CH689515A5 - Geschweisste Betonstahlmatte fuer die Bewehrung von Betonkonstruktionen. - Google Patents

Description

  
 



  Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betonstahlmatte für die Bewehrung von Betonkonstruktionen gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1. 



  Betonstahlmatten für die genannte Anwendung bestehen aus einer Anzahl rechtwinklig zueinander verlaufender Längs- und Querdrähte, die an den Kreuzungsstellen fest miteinander verschweisst sind. Für eine verbesserte Verbindung zwischen dem Stahl und dem umgebenden Beton wird die Oberfläche der Stäbe profiliert. Die Profilgebung kann durch Kaltwalzen erfolgen. Aus technischen Gründen zeichnet sich diese Profilierung durch eine weichere Formgebung und insbesondere eine verhältnismässig grosse Breite der Grundfläche, das heisst der Fläche zwischen den Erhebungen bei Höhenprofilierung bzw. den erhabenen Flächen bei Tiefenprofilierung, aus.

   Diese Tatsache gestattet es unter anderem, die Mattendrähte in nahezu beliebiger Lage bezüglich einer Drehung um die jeweilige Längsachse anzuordnen und dabei doch einen hinreichenden Kontakt an den Kreuzungsstellen zu erhalten, um eine den Anforderungen entsprechende Verschweissung zu erzielen. 



  Durch das Ziehen und Profilieren im kalten Zustand werden jedoch die mechanischen Eigenschaften des Stahls verändert, insbesondere die Duktilität herabgesetzt. 



  Eine Aufgabe der vorliegende Erfindung besteht darin, eine Betonstahlmatte anzugeben, die aus einem Stahl höherer Duktilität besteht, bevorzugt die Forderung gemäss ENV 10080 zur Duktilitätsklasse B 500B erfüllt. 



  Eine andere Eigenschaft bekannter Betonstahlmatten besteht in der Konstruktion, die am Rand überstehenden Drähte abzuwinkeln oder abzubiegen, um eine kleinere Verankerungslänge zu erzielen. Ausserdem werden oft am Rand oder mittig zusätzliche Stahlstäbe vorgesehen. Insgesamt ergibt sich dadurch eine Asymmetrie der Betonstahlmatten, die insbesondere dann, wenn die Stahlmatten an die Gegebenheiten durch Zurechtschneiden angepasst werden müssen, Probleme bereiten kann. 



  Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Betonstahlmatte anzugeben, aus der beliebige, insbesondere durch Trennen parallel zu den Mattendrähten erhaltene Teilstücke abtrennbar sind, die wenigstens entlang zweier, durch den Verlauf der Mattendrähte vorgegebener Richtungen übereinstimmende Verankerungsverhältnisse und/oder Belastbarkeit aufweisen. 



  Betonstahlmatten, die wenigstens die erste der oben genannten Aufgaben erfüllen, sind im Anspruch 1 angegeben. Die weiteren Ansprüche geben bevorzugte Ausführungsformen an. 



  Gemäss einem Aspekt der Erfindung zeichnet sich die Betonstahlmatte dadurch aus, dass sie aus warmgewalztem Ringmaterial besteht. Ein solcher Stahl ist derjenige gemäss der Norm SIA 162, Typ S 500d bzw. der Norm ENV 10080, Typ B 500B (Klasse B). Tragen die warmgewalzten Stahlstäbe eine ebenfalls im warmen Zustand angebrachte Profilierung, so zeichnet sich diese im Vergleich zu kaltgewalzten Drähten durch eine scharfkantige Profilierung und einen geringeren Anteil der Grundoberfläche aus. Im Prinzip besteht damit die Gefahr, dass an den Kreuzungsstellen keine ausreichende Kontaktfläche zwischen den Stahlstäben vorliegt und damit eine Verschweissung insbesondere auf Automaten nicht mehr die vorgeschriebenen Festigkeitswerte erreicht. Im weiteren  führt die stärker verzunderte Oberfläche des warmgewalzten Ringmaterials zu Problemen beim Schweissen.

   In Versuchen wurde nachgewiesen, dass mit den heute zur Verfügung stehenden Mitteln zuverlässig Schweissverbindungen hergestellt werden können, die den Anforderungen entsprechen, auch wenn die zu verschweissenden Mattendrähte ein warmgewalztes Profil aufweisen. 



  Für die Mattenfabrikation werden die gerichteten Längs- und Querdrähte in automatischen Vielpunkt-Widerstands-Schweissmaschinen zwischen Kupferelektroden rechtwinklig miteinander verschweisst. Die Schweissverbindung kommt dadurch zustande, dass über die Elektroden ein kurzer Stromfluss erfolgt, wobei Anpressdruck, Stromstärke und Schweisszeit elektronisch geregelt werden und exakt stimmen müssen. Die Berührungspunkte zwischen den Längs- und Querdrähten werden dabei so erhitzt, dass sie ohne den Einsatz von Fremdmaterial ineinanderfliessen. 



  Die Erfindung soll weiter an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die einzige Figur erläutert werden. 



  Die Figur zeigt schematisch eine Betonstahlmatte gemäss der Erfindung. 



  Diese Betonstahlmatten, bestehend aus einer Vielzahl sich in Gitterform rechtwinklig kreuzender und an den Kreuzungsstellen fest miteinander verschweissten Längs- und Querdrähten, werden aus Betonstahl der Stahlsorte
 



  - S 500d Bezeichnung gemäss Norm SIA 162, bzw.
 - B 500B Bezeichnung gemäss Norm ENV 10080
 



  hergestellt. 



  Ausser den in den Normen beschriebenen Beanspruchungen und Nutzungen wird weiter gefordert, dass eine Tragkonstruktion unter der Einwirkung eines aussergewöhnlichen Ereignisses nicht derart beschädigt werden kann, dass das Bauwerk unbrauchbar wird. 



  Stahlbetontragwerke können den beschriebenen Anforderungen nur genügen, wenn sie ausreichend duktil sind. Die einschlägigen Normen fordern explizit, dass das zur Erreichung des angenommenen Gleichgewichtszustandes erforderliche plastische Verformungsvermögen gewährleistet ist, wobei das ausreichende Verformungsvermögen des Betonstahls eine wesentliche Rolle spielt. 



  Die bisher bekannten Betonstahlmatten können diese Anforderungen nicht vollumfänglich erfüllen. 



  Die erfindungsgemässe Betonstahlmatte weist eine wesentlich höhere Duktilität gegenüber den bisher bekannten Matten auf und kann somit die geforderten Werte bezüglich Verformungsverhalten, z.B. gemäss ENV 10080, erfüllen. 



  In einer beispielhaften Ausführung wurden folgende Mindestwerte problemlos erreicht: 
<tb><TABLE> Columns=4 
<tb><SEP>Streckgrenze<SEP>Re (SEP)<>/=<SEP>500 N/mm<2>
<tb><SEP>Verhältnis<CEL AL=L>Rm/Re (SEP)<>/=<SEP>1.08
<tb><SEP>Bruchdehnung<SEP>A5 (SEP)<>/=<SEP>12%
<tb><CEL AL=L>Dehnung unter Höchstlast<SEP>Agt (SEP)<>/=<SEP>5% 
<tb></TABLE> 



  Diese Betonstahlmatten wurden in bezug auf die Ermüdungsfestigkeit am Stab mit Schweissstelle geprüft. Bei Nachweis der Dauerschwingfestigkeit mit einer Schwingbreite von 100 N/mm<2> wurden 2 . 10<6> Lastwechsel problemlos erreicht. 



  Somit können derartige Matten auch in Tragwerken eingesetzt werden, bei denen ein Nachweis der Ermüdungssicherheit erforderlich ist. Die herkömmlichen Matten aus kaltverfestigtem Material dürfen für ermüdungsbeanspruchte Bauteile nicht verwendet werden. 



  Derartige Betonstahlmatten werden als Lagermatten in grossen Stückzahlen in Normmassen hergestellt und auf Lager gehalten. Die Abmessungen der Betonstahlmatten sind bevorzugt so gewählt, dass für den praktischen Einsatz in der Regel ganze Matten oder aber längs oder quer halbierte Matten zur Anwendung kommen. 



  Die im folgendem im Detail beschriebene, beispielhafte Betonstahlmatte weist in Längs- und Querrichtung genau die gleichen geometrischen und statischen Eigenschaften auf. Insbesondere weisen die Mattendrähte in beiden Richtungen den gleichen Stahlquerschnitt auf und die Maschenweiten sind ebenfalls in beiden Richtungen gleich gross, wodurch die Handhabung für den Planer und den Unternehmer äusserst einfach und sicher wird und Fehler beim Zeichnen, Bearbeiten und Verlegen auf ein Minimum beschränkt werden. 



  Beim Trennen ganzer Matten in kundenspezifische Teilstücke muss der Stahlhändler keine Rücksicht auf die Mattenrichtung nehmen und kann somit Reststücke besser ausnutzen, was sich schlussendlich positiv auf die Wirtschaftlichkeit und die \kologie auswirken wird. Da die Matten in den meisten Fällen längs oder quer halbiert werden, wurde darauf geachtet, dass in beiden Mattenmitten kein Bewehrungsdraht liegt. 



  Die Matte 1 zeichnet sich dadurch aus, dass die Maschenweite in Querrichtung und die Maschenweite in Längsrichtung 2 bzw.  3 der Gitterfelder 4 identisch sind, die Felder also Quadrate bilden. Die über die äussersten Stahldrähte 5 bis 8 hinausstehenden Überstände 9 bis 12 der Längs- und Querdrähte 13 bzw. 14 weisen eine Länge 15 bzw. 16 auf, die exakt der Hälfte der Maschenweiten 2 bzw. 3 entspricht. Dadurch wird die obenerwähnte, einfach durchzuführende Zerteilbarkeit in Abschnitte nahezu beliebiger und an die örtlichen Erfordernisse angepasster Grösse gewährleistet. 



  Da diese Matten eine einheitliche und enge Maschenweite aufweisen, sind sie in bezug auf die Rissbildung für die Verwendung in einer Stahlbeton-Konstruktion hervorragend geeignet und erfüllen die Annahmen des Planers und die einschlägigen Normen exakt. Viele herkömmliche Betonstahlmatten haben im Rand- oder Mittelbereich eine wesentlich grössere Maschenweite, welche die Rissbildung negativ beeinflusst und von den auf die Konstruktionsnormen abgestützten Annahmen des Planers abweicht. 



  Die Betonstahlmatte weist ringsum die gleichen Drahtüberstände von 75 mm auf, welche exakt der Hälfte der Maschenweite von 150 mm entspricht. Da beim Trennen der Lagermatten meist eine Längs- oder Querhalbierung verlangt wird, sind die Drahtüberstände beidseitig der Schnittlinie ebenfalls 75 mm. Dies hat den grossen Vorteil, dass die Teilmatten ebenfalls ringsum die gleichen Drahtüberstände von 75 mm aufweisen und es somit irrelevant ist, wie die Teilmatte im Bauteil verlegt wird. Insbesondere kann in jedem Fall und in allen Richtungen mit den gleichen Übergreifungsstössen geplant werden. 



  Dem Fachmann sind Abwandlungen der beschriebenen Betonstahlmatte zugänglich, ohne den Bereich zur Erfindung zu verlassen. Insbesondere ist es denkbar, eine andere Anzahl Längs- und/oder Querdrähte vorzusehen, einen Teil der  Stäbe doppelt oder mit anderem Querschnitt auszuführen, insbesondere in regelmässiger Anordnung, so dass sich wieder ein quadratisches Feldmuster der abweichenden Mattendrähte bzw. Drahtanordnungen ergibt; und dass andere, insbesondere warmgewalzte Stahlsorten mit oder ohne Hoch- oder Tiefenprofilierung verwendet werden. 
<tb><TABLE> Columns=2 Glossar:
<tb><SEP>SIA<SEP>Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein
<tb><SEP>ENV 10080<SEP>Europäische Vornorm für Betonstahl
<tb><SEP>Rm<SEP>Zugfestigkeit [N/mm<2>]
<tb><SEP>Re<SEP>Streckgrenze [N/mm<2>]
<tb><SEP>Agt<SEP>Dehnung Höchstlast [%] 
<tb></TABLE> 

Claims (6)

1. Betonstahlmatte (1) in Form eines Gitterwerks von Stahldrähten (13, 14), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Mehrzahl der Stahldrähte aus warmgewalztem Stahl bestehen, um eine erhöhte Duktilität der Betonstahlmatte zu erhalten.

2. Betonstahlmatte gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Mattendrähte aus warmgewalztem Stahl bestehen.

3. Betonstahlmatte (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie sich im wesentlichen rechtwinklig kreuzende Mattendrähte (13, 14) aufweist und die sich so ergebenden Felder gleichseitig, insbesondere quadratisch, sind, so dass ein nahezu beliebiges Zerteilen möglich ist, wobei sich Betonstahlmatten kleinerer Ausdehnung, aber gleicher Struktur ergeben.

4.

Betonstahlmatte (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mattendrähte (13, 14) in wenigstens einer Richtung, bevorzugt in alle Richtungen der Mattendrähte, über den jeweils äussersten, quer zur Richtung der Mattendrähte angeordneten Mattendraht (5 bis 8) mit ihren Überständen (9 bis 12) um die Hälfte des Abstandes (2, 3) hinausragen, der gleich dem Mittelwert der Abstände der querliegenden Mattendrähte (14 bzw. 13) ist.

5. Betonstahlmatte gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlstäbe (13, 14) an den Kreuzungsstellen miteinander fest verschweisst sind.

6.

Betonstahlmatte (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden Kriterien erreicht: <tb><TABLE> Columns=4 <tb><SEP>Streckgrenze<SEP>Re (SEP)<>/=<SEP>500 N/mm<2> <tb><SEP>Verhältnis<CEL AL=L>Rm/Re (SEP)<>/=<SEP>1.08 <tb><SEP>Bruchdehnung<SEP>A5 (SEP)<>/=<SEP>12% <tb><CEL AL=L>Dehnung unter Höchstlast<SEP>Agt (SEP)<>/=<SEP>5% <tb></TABLE> Dauerschwingfestigkeit >/= 2 . 10<6> Lastwechsel bei Schwingbreite 10 N/mm<2>.