DE1609700B2 - Fachwerkträger zur Bewehrung von Betonteilen sowie Verfahren zu seiner Herstellung und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fachwerkträger zur Bewehrung von Betonbauteilen, mit einem Obergurtstab und mindestens einem Untergurtstab, zwischen denen sich auf- und absteigende Streben befinden, die durch Recken kaltverfestigt sind, sowie auf ein Verfahren zum Herstellen des Trägers und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Bei einem bekannten Träger dieser Art (CH-PS 322 558) ist als Untergurt ein bandförmiger Stahlstrang vorgesehen, der in bestimmten Abständen parallel zu seinen Außenkanten derart gestanzt wird, daß sich ein nach oben aus dem Stahlstrang herausbiegbarer, streifenförmiger Teil ergibt. Dieser bildet eine aufsteigende und eine absteigende Strebe. Am Scheitelpunkt der beiden Streben wird ein gewisser Teil dieses Streifens unverformt, d. h. also parallel zum ursprünglichen bandförmigen Stahlstrang verlaufend, gelassen. Dieser Scheitelteil wird mit einem Obergurt Verschweißt, der aus einem Rundstahl gebildet ist. Zur weiteren Verfestigung der auf- und absteigenden Streben können diese mit einer Profilierung versehen werden. Beim Aufbiegen der aus dem bandförmigen Stahlstrang ausgestanzten Streifen findet eine gewisse Reckung statt, die zu einer begrenzten Kaltverfestigung der Streben führt. Zur Versteifung der bandartigen Streben ist eine zusätzliche Profilierung erforderlich. Die für den bandförmigen Stahlstrang benutzte Stahlsorte kann keine sehr hohe Streckgrenze besitzen, da sonst eine so starke Streckung, wie sie bei dem bekannten Träger erforderlich ist, infolge Sprödbruchgefahr überhaupt nicht vorgenommen werden könnte. Bei Verwendung einer Stahlart mit geringerer Festigkeit ergibt sich jedoch nur eine mäßige Tragfähigkeit des fertigen Fachwerkträgers. Darüber hinaus ist die Fertigung des bekannten Trägers aufwendig, da zuerst der bandförmige Stahlstrang gestanzt, anschließend die ausgestanzten Streifen aufgebogen, dann die einzelnen Streben zur Vergrößerung ihrer Festigkeit profiliert und schließlich erst die Scheitelteile der Streben mit dem Obergurt verschweißt werden müssen. Der bekannte Fachwerkträger eignet sich daher nicht für eine einfache, schnelle und ausschußfreie maschinelle Fertigung.

Es sind auch Fachwerkträger bekannt, bei denen die aus Rundstahl und/oder Profilstahl bestehenden Untergurte aus hochwertigen Stählen hergestellt sind, die entweder von Haus aus eine hohe Festigkeit haben oder kaltgereckt sind. Bei solchen Trägern werden Streben aus üblicherweise als weich bezeichneten Stählen mit einer Streckgrenze von 2200 bis 2500 kp/cm² verwendet. Nur solche Stähle lassen sich ohne Sprödbruchgefahr beliebig zu Strebenschlangen verformen.

Außerdem können nur solche Stähle zufriedenstellend durch Widerstandsschweißung mit den hochwertigen Untergurten und Obergurten verbunden werden.

Fachwerkträger mit Streben aus verhältnismäßig weichem Stahl haben nur eine beschränkte Tragfähigkeit. Diese ließe sich auf einfache Weise ohne Gewichtserhöhung nur dann steigern, wenn für die Streben statt des weichen Stahlmaterials Stähle mit ebenso großer Festigkeit verwendet werden könnten, wie sie bisher in den Untergurten eingesetzt werden. Solche Stahlsorten mit erhöhten Kohlenstoffgehalten scheiden jedoch als Material für die Streben wegen der Sprödbruchgefahr und der schlechten Verschweißbarkeit aus. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fachwerkträger der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der bei geringem Gewicht eine hohe Tragfähigkeit besitzt und trotzdem in einfacher und wirtschaftlicher Weise maschinell gefertigt werden kann.

Diese Ausgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Streben Teile einer aus einem relativ weichen Rundstahlstab mit einer ursprünglichen Streckgrenze von etwa 2200 bis 2500 kp/cm² gebogenen Strebenschlangen sind, deren Abbiegungen mit den Gurten verschweißt sind, wobei die Strebenschlange nur außer-

halb der Schweißstellen durch Recken kaltverfestigt ist.

Durch die Verwendung eines relativ weichen Rundstahls für die Streben können diese einfach und ohne Gefahr von Sprödbrüchen gebogen werden. Da die Streben an den Umkehrstellen unverfestigt bleiben, lassen sie sich sehr gut mit den Ober- und Untergurten verschweißen. Infolge der Reckung des Strebenmaterials zwischen den Umkehrstellen werden diese kaltverfestigt, so daß trotz der Verwendung einer ursprünglich relativ weichen Stahlsorte ein Fachwerkträger mit hoher Tragfähigkeit entsteht. Der Träger kann maschinell gefestigt werden, so daß auf einfache Weise ein hoch tragfähiger Fachwerkträger aus einem vergleichsweise preiswerten Material hergestellt werden kann.

Zweckmäßigerweise wird die Strebenschlange bis zu einer Streckgrenze von etwa 4500 bis 5100 kp/cm² kaltverfestigt. Dadurch ergeben sich besonders günstige Tragfähigkeitswerte im Fachwerkträger.

Vorzugsweise erfolgt das Abbiegen der Strebenschlange und das Recken in zeitlich voneinander getrennten Arbeitsgängen. Dadurch kommt man mit einfachen Vorrichtungen aus.

Bei einem besonders günstigen Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Trägers ist vorgesehen, daß an einem Rundstahlstab zunächst Schlaufen in gewünschten Abständen voneinander kalt angeformt werden, anschließend der so verformte Rundstahlstab unter Einspannung im Bereich der Schlaufen in eine Strebenschlange mit auf- und absteigenden Streben gebogen wird, wobei die Streben außerhalb der Einspannstellen entsprechend dem zu erzielenden Kaltverfestigungsgrad unrein bestimmtes Längenmaß gereckt werden und daß schließlich die Schlaufen mit Gurtstäben verschweißt werden. Auf diese Weise können die unteren Umkehrbereiche der Strebenschlange, wo das Strebenmaterial noch weich ist, mit den Untergurten gut verschweißt werden. Es braucht daher nur an den oberen Umkehrpunkten Sorge dafür getragen werden, daß beim Recken des Strebenmaterials dort keine wesentliehe Kaltverfestigung auftritt.

Bei einer bevorzugten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Streben an den Übergangsstellen zu den Abbiegungen und Schlaufen der Strebenschlange in eine Festhaltevorrichtung derart eingespannt sind, daß die nicht zu reckenden Abschnitte der Strebenschlange vom Reckvorgang unbeeinflußt bleiben. Dadurch wird auf einfache Weise sichergestellt, daß die mit den Ober- und Untergurten zu verschweißenden Bereiche des Strebenmaterials nicht kaltverfestigt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Fachwerkträger im Vertikalschnitt, F i g. 2 teilweise in Seitenansicht und

F i g. 3 teilweise in Draufsicht, wobei in den F i g. 2 und 3 jeweils der Obergurt weggelassen ist.

Der in der Zeichnung dargestellte Fachwerkträger weist einen Untergurt 15 auf, der aus zwei zueinander parallelen Untergurtstäben 11 aus Rundmaterial besteht. Ein Obergurt 16 besteht aus einem rinnenförmig profilierten Stahlstab 12. Der Untergurt 15 und der Obergurt 16 sind durch eine kontinuierliche Strebenschlange 13 miteinander verbunden, deren auf- und absteigende Streben mit 17 bezeichnet sind. Im unteren Umkehrbereich der Strebenschlange sind Schlaufen 14 seitlich ausgebogen, an denen die Untergurtstäbe 11 angeschweißt sind. Der Obergurtstab 12 ist an den oberen Umkehrpunkten der Strebenschlange 13 ebenfalls durch elektrisches Widerstandsschweißen befestigt.

Die Strebenschlange 13 ist aus einem Rundstahlstab mit einer ursprünglichen Streckgrenze von etwa 2200 bis 2500 kp/cm² hergestellt, der sich ohne Sprödbruchgefahr gut kaltbiegen läßt und außerdem wegen seines relativ geringen Kohlenstoffgehaltes gut durch elektrische Widerstandsschweißung mit den Gurtstäben 11, 12 verbunden werden kann.

Die zwischen den Umkehrbereichen liegenden Strebenabschnitte 17, die in der Zeichnung durch strichpunktierte Linien 18 und 19 abgegrenzt sind, sind durch Kaltrecken um etwa 5 % verfestigt, wodurch sich die Streckgrenze der Streben 17 auf etwa 4500 bis 5100 kp/cm² erhöht. Damit sind die Festigkeit der auf- und absteigenden Streben und mit ihr die Tragfähigkeit des Fachwerkträgers gegenüber dem Ausgangsmaterial wesentlich erhöht. Dies bedeutet, daß proportional zur Erhöhung der Streckgrenze auch höhere Schubkräfte in dem mittels des erfindungsgemäßen Fachwerkträgers bewehrten Beton aufgenommen werden können.

Zum Herstellen des erfindungsgemäßen Fachwerkträgers kann man folgendermaßen vorgehen:

Zunächst wird ein gerader Rundstahlstab aus verhältnismäßig weichem Stahl mit den seitlich ausgebogenen Schlaufen 14 versehen.

Nun werden der Rundstahlstab und die Untergurtstäbe 11 im Bereich der Schlaufen 14 mit geeigneten Einspannvorrichtungen fest eingespannt. Mittig zwischen den Schlaufen 14 wird dann gegen den Rundstahlstab ein Stempel gefahren, der den Rundstahlstab nach oben in die aus F i g. 2 ersichtliche Form unter Bildung der Streben 17 aufbiegt. Beim Aufbiegen wird das Material des die Schlaufen 14 enthaltenden Rundstahlstabes um das gewünschte Maß gereckt und kaltverfestigt. Die Aufbiegebewegung wird durch einen Anschlag begrenzt. Im Bereich der Schlaufen 14 wird dann der Stab mit den hochwertigen Untergurtstäben 11 verschweißt.

Bei dieser Herstellungsweise bleiben die unteren Umkehrbereiche der Strebenschlange, nämlich die Schlaufen 14, vollkommen unverfestigt. Im Bereich der oberen Umkehrpunkte, also zwischen den strichpunktierten Linien 19, wird sich eine kleine Kaltverfestigung ergeben, die jedoch gering bleibt, weil das an dem Stempel anliegende Material durch den hohen Reibungswiderstand an einer stärkeren Reckung gehindert wird. Jedenfalls ist die Kaltverfestigung im Bereich der oberen Umkehrpunkte wesentlich geringer als im Bereich der eigentlichen Streben 17. Eine geringfügige Kaltverfestigung im oberen Umkehrbereich ist auch nicht schädlich, weil die dortige Schweißverbindung mit dem Obergurt nicht besonders kritisch ist. Der Obergurt hat nach dem Aufbringen des Ortbetons keine statischen Funktionen mehr zu erfüllen, während der Untergurt erheblich auf Zug beansprucht ist. Im Untergurtbereich müssen daher ganz einwandfreie Schweißverbindungen zur Strebenschlange gegeben sein, um den statischen Erfordernissen zu genügen.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann man den die Strebenschlangen bildenden Rundstahlstab vor jeder Kaltverbiegung in den Bereichen, die später die auf- und absteigenden Streben bilden, kaltverfestigen, indem man ihn in diesen Bereichen reckt, in den übrigen Bereichen durch entsprechendes Einspannen jedoch ungereckt läßt. Das Strebenmaterial kann auch

als Halbfertigprodukt hergestellt werden, das erst später mit den Ober- und Untergurtstäben verschweißt wird. Die beschriebene Herstellungsweise bietet sich jedoch für eine maschinelle Fachwerkträgerfertigung an, bei der ein endloser Fachwerkträger, ausgehend von fortlaufenden Band- und/oder Rundstahlmaterialien, kaltverformt, partiell kaitvergütet, geschweißt und der fertige Träger in gewünschten Längen geschnitten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Fachwerkträger zur Bewehrung von Betonbauteilen mit einem Obergurtstab und mindestens einem Untergurtstab, zwischen denen sich auf- und absteigende Streben befinden, die durch Recken kaltverfestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (17) Teile einer aus einem relativ weichen Rundstahlstab mit einer ursprünglichen Streckgrenze von etwa 2200 bis 2500 kp/cm² gebogenen Strebenschlange (13) sind, deren Abbiegungen mit den Gurten (11, 12) verschweißt sind, wobei die Strebenschlange nur außerhalb der Schweißstellen durch Recken kaltverfestigt ist.

2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strebenschlange (13) bis zu einer Streckgrenze von etwa 4500 bis 5100 kp/cm² kaltverfestigt ist.

3. Verfahren zum Herstellen eines Trägers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbiegen der Strebenschlange und das Recken in zeitlich voneinander getrennten Arbeitsgängen erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einem geraden Rundstahlstab zunächst Schlaufen (14) in gewünschten Abständen voneinander kalt angeformt werden, anschließend der so verformte Rundstahlstab unter Einspannung im Bereich der Schlaufen in eine Strebenschlange mit auf- und absteigenden Streben (17) gebogen wird, wobei die Streben außerhalb der Einspannstellen entsprechend dem zu erzielenden Kaltverfestigungsgrad um ein bestimmtes Längenmaß gereckt werden, und daß schließlich die Schlaufen mit Gurtstäben verschweißt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im gleichen Maß, wie die Streben, beispielsweise durch einen gegen den Rundstahlstab zwischen den Einspannstellen drückenden Stempel, aufgebogen und gereckt werden, die Einspannvorrichtungen sich aufeinander zubewegen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reckvorrichtung bis zu einem auf einen gewünschten Reckungsgrad einstellbaren Anschlag ausgefahren wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rundstahlstab außerhalb der Schweißstellen um etwa 5% gereckt wird.

8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (17) an den Übergangsstellen zu den Abbiegungen und Schlaufen der Strebenschlange in eine Festhaltevorrichtung derart eingespannt sind, daß die nicht zu reckenden Abschnitte der Strebenschlange vom Reckvorgang unbeeinflußt bleiben.