CH666932A5 - TENSION OR PRESSURE BAR TO CONNECT TWO CONCRETE PARTS. - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zug- oder Druckstab aus korrodierendem Stahl zur Verbindung zweier Betonelemente oder eines Betonelementes mit einer Felswand über den dazwischenliegenden Trennbereich hinweg. Die Verbindung zweier im Ortsbau herzustellender Betonelemente, über einen Trennbereich, beispielsweise eine Dehnfuge oder eine mit Isolationsmaterial ausgefüllte Wärmedämmfuge, stellt den Bauingenieur oder Statiker vor ein relativ komplexes Problem. Er muss die Festigkeit berücksichtigen, wobei er die Möglichkeit hat, entweder die Anzahl der Stäbe pro Längeneinheit oder den Durchmesser der Stäbe zu variieren. Hierbei ist er jedoch in der Wahl eingeschränkt. Die Dicke der Stäbe geben ihm die Biegeradien vor, die dann jedoch von der Dicke des Betonelements ihrerseits eingeschränkt werden. Ferner muss der der Materialwahl seine Aufmerksamkeit widmen. The present invention relates to a tensile or compression rod made of corrosive steel for connecting two concrete elements or a concrete element to a rock wall over the separating area between them. The connection of two concrete elements to be produced in local construction, via a separation area, for example an expansion joint or a thermal insulation joint filled with insulation material, presents the civil engineer or structural engineer with a relatively complex problem. He has to take the strength into account, with the possibility to vary either the number of bars per unit length or the diameter of the bars. However, he is restricted in his choice. The thickness of the bars gives him the bending radii, which are then limited by the thickness of the concrete element. He must also pay attention to the choice of materials.
Verwendet er handelsüblichen Baustahl, so muss er denselben im Trennbereich gegen Korrosion schützen. Dies kann durch eine entsprechende Oberflächenbehandlung erfolgen. Er kann aber auch den heute schon im Bau verwendeten rostfreien Stahl einsetzen. Dabei muss er aber schliesslich auch die Kosten berücksichtigen. Rostfreier Stahl ist heute um einen Faktor 4 bis 5 mal teurer als üblicher Baustahl. If he uses commercially available structural steel, he must protect it against corrosion in the separation area. This can be done by an appropriate surface treatment. But he can also use the stainless steel already used in construction. Ultimately, however, he must also take the costs into account. Stainless steel is now a factor of 4 to 5 times more expensive than conventional structural steel.
Die vorliegende Erfindung stellt sich zur Aufgabe, einen Zug- oder Druclcstab zur Verbindung zweier Betonteile oder eines Betonteiles mit einer Felswand gemäss Oberbegriff des Patentanspruches zu schaffen, der in den kritischen Trennbereich zwischen zwei Betonelementen zu liegen kommt gegen Korrosion geschützt ist, eine erhöhte Festigkeit aufweist und preiswert ist. The present invention has for its object to provide a tension or pressure rod for connecting two concrete parts or a concrete part with a rock wall according to the preamble of the claim, which comes to lie in the critical separation area between two concrete elements is protected against corrosion, has increased strength and is inexpensive.
Diese vielfältige Aufgabe löst ein Zug- oder Druckstab, der die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 aufweist. Ein derart ausgestalteter Zug- oder Druckstab hat die Eigenschaft eines laminierten Verbundproduktes, das in der Materialzusammenstellung für gewisse Anwendungen optimiert werden kann. This diverse task is solved by a tension or compression rod, which has the characterizing features of patent claim 1. A tension or compression rod designed in this way has the property of a laminated composite product, which can be optimized in the material composition for certain applications.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. In the drawings, an embodiment of the subject matter of the invention is shown and explained in the following description.
Es zeigt: It shows:
Fig. 1 eine Darstellung des erfindungsgemässen Zug- oder Druckstabes im Detail, teilweise im Schnitt; Figure 1 is a representation of the inventive tension or compression rod in detail, partially in section.
Fig. 2 den Stab in der Verwendung in einem Kragplatten-Anschlusselement in eingebautem Zustand und Fig. 2 shows the rod in use in a cantilever panel connector in the installed state and
Fig. 3 den Stab in der Verwendung als Zuganker im Fels. Fig. 3 the rod in use as a tie rod in the rock.
Der eigentliche Stab aus korrodierendem Stahl ist mit 1 bezeichnet. Je nach der Anwendung dient er als Zug- oder Druckstab. Üblicherweise sind solche Stäbe aus einem handelsüblichen Baustahl gefertigt. Dabei kann es sich um einen glatten oder wie dafgestellt, um einen gerippten Stahlstab handeln. Die Rippen 2 erhöhen die Festigkeit der Verbindung des Stahlstabes mit dem Beton. The actual rod made of corrosive steel is labeled 1. Depending on the application, it serves as a tension or compression rod. Such rods are usually made of a commercially available structural steel. This can be a smooth or as shown, a ribbed steel rod. The ribs 2 increase the strength of the connection of the steel rod to the concrete.
In einem Bereich B, der in eingebautem Zustand des Druck- oder Zugstabes in den Trennbereich zwischen zwei zu verbindenden Betonelementen zu liegen kommt, ist der Zugoder Druckstab mit einer Hülse 3 umgeben. Die Hülse 3 berührt den Stahlstab an keiner Stelle, sodass die Bildung eines Elektrolyts vermieden wird. Dies trifft auch zu in bezug auf weitere Metallstäbe, beispielsweise von der Armierung, denn im eigentlichen Trennbereich verlaufen keine Armierungen. In a region B, which comes to lie in the separation area between two concrete elements to be connected when the compression or tension rod is installed, the tension or compression rod is surrounded by a sleeve 3. The sleeve 3 does not touch the steel rod at any point, so that the formation of an electrolyte is avoided. This also applies to other metal rods, for example from the reinforcement, because there are no reinforcements in the actual separation area.
Die Hülse wird aus einem nichtkorrodierenden Metall gefertigt. Beispielsweise kann dies aus einem Abschnitt eines Rohres aus rostfreiem Stahl oder gewissen Buntmetallen, beziehungsweise Legierungen erfolgen. The sleeve is made of a non-corroding metal. For example, this can be done from a section of a tube made of stainless steel or certain non-ferrous metals or alloys.
Der verbleibende Zwischenraum ist mit einer giessfähigen, aushärtenden Masse 4 ausgefüllt. Hier kommen sowohl Kunstharzmischungen wie auch sogenannte Injektionsmörtel in Betracht. Die Wahl des Materials ist teilweise abhängig von dem vorgegebenen Einsatzbereich. Gerade Injektionsmörtel, ein kunststoffvergüteter Mörtel, hat besonders günstige Eigenschaften. Er härtet schnell aus und ist chemisch neutral. Auch lassen sich damit hohe Festigkeitswerte erreichen. Aber auch zweikomponentige Kunstharze wie Araldit (WZ der Firma CIBA-GEIGY) sind geeignet, wenn auch etwas teuer. The remaining space is filled with a pourable, hardening mass 4. Both synthetic resin mixtures and so-called injection mortars come into consideration here. The choice of material is partly dependent on the specified area of application. Injection mortar in particular, a plastic-modified mortar, has particularly favorable properties. It hardens quickly and is chemically neutral. It can also achieve high strength values. But two-component synthetic resins such as Araldit (WZ from CIBA-GEIGY) are also suitable, albeit somewhat expensive.
Die relativ einfache Konstruktion hat jedoch erhebliche Vorteile: However, the relatively simple construction has considerable advantages:
1. Einerseits nimmt die Masse 4 und die Hülse 3 einen Teil der anliegenden Zug- beziehungsweise Druckkräfte auf. 1. On the one hand, the mass 4 and the sleeve 3 absorb part of the applied tensile or compressive forces.
Geht die Hülse 3 auch noch in die angrenzenden Betonelemente hinein, kann sie auch direkt Druckkräfte aufnehmen. If the sleeve 3 also goes into the adjacent concrete elements, it can also directly absorb compressive forces.
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2. Die Hülse mit der eingefüllten Masse wirkt wie eine Stützmanschette und vermag erheblich höhere Querkräfte aufzunehmen. 2. The sleeve with the filled mass acts like a support sleeve and is able to absorb considerably higher transverse forces.
3. Der sonst im Trennbereich den atmosphärischen Bedingungen ausgesetzte Stahlstab ist hervorragend geschützt. 3. The steel rod, which is otherwise exposed to atmospheric conditions in the separation area, is outstandingly protected.
4. Der Stab 1 muss sonst den höchsten auftretenden Kräften angepasst sein, die immer im Trennbereich B auftreten. 4. The rod 1 must otherwise be adapted to the highest forces that always occur in the separation area B.
Dank der erfindungsgemässen Ausgestaltung kann nunmehr der Stab gesamthaft mit geringerem Durchmesser dimensioniert sein, wodurch kleinere Biegungsradien zugelassen werden und Material eingespart werden kann. Thanks to the design according to the invention, the rod as a whole can now be dimensioned with a smaller diameter, as a result of which smaller bending radii are permitted and material can be saved.
5. Die Mehrkosten werden durch die Materialeinsparungen gemindert, sodass eine kostengünstige, vermehrt einsetzbare und sichere Lösung geboten wird. 5. The additional costs are reduced by the material savings, so that a cost-effective, increasingly usable and safe solution is offered.
Die Anwendung solcher Zug- oder Druckstäbe ist vielfältig. Figur 2 zeigt eine Anwendung in einem Kragplatten-Anschlusselement. Die Bodenabdeckplatte ist mit P, die Kragplatte mit K bezeichnet. Der Bereich B zwischen den beiden Platten P und K ist mit Isolationsmaterial I ausgefüllt. Als Isolationsmaterial I kann beispielsweise Steinwolle verwendet werden. Schliesslich zeigt die Figur 3 ein Beispiel eines Zugankers. Hier dient der Stahl 1 der Verbindung einer zu sichernden Felswand F mit einem Betonelement E. Der Bereich B' ist hier nicht eine Trenn- oder Dehnfuge, sondern eine Nasszone, in der eine stark korrodierend wirkende Atmosphäre herrscht. Der Stab 1, der hier ein Felsanker ist, wird mit seinem geraden Ende in eine Bohrung geschoben und der verbleibende Raum mit einem härtenden Injektionsmörtel oder mit einem Zweikomponentenkleber ausgefüllt. The use of such tension or compression rods is diverse. Figure 2 shows an application in a cantilever panel connection element. The bottom cover plate is marked with P, the cantilever plate with K. The area B between the two plates P and K is filled with insulation material I. For example, rock wool can be used as insulation material I. Finally, FIG. 3 shows an example of a tie rod. Here the steel 1 serves to connect a rock wall F to be secured with a concrete element E. The area B 'is not a separating or expansion joint here, but a wet zone in which there is a strongly corrosive atmosphere. The straight end of the rod 1, which is a rock anchor here, is pushed into a hole and the remaining space is filled with a hardening injection mortar or with a two-component adhesive.
Bei der Verwendung von Zuganker im Fels wurde die Bohrung bis anhin üblicherweise mit einem gewissen Gefälle zum tiefsten Punkt der Bohrung in einer Felswand angebracht. Das Bohrloch wurde anschliessend mit Injektionsmörtel oder einem Kleber gefüllt und der Zuganker eingeschoben und lagefest gehalten bis zur genügenden Abbin-dung des Klebers oder Mörtels. Eine weitere Methode bestand darin, die Verankerungsbohrung etwa horizontal anzubringen und eine zweite Füllbohrung mit relativ starkem Gefälle zu bohren, welches etwa in den Endbereich der Verankerungsbohrung in dieselbe mündet. Der Zuganker wurde dann eingeschoben und der Injektionsmörtel oder Kleber durch die Füllbohrung eingepresst, bis sie vorne aus der Verankerungsbohrung herausquoll. Eine weitere, neue Methode schliesslich sieht vor, in die Verankerungsbohrung Until now, when using tie rods in the rock, the hole was usually made with a certain slope to the deepest point of the hole in a rock wall. The borehole was then filled with injection mortar or an adhesive and the tie rod was inserted and held in place until the adhesive or mortar had set sufficiently. Another method was to make the anchoring hole approximately horizontal and to drill a second filling hole with a relatively steep slope, which opens into the end region of the anchoring hole. The tie rod was then inserted and the injection mortar or adhesive was pressed through the filling hole until it swelled out of the anchoring hole at the front. Finally, another new method provides for the anchoring hole
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eine Ampulle einzuschieben, die dann durch Einschlagen des Zugankers zerstört wird und ein Zweikomponenten-Kleber freisetzt und vermischt. All diese Verwendungen haben erhebliche Nachteile. Die erstbeschriebene Methode lässt nur eine ungenaue Dosierung des teuren Klebers oder Injektionsmörtels zu und schränkt auch die Anordnung der Bohrung ein. Die zweite Methode mit einer zusätzlichen Bohrung ist arbeits- und zeitaufwendig und die letztbeschriebene Variante ist unsicher bezüglich der korrekten Vermischung der Komponenten und relativ teuer. insert an ampoule, which is then destroyed by driving in the tie rod and releases and mixes a two-component adhesive. All of these uses have significant disadvantages. The first described method only permits inaccurate dosing of the expensive adhesive or injection mortar and also restricts the arrangement of the bore. The second method with an additional hole is labor-intensive and time-consuming, and the last-described variant is uncertain about the correct mixing of the components and is relatively expensive.
Durch die Verwendung des erfindungsgemässen Zug- oder Druckstabes gemäss den Ansprüchen 5 und 6 lässt sich hier eine wesentliche Verbesserung erreichen. Im Zwischenraum zwischen Hülse 3 und Stab 1 wird ein Rohr 5 eingelegt, welches sich durch die gesamte Hülse 3 bis annähernd einem Ende des Zugankerstabes 1 erstreckt. Dieses Rohr, das aus einem relativ festen Kunststoff oder Metall sein kann dient als Zufuhr für den in das Bohrloch zu injizierenden Mörtel oder Kleber. Ideal ist es, wenn auf die Hülse 3 ein ringförmiges Dichtelement 6 aufgeschoben ist. Dieses dichtet den Spalt zwischen dem Bohrloch und der Hülse 3 ab. Damit aber die Luft, die beim Injizieren des Mörtels oder Klebers in das Bohrloch entweichen kann, muss eine Luftaustrittsöffnung vorhanden sein. Dieses Loch hat zudem noch Kontrollfunktion. Quillt die injizierte Masse 4 aus dieser Öffnung die selbstverständlich bezüglich der Vertikalrichtung oben sein soll, so hat man Gewähr, dass das Bohrloch von der Rohrmündung bis zum Dichtelement vollständig gefüllt ist. Als Dichtelement kann auch ein offener Sprengring dienen. Das Rohr lässt sich entlang dem Stab mit diesem befestigen, A significant improvement can be achieved here by using the tension or compression rod according to claims 5 and 6. In the space between the sleeve 3 and the rod 1, a tube 5 is inserted, which extends through the entire sleeve 3 to approximately one end of the tie rod 1. This pipe, which can be made of a relatively solid plastic or metal, serves as a feed for the mortar or adhesive to be injected into the borehole. It is ideal if an annular sealing element 6 is pushed onto the sleeve 3. This seals the gap between the borehole and the sleeve 3. However, in order for the air that can escape into the borehole when the mortar or adhesive is injected, an air outlet opening must be provided. This hole also has a control function. If the injected mass 4 flows out of this opening, which of course should be at the top with respect to the vertical direction, it is guaranteed that the borehole is completely filled from the pipe mouth to the sealing element. An open snap ring can also serve as a sealing element. The tube can be attached along the rod with this,
sodass auch Gewähr besteht, dass die Rohrmündung am gewünschten Ort sich befindet und nicht beim Einschieben umgeknickt oder gebogen wird. so that there is also a guarantee that the pipe mouth is in the desired location and will not be bent or bent when inserted.
An der Zufuhrseite kann an das Rohr 5 eine hand- oder maschinelle Pumpe angeschlossen werden, um die Injektionsmasse in das Bohrloch zu pressen. A manual or mechanical pump can be connected to the pipe 5 on the feed side in order to press the injection compound into the borehole.
Die erheblich höhere Biegfestigkeit und Querkraftfestigkeit des Ankers im Trennbereich zwischen Fels und Beton erlaubt es auch, mit einem geringeren Durchmesser des Zugankerstabes zu arbeiten. Folglich kann auch das Verankerungsbohrloch geringer sein, welches die Bohrzeit gewaltig reduziert. Lediglich der Bereich des Bohrloches, der den verdickten Teil mit der Hülse 3 aufnimmt muss in diesem Bereich erweitert sein. The considerably higher flexural strength and shear strength of the anchor in the separation area between rock and concrete also allow working with a smaller diameter of the tie rod. As a result, the anchoring borehole can be smaller, which greatly reduces drilling time. Only the area of the borehole that receives the thickened part with the sleeve 3 must be expanded in this area.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PFA | Name/firm changed |
Owner name: PECON AG Free format text: BAU-BOX EWIAG#BURGDORFSTRASSE 40#3515 OBERDIESSBACH (CH) -TRANSFER TO- PECON AG#SAELISTRASSE 7#4654LOSTORF (CH) |
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| PL | Patent ceased |