Bewehrungsstab
Die Erfindung betrifft einen Bewehrungsstab für Stahlbeton mit an der Umfangsfläche verteilt angeordneten Rippen.
Die an einen Betonbewehrungsstab gestellten Anforderungen sind vielfältig und können in drei Hauptgruppen eingeteilt werden, nämlich: a) günstige mechanische und technologische Eigenschaften, wie Haftfestigkeit im Beton, hohe Ermüdungsfestigkeit, geringe Kerbempfindlichkeit, Sprödbruchunempfindlichkeit, gute Verformbarkeit, gleichmässige Querschnittsverteilung, b) gute Verarbeitbarkeit beim Schneiden, Richten, Biegen und Korrigieren, Schweissen und Verlegen der Armierung, c) ideale Herstellungsbedingungen beim Walzen, Vergüten, Recken, Verwinden.
Es sind zahlreiche Betonbewehrungsstäbe mit mehr oder weniger erhabenen Rippen und Riegeln bekannt geworden, die den Zweck verfolgen, die eine oder andere für den Bewehrungsstab geforderte Eigenschaft zu erfüllen. Diese Profile haben daher den Nachteil, dass andere, für einen Bewehrungsstab wesentliche Eigenschaften und Anforderungen vernachlässigt wurden, so dass sich diese Bewehrungsstäbe nicht in jeder Beziehung optimal verhalten.
So wirkt sich z. B. ein quergerippter Stab bezüglich Haftfestigkeit im Beton günstig aus, während seine Ermüdungseigenschaften und Biegbarkeit infolge grosser Kerbempfindlichkeit ungünstig sind.
Um die Kerbempfindlichkeit solcher Profilstäbe herabzusetzen, werden die Rippenflanken oft flach in den Kernquerschnitt auslaufend ausgebildet , was jedoch wiederum zur Folge hat, dass die Sprengwirkung im Beton erhöht und dadurch der Verbund zwischen Stab und Beton gefährdet wird.
Werden anderseits die vorstehenden Rippen stark ausgebildet, so ergeben sich bei der Verarbeitung Schwierigkeiten infolge des erheblich unterschiedlichen Widerstandsmomentes und der unausgeglichenen Oberfläche infolge verschieden stark vorstehender Rippenteile.
Bei schraubenlinienförmig ausgebildeten Rippen macht sich beim Biegen ein Abweichen von der Biegeebene bemerkbar, und bei unverwundenen schräggerippten Stäben wird die Biegestelle nicht kreisförmig, sondern ungleichmässig aus verschieden grossen Radien ausgebildet. Ein solcher Stab verhält sich nämlich dort, wo der Querschnitt mit Rippen versehen ist, steifer und bildet dadurch beim Biegen einen grösseren Radius gegenüber einer benachbarten Stelle, wo der Kernquerschnitt keine Rippen aufweist.
In vielen Fällen werden bei der Verarbeitung die Rippen mehr oder weniger stark beschädigt. Auf diese Art beschädigte Bewehrungsstäbe weisen ungünstige Verformungs- und Ermüdungseigenschaften auf und können sogar bei der Weiterverarbeitung brechen. Diese Erscheinung tritt bei unsanften Manipulationen auf, z. B. beim Herausziehen der Einzelstäbe aus ganzen Stabbunden, beim Einbringen und Verlegen der Armierung unter Platzmangel, beim Biegen von vorwiegend grossen Dimensionen, beim maschinellen Verwinden usw.
Die Erfindung bezweckt, einen ausgeglichenen, profilierten Bewehrungsstab zu schaffen, der die an ihn gestellten Anforderungen optimal erfüllt und die erwähnten Nachteile nicht aufweist.
Der erfindungsgemässe Bewehrungsstab ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Längsrippen und zwischen Längsrippen liegende Felder mit Schrägrippen vorgesehen sind, und dass in jedem Querschnitt des Bewehrungsstabes entsprechend den Abmessungen der über den Kernquerschnitt vorstehenden Querschnittsflächen der Rippen die Kernquerschnittsfläche derart verjüngt oder ausgebuchtet ist, dass der Biegewiderstand längs des Bewehrungsstabes mindestens annähernd gleich gross ist.
Zweckmässig ist der Kernquerschnitt so an die jeweilige Höhe der vorstehenden Rippenteile angepasst, dass alle vorstehenden Rippenteile im Querschnitt an denselben umschriebenen Kreis angrenzen.
Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, die in der Zeichnung dargestellt sind, werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1-3 Querschnitte durch verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemässen Bewehrungsstäben;
Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Bewehrungsstab mit sechs Längsrippen und dazwischen liegenden Feldern von Schrägrippen;
Fig. 5 eine Ansicht der Abwicklung des halben Umfangs des Stabes nach Fig. 4;
Fig. 6 einen Querschnitt durch einen Bewehrungsstab mit sechs Längsrippen, die in ungleichen Abständen über den Umfang verteilt sind und mit vier Feldern von Schrägrippen;
Fig. 7 eine Ansicht der Abwicklung des halben Umfangs des Stabes nach Fig. 6;
Fig. 8 eine Ansicht der Abwicklung des halben Umfangs eines Bewehrungsstabes nach Fig. 3;
und
Fig. 9 eine Ansicht der Abwicklung des halben Umfangs einer weiteren Ausführungsform eines Bewehrungsstabes mit Schrägrippen, die unter verschiedenen Winkeln bzw. in verschiedenen Abständen verlaufen.
Die in Fig. 1-3 dargestellten Querschnittsprofile von Bewehrungsstäben weisen verschieden hoch und verschieden breit ausgebildete Längs- und Schrägrippen auf. Der Kernquerschnitt ist jeweils so angepasst, dass trotz verschieden stark ausgebildeten Längs- und Schrägrippen, diese an den gleichen Umfangskreis Ku angrenzen und der Biegewiderstand dieser Profile überall gleich ist. Dies wird erreicht, indem der Kernquerschnitt bei stärker vorstehenden Rippenteilen entsprechend verjüngt wird.
Das Profil nach Fig. 1 weist zwei Längsrippen 1 auf, die höher und breiter ausgebildet sind als die dazwischen liegenden Schrägrippen 2. Der Kernquerschnitt ist im Bereich der Längsrippen verjüngt und erhält die Form eines Ovals, wie dies im Vergleich zum Fusskreis KF der Längsrippen 1 gut zu erkennen ist.
In Fig. 2 ist ein ähnliches Profil dargestellt wie in Fig. 1, nur weist es vier am Umfang eines ovalen Kernquerschnittes verteilte Längsrippen 1 und vier dazwischen liegende Felder von Schrägrippen 2 auf. Die Längsrippen 1 sind verschieden ausgebildet, indem die an der kürzeren Ovalachse liegenden Längsrippen höher und breiter sind.
Fig. 3 zeigt ein Profil mit vier gleich ausgebildeten Längsrippen 1 und dazwischen liegenden Schrägrippen 2. Der Kernquer.
schnitt ist im Bereich der Schrägrippen 2 so über den Fusskreis KF der Längsrippen 1 erhöht, dass die kleiner ausgebildeten Schrägrippen 2 an denselben umschriebenen Kreis Ku angrenzen wie die Längsrippen 1.
In den Fig. 4 und 5 ist ein Profil mit sechs am Umfang eines runden Stabes gleichmässig verteilten Längsrippen 1 und sechs dazwischen liegenden Feldern von Schrägrippen 2 dargestellt.
Die Schrägrippen 2 weisen gleiche Abstände auf, und ihre Richtung ist innerhalb eines Feldes gleich, von Feld zu Feld jedoch verschieden (links- oder rechtsgängig). Der Winkel a von Schrägrippe zu Längsachse ist immer gleich.
Die Fig. 6 und 7 zeigen ein Profil mit sechs Längsrippen 1, 1, von denen die diametral gegenüberliegenden Längsrippen 1 breiter als die vier Längsrippen 1' ausgebildet sind. Je zwei Längsrippen 1' liegen verhältnismässig nahe beisammen. In den beiden Feldern B zwischen den Längsrippen 1' sind keine Schrägrippen vorhanden, doch sind in den vier Feldern A zwischen den Längsrippen 1 und 1' Schrägrippen 2 vorgesehen, die sich in je zwei Feldern in verschiedenen Richtungen als in den beiden anderen Feldern erstrecken.
Die Fig. 8 zeigt eine Abwicklung des halben Umfangs eines Bewehrungsstabes nach Fig. 3. Zwischen den vier gleichen und gleichmässig über den Umfang verteilten Längsrippen 1 sind Schrägrippen 2 vorgesehen, die alle unter einem Winkel o in gleicher Richtung und in gleichen Abständen verlaufen.
In Fig. 9 ist eine Abwicklung des halben Umfangs eines Profils dargestellt, das zeigt, dass in benachbarten Feldern A, B zwischen vier gleichen Längsrippen 1 Schrägrippen 2 angeordnet sein können, die in einem Feld A alle unter dem gleichen Winkel a, jedoch in verschiedenen Abständen a, b R erlaufen, während in einem Feld B die Schrägrippen unter zwei verschiedenen Winkel a und ,13 verlaufen.
Selbstverständlich könnten die Schrägrippen in einzelnen Feldern zwischen den Längsrippen 1 auch noch anders angeordnet sein, z. B. könnten sich kreuzende Schrägrippengruppen vorgesehen sein.
Es versteht sich auch, dass die Bewehrungsstäbe nach dem Walzen in bekannter Weise noch weiteren Bearbeitungsvorgängen unterzogen werden können. Sie können z. B. verwunden und/oder gereckt werden. Die beschriebenen Bedingungen bezüglich der Ausbildung des Kernquerschnittes in bezug auf die Querschnittfläche der vorstehenden Rippen bleiben dabei erhalten.
Die in Fig. 1-9 dargestellten Profile haben den Vorteil, dass sie die gestellten Anforderungen eines Bewehrungsstahles optimal erfüllen, sowohl in bezug auf die mechanischen und technologischen Eigenschaften, die Verarbeitbarkeit als auch bezüglich der Herstellungsbedingungen. Die gewählte Kombination der Höhe von Längsrippe und Schrägrippe, sowie des so angepassten Kernquerschnittes, dass alle vorstehenden Rippenteile denselben Umkreis bilden, gewährleisten eine gute Ausformung des Profils und dadurch eine gute Haftfestigkeit zwischen Stahl und Beton. Wird dabei der Winkel zwischen Schrägrippen und Längsachse nicht grösser als 500 ausgebildet, so erreicht man eine gleichmässige Kraftübertragung von Stahl auf Beton, ohne dass eine vorzeitige Sprengwirkung zu befürchten ist. Gleichzeitig erreicht man gutes Verhalten bezüglich Kerbwirkung, sowie Ermüdungsbeanspruchung.
Ein nach obiger Beschreibung profilierter Bewehrungsstab ist bei hohen Festigkeitseigenschaften des Grundwerkstoffes sprödbruchunempfindlich, soweit das Sprödbruchverhalten vom Profil abhängig ist. Beim Biegen weicht der Stab auch im Falle von verwundenen Profilen nicht von der Biegeebene ab und der Biegeradius bildet sich gleichmässig aus.
Die Gefahr der Verletzung der Profiloberfläche beim Richten, Biegen, Korrigieren und Einbringen der Armierung unter Platzmangel usw. ist geringer, und der Stab ist handlich bei der Handhabung auf der Baustelle. Diese Vorzüge bringen nicht zu unterschätzende Vorteile und wirken sich bezüglich Sicherheit des ganzen Bauwerkes günstig aus. Werden doch die meisten Fehler, die bei Armierungsstählen zu Beanstandungen führen, erst bei der Weiterverarbeitung des Armierungsstahles beim Façonieren und Einbringen der Armierung verursacht. Durch die beschriebene geeignete Wahl der Profilgestaltung werden solche Fehler verhindert.
Die beschriebenen Profile sind einfach in ihren Formen und können deshalb ohne besonderen Aufwand angefertigt werden.
Beim Verwinden derselben treten keine Schwierigkeiten auf in Form von unregelmässigem Torsionswiderstand über den Querschnitt.