DD234893A1

DD234893A1 - END-ANCHORED COMPOSITE CONSTRUCTION

Info

Publication number: DD234893A1
Application number: DD27345685A
Authority: DD
Inventors: Dieter Wostrack
Original assignee: Bauakademie Ddr
Priority date: 1985-02-21
Filing date: 1985-02-21
Publication date: 1986-04-16

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.The invention relates to an end anchored composite construction of precast beams made of steel, reinforced concrete and prestressed concrete with monolithic or prefabricated elements in reinforced concrete and prestressed concrete surface elements for carriageways, ceilings and roofs. The aim of the invention is to find a structurally simple composite fuse, through which a significant reduction of manufacturing costs in the pre-production and assembly, and a simplification of the transport, handling and storage processes is achieved. This is achieved, in which the carriers and the surface elements are arranged in a composite carrier by trays arranged directly above the support points of the carriers and connected to the carriers. In the case of multi-field continuous carriers, consoles are arranged only above the final support points.

Description

Field of application of the invention

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.The invention relates to an end anchored composite construction of precast beams made of steel, reinforced concrete and prestressed concrete with monolithic or prefabricated elements in reinforced concrete and prestressed concrete surface elements for carriageways, ceilings and roofs.

Characteristic of the known technical solutions

Es sind Verbundkonstruktionen bekannt, bei denen der Verbund zwischen Fertigteilträgern und monolithischen - oder Fertigteilplatten durch kontinuierlich auf den Trägern befestigte Dübel erfolgt.There are known composite structures in which the composite between precast beams and monolithic - or precast panels by continuously attached to the carriers anchors done.

Bei Trägern aus Stahl werden die Dübel durch Kopfbolzen, Profilstahlstücke, Vierkantstähle, Ankerschlaufen, Hakenanker u. a.For steel girders, the dowels are replaced by headed bolts, sectional steel pieces, square steels, anchor loops, hook anchors and the like. a.

gebildet, die auf die Träger aufgeschweißt sind.formed, which are welded onto the carrier.

Bei Trägern aus Stahlbeton und Spannbeton übernehmen herausstehende Bewehrungsstähle und Rundstahlbügel die Verdübelung.For reinforced concrete and prestressed concrete beams, protruding reinforcing bars and round steel bars take over the anchoring.

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.Furthermore, composite structures are known in which prefabricated panels made of reinforced concrete and prestressed concrete are clamped on steel beams by means of high-strength screws so that the shear forces occurring in the contact joint are transferred by friction.

Das Prinzip der schubfesten Verbindung zwischen zwei Verbundbauteilen ausschließlich durch Endverankerung ist bisher nur bei Stahlprofilblech-Verbunddecken bekannt.The principle of shear-resistant connection between two composite components exclusively by end anchoring is previously known only in steel profile sheet composite ceilings.

Dabei werden die Profilbleche vorzugsweise durch Kopfbolzen mit Hilfe der Bolzenschweißtechnik auf die unterstützenden Träger aus Stahl aufgeschweißt.In this case, the profile sheets are preferably welded by head bolts using the stud welding on the supporting steel support.

Die bekannten Verbundkonstruktionen haben den Nachteil, daß bei Trägern aus Stahl eine Vielzahl kleiner Dübel in engem Abstand auf die Träger aufgeschweißt werden.The known composite structures have the disadvantage that in steel beams a plurality of small dowels are welded at a close distance to the support.

Die Dübel erfordern außerdem vor ihrer Befestigung noch eine zusätzliche Bearbeitung (Zuschneiden, Kaltbiegen o. a.).The dowels also require before their attachment nor an additional processing (cutting, cold bending 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.With the exception of the dowels, all other dowel types can not be welded automatically or semi-automatically, but only by hand to the steel girders. This results in the execution of the composite security of steel composite beams in the conventional manner a high production cost. Not insignificant is also the use of materials for the composites.

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.In beams made of reinforced concrete and prestressed concrete, the known anchoring solutions also have a detrimental effect on the production. The multiplicity of reinforcing steels protruding from the upper side of the carrier obstruct a dimensionally accurate and level design and preclude the use of mechanized production equipment therefor. Likewise, the entirety of the transport, handling, storage and assembly processes adversely affected. In order to avoid damage to the composite fuse, additional measures to protect it are required. The additional steel insert for the reinforcement dowels also reduces the material-economic effects that can generally be achieved by the composite.

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.A further disadvantage is that the dowelling can not always be utilized evenly over the carrier span, since they can rarely be exactly, following the course of the thrust forces, arrange. A uniform utilization of all dowels when utilizing the plastic working capacity of the dowel steels has mostly larger shifts in the contact joint of the carrier and plate result. In addition, it is not allowed for other than static loads. When using prefabricated panels made of reinforced concrete and prestressed concrete, the anchoring on the supports has a disturbing effect on the bearing of the panels.

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.Compared to the same constructions without composite, the plates must be made shorter, so that at their ends the proper introduction and compression of the joint concrete on the carrier is made possible.

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.Another disadvantage is that behind the dowels, where larger shear forces are introduced from the carrier into the plate, sufficient reinforcement for transmitting the shear forces and recording the transverse tensile forces must be arranged.

Bei kontinuierlich verdübelten Verbundkonstruktionen sind davon größere Plattenbereiche betroffen.For continuously dowelled composite structures, larger plate areas are affected.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist eine konstruktiv einfache Verbundsicherung für Verbundkonstruktionen aus Fertigteilträgern und. monolithischen - oder Fertigteiiplatten bei gleichbleibender statischer Tragfähigkeit zu finden.The aim of the invention is a structurally simple composite fuse for composite structures of precast beams and. monolithic or prefabricated sheets with constant static load capacity.

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.It should be achieved a significant reduction of the high production costs in the prefabrication and assembly, a simplification of the transport, handling and storage processes and saving of steel for the composite.

Explanation of the essence of the invention

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.The object of the invention is to produce by Endverankerungen a composite between flat elements and carriers, which satisfies in particular the participation of the surface element as part of the supporting cross section of the technical and tasting requirements.

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.The object is achieved in that the consisting of steel, reinforced concrete or prestressed concrete beams and consisting of reinforced concrete or prestressed concrete surface elements assembled by local, arranged on the support points of the support and firmly connected to the carriers consoles made of steel, reinforced concrete or prestressed concrete to form a composite construction are.

Bei mehrfeldrigen durchlaufenden Trägern können über allen Auflagerpunkten oder auch nur über den Endauflagerpunkten des Trägers Konsolen auf dem Träger angeordnet sein.In the case of multi-field continuous carriers, consoles can be arranged on the carrier over all support points or even only over the end support points of the carrier.

Die Vorteile von Verbundträgerkonstruktionen bestehen grundsätzlich darin, daß durch die Verdübelung die Flächenelemente dieThe advantages of composite support structures are basically that the surface elements by the anchoring

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.take on additional task as Obergurt the composite support. As a result, the carrier cross section can be reduced or increased under load. In addition, the surface elements form part of the composite structure a horizontal disc that acts stabilizing, absorbs horizontal forces and dissipates.

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.Other advantages of the invention are that by eliminating the large number of small dowels or brackets in the carriers and the optimal utilization of the carrier and by eliminating the additional reinforcement for transmitting the shear forces from the carrier in the surface element and for receiving the transverse tensile forces a considerable material savings is achieved.

Der konstruktive Anschluß der Endverankerungen ais Konsolen an die Träger garantiert eine rationelle Vorfertigung der Träger unter Verwendung herkömmlicher und technologisch einfacher Verfahrenstechniken.The constructive connection of the end anchors as consoles to the carriers guarantees a rational prefabrication of the carriers using conventional and technologically simple processing techniques.

Die Transport-, Umschlag-, Lager- und Montageprozesse werden durch die äußere Ebenheit der Träger günstig beeinflußt.The transport, handling, storage and assembly processes are favorably influenced by the external flatness of the carrier.

embodiments

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below by exemplary embodiments.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:In the accompanying drawings show:

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.Fig. 1 -Fig. 5: Composite construction of beams and surface elements with different use of material FIGS. 1 to 4 show a single-span support 1 made of steel (FIGS. 1 and 2) or reinforced concrete or prestressed concrete (FIGS. 3 and 4), which rests freely on both sides in the support points , The dowelling of the carrier 1 and thus the production of the composite with the surface element 2, a monolithic reinforced concrete slab (Figures 1 and 3) or a surface element 2 of prefabricated slabs in reinforced concrete or prestressed concrete (Figures 2 and 4), by local, on the upper flange in the area above the support points of the support arranged and firmly connected to this, consisting of steel (Fig. 1 and 2) or reinforced concrete or prestressed concrete (Fig. 3 and 4) consoles. 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.The monolithic surface elements 2 are cast on concrete directly on the top flange of the support 1, while the surface elements 2 are laid as precast slabs in a bed of cement or synthetic resin mortar and shed in the joints.

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.In the case of a composite construction with multi-field beams 1 (FIG. 5) passing rigidly over intermediate supports 4, the brackets 3 are to be provided in each case above the support points of the edge fields.

Bei statischer Erfordernis können auch über den Zwischenstützen 4 des Trägers 1 Konsolen 3 angeordnet werden.With static requirement, consoles 3 can also be arranged over the intermediate supports 4 of the carrier 1.

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.In the composite structures of beams 1 and surface elements 2, the adhesion between the two components in their contact joint is activated under load acting through the end anchoring brackets 3 and kept stable up to the breaking load of the composite construction and prevents their mutual displacement. This also applies to the effects that are generally regarded as particularly unfavorable for the adhesive bond, such as swelling or alternating stresses, temperature stresses and creep and shrinkage influences.

Zur Erhöhung des Haftverbundes können die Flächenelemente 2 auf den Trägern 1 aufgeklebt sein.To increase the adhesive bond, the surface elements 2 may be glued to the carriers 1.

Claims

Invention claim:

1. End anchored composite construction of beams made of steel, reinforced concrete or prestressed concrete with surface elements of reinforced concrete or prestressed concrete in different combinations, characterized in that the carrier (1) and the surface elements (2) arranged by locally above the support points of the carrier (1) and with the brackets (1) connected consoles (3) are joined together to form a composite support.

2. End anchored composite construction according to item 1, characterized in that in mehrfeldrigen continuous carriers (1) only over the Endauflagerpunkten the carrier (1) brackets (3) can be arranged.

3. End anchored composite construction according to item 1 and 2, characterized in that the carrier (1) prefabricated slabs of reinforced concrete or prestressed concrete and the surface elements (2) may be monolithic concrete.

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