CH711841B1 - Insulating connection element for concrete components. - Google Patents
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Abstract
Ein Verbindungselement (1) zur dauerhaften Verbindung von zwei durch eine Fuge (7) getrennten Betonbauteilen (2, 3), insbesondere einer Kragplatte (2) und einer Gebäudestruktur (3), umfasst einen Isolationskörper (4) und mindestens zwei den genannten Isolationskörper (4) durchstossenden Bewehrungselementen (5), welche je eine senkrecht zum Isolationskörper (4) angeordnete Versteifungsplatte (50) zur Aufnahme von Scherkräften, einem Zugstab (51) und einen Druckstab (52) aufweisen, wobei der Zugstab (51) an einer oberen Kante und der Druckstab (52) an einer unteren Kante der Versteifungsplatte (5) angeformt ist, und wobei die Zugstäbe (51) und Druckstäbe (52) auf beiden Seiten des Isolationskörpers (4) aus diesem herausragen. Die maximale Länge der Versteifungsplatten (50) ist grösser als die Dicke des Isolationskörpers (4), so dass die Versteifungsplatten (50) auf einer oder beiden Seiten aus dem Isolationskörper (4) herausragen. Auf den entsprechenden Seiten des Isolationskörpers (4) und parallel zu diesem ist mindestens ein Querkraftübertragungselement vorhanden, welches mit den Versteifungsplatten (50) zweier benachbarter Bewehrungselemente (5) form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist.A connecting element (1) for the permanent connection of two concrete components (2, 3) separated by a joint (7), in particular a cantilevered plate (2) and a building structure (3), comprises an insulating body (4) and at least two said insulating bodies ( 4) piercing reinforcing elements (5), each having a perpendicular to the insulating body (4) arranged stiffening plate (50) for receiving shear forces, a tension rod (51) and a pressure rod (52), wherein the tension rod (51) at an upper edge and the presser bar (52) is integrally formed on a lower edge of the stiffener plate (5), and wherein the tension bars (51) and push rods (52) on both sides of the insulator body (4) protrude therefrom. The maximum length of the stiffening plates (50) is greater than the thickness of the insulating body (4), so that the stiffening plates (50) protrude on one or both sides of the insulating body (4). On the corresponding sides of the insulating body (4) and parallel to this at least one lateral force transmission element is present, which is positively and / or non-positively connected to the stiffening plates (50) of two adjacent reinforcing elements (5).
Description
Beschreibung Technisches Gebiet [0001] Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur dauerhaften Verbindung von zwei durch eine Fuge getrennten Betonbauteilen, mit einem Isolationskörper zur Anordnung in der Fuge, und mit Bewehrungselementen, welche diesen Isolationskörper durchstossen, und welche eine Versteifungsplatte zur Aufnahme von Scherkräften, einem Zugstab zur Aufnahme von Zugkräften, und einen Druckstab zur Aufnahme von Druckkräften aufweisen, wobei der Zugstab und der Druckstab an die Versteifungsplatte angeformt oder anders an ihr befestigt sind, insbesondere durch Schweissen, Löten oder Kleben, und wobei auf beiden Seiten des Isolationskörpers die Bewehrungselemente aus diesem herausragen, gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.TECHNICAL FIELD The invention relates to a connecting element for the permanent connection of two concrete components separated by a joint, with an insulating body for arrangement in the joint, and with reinforcing elements which pierce this insulating body, and which comprise a stiffening plate for absorbing shear forces Tension rod for receiving tensile forces, and having a pressure rod for receiving compressive forces, wherein the tension rod and the pressure rod are integrally formed on the stiffening plate or otherwise secured thereto, in particular by welding, soldering or gluing, and wherein on both sides of the insulating body, the reinforcing elements protrude this, according to the preamble of the independent claim.
Stand der Technik [0002] Sollen Betonbauteile miteinander verbunden werden, kann es wünschenswert sein, die Bauteile soweit wie möglich thermisch zu isolieren. Dies ist etwa der Fall bei der Befestigung von Kragplattenelementen, wie z.B. Baikonen, an Gebäudestrukturen, wo Kältebrücken ins Gebäudeinnere vermieden werden sollen. Gleichzeitig müssen solche Verbindungen starke statische Zug-, Druck und Scherkräfte in vertikaler Richtung aufnehmen, und auch den unterschiedlichen horizontalen Längenänderungen von Gebäude und Kragplattenelement elastisch folgen, ohne dass die Betonelemente strukturell beeinträchtigt werden.Background Art If concrete components are to be connected together, it may be desirable to thermally insulate the components as much as possible. This is the case, for example, with the attachment of cantilevered panel elements, e.g. Baikon, on building structures, where cold bridges inside the building should be avoided. At the same time such compounds must absorb strong static tensile, compressive and shear forces in the vertical direction, and also follow the different horizontal length changes of building and cantilever element elastic without the concrete elements are structurally impaired.
[0003] Aus dem Stand der Technik bekannt sind Verbindungselemente mit einem in der Fuge anzuordnenden Isolationskörper aus einem thermisch isolierenden Material und einer Mehrzahl von Bewehrungselementen, welche den Isolationskörper durchdringen, die beiden Betonelemente miteinander kraftschlüssig verbinden und die auftretenden Zug-, Druck-und Scherkräfte aufnehmen.Are known from the prior art fasteners with a to be arranged in the joint insulation body made of a thermally insulating material and a plurality of reinforcing elements which penetrate the insulation body, the two concrete elements interconnect positively and occurring tensile, compressive and shear forces take up.
[0004] So zeigen beispielsweise EP 0 338 972, EP 0 609 545 und EP 0 892 118 Verbindungselemente, bei welchen ein Zugstab 51 und ein Druckstab 52 den Isolationskörper 4 durchstossen, wie schematisch dargestellt in Fig. 1. Zur Aufnahme der Quer- bzw. Scherkräfte wird ein zusätzliches stabförmiges Bewehrungsstahlelement 59 diagonal durch den Isolationskörper 4 geführt. EP 0 831 183 zeigt ein ähnliches Verbindungselement, bei welchem sich zwei diagonale Bewehrungsstahlelemente im Inneren des Isolationskörpers kreuzen. Solche Fachwerkkonstruktionen, welche aus normalen Armierungsstahlelementen bestehen können, zeigen eine geringe Wärmeleitung, und die dünnen Stäbe können in der Fuge einer horizontalen Längenänderung elastisch folgen. Innerhalb der Fuge jedoch besteht die Gefahr des Knickens der Stäbe aufgrund der hohen Druckkräfte, was eine höhere Anzahl Bewehrungselemente erfordert. Dies führt dann wiederum zu einer verschlechterten Wärmeisolation.For example, EP 0 338 972, EP 0 609 545 and EP 0 892 118 show connecting elements in which a pull rod 51 and a pressure rod 52 pierce the insulation body 4, as shown schematically in FIG. 1. To accommodate the transverse or Shear forces an additional rod-shaped reinforcing steel element 59 is guided diagonally through the insulation body 4. EP 0 831 183 shows a similar connecting element in which two diagonal reinforcing steel elements intersect inside the insulating body. Such truss constructions, which may consist of normal reinforcing steel elements, show little heat conduction, and the thin bars can elastically follow in the joint a horizontal change in length. Within the joint, however, there is a risk of buckling of the rods due to the high pressure forces, which requires a higher number of reinforcing elements. This in turn leads to a deteriorated heat insulation.
[0005] Zur Verbesserung der statischen Eigenschaften ohne Zunahme der Wärmeleitfähigkeit kann eine Versteifungsplatte 50 senkrecht zum Kragplattenelement 2 im Inneren des Isolationskörpers 4 angeordnet sein, wie in Fig. 2 schematisch gezeigt. Diese Versteifungsplatte ist mit dem Zugstab 51 und dem Druckstab 52 kraftschlüssig verbunden. Derartige Verbindungselemente sind beispielsweise gezeigt in CH 690 966 und EP 0 822 299. Die Versteifungsplatte führt zu einer verbesserten Tragfähigkeit eines solchen Verbindungselements, jedoch sind die Übergangsstellen von Zug- und Druckstäben am Rand der Fuge und der Kante der Versteifungsplatte starken Scherkräften ausgesetzt, was im schlimmsten Fall zum Bruch führen kann.To improve the static properties without increasing the thermal conductivity, a stiffening plate 50 may be arranged perpendicular to the cantilever element 2 in the interior of the insulating body 4, as shown schematically in Fig. 2. This stiffening plate is frictionally connected to the pull rod 51 and the push rod 52. Such fasteners are shown for example in CH 690 966 and EP 0 822 299. The stiffening plate leads to an improved load capacity of such a connecting element, however, the transition points of tensile and compressive rods at the edge of the joint and the edge of the stiffening plate are subjected to strong shearing forces, which in worst case can lead to breakage.
Darstellung der Erfindung [0006] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbindungselement für Betonbauelemente zur Verfügung zu stellen, welches diese und andere Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll ein erfindungsgemässes Verbindungselement hohe Zug-, Druck- und Scherkräfte aufnehmen können, bei gleichzeitig geringer Wärmeleitung, und kostengünstiger Fertigung.DESCRIPTION OF THE INVENTION The object of the invention is to provide a connecting element for concrete building elements which does not have these and other disadvantages. In particular, a connecting element according to the invention should be able to absorb high tensile, compressive and shear forces, with simultaneously low heat conduction, and cost-effective production.
[0007] Diese und andere Aufgaben werden gelöst durch eine erfindungsgemässe Verbindungsvorrichtung gemäss den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen gegeben.These and other objects are achieved by an inventive connecting device according to the features of the independent claim. Preferred embodiments are given in the dependent claims.
[0008] Ein erfindungsgemässes Verbindungselement weist einen länglichen Isolationskörper zur Anordnung in der Fuge zwischen zwei zu verbindenden Betonbauelementen auf, und mindestens zwei Bewehrungselemente mit je einem Zugstab, einem Druckstab und einer Versteifungsplatte. Die Zug- und Druckstäbe durchstossen den Isolationskörper und sind nach Fertigstellung der beiden Betonbauteile in deren Innern angeordnet. Die Versteifungsplatten sind senkrecht zum Isolationskörper und zur Ebene der Betonbauelemente angeordnet, und jeweils mit einem darüber angeordneten Zugstab und einem darunter angeordneten Druckstab kraftschlüssig verbunden. Dies kann insbesondere durch Schweissen geschehen. Die Versteifungsplatten weisen in Richtung der Zug- und Druckstäbe eine maximale Länge auf, die grösser ist als die Dicke der Isolationskörpers, so dass die Versteifungsplatten auf einer oder beiden Seiten aus dem Isolationskörper herausragen. Parallel zum Isolationskörper und senkrecht zu den Druck- und Zugstäben ist mindestens ein Querkraftübertragungselement angeordnet, welches mit dem jeweiligen aus dem Isolationskörper herausragenden Teil der Versteifungsplatten zweier benachbarter Bewehrungselemente form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist, so dass nach der Fertigstellung der Betonbauteile die herausragenden Teile der Versteifungsplatte und die Querkraftübertragungselemente innerhalb des Betons zu liegen kommen. Alternativ können die Querkraftübertragungselemente auch an die Versteifungsplatten angeformt oder an diesen befestigt sein, insbesondere durch Schweissen oder Löten.An inventive connecting element has an elongated insulating body for arrangement in the joint between two concrete components to be joined, and at least two reinforcing elements, each with a pull rod, a push rod and a stiffening plate. The tension and compression rods pierce the insulation body and are arranged after completion of the two concrete components in their interior. The stiffening plates are arranged perpendicular to the insulating body and the plane of the concrete components, and each frictionally connected to an overlying tie rod and a pressure bar arranged thereunder. This can be done in particular by welding. The stiffening plates have in the direction of the tension and compression bars a maximum length which is greater than the thickness of the insulating body, so that the stiffening plates protrude on one or both sides of the insulating body. Parallel to the insulating body and perpendicular to the compression and tension rods at least one transverse force transmission element is arranged, which is positively and / or non-positively connected to the respective protruding from the insulating body part of the stiffening plates of two adjacent reinforcing elements, so that after the completion of the concrete components, the protruding parts the stiffening plate and the lateral force transmission elements come to lie within the concrete. Alternatively, the transverse force transmission elements can also be formed on the stiffening plates or attached to these, in particular by welding or soldering.
[0009] Diese Gestaltung der erfindungsgemässen Verbindungselemente hat gegenüber dem Stand der Technik unter anderem den Vorteil, dass die Versteifungsplatte über das Querkraftübertragungselement direkt mit dem Betonbauteil kraft- und formschlüssig verbunden ist, und nicht mehr nur über die Druck- und Zugstäbe. Dies führt zu einer Verringerung der an den Übergängen in das Innere der Betonbauteile auf die Zug- und Druckstangen wirkenden Scherkräfte, und einer Vergrösserung der statischen Belastbarkeitsgrenze. Gleichzeitig können elastische Verformungen in horizontaler Richtung parallel zur Längsrichtung des Verbindungselements bzw. der Fuge besser aufgefangen werden. Insgesamt sinkt das Risiko eines Abscherens von Zug- oder Druckstäben. Das Querkraftübertragungselement ist zudem vollständig von Beton umschlossen, ist deshalb nicht korrosionsgefährdet, und kann darum auch aus kostengünstigerem Betonstahl anstatt teurerem, rostfreiem Stahl gefertigt werden.This design of the novel fasteners has over the prior art, inter alia, the advantage that the stiffening plate is connected via the lateral force transmission element directly to the concrete component non-positively and positively, and not only on the pressure and tension rods. This leads to a reduction in the shear forces acting on the tie rods and push rods at the transitions into the interior of the concrete components, and an increase in the static load limit. At the same time elastic deformations in the horizontal direction parallel to the longitudinal direction of the connecting element or the joint can be better absorbed. Overall, the risk of shearing off tensile or compression bars is reduced. The lateral force transmission element is also completely enclosed by concrete, is therefore not at risk of corrosion, and therefore can be made of cheaper rebar instead of expensive, stainless steel.
[0010] In einer bevorzugten Variante eines erfindungsgemässen Verbindungselements sind die Querkraftübertragungselemente als Stäbe ausgestaltet, welche parallel zum Isolationskörper bzw. der Fuge und senkrecht zu den Zug- und Druckstäben in Bohrungen der hervorstehenden Teile der Versteifungsplatten angeordnet sind. Da das Querkraftübertragungselement parallel zur Fuge angeordnet ist, wird die Wärmeleitung gegenüber dem Stand der Technik nur wenig ver-grössert.In a preferred variant of an inventive connecting element, the transverse force transmission elements are configured as rods which are arranged parallel to the insulating body or the joint and perpendicular to the tension and compression rods in holes of the protruding parts of the stiffening plates. Since the transverse force transmission element is arranged parallel to the joint, the heat conduction is compared to the prior art only ver little larger.
[0011] Der Isolationskörper ist aus einem thermisch isolierenden Material gefertigt, also einem Material mit sehr geringer Wärmeleitfähigkeit, wie bspw. Polystyrolschaum oder Steinwolle.The insulating body is made of a thermally insulating material, ie a material with very low thermal conductivity, such as. Polystyrene foam or rock wool.
[0012] Die Zug- und Druckstäbe wie die Versteifungsplatten sind bevorzugt aus rostfreiem Stahl gefertigt, was zum einen den Vorteil hat, dass die Wärmeleitfähigkeit wesentlich kleiner ist als bspw. bei normalem Betonstahl B500, und zum anderen die Korrosion der Bewehrungselemente innerhalb der Fuge verhindert.The tension and compression rods as the stiffening plates are preferably made of stainless steel, which on the one hand has the advantage that the thermal conductivity is much smaller than, for example, in normal reinforcing steel B500, and on the other hand prevents corrosion of the reinforcing elements within the joint ,
[0013] Zur Verankerung der Zug- und Druckstäbe im Beton der Betonbauelemente können diese z.B. mit Rippen versehen werden, wie sie auch die üblichen Betonstahlstäbe aufweisen. Die Druckstäbe können kürzer sein als die Zugstäbe. Da rostfreier Stahl teurer ist als Betonstahl, ist es wünschenswert, dass die Zug- und Druckstäbe möglichst kurz sind. Dies kann erreicht werden durch Querstäbe, welche an einem dem Isolationskörper abgewandten Ende der Zug- und Druckstäbe senkrecht zu diesen angeordnet sind, und jeweils mehrere Zugstäbe bzw. Druckstäbe miteinander verbinden.To anchor the tensile and compressive bars in the concrete of the concrete components, these may e.g. be provided with ribs, as they have the usual reinforcing steel rods. The pressure bars can be shorter than the tension bars. Since stainless steel is more expensive than reinforcing steel, it is desirable that the tension and compression rods are as short as possible. This can be achieved by transverse rods, which are arranged at an end facing away from the insulating body of the tension and compression rods perpendicular to these, and in each case connect a plurality of tension rods or pressure rods together.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0014] Die erfindungsgemässen Verbindungselemente sollen nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen weiter erläutert werden. So zeigen die Fig. 1 und 2 schematisch zwei aus dem Stand der Technik bekannte Varianten eines Verbindungselements, in einem Querschnitt durch das Verbindungselement und die Betonbauteileteile. Fig. 3 zeigt schematisch eine mögliche Gestaltungsform eines erfindungsgemässen Verbindungselements, in einem Querschnitt durch das Verbindungselement und die Betonbauteile. Fig. 4 zeigt mögliche Gestaltungsformen eines erfindungsgemässen Verbindungselements (a) in perspektivischer Ansicht, (b) in Aufsicht, und (c) in Seitenansicht mit Blickrichtung parallel zu den Zug- und Druckstäben. Fig. 5 zeigt verschiedene mögliche Varianten von Bewehrungselementen eines erfindungsgemässen Verbindungselements.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The connecting elements according to the invention will be explained further below with the aid of drawings. Thus, FIGS. 1 and 2 schematically show two variants of a connecting element known from the prior art, in a cross section through the connecting element and the concrete component parts. Fig. 3 shows schematically a possible design form of a connecting element according to the invention, in a cross section through the connecting element and the concrete components. 4 shows possible design forms of a connecting element according to the invention (a) in a perspective view, (b) in a plan view, and (c) in a side view with a viewing direction parallel to the tension and compression bars. 5 shows various possible variants of reinforcing elements of a connecting element according to the invention.
Ausführung der Erfindung [0015] Eine mögliche Variante eines erfindungsgemässen Verbindungselements 1 ist in Fig. 3 gezeigt, in einem Querschnitt durch das Verbindungselement 1 und die Betonbauteile 2, 3. Fig. 4a zeigt das gleiche Verbindungselement in perspektivischer Ansicht, ohne Betonbauteile. Die Fig. 4b und 4c zeigen ein erfindungsgemässes Verbindungselement 1 in Aufsicht, und in Seitenansicht mit Blick in Richtung der Zug-/Druckstäbe 51,52.Embodiment of the Invention A possible variant of a connecting element 1 according to the invention is shown in FIG. 3, in a cross section through the connecting element 1 and the concrete components 2, 3. FIG. 4a shows the same connecting element in a perspective view, without concrete components. 4b and 4c show an inventive connecting element 1 in plan view, and in side view looking in the direction of the tension / compression rods 51,52.
[0016] Ein erstes Betonbauelement, hier eine Kragplatte 2, ist vom zweiten Betonbauelement, einer Gebäudestruktur 3 in Form eines Zwischenbodens, durch eine Fuge 7 getrennt. Die Armierungsstrukturen der verschiedenen Betonbauteile sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Kragplatte 2 und Gebäudestruktur 3 sind verbunden durch ein erfindungsgemässes Verbindungselement 1. Dieses umfasst einen Isolationskörper 4, der in der Fuge 7 angeordnet ist. Eine Mehrzahl von im Wesentlichen identischen, den Isolationskörper durchstossenden Bewehrungselementen 5 verbindet die Betonbauteile 2, 3 kraftschlüssig. Ein Bewehrungselement 5 besteht aus einem Zugstab 51 zur Aufnahme der Zugkräfte, einem Druckstab 52 zur Aufnahme der Druckkräfte, und einer mit den Druck- und Zugstäben verbundenen Versteifungsplatte 50, welche die Scher- bzw. Querkräfte aufnimmt. Die Versteifungsplatte 50 erstreckt sich über den Isolationskörper 4 hinaus, so dass sich die herausragenden Teile 504 sich nach Fertigstellung der Betonbauteile 2, 3 in deren Innern befinden. In den beiden herausragenden Teilen 504 sind je zwei Bohrungen 505 angeordnet, durch die je ein Querkraftübertragungselement 6 verläuft, welches im gezeigten Fall die Form eines Stabes 61 hat. Die Querkraftübertragungselemente 6 verbinden die Bewehrungselemente 5 des Verbindungselements 1 in Längsrichtung. Nach dem Eingiessen in die Betonbauteile befinden sie sich im Inneren der Betonbauteile 2, 3, und verankern so die Versteifungsplatten 50. Dadurch werden die Quer- und Scherkräfte nicht mehr nur über die Zug- und Druckstäbe auf die Betonbauelemente 2, 3 übertragen, was eine stärkere statische Belastung erlaubt. Gegebenenfalls kann auch die Länge von Druck- und/oder Zugstäben verkürzt werden, was vom Kostenpunkt wünschenswert sein kann. Ebenfalls ist die Aufnahme von Kräften aufgrund elastischerA first concrete component, here a cantilever 2, is separated from the second concrete component, a building structure 3 in the form of an intermediate floor, by a joint 7. The reinforcement structures of the various concrete components are not shown for clarity. Cantilever 2 and building structure 3 are connected by a connecting element 1 according to the invention. This comprises an insulating body 4, which is arranged in the joint 7. A plurality of substantially identical, the insulation body piercing reinforcing elements 5 connects the concrete components 2, 3 non-positively. A reinforcing element 5 consists of a tension rod 51 for receiving the tensile forces, a pressure rod 52 for receiving the pressure forces, and a stiffening plate 50 connected to the pressure and tension rods, which receives the shear or transverse forces. The stiffening plate 50 extends beyond the insulating body 4, so that the protruding parts 504 are in the interior after completion of the concrete components 2, 3. In the two protruding parts 504 are each two holes 505 are arranged, through each of which a transverse force transmission element 6 extends, which has the shape of a rod 61 in the case shown. The lateral force transmission elements 6 connect the reinforcing elements 5 of the connecting element 1 in the longitudinal direction. After pouring into the concrete components, they are located in the interior of the concrete components 2, 3, and thus anchoring the stiffening plates 50. As a result, the transverse and shear forces are no longer transmitted only on the tension and compression rods on the concrete components 2, 3, which is a stronger static load allowed. Optionally, the length of pressure and / or Zugstäben be shortened, which may be desirable from the point of cost. Also, the absorption of forces due to elastic
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PFA | Name/firm changed |
Owner name: DEBRUNNER KOENIG MANAGEMENT AG, CH Free format text: FORMER OWNER: DEBRUNNER KOENIG MANAGEMENT AG, CH |