DD259228A1 - SPANNING TIPS FOR TERMINAL STRUCTURES, AND METHOD FOR PRODUCING SUCH TERMINALS - Google Patents
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Abstract
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Die Erfindung betrifft eine Spannlitze für Spannbetonkonstruktionen sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Spannlitze.The invention relates to a prestressing strand for prestressed concrete constructions and to a method for producing such a prestressing strand.
Es ist bekannt, verschiedene Spannlitzen zu verwenden, um die statischen Kräfte vor-, bzw. nachgespannten Betonkonstruktionen aufzunehmen. Die kabelartigen Litzen werden auf einer Litzenmaschine aus 3-7 kaltgezogenen Stahldrähten, (sogenannten Litzendrähten) mit einem Durchmesser von 2-5 mm hergestellt. Die Spannkräfte der Litzen werden auf die Betonkonstruktionen durch den Verbund zwischen den Litzen und dem Beton, bzw. durch die Haftverankerung übertragen.It is known to use different tension strands to accommodate the static forces prestressed or prestressed concrete structures. The cable-like strands are made on a strand machine of 3-7 cold drawn steel wires, (so-called stranded wires) with a diameter of 2-5 mm. The tensile forces of the strands are transferred to the concrete structures by the bond between the strands and the concrete, or by the adhesive anchorage.
Aus der GB PS 1194758, bzw. aus der DE PS 1 659265 sind Spannlitzen bekannt, an deren Oberfläche der Decklage — ähnlich, wie bei den einfachen Bewehrungsstäben — eine Profilgebung mit einer gleichmäßig verteilten (periodischen) niedrigen Tiefenabmessung nach dem Kaltziehen durch einen Walzvorgang erzeugt wird. Zwar wird die Verbindungsfähigkeit der Litzen im Beton durch so eine mit einem Eindruck ausgeformte, periodische Profilgebung verbessert, d.h. die sogenannte „Haftverankerungslänge" verkürzt, jedoch muß mit einer erhöhten Rißbildungs-, bzw. Bruchgefahr an den Eindrucksecken der Litzendrähten in Folge der bei der Litzenbelastung auftretenden Biege-, bzw. Torsionsbeanspruchung gerechnet werden. Ferner sind die Lagen dieser Oberflächenprofile innerhalb der Litzen zufällig, was mit anderen Worten bedeutet, daß die „wirkenden" Querschnittsflächen und die Schnitte quer zur Litzenlängsachse voneinander abweichen. So sind dem zu Folge die wegen der Belastung auftretenden Spannungen verschieden. Darausfolgt, daß für die Dimensionierung der Spannlitze als maßgebender Querschnitt möglichst der kleinste Querschnitt angenommen werden muß, was vom Gesichtspunkt des Stahlverbrauches aus ungünstig ist.From GB PS 1194758, or from DE PS 1 659265 tension strands are known on the surface of the top layer - similar, as in the simple reinforcing bars - a profiling with a uniformly distributed (periodic) low depth dimension after cold drawing produced by a rolling process becomes. While the connectivity of the strands in the concrete is improved by such indented periodic profiling, i. However, the layers of these surface profiles within the strands must be randomized, ie a risk of crack formation or breakage of the indentation corners of the stranded wires is a consequence of the bending or torsional stress occurring during the strand stress. which means in other words that the "acting" cross-sectional areas and the sections deviate from one another transversely to the strand longitudinal axis. As a consequence, the stresses occurring due to the load are different. It follows that for the dimensioning of the tensioning wire as the authoritative cross section as possible the smallest cross section must be assumed, which is unfavorable from the point of view of steel consumption.
In der GB PS 1 336200 wird ein Verfahren zur Herstellung von Spannlitzen offenbart, bei dem die aus den kreisförmigen Drähten gedrehte Litze durch einen äußeren radialen Druck deformiert und gleichzeitig verdichtet wird. Dadurch werden besonders die Deckdrähte so verformt, daß aus ihren kreisförmigen Querschnitt ein unregelmäßig geformtes Gebilde entsteht. Das Ziel der Verdichtung ist jedoch das Erreichen eines möglichst kleinen Litzenquerschnittes, hauptsächlich für die nachgespannten Betonkonstruktionen. Diese Verdichtung ist aber mit der Verkleinerung der äußeren, d. h. mit dem Beton in Berührung kommenden Oberfläche der Litzen verbunden, was im Gesichtspunkt des oben genannten nicht erwünscht ist.In GB patent 1 336200 there is disclosed a method for manufacturing tensioning strands in which the strand twisted from the circular wires is deformed by an external radial pressure and compressed at the same time. As a result, especially the cover wires are deformed so that an irregularly shaped structure is formed from its circular cross section. The goal of compaction, however, is to achieve the smallest possible strand cross-section, mainly for the post-tensioned concrete structures. This compression is, however, with the reduction of the outer, d. H. connected to the concrete coming into contact surface of the strands, which is not desirable in the aspect of the above.
Es ist das Ziel der Erfindung, eine Spannlitze für Spannbetonkonstruktionen sowie ein Verfahren zur Herstellung der Spannlitze zur Anwendung bringen, die verbesserte Anwendungseigenschaften gewährleistet.It is the object of the invention to use a prestressing strand for prestressed concrete constructions as well as a method for producing the prestressing strand which ensures improved application properties.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannlitze für Spannbetonkonstruktionen sowie ein Verfahren zur Herstellung zu schaffen, mit dem Haftverbund zum Beton verbessert werden kann, und gleichzeitig in allen Litzenquerschnitten eine gleiche Spannung erreicht wird.The invention has for its object to provide a prestressing strand for prestressed concrete structures and a method for manufacturing, can be improved with the adhesive bond to the concrete, and at the same time in all strand cross-sections a same voltage is achieved.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Oberflächenprofil der Drähte aus drei Deckdrähten bestehend mit aufweisende eine Oberflächenprofilierung Drähten durch Drehstoß gebildet ist. Gemäß der Erfindung ist diese Spannlitze dadurch ausgebildet, daß die Oberflächenprofilierung der Drähte als in der Längsrichtung kontinuierlich durchgehendes, vom Kreis abweichendes Querschnittsprofil ausgestaltet wird.According to the invention the object is achieved in that the surface profile of the wires of three cover wires is formed with having a surface profiling wires by rotary joint. According to the invention, this prestressing strand is formed in that the surface profiling of the wires is designed as a cross-sectional profile continuously continuous in the longitudinal direction and deviating from the circle.
Zweckmäßig kann das in der Längsrichtung der Drähte kontinuierlich durchgehendes Querschnittsprofil ein Vieleckprofil, vorzugsweise ein abgerundetes Hexagon sein. Damit wird eine sehr einfache Herstellung ermöglicht.Suitably, in the longitudinal direction of the wires continuously continuous cross-sectional profile may be a polygon profile, preferably a rounded hexagon. This allows a very simple production.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es eine Ausführungsform, wenn ein in der Längsrichtung der Drähten kontinuierlich durchgehendes Querschnittsprofil als kreisförmiger, bzw. vieleckiger Querschnitt ausgestaltet ist, der entlang des Umfanges z. B. in gleichmäßiger Teilung mit nutartigen Vertiefungen und/oder rippenartigenn Ansätzen versehen ist.According to a further feature of the invention, it is an embodiment when a continuously continuous in the longitudinal direction of the wires cross-sectional profile is designed as a circular or polygonal cross-section, which along the circumference z. B. is provided in a uniform pitch with groove-like depressions and / or rippenartigenn approaches.
Nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird zuerst das Oberflächenprofil der Drähten durch Kaltverformung ausgestaltet, dann werden die Litzen durch Zusammendrehen mindestens drei solcher Drähte hergestellt. Das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß das Oberflächenprofil der Drähten durch ein von der Kreisfom abweichendes Ziehwerkzeug mit einem vorteilhaft abgerundeten Hexagenquerschnitt gestaltet wird.According to the manufacturing method of the invention, first, the surface profile of the wires is formed by cold working, then the strands are made by twisting together at least three such wires. The essence of the method according to the invention is that the surface profile of the wires is designed by a drawing tool deviating from the circular shape with an advantageously rounded hexagonal cross-section.
Zweckmäßig ist es, wenn während bzw. nach der Profilgebung der Drähten, aber noch vor dem Drall der Litze die Drähte durch eine Verdrehung gestaltet werden. Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Drehrichtung der Drähten der späteren Drallrichtung der Spannlitzen entspricht. Weiter ist es eine vorteilhafte Ausgestaltung, wenn als Ganghöhe der Litze das Mehrfache, zweckmäßig mindestens das zehnfache der Ganghöhe des Drahtes gewählt wird.It is expedient if, during or after the profiling of the wires, but before the twist of the strand, the wires are designed by a rotation. It is also advantageous if the direction of rotation of the wires corresponds to the later twisting direction of the tensioning strands. Further, it is an advantageous embodiment when the pitch of the strand is the multiple, suitably at least ten times the pitch of the wire is selected.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Spannlitze in einem Querschnitt.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The accompanying drawing shows the tension cord in a cross section.
Wie die Zeichnung zeigt, besteht die Spannlitze 1 aus einem Zentraidraht 2 (d. h. dem Stützkerndraht) mit einem kreisförmigen Querschnitt, und aus sechs Stück Deckdrähten 3, die den Zentraldraht 2 tangentiell umhüllen. Die Deckdrähte 3, die im eingebauten Zustand mit dem Beton in Berührung kommen, haben ein in der Längsrichtung kontinuierlich durchgehendes, aber von der Kreisform abweichendes Querschnittsprofil, um einen verstärkten Verbund im Beton sowie gleiche Spannungsgrößen in allen Litzenquerschnitten zu erreichen. Die Deckdrähte 3 sind an den Ecken abgerundet, und haben einen regelmäßigen Hexagonalquerschnitt. In der Zeichnung ist der Durchmesser S2 des Zentraldrahtes 2, der Durchmesser D3 des in dem Hexagon eingeschriebenen Kreises des Deckdrahtes 3 und äußere Durchmesser D3, des Deckdrahtes 3 dargestellt, die Kanten weite Li der Spann litze 1 und die Spitzenweite L2 der Spa η η litze 1 ist bezeichnet. Es ist zweckmäßig, den Durchmesser D2 des Kerndrahtes 2 um 3-4% größer als den Durchmesser D3 zu dimensionieren, um eine bessere Auflage der Deckdrähte 3 zu erreichen. Für die Spannlitze 1 mit einer Größe von 12,7 mm wurde der Durchmesser des Kerndrahtes 2, D2 = 4,26 mm und des Deckdrahtes 3 mit D3, = 4,11 mm gewählt. Es ist zu bemerken, daß sich die Deckdrähte 3 in der Zeichnung in einem idealisierten Zustand befinden, weil die Kanten des Hexagons der benachbarten Deckdrähten 3 aufeinander anliegen. In der Realität tritt dieser gezeichnete Zustand nur selten auf. Die Herstellung der dargestellten Ausführungsform der Spannlitzen 1 wird wie folgt vorgenommen: Die Herstellungstechnologie der Kerndrähte 2 und der Deckdrähte 3 ist im Wesentlichen ähnlich, wie der traditioneller Herstellungstechnologien. Während der Herstellung der Deckdrähte 3 nach der Erfindung ist nur der letzte Arbeitsvorgang der Kaltverformung unterschiedlich, wobei für die Herstellung de»gewünschten, in Längsrichtung kontinuierlich durchgehenden, vom Kreis abweichenden Querschnittes ein spezielles Ziehwerkzeug mit einem Hexagonalquerschnitt verwendet wird. In diesem Falle wird der Deckdraht 3 während des Durchtrittes durch das Ziehwerkzeug zusätzlich um die Längsachse gedreht. Gegebenenfalls kann dies auch weggelassen werden. Die Ganghöhe des Drahtverdrehens wird durch die Ganghöhe des Ziehwerkzeuges bestimmt. Das Ziehwerkzeug wurde bei Versuchen so gelagert, daß es um den vorgeschobenen Draht verdreht werden konnte. Nach der Herstellung der Deckdrähte 3 wird die Spannlitze 1 von dem Zentraldraht 2 und von den sechs Deckdrähten 3 durch eine in an sich bekannte Litzenmaschine hergestellt. Während eines Versuches wurde die Drehrichtung der Deckdrähte 3 und die Drallrichtung der Spannlitze 1 gleich gewählt, weiter wurde die Ganghöhe der Spannlitze 1 um etwa das zehnfache der Ganghöhe des Deckdrahtes 3 gewählt. Dank dieses Letzteren entstand nach dem Drall eine günstige Berührung zwischen den Drähten 2; 3 bzw. nach dem Einbau der Spannlitze 1 kann eine verbesserte Verankerung durch das gezeichnete „gedrehte Hexagonal-Profil" erreicht werden. Natürlich können die Festigkeitseigenschaften der Spannlitzen 1 durch bekannte Wärmebehandlungsmethoden, wie z. B. Anlassen, Stabilisierung verbessert werden. Die Erfahrungen von Versuchen haben gezeigt, daß die Ausführungsform der Spannlitze 1 neben einem relativ kleinen zusätzlichen Aufwand im Wesentlichen durch die traditionellen Vorrichtungen einfach und produktiv hergestellt werden kann. Durch den in der Längsachse der Deckdrähte 3 kontinuierlichen Hexagonalquerschnitt sind die Querschnittsflächen der Spannlitzen 1 überall gleich, so sind auch die in denen auftretenden Spannungen im eingebauten Zustand gleich. Gegenüber der periodischen Profilgebung gibt es hier eine vergrößerte äußere Litzenfläche, damit eine bessere Verankerungsfähigkeit entsteht. Demzufolge wird die Tragfähigkeit bzw. der Sicherheitsfaktor der Spannlitze 1 vergrößert. Wenn eine gleich große Tragfähigkeit der Spannlitze 1 gewählt wird, dann wird der Stahlverbrauch (d. h. der Werkstoffaufwand) der Spannlitzen 1 mit dem gedrehten Hexagonalquerschnitt kleiner, als der Stahlverbrauch der traditionellen Spannlitzen mit periodischer Profilierung. Es ist ferner auch solche Ausführung möglich, bei welcher Zentraldraht 2 wegfällt, und die Spannlitze 1 nur aus drei Deckdrähten 3 besteht. Bei den mehrdrahtigen Spannlitzen 1 kann sogar der Zentraldraht 2 mit den Deckdrähten 3 gleich sein. Statt des obern genannten Hexagonalprofils können anderen, von der Kreisform abweichende Profile, z. B. Polygonquerschnitte wie Pentagon, oder Oktogon usw., mit ähnlichem Erfolg verwendet werden. Weitergehend können solche Kreis-, bzw. Polygonprofile für die Deckdrähte 3 verwendet werden, die mit in Längsrichtung durchgehenden rippenartigen, bzw. gratartigen Ansätzen ausgerüstet sind. Für die Kaltverformung dieser Ausführungen kann durch jede bekannte Methoden, wie z.B. Walzen verwendet werden.As the drawing shows, the tensioning wire 1 consists of a Zentraidraht 2 (ie, the Stützkern wire) with a circular cross-section, and six pieces of cover wires 3, which surround the central wire 2 tangentially. The cover wires 3, which come into contact with the concrete in the installed state, have a continuously continuous in the longitudinal direction, but deviating from the circular cross-sectional profile in order to achieve a reinforced composite in the concrete and equal stress sizes in all strand cross-sections. The cover wires 3 are rounded at the corners, and have a regular hexagonal cross-section. In the drawing, the diameter S 2 of the central wire 2, the diameter D 3 of inscribed in the hexagon circle of the cover wire 3 and outer diameter D 3 , the cover wire 3, the edges of wide Li the clamping strand 1 and the tip width L 2 of Spa η η litze 1 is designated. It is expedient to dimension the diameter D 2 of the core wire 2 by 3-4% greater than the diameter D 3 in order to achieve a better support of the cover wires 3. For the stranded wire 1 with a size of 12.7 mm, the diameter of the core wire 2, D 2 = 4.26 mm and the cover wire 3 with D 3 , = 4.11 mm was selected. It is to be noted that the cover wires 3 in the drawing are in an idealized state, because the edges of the hexagon of the adjacent cover wires 3 abut one another. In reality, this drawn state rarely occurs. The manufacture of the illustrated embodiment of the tensioning strands 1 is done as follows: The manufacturing technology of the core wires 2 and the cover wires 3 is substantially similar to that of traditional manufacturing technologies. During the production of the cover wires 3 according to the invention, only the last operation of the cold deformation is different, with a special drawing tool is used with a hexagonal cross-section for the preparation of de desired, continuously continuous in the longitudinal direction, deviating from the circle cross-section. In this case, the cover wire 3 is additionally rotated about the longitudinal axis during the passage through the drawing tool. If necessary, this can also be omitted. The pitch of the wire twisting is determined by the pitch of the drawing tool. The drawing tool was stored in experiments so that it could be rotated by the advanced wire. After the production of the cover wires 3, the tensioning cord 1 is produced from the central wire 2 and from the six cover wires 3 by a stranding machine known per se. During an experiment, the direction of rotation of the cover wires 3 and the twisting direction of the tensioning cord 1 was chosen the same, further the pitch of the tensioning cord 1 was selected by about ten times the pitch of the cover wire 3. Thanks to this latter, a favorable contact between the wires 2 was created after the spin; 3 or after installation of the tensioning strand 1, an improved anchoring can be achieved by the drawn "twisted hexagonal profile." Of course, the strength properties of the tensioning strands 1 can be improved by known heat treatment methods, such as tempering, stabilization Trials have shown that the embodiment of the tensioning cord 1 can be produced in a simple and productive manner, in addition to a relatively small additional effort, essentially by the traditional devices In contrast to the periodic profiling, there is an enlarged outer strand area for better anchorability If equal load carrying capacity of the stranded wire 1 is chosen, the steel consumption (ie, the material cost) of the twisted hexagonal section tensioning strands 1 becomes smaller than the steel consumption of the traditional periodically profiled tensioning strips. It is also possible such embodiment, in which central wire 2 is omitted, and the tensioning wire 1 consists of only three cover wires 3. In the multi-wire tensioning strands 1, even the central wire 2 with the cover wires 3 may be the same. Instead of the above-mentioned hexagonal profile other, different from the circular profile, z. As polygon cross sections such as pentagon, or octagon, etc., can be used with similar success. Further, such circular or polygonal profiles can be used for the cover wires 3, which are equipped with continuous in the longitudinal direction rib-like, or burr-like approaches. For the cold working of these designs can be used by any known methods, such as rolling.
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