DE102004040584A1

DE102004040584A1 - Bauelement zur Schubbewehrung

Info

Publication number: DE102004040584A1
Application number: DE200410040584
Authority: DE
Original assignee: Schoeck Bauteile GmbH
Current assignee: Schoeck Bauteile GmbH
Priority date: 2004-08-21
Filing date: 2004-08-21
Publication date: 2006-02-23
Also published as: EP1630315A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauelement zur Schubbewehrung (1, 11), insbesondere zur Kraftübertragung im Anschlussbereich von Stützen an bewehrte Bauteile wie Flachdecken und Bodenplatten. Dieses Bauelement besteht aus einer Mehrzahl von Bewehrungselementen (2, 3, 4, 12, 13, 14) mit endständigen Bolzenköpfen (2b) und einem die Bewehrungselemente festlegenden Verbindungselement, wobei die Bewehrungselemente geneigt zum Verbindungselement (5) orientiert sind und die Stirnseiten (2c) der endständigen Bolzenköpfe benachbarter Bewehrungselemente fluchtend zueinander und geneigt zur Achse (8) des zugehörigen Bewehrungselements angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauelement zur Schubbewehrung, insbesondere zur Kraftübertragung im Anschlussbereich von Stützen an bewehrte Bauteile wie Flachdecken und Bodenplatten, bestehend aus einer Mehrzahl von mit endständigen Bolzenköpfen versehenen Bewehrungselementen, die zueinander parallel und von einander beabstandet angeordnet sind und deren endständige Bolzenköpfe eine das Bewehrungselement nach oben oder unten begrenzende Stirnseite aufweisen, und außerdem bestehend aus einem die Bewehrungselemente gegenseitig festlegenden und zusätzlich zu den Schubkraft übertragenden Bewehrungselementen vorgesehenen Verbindungselement.

Derartige Schubbewehrungselemente sind beispielsweise aus der EP-A 1 033 454 bekannt, wobei jeweils das Verbindungselement an den Bewehrungselementen zwischen deren oberen und unteren Ende in einem Abschnitt zwischen oberer und unterer Biegebewehrung festgelegt ist und hierdurch die Bewehrungselemente vertikal so relativ zu der oberen und unteren Biegebewehrung anordnet, dass die Bolzenköpfe jeweils in der Ebene der oberen bzw. unteren Biegebewehrung zum Liegen kommen. Hierbei dient nicht etwa das horizontale und die einzelnen Bewehrungselemente aneinander festlegende Verbindungselement zur Kraftübertragung; sondern stattdessen sorgt die obere und untere Biegebewehrung mit den dazwischen angeordneten vertikalen Bewehrungselementen für die gewünschte Schubkraftübertragung, die in bekannter Weise nach dem Fachwerkmodell erfolgt, indem die Schubkraft aufgeteilt ist in aneinander anschließende vertikale und diagonale Kraftkomponenten (die vertikalen Kraftkomponenten verlaufen durch die Bewehrungselemente und die diagonalen Kraftkomponenten vom oberen Bolzenkopf eines Bewehrungselements ausgehend zum unteren Bolzenkopf des benachbarten Bewehrungselements).

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement zur Schubbewehrung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass es eine gegenüber herkömmlichen Bauformen deutlich verbesserte Tragfähigkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Bewehrungselemente geneigt zum Verbindungselement orientiert sind, und dass die Stirnseiten der Bolzenköpfe benachbarter Bewehrungselemente fluchtend zueinander und geneigt zur Achse des zugehörigen Bewehrungselementes angeordnet sind. Durch die geneigte Anordnung der Bewehrungselemente gegenüber dem Verbindungselement ergibt sich im Einbauzustand eine geneigte Anordnung der Bewehrungselemente auch innerhalb des bewehrten Bauteils, wobei der Neigungswinkel der Bewehrungselemente gegenüber der Vertikalen (und damit auch gegenüber der Orientierung herkömmlicher Bewehrungselemente) zwischen 30° und 60° und insbesondere in der Größenordnung von etwa 45° beträgt.

Bei Neigungswinkeln in dieser Größenordnung sind die Bewehrungselemente etwa senkrecht zu Schubrissen angeordnet, die sich ohne derartige Bewehrungselemente einstellen würden. Hierdurch ergibt sich eine Aktivierung dieser Bewehrungselemente, die mit weniger Schlupf oder Verformung verbunden ist, als die senkrechte Anordnung. Dies bedeutet gleichzeitig eine entsprechende Vergrößerung der Tragfähigkeit.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass die schräg gestellten Bewehrungselemente – zumindest mit ihren oberen Elementabschnitten – in Horizontalrichtung näher an der Stütze angeordnet werden können, was den Anschluss des Schubbewehrungselements und damit auch dessen Funktion noch einmal verbessert.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können alle Bewehrungselemente eines Bauelements parallel zueinander angeordnet sein und demgemäß alle dieselbe Neigung gegenüber der Vertikalen aufweisen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn sich die Neigung der Bewehrungselemente eines Bauelements entlang der Länge des Bauelements ändert, also die Bewehrungselemente bzw. zumindest ein Teil dieser Bewehrungselemente untereinander eine verschiedene Neigung aufweisen, um sie an die jeweiligen Belastungsfälle anzupassen, die in der ihnen zugedachten Einbauposition auftreten.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die näher bei der Stütze angeordneten Bewehrungselemente eine flachere Neigung aufweisen als die weiter weg von der Stütze angeordneten Bewehrungselemente, wenn also im Einbauzustand der Winkel α gegenüber der Vertikalen mit steigendem Abstand von der Stütze immer kleiner wird. Hierdurch kann man die Bewehrungselemente etwa senkrecht zu den Schubrissen anordnen, die sich ohne derartige Bewehrungselemente einstellen würden und dem Umstand Rechnung tragen, dass die Schubrisse oft nicht einen linearen Verlauf mit gleicher Neigung aufweisen, sondern mit größer werdendem Abstand von der Stütze immer flacher verlaufen: Was die Stirnseiten der Bolzenköpfe betrifft, so sollen diese so weit geneigt zur Achse des zugehörigen Bewehrungselements angeordnet sein, dass sie genau horizontal bei eingebautem Schubbewehrungselement im bewehrten Bauteil angeordnet sind und somit mit der oberen bzw. unteren Biegebewehrung fluchten, um demgemäß die Kraftübertragung zwischen den Bewehrungselementen einerseits und der Biegebewehrung andererseits zu optimieren, ohne gegenüber der Biegebewehrung in die vorgeschriebene Betonüberdeckung nach oben bzw. unten vorzustehen. Mit anderen Worten sollen die Stirnseiten der Bolzenköpfe trotz geneigt angeordneter Bewehrungselemente wie bei den herkömmlichen Schubbewehrungselementen genau horizontal verlaufen, wofür sie gegenüber der Achse des zugehörigen Bewehrungselements um einen Winkel von 90° minus Neigungswinkel der Bewehrungselemente geneigt sein müssen.

Die gleiche Anforderung gilt für das horizontal innerhalb des bewehrten Bauteils anzuordnende Verbindungselement, welches auch dafür sorgt, dass die Bewehrungselemente ihre geneigte Orientierung beim Einbau beibehalten, wozu beispielsweise ausgehend vom Verbindungselement Abstandshalter vorgesehen sind, die zum Abstützen des Schubbewehrungselements auf der unteren Bauteilschalung und somit zum Einbau in der vorgeschriebenen Höhe dienen. Natürlich kann aber einerseits das Verbindungselement auch so auf der Höhe der oberen oder unteren Bewehrungselementenden angeordnet sein, sodass sich die Bewehrungselemente ausgehend von diesem Verbindungselement schräg nach oben bzw. unten erstrecken; andererseits können aber auch die Abstandselemente anstelle am Verbindungselement an den einzelnen Bewehrungselementen festgelegt sein.

Schließlich ist es auch möglich, statt der üblichen Doppelkopfbolzen andere Bauformen für die Bewehrungselemente zu verwenden, wie beispielsweise die genannten Bolzen mit nur einem Bolzenkopf, wobei das zweite Ende des Bewehrungselements beispielsweise durch das genannte schienenförmige Verbindungselement gebildet wird.

Zwar sind im Stand der Technik bereits ähnliche Schubbewehrungselemente bekannt; so beschreibt beispielsweise die EP-A 1 070 800 einen Gitterträger mit einer so genannten Diagonalstrebenschlange, die als Durchstanzbewehrung fungiert. Solche Diagonalstrebenschlangen besitzen jedoch keine Tragfähigkeit, die mit Schubbewehrungselementen unter Verwendung von bolzenförmigen Bewehrungselementen vergleichbar wäre. Aus der DE-U 299 03 1 14 ist es schließlich bekannt, ein rechteckiges Betonfertigbauteil vorzusehen, dessen Randbereiche in der Höhe abgestuft sind mit über die ganze Fläche verteilt angeordneten Gitterträgern und unterhalb der Gitterträger vorgesehenen Bewehrungsstäben. Die Gitterträger dieses Betonfertigbauteils sind im Bereich unmittelbar um die anzuschließende Stütze mit so genannten Querbolzen versehen, die unter einem Winkel von 25° bis 38° gegenüber der Vertikalen eingebaut sind und als Doppelkopfbolzen ausgebildet sein können. Schließlich kann der Beton des Betonfertigbauteils mit Fasern armiert sein, sodass durch die Schräglage der Querbolzen eine optimale Verankerung der Querbolzen im gerissenen Beton erreicht werden soll, da mehr Beton gegen Grundbruch der Verankerung aktiviert werde. Und aufgrund der Kombination mit den Fasern sollen die Risse reduziert und auch ein Verankerungsgrund ohne Vorschädigung zur Verfügung gestellt werden.

Im Gegensatz zu diesen beiden Bauformen mit Diagonalstrebenschlange bzw. Gitterträger soll jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Baustellenlösung geschaffen, die nicht nur hinsichtlich des Einbaus in die sonstige Bauteilbewehrung optimal ist, sondern auch eine entsprechend optimierte Tragfähigkeit aufweist. Hierfür – wie vom Stand der Technik vorgeschlagen – einen Gitterträger als Schubbewehrungselement vorzusehen, ist sicherlich alles andere als optimal im Hinblick auf die Tragfähigkeit, und auch der Einbau solcher Schubbewehrungselemente ist – wie in der DE-U 299 03 1 14 geschildert – ebenfalls nicht optimal als Baustellenlösung verwendbar.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen; hierbei zeigen
1 ein erfindungsgemäßes Bauelement zur Schubbewehrung in Seitenansicht;
2 das Bauelement zur Schubbewehrung aus 1 in diagonaler Draufsicht;
3 ein beispielhaftes Bewehrungselement eines erfindungsgemäßen Bauelements zur Schubbewehrung ausschnittsweise in Seitenansicht; und
4 ein weiteres erfindungsgemäßes Bewehrungselement in Einbauposition in schematischer geschnittener Seitenansicht.
Das in 1 dargestellte Bauelement zur Schubbewehrung 1 weist drei Bewehrungselemente 2, 3, 4 in Form von so genannten Doppelkopfbolzen auf sowie ein die drei Bewehrungselemente miteinander verbindendes Verbindungselement 5 sowie zwei am Verbindungselement 5 vorgesehene Abstandshalter 6, 7 zur Auflagerung des Schubbewehrungselements 1 auf der (nicht dargestellten) unteren Bauteilschalung eines zu betonierenden Bauteils.
Die Bewehrungselemente 2, 3, 4 sind – wie in 3 im Detail am Beispiel des Bewehrungselements 2 dargestellt ist – aus einem zylindrischen Bolzenschaft 2a sowie oberen und/oder unteren Bolzenköpfen 2b aufgebaut, wobei die Achse 8 des Bolzenschafts 2a um einen Winkel α gegenüber der Vertikalen geneigt ist und die obere Stirnseite 2c des oberen Bolzenkopfs 2b (genauso die nicht dargestellte untere Stirnseite des unteren Bolzenkopfs) um den gleichen Winkel α gegenüber der Mittelachse 8 des Bolzenschafts 2a geneigt ist. Der Neigungswinkel α beträgt vorzugsweise zwischen 30° und 60° und besonders bevorzugt im Bereich von 45°.
Die Bewehrungselemente 2, 3, 4 sind in etwa auf mittlerer Höhe des Bolzenschafts 2a (bzw. der Bolzenschäfte der anderen Bewehrungselemente) mit dem Verbindungselement 5 versehen, das zum einen für den vorgegebenen Abstand der Bewehrungselemente zueinander und zum anderen für die vorgeschriebene Neigung der Bewehrungselemente gegenüber der Bewehrung der zugehörigen Flachdecke sorgt. Das Verbindungselement 5 wiederum ist über an sich bekannte Abstandshalter 6, 7 auf der unteren Bauteilschalung aufgelagert.
In 4 ist eine Stütze 10 mit einer aufgelagerten Betondecke 9 schematisch in Seitenansicht dargestellt. Hier kann man drei verschiedene Bewehrungselemente 12, 13, 14 in Einbauposition erkennen, die um einen Winkel α₁, α₂, α₃ gegenüber der Vertikalen geneigt sind. Den Grund für die unterschiedlichen Neigungen erkennt man anhand der schematisch dargestellten Verläufe von Schubrissen 15, 16, die sich ohne solche Bewehrungselemente einstellen würden. Die Neigungswinkel α₁, α₂, α₃ sind so gewählt, dass die Bewehrungselemente etwa senkrecht zu diesen Schubrissen angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich eine Aktivierung der Bewehrungselemente, das heißt die so geneigten Bewehrungselemente können größere Schubkräfte aufnehmen als die üblichen vertikalen Bewehrungselemente.
Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, bei unverändertem Querschnitt einerseits und Abstand andererseits der Bewehrungselemente dennoch eine größere Tragfähigkeit dadurch zu zielen, dass die Rich tung der Bewehrungselemente annähernd senkrecht zu den zu erwartenden Schubrissen verläuft, was durch Schrägstellung der Bewehrungselemente gegenüber der Vertikalen erreicht wird.

Claims

Bauelement zur Schubbewehrung, insbesondere zur Kraftübertragung im Anschlussbereich von Stützen an bewehrte Bauteile wie Flachdecken und Bodenplatten, bestehend aus einer Mehrzahl von mit endständigen Bolzenköpfen (2b) versehenen Bewehrungselementen (2, 3, 4, 12, 13, 14), die zueinander parallel und von einander beabstandet angeordnet sind und deren endständige Bolzenköpfe eine das Bewehrungselement nach oben oder unten begrenzende Stirnseite (2c) aufweist, und außerdem bestehend aus einem die Bewehrungselemente gegenseitig festlegenden und zusätzlich zu den Schubkraft übertragenen Bewehrungselementen vorgesehenen Verbindungselement (5), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Bewehrungselemente (12, 13, 14) geneigt zum Verbindungselement (5) orientiert sind, und dass die Stirnseiten (2c) der Bolzenköpfe (2b) benachbarter Bewehrungselemente (2, 3, 4, 12, 13, 14) fluchtend zueinander und geneigt zur Achse (8) des zugehörigen Bewehrungselements angeordnet sind.
Bauelement zur Schubbewehrung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrungselemente (2, 3, 4, 12, 13, 14) in dem im Anschlussbereich von Stützen eingebauten Zustand einen Winkel (α) gegenüber der Vertikalen von zwischen 30° und 60° und insbesondere in der Größenordnung von etwa 45° aufweisen.
Bauelement zur Schubbewehrung nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Bewehrungselemente (2, 3, 4) eines Bauelements (1) parallel zueinander angeordnet sind.
Bauelement zur Schubbewehrung nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Bewehrungselemente (12, 13, 14) eines Bauelements (11) unterschiedliche Neigungen aufweisen.
Bauelement zur Schubbewehrung nach zumindest Anspruch 1 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrungselemente (12, 13, 14) in dem im Anschlussbereich von Stützen (10) eingebauten Zustand einen Winkel (α₁, α₂, α₃) gegenüber der Vertikalen aufweisen, der sich mit der Entfernung von der Stütze ändert derart, dass die näher bei der Stütze angeordneten Bewehrungselemente (12) einen größeren Neigungswinkel (α₁) aufweisen als die Bewehrungselemente (14), die mit größerem Abstand von der Stütze (10) angeordnet sind.
Bauelement zur Schubbewehrung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten (2c) der Bewehrungselemente (2, 3, 4, 12, 13, 14) in dem im Anschlussbereich von Stützen eingebauten Zustand in horizontaler Ebene verlaufen.
Bauelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (5) in dem im Anschlussbereich von Stützen eingebauten Zustand in horizontaler Ebene verläuft.
Bauelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Abstandelemente (6, 7) aufweist zu dessen Auflagerung auf einer unteren Schalung für das bewehrte Bauteil.
Bauelement nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrungselemente (2, 3, 4, 12, 13, 14) aus Doppelkopfbolzen bestehen.