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Die Erfindung betrifft die Kombination aus einer Deckenstütze mit einem Stahlpilz und einer Stahlbetondecke nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Als Stahlpilz ist ein sogenannter Geilinger-Stahlpilz angesprochen, nämlich eine pilzartige Stahlkonstruktion, welche an das deckenseitige Ende der Stütze horizontal angeschweißte Hauptträgerelemente aus Stahl aufweist, deren freie Enden mit Schenkeln aus profilierten Stahlrandträgern verbunden sind.
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Flachdecken aus Stahlbeton, die sich nicht oder nur teilweise auf Wänden abstützen und im Übrigen von isolierten Stützen getragen werden, unterliegen bei Überlastung der Gefahr des „Durchstanzens”. Durchstanzen bedeutet, daß die Decke rund um die Stützen herum im Bereich der maximalen auftretenden Spannungen reißt, so daß die Decke rund um die Stütze herum absackt und dabei ein Loch in der Decke entsteht, durch das die Stütze nach oben hindurchragt, als habe sich ein Loch in die Decke gestanzt. Die Decke könnte in einem solchen Fall vollständig herunterfallen. Um dies zu verhindern, wird i. A. eine sogenannte „Notfallbewehrung” in die Decke eingebracht. Diese Notfallbewehrung erstreckt sich im unteren Bereich einer Decke zwischen den Stützen und ragt über die Stützen hinaus. Beim Versagen des Durchstanzbereichs bildet die Notfallbewehrung eine seilförmige Tragkonstruktion, in die sich die herabfallende Decke einhängt.
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Ein Problem bei Flachdecken besteht darin, daß zum Abtragen großer Deckenflächen nach wie vor eine große Anzahl von Stützen benötigt wird. Dies ist problematisch vor allem dann, wenn unter der Decke große zusammenhängende Räume genutzt werden sollen.
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In der
DE 298 08 491 U1 wird daher ein Bewehrungselement für Schubbewehrungen in Flachdecken aus Stahlbeton mit Betonstützen beschrieben, das den Durchstanzwiderstand der Decke im Bereich der Stützen erhöht, so daß die Abstände zwischen den Stützen vergrößert werden können. Das Bewehrungselement verhindert jedoch ohne eine Notfallbewehrung nicht das Herabfallen der Decke, wenn der Durchstanzwiderstand überschritten ist.
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Um alternativ zum Einbringen von Schubbewehrungen in eine Flachdecke aus Stahlbeton den Durchstanzwiderstand im Bereich der Stützpunkte zu erhöhen und damit die Zahl der für eine gegebene Decke erforderlichen Stützen zu senken und ihren Abstand zu vergrößern, ist es bereits bekannt, den Durchmesser der Deckenstützen zu vergrößern, um die Auflagefläche der Decke zu erhöhen.
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Im gattungsbildenden Stand der Technik (
CH 382950 ) ist eine alternative Möglichkeit zur Erhöhung des Durchstanzwiderstandes von Stahlbetondecken beschrieben. Auf das deckenseitige Ende einer dünnen Stütze aus Stahl werden horizontal Hauptträgerelemente aus Stahl angeschweißt. Die freien Enden der Hauptträger werden mit Schenkeln aus profilierten Stahlrandträgern verbunden und die Stahlkonstruktion am Ende der Stütze wird in die Flachdecke einbetoniert. Diese pilzartige Stahlkonstruktion ist als „Geilinger-Stahlpilz” bekannt geworden. Sie verbessert aufgrund der größeren Auflage- bzw. Stützfläche den Durchstanzwiderstand erheblich. Der Stahlpilz verstärkt die Decke. Er ist wegen der Biegefestigkeit der Stahlkonstruktion nachgiebig und verhält sich somit weicher als das starre Auflager einer Stütze. Vorgenannter Stand der Technik zeigt auch eine zusätzliche schräge Schubbewehrung außerhalb der Stahlrandträger. Da die Geilinger-Stahlpilze in der Regel mit der unteren Deckenfläche abschließen, wie in der vorgenannten Druckschrift als Variante bereits beschrieben, können in Kombination mit solchen Geilinger-Stahlpilzen keine Notfallbewehrungen verwendet werden, da diese im unteren Deckenbereich über die Stützen hinweggeführt werden müssen. Dies ist bei derartigen Geilinger-Stahlpilzen nicht möglich, da sie aus statischen Gründen unter den Stahlträgern des Pilzes nur eine Betondeckung von maximal 2 cm besitzen dürfen.
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Aus dem
US-Patent 1,258,917 ist eine pilzförmige Stütze bekannt, bei welcher eine in der Mitte der Decke geführte Stahlbewehrung im Bereich der Stütze entlang der Oberseite des Stahlpilzes geführt wird. Eine weitere Bewehrung, die als Notfallbewehrung entlang der Unterseite der Decke verläuft, ist mit dem Stahlpilz verbunden. Die entsprechenden Übergänge bilden ansatzweise eine Schubbewehrung, wobei allerdings eine obere Bewehrung nicht erkennbar ist.
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Das
US-Patent 1,248,049 zeigt eine Stütze, deren Kopf durch eine Stahlplatte gebildet wird, deren Durchmesser etwas größer ist als derjenige der Stütze. Eine untere Bewehrung wird über die Stütze hinweggeführt und eine hierzu parallele Bewehrung bildet einen Übergang zu einer oberen Bewehrung.
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Die untere Bewehrung wird jedoch nicht über die Breite des Pilzes als obere Bewehrung ausgeführt, zumal die Stahlplatte nur die untere Hälfte der Decke erfaßt und die unmittelbar darüber verlaufende Bewehrung keine Verbindung zur oberen Bewehrung hat.
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Das
US-Patent 3,283,458 zeigt eine Stütze ohne Stahlpilz, bei welcher eine Notfallbewehrung im Bereich der Stütze über einen schrägen Verbindungsabschnitt nach oben und über die Stütze hinweggeführt wird, wobei – in Querrichtung – benachbarte Bewehrungen oben in Längsrichtung unterschiedliche Längen und damit die schrägen Verbindungsabschnitte der quer benachbarten Bewehrungen unterschiedliche Abstände von der Stützenmitte aufweisen, wobei sich jedoch die inneren, kürzeren Bewehrungen nicht ganz über die Breite der Stütze erstrecken.
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Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Durchstanzwiderstand von Flachdecken aus Stahlbeton mit Stahlpilzen, sog. „Geilinger-Stahlpilzen”, weiter zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kombination aus einer Deckenstütze mit einem Stahlpilz und einer Stahlbetondecke gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, die sich dadurch auszeichnet, daß die Notfallbewehrung in dem unmittelbar an den den Umfang des Pilzkopfes definierenden Randträger anschließenden Bereich als Schubbewehrung über die gesamte Breite des Pilzkopfes als obere Bewehrung weitergeführt wird, wobei die Verbindungsabschnitte zwischen Notfallbewehrung und oberer Bewehrung zweier benachbarter Bewehrungen in Längsrichtung der Bewehrung um eine Strecke gegeneinander verschoben sind, die etwa der Hälfte des Abstandes zwischen der oberen Bewehrung und der Deckenunterseite entspricht, sodaß die Verbindungsabschnitte einen unterschiedlichen Abstand von der Stütze haben.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Stahlpilz mit zusätzlichen Schubzulagen, die in die Stahlbetondecke im Bereich außerhalb des kritischen Rundschnitts eingebracht werden, kombiniert. Als kritischen Rundschnitt bezeichnet man einen Abstand vom Rand der Stütze, in diesem Fall vom Rand des Stahlpilzes, der gleich 1,5-mal der Dicke der Decke ist (DIN 1045-1). Diese Schubzulagen erhöhen den Durchstanzwiderstand der Decke nochmals beträchtlich und ermöglichen es, den Durchmesser der Stahlpilze erheblich zu verkleinern. Berechnungen mit Hilfe von finiten Elementen und Versuche konnten zeigen, daß das Einbringen von zusätzlichen Schubzulagen in dem Bereich außerhalb des kritischen Rundschnitts, vor allem in Verbindung mit zu Schubbewehrungen aufgebogenen Notfallbewehrungen, die Durchstanzfestigkeit entgegen der gängigen Lehrmeinung ähnlich wie bei konventionellen Betonstützen erheblich erhöht.
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Es ist zweckmäßig, wenn die Schubzulagen als U-förmige Stahlklammern ausgeführt sind, deren offene Seite zur Deckenoberfläche zeigt und die mit mindestens einer Querstrebe verbunden sind. Die Querstreben sind parallel oder bei runden Randträgern tangential zu den Randträgern angeordnet. Die Querstreben ermöglichen es, die Schubzulagen schnell und preisgünstig in Form von Listenmatten in die Decke einzubringen.
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Durch die obigen Maßnahmen kann die Durchstanzfestigkeit erhöht und ein Herunterfallen der Decke beim Überschreiten des Durchstanzwiderstandes verhindert werden, indem die Stahlbetondecke mit einer Notfallbewehrung ergänzt wird, die gleichzeitig als Schubbewehrung ausgebildet ist, indem die in einer unteren Deckenschicht verlaufende Notfallbewehrung in der Nähe der pilzartigen Erweiterung der Stütze schräg nach oben und über die Oberseite der pilzförmigen Erweiterung hinweg geführt wird. Mit dieser Konstruktion werden gleich zwei Vorteile gegenüber dem Stand der Technik erzielt. Zum einen wird die vorgeschriebene Notfallbewehrung über die Stützen hinweggeführt und damit erstmalig auch mit Geilinger-Stahlpilzen kombiniert, zum anderen wird der Durchstanzwiderstand der Decke durch die Schubbewehrung in dem an den Stahlpilz angrenzenden Bereich erhöht.
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Dabei wird die Notfallbewehrung über die ganze Breite des Pilzkopfes als obere Bewehrung geführt. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, daß ein einziges Stück Bewehrungsstahl auf der vollen Breite des Raumes verwendet werden kann, um eine Notfallbewehrung zu bilden und darüber hinaus im Bereich der Stützpunkte eine Schubbewehrung zu bilden.
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In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beträgt die Länge, auf der die Notfallbewehrung als obere Bewehrung geführt wird, zwischen 40 cm und 3 m.
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Zweckmäßig ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der sich die Notfallbewehrung über den gesamten Bereich zwischen zwei Deckenstützen erstreckt. Dies ermöglicht eine verbesserte Kräfteverteilung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Notfallbewehrung in dem unmittelbar an die den Umfang des Pilzkopfes definierenden Randträger anschließenden Bereich schräg nach oben geführt, so daß sie die Position des Randes der oberen Bewehrung erreicht. Der Übergangsbereich vor der Notfallbewehrung zur oberen Bewehrung wird nachfolgend als Verbindungsabschnitt bezeichnet. Bevorzugt wird ein Winkel zwischen 35° und 60°, vorzugsweise 50°, zwischen dem Verbindungsabschnitt und der Horizontalen. Diese Geometrie ermöglicht die höchste Aufnahmefähigkeit für Schubkräfte in dem die Deckenstütze unmittelbar umgebenden Bereich.
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Ein besonders hoher Widerstand der Decke gegen Durchstanzen wird gemäß der Erfindung erreicht, indem die Verbindungsabschnitte zwischen Notfallbewehrung und oberer Bewehrung zweier benachbarter Bewehrungen in Längsrichtung der Bewehrung gegeneinander verschoben sind, so daß sie einen unterschiedlichen Abstand von der Stütze haben.
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Gemäß der Erfindung sind die Verbindungselemente zwischen der Notfallbewehrung und der oberen Bewehrung zweier benachbarter Bewehrungen in Längsrichtung der Bewehrung um eine Strecke gegeneinander verschoben, die etwa gleich dem 0,5-fachen des Abstands zwischen der oberen Bewehrung und der Deckenunterseite ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der zugehörigen Figuren deutlich. Es zeigen:
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1 einen seitlichen Schnitt durch die Flachdecke in der Umgebung eines Stahlpilzes,
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2 eine Aufsicht auf eine Flachdecke mit Bewehrungen und Stahlpilz.
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In 1 ist eine Stahlbetondecke 1 in der Umgebung eines Stahlpilzes 3 gezeigt. Deutlich zu sehen sind der Hauptträger 17 und der Randträger 5 des Stahlpilzes 3. Im Bereich außerhalb des Stahlpilzes ist die Decke 1 mit einer Notfallbewehrung 4 versehen. In dem an den Randträger 5 unmittelbar anschließenden Bereich ist die Notfallbewehrung 4 in einem Verbindungsabschnitt 7 schräg von unten nach oben in den Bereich der oberen Deckenbewehrung 6 geführt. Der Verbindungsabschnitt 7 kann entweder aus dem gleichen Stück Stahl wie die Notfallbewehrung durch Biegen hergestellt sein oder angeschweißt werden. Die Verbindungsabschnitte 7 haben im gezeigten Ausführungsbeispiel einen Winkel von 50° zur Horizontalen.
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Es ist zu erkennen, daß die Verbindungsabschnitte 7, die den Übergang von der unteren bzw. Notfallbewehrung 4 zur oberen Bewehrung 6 herstellen, für zwei benachbarte Bewehrungen in Längsrichtung der Bewehrung gegeneinander verschoben sind, so daß sie einen unterschiedlichen Abstand von der Stütze haben. Dies wird besonders deutlich, wenn man 2 betrachtet, in der die Biegestellen 18 der Bewehrung eingezeichnet sind. Die Biegestellen 18 zweier benachbarter Bewehrungen sind gegeneinander versetzt. Die Strecke, um die die Übergangselemente 7 zweier benachbarter Bewehrungen gegeneinander verschoben sind, ist etwa gleich dem halben Abstand zwischen der oberen Bewehrung 6 und der Deckenunterseite 8. Der Abstand zwischen dem Ende des Hauptträgers 17 und der unteren bzw. Notfallbewehrung 4 beträgt etwa 1,5-mal den Abstand zwischen der oberen Bewehrung 6 und der Deckenunterseite 8.
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In der Mitte von 2 ist die Deckenstütze 2 mit dem Pilzkopf 3, bestehend aus vier Hauptträgern 17 und vier Randträgern 5 deutlich zu erkennen. Der Deckenbereich außerhalb des Pilzkopfes wird unterteilt in den kritischen Rundschnitt 19, den inneren Rundschnitt 9 und den äußeren Rundschnitt 10. In dem Bereich außerhalb des inneren Rundschnitts sind die Bewehrungen als untere Bewehrung bzw. Notfallbewehrung 4 zu erkennen. Im Bereich des Pilzkopfes wird die Notfallbewehrung 4 als obere Bewehrung 6 geführt. In der beispielhaft dargestellten Ausführungsform kreuzen sich die Notfallbewehrungen der sich in alle Richtungen erstreckenden Decke im Bereich des Pilzkopfes. Sie verlaufen in leicht unterschiedlichen Schichten der Decke, so daß sie ohne zusätzlichen Aufwand in die Decke eingebracht werden können.
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In 2 sind die Schubzulagen 11 im Bereich zwischen dem kritischen Rundschnitt 19 und dem inneren Rundschnitt 9 bzw. zwischen dem inneren Rundschnitt 9 und dem äußeren Rundschnitt 10 zu erkennen. In der gezeigten Ausführungsform beträgt die Länge der Schubzulagen gleich der Länge eines Randträgers 5 und dem 2,5-fachen des Abstandes zwischen der oberen Bewehrung 6 und der Deckenunterseite 8. In 1 ist die Anordnung der Schubzulagen ebenfalls deutlich zu erkennen. Die Schubzulagen sind in dieser Ausführungsform aus U-förmigen Klammern 12 zusammengesetzt, deren offene Seite 13 zur Deckenoberseite 14 zeigt. Die nebeneinander angeordneten Schubzulagen 11 sind in der gezeigten Ausführungsform mit sechs Querstreben 15 verbunden.
