DE1434057A1 - Composite construction - Google Patents
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- E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
- E04C3/29—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures
- E04C3/293—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures the materials being steel and concrete
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Description
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Beteiligung»- und Patentverwaltungsgesellschaft mit beschränkter Haftung in EssenParticipation »- and patent management company with limited liability in Essen
VerbundkonstruktionComposite construction
Ss sind verschiedene Verbesserungsvorschläge für die Herstellung von Verbundkonstruktionen bekannt geworden.Ss are various suggestions for improving the production of composite structures known.
Se ist vorgeschlagen worden« das Stegblech eines Stahlträgers ohne Obergurt mit seinem oberen Saum auf der Baustelle in eine Stahlbetonplatte einzubetonieren, wobei durch Löcher in dem Stegblechsaum Vorspannstäbe zur Erzeugung einer Quervor spannung des Betons gesteckt werden.It has been suggested «the web plate of a Concreting the steel girder without top chord with its upper hem in a reinforced concrete slab on the construction site, wherein prestressing rods for generating a transverse tension through holes in the web plate seam of the concrete.
Nach einem weiteren bekannten Vorschlag wird die Betonplatte auf der Baustelle zunächst betoniert, wobei sie vorerst auf den Stahlträgern noch beweglich gelagert ist, und alsdann wird die Betonplatte mittels hochgespannter Stahleinlagen unter Druck gesetzt. Zur Erzielung einer völlig beweglichen Lagerung der Betonplatte auf den Stahlträgern können hierbei stählerne Rollen oder eine Schmierschicht aus Bitumen oder dergleichen zwischen die Betonplatte und die Träger eingefügt werden. Infolgedessen kann der Beton unbehindert auf den Stahlträgern schwinden und kriechen. Erst wenn dies abgeschlossen ist, wird der Verbund zwischen der Betonplatte und den Stahlträgern hergestellt, indes z.B. Blechstreifen, die an bügeiförmigen Bewehrungen der Betonplatte angeschweißt sind, ihrerseits durch Schweißung mit den Obergurten der Stahlträger verbunden werden. BAD QRlGiNAL 90981 1/0107According to a further known proposal, the concrete slab is first concreted on the construction site, initially still being movably supported on the steel girders, and then the concrete slab is put under pressure by means of highly tensioned steel inserts. To achieve a completely movable mounting of the concrete slab on the steel girders, steel rollers or a smear layer of bitumen or the like can be inserted between the concrete slab and the girders. As a result, the concrete can shrink and creep freely on the steel girders. Only when this is complete is the bond between the concrete slab and the steel girders established, while for example sheet metal strips that are welded to bow-shaped reinforcements of the concrete slab are in turn connected by welding to the upper chords of the steel girders. BAD QRlGiNAL 90981 1/0107
Ferner ist es bekannt geworden, Verbundbrücken mit Fertigbetonplatten auszuführen. Danach werden in der Werkstatt vorgefertigte Stahlbetonplatten, die vorzugsweise durch Stahleinlagen vorgespannt sind, an die Baustelle angeliefert, und der Verbund dieser Flatten mit den Stahlträgern wird dadurch hergestellt, daS mit Hilfe von hochzugfesten Sehrauben zwischen Beton und Stahl ein Normaldruck und damit eine erhöhte Reibung erzeugt wird.It has also become known to make composite bridges with prefabricated concrete slabs. After that, in the workshop prefabricated reinforced concrete slabs, which are preferably pre-tensioned by steel inserts, delivered to the construction site, and the composite This flattening with the steel girders is made with the help of high tensile strength A normal pressure and thus increased friction is generated between concrete and steel.
Die Erfindung geht aus von der Anwendung vorgefertigter Betonplatten zur Herstellung von Verbundkonstruktionen, wodurch die Montagezeit verkürzt wird, so das die durch die Montage der Brücke bedingten Verkehrsstörungen auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Die Erfindung bezweckt darüberhinaus, die Herstellung solcher Verbundkonstruktionen besonders wirtschaftlich zu gestalten. Dies wird in erster Linie dadurch erreicht, daß die vorgefertigten Betonplatten einbetonierte metallene Verbindungselemente aufweisen, die gegenüber den Betonplatten vorstehen und mit den Stahlträgern z.B* äurch Verschraubung, Nietung oder Schweißung fest verbunden werden. Die Verbindungselemente können z.B. Bleche sein, deren gegenüber den Betonplatten vorstehende Streifen lasehenartig mit den Stegen der Metallträger verbunden sind. Es ist aber auch möglich, daß die metallenen Verbindungselemente irgendwelche besonderen Profile haben. 2.B. können die Verbindungselemente gegenüber den Betonplatten vorstehende Wulstleisten aufweisen, die an die Stege der Träger angeschweißt sind. Wenn die Wulstleisten Rillen haben, können die anzuschweißenden Stege der Trägerin diese Rillen eingreifen.The invention is based on the use of prefabricated concrete slabs for the production of composite structures, whereby the assembly time is shortened, so that caused by the assembly of the bridge Traffic disruptions are reduced to a minimum. The invention also aims to make the production of such composite structures particularly economical. This will be in the first place Line achieved in that the prefabricated concrete slabs concreted in metal connecting elements that protrude from the concrete slabs and are connected to the steel girders, e.g. by screwing, Riveting or welding are firmly connected. The connecting elements can be, for example, metal sheets whose opposite the concrete slabs protruding strips connected to the webs of the metal girders like a laser are. But it is also possible that the metal connecting elements have any special profiles to have. 2 B. can use the fasteners opposite the concrete slabs have protruding bead strips which are welded to the webs of the girders. if the bead strips have grooves, the webs of the wearer to be welded can engage these grooves.
Die in die Betonplatten bei der Herstellung in der Werkstatt einbetonierten Verbindungaä-emente könnenThe connection elements concreted into the concrete slabs during production in the workshop can
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sieh filier dl· ganze Länge der Betonplatte oder zumindest Ober einen großen Teil der Plattenlänge erstrecken, so daß man entsprechend lange Verbindungsnähte zwischen den Verbindungeelementen und den Trigern erhält. See filier dl · extend over the entire length of the concrete slab or at least over a large part of the slab length, so that correspondingly long connecting seams are obtained between the connecting elements and the triggers.
Besonders wirtschaftlich 1st es, die Verbindungselenente durch Auseinanderschneiden von U- bzw. I-Trägern herzustellen« wobei die Trennlinie vorzugsweise sägezahnartig verlauft·It is particularly economical, the connecting elements by cutting apart U- or I-beams «whereby the dividing line is preferably sawtooth-like running
Zm Rahmen der Erfindung liegt es ferner, ein Tragwerk, Insbesondere für Brücken, mit einer Verbundkonstruktion so zu gestalten, daß die Betonplatte durch einbetonierte und nach unten vorstehende Verbindungselemente nur mit einem Hauptträger verbunden ist, von dessen Untergurt oder von dessen Steg nahe oberhalb des Untergurtes beiderseits Fachwerk oder Vollwandscheiben ausgehen, und daß diese Scheiben an den Rändern der Betonplatte oder nahe von diesen an weitere Verbindungselemente angeschlossen werden, die ebenfalls in die vorgefertigte Betonplatte einbetoniert sind und gegenüber dieser vorstehen.It is also within the scope of the invention to provide a supporting structure, Especially for bridges, with a composite structure so that the concrete slab connected to only one main girder by means of concreted connecting elements protruding downwards is, from its lower chord or from its web near above the lower chord on both sides of the framework or solid wall panels go out, and that these panels on the edges of the concrete slab or close to them can be connected to other connecting elements, which are also concreted into the prefabricated concrete slab and protrude from it.
Die Herstellung der erfindungsgemäß vorgefertigten Betonplatten geschieht beispielsweise in der Weise, daß in eine entsprechende Betoniervorrichtung zunächst die metallenen Verbindungselemente sowie die Quer- und Längsbewehrungen und die gegebenenfalls zur Quer- und Längs-Vorspannung dienenden Stahleinlagen in der entsprechenden Lage eingelegt sind. Säbel können die Stahleinlagen unter Umständen durch entsprechende Löcher in den Verstärkungselementen hindurchgesteckt werden. Darauf wird die Platte betoniert und in einem besonderen Verfahren so behandelt, daß ihre Festigkeit ein tptlmum wird und ihre Schwindwerte im Stadium der Verbindung mit den Hauptträgern auf ein Minimum herabgesetzt werden.The production of the prefabricated concrete slabs according to the invention takes place, for example, in the manner that in a corresponding concreting device first the metal connecting elements and the transverse and longitudinal reinforcements and, if necessary, for transverse and Steel inserts in the longitudinal prestressing appropriate position are inserted. Sabers can do that Steel inserts may be pushed through corresponding holes in the reinforcement elements. The slab is then poured in concrete and treated in a special process so that its strength is a tptlmum and their shrinkage values are reduced to a minimum at the stage of connection with the main girders.
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Die IJatiptträger, mit denen erfindungsgemSfl die gegenüber dem Beton vorstehenden metallenen Verbindungselemente verbunden werden, können beispielsweise nur aus einem Stegblech und einem unteren Flansch bestehen« wobei zur Verhinderung des seitlichen Aueknickene der ober«» Stegkante anstelle eines oberen Flansches vorübergehend eine Hontageausrüstung angesetzt 1st. Der Hauptträger kann aber auch einen Obergurt von so geringes11 Breite aufweisen* daS noch eine Verbindung mit ύ&η einbetonierten Verbindungselementen möglich ist.The IJatiptträger, with which the metal connecting elements protruding from the concrete are connected according to the invention, can consist, for example, only of a web plate and a lower flange. But the main carrier may also include a top belt in such a small width 11 * This is possible even with a compound & ύ η cast-in fasteners.
Auf de? Zeisimtang sind mehrere Bs>£4&äiHi§&f}elspiele des Brfindungsgegenstandes dargestellt^ und zwar zeigenOn de? Zeisimtang are several Bs> £ 4 & äiHi§ & f} el games of the object of the invention shown ^ namely show
die Figussän 1, 2, 5* ^* 5* δ und 7 Querschnitt© durch Teil© vmk Fertigbetonplatten" und zugehörige Veratär-the Figussän 1, 2, 5 * ^ * 5 * δ and 7 cross-section © through part © vmk precast concrete slabs "and associated veratär-
mit den anschließenden Teilen der Träger fürwith the subsequent parts of the carrier for
Ausführungsbeispiel®,, Figur 8 zeigt den Schnitt snaeij, der Iiinie VIS - WM in Figur 7» In Figur 9, 1© vauä 11 sind" eine Seitenansicht sowie Querschnitte für H- farn o I-TrMger, deren Steg nach, eisraer Seise aufgeschnitten ißt, dargestellt.Ausführungsbeispiel® ,, Figure 8 shows the section snaeij, the Iiinie VIS - WM in Figure 7. "In Figure 9, 1 © vauä 11" is a side view and cross sections for H- fern o I-TrMger whose web after eisraer Seise cut eats, shown.
12 g®igt ®isien QM©rseiiai%fe durch ein Brücken-12 g®igt ®isien QM © rseiiai% fe through a bridge
AnsfOferangsfeulspiel 4@s Irfinland Figs» 13 ®ias@ zugehSrige Seitenwährend in FIg^r 14 ©la® Einsselheit äerAnsfOferangsfeulspiel 4 @ s Irfinland Figs »13 ®ias @ associated pages during in FIg ^ r 14 © la® Einsselheit äer
Figsar 12"im€ 15 in gröSereia ÄaS» stafe dargestelltFigsar 12 "at € 15 in larger AaS» stafe shown
Bei €@ü ÄnsflhRingslseispiel n&®h Figiar 1 besteht das its die Fertigbetonplatte 1 ©lnbetonierte Verbindungsel@m@Bt aus einem einfachen Blech 2.9 dessen gegenüfeer der Platte 1 vorstehender Streifen-an dem Steg 3 des keinen Obergurt aufweisenden HauptträgersIn the example shown in Fig. 1 , the prefabricated concrete slab 1 is made of a simple sheet metal 2. 9 whose strips protrude opposite the plate 1 on the web 3 of the main girder, which does not have an upper flange
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und »it diesen durch hochzugfeste Schrauben oder Kiete 4 oder aber durch SchwelBung fest verbunden i«t.and "it is firmly connected to this by high-tensile screws or rivets 4 or by levitation.
Bei den Ausführungsbeispiel nach Figur 2 hat das in die Fertig betonplatte 1 einbetonierte Verbindungselement ein Wulstprofil. Der gegenüber der Unterseite der Platte 1 vorsteheöe Wulst 5 ist mit seiner unteren ebenen Fläche durch zwei Kehlnähte stumpf an das Stegblech 3 des Hauptträgers angeschweißt.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the connecting element concreted into the precast concrete slab 1 has a connecting element a bead profile. The opposite to the underside of the plate 1 vorsteheöe bead 5 is with its lower flat surface butt welded to the web plate 3 of the main girder by two fillet welds.
Mach Figur 3 ist ein Verstärkungselement, das ein Wulstprofil hat und dessen Wulst 6 gegenüber der Profilachse einseitig versetzt ist» mit einen Blech 7 verbunden· Die gegenüber der vorgefertigten Platte 1 nach unten vorstehenden Teile dieses vereinigten Terbindungselementes sind ebenfalls stumpf an das Stegblech 3 des Hauptträgers angeschweißt.Mach Figure 3 is a reinforcing element which has a bead profile and its bead 6 opposite the profile axis is offset on one side »connected to a sheet 7 · The opposite of the prefabricated Plate 1 downwardly protruding parts of this combined Terbindungselementes are also butt welded on the web plate 3 of the main beam.
Nach Figur 4 hat das Verbindungselement ein Rillenprofil. In die Rille 8 der gegenüber der vorgefertigten Betonplatte 1 vorstehenden Leiste 9 greift das Stegblech des Hauptträgers ein; es ist beiderseits durch Kehlnähte an die Leiste 9 angeschweißt.According to Figure 4, the connecting element has a groove profile. In the groove 8 opposite the prefabricated Concrete slab 1 protruding bar 9 engages the web plate of the main girder; it is welded to the strip 9 on both sides by fillet welds.
Nach Figur 5 und 6 haben die Verbindungselemente 10 ein L-Profil, wobei der außerhalb der vorgefertigten Betonplatte 1 befindliche schmale Flansch 11 durehto&&&te Schrauben« Nieten oder Verschweißung an einen schmalen Flansch 12 JLm oberen Ende des Hauptträgersteges 3 befestigt ist. Mit 13 ist in Figur 5 ein Montageverband bezeichnet, der vorübergehend an zwei Hauptträgerstege angesetzt wird, um sie vor der Verbindung mit den Verbindungselementen gegen seitliches Ausknlcken zu schützen.According to Figure 5 and 6, the connecting elements 10 have an L-profile, the outside of the prefabricated Concrete slab 1 located narrow flange 11 durehto &&& te Screws, rivets or welds to a narrow flange 12 JL in the upper end of the main girder web 3 is attached. With 13 in Figure 5, an assembly association is referred to, which is temporarily attached to two main support webs to them before the connection to protect against lateral knocking out with the connecting elements.
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Wie Figur 6 zeigt, können die in die Fertigbetonplatten einbetonierten Verbindungselemente 14 auch ein T-förmiges Profil haben.As FIG. 6 shows, the connecting elements 14 concreted into the precast concrete slabs can also have a T-shaped profile.
Nach Figur 7 und 8 vM ein Verbindungselement 15 mit L-Profil dadurch gebildet, daß der Steg eines ü-Trägers, wie es Figur 9 und 10 zeigen, längs einer Sägezahnlinie Io aufgeschnitten. Man erhält hierdurch aus einem U-Träger jeweils zwei gleichartige Verbindungselemente 15.According to Figure 7 and 8 vM a connecting element 15 with L-profile formed in that the web of a U-beam, as shown in Figures 9 and 10, along a sawtooth line Io cut open. In this way, two connecting elements of the same type are obtained from a U-beam 15th
Wie Figur 11 erkennen läßt, kann man in ähnlicher Art Verbindungselemente mit T-Profil durch Aufschneiden eines !-Trägers erhalten.As can be seen in FIG. 11, connecting elements with a T-profile can be created in a similar manner by cutting open a ! Carrier received.
Sie Bewehrungs- bzw. Vorspannstäbe 17 können, wie die Figuren 1 bis 6 zeigen, durch entsprechende Löcher in den einbetonierten Teilen der Verbindungselemente hindurchgesteckt sein. Bei einer Ausführung der Verbindungselemente nach Figur 7 und δ kann man die Bewehrungs- bzw. Vorspannelemente 17 durch die Ausnehmungen hindurch führen, die durch das Sägezahnprofil der Verbindungselemente gebildet werden«You can reinforce or prestressing bars 17, such as the Figures 1 to 6 show, inserted through corresponding holes in the concrete-embedded parts of the connecting elements be. In an embodiment of the connecting elements according to Figure 7 and δ, the reinforcement or Lead biasing elements 17 through the recesses through the sawtooth profile of the connecting elements to be formed "
Die Erfindung bringt, wie die dargestellten Ausführungsbeispiele erkennen lassen, den Vorteil, daß die vorgefertigten Betonplatten ohne Verdübelungslöeher hergestellt werden können, die eine gewisse Toleranzarbeit verlangen würden. Ferner 1st mit der Erfindung der Vorteil verbunden, daß man sich durch Bemessung der Schweißnähte zum Anschluß der Verbindungselemente an die Träger bzw. durch Wahl der Bolzendurchmesser und Bolzenabstände bei den Schraubverbindungen den statischen Erfordernissen genau anpassen kann. Schließlich hat die Bauart nach der Erfindung den Vorteil, daß die Fertigbetonplatten auch in Längsrichtung des Träg«srwerkes, z.B. einer Brücke, vorgespannt werden können, ohne daß die Vorspannkräfte in die Hauptträger eingeleitet werden müssen.The invention brings, as the illustrated embodiments show, the advantage that the prefabricated Concrete slabs can be made without dowelling holes that require a certain amount of tolerance work would require. Furthermore, the invention is associated with the advantage that by dimensioning the Weld seams for connecting the connecting elements to the carrier or by choosing the bolt diameter and the bolt spacing in the screw connections can precisely match the static requirements. In the end the design according to the invention has the advantage that the precast concrete slabs also in the longitudinal direction of the A girder structure, e.g. a bridge, can be prestressed without the prestressing forces acting on the main girders must be initiated.
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Mach de» Ausführungebeiepiel gemiß Figur 12 bis 14 ist die Beton-Fahrbahnplatte 18 einer Brücke nur auf eines einzigen, in ihrer Langsmitte angeordnetem Hauptträger abgestützt« deeeen Stegblech 19 mit seinem oberen Rand an ein erfindungsgemäß gegenüber der Fahrbahnplatte l8 nach unten vorstehendes Verbindungselement 20 angesetzt ist. Ua das Brüokentragwerk gegenüber exzentrischer Belastung zu stabilisieren, sind von dem Untergurt 21 des Hauptträgers aus fachwerkartige Streben 22 nach den Rändern der Fahrbahnplatte 18 geführt und dort an weitere Verbindungselemente 22 angeschlossen» die ebenfalls in die vorgefertigte Platte 18 einbetoniert sind und gegenüber dieser nach unten vorstehen. Hierdurch erhält das Brüekentragwerk die erforderliche Torsionssteifigkeit. Bin Tragwerk dieser Art kann über mehrere Brückenöffnungen durchgeführt werden und benutlgt zum Teil nur Sinze!säulen als Stützen« was eine wirtschaftliche und raumsparende Lösung darstellt«Make the execution example according to Figures 12-14 the concrete deck 18 of a bridge only on a single main girder arranged in its longitudinal center supported by the web plate 19 with its upper one Edge is attached to a connecting element 20 projecting downwardly in relation to the roadway plate 18 according to the invention. Among other things, the bridge structure is more eccentric than that To stabilize load, are from the lower chord 21 of the main girder from lattice-like struts 22 to the Edges of the roadway slab 18 and connected there to further connecting elements 22 »which are also concreted into the prefabricated slab 18 and protrude downwards opposite this. This gives the bridge structure the necessary Torsional stiffness. A structure of this type can be carried out over several bridge openings and sometimes only uses Sinze columns as supports represents an economical and space-saving solution "
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-
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- 1961-08-08 DE DE19611434057 patent/DE1434057A1/en active Pending
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