DE1171944B - Verbundkonstruktion - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: EOId

Deutsche KL: 19 d-9/06

Nummer: 1171 944

Aktenzeichen: P 28074 V /19 d

Anmeldetag: 23. Oktober 1961

Auslegetag: 11. Juni 1964

Die Erfindung betrifft eine Verbundkonstruktion, bei der senkrecht auf den Stahlträgern als Dübel für die Betonplatte wirkende, in diese einbetonierte Kopfbolzen stumpf aufgeschweißt sind.

Es ist eine Verbundkonstruktion bekannt, bei der senkrecht angeschweißte Dübel verwendet werden, die an ihrem oberen Ende, das etwa 25 bis 40 mm unterhalb der Oberseite der Betonplatte liegt, mit einem angestauchten Kopf versehen sind. Das Anschweißen geschieht halbautomatisch nach dem be- ίο kannten elektrischen Bolzenschweißverfahren, das sehr einfach mittels Handschweißpistolen ausführbar ist und bei dem die Schweißzeit im allgemeinen unter 1 Sekunde liegt. Die kurze Schweißzeit bringt den Vorteil, daß die Stahlträger, auch wenn eine sehr große Anzahl von Bolzen aufgeschweißt wird, sich nicht verziehen. Der Schweißprozeß garantiert auch ein voll homogenes Verschweißen des gesamten Bolzenquerschnittes mit dem Träger. Die Schweißstelle wird nach Aufbringen der Betonplatte auf Schub beansprucht, wobei der Kopfbolzen sehr stark waagerecht auf den ihn umgebenden Beton drückt. Der am oberen Bolzenende befindliche Kopf, der entweder spanlos angestaucht werden kann oder auch aus einer auf das mit Gewinde versehene Bolzenende aufgeschraubten Mutter besteht, hält die Betonplatte gegen den Stahlträger nieder. Nachteilig ist, daß sich die Bolzen unter starker Schubbeanspruchung schlitzartig in die Betonplatte einarbeiten und den Beton in ihrer Umgebung zerstören.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Verbundkonstruktion so zu verbessern, daß eine wesentlich höhere Widerstandskraft gegen die wirkenden Schubkräfte erzielt wird.

Die Erfindung besteht darin, daß die Kopfbolzen jeweils von einer zylindrischen Metallbewehrung umgeben sind.

Durch die hierdurch z. B. mögliche Verringerung der benötigten Anzahl von Kopfbolzen wird die Verbundkonstruktion baulich vereinfacht.

Die vom Beton umgebene und durchdrungene Metallbewehrung vergrößert den Widerstand der Bolzen gegen Verformungen. Dies ist darin begründet, daß große örtliche Beanspruchungen um den Bolzen herum im Beton durch Betondruckspannungen und in der zylindrischen Metallbewehrung durch Stahlzugspannungen aufgenommen werden und der gesamte Bereich um den Bolzen herum als unteilbares Ganzes bestehenbleibt. Systematische Belastungsversuche haben diesen Gewinn an Widerstandskraft gegen Schubbeanspruchung eindeutig Verbundkonstruktion

Anmelder:

Peco Verkaufsgesellschaft m. b. H.,

München-Pasing, Landsberger Str. 432

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Dr. techn. h. c. Konrad Sattler, Graz

(Österreich)

bewiesen. Bei Scherversuchen mit Kopfbolzen als Dübel ohne Bewehrung zeigt es sich beim Erreichen der Bruchlast, daß die Bolzen sich schlitzartig in den Beton eingearbeitet und diesen in der Umgebung der Bolzen vollständig zerstört hatten. Dabei wurden die Bolzen stark schräg abgebogen und brachen teilweise oberhalb der Schweißstellen. Demgegenüber trat bei Scherversuchen mit Kopfbolzen, um die eine Bewehrung herumgelegt war, im Gegensatz zu der Verbindung ohne solche Bewehrungen einerseits der Bruch der Betonplatte erst nach einer beachtlichen Steigerung der Bruchlast ein, und andererseits war der Beton in der Umgebung der Bolzen unzerstört. Die Bolzen waren im Bereich der um sie herumliegenden Bewehrung nach wie vor fest mit dem Beton verbunden. Keiner der bewehrten Kopfbolzen war abgebrochen; auch zeigte sich praktisch keinerlei Verbiegung. Ähnlich gute Verbesserungen zeigten sich auch bei einem Biegebelastungsversuch einer Verbundkonstruktion, die eine Bewehrung um die aufgeschweißten Kopfbolzen hatte, im Vergleich zu einer Verbundkonstruktion, bei der die Bewehrung um die aufgeschweißten Kopfbolzen fortgelassen war. Auch hier konnte wieder beobachtet werden, daß bei Überschreiten der kritischen Biegelast ein Loslösen der Betonplatte vom Stahlträger nur an den Stellen stattfand, die außerhalb der bewehrten Kopfbolzen lagen.

Vorzugsweise besteht die Metallbewehrung aus einer senkrecht auf dem Stahlträger plan aufliegenden Rundstahlwendel von mehrfachem Bolzendurchmesser.

Bei einer Verbundkonstruktion, deren Betonplatte aus vorgefertigten, mit Aussparungen für die Kopfbolzen versehenen Platten besteht, kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Größe

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jeder Aussparung im wesentlichen dem Durchmesser der die Kopfbolzen umgebenden Metallbewehrung entsprechen.

Vorzugsweise sind die Aussparungen so groß ausgebildet, daß sie jeweils mehrere Kopfbolzen mit den sie umgebenden Metallbewehrungen aufnehmen. Um eine elastische Verbundkonstruktion zu erreichen, können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in der Betonplatte im unteren Bereich der Kopfbolzen eine nachgiebige Masse oder ein Hohlraum und die den Kopfbolzen umgebende, als Wendel ausgebildete Metallbewehrung nur im Beton angeordnet sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung das erste Beispiel einer Verbundkonstruktion nach der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Ansicht der Rundstahl wendel; F i g. 3 zeigt einen auf den Stahlträger aufgeschweißten Kopfbolzen mit ihn umgebender Rundstahlwendel und

F i g. 4 einen versuchsweise kritisch überbelasteten Stahlträger mit einem einbetonierten, aufgeschweißten Kopfbolzen mit herumgelegter, vom Beton umschlossener Rundstahl wendel;

F i g. 5 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels einer Verbundkonstruktion nach der Erfindung;

F i g. 6 zeigt schematisch eine andere Ausbildung der Aussparung in der Betondecke und

Fig. 7 schematisch eine elastische Verbundkonstruktion.

In Fig. 1 ist 1 der Stahlträger der Verbundkonstruktion, auf den die Kopfbolzen 2 stumpf aufgeschweißt sind, durch welche die anschließend aufgebrachte Betonplatte 3 mit dem Stahlträger 1 verdübelt ist. In der Zeichnung ist die Bewehrung der Betonplatte nicht dargestellt, da diese nicht zur Erfindung gehört.

Um die aufgeschweißten Kopfbolzen 2 sind Rundstahlwendeln 4 herumgelegt.

Einzelheiten der Anordnung und der Form der Rundstahlwendeln 4 sind aus den F i g. 2 und 3 ersichtlich; in Fig. 3 ist der Kopfbolzen 2 stumpf auf den Stahlträger 1 aufgeschweißt. Die Rundstahlwendel 4 als Metallbewehrung für den aufgeschweißten Kopfbolzen hat einen größeren Durchmesser als der Kopfbolzen und eine Ganghöhe von etwa einem Bolzendurchmesser. Wahlweise kann man auch die beiden Enden der Wendel mit dem ersten Wendelgang verschweißen, wie bei 4' in F i g. 2 angedeutet. Bei einem Überlastungsversuch mit um den aufgeschweißten Kopfbolzen 2 herumgelegter und vom Beton der Betonplatte 3 völlig umschlossener Rund-Stahlwendel 4 (s. F i g . 4) blieben der Kopfbolzen 2, die Rundstahlwendel 4 und in einem Bereich, der etwas größer ist als der Durchmesser der Wendel, der beide umschließende Beton unverändert; Teile 3' der Betonplatte 3 lösten sich zwar von dem Trägerflansch 1', aber nur außerhalb des Bereiches der um den aufgeschweißten Kopfdübel auf den Trägerflansch gelegten Wendel. Diese Untersuchungen zeigen, daß ein wesentlich höherer Sicherheitsgrad für den Verbund zwischen Betonplatte und Stahlträger bei Anordnung wendelförmig ausgebildeter, metallener Bewehrungen um die aufgeschweißten Kopfbolzen herum erzielt wird. Es sind somit entweder höhere Belastungen für eine gegebene, der Erfindung entsprechende Verbundkonstruktion möglich oder Einsparungen, sei es z. B. an der Zahl der Kopfbolzen oder sonstwie.

F i g. 5 zeigt eine Verbundkonstruktion mit, vorgefertigten Betonplatten 3". Diese enthalten Aussparungen 5, die beispielsweise etwa auf den Durchmesser der die Kopfbolzen 2 umgebenden Rundstahlwendeln 4 abgestimmt sind. Die Aussparungen 5 können jeweils einen Dübel aufnehmen; es können aber auch Aussparungen 5' angewendet werden, die zugleich mehrere Kopfbolzen umfassen. Nach Aufbringen der vorgefertigten Betonplatte 3" auf den mit einem nicht gezeichneten Mörtelaufstrich versehenen Trägerflansch Γ, auf den vor dem Mörtelaufstrich die Kopfbolzen 2 aufgeschweißt und die Rundstahlwendeln 4 aufgelegt waren, werden die möglichst rauhwandig ausgeführten Aussparungen 5 mit frischem Beton 6 ausgegossen. Selbstverständlich können die Rundstahlwendeln auch nach dem Aufbringen der Betonplatte eingelegt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, die Kopfbolzen nach dem Aufbringen der Betonplatte durch die öffnungen in der Betonplatte hindurch aufzuschweißen.

F i g. 6 zeigt eine Aussparung 5", die konisch verläuft.

F i g. 7 zeigt eine elastische Ausführung einer Verbundkonstruktion. Um den unteren Teil des Bolzens ist eine elastische oder nachgiebige Masse 7, z. B. Gummi, angeordnet. Zwischen Betonplatte 3 und Trägerflansch 1' ist eine Gleitfuge vorhanden. Der Kopfbolzen 2, der im oberen Teil des Betons fest eingebettet ist, kann sich im Bereich der nachgiebigen Masse 7 elastisch verformen und so kleine Bewegungen der Betonplatte 3 gegenüber dem Stahlträger 1 ermöglichen. Die Rundstahlwendel 4" sichert vor allem den Beton gegen Ausbrechen unter Wirkung der großen Leibungsdrücke des Kopfbolzens. Der Bolzenkopf verhindert ein Abheben der Betonplatte von dem Stahlträger.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verbundkonstruktion, bei der senkrecht auf den Stahlträgern als Dübel für die Betonplatte wirkende, in diese einbetonierte Kopfbolzen stumpf aufgeschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfbolzen (2) jeweils von einer zylindrischen Metallbewehrung umgeben sind.

2. Verbundkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbewehrung aus einer senkrecht auf dem Stahlträger (1) plan aufliegenden Rundstahlwendel (4) von mehrfachem Bolzendurchmesser besteht.

3. Verbundkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, deren Betonplatte aus vorgefertigten, mit Aussparungen für die Kopfbolzen versehenen Platten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe jeder Aussparung (5) im wesentlichen dem Durchmesser der die Kopfbolzen (2) umgebenden Metallbewehrung entspricht.

4. Verbundkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, deren Betonplatte aus vorgefertigten, mit Aussparungen für die Kopfbolzen versehenen Platten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (5') so groß ausgebildet sind, daß

sie jeweils mehrere Kopfbolzen (2) mit den sie umgebenden Metallbewehrungen aufnehmen.

5. Verbundkonstruktion nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Betonplatte (3) im unteren Bereich der Kopfbolzen (2) eine nachgiebige Masse (7) oder ein Hohlraum und die den Kopfbolzen (2) umgebende, als Wendel (4") ausgebildete Metallbewehrung nur im Beton angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Zeitschrift »Der Stahlbau«, 1960, S. 204, 205; Zeitschrift »Brücke und Straße«, 1961, S.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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