Mit Wellen versehener Stahldraht zum Vorspannen von Beton Zur Erhöhung des Gleitwiderstandes von Stahl draht im vorgespannten Beton hat man schon Draht verwendet, der an seinen Enden gewellt war, so dass hierdurch eine gute Verbindung mit dem Beton und vor allem an den Enden des jeweiligen Bauteiles, z. B. eines Balkens, einer Platte oder eines Hoch druckrohres, eine geringe Übertragungslänge erzielt wird.
Unter Übertragungslänge wird diejenige kürzeste Länge eines Spannstahles im Beton verstanden, bei der durch Reibung bzw. Haftung zwischen Beton und Stahleinlage ein Herausziehen der Stahleinlage aus dem Beton mit einer Zugkraft unterhalb der Bruchlast der Stahleinlage verhindert wird. Eine Stahleinlage ist daher umso hochwertiger, je geringer die Übertragungslänge ist.
Durch die Wellen ist es möglich, die übertra- gungslänge des vorgespannten Drahtes zwischen 100 und 200 mm zu halten, während sie bei Litzen bei etwa 300 bis 400 mm und bei glatten Drähten bei etwa 700 bis 1000 mm liegt. Die Übertragungslänge ist dabei umso kleiner, je höher die Wellen des Drahtes sind.
Eingehende Versuche haben nun ergeben, dass beim Spannen eine bleibende Verformung des Drah tes, d. h. eine bleibende Abnahme der Wellenhöhe, und nach Wegnahme der Spannvorrichtung eine elastische Rückfederung der Wellen eintritt, die zu einer Druckkraft auf den umgebenden Beton führt. Diese Druckkräfte können nun bei Überschreitung einer gewissen Wellenhöhe so stark sein, dass an den Endflächen der Bauteile eine schwache Anrissbildung im Beton eintritt, die meist radial von der Stahlein lage ihren Ausgang nimmt.
Diese an den Enden der Bauteile auftretende Federdruckkraft könnte zwar in bekannter Weise, wie es auch bei Litzen vorgenommen wird, durch Umwickeln des Drahtbündels mit weichen Drähten abgefangen werden. Auf die übrige Länge des Bau teiles üben dagegen die Rückfederungskiäfte nament lich bei dünnen Platten insofern einen nicht erwünsch ten Einfluss aus, als leicht Anrisse oder sogar Ab sprengungen auftreten können.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, die Wellen von Spanndrähten mit mindestens 160 kgfmm2 Zugfestigkeit so auszubilden, dass sie mit Sicherheit eine ungünstige Druckwirkung des. federnden Drahtes auf den Beton verhindern, ohne dass hierdurch die über tragungslänge ungünstig beeinflusst wird.Der mit Wel len versehene Stahldraht zum Vorspannen von Beton, welcher insbesondere für das Armieren von Balken, Platten und Rohren dient, ist dadurch gekennzeich net, dass er auf seiner ganzen Länge gewellt ist, dass die Höhe der Wellen zur Dicke des Drahtes so ab- gestimmt ist,
dass bei ungespanntem Draht die Wel lenhöhe nicht grösser als 40"/o des Drahtdurchmes sers ist und bei einer Spannung von 55,D/o. der Zug festigkeit des Drahtes 0,4 mm nicht unterschreitet, sowie dass bei ungespanntem Draht die Wellenlänge das Zehnfache der Drahtdicke nicht überschreitet. Eingehende Versuche haben bestätigt, dass die im äussersten Fall ohne ungünstige Federungsnachwir kung verwendbare Wellenhöhe bei ungespanntem Draht etwa 30 bis 401/9 des Drahtdurchmessers be trägt.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele ge mäss der Erfindung erläutert: In der beiliegenden Fig. 1 ist ein Stück eines gewellten Stahldrahtes dargestellt, während Fig. 2 die Wellenhöhe eines gewellten Stahldrahtes über der Belastung zeigt. So ergab sich z. B. bei 3,5 mm dicken Stahl drähten eine einwandfreie Verwendung derselben, wenn bei ungespanntem Draht die Wellenhöhe h 1,2 bis 1,3 mm betrug.
Bei einem solchen Draht mit 180 kgimm2 Zugfestigkeit ergab sich beim Vor spannen mit 100 kg/mm9 eine Wellenhöhe h von 0,8 bis 1,0 mm, wobei die Übertragungslänge zwi schen 150 und 200 mm lag. Bei einer Ausgangswel- lenhöhe von 1 mm ging beim Spannen die Wellen höhe auf 0,7 bis 0,8 mm zurück; eine Verringerung der Übertragungslänge war nicht festzustellen.
Die Untersuchungsergebnisse an einem 3,5 mm dicken Draht mit einer Zugfestigkeit 6B von rund <B>185</B> kgimm2 und einer Wellenhöhe h von 0,9 mm bei ungespanntem Draht sind aus der beiliegenden Fig. 2 zu entnehmen. Es tritt bereits bei einer Vor belastung von etwa 35 kg;'mm2 eine Verringerung der Wellenhöhe von 0,9 auf 0,8 mm ein. Wird der gewellte Draht nun wieder entlastet, so nimmt er seine alte Wellenhöhe von 0,9 mm wieder an. Diese Verhältnisse liegen vor bis zu einer Belastung (Vor spannung) von etwa 100 kg/mm2. Bei höheren Be lastungen, z.
B. bei 140 kgfmm2, tritt neben der oben aufgeführten rein elastischen Verformung noch eine plastische Verformung ein, so dass in diesem Falle die Wellenhöhe bei der Entlastung von 0,52 mm bis auf 0,63 mm zurückgeht. Wie es in der Praxis der Fall ist, wird der Draht zunächst auf 100 bis 120 kg\mm2 vorgespannt und dann im Beton unter Vorspannung vergossen. Diese Vorspannung bleibt bestehen, bis der Beton abgebunden ist. Nach dem Abbinden wird die Belastung von dem Draht genom men. Dies hat zur Folge, dass der Draht in die Wel lenlage des entspannten Drahtes zurückfedern will.
Zum Beispiel bei 100 kglmm2 Vorspannung von 0,8 auf 0,9 mm oder bei 120 kg/mm2 von 0,72 mm bis auf 0,82 mm. Da er hieran durch den erhärteten Beton gehindert wird, übt er also eine zusätzlich zum Laibungsdruck wirkende Federkraft (Druckkraft) gegen den umgebenden Beton aus, wodurch die Haft festigkeit verbessert wird.
Diese Federkraft wird wie eingehende Versuche ergaben - durch Ver grösserung der Wellenhöhe verstärkt. Überschreitet die Federkraft bei zu hoher Wellenhöhe die für die jeweilige Stärke der Betonschicht zulässige Grösse, so tritt die Gefahr der Rissbildung ein. Die gleichen Verhältnisse ergaben sich bei Drähten anderer Durchmesser. So wiesen 2,0 mm dicke Drähte geringe Übertragungslänge und gute Haftung bei einer Wellenhöhe von 0,8 mm auf, und bei 4 mm dicken Drähten waren Wellenhöhen von 1,6 mm ausreichend.
Die Wellenhöhe des Drahtes muss so bemessen sein, dass sie bei einer Spannung von 55% der Zug- festigkeit des Drahtes 0,4 mm nicht überschreitet. Die Wellenlängen l (Wellental bis Wellental bzw. Wellenberg bis Wellenberg) dürfen bei ungespanntem Draht die zehnfache Drahtdicke nicht überschreiten. Vorzugsweise sollen sie das 5- bis 7fache der Draht dicke betragen. So ist z.
B. für einen Draht von 3 mm Durchmesser bei ungespanntem Draht eine Wellen länge von etwa 25 mm günstig. Der Draht ist auf seiner ganzen Länge gewellt.
Bei den beschriebenen Beispielen wird die Riss- bildung mit Sicherheit vermieden. Die angegebene Wellenhöhe im Verhältnis zur Drahtdicke hat Gül tigkeit unabhängig von der Warmbehandlung des Drahtes.