Drahtbündel-Verankerung für Spannbetonkonstruktionen Häufig werden beim Bau von Spannbetonkon- struktionen grosse Drahtbündel als Spannglieder ver wendet, welche aus einer grossen Zahl von Einzel drähten mit einem Durchmesser von 5-7 mm be stehen. Die feste Verankerung eines solchen grossen Drahtbündels im Beton der Spannbetonkonstruktion ist konstruktiv schwierig und sehr aufwendig. Meist werden diese Drahtbündel in einem kräftigen Anker körper aus Stahl verankert, wobei sehr grosse, kon zentrierte Kräfte in den Beton eingeleitet werden müssen.
Die Verankerung der grossen Zahl von Stahldrähten in dem Ankerkörper, wie auch die Ein leitung der konzentrierten Kräfte ist baupraktisch recht schwierig zu lösen. Anderseits wurde auch ver sucht, die feste Verankerung eines solchen Draht bündels im Beton als sogenannte Haftverankerung auszubilden. Dabei ist jeder einzelne Draht des Draht bündels auf eine gewisse Länge vom Beton umgeben und einzig durch Haftung an diesem Beton veran kert.
Diese Verankerungsart hat nun aber den Nach teil, dass einerseits eine sehr grosse Haftlänge im Beton notwendig ist, und dass anderseits bei einem Draht bündel mit einer Grosszahl von Drähten eine gleich mässige und zuverlässige Verankerung allerDrähte prak tisch mit grossen Schwierigkeiten verbunden ist. Solche Schwierigkeiten sind besonders bei Verwendung von Stahldrähten mit grösserem Durchmesser und glatter Oberfläche festgestellt worden.
Wird nämlich ein so verankertes Drahtbündel vorgespannt, so kann man bei einer gewissen Höhe der Zugkraft feststellen, dal3 sich der Verbund zwischen Stahldraht und umgeben dem Beton von der Zugseite her zu lösen beginnt, wodurch die geforderte Sicherheit der Verankerung beeinträchtigt wird.
Wohl kann man durch haken- oder schlaufenförmiges Umbiegen der Drahtenden die Verankerung der einzelnen Drähte etwas verbessern, doch werden damit die Schwierigkeiten, die sieh unter Umständen bei grossen Drahtbündeln einstellen, nicht beseitigt.
Die erwähnten Nachteile sind bei der erfindungs gemässen Drahtbündelverankerung, die einen im Beton eingebetteten Ankerkörper besitzt, an welchem die Drähte des Bündels verankert sind, dadurch ver mieden, dass die Drahtendteile vor dem als Blech ausgebildeten Ankerkörper gespreizt sind und mit gegenseitigem Abstand über die Ankerblechfläche ,verteilt je über einen solchen Flächenanteil des An- kerbleches auf dem Beton abgestützt sind, dass die Flächenpressung auf dem Beton nicht das zulässige Mass überschreitet. Dieser Flächenanteil kann jeweils senkrecht zur Drahtachse stehen.
Die erfindungsgemässe Drahtbündelverankerung erlaubt auf sehr einfache Art eine bautechnisch zuver lässige Verankerung eines Drahtbündels im Beton herzustellen. Die bedeutende Spannkraft des grossen Drahtbündels kann über das Ankerblech auf -eine sehr grosse Fläche in den Beton eingetragen werden, wobei das Ankerblech, das z. B. aus geeignetem Stahl besteht, die grosse Verankerungskraft auf den Beton abgeben kann. Das Ankerblech kann dabei sehr dünn gehalten sein, weil es durch diese stetige Kraftein tragung praktisch nicht auf Biegung beansprucht wird.
Da die Stahldrähte durch dieses Blech in gege benen Abständen gehalten werden können, wird .das Einbetonieren der ganzen Verankerung sehr erleich tert. Die im Beton befindlichen Stahldrähte können profiliert sein oder Wellen aufweisen, wodurch ein Teil der Verankerungskraft durch Haftung am Beton übernommen werden kann, -so dass :die Beanspru chung im Ankerblech geringer wird und damit glas Blech entsprechend kleiner ausgeführt werden kann.
Ist anderseits diese Haftübertragung eines Teils der Ankerkraft nicht erwünscht, so können die frei im Beton liegenden Drähte oder Drahtteile mit einem Gleitanstrich (z. B. Bitumen) versehen werden, womit dann die ganze Ankerkraft durch das Blech auf den Beton übertragen werden kann.
Man ist bei dieser Drahtbündelverankerung nicht mehr auf die von vielen Zufälligkeiten abhängige Haftverankerung angewiesen, sondern erreicht auch bei glatten Drähten und solchen mit dickeren Durch messern eine vollkommene Verankerung.
Das Ankerblech kann eben sein oder es kann zylindrisch oder sphärisch gekrümmt sein. Die Draht- endteile können durch zylindrische Löcher im Blech hindurchragen und mittels kalt angestauchter Köpf chen an der äusseren Blechfläche abgestützt sein. Ferner kann das Ankerblech einteilig oder mehrtei lig ausgebildet sein; im letzteren Fall kann die Anord nung so getroffen sein, dass jeder Draht des Bündels von zwei Blechteilen je zur Hälfte umfasst wird, wo durch es z.
B. möglich wird vor dem Einbringen des Bündels in den dafür vorgesehenen Kanal der Beton konstruktion an den Drahtenden Ankerköpfchen anzustauchen.
In der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt; es zeigt: Fig. 1 schaubildlich ein erstes Beispiel mit läng lichem, gewölbtem Ankerblech, Fig.2 ein zweites Beispiel mit quadratischem, gewölbtem Ankerblech, Fig.3 in grösserem Massstab einen Querschnitt durch einen Teil des Ankerblechs gemäss. Fig. 1 bzw.
2 mit daran abgestützten Drahtendteilen, Fig.4 eine Drahtbündelverankerung mit umgos senem Betonblock, Fig.5 im Querschnitt eine erste Variante zu Fig. 3 und Fig.6 im Querschnitt eine zweite Variante zu Fig. 3.
Gemäss Fig. 1 ist ein längliches, in einer Richtung leicht ,vom Drahtbündel weg nach aussen gebogenes Ankerblech 1a aus Stahl mit rechteckförmigem Grundriss vorgesehen. In diesem Ankerblech la sind in zwei zueinander parallelen Reihen und in gleichen gegenseitigen Abständen über die Blechfläche ver teilt die Endteile von 34 Drähten 2 (mit Durchmes ser von z. B. 5 oder 6 mm) abgestützt. Zu diesem Zweck sind die Drahtendteile z. B. mit kalt ange- stauchten Köpfchen 3 versehen.
Die in einer Metall hülle 4 liegenden Drähte 2 des Bündels sind nach ihrem Austritt aus der Hülle bis auf den gewünsch ten gegenseitigen Abstand im Ankerblech la ausein- andergespreizt, so dass der Beton beim Verankern des Bündels leicht zwischen die Drähte eindringen und diese einwandfrei umhüllen kann.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel sind die das nicht gezeichnete Hüllrohr verlassenden Drähte 2 in zwei gleiche Gruppen geteilt; die Drahtendteile jeder Gruppe sind auch hier auseinander gespreizt und in je zwei Reihen über die Fläche des Ankerbleches 1b verteilt am letzteren abgestützt.
Auch hier sind zu diesem Zweck an den Drahtenden Ankerköpfchen 3 angestaucht. Zwischen den beiden Drahtgruppen ist an dem im Grundriss quadratischen in einer Rich tung vom Drahtbündel weg leicht nach aussen gebo genen Ankerblech 1b ein gewisser Abstand 5 belas sen, wodurch der Beton zu den Drähten beider Grup pen leichten Zutritt erhält.
Fig. 3 zeigt die Art der Abstützung der mit an gestauchten Ankerköpfchen 3 versehenen Endteile der Drähte 2 am Ankerblech 1. Im letzteren sind zylin drische Löcher 6 vorgesehen, durch welche die Draht- endteile gesteckt sind, wobei die Ankerköpfchen 3 mit einer ebenen Auflagerringfläche gegen die Aussen fläche des Ankerbleches 1 anliegen.
Die Drahtendteile sind je über einen solchen Flächenanteil F des Ankerbleches 1 auf dem Beton (nicht gezeichnet) abgestützt, dass die Flächenpres sung ss auf den Beton nicht das zulässige Mass über schreitet und dass diese Fläche jeweils senkrecht zur Drahtachse steht. Durch ein mehr oder weniger star kes Spreizen des Drahtbündels kann die Flächenpres sung der Druckfestigkeit des Betons angepasst werden.
Bei einem Festanker sind die gespreizten Draht- endteile zusammen mit dem Ankerblech meist direkt in den Beton der Betonkonstruktion eingebettet. Han delt es sich dagegen um einen beweglichen Anker so müssen Mittel zum Ansetzen einer Zugvorrichtung zum Spannen des Drahtbündels vorgesehen sein. Fig. 4 zeigt eine solche bewegliche Drahtbündelveran- kerung. Die gespreizten und am Ankerblech 1 z. B.
mittels angestauchter Köpfchen 3 abgestützten, aus der Betonkonstruktion 10 herausragenden Endteile der Drähte 2 des Bündels sind in einen mit Beweh- rungseisen 8, 9 versehenen Betonblock 7 eingebettet. Vor dem Spannen des Drahtbündels liegt der Block 7 gegen die Betonkonstruktion 10 an. Der Block 7 wird dann z. B. mittels hydraulischer sich an der Betonkonstruktion 10 abstützender Pressen von der Betonkonstruktion weggezogen und dann mittels Distanzstücken 11 (Fig.4) in der Spannlage festge halten.
Der Betonblock 7 kann prismatisch oder zylin drisch sein; er kann auch mit dem Angriff der Spann vorrichtung dienenden Metalleinlagen wie Ringen, Schultern, Ausnehmungen und dergleichen versehen sein.
Die Wölbung des Ankerbleches ist so gewählt, dass alle Ankerköpfchen auf einer senkrecht zur Drahtachse liegenden Plattenfläche aufliegen.
In den Fig.5 und 6 sind zwei Varianten der in Fig.3 gezeigten Abstützung der Drahtendteile am Ankerblech dargestellt. Gemäss Fig. 5 ist der Endteil jedes Drahtes 2 durch eine zylindrische Bohrung im gewölbten, dünnen Ankerblech 1e hindurchgestossen und an seinem Ende mit einem konischen Anker köpfchen 3a versehen. Dieses Ankerköpfchen 3a sitzt in der konisch angesenkten Bohrung einer Unter lagsplatte 12 die ihrerseits gegen die Aussenfläche des Ankerbleches 1c anliegt.
Durch die Zwischenlage dieser Unterlagsplatte 12 wird die Vorspannkräft jedes einzelnen Drahtes 2 gleichmässiger über die Blechfläche verteilt; das Ankerblech 1c kann somit noch dünner gehalten sein als beim Beispiel nach Fig.3. Es versteht sich, dass auch die Ankerköpf chen 3 mit ihrer senkrecht zur Drahtachse liegenden Abstützfläche unter Zwischenlage einer solchen Un- terlagsplatte 12 auf dem Ankerblech abgestützt wer den könnten.
Wie Fig. 6 zeigt, kann die Abstützung der einzelnen Drähte 2 am Ankerblech 1c auch mit tels eines Keils 3b, der in eine konisch angesenkte Bohrung einer Unterlagsplatte 12 eingesetzt ist, er folgen. Jedem Draht kann ein separate Unterlags- platte 12 zugeordnet sein oder die Drähte können reihenweise in streifenförmigen Unterlagsplatten ab gestützt sein. Die in den Fig. 5 und 6 dargestellten Verankerungen mit konischen Köpfchen bzw. mit Keil erfordern an sich einen Ankerkörper 12 aus relativ hochwertigem Material.
Da diese Funktion hier von der Unterlagsplatte 12 übernommen wird, kann trotzdem ein sehr dünnes Ankerblech 1c z. B. aus gewöhnlichem Baustahl zur Anwendung kom men.
Die gezeichneten Drähte 2 besitzen alle eine glatte Aussenfläche. Zwecks Verbesserung des Haftens der Drähte im Beton können diese aber auch profiliert sein; zu diesem Zweck können die Drähte mit in Ab ständen angeordneten knotenartigen Verdickungen oder mit Umfangsrippen versehen sein oder es kön nen mit oder ohne Längsrippen versehene, verwun dene Drähte vorgesehen sein. Jeder Einzeldraht kann auch anstatt durch einen Volldraht durch eine Litze gebildet sein.
Bei den beschriebenen Beispielen sind je die Drähte eines Bündels an einem gemeinsamen Anker blech abgestützt. Es kann aber auch ein einziges Ankerblech für die Drähte von zwei oder mehreren Drahtbündeln vorgesehen sein; in diesem Fall ist es zweckmässig, die Drähte jedes Bündels analog dem Beispiel nach Fig.2 in separaten Gruppen am An kerblech abzustützen. Auf diese Weise lassen sich Vorspannkräfte von 1000 und mehr Tonnen mittels eines einzigen, dünnen Ankerbleches auf die Beton konstruktion übertragen.
Wire bundle anchoring for prestressed concrete structures When building prestressed concrete structures, large wire bundles are often used as tendons, which consist of a large number of individual wires with a diameter of 5-7 mm. The firm anchoring of such a large wire bundle in the concrete of the prestressed concrete structure is structurally difficult and very expensive. Most of these wire bundles are anchored in a strong anchor body made of steel, with very large, concentrated forces must be introduced into the concrete.
The anchoring of the large number of steel wires in the anchor body, as well as the introduction of the concentrated forces, is very difficult to solve in construction practice. On the other hand, it was also tried to form the fixed anchoring of such a wire bundle in the concrete as a so-called adhesive anchorage. Each individual wire of the wire bundle is surrounded by concrete over a certain length and anchored to this concrete solely by adhesion.
However, this type of anchoring has the disadvantage that, on the one hand, a very large adhesive length in the concrete is necessary, and, on the other hand, in a wire bundle with a large number of wires, uniform and reliable anchoring of all wires is practically associated with great difficulties. Such difficulties have been found particularly when using steel wires with a larger diameter and smooth surface.
If a wire bundle anchored in this way is pretensioned, at a certain level of tensile force it can be determined that the bond between the steel wire and the surrounding concrete begins to loosen from the tensile side, thereby impairing the required security of the anchoring.
The anchoring of the individual wires can certainly be improved somewhat by bending the wire ends in the shape of a hook or loop, but this does not eliminate the difficulties that may arise with large wire bundles.
The disadvantages mentioned are in the fiction, according to wire bundle anchoring, which has an anchor body embedded in concrete, to which the wires of the bundle are anchored, thereby avoided ver that the wire end parts are spread in front of the anchor body designed as sheet metal and with mutual spacing over the anchor plate surface distributed over such an area of the anchor plate are supported on the concrete that the surface pressure on the concrete does not exceed the permissible level. This area portion can be perpendicular to the wire axis.
The wire bundle anchoring according to the invention allows a structurally reliable anchoring of a wire bundle in the concrete to be produced in a very simple manner. The significant clamping force of the large wire bundle can be entered into the concrete via the anchor plate on a very large area, the anchor plate, the z. B. consists of suitable steel, which can give off great anchoring force on the concrete. The anchor plate can be kept very thin because it is practically not subjected to bending due to this constant force input.
Since the steel wires can be held at given intervals by this sheet metal, the whole anchorage is very easy to set in concrete. The steel wires in the concrete can be profiled or have waves, so that part of the anchoring force can be taken over by adhesion to the concrete, so that: the stress in the anchor plate is lower and thus glass sheet can be made correspondingly smaller.
If, on the other hand, this transfer of adhesion of part of the anchor force is not desired, the wires or wire parts lying freely in the concrete can be coated with a lubricant (e.g. bitumen), with which the entire anchor force can then be transferred through the sheet metal to the concrete.
With this wire bundle anchoring, one is no longer dependent on the adhesive anchoring, which is dependent on many coincidences, but achieves perfect anchoring even with smooth wires and those with thicker diameters.
The anchor plate can be flat or it can be cylindrical or spherically curved. The wire end parts can protrude through cylindrical holes in the sheet metal and be supported on the outer sheet metal surface by means of cold upset heads. Furthermore, the anchor plate can be formed in one piece or mehrtei lig; In the latter case, the arrangement can be made so that each wire of the bundle is half surrounded by two sheet metal parts, where by it z.
B. is possible to upset anchor heads at the wire ends before introducing the bundle into the designated channel of the concrete structure.
In the accompanying drawings execution examples of the subject invention are shown; It shows: Fig. 1 diagrammatically a first example with elongated, arched anchor plate, Fig. 2 a second example with square, arched anchor plate, Fig. 3 on a larger scale a cross section through part of the anchor plate according to. Fig. 1 or
2 with wire end parts supported thereon, FIG. 4 a wire bundle anchoring with encapsulated concrete block, FIG. 5 in cross section a first variant of FIG. 3 and FIG. 6 in cross section a second variant of FIG. 3.
According to FIG. 1, an elongated anchor plate 1a made of steel with a rectangular outline is provided, which is slightly bent in one direction away from the wire bundle. In this anchor plate la, the end parts of 34 wires 2 (with a diameter of, for example, 5 or 6 mm) are supported in two parallel rows and at equal mutual distances across the sheet metal surface. For this purpose, the Drahtendteile z. B. provided with cold upset heads 3.
The wires 2 of the bundle lying in a metal sheath 4 are spread apart after their exit from the sheath up to the desired mutual distance in the anchor plate la, so that the concrete can easily penetrate between the wires when anchoring the bundle and envelop them perfectly .
In the example shown in FIG. 2, the wires 2 leaving the cladding tube (not shown) are divided into two equal groups; the wire end parts of each group are spread apart here as well and are supported on the latter in two rows each over the surface of the anchor plate 1b.
Here, too, anchor heads 3 are upset at the wire ends for this purpose. Between the two wire groups a certain distance 5 is left on the square in plan in one direction away from the wire bundle away from the wire bundle bent sheet metal 1b a certain distance 5, whereby the concrete to the wires of both groups receives easy access.
Fig. 3 shows the type of support of the end parts of the wires 2 provided with upset anchor heads 3 on the anchor plate 1. In the latter, cylindrical holes 6 are provided through which the wire end parts are inserted, the anchor heads 3 with a flat support ring surface against the outer surface of the anchor plate 1 is in contact.
The wire end parts are each supported on the concrete (not shown) over such an area F of the anchor plate 1 that the surface pressure ss on the concrete does not exceed the permissible level and that this area is perpendicular to the wire axis. The surface pressure can be adapted to the compressive strength of the concrete by spreading the wire bundle more or less strongly.
With a fixed anchor, the spread wire end parts are usually embedded directly into the concrete of the concrete structure together with the anchor plate. If, on the other hand, it is a movable armature, means must be provided for attaching a pulling device to tension the wire bundle. 4 shows such a movable wire bundle anchorage. The spread and on the anchor plate 1 z. B.
End parts of the wires 2 of the bundle supported by upset heads 3 and protruding from the concrete structure 10 are embedded in a concrete block 7 provided with reinforcing iron 8, 9. Before the wire bundle is tensioned, the block 7 rests against the concrete structure 10. The block 7 is then z. B. pulled away from the concrete structure by means of hydraulic presses supported on the concrete structure 10 and then hold Festge in the clamping position by means of spacers 11 (Figure 4).
The concrete block 7 can be prismatic or cylin drical; it can also be provided with the attack of the clamping device serving metal inserts such as rings, shoulders, recesses and the like.
The curvature of the anchor plate is chosen so that all anchor heads rest on a plate surface perpendicular to the wire axis.
In Figures 5 and 6, two variants of the support of the wire end parts shown in Figure 3 on the anchor plate are shown. According to Fig. 5, the end part of each wire 2 is pushed through a cylindrical bore in the curved, thin anchor plate 1e and provided at its end with a conical anchor head 3a. This anchor head 3a sits in the conically countersunk bore of a base plate 12 which in turn rests against the outer surface of the anchor plate 1c.
By interposing this base plate 12, the pretensioning force of each individual wire 2 is distributed more evenly over the sheet metal surface; the anchor plate 1c can thus be kept even thinner than in the example of FIG. It goes without saying that the anchor heads 3 could also be supported on the anchor plate with their support surface lying perpendicular to the wire axis with such a base plate 12 in between.
As FIG. 6 shows, the support of the individual wires 2 on the anchor plate 1c can also be followed by means of a wedge 3b, which is inserted into a conically countersunk hole in a support plate 12. A separate base plate 12 can be assigned to each wire or the wires can be supported in rows in strip-shaped base plates. The anchorages shown in FIGS. 5 and 6 with conical heads or with a wedge require an anchor body 12 made of relatively high quality material.
Since this function is taken over here by the base plate 12, a very thin anchor plate 1c z. B. from ordinary structural steel are used men.
The wires 2 shown all have a smooth outer surface. In order to improve the adhesion of the wires in the concrete, however, they can also be profiled; For this purpose, the wires can be provided with knot-like thickenings arranged at intervals or with circumferential ribs, or twisted wires provided with or without longitudinal ribs can be provided. Each individual wire can also be formed by a stranded wire instead of a solid wire.
In the examples described, the wires of a bundle are supported on a common anchor plate. However, a single anchor plate can also be provided for the wires of two or more wire bundles; In this case, it is advisable to support the wires of each bundle in separate groups on the notch plate analogous to the example according to FIG. In this way, prestressing forces of 1000 and more tons can be transferred to the concrete structure by means of a single, thin anchor plate.