DD238084A1

DD238084A1 - CONNECTING ELEMENT FOR CONSTRUCTION CONSTRUCTIONS OF STEEL OR TENDER CONCRETE

Info

Publication number: DD238084A1
Application number: DD27702685A
Authority: DD
Inventors: Werner Hammer
Original assignee: Bau Montagek Kohle & Energie
Priority date: 1985-06-05
Filing date: 1985-06-05
Publication date: 1986-08-06

Abstract

Das Verbindungselement ist fuer Baukonstruktionen aus Stahl- oder Spannbeton zur Uebertragung von Schubkraeften bei Verbundkonstruktionen aus Fertigteilen im Hoch- und Brueckenbau geeignet. Es besteht aus einem Rohrstutzen, der im unteren Fertigteil senkrecht zur Verbundfuge angeordnet, oberflaechenbuendig einbetoniert, mit Beton gefuellt ist und einem eingetriebenem Stahlstab, der materialsparend ausgebildet und unterschiedlichen Belastungen angepasst werden kann.The connecting element is suitable for building structures made of steel or prestressed concrete for the transmission of thrust forces in composite structures of prefabricated parts in building and bridge construction. It consists of a pipe socket, which is arranged vertically in the lower prefabricated part of the composite joint, embedded in concrete, is filled with concrete and a driven steel rod, which can be designed to save material and different loads can be adjusted.

Description

field of use

Das Verbindungselement für Baukonstruktionen aus Stahl-oder Spannbetonfertigteilen findet im Brücken-und Hochbau bei der Verbundbauweise Anwendung. Es überträgt die auftretenden Schubkräfte.The connecting element for building structures made of pre-fabricated steel or prestressed concrete is used in bridge construction and structural engineering in composite construction. It transfers the occurring shear forces.

Characteristic of the known technical solutions

In der Verbundbauweise ist zur schubfesten Verbindung von Fertigteilen aus Stahl- oder Stahlbeton bekannt, in ein mit Beton gefülltes perforiertes Blechrohr, das sich innerhalb einer über beide zu verbindenden Fertigteile durchgehenden Aussparung befindet, einen Rundstahlbolzen einzutreiben (DE-OS 1658839).In composite construction is known for shear-resistant connection of precast steel or reinforced concrete, in a filled with concrete perforated metal tube, which is located within a through both to be connected precast recess, collect a round steel bolt (DE-OS 1658839).

Durch die Perforation erfolgt eine Verpressung des Betons zwischen Blechrohr und Aussparung. Als nachteilig erweisen sich bei dieser Verbindung die hohen örtlichen Betonpressungen am Rundstahlbolzen. Sein Verformungsbild entspricht dem eines zweiseitig elastisch eingespannten biegeweichen Trägers mit der Spannweite L = 0 bei Stützenverschiebung.Through the perforation, a compression of the concrete between the sheet metal tube and recess takes place. A disadvantage found in this connection, the high local concrete pressures on round steel bolts. Its deformation pattern corresponds to that of a bilaterally elastically clamped flexible support with the span L = 0 in column displacement.

Die innerhalb der Einspannung im Grenzbereich der Berührungsflächen beider zu verbindenden Fertigteile eintretenden Bolzenverformungen führen zu den genannten hohen Betonpressungen. Sie reduzieren die Belastbarkeit des Rundstahlbolzens auf die Größe der zulässigen Betonpressung. Ein größer gewählter Bolzendurchmesser führt zur Verringerung der Betonspannungen, verstärkt jedoch die Diskrepanz zwischen Tragfähigkeit und tatsächlicher Beanspruchung des Rundstahlbolzens weiter, d.h., es wird mehr Material eingesetzt, ohne daß es zur Erhöhung der Tragfähigkeit des Rundstahlbolzens genutzt wird.The occurring within the clamping in the boundary region of the contact surfaces of both to be joined precast bolt deformations lead to the said high concrete pressures. They reduce the load capacity of the round steel bolt to the size of the permissible concrete pressure. A larger selected bolt diameter leads to a reduction in concrete stresses, but further enhances the discrepancy between bearing capacity and actual stress of the round steel bolt, that is, more material is used without it being used to increase the bearing capacity of the round steel bolt.

Weitere Nachteile sind die Schwächung der Betondruckzone des unteren Fertigteiles—wenn dieses ein Biegeträger ist—bis zur Einbringung des Rundstahlbolzens und daß deshalb im gleichen Querschnitt bei schlanken Stegen jeweils nur eine Aussparung eingebracht werden kann.Further disadvantages are the weakening of the concrete pressure zone of the lower finished part-if this is a bending beam-until the introduction of the round steel bolt and that therefore only one recess can be introduced in the same cross-section with slender webs.

Object of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, eine Angleichung der Tragfähigkeitsverhältnisse von Rundstahlbolzen und dem von ihm belasteten umgebenden Beton zu erreichen und dabei nur die statisch notwendige Stahlmenge einzusetzen. Ein weiteres Ziel besteht darin, die Schwächung der Druckzone im unteren Fertigteil im Bauzustand zu vermeiden.It is the object of the invention to achieve an approximation of the load capacity of round steel bolts and the surrounding concrete loaded by him and thereby only use the statically necessary amount of steel. Another objective is to avoid the weakening of the pressure zone in the lower prefabricated part during construction.

Essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ausbildung des Verbindungselementes für Baukonstruktionen aus Stahl- oder Spannbetonfertigteilen so vorzunehmen, daß durch Herbeiführung eines triaxialen Spannungszustandes im Beton den auftretenden Verformungskräften begegnet wird, die Steifigkeit der verwendeten Teilelemente der Verbindung erhöht und eine differenzierte Angleichung zwischen zulässiger Stahl- und Betontragfähigkeit ermöglicht wird.The invention has for its object to make the formation of the connecting element for building structures of precast steel or prestressed concrete so that by inducing a triaxial state of stress in the concrete occurring deformation forces is met, the rigidity of the sub-elements of the compound used increases and a differentiated approximation between permissible steel - And concrete carrying capacity is enabled.

Das erfindungsgemäße Verbindungselement besteht aus dem im unteren Fertigteil senkrecht zur Verbundfuge angeordneten, mit aushärtendem Beton gefüllten Rohrstutzen und dem eingetriebenen Stahlstab. Es zeichnet sich dadurch aus, daß in den oberflächenbündig mit dem unteren Fertigteil abschließenden, einen Boden aufweisenden Rohrstutzen, ein Stahlstab mit kreisring-, T- oder I-förmigem Querschnitt eingetrieben ist.The connecting element according to the invention consists of the arranged in the lower finished part perpendicular to the composite joint, filled with hardening concrete pipe socket and the driven steel rod. It is characterized in that in the flush with the lower finished part final, having a bottom pipe socket, a steel rod with circular, T or I-shaped cross section is driven.

Der Stahlstab weist Schneiden mit nach außen zeigenden Schrägflächen an seinem eingetriebenen Ende auf. Der kreisringförmige Stahlstab wird vollständig mit Beton gefüllt. Ein in diesen Stahlstab eingetriebener Flachstahl erhöht die Steifigkeit und damit die Tragfähigkeit.The steel rod has blades with outwardly facing inclined surfaces at its driven end. The annular steel bar is completely filled with concrete. A flat steel driven into this steel rod increases the rigidity and thus the load capacity.

Zur Aufnahme von abhebend wirkenden Zugkräften werden Stahlbügel an die Stahlstäbe geschweißt oder in den Beton des Rohrstutzens bzw. in den des kreisförmigen Stahlstabes eingetrieben. Die Einleitung dieser Zugkräfte in das Fertigteil erfolgt über die Mantelfläche des Rohrstutzens und den überstehenden Teil der Bodenfläche.To absorb lifting forces acting on steel bars are welded to the steel bars or driven into the concrete of the pipe socket or in the circular steel rod. The introduction of these tensile forces in the finished part via the outer surface of the pipe socket and the protruding part of the bottom surface.

Ausführungsbeispielembodiment

Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. Dabei zeigtThe detailed explanation of the invention will be made with reference to the embodiments illustrated in the drawings. It shows

Fig. 1: einen Vertikal- und Horizontalschnitt durch das Verbindungselement mit kreisringförmigem Stahlstab und Zugbügel, Fig. 2: einen Vertikal- und Horizontalschnitt durch das Verbindungselement mit Flachstahl und Zugbügel, Fig. 3: das Verbindungselement, mit I-Stahlstab und Zugbügel ausgebildet, und Fig.4: das Verbindungselement mit eine T-Stahlstab.1: a vertical and horizontal section through the connecting element with annular steel rod and clamping yoke, FIG. 2: a vertical and horizontal section through the connecting element with flat steel and clamping yoke, FIG. 3: the connecting element, formed with I-steel rod and clamping yoke, and Figure 4: the connecting element with a T-steel rod.

Das Verbindungselement besteht aus mindestens vier Teilen, dem Rohrstutzen 2, der Bodenfläche 4, darin eingefülltem Beton 1 und einem Stahlstab 3 (Fig. 1). Der Rohrstutzen 2 ist im unteren Fertigteil 5 senkrecht zur Verbundfuge und mit diesem oberflächenbündig angeordnet. Noch vor der Montage wird der mit Schneide 7 ausgebildete Stahlstab 3 in die im Rohrstutzen 2 eingebrachte Betonmasse 1 bis zur Berührung der Bodenfläche 4 eingetrieben.The connecting element consists of at least four parts, the pipe socket 2, the bottom surface 4, poured therein concrete 1 and a steel rod 3 (Fig. 1). The pipe socket 2 is in the lower precast 5 perpendicular to the compound joint and arranged flush with this surface. Even before assembly, the steel rod 3 formed with the cutting edge 7 is driven into the concrete mass 1 introduced in the pipe socket 2 until it contacts the bottom surface 4.

Der Stahlstab 3 ist insgesamt langer ausgebildet als der Rohrstutzen 2. Als Stahlstab 3 ist in Fig. 1 und Fig. 2 ein kreisringförmiger Querschnitt gewählt, der durch einen Flachstahl 9 (Fig. 2) erhöhte Steifigkeit und Tragfähigkeit besitzt. In den Fig.3und4wirdder Stahlstab 3 von einen I- bzw. T-Querschnitt gebildet. Zugbügel 6 (Fig. 3) nehmen abhebend wirkende Zugkräfte zwischen den zu verbindenden Fertigteilen 5 auf.The steel bar 3 is designed to be longer overall than the pipe stub 2. The steel bar 3 used in FIG. 1 and FIG. 2 is an annular cross-section which has increased rigidity and load capacity due to a flat steel 9 (FIG. 2). In FIGS. 3 and 4, the steel bar 3 is formed by an I or T section, respectively. Tension clamp 6 (FIG. 3) absorb lifting forces acting between the prefabricated parts 5 to be joined.

Der Kreisringquerschnitt des Stahlstabes 3 hat den Vorteil, gegenüber dem Vollquerschnitt mit gleichem Materialeinsatz eine höhere Steifigkeit zu besitzen. Er gilt deshalb als starrer Stab.ßurch den in ihm befindlichen Beton 1 wird die Formtreue zusätzlich garantiert.The circular ring cross section of the steel rod 3 has the advantage of having a higher rigidity compared to the solid cross section with the same material used. It is therefore considered a rigid Stab.ßurch the concrete in it 1, the form faithfulness is additionally guaranteed.

Die Anpassung der Stahl- an die Betontragfähigkeit ist durch Wahl entsprechender Profildicken gegeben, wodurch das Verhältnis zwischen Stahleinsatz und Tragfähigkeit optimiert werden kann. Die Steifigkeitverhältnisse des Verbindungselementes ermöglichen es, die Krafteinleitung vom oberen ins untere Fertigteil 5 nach der Methode der Tragkrafttheorie zu bestimmen und dadurch die Einbaulänge des Stahlstabes 3 zu verringern.The adaptation of the steel to the concrete load-bearing capacity is given by the choice of appropriate profile thicknesses, whereby the ratio between steel use and load capacity can be optimized. The rigidity ratios of the connecting element make it possible to determine the introduction of force from the upper to the lower finished part 5 according to the method of load-bearing theory, thereby reducing the installation length of the steel bar 3.

Wegen der Einleitung von Schubkraft und Moment mittels des Verbindungselementes in das untere Fertigteil 5 treten dort größere Betondruckspannungen auf als im Bereich des oberen Fertigteils 5. Durch Nutzung des mit dem Rohrstutzen 2 gegebenen Umschnürungseffektes ist eine entsprechende Erhöhung der zulässigen Spannungen zwischen Rohrstutzen 2 und Stahlstab 3 erlaubt.Because of the introduction of thrust and moment by means of the connecting element in the lower precast element 5 there occur greater concrete compressive stresses than in the region of the upper precast element 5. By using the given with the pipe stub 2 Umschnürungseffektes is a corresponding increase in the allowable stresses between pipe socket 2 and 3 steel bar allowed.

Dieser Effekt beruht auf der Ausbildung eines triaxialen Spannungszustandes infolge Verformungsbehinderung. Die für die Bemessung des Verbindungselementes maßgebende Betonspannung im unteren Fertigteil 5 wird damit durch die Größe des Rohrstutzens 2 bestimmt.This effect is based on the formation of a triaxial stress state due to deformation disability. The decisive for the design of the connecting element concrete stress in the lower precast element 5 is thus determined by the size of the pipe socket 2.

Claims

Invention claim:

1. Connecting element for building structures for the transmission of shear forces in composite sections of reinforced concrete / prestressed concrete in the form of a perpendicular to the composite sequence, filled with concrete Rohrstutzensund a driven therein steel bar, characterized in that the pipe socket (2) with its open end flush with the lower finished part (5) and that the steel bar (3) has a dissolved and by means of additional flat steel (9) or corresponding profile selection differentiated adaptable cross-section, can be arranged next to or on the train bundle (6), and at its up to the bottom surface ( 4) has a driven edge (7) with outwardly facing inclined surface (8) and protrudes beyond the pipe socket (2).

2. Connecting element according to item 1, characterized in that the steel rod (3) has a kreisring-, T- or I-shaped cross-section.

3. Connecting element according to item 1 and 2, characterized in that a flat steel (9) is driven into the annular steel rod (3).

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