DE102004041289A1

DE102004041289A1 - Mechanical connection arrangement for e.g. column, has course units arranged above recess, where supporting angle is measured so that rest surface extends right-angled to compressive force and tensile stress of course units

Info

Publication number: DE102004041289A1
Application number: DE200410041289
Authority: DE
Inventors: Ralf Prof. Dr. Avak
Original assignee: Brandenburgische Technische Universitaet Cottbus
Current assignee: Brandenburgische Technische Universitaet Cottbus
Priority date: 2004-08-25
Filing date: 2004-08-25
Publication date: 2006-03-09

Abstract

The arrangement has supporting bodies on a supporting recess (5) of a supporting unit (1). Course units (3) are arranged above the recess so as to penetrate the supporting unit. A supporting angle is measured in such a way that a rest surface extends right-angled to a compressive force, and a tensile stress of the course units. The installation angle is selected in an angle between 5 and 45 degrees.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur mechanischen Verbindung von lasttragenden Strukturen aus Stahlbeton gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches und ist insbesondere geeignet, Träger und Konsolen sicher und mit geringem Aufwand an Wänden und Stützen zu befestigen.The The invention relates to an arrangement for the mechanical connection of load-bearing structures made of reinforced concrete according to the preamble of the main claim and is particularly suitable, carriers and consoles safe and with little effort on walls and supports to fix.

Zum Anschluss von Stahlbetonfertigbauteilen wie beispielsweise horizontalen Trägern oder Bindern an Stützen oder Wänden aus Stahlbeton ist es zur Aufnahme vertikaler Kräfte erforderlich, an deren Außenseiten ausgetragene Auflageelemente wie beispielsweise Konsolen anzuordnen.To the Connection of prefabricated reinforced concrete components such as horizontal carriers or binding to supports or walls made of reinforced concrete, it is required to absorb vertical forces on the outside to arrange discharged support elements such as consoles.

Werden diese Auflageflächen oder Konsolen einstückig mit den vertikalen Strukturen gefertigt, so ist es nötig, an den Stellen, an denen diese Konsolen angeordnet werden, die glatte Schalung zu unterbrechen, was einen sehr hohen Strahlungsaufwand erfordert. Werden noch unterschiedliche Konsolabmessungen und Stützenlängen benötigt, erhöht sich der Aufwand weiter. Weiterhin müssen auch für zukünftige Erweiterungen benötigte Auflagekonsolen mit gefertigt werden, die bis zum weiteren Ausbau ein Hindernis für etwaige zwischenzeitliche Außenwandgestaltungen darstellen. Um diese Nachteile zu überwinden, wurde bereits in der US-PS 3513610 vorgeschlagen, Auflagerkonsolen zu fertigen, die bei Bedarf an einem in die Stahlbetonstütze einbetonierten Verankerungsteil festgeschraubt werden können. Neben dem hohen Aufwand für die Befestigung dieser Konsolen ist vor allem von Nachteil, dass sämtliche Auflagerkräfte als Scherkräfte aufgenommen werden müssen.If these bearing surfaces or brackets are made in one piece with the vertical structures, it is necessary to interrupt the smooth formwork at the locations where these brackets are arranged, which requires a very high radiation expenditure. If even different console dimensions and column lengths are required, the effort is further increased. Furthermore, also needed for future extensions support brackets must be made with, which represent a further obstacle to any intermediate exterior wall designs until further expansion. To overcome these disadvantages, was already in the U.S. Patent 3,513,610 proposed to manufacture support brackets, which can be screwed as needed to an anchored in the reinforced concrete support anchoring part. In addition to the high cost of attaching these brackets is mainly the disadvantage that all support forces must be absorbed as shear forces.

Die EP 311653 schlägt vor, einen im aufzulagernden Stahlbetonfertigbauteil horizontal beweglichen Riegel stirnseitig aus dem Stahlbetonfertigbauteil auszufahren, der dann hakenartig in einer Abstütz-Aussparung der Stahlbetonstütze eingreifen kann. Problematisch bei dieser Konstruktion ist, dass die gesamten Auflagerkräfte von dem horizontal verschiebbaren Riegel als Biegemoment aufgenommen werden müssen.The EP 311653 proposes to extend a frontally movable in the aufzulagernden reinforced concrete component horizontally movable bolt from the reinforced concrete precast component, which can then hook-like engage in a support recess of the reinforced concrete support. The problem with this design is that the entire bearing forces must be absorbed by the horizontally displaceable bolt as a bending moment.

Einen anderen Weg schlägt die gemeinsam mit der DE 199525194 A1 als gattungsbildend zu betrachtende GB 2179115 A vor. Diese Erfindungen gehen davon aus, dass in die vertikalen Strukturen Abstütz-Aussparungen eingearbeitet werden, die eine Auflagefläche aufweisen, auf denen Konsoleteile auflagern, die über horizontale Zugstäbe und im Falle der GB 2179115 A über zusätzliche Haken in den Abstütz-Aussparungen befestigt werden, aus diesen herausragen und eine Auflagefläche für die vertikalen Tragelemente bilden. Nachteilig bei den in diesen beiden Schriften vorgestellten Lösungen ist der relativ hohe Aufwand, der für die Fertigung der Abstütz-Aussparungen notwendig ist, da diese entsprechend der Erfindung mit besonders ausgebildeten Widerlagern versehen sein sollen und dass auch die Konsolen als Stahlteile mit sehr hohen Fertigungsaufwand hergestellt und ggf. gewartet werden müssen.Another way, together with the DE 199525194 A1 GB 2179115 A to be considered as generic. These inventions assume that support recesses are incorporated in the vertical structures, which have a bearing surface on which mount console parts which are fastened via horizontal tie rods and in the case of GB 2179115 A via additional hooks in the support recesses protrude this and form a support surface for the vertical support elements. A disadvantage of the solutions presented in these two writings is the relatively high cost, which is necessary for the production of the support recesses, since they should be provided according to the invention with specially trained abutments and that also produced the consoles as steel parts with very high production costs and possibly have to be maintained.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Auflager der eingangs genannten Gattung so auszubilden, dass es zur Aufnahme hoher Auflagerlasten geeignet, und mit einem geringeren Fertigungsaufwand herzustellen ist.The The object of the invention is therefore to provide a support of the aforementioned Form genus in such a way that it is suitable for receiving high bearing loads, and is to produce with a lower production cost.

Mit den vorgeschlagenen Bauteilen soll zum Einen der Fertigungsprozess für Stützen und Konsolen zeitlich entkoppelt werden wodurch es möglich wird, eine industrielle Vorfertigung zu gestatten, zum Anderen soll eine dauerhaft sichere Funktionsweise gewährleistet werden.With the proposed components should on the one hand, the manufacturing process for props and Consoles are decoupled in time making it possible to become an industrial To allow prefabrication, on the other hand, a permanently safe Function guaranteed become.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, in dem bei einer Anordnung zur mechanischen Verbindung von lasttragenden Strukturen aus Stahlbeton entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches die Abstütz-Aussparungen (5) entsprechend den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches ausgestaltet werden.This object is achieved in accordance with the invention in an arrangement for the mechanical connection of load-bearing structures made of reinforced concrete according to the preamble of the main claim the support recesses ( 5 ) are designed according to the features of the characterizing part of the main claim.

Eine erfindungsgemäße Anordnung zur mechanischen Verbindung von lasttragenden Strukturen aus Stahlbeton, wie sie beispielsweise zur Befestigung von Trägern oder Konsolen an vertikalen Stützelementen wie Säulen oder Wänden genutzt werden kann wird realisiert, in dem die vertikalen Stützelemente (1) im Bereich der Auflagefläche der horizontal angeordneten Bauteile (2) und mindestens eine prismatische, im senkrechten Querschnitt überwiegend dreieckige Abstütz-Aussparung (5) erhalten.An arrangement according to the invention for the mechanical connection of load-bearing structures made of reinforced concrete, as can be used, for example, for the attachment of beams or brackets to vertical support elements such as columns or walls is realized, in which the vertical support elements ( 1 ) in the region of the contact surface of the horizontally arranged components ( 2 ) and at least one prismatic, in the vertical cross section predominantly triangular support recess ( 5 ) receive.

Diese entsprechenden Abstütz-Aussparungen (5) können während der Herstellung der vertikalen Stützelemente (1) durch in der Schalung angeordnete Einlegeteile oder auch durch Abtragen, durch Bohren und Fräsen oder Schleifen nachträglich hergestellt werden. Die Verwendung von Betonen (ultra-) hoher Festigkeit ermöglicht hierbei so geringe Profilierungstiefen, dass für die Stützenbewehrung keine Einschränkungen bestehen und die bisher üblichen Abmessungen nicht erhöht werden müssen.These corresponding support recesses ( 5 ) can during the manufacture of vertical support elements ( 1 ) by subsequently arranged in the formwork inserts or by ablation, by drilling and milling or grinding subsequently produced. The use of concrete (ultra-) high strength in this case allows such low profiling depths that there are no restrictions for the column reinforcement and the usual dimensions do not need to be increased.

Bei in den Abstütz-Aussparungen (5) erstreckt sich eine untere schmale Rastfläche (51) von der Außenwand unter einem Auflagewinkel α schräg nach oben in die Auflagefläche des Stützelementes (1). An diese schließt sich nach oben eine Anlagefläche (52) an, die sich unter einem Anlagewinkel β zur Außenwand des Stützelementes (1) erstreckt. Auf der dem Stützelement (1) zugewandten Fläche des Bauteiles (2) ist eine der Anzahl der Abstütz-Aussparungen (5) im Stützelement (1) entsprechende Anzahl prismatischer Stützkörper (5a) angeformt, deren Querschnitt dem der gegenüberstehen dreieckigen Abstütz-Aussparungen (5) entspricht. Oberhalb der dreieckigen Abstütz-Aussparungen (5) sind weiterhin ein oder mehrere gespannte Zugglieder (3) angeordnet. Diese durchdringen das Stützelement (1) und mindestens Teile des Bauteiles (2), wobei ihre Enden jeweils form- oder kraftschlüssig mit Stützelement (1) und Bauteil (2) verbunden sind. Der Auflagewinkel α wird gemäß der Erfindung so bemessen, dass sich die Rastfläche (51) rechtwinklig zu einer sich aus der vom Bauteil (2) aufzunehmenden Tragkraft (F_E) und der vom Zugglied (3) eingetragenen Zugspannung (F_Z) ergebenden resultierenden Druckkraft (F_D) erstreckt. Der Anlagewinkel β wird dabei so gewählt, dass er den Winkel zwischen der Senkrechten auf der Rastfläche (51) und in der Außenwand des Stützelementes (1) ungefähr halbiert und somit zwischen 5 und 45° beträgt.In the support recesses ( 5 ) extends a lower narrow locking surface ( 51 ) from the outer wall at a support angle α obliquely upward in the support surface of the support element ( 1 ). At this closes up a contact surface ( 52 ), which at an angle β to Outer wall of the support element ( 1 ). On the support element ( 1 ) facing surface of the component ( 2 ) is one of the number of supporting recesses ( 5 ) in the support element ( 1 ) corresponding number of prismatic support bodies ( 5a ) whose cross section corresponds to that of the opposing triangular supporting recesses ( 5 ) corresponds. Above the triangular supporting recesses ( 5 ) are still one or more tensioned tension members ( 3 ) arranged. These penetrate the support element ( 1 ) and at least parts of the component ( 2 ), with their ends in each case with positive or non-positive locking with support element ( 1 ) and component ( 2 ) are connected. The support angle α is measured according to the invention so that the latching surface ( 51 ) perpendicular to one of the components ( 2 ) absorbed load capacity (F _E ) and of the tension member ( 3 ) tensile stress (F _Z ) resulting resulting compressive force (F _D ) extends. The contact angle β is chosen so that it is the angle between the vertical on the locking surface ( 51 ) and in the outer wall of the support element ( 1 ) is approximately halved and thus between 5 and 45 °.

Die beschriebene Erfindung kann sowohl als eine Stahlbetonkonsole realisiert werden, die in ihrem oberen Bereich vollständig von einer zylinderförmigen Aufnahme für das Zugglied (3) durchdrungen ist, als auch so gestaltet werden, dass das am senkrechten Stützelement (1) zu befestigende Bauteil (2) ein sich vertikal erstreckender Träger oder eine Wandplatte ist.The invention described can be realized both as a reinforced concrete console, which in its upper region is completely separated from a cylindrical receiver for the tension member (FIG. 3 ) is penetrated, as well as designed so that the on the vertical support element ( 1 ) to be fastened component ( 2 ) is a vertically extending support or a wall plate.

In diesem Falle kann sich die zylinderförmige Aufnahme für das Zugglied (3) nur so weit in das Bauteil erstrecken wie es notwendig ist, um die Zugkraft in den Träger einzutragen. In diesem Falle wird vorgeschlagen, dass diese in einer Anordnung zur Aufnahme der Zugkraft mündet.In this case, the cylindrical receptacle for the tension member ( 3 ) extend only as far into the component as is necessary to register the tensile force in the carrier. In this case, it is proposed that this opens in an arrangement for receiving the tensile force.

Diese kann beispielsweise eine Ausnehmung in der Oberfläche des Trägers sein, in der das Zugglied mit einer Last Aufnahme in Form eines Ankerkörpers oder einer Mutter befestigt ist.These For example, a recess in the surface of carrier be in which the tension member with a load receptacle in the form of a anchor body or a mother is attached.

Es ist jedoch ebenso im Sinne der Erfindung, wenn bei einem Bauteil (2) mit einer vertikalen Erstreckung, wie beispielsweise einem Träger oder einer Wandplatte erfindungsgemäße Anordnungen zu beiden Seiten des Bauteiles (2) angeordnet werden. Wie leicht einzusehen ist, kann oder können in diesem Falle ein oder mehrerer Zugglieder (3) angeordnet werden. Dieses Zugglied (3) oder diese Zugglieder (3), können so angeordnet sein, dass sie jeweils ein Stützelemente (1) mit dem Bauteil (2) verbinden. Es ist in diesem Falle aber auch im Sinne der Erfindung, wenn ein Zugglied (3) beide Stützelemente (1) miteinander verbindet. In diesem Falle ist es möglich als Zugglied weitere, die Stützelemente miteinander verbindende Bauelemente wie beispielsweise Elemente aufliegenden Decke zu verwenden.However, it is also within the meaning of the invention, when in a component ( 2 ) with a vertical extension, such as a support or a wall plate arrangements according to the invention on both sides of the component ( 2 ) to be ordered. As can easily be seen, in this case one or more tension members (or 3 ) to be ordered. This tension member ( 3 ) or these tension members ( 3 ), may be arranged so that they each have a support elements ( 1 ) with the component ( 2 ) connect. However, in this case it is also within the meaning of the invention if a tension member ( 3 ) both support elements ( 1 ) connects to each other. In this case, it is possible as a tension member further, the support elements interconnecting components such as elements resting ceiling to use.

Im Folgenden soll die Erfindung an Hand der Zeichnungen 1 bis 4 in Form eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.In the following, the invention with reference to the drawings 1 to 4 be explained in the form of an embodiment.

Dabei zeigtIt shows

1 den senkrechten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Konsole, 1 the vertical cross section through a console according to the invention,

2 eine adäquate Darstellung zur 1 mit zwei Abstütz-Aussparungen, 2 an adequate representation for 1 with two supporting recesses,

3 das Stabwerkmodell einer Konsole gemäß 2 zur Ermittlung des Auflagewinkels α und 3 the framework model of a console according to 2 for determining the contact angle α and

4 die erfindungsgemäße Befestigung eines Trägers 6 an einer Stütze 1 4 the attachment of a carrier according to the invention 6 on a prop 1

Beispiel 1example 1

Eine erfindungsgemäße Konsole besteht aus einem prismatischen Körper 2 aus Stahlbeton, der seitlich an einer ebenfalls aus Stahlbeton gefertigten Stütze 1 angesetzt ist. Durch eine zylinderförmige mit einem Hüllrohr umgebene Öffnung, die sowohl Konsole als auch Stütze durchdringt, sind beide Teile über ein Zugglied 3 miteinander verbunden. Unterhalb der zylinderförmigen Öffnung ist in der Stütze eine prismatische Abstütz-Aussparung 5 angeordnet, die mit einem mit der Konsole verbundenen prismatischen Abstützkörper 5a ausgefüllt ist.A console according to the invention consists of a prismatic body 2 made of reinforced concrete, the side of a also made of reinforced concrete support 1 is scheduled. By a cylindrical encased with an envelope tube opening, which penetrates both console and support, both parts are via a tension member 3 connected with each other. Below the cylindrical opening in the support is a prismatic support recess 5 arranged with a connected to the console prismatic support body 5a is filled.

Abstütz-Aussparung 5 und Abstützkörper 5a haben im senkrechten Querschnitt die Form eines annähernd rechtwinkligen Dreiecks, dessen Hypotenuse mit der senkrechten Außenwand der Stütze 1 übereinstimmt, und bei dem der kürzere Schenkel die Rastfläche (51) bildet.Jacking notch 5 and support body 5a have in the vertical cross-section the shape of an approximately right-angled triangle whose hypotenuse with the vertical outer wall of the support 1 coincides, and wherein the shorter leg, the locking surface ( 51 ).

Auf der Oberseite der Konsole 2 befindet sich ein bekanntes Elastomerlager zur gleichmäßigen Lastverteilung. Die aus der über dieses Elastomerlager in die Konsole eingetragenen Kraft und in der Vorspannkraft des Zuggliedes ermittelbare resultierende Auflagekraft bestimmt mit ihrer Richtung den Anstiegs-Winkel der Rastfläche 51, in dem die Rastfläche 51 senkrecht zur Wirkungsrichtung dieser Auflage Kraft angeordnet wird.On top of the console 2 There is a well-known elastomeric bearing for even load distribution. The resulting from the over this elastomeric bearing in the console registered force and in the biasing force of the tension member resulting bearing force determined with their direction the rising angle of the locking surface 51 in which the catching surface 51 is arranged perpendicular to the direction of action of this edition force.

Beispiel 2Example 2

Zur Verringerung der Flächenpressung er wird eine Konsole nach Beispiel 1 mit zwei übereinander angeordneten Abstützkörpern 5a und wie die entsprechende Stütze mit der gleichen Anzahl Abstütz-Aussparungen 5 versehen. Dadurch kann vermieden werden, dass die in die Stütze 1 hineinreichenden Abstütz-Aussparungen 5 so in die Stütze eingreifen müssen, dass Veränderungen in der Stahlarmierung notwendig werden.To reduce the surface pressure he is a console according to Example 1 with two superimposed support bodies 5a and how the corresponding support with the same number Ab supporting recesses 5 Mistake. This can be avoided that in the prop 1 in-reaching support recesses 5 so must intervene in the support that changes in the steel reinforcement are necessary.

Beispiel 3Example 3

Wie in 4 angedeutet, ist es auch im Sinne der Erfindung, wenn ein sich vertikal erstreckender Träger 6, der an seinem Ende mit einem Abstützkörper 5a versehen ist, über ein waagerecht verlaufendes Zugglied so mit einer Stütze 1 verbunden wird, dass der Abstützkörper 5a in eine entsprechende Abstütz-Aussparung 5 der Stütze 1 eingreift.As in 4 indicated, it is also within the meaning of the invention, when a vertically extending carrier 6 , which at its end with a support body 5a is provided, via a horizontally extending tension member so with a support 1 is connected to that of the support body 5a in a corresponding support recess 5 the prop 1 intervenes.

Beispiel 4Example 4

Ein Wandelement, das zwischen zwei vertikalen Stützen angeordnet ist, ist an beiden Seiten jeweils in der Nähe der oberen und unteren Kante mit angeformten Abstützkörpern versehen. Diesen entsprechend weisen die in vertikalen Stützen Abstütz-Aussparungen auf, in die die Abstützkörper eingreifen. Die vertikalen Stützen sind an ihrem unteren und oberen Ende über Teile der Armierung der jeweiligen Geschossdecke verbunden.One Wall element, which is arranged between two vertical supports, is on both sides close by the upper and lower edge provided with molded Abstützkörpern. Correspondingly, in vertical supports, there are support recesses in which engage the support body. The vertical supports are at their lower and upper end over parts of the reinforcement of the connected to each floor.

Claims

Arrangement for the mechanical connection of load-bearing structures made of reinforced concrete, in particular for the connection of predominantly horizontally arranged components ( 2 ) in the form of girders or consoles with predominantly vertical support elements ( 1 ) in the form of columns or walls, in which the horizontally arranged components ( 2 ) laterally on the vertical support elements ( 1 ) and with these by means of horizontal tension members ( 3 ) and wherein the vertical support elements with supporting recesses ( 5 ), characterized in that the vertical support elements ( 1 ) in the region of the contact surface of the horizontally arranged components ( 2 ) at least one prismatic, in the vertical cross section predominantly triangular support recess ( 5 ), in which a lower narrow latching surface of the outer wall at a support angle α obliquely upward into the support surface ( 51 ) of the support element ( 1 ), to which an abutment surface ( 52 ), which at an angle β to the outer wall of the support element ( 1 ) extends that further on the support element ( 1 ) facing surface of the component ( 2 ) one of the number of supporting recesses ( 5 ) the support element ( 1 ) corresponding number of prismatic support bodies ( 5a ) is formed, the cross section of which the opposite triangular support recesses ( 5 ) corresponds to one or more tension members ( 3 ) above the triangular support recesses ( 5 ) are arranged so that they the support element ( 1 ) and at least parts of the component ( 2 ), with their ends in each case with positive or non-positive engagement with support element ( 1 ) and component ( 2 ) are connected, further that the support angle α is dimensioned so that the support surface ( 51 ) perpendicular to one of the components ( 2 ) load to be absorbed (F _L ) and that of the tension member ( 3 ) recorded tensile stress (F _Z ) resulting compressive force (F _D ) extends that further the contact angle β is between 5 and 45 °.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the component ( 2 ) is a reinforced concrete console, which in its upper part completely by a cylindrical receptacle for the tension member ( 3 ) is penetrated.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the component ( 2 ) a vertically extending support ( 6 ) is, in which a cylindrical receptacle for the tension member ( 3 ), which opens in an arrangement for receiving the tensile force.

Arrangement according to claim 3, characterized in that the arrangement for receiving the tensile force is a recess ( 7 ) is, in which the tension member is attached to a load-receiving in the form of an anchor body or a nut.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the component ( 2 ) between two vertical support elements ( 1 ), via one or more horizontal tension members ( 3 ) are arranged, wherein in both support elements supporting recesses ( 5 ) are arranged so that they on the component ( 2 ) arranged prismatic support body ( 5a ) take up.

Arrangement according to claim 5, characterized in that the horizontal tension members ( 3 ) through the component ( 2 ) are guided.

Arrangement according to claim 5, characterized in that the horizontal tension members ( 3 ) outside the component ( 2 ) are arranged.