DD234893A1 - Endverankerte verbundkonstruktion - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine endverankerte Verbundkonstruktion von Fertigteiltraegern aus Stahl, Stahlbeton und Spannbeton mit monolithischen oder aus Fertigteilen in Stahlbeton und Spannbeton bestehenden Flaechenelementen fuer Fahrbahnen, Decken und Daecher. Ziel der Erfindung ist eine konstruktiv einfache Verbundsicherung zu finden, durch die eine erhebliche Reduzierung des Fertigungsaufwandes in der Vortertigung und bei der Montage, sowie eine Vereinfachung der Transport-, Umschlag- und Lager-Prozesse erreicht wird. Das wird erreicht, in dem die Traeger und die Flaechenelemente durch oertlich ueber den Auflagerpunkten der Traeger angeordnete und mit den Traegern verbundene Konsolen zu einem Verbundtraeger zusammengefuegt sind. Bei mehrfeldrigen durchlaufenden Traegern sind nur ueber den Endauflagerpunkten Konsolen angeordnet.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine endverankerte Verbundkonstruktion von Fertigteilträgern aus Stahl, Stahlbeton und Spannbeton mit monolithischen oder aus Fertigteilen in Stahlbeton und Spannbeton bestehenden Flächenelementen für Fahrbahnen, Decken und Dächer.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Verbundkonstruktionen bekannt, bei denen der Verbund zwischen Fertigteilträgern und monolithischen - oder Fertigteilplatten durch kontinuierlich auf den Trägern befestigte Dübel erfolgt.

Bei Trägern aus Stahl werden die Dübel durch Kopfbolzen, Profilstahlstücke, Vierkantstähle, Ankerschlaufen, Hakenanker u. a.

gebildet, die auf die Träger aufgeschweißt sind.

Bei Trägern aus Stahlbeton und Spannbeton übernehmen herausstehende Bewehrungsstähle und Rundstahlbügel die Verdübelung.

Weiterhin sind Verbundkonstruktionen bekannt bei denen Fertigteilplatten aus Stahlbeton und Spannbeton auf Träger aus Stahl mittels hochfester Schrauben so aufgespannt werden, daß die in der Berührungsfuge auftretenden Schubkräfte durch Reibung übertragen werden.

Das Prinzip der schubfesten Verbindung zwischen zwei Verbundbauteilen ausschließlich durch Endverankerung ist bisher nur bei Stahlprofilblech-Verbunddecken bekannt.

Dabei werden die Profilbleche vorzugsweise durch Kopfbolzen mit Hilfe der Bolzenschweißtechnik auf die unterstützenden Träger aus Stahl aufgeschweißt.

Die bekannten Verbundkonstruktionen haben den Nachteil, daß bei Trägern aus Stahl eine Vielzahl kleiner Dübel in engem Abstand auf die Träger aufgeschweißt werden.

Die Dübel erfordern außerdem vor ihrer Befestigung noch eine zusätzliche Bearbeitung (Zuschneiden, Kaltbiegen o. a.).

Mit Ausnahme der Kopfbolzendübel können alle anderen Dübelarten nicht automatisch oder teilautomatisch, sondern nur von Hand auf die Stahlträger aufgeschweißt werden. Dadurch entsteht bei der Ausführung der Verbundsicherung von Stahlverbundträgern in der herkömmlichen Art ein hoher Fertigungsaufwand. Nicht unbedeutend ist auch der Materialeinsatz für die Verbundmittel.

Bei Trägern aus Stahlbeton und Spannbeton wirken sich die bekannten Verdübelungslösungen gleichfalls nachteilig auf die Fertigung aus. Die Vielzahl der aus der Trägeroberseite herausstehenden Bewehrungsstähle behindert eine maßgenaue und ebene Ausführung und schließt den Einsatz mechanisierter Fertigungseinrichtungen dafür aus. Ebenso ist die Gesamtheit der Transport-, Umschlag-, Lager- und Montageprozesse nachteilig davon betroffen. Um Beschädigungen der Verbundsicherung zu vermeiden, sind zusätzliche Maßnahmen zu deren Schutz erforderlich. Der Stahlmehreinsatz für die Bewehrungsdübel mindert auch hier die durch den Verbund allgemein zu erreichenden materialökonomischen Effekte.

Nachteilig ist weiterhin, daß die Verdübelung nicht immer über die Trägerspannweite gleichmäßig ausgelastet werden kann, da sie sich selten exakt, dem Verlauf der Schubkräfte folgend, anordnen läßt. Eine gleichmäßige Auslastung aller Dübel bei Ausnutzung des plastischen Arbeitsvermögens der Dübelstähle hat zumeist größere Verschiebungen in der Berührungsfuge von Träger und Platte zur Folge. Außerdem ist sie bei anderen als nur ruhenden Belastungen nicht zulässig. Beim Einsatz von Fertigteilplatten aus Stahlbeton und Spannbeton wirkt sich die auf den Trägern befindliche Verdübelung störend für die Auflagerung der Platten aus.

Gegenüber gleichen Konstruktionen ohne Verbund müssen die Platten kürzer gefertigt werden, damit an ihren Enden die einwandfreie Einbringung und Verdichtung des Fugenbetons über den Träger ermöglicht wird.

Weiterhin ist nachteilig, daß hinter den Dübeln, an denen größere Schubkräfte vom Träger in die Platte eingeleitet werden, eine ausreichende Bewehrung zur Übertragung der Schubkräfte und Aufnahme der Querzugkräfte angeordnet werden muß.

Bei kontinuierlich verdübelten Verbundkonstruktionen sind davon größere Plattenbereiche betroffen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine konstruktiv einfache Verbundsicherung für Verbundkonstruktionen aus Fertigteilträgern und. monolithischen - oder Fertigteiiplatten bei gleichbleibender statischer Tragfähigkeit zu finden.

Es soll eine erhebliche Reduzierung des hohen Fertigungsaufwandes in der Vorfertigung und bei der Montage, eine Vereinfachung der Transport-, Umschlag- und Lager-Prozesse sowie Einsparung von Stahl für die Verbundmittel erreicht werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, durch Endverankerungen einen Verbund zwischen flächigen Elementen und Trägern herzustellen, der insbesondere unter Mitwirkung des Flächenelementes als Teil des tragenden Querschnitts den technischen und beiastungsmäßigen Anforderungen genügt.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die aus Stahl, Stahlbeton oder Spannbeton bestehenden Träger und die aus Stahlbeton oder Spannbeton bestehenden Flächenelemente durch örtliche, über den Auflagerpunkten der Träger angeordnete und mit den Trägern fest verbundene Konsolen aus Stahl, Stahlbeton oder Spannbeton zu einer Verbundkonstruktion zusammengefügt sind.

Bei mehrfeldrigen durchlaufenden Trägern können über allen Auflagerpunkten oder auch nur über den Endauflagerpunkten des Trägers Konsolen auf dem Träger angeordnet sein.

Die Vorteile von Verbundträgerkonstruktionen bestehen grundsätzlich darin, daß durch die Verdübelung die Flächenelemente die

zusätzliche Aufgabe als Obergurt des Verbundträgers übernehmen. Dadurch kann der Trägerquerschnitt reduziert bzw. bei Belastung erhöht werden. Darüber hinaus bilden die Flächenelemente als Bestandteil des Verbundtragwerkes eine horizontale Scheibe, die stabilisierend wirkt, Horizontalkräfte aufnimmt und ableitet.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß durch den Wegfall der Vielzahl von kleinen Dübeln oder Bügeln bei den Trägern und die optimale Auslastung der Träger sowie durch den Wegfall der zusätzlichen Bewehrung zur Übertragung der Schubkräfte vom Träger in das Flächenelement und zur Aufnahme der Querzugkräfte eine erhebliche Materialeinsparung erreicht wird.

Der konstruktive Anschluß der Endverankerungen ais Konsolen an die Träger garantiert eine rationelle Vorfertigung der Träger unter Verwendung herkömmlicher und technologisch einfacher Verfahrenstechniken.

Die Transport-, Umschlag-, Lager- und Montageprozesse werden durch die äußere Ebenheit der Träger günstig beeinflußt.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 —Fig. 5: Verbundkonstruktion von Trägern und Flächenelementen bei unterschiedlichem Materialeinsatz Fig. 1 bis 4 zeigen einen einfeldrigen Träger 1 aus Stahl (Fig. 1 und 2) bzw. aus Stahlbeton oder Spannbeton (Fig. 3 und 4), der beidseitig frei in den Stützpunkten aufliegt. Die Verdübelung des Trägers 1 und damit die Herstellung des Verbundes mit dem Flächenelement 2, einer monolithischen Stahlbetonplatte (Fig. 1 und 3) oder einem Flächenelement 2 aus Fertigteilplatten in Stahlbeton oder Spannbeton (Fig. 2 und 4), erfolgt durch örtliche, am Obergurt im Bereich über den Auflagerpunkten des Trägers angeordnete und mit diesem fest verbundenen, aus Stahl (Fig. 1 und 2) bzw. Stahlbeton oder Spannbeton (Fig. 3 und 4) bestehende Konsolen 3.

Die monolithischen Flächenelemente 2 sind dabei direkt auf dem Obergurt des Trägers 1 aufbetoniert, während die Flächenelemente 2 als Fertigteilplatten in einem Bett aus Zement- oder Kunstharzmörtel verlegt und in den Fugen vergossen sind.

Bei einer Verbundkonstruktion mit biegesteif über Zwischenstützen 4 durchlaufenden mehrfeldrigen Trägern 1 (Fig. 5) sind die Konsolen 3 jeweils über den Auflagerpunkten der Randfelder vorzusehen.

Bei statischer Erfordernis können auch über den Zwischenstützen 4 des Trägers 1 Konsolen 3 angeordnet werden.

Bei den Verbundkonstruktionen aus Trägern 1 und Flächenelementen 2 wird unter Belastung durch die als Endverankerung wirkenden Konsolen 3 die Haftung zwischen beiden Bauteilen in ihrer Berührungsfuge aktiviert und bis zur Bruchlast der Verbundkonstruktion stabil gehalten sowie ihre gegenseitige Verschiebung verhindert. Das gilt auch unter den für den Haftverbund allgemein als besonders ungünstig angesehenen Einwirkungen, wie schwellende oder wechselnde Belastungen, Temperaturbeanspruchungen sowie Kriech- und Schwindeinflüsse.

Zur Erhöhung des Haftverbundes können die Flächenelemente 2 auf den Trägern 1 aufgeklebt sein.

Claims (3)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Endverankerte Verbundkonstruktion von Trägern aus Stahl, Stahlbeton oder Spannbeton mit Flächenelementen aus Stahlbeton oder Spannbeton in unterschiedlichen Kombinationen, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (1) und die Flächenelemente (2) durch örtlich über den Auflagerpunkten der Träger (1) angeordneten und mit den Trägern (1) verbundene Konsolen (3) zu einem Verbundträger zusammengefügt sind.
2. 2. Endverankerte Verbundkonstruktion nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrfeldrigen durchlaufenden Trägern (1) nur über den Endauflagerpunkten der Träger (1) Konsolen (3) angeordnet sein können.
3. 3. Endverankerte Verbundkonstruktion nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (1) Fertigteilplatten aus Stahlbeton oder Spannbeton und die Flächenelemente (2) monolithischer Aufbeton sein können.

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