DE10103232A1 - Concrete layer anchor used in the reinforcement and renovation of reinforced concrete constructions comprises a cylindrical sleeve-shaped fixing part having a short depth - Google Patents

Concrete layer anchor used in the reinforcement and renovation of reinforced concrete constructions comprises a cylindrical sleeve-shaped fixing part having a short depth

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Abstract

Concrete layer anchor (1) for fixing a subsequently applied layer (6) of hardenable, temporarily flowable material on a solid base material (4) comprises a cylindrical sleeve-shaped fixing part (7) having a short depth (T) at one end and a large-surface embedding part with a radial extension (8) at the opposite end. Preferred Features: The concrete layer anchor is made of thin, reshaped sheet steel. The depth of the fixing part is smaller than the diameter (D), preferably smaller than half, especially smaller than a third of the diameter.

Description

Die Erfindung bezeichnet einen Betonschichtanker zur Befestigung einer später aufbringbaren, aus aushärtbaren, temporär fliessfähigen Material wie Neubeton bestehenden, Schicht auf einem festen Grundmaterial wie Altbeton oder Holz.The invention relates to a concrete layer anchor for fastening a later Applicable, made of curable, temporarily flowable material such as new concrete existing, layer on a solid base material such as old concrete or wood.

Für die Verstärkung und Renovation von Stahlbetonkonstruktionen hat sich die Beton-Beton- Verbundmethode bewährt, bei der eine Aufbetonschicht auf die bestehende Konstruktion betoniert wird. Alt- und Neubeton wirken als Verbundtragwerk, vorwiegend zur Aufnahme von Biegebeanspruchungen in Hochbau- und Brückenbauwerken. Die Übertragung der in Verbundtragwerken auftretenden Scherkräfte in der Fuge zwischen Neu- und Altbeton erfolgt üblicherweise mittels einer gegebenen Oberflächenrauhigkeit im Zusammenwirken mit eingemörtelten Bewehrungsstählen oder Gewindestangen zur Aufnahme der Zugkraftkomponente. Wird auf die arbeitsintensive Aufrauhung der Oberfläche des Grundmaterials verzichtet, werden die, üblicherweise verwendeten, dünnen Stahlstäbe überwiegend auf Scherung beansprucht, wozu Bewehrungseisen und Gewindestangen nicht geeignet sind.For the reinforcement and renovation of reinforced concrete structures, the concrete-concrete Composite method proven, in which a concrete layer on the existing construction is concreted. Old and new concrete act as a composite structure, mainly for inclusion of bending stresses in building and bridge structures. The transfer of the in Shear forces occurring in the joint between new and old concrete usually by means of a given surface roughness in cooperation with mortar-reinforced reinforcing steel or threaded rods to accommodate the Traction component. Is due to the labor-intensive roughening of the surface of the The thin steel bars that are usually used are omitted from the base material mainly subjected to shear, which is not the case with reinforcing bars and threaded rods are suitable.

Nach der US 6088985 werden zur Übertragung von Scherkräften zwischen Schichten spezielle Bewehrungsgitterstrukturen mit schräg angeordneten Bewehrungsstählen verwendet. Diese Bewehrungsgitterstrukturen müssen bereits in das aushärtbare, fliessfähige Grundmaterial eingebettet werden, ein Einbringen nach dem Aushärten des Grundmaterials ist nicht möglich.According to US 6088985 are used to transfer shear forces between layers special reinforcement mesh structures with diagonally arranged reinforcement steels used. These reinforcement mesh structures must already be in the hardenable, flowable base material are embedded, an introduction after curing of the Basic material is not possible.

Nach der US 4841703 wird eine Aufbetonschicht mit einer festen Grundmaterial aus Holz über teilweise axial in das Holz eingetriebene längliche Hülsen verbunden, wobei die Schubkräfte von den Ringkräften aufgenommen werden.According to US 4841703 is a layer of concrete with a solid base material made of wood connected via axially driven into the wood elongated sleeves, the Thrust forces are absorbed by the ring forces.

Nach der CH 673305 weist der in das Holz eingetriebene Hülsenteil eines Kalteinleitungselements radiale Durchgangslöcher zur Ausfüllung mit Klebstoff auf.According to CH 673305, the sleeve part driven into the wood has one Cold introduction element radial through holes for filling with adhesive.

Nach der DE 41 29 063A1 wird zur nachträglichen Verbindung von jeweils festen Betonschichten eine längliche Hülse verwendet, die in ein diamantgebohrtes, bohrkernfreies Sackloch eingesetzt und mit Vergussmörtel vergossen wird. Über grosse radiale Durchgangslöcher der Hülse fliesst der Vergussmörtel vom Inneren zum Äusseren.According to DE 41 29 063A1 is for the subsequent connection of each fixed Concrete layers used an elongated sleeve, which is in a diamond drilled, core free  Blind hole is used and grouted with grout. About large radial The grout flows through holes in the sleeve from the inside to the outside.

Nach der USD 245574 weist eine als Betonschichtanker ausgeführte kompakte Hülse in beiden endseitigen Bereichen viele kleine radiale runde und ovale Durchgangslöcher auf.According to USD 245574, a compact sleeve designed as a concrete layer anchor has Many small radial round and oval through holes on both end areas.

Nach der US 1661044 weisen hülsenförmig ausgebildete Bewehrungsgeflechte zur Verbindung zweier Betonlagen endseitig schräge radiale Aufweitungen auf. Eine nachträgliche Befestigung in dem ausgehärteten Grundmaterial ist nicht möglich.According to US 1661044, sleeve-shaped reinforcement meshes are used Connection of two concrete layers at the ends of oblique radial widenings. A Subsequent fastening in the hardened base material is not possible.

Nach der US 3757482 weisen mit der Bewehrung verbindbare oder nachträglich als Betonschichtanker verwendbare längliche Hülsen endseitig radiale Durchgangslöcher und schräg abwinkelbare Segmente auf. Für die Befestigung einer im Rahmen der Beton-Beton- Verbundmethode nachträglich aufgebrachten dünnen Schicht eignet sich eine derartige längliche Hülse nicht.According to US 3757482 have the reinforcement connectable or subsequently as Concrete layer anchors usable elongated sleeves radial through holes and ends segments that can be bent at an angle. For fastening one within the framework of concrete-concrete Such a method is suitable for the composite method that is subsequently applied elongated sleeve not.

Nach der US 5732522 weist ein Anker mit einem Gewindebolzen ein flaches hülsenförmiges Befestigungsteil auf, welches kraftschlüssig in einem diamantgebohrten Ringspalt befestigbar ist. Der Gewindebolzen ist nicht zur scherkraftübertragenden Einbettung in eine Aufbetonschicht geeignet.According to US 5732522, an anchor with a threaded bolt has a flat sleeve-shaped Fastening part, which is non-positively in a diamond-drilled annular gap is attachable. The threaded bolt is not for shear force embedding in a Suitable layer of concrete.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Realisierung eines zur Übertragung von Scherkräften in Beton-Beton-Verbunden geringer Einbettungstiefe optimierten Betonschichtankers.The object of the invention is to implement a for the transmission of Optimized shear forces in concrete-concrete composites with a low embedment depth Layer of concrete anchor.

Die Aufgabe wird im wesentlichen durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The task is essentially solved by the features of the independent claims. Advantageous further developments result from the subclaims.

Im wesentlichen weist der Betonschichtanker an einem Ende einen kurzen zylinderhülsenförmigen Befestigungsteil und an dem gegenüberliegenden Ende einen grossflächigen radial aufgeweiteten Einbettungsteil auf.The concrete layer anchor essentially has a short end cylindrical sleeve-shaped fastening part and at the opposite end large radially expanded embedding part.

Durch den zylinderhülsenförmigen Befestigungsteil ist in dem festen Grundmaterial eine nachträgliche Montage in einem flachen Kreisringsackloch möglich, welches vorteilhaft mit einem Diamantkernbohrwerkzeug oder einer Lochkreissäge erzeugt wird. Die grossflächig von der einbettenden Aufbetonschicht über das radial aufgeweitete Einbettungsteil aufgenommenen Scherspannungen werden in Ringspannungen des Befestigungsteils transformiert und über das Kreisringsackloch in das Grundmaterial übertragen.Due to the cylindrical sleeve-shaped fastening part in the solid base material Subsequent installation in a flat circular blind hole possible, which is advantageous with a diamond core drilling tool or a circular saw. The large area from the embedding concrete layer over the radially widened embedding part  absorbed shear stresses are in the ring stresses of the fastening part transformed and transferred into the base material via the circular blind hole.

Der Betonschichtanker besteht vorteilhaft aus dünnem, wenige Millimeter, vorteilhaft 2,0 mm starken, Stahlblech, welches eine hohe Steifigkeit und Festigkeit aufweist und durch Stanzen und Umformen einfach und kostengünstig in grossen Stückzahlen herstellbar ist.The concrete layer anchor advantageously consists of thin, a few millimeters, advantageously 2.0 mm strong, sheet steel, which has high rigidity and strength and by punching and forming is easy and inexpensive to manufacture in large quantities.

Vorteilhaft beträgt die Tiefe des zylinderhülsenförmigen Befestigungsteils weniger als der Durchmesser, vorteilhaft weniger als die Hälfte, weiter vorteilhaft etwa ein Drittel, des Durchmessers, wodurch dieser sehr flach ausgebildet ist und einen Beton-Beton-Verbund ermöglicht, ohne die in dem Grundmaterial nahe der Oberfläche vorhandenen Bewehrungselemente zu beeinträchtigen.The depth of the cylindrical sleeve-shaped fastening part is advantageously less than that Diameter, advantageously less than half, further advantageously about a third, of Diameter, which makes it very flat and a concrete-concrete composite enables without the existing in the base material near the surface To affect reinforcement elements.

Vorteilhaft weist der Befestigungsteil umfänglich gleichverteilte Kraftaufnahmemittel wie radiale Löcher, Erhebungen und/oder Vertiefungen zur formschlüssigen Aufnahme von Normalkräften einer den Ringspalt ausfüllenden Verbundmasse wie Reaktionsharzmörtel auf. Die Kraftaufnahmemittel sind weiter vorteilhaft als axial mittig angeordnete, radiale Durchgangslöcher ausgeführt, wobei deren Gesamtfläche weniger als ein Viertel, weiter vorteilhaft weniger als ein Sechstel der Restmantelfläche beträgt.Advantageously, the fastening part has circumferentially equally distributed force absorption means such as radial holes, elevations and / or depressions for the positive reception of Normal forces of a compound filling the annular gap, such as reactive resin mortar on. The force absorption means are further advantageous than radial axially arranged in the center Through holes executed, the total area of which is less than a quarter, further is advantageously less than a sixth of the remaining surface area.

Vorteilhaft ist der Betonschichtanker zumindest ganzzählig rotationssymmetrisch aufgebaut, wodurch die Übertragung der Scherkräfte innerhalb der Schichtebene richtungsunabhängig erfolgt.The concrete layer anchor is advantageously constructed at least in whole numbers in a rotationally symmetrical manner, whereby the transfer of the shear forces within the layer plane is direction-independent he follows.

Vorteilhaft erfolgt die radiale Aufweitung des Einbettungsteils schräg zur Normalachse, wodurch sowohl Scherkräfte als auch Normalkräfte in die Aufbetonschicht übertragbar sind.The radial expansion of the embedding part advantageously takes place obliquely to the normal axis, whereby both shear forces and normal forces can be transferred to the concrete layer.

Vorteilhaft liegt der Winkel der Aufweitung des Einbettungsteils zur Normalachse im Bereich zwischen 45° und 75°, weiter vorteilhaft bei 60°, welches eine für Beton-Beton-Verbunde optimierte Variante darstellt.The angle of the expansion of the embedding part to the normal axis is advantageously in the range between 45 ° and 75 °, further advantageous at 60 °, which is one for concrete-concrete composites represents optimized variant.

Vorteilhaft beträgt der Durchmesser des zylinderhülsenförmigen Befestigungsteils weniger als die Hälfte, weiter vorteilhaft etwa ein Drittel, als der Aussendurchmesser der Aufweitung, wodurch sich in Bezug zum Befestigungsteil eine wesentlich grössere kegelstumpfmantelförmige Aufweitungsfläche ausbildet, welche die Kräfte in Aufbetonschicht überträgt. The diameter of the cylindrical sleeve-shaped fastening part is advantageously less than half, further advantageously about a third, than the outer diameter of the expansion, which means a much larger one in relation to the fastening part truncated cone-shaped expansion surface, which forces in the concrete layer transfers.  

Vorteilhaft bildet die Aufweitung mit einer Vielzahl von radialen Stegsegmenten zwischen benachbarten Öffnungen einen Plastizierungsbereich aus, um innerhalb der Aufweitung lokale Spannungsspitzen im Einbettungsbereich durch plastische Deformation oberhalb der Streckgrenze abbauen zu können. Weiter vorteilhaft sind diese Stegsegmente jeweils prismatisch ausgebildet, um durch den gleichen Querschnitt eine gleichmässige Spannungsverteilung über einen möglichst grossen Bereich zu gewährleisten.The expansion advantageously forms between a plurality of radial web segments adjacent openings a plasticizing area to within the expansion local stress peaks in the embedding area due to plastic deformation above the To be able to reduce the yield point. These web segments are each further advantageous prismatic to be uniform due to the same cross section To ensure voltage distribution over the largest possible area.

Vorteilhaft beträgt die Gesamtfläche der später mit Beton verfüllten Öffnungen der Aufweitung bezüglich der verbleibenden Restfläche etwa das Doppelte, wodurch die im Aufweitungsbereich übertragbaren Kräfte vollständig in die formschlüssig die Öffnungen durchsetzenden Aufbetonschicht übertragbar sind.The total area of the openings which are later filled with concrete is advantageously Expansion with respect to the remaining area approximately double, whereby the im Expansion area transmissible forces completely into the form-fitting openings penetrating concrete layer are transferable.

Die Erfindung wird bezüglich eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert mit:The invention is explained in more detail with respect to an advantageous exemplary embodiment with:

Fig. 1 als Betonschichtanker Fig. 1 as a concrete layer anchor

Nach Fig. 1 ist der im Teilschnitt dargestellte zwölfzählig rotationssymmetrisch zur Normalachse A ausgeführte Betonschichtanker 1 für einen Beton-Beton-Verbund teilweise über Reaktionsharzmörtel 2 formschlüssig in einem Kreisringsackloch 3 einem festen Grundmaterial 4 aus Altbeton mit tiefer liegenden Bewehrungseisen 5 befestigt und bezüglich des überstehenden Teils von einer Schicht 6 aus Neubeton vollständig eingebettet. Der Betonschichtanker 1 aus dünnem, umgeformten Stahlblech weist an einem Ende einen kurzen zylinderhülsenförmigen Befestigungsteil 7 und an dem gegenüberliegenden Ende einen grossflächigen radial aufgeweiteten Einbettungsteil mit einer Aufweitung 8 auf, welche im Winkel α von 60° schräg zur Normalachse A angeordnet ist. Die Tiefe T des zylinderhülsenförmigen Befestigungsteils beträgt etwa ein Drittel des Durchmesser D. Die umfänglich gleichverteilten Kraftaufnahmemittel 9 sind als axial mittig angeordnete, radiale Durchgangslöcher ausgeführt, wobei deren Gesamtfläche weniger als ein Sechstel der Restmantelfläche beträgt. Der Durchmesser D des zylinderhülsenförmigen Befestigungsteils 7 beträgt etwa ein Drittel des Aussendurchmessers A der Aufweitung 8. Die Aufweitung 8 bildet mit einer Vielzahl von jeweils prismatisch ausgebildeten, radialen Stegsegmenten 10 zwischen benachbarten Öffnungen 11 einen Plastizierungsbereich aus, wobei die Gesamtfläche der mit Neubeton der Schicht 6 verfüllten Öffnungen 11 der Aufweitung 8 bezüglich der verbleibenden Restfläche etwa das Doppelte beträgt.According to Fig. 1 of the concrete layer anchor in the part section shown zwölfzählig rotationally symmetrical to the normal axis A running 1-concrete composite concrete partially attached to an above reaction resin mortar 2 positively in a circular ring hole 3 a solid base material 4 made of cured concrete with deeper rebars 5 and with respect to the projecting part completely embedded by a layer 6 of new concrete. The concrete layer anchor 1 made of thin, deformed sheet steel has at one end a short cylindrical sleeve-shaped fastening part 7 and at the opposite end a radially widened embedding part with a widening 8 , which is arranged at an angle α of 60 ° to the normal axis A. The depth T of the cylindrical sleeve-shaped fastening part is approximately one third of the diameter D. The circumferentially evenly distributed force absorption means 9 are designed as radial through holes arranged axially in the center, the total area of which is less than a sixth of the remaining surface area. The diameter D of the cylindrical sleeve-shaped fastening part 7 is approximately one third of the outer diameter A of the widening 8 . The widening 8 forms, with a multiplicity of prismatic radial web segments 10 between adjacent openings 11, a plasticizing area, the total area of the openings 11 of the widening 8 filled with new concrete of the layer 6 being approximately twice the remaining area.

Claims (10)

1. Betonschichtanker zur Befestigung einer später aufbringbaren, aus aushärtbaren, temporär fliessfähigen Material bestehenden, Schicht (6) auf einem festen Grundmaterial (4) mit einem zylinderhülsenförmigen Befestigungsteil (7) an einem Ende, dadurch gekennzeichnet, dass das zylinderhülsenförmige Befestigungsteil (7) in der Tiefe (T) kurz ausgebildet ist und dass an dem gegenüberliegenden Ende ein grossflächiger Einbettungsteil mit einer radialen Aufweitung (8) angeformt ist.1. Concrete layer anchor for fastening a layer ( 6 ), which can be applied later and consists of hardenable, temporarily flowable material, on a solid base material ( 4 ) with a cylindrical sleeve-shaped fastening part ( 7 ) at one end, characterized in that the cylindrical sleeve-shaped fastening part ( 7 ) in the depth (T) is short and that a large-area embedding part with a radial widening ( 8 ) is formed on the opposite end. 2. Betonschichtanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus dünnem, umgeformten Stahlblech besteht.2. concrete layer anchor according to claim 1, characterized in that it consists of thin, formed sheet steel. 3. Betonschichtanker nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (T) des zylinderhülsenförmigen Befestigungsteils (7) bezüglich des Durchmessers (D) weniger als dieser, optional weniger als die Hälfte, weiter optional weniger als ein Drittel beträgt.3. concrete layer anchor according to claim 1 or claim 2, characterized in that the depth (T) of the cylindrical sleeve-shaped fastening part ( 7 ) with respect to the diameter (D) is less than this, optionally less than half, further optionally less than a third. 4. Betonschichtanker nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderhülsenförmige Befestigungsteil (7) umfänglich gleichverteilte Kraftaufnahmemittel (9) aufweist, welche optional als axial mittig angeordnete, radiale Durchgangslöcher ausgeführt sind.4. Concrete layer anchor according to one of the preceding claims, characterized in that the cylindrical sleeve-shaped fastening part ( 7 ) has circumferentially uniformly distributed force absorption means ( 9 ), which are optionally designed as axially centrally arranged radial through holes. 5. Betonschichtanker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtfläche der Durchgangslöcher weniger als ein Viertel, optional weniger als ein Sechstel der Restmantelfläche des zylinderhülsenförmigen Befestigungsteils (7) beträgt.5. concrete layer anchor according to claim 4, characterized in that the total area of the through holes is less than a quarter, optionally less than a sixth of the remaining surface area of the cylindrical sleeve-shaped fastening part ( 7 ). 6. Betonschichtanker nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er zumindest ganzzählig rotationssymmetrisch aufgebaut ist.6. concrete layer anchor according to one of the preceding claims, characterized in that it is constructed at least in whole numbers in a rotationally symmetrical manner. 7. Betonschichtanker nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Aufweitung (8) des Einbettungsteils schräg zur Normalachse (A) erfolgt, wobei optional der Winkel (α) der Aufweitung (8) des Einbettungsteils zur Normalachse (A) im Bereich zwischen 45° und 75°, weiter optional bei 60° liegt.7. concrete layer anchor according to one of the preceding claims, characterized in that the radial widening ( 8 ) of the embedding part takes place obliquely to the normal axis (A), wherein optionally the angle (α) of the widening ( 8 ) of the embedding part to the normal axis (A) in the area between 45 ° and 75 °, further optionally at 60 °. 8. Betonschichtanker nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (D) des zylinderhülsenförmigen Befestigungsteils (7) weniger als die Hälfte, optional etwa ein Drittel, des Aussendurchmessers (A) der Aufweitung (8) beträgt. 8. concrete layer anchor according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter (D) of the cylindrical sleeve-shaped fastening part ( 7 ) is less than half, optionally about a third, of the outer diameter (A) of the expansion ( 8 ). 9. Betonschichtanker nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufweitung (8) mit einer Vielzahl von radialen Stegsegmenten (10) zwischen benachbarten Öffnungen (11) einen Plastizierungsbereich ausbildet, wobei optional diese Stegsegmente (10) jeweils prismatisch ausgebildet sind.9. Concrete layer anchor according to one of the preceding claims, characterized in that the widening ( 8 ) with a plurality of radial web segments ( 10 ) between adjacent openings ( 11 ) forms a plasticizing area, these web segments ( 10 ) optionally being prismatic. 10. Betonschichtanker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtfläche der Öffnungen (11) der Aufweitung (8) bezüglich der verbleibenden Restfläche etwa das Doppelte beträgt.10. Concrete layer anchor according to claim 9, characterized in that the total area of the openings ( 11 ) of the widening ( 8 ) with respect to the remaining area is approximately twice.
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