisch vorzuspannen. Derartige Stahlbeton stäbe können als Zugstäbe Verwendung fin den. Solche Zugstäbe können dann mit einer Zugkraft belastet werden, ohne dass der Betonstab Risse zeigt, wenn die Zugkraft nicht grösser ist als die durch die Vorspan- nung der Stahleinlagen in den Betonstab ein geleitete Druckkraft.
Es ist nun naheliegend und auch bekannt, derartige, durch hochwertige Stahleinlagen vorgespannte Betonstäbe als Zugbewehrung für auf Biegung beanspruchte Betonbalken za verwenden, ein Optimum an Wirtschaftlich keit oder was das gleiche ist, ein Minimum an Stahlverbrauch wird aber noch nicht erreicht.
Bei den bekannten Betonstäben ist die Quersehnittshöhe im Verhältnis zur Länge des Stabes verhältnismässig klein. Derartige, auf Grund der Vorspannung elastisch gewordene Betonstäbe wurden eben verlegt. Die im Trag werk auftretenden Schubkräfte wurden durch zusätzliche Anordnung von Bügeln aufge nommen, die durch in den Betonstäben vor gesehene Löcher hindurchgesteckt wurden.
Die Wirtschaftlichkeit derartiger Träger wird dadurch erhöht, dass die vorgespannten Betonstäbe erfindungsgemäss nach Zugtrajek- torien verlegt werden. Die einzelnen Stahl betonstäbe werden also beispielsweise bei Durehlaufkonstruktionen an den äussern freien Auflagern unmittelbar auf die Scha lung aufgelegt und an den Stellen, an denen ein Maximum an Zugspannung infolge nega tiver Momente auftritt, so unterstützt, dass der Stahlbetonstab überall in der Zone der grössten Zugspannung liegt.
Der Betonstab wird beim Verlegen zweckmässigerweise ent sprechend gebogen, falls er sich nicht schon von selbst den Auflagern anpasst.
Man kann den Stahlbetonstab auch an den Stellen, an denen die Zugspannung Null wird, abknicken. Der Beton muss an den ent sprechenden Stellen vor dem Abknicken zer stört werden. Selbstverständlich muss man in diesem Fall den Querschnitt der Stahlein lagen so bemessen, dass diese den auftretenden Beanspruchungen an diesen Stellen stand halten.
Werden Stahlbetonstäbe in verschiedenen Höhen angeordnet, so sind Mittel vorzusehen, die die auftretenden Schubkräfte von dem einen auf den andern Stahlbetonstab über tragen können. Darüber hinaus empfiehlt es sich, in dem öder den Betonstäben Aus- sparungen anzubringen, durch welche Ver teilungsstäbe oder Bügel gesteckt werden können. Bei einer Spannweite von beispiels weise 4,5 in wählt man zum Beispiel einen Querschnitt von 4,5 X 4,5 ein als Querschnitt der Betonstäbe. Man kann aber auch die Breite des Betonstabes vergrössern. In den Zeichnungen werden Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes schema tisch erläutert.
Es zeigen: Fig.l einen Betonstab in isometrischer Darstellung, Fig. \? einen Teillängsschnitt durch eine Dur chlaufplatte, Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Stützstelle gemäss Fig.2. Fig. 4 eine Seitenansicht eines geknickten Betonstabes, Fig. 5 einen Querschnitt durch überein anderliegende Betonstäbe, und Fig. 6 die Seitenansicht. der Fig. 5.
Der Betonstab 1 wird dadurch hergestellt, dass man beispielsweise vier Stahlstäbe 2, 3, 4 und 5 vorspannt, sie mit Frischbeton umhüllt, und zwar in einer dem Querschnitt a es Betonstabes entsprechenden Verschalung aus Holz, und die Vorspanniuig erst dann auf hebt, wenn der Frischbeton erhärtet ist. Die gedehnten Stahlstäbe versuchen, sich zusam menzuziehen, üben dabei auf den erhärteten Beton einen Druck aus, der der aufgebrachten Vorspannung entspricht.
Der Betonstab kann also nach dem Einbau in die Verschalung zum Beispiel einer Deckenkonstruktion, Einfüllen von Frischbeton und Erhärten der Konstruk tion so weit durch infolge Durehbiegung ent stehende Zugspannung beansprucht werden, bis die in dem Betonstab erzeugte Druck spannung Null wird.
Will man beispielsweise nebeneinander Legende Betonbalken bzw. Betonstübe mitein ander verbinden oder Verteilungsstäbe vor sehen, so empfiehlt es sich, durch ent sprechende Einlagen bei der Herstellung der Betonstäbe dafür zu sorgen, dass Aussparun gen 6 bzw. 7 gebildet werden. Im allgemeinen genügt es, wenn man die Verteilungsstäbe nur durch die Aussparungen hindurchführt, ohne sie besonders zii sichern.
Die so hergestellten Betonstäbe bzw. Betonbalken können auf verschiedene Art. als Zugeinlagen für Betonplatten oder Beton konstruktionen verwendet werden.
Nachstehend wird ausgeführt, wie inap einen hergestellten Betonbalken mit andern Betonbalken in einer Stahlbetondecke verlegt. Wie in Fig.2 schematisch dargestellt, befin det sich in der Durehlaufdeeke 8 ein Beton stab 9, dessen Aussparungen zum Hindurch stecken von Verteilungsstäben der besseren Übersicht wegen nicht gezeigt sind. Das äussere Auflager ist mit 10, das innere Auf lager mit 11 bezeichnet.
Bei solchen Durch la.ufkonstruktionen, bei denen die Dicke der Konstruktion im Verhältnis zu dein Abstand der Auflager, den man auch mit. dem Aus druck Feldweite bezeichnet, klein ist, kann der Stahlbetonstab 9, der infolge seiner Schlankheit eine gewisse Biegsamkeit besitzt, ohne weiteres nach den Zugtrajektorien ver legt werden. Dies lässt sich dadurch er reichen, dass der Betonstab 9 an den Innen auflagern durch eine -Unterstützung 12 so unterlegt wird, dass er dort oben liegt, wo negative Biegemomente auftreten.
Das Bewehren bzw. Armieren einer der artigen Durehlaufplatte wird in folgender Weise dureligeführt. Die Stalilbetonstäbe bzw. -balken 13 werden, nachdem sie entsprechend ihrer Endlänge abgetrennt wurden, gemäss der statischen Bereehnun#,- in Abständen erst flach auf die Holzschalung für die Herstel lung der Durehlaufdeeke aufgelegt.
Dann werden die Verteilungsstäbe 14 dureli die Ausnehmungen 15 gesteckt, so dass ein Netz werk aus Stahlbetonstäben 13 und Vertei lungsstäben 14, die sieh gegenseitig normal kreuzen, entsteht. Ein Binden der sich kreu zenden Stäbe, wie dies bisher üblich war, ist nicht notwendig. Jetzt werden die Betonstäbe 13 an den Auflagern, an denen negative Biege- inomente auftreten, zum Beispiel an dem Auf lager 16, angehoben und durch Zwischen stücke 17 so unterstützt, dass sie die statiseli richtige Höhenlage haben.
Die schlanken Betonstäbe 13 biegen sich infolge ihres Eigen- ge #iehtes nach flachen Wellenlinien, die den Zugtrajektorien entsprechen, durch. Nachdem die Bewehrung so fertig verlegt ist, kann der Frischbeton eingebracht werden.
Handelt es sich dagegen um Durchlauf träger, deren Dicke gross ist im Verhältnis zu den Feldweiten, so ist es nicht ohne weiteres möglich, die in sich vorgespannten Stahl , betonstäbe nach den Zugtrajektorien, wie in Gien Fi-. 2 und 3 veranschaulicht, zu verlegen. In diesem Fall kann man den Bewehrungs- stab abknicken, ihn also ähnlich den nicht vorgespannten Rundstäben verbiegen.
Das Abknicken eines vorgespannten Betonstabes kann in einfacher Weise so erfolgen, dass der Beton in der Nachbarschaft einer Ausspa- rung 6 bzw. 7 durch geeignete Massnahmen, zum Beispiel durch Hammerschläge, zerstört ,wird. So wurde der Betonstab 18, von dem ein Teilstück in Fig.4 gezeigt, ist, an den Stellen 19 und 20 so angeschlagen, dass die verbleibenden Betonstabteile nur noch über die jetzt nicht mehr vorgespannten Stahl ; Stäbe 21 bzw. 22 in Verbindung stehen, die an den ILniekstellen entsprechend verbogen wer den.
Die Betonteile des Betonstabes 18 stehen noch unter Vorspannung. Selbstverständlich kann man einen Betonstab, der nicht abge knickt eingebaut, also im wesentlichen in einer Ebene verlegt werden soll, auch aus Teilstücken bestehen lassen, zwischen denen die Stahlstäbe in nicht vorgespanntem Zu stand liegen, die in den Betonstäben aber ihre Vorspannung behalten haben. Ein solcher Stab würde wie der in Fig: 4 dargestellte Be tonstab aussehen können, nur nicht ab geknickt sein.
Sind im Betonstab bzw. von ihm grosse Querkräfte aufzunehmen, so dass also die Abknickungen allein nicht, ausreichen oder aus irgendwelchen Gründen überhaupt. ver mieden werden sollen, so kann man die Beton- ."ztäbe nach den Zugstirajektorien in versehie- denen Ebenen waagrecht verlegen und sie durch senkrecht oder schräg angeordnete Verbindungsmittel, zum Beispiel Eisenbügel, verbinden. Der obere Betonstab 23, der sich in der Zeichenebene gesehen nach links weiter fortsetzt, endet. an der Stelle 24, der untere Betonstab 25 endet bei 26 und setzt sich nach rechts fort.
Die in den Betonstäben 25 und 23 vorgesehenen Stahlstäbe zur Erzeugung der Vorspannung sind .der besseren Übersieht wegen nicht dargestellt. Die Enden der Betonstäbe werden durch die Bügel 27, die zw eekmässigerweise durch die Aussparungen 28 gesteckt. sind, miteinander verbinden. Es ist vorteilhaft, zum Beispiel zwei nebenein- anderliegende Betonstäbe 23 und 23' mit zwei unter diesen liegenden Betonstäben 25 und 25' durch die Bügel 27 kraftschlüssig zu ver einigen.
Sind solche Betonstäbe in dieser Weise angeordnet und werden sie dann von ezhärtetem Frischbeton umhüllt, so können sie sowohl Zug- als auch Druckkräfte auf nehmen, die über die Bügel 27 übertragen werden.
Die Verwendung vorgespannter Stahl betonstäbe alsBewehrungseinlagen fürBeton- konstruktionen bietet unter anderem folgende Vorteile Die Betonstäbe können so verlegt werden, dass sie am äussersten Rand der Beton- konstruktion zu liegen kommen, da sie ja.
keines Schutzes gegen Rostangriff bedürfen. Der an Ort -und Stelle einzubringende Frisch beton, der nach dem Erhärten die Druck spannungen übernehmen soll und die Beweh- rungsstäbe einschliesst, kann in einer mageren Mischung hergestellt werden (150 - 200 kg Zement auf 1 m- fertigen Beton), da er praktisch keine gegen Rost schützenden Funk tionen mehr zu erfüllen hat. Es können daher auch Leichtbaustoffe, wie Bims, Porenbeton als Zuschläge bzw. Zumischungen verwendet werden.
Vorgespannte Betonstäbe können wie Rundstähle in den zu verarbeitenden Längen gekauft und, wie oben ausgeführt, verlegt werden, ohne dass dazu besondere Maschinen erforderlich sind.
Monolytic reinforced concrete structure such as ceiling, beam or the like. The invention relates to a monolithic reinforced concrete structure, such as a ceiling, beam or the like.
Reinforced concrete structures were previously reinforced with round bars, which were held in the formwork in a suitable manner and then covered with fresh concrete. Both concrete building panels and monolithic reinforced concrete structures were produced in this way.
It is also known to pretension reinforced concrete rods centrally by means of steel inserts arranged in them. Such reinforced concrete rods can be used as tension rods. Such tension rods can then be loaded with a tensile force without the concrete rod showing cracks if the tensile force is not greater than the compressive force introduced into the concrete rod by the prestressing of the steel inserts.
It is now obvious and also known to use such concrete bars, prestressed by high-quality steel inserts, as tensile reinforcement for concrete beams subject to bending stress, an optimum of economy or what is the same, but a minimum of steel consumption is not yet achieved.
In the known concrete rods, the cross-sectional height is relatively small in relation to the length of the rod. Such concrete bars, which have become elastic due to the prestressing, have just been laid. The shear forces occurring in the supporting structure were taken up by an additional arrangement of brackets that were pushed through holes in the concrete rods.
The economic viability of such supports is increased by the fact that the prestressed concrete rods are laid according to the invention according to tension trajectories. The individual reinforced concrete rods are placed directly on the formwork at the free outer supports, for example in continuous structures, and are supported in such a way that the reinforced concrete rod is everywhere in the zone of greatest tensile stress at the points where a maximum of tensile stress occurs as a result of negative moments lies.
The concrete rod is appropriately bent when it is laid, if it does not adapt to the supports by itself.
You can also bend the reinforced concrete rod at the points where the tensile stress becomes zero. The concrete must be destroyed at the appropriate points before it kinks. Of course, in this case the cross-section of the steel layers must be dimensioned so that they can withstand the stresses occurring at these points.
If reinforced concrete rods are arranged at different heights, means are to be provided that can carry the occurring shear forces from one reinforced concrete rod to the other. In addition, it is advisable to make recesses in the empty concrete rods through which distribution rods or brackets can be inserted. With a span of, for example, 4.5 in one chooses, for example, a cross-section of 4.5 X 4.5 as the cross-section of the concrete bars. But you can also increase the width of the concrete rod. In the drawings, execution examples of the subject invention are explained schematically.
It shows: Fig.l a concrete rod in isometric view, Fig. \? a partial longitudinal section through a flow plate, FIG. 3 is a perspective view of a support point according to FIG. 4 shows a side view of a kinked concrete rod, FIG. 5 shows a cross section through concrete rods lying on top of one another, and FIG. 6 shows the side view. of FIG. 5.
The concrete rod 1 is produced by prestressing four steel rods 2, 3, 4 and 5, for example, wrapping them with fresh concrete, in a wooden casing corresponding to the cross-section of a concrete rod, and only lifting the Vorspanniuig when the Fresh concrete has hardened. The stretched steel rods try to pull themselves together, exerting a pressure on the hardened concrete that corresponds to the pre-tensioning applied.
The concrete rod can therefore be stressed by tensile stress resulting from bending, for example a ceiling construction, filling with fresh concrete and hardening of the construc tion, until the compressive stress generated in the concrete rod is zero.
For example, if you want to connect next to each other legend concrete bars or concrete bars mitein other or see distribution bars before, it is advisable to ensure that Aussparun conditions 6 and 7 are formed by appropriate deposits in the manufacture of the concrete bars. In general, it is sufficient if the distribution bars are only passed through the recesses without particularly securing them.
The concrete bars or concrete beams produced in this way can be used in various ways. As reinforcement inserts for concrete slabs or concrete structures.
The following explains how inap a concrete beam is laid with other concrete beams in a reinforced concrete ceiling. As shown schematically in Figure 2, there is a concrete rod 9 in the Durehlaufdeeke 8, the recesses for the insertion of distribution rods are not shown for a better overview. The outer support is denoted by 10, the inner bearing with 11.
With such through-the-way structures, where the thickness of the structure in relation to the distance between the supports, which you can also use. From the print field width is small, the reinforced concrete rod 9, which has a certain flexibility due to its slenderness, can easily be laid ver after the trajectories. This can be achieved in that the concrete rod 9 is supported on the inside by a support 12 so that it is at the top where negative bending moments occur.
The reinforcement or reinforcement of one of the kind of permanent slab is carried out in the following way. After they have been cut off according to their final length, the Stalil concrete bars or beams 13, according to the static calculation, are only placed flat at intervals on the wooden formwork for the manufacture of the Durehlaufdeeke.
Then the distribution rods 14 are inserted through the recesses 15, so that a network of reinforced concrete rods 13 and distribution rods 14 that cross each other normally is created. It is not necessary to bind the intersecting rods, as was customary in the past. Now the concrete rods 13 are raised on the supports on which negative bending moments occur, for example on the support 16, and supported by spacers 17 so that they have the statiseli correct height.
The slim concrete rods 13 bend as a result of their own appearance according to flat wavy lines that correspond to the tensile trajectories. After the reinforcement has been laid in this way, the fresh concrete can be poured in.
If, on the other hand, it is a continuous beam, the thickness of which is large in relation to the field widths, it is not easily possible to move the prestressed steel, concrete rods according to the tensile trajectories, as in Gien Fi. 2 and 3 illustrate relocating. In this case you can bend the reinforcement bar, i.e. bend it in a similar way to the non-prestressed round bars.
The bending of a prestressed concrete rod can be done in a simple manner in such a way that the concrete in the vicinity of a recess 6 or 7 is destroyed by suitable measures, for example by hammering. Thus, the concrete rod 18, a portion of which is shown in Figure 4, was struck at the points 19 and 20 so that the remaining concrete rod parts only over the now no longer pre-tensioned steel; Rods 21 and 22 are connected, which are bent accordingly at the ILniekstellen who the.
The concrete parts of the concrete rod 18 are still under tension. Of course, you can have a concrete rod that is not installed abge kinks, so essentially in one plane, also consist of sections between which the steel rods are in non-prestressed to stand, but have retained their prestress in the concrete rods. Such a rod would look like the Be tonstab shown in Fig: 4, but not be kinked.
Are large transverse forces to be absorbed in the concrete rod or by it, so that the kinks alone are not enough, or at all for some reason. should be avoided, the concrete rods can be laid horizontally according to the tensile trajectories in different levels and connected by vertically or diagonally arranged connecting means, for example iron stirrups. The upper concrete rod 23, which is seen in the plane of the drawing continues to the left, ends at point 24, the lower concrete rod 25 ends at 26 and continues to the right.
The steel rods provided in the concrete rods 25 and 23 for generating the prestress are not shown because of the better overview. The ends of the concrete rods are inserted through the brackets 27, which are inserted through the recesses 28 in some way. connect with each other. It is advantageous, for example, to connect two concrete rods 23 and 23 ′ lying next to one another with two concrete rods 25 and 25 ′ lying below them in a force-locking manner by means of the bracket 27.
If such concrete bars are arranged in this way and they are then encased by ezhärtetem fresh concrete, they can take both tensile and compressive forces that are transmitted via the bracket 27.
The use of prestressed reinforced concrete rods as reinforcement inserts for concrete structures offers the following advantages, among others: The concrete rods can be laid in such a way that they come to rest on the outermost edge of the concrete structure, because they are.
do not require any protection against rust attack. The fresh concrete to be poured on site, which is supposed to take over the compressive stresses after hardening and which includes the reinforcing bars, can be produced in a lean mixture (150 - 200 kg cement on 1 m of finished concrete) because it is practical no longer has any function to protect against rust. Light building materials such as pumice and aerated concrete can therefore also be used as aggregates or admixtures.
Prestressed concrete rods can be purchased like round steel bars in the lengths to be processed and, as explained above, laid without the need for special machines.