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Bewehrungsstab für Beton Die Erfindung betrifft einen Bewehrungsstab
für Beton mit durch Verwindung schraubenlinienartig verlaufenden Längsrippen.
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In der Stahlbetontechnik ist es bekannt, Bewehrungen aus zylindrischen
Stäben zu verwenden, die am Umfang sich in Längsrichtung der Stäbe erstreckende
Rippen oder ähnliche Erhöhungen aufweisen, die durch eine Verwindung im kalten oder
warmen Zustand Schraubenlinienform annehmen. Diese Bewehrungsstäbe bestehen meist
aus Stahl, jedoch ist auch jedes andere geeignete Metall verwendbar.
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Die auf den Stäben angebrachten Rippen od. dgl. erhöhen im Falle der
Beanspruchung die Haftfähigkeit zwischen Stab und Beton. Durch eine auf die Stäbe
ausgeübte Zugkraft bewirkt die Tendenz der Längsverschiebung eine Verdrehung entsprechend
der Schraubenlinienforin, da eine Längsverschiebung allein wegen der verwundenen
Rippen nicht möglich ist. Die Rippen drücken sich daher mit ihrer Flanke an den
Beton an und vergrößern den Gleitwiderstand zwischen Bewehrungsstab und Beton.
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Bei den bekannten Stäben weisen die Rippen gewöhnlich ein symmetrisches,
z. B. quadratisches oder rechteckiges Profil auf. Unter dem Einfluß einer Zugkraft
werden die Stäbe daher mit ihren Rippenflanken, die senkrecht zur Oberfläche der
Stäbe verlaufen, fest an den Beton angepreßt. Dieses Anpressen beschränkt sich jedoch
nur auf einen relativ begrenzten Teil der Staboberfläche. Die übrige Oberfläche
erfährt deswegen keinerlei Anpressung. Die zwischen den Rippen liegenden Flächen
werden bei einer Verdrehung des Stabes nicht an den Beton angedrückt, sondern sie
können sich in der durch die Stabrundung gebildeten zylindrischen Bettung drehen.
Man kann daher nur eine relativ begrenzte Verstärkung der Haftkräfte zwischen dem
Beton und derartigen Stäben erzielen.
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Durch die vorliegende Erfindung wird dieser Nachteil behoben, und
man erreicht dies dadurch, daß das Profil der Rippen unsymmetrisch gestaltet ist,
derart, daß die eine Rippenflanke etwa radial verläuft und vorzugsweise mit einer
konkaven Ausrundung am Kernquerschnitt des Stabes ansetzt, während die andere Rippenflanke
mit abnehmender Höhe konvex verlaufend in den Kernquerschnitt des Stabes etwa am
Fußpunkt der Nachbarrippe tangential übergeht.
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Wenn nun durch eine Zugkraft die Tendenz zu einer Längsverschiebung
des Stabes und damit zu einer Verdrehung gegeben ist, legt sich die konvex verlaufende
Rippenflanke mit ihrer ganzen Fläche eng an den Beton an, und die Haftung zwischen
Beton und Stab wird auf ein vielfaches verstärkt.
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Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung entspricht das Profil
jeder konvexen Rippenflanke an einer beliebigen Stelle ihres Querschnitts über ihren
ganzen Verlauf oder wenigstens über einen Teil einem Kreisbogen, wobei jeder Kreisbogen
von dem Fußpunkt einer Rippe seinen Ausgang nimmt.
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Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Bewehrungsstabes sind aus der
nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Figuren der Zeichnung zu ersehen.
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F i g. 1 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch
einen erfindungsgemäßen Bewehrungsstab; F i g. 2 und 3 stellen in
perspektivischer Ansicht Teilstücke eines Stabes dar, und die F i g. 4 bis
7 geben Teilquerschnitte verschiedener Varianten wieder.
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Der in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Bewehrungsstab
1 weist auf seinem Umfang gleichmäßig verteilt vier Rippen 2 auf, die sich
über die ganze Stablänge schraubenlinienförmig hinziehen. Diese Schraubenlinie wird
dadurch erzielt, daß der Stab einer Verwindung in Richtung des Pfeiles
f unterworfen wurde. Eine solche Verwindung kann für sich allein oder auch
verbunden mit einem Ziehen oder Zusammendrücken des Stabes ausgeführt werden, wobei
die Reihenfolge der einzelnen Arbeitsgänge beliebig ist.
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Gemäß der Erfindung ist der zwischen zwei benachbarten Rippen 2 sich
erstreckende Teil A-B des Umfangs ün Querschnitt kreisbogenförmig, wobei
der
Mittelpunkt 0' dieses Kreises in bezug auf den Mittelpunkt 0 des Stabes
verschoben ist, wodurch eine konvexe Rippenflanke 2 a gebildet wird, die am Fußpunkt
einer Rippe 2 beginnt und am Punkt ihrer größten Höhe in die benachbarte Rippe 2
mündet. Die Mittelpunkte der vier Kreisbögen, die sich zwischen zwei benachbarten
Rippen erstrecken, sind in gleicher Weise verschoben, so daß die Höhe der einzelnen
dadurch gebildeten Rippen sich im gleichen Sinne vermindert, im vorliegenden Falle
also im Sinne des Pfeiles fl oder anders ausgedrückt im Gegensinne der Verwindung
f des Stabes. Man kann selbstverständlich auch andere Lagen der Mittelpunkte
(Y vorsehen, das Ziel bleibt stets das gleiche: Rippen zu schaffen. Sie müssen auch
nicht notwendig nach einem Kreisbogen gebildet sein, sondern können irgendeine andere
entsprechende Kurve aufweisen.
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Die Flanke 14 jeder Rippe 2, ist konkav profiliert, so daß der Beton
leicht eindringen kann. Es ist bekannt, daß der Beton an einer gebogenen Fläche
besser haftet, als an einer, die Kanten aufweist, weshalb die Gefahr eines Loslösens
hier geringer ist.
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Infolge der axialen Zugkräfte in Richtung F" wie sie im bewehrten
Beton gewöhnlich auftreten, unterliegt der Stab einer Verschiebung A, die
den Mittelpunkt 0 eines bestimmten Querschnitts nach 01
verschiebt,
wie dies in F i g. 2 gezeigt ist, wo die Verschiebung,i zum Zweck einer deutlicheren
Darstellung stark vergrößert wurde.
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Ebenso hat ein Punkt m an der Kante der Rippe 2 die Tendenz, sich
parallel zur Achse XY nach m. und der Punkt n nach n. zu verschieben.
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Die Anwesenheit der festen Betonmasse um den Bewehrungsstab
1 verhindert die Verschiebung der Punkte m und n nach m, und ni und läßt
nur eine Verlagerung nach den Punkten m2 und n2 zu, die sich auf der Schraubenlinienspur
der entsprechenden Rippen befinden. Dadurch kann sich der Bewehrungsstab nur in
dem schraubenlinienförinigen, in den Beton eingeschnittenen Falz verschieben. Dies
verursacht eine Drehung des Stabes in Richtung des Pfeiles f, und infolgedessen
eine Verschiebung des Umfangpunktes p nicht nach pl, sondern nach P2.
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Es folgt daraus ein doppeltes Anpressen, und zwar derart, daß der
Stab einmal einen Andruck entlang der Flanke 14 jeder Rippe 2 erfährt, wodurch die
Flanke 14 fest an den Beton gepreßt wird, und weiter einen zweiten Andruck entlang
des Profils AB jeder Flanke 2a. Dieses doppelte Anpressen entlang beider
Flanken verstärkt in beträchtlichem Maße die Haftung zwischen Bewehrung und Beton.
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Infolge des besonderen Profils des Stabes 1 nehmen die Haftkräfte
bei einer Beanspruchung zwischen Bewehrung und Beton, wie sie in Richtung und Stärke
durch die Pfeile f. angedeutet sind, von A
nach B stetig zu, entsprechend
der stetig zunehmenden Höhe jeder Flanke 2a.
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Durch die Wirkung der Axialkräfte F., die in umgekehrter Richtung
wie die obengenannten Kräfte wirken, erfährt der Stab 1 eine Verschiebung
A, die den Mittelpunkt 0 , eines Querschnitts nach 04 verlagert. Ein
Punkt % an der Kante einer Rippe 2 kann sich nicht entlang einer durch den
Punktm 3
gehenden Parallelen zur AchseXY verschieben, er kann nur an die Stelle
m. gelangen, die sich auf dieser schraubenlinienförmigen Kante befindet, wegen der
festen, den Stab umgebenden Betonmasse. Dies verursacht erneut eine Verdrehung des
Stabes 1, aber diesmal im Sinne des Pfeiles f, d. h. im gleichen Sinne,
wie der Stab selbst gedreht ist. Das gleiche gilt für jeden Punkt auf der Flanke
2 a.
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Diese kombinierte Verschiebung und Verdrehung des Stabes sichert gleicherweise
einen doppelten Andruck und eine vollständige Haftung des Stabes an der ihn umgebenden
festen Masse.
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Um die Haftung am Beton weiter zu verstärken, kann der Stab zusätzlich
Nasen oder Kerben aufweisen, wie z. B. die Kerbe CD in F i g. 1, so
daß das Profil des Stabes einer durch die Punkte A CDB gegebenen Linie
folgt. Diese Kerben oder Nasen können auf allen Oberflächen der Abschnitte AB oder
auch nur auf einer oder einigen davon angeordnet sein.
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Schließlich lassen sich noch Rippen 15, wie sie in F i
g. 3 angedeutet sind, entweder auf der ganzen Oberfläche des Stabes oder
auch nur auf einer bestimmten Anzahl der Flächen AB anbringen, um die Haftung zwischen
Beton und Stab zu erhöhen. Diese Rippen können beliebigen Querschnitt aufweisen,
der entweder auf ihrer ganzen Länge gleichbleibt oder veränderlich ist, wie in F
i g. 1 bei 15 a gezeigt ist. Sie können zwischen
A und B durchgehen oder unterbrochen sein, zu den Rippen 2 senkrecht stehen
oder in bezug auf diese eine Neigung aufweisen. Der Stab kann auch Nasen
15b aufweisen oder kontinuierliche oder diskontinuierliche Rippen, die entlang
der Flanken 14 der Rippen 2 oder wenigstens einiger von ihnen verlaufen.
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Der erfindungsgemäße Bewehrungsstab soll nicht auf das dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt sein, denn es kann auch ein Stab verwendet werden,
dessen Drehrichtung entgegengesetzt verläuft. Was die Richtung anbelangt, in der
sich die einzelnen Rippen vergrößern, können diese im Gegensatz zur Drehrichtung
des Stabes wie im Ausführungsbeispiel oder umgekehrt gleichlaufend mit dieser angeordnet
sein. Die Zahl der Rippen 2 kann verschieden sein, auch ist eine unregelmäßige Anordnung
um den Stab möglich.
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Auch das Profil der Rippen läßt sich verschieden ausführen. So zeigt
F i g. 4 eine Variante, in der die Flankenfläche 14 a jeder Rippe eben und
nicht gekrümmt ist. Eine weitere Variante zeigt die F i g. 5,
in der
die entsprechende Flankenfläche 14b jeder Rippe eine Stufe aufweist.
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Die F i g. 6 stellt eine Variante der F i g. 4 dar,
in der die Flankenfläche 14 c derart geneigt ist, daß sie einen spitzen Winkel mit
der Tangente an den Kern des Stabes 1 bildet. Diese Neigung kann umgekehrt
auch so ausgebildet werden, daß statt eines spitzen ein stumpfer Winkel zwischen
Flanke und Tangente entsteht.
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Die F i g. 7 zeigt eine weitere Variante, bei der
jede Rippe 2 oder wenigstens einige von ihnen Nasen 16 aufweisen,
so daß noch schärfer vorspringende Rippen entstehen. Diese Ausbildung läßt sie auch
mit einer der Ausführungen der Flankenflächen 14, 14a,
14b oder 14c verbinden.
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Bei Stäben, die im Strangpreßverfahren hergestellt werden, kann ein
mittiger Hohlraum 17 vorgesehen sein.