DE1814943A1 - Armierungsstab - Google Patents

Description

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Von Roll AG«, Gerlafingen

(Schweiz)

Armierungsetab

Die Erfindung betrifft einen Armierungee'tab, der durch Kaltverwinden tiuee Walzstabee mit polygonalem, mindest»ns viereckigen Querschnitt und ebenen Seitenflächen hergestellt wird sowie mit Rippen versehen ist.

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Zur Heretellung von Armierungsstilben geht man heute in der Hauptsache von runden, bzw. ovalen oder eckigen Profilstäben aus. Zur Erzielung der gewünschten Zugfestigkeit

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werden diese Profile aus einem Material hergestellt, das entweder auf geeigndbe Welse legiert ist oder durch eine Kaltverformung verfestigt wird.

Die Anforderungen an die Eigenschaften der Armierungeetäbe Bind einer steten Steigerung unterworfen. Se Binö großse Anstrengungen unternommen worden. Armierungestäbe

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zu entwickeln, welche die an sie gestellten Forderungen in möglichst idealer Weise erfüllen. Es gibt jedoch Eigenschaften, deren Verbesserung nur durch gegenläufig« Masenahmen erreicht wird, d.h. durch Haesnahnen, weiche die eine Eigenschaft verbessern, die andere Eigenschaft aber gleichzeitig verschlechtern können.

Zwei masegtbliche Eigenschaften, von denen bei Annierungs-Btäben ein HuohstmsB grundsätzlich nur durch gegenläufige Mas·nahmen erreicht wird, sind das Haftvermögen und dl· Ermüdungsfestigkeit. Die Ermüdungsfestigkeit wird durch die Ursprungsfestigkeit und die Sohvellfeetigkeit Charakter liiert. Der Nachweis des Haftvermögens voif ■< ArmitrungSitaben kann durch Balkenrereuche oder Aueaiehvereuche erbracht werden. Als Maeetab fUr die Verbund»

Wert

eigenschaften von Betonrippenstählen kann auoh der bezogenen Hippenfläohe herangezogen werden, der bekennten Voreohriften etwa 0,065 betragtn böU. Ufatef der bezogenen I^ippeafläche versteht man daa Verhiltnia der Projektion der Stippen auf eine Ebene senkrecht zur dtabachee zum ßippenabetand multipliziert mit de» Urafang dee Kernetabee.

Für eine gu te Haftung sind die· Stäbe mit einer stark

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profilierten Oberfläche, a«Β« mit Rippen, auszustatten, .<. * .! währtiö für eine gute Ermüdungsfestigkeit die Kerbwirkung, welcU« solche Rippen verursachen,, möglichst vermieden wer-

• ■ den pps, der Stftb also eine möglichst glatte Oberfläche

% f aufweiten sollte. Ueberdies soll ein Armierungsstab leicht ■ 1. ',"■■' abgebogen werden können, so dass wegen der vorhandenen

*■ Rippen &l£ht nur ein Biegen in bevorzugten Richtungen _t "*._.·■ mbgiieh ©ein sollte.

' ' Baa Problem der gleichzeitigen Verbesserung von Haftvermö-ί-gcsi.: uiad Br»M\sngefestigk©it konnte bis jetzt beim kaltver- ^ wundenen Mehrkantstab nicht hinreichend gelöst werden, • denn Massnahmen, durch die das Haftvermögen oder die

Ernudungsfestigkeit verbessert werden sollen, brauchen f sich schon grundsätzlich bei s-unden bzw. ovalen Profilen

einerseits und eckigen Profilen anderseits nicht in gleicher Vieise auszuwirken und können auch graduell erhebliche Unterschied© bewirken, Demgemäss muss eine Massnahme, die sich bei einem runden oder ovalen Profil sehr vorteilhaft auswirkt, keineswegs bei einem eckigen Profil dieselbe Wirkung erzielen.

* V Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein kaltver~

wundener Walzstab mit polygonalem, mindestens viereckigem Querschnitt und ebenen Seitenflächen sowie mit Rippen, der neben einer sehr guten Haftung ebenfalls eine sehr gute Ermüdungsfestigkeit aufweist. Dabei ist vorausgesetzt, äass auch die übrigen Eigenschaften, z.B. Biegeverhalten und Handlichkeit, gut sind.

Kaltverwundene Armierungsstäbe mit mehreckigem, beispielsweise viereckigem Querschnitt sind bereits bekannt. Es ist

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vorgeschlagen worden, bei einem Stab mit viereckigem Querschnitt die Seitenflächen über ihre ganse Länge mit einer konkaven Wölbung zu versehen und in dieser Wölbung Schrägrippen anzuordnen. Eine solche Ausbildung des Querschnitts ist jedoch mit Bezug auf die Jinnüdun.£sfestigkeit ungünstig* da in der Vertiefung die durch das Verwinden erzeugte Verfestigung und damit die Kerbempfindlichkeit im Hinblick auf die Schrägrippen besonders gross sind.. Ebenso zeigt ein solcher Stab besonders ungünstige Eigenschaften beim Abbiegen über den Dorn.

Bei einem weiteren Armierungsstab mit mehreckigem. Querschnitt sind als wesentliches Merkmal auf den Kanten oder auf den Seitenflächen örtlich begrenzte Erhebungen wie Hocker und sternförmige Rippen aufgebracht. Diese Hocker und sternförmigen Rippen erhöhen die Kerbempfindlichkeit und bewirken dadurch eine Verringerung der Ermüdungsfestigkeit.

Es ist weiter ein Verfahren zur Herstellung eines .Armierungsstabes bekannt, bei dem ein quadratischer Stab mit stark abgerundeten Kanten um seine Längsachse verwunden wird, so dass der Armierungsstab schraubenförmig verlaufende abgerundete Kanten aufweist.

Der Armierungsstab gemäss der Eirfindung weist sowohl hohe Werte für die bezogene Rippenfläche, also für die Haftfestigkeit, als auch für die Ermüdungsfestigkeit auf. ^r<'r ist dadurch gekennzeichnet, dass durch eine kantige Ausbildung aller Stabkanten beim Vervrinden schraubenförmige Rippen entstehen, zwischen denen auf den Seitenflächen Schrägrippen angeordnet sind.

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"Die Erfindung geht von der TaU.;aoha aus, äae-ε durch das Verwinden des Polygönstabes, d.h. eines Walisstabes mit polygonalem, mindestens viereckxgeni Querschnitt in der. Zonen seiner Kanfceu dieVevfeRtigung mir gering ist. Damit nimmt- axich die Gefahr der .ferbv/irkung, die bekamitlich mit höherer¹ Verfestigung grosser wird, in dieser Zone ab. "Da Rippen die Kerbwirkung anderseits bekanntlieh besonders fördern, werden sie folglich mit Vorteil in. $Xe Zonen schwacher Verfestigung gelagt, wo sie keine Kerbwirkung ausüben und somit auch die ErmüduKgafostiifkeil; praktisch nicht beeinflussen.. Der Stab behält scmi'i, seine gute Ermüdungöfeötiglre.H-i» wenn die Rippen, welche die Haftfähigkeit verbessern. Svsllon, ir, die Zonen der Skabkanten, verlegt werden. Back de:·:· orfindun^e^efsaBEttii J Ioa geschieht das, indem OLre Ifaviton Holbsr im Zustand als Rippen uirksrmi sind, da diese ICanten eine belogene Rippetii'läebe er/»eben. Je woi-xi^o·· .f₍;je Kanten abgerundet sind» umso grosser wird riiu b'sKOgOiio Rippenfläche, ohne dass d:<.e Erinüdui.'gsfi"Uiigkoit tigt wird.

Gemäes der Erfindung sollsn alle Kanten des Po. gleichförmig so soUax'fkaut ig ausgebildet sein, als es technischen iuid virtschaftliOiisii Bed.11151.mgen des Yi noch zulassen, und andersei i;s die Gefahr ausgeschlossen ißt, diiBS eine Verfestigung cln:-:'ch Debnmig e.intril;t, wonrii; auch die IkmcU. inhkeil des verv/mideneB. St; ab on auf üev B011--stel3.e noch gowährleistet ntrh,

T)Lo Ka/itan dos Polygonst^bes Inönnaa üunät;il.i.«h schoj.« im WalfvKUfi'cavd a].a LfJiigsripprn "-m^gul

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welche Massnahme sich im verwundenen Zustand die bezogene Rippenfläche noch vielter vergrössern lässt.

Bei einem runden oder leicht; ovalen Stabprofil treten dagegen durch das iCaltverwinden keine Zonen schwacher Verfestigung auf, sondern die Verfestigung ist über den gesamten Umfang gleich gross, imrl es gelten somit besüglich der Anordnung von schraubezxfb'rMigen Rippen andere, auf den Polygonstab nicht übertragbare Uebsrlegungen.

Ein solcher Armierung st ab mit sehi'S-ubenformigen Rippen kann sich unter gewissen Umständen bei hohen Beanspruchungen den Schraubenlinien folgend aua dem Eebon herauswinden. Gernäsa der Erfindung soll deshalb uer Polygon^ia.. auf den ebene«. Seitenflächen ><ύ k «usätflieheα nchr^:.vgrrppen versehen werden, die dem Hersuowinden entre^sm.jj.rlren. Jn Abhängigkeib vom Hass der be^oge^en Rippenflncho der schraubenförmigen Rippen körn-sti mm die r.ohräg.vippen im verwmidenen Zustand mehr oder weniger gegen, die Stabachse geneigt angeordnet werden, bo dass die gesärnte bezogene Rippenflache der schraubenföiiaigen Rippen und der Schrägrippen den gewünschten. Wert erreicht.

Go können die Schrägrippen beicpiels^ftipe bei Profilen mit stärker aus.--;o]ri.ldeten schrav.brnfoj.-Tiitien Rippen annähex'nd parallel aur Ö tab achse oder bei Profilen mit schwächer ausgebildeten schraubenförmigen Rippen in einem spitsen Winkel aur Stabachse verlaufen. Durch diese Massnahine wird eine gute ilaftve ranke rung im Ußton erreicht. Eo hat" sich dabei gezeigt, dass, wenn der iieigumgswinkel der Schrägrippen auf den Seitenflächen nach dem Verwinden in einem Winkel kleiner als 25° zur Stabachse liegt, die Ermüdungsfestigkeit des Stabes nicht oder nur unwesentlich abnimmt.

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Die Schrägrippen können gegenläufig oder gleichlaufxg au den schraubenförmigen Rippen angeordnet sein., Bei gleichläufiger Anordnung ist neben dem Winkel zur Ktabacbse, der kleiner als 25 sein soll, eine Neigung einsaüialten, die mindestens geringer als die lie igung- der scbroubenförm:ig©ii Rippen zur Stabachse ist.

In der beiliegenden Ze leimung -ist der Armierungsetal) gemäss der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine Forin des verwundenen Armierung!= frl-abos? mit einfachen Kanten und gegenläufigen Schrägrippen im Querschnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht des Armierungßstabes gemf-iss Fig. 1,

Fig. 3 eine Form des verwundenen ArmierungnslsVhe*? mit stark ausgeprägten Rippen auf den Kanten und annähernd zur Stabacb.se parallelen Schrägrippen im Querschnitt, und

Fig. 4 eine Draufsicht des AnuierungsstabeB gemr-ss I^?xg.

In Fig. 1 ist der quadratische Querschnitt eines Arraierungßstabes gemäss der Erfindung dargestellt. Me zusammen™ stossenden Seitenflächen 1 bilden eine einfache Kante 2, die nicht abgerundet, sondern xin Gegenteil er;tspr&c/b.öpd äen vralstechnischen Möglichkeiten sch-ej-fkaatifi, ausgeführt wird. Im verwundenen Stab orsobe.int diese .'snte 2 als Rippe und trota-dieser verlüiltnismät ^xg scharfkantxgen Kontur 'vTird die Ursprungsfestigkeit gegenüber ejp.em abgerundeten Profil nicht herabgesetzt, was mit der erwähnten

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Tatsache zusammenhängt, dass die Kante 2 in der Zone der am wenigsten verfestigten Querschnittepartie liegt.

Damit jedoch eine genügende Haftfestigkeit erreicht wird, werden auf den ebenen Seitenflächen Schrägrippen 3 angeordnet, die nach dem Verwinden entgegengesetzt zur Verwindung des Armierungsstabes geneigt Bind. Der Winkel 4 der Schrägrippe 3 zur Stabachse soll hierbei kleiner als 25° gewählt werden, da die Rippe sonst wegen ihrer Querlage zur Stabachse kerberapfindlicher wird. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass die profitierte Rippenfläche der Rippe P verhältnismässig gross ist und deshalb zusammen mit der durch die Kante 2 gebildeten Rippe eine so grosse bezogene Rippenfläche liefert, dass ein gutes Haftvermögen dieses Profiles gewährleistet ist.

In Fig. 3 ist ein weiterer Armierungsstäb gemäss der Erfindung dargestellt, dessen Querschnitt ebenfalls von einem quadratischen Profil abgeleitet, ist. Im Gegensatz zu Fig. 1 sind auf den Kanten 5 trapezförmige Rippen angeordnet. Trotz dieser stark ausgeprägten Rippenform ist auch hier die Ermüdungsfestigkeit aus den oben dargelegten Gründen nicht geringer als die eines abgerundeten Armierungsstabes P Da diese Rippenkante 5 nach dem Verwinden bereits ein sehr gutes Haftvermögen dieses Armierungsetabes gewährleistet, werden die auf den Seitenflächen des ArmieramgSBtabes gelegenen Rippen 6 annähernd parallel oder parallel zur Achse des Armierungsstabee verlegt, so dass sie In der Projektion wie aus Pig. 3 ersichtlich, nur einen geringen Beitrag zur gesamten bezogenen Rippenfläche beisteuern. Trotzdem ist zusammen mit der bezogenen Rippenfläche der ausgeprägten trapezförmigen Rippe auf des Stabkanten des Armierungsstabes

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die gesarate bezogene Eippenflache gross genug, um ein gutes Haftvermögen sicherzustellen. In dxesem Fall erhält man eine besonders gute Ermüdungßfestlgkeit, da die Rippen nach dem Verwinden annähernd parallel oder parallel zur Stabachse verlaufen und somit keine Kerbwirkung ausüben.

Die in den Fig. 1 und 3 dargestellten Querschnittsprofile für Armierungsstäbe gemäss der Erfindung sind Beispiele für kaltverwundene Polygonstäbe, deren Haftvermögen und Ermüdungsfestigkeit optimale Werte aufweisen. Grundsätzlich können die Rippenflächenanteile so abgestimmt werden, dass deren Summe zwar einen bestimmten Wert erreicht, die ttateile jedoch nicht gleich gross, sondern beliebig gewählt werden können. Wesentlich 1st, dass die Kanten unabhängig von deren Ausbildung als mehr oder weniger atark ausgebildete Rippen ohne besondere Abrundung ausgeführt werden, d.h., dass die bei der Herstellung bestehenden Möglichkeiten zur Bildung ausgeprägter Kanten und damit zur Verbesserung des Haftvermögens des Armierimg3Btabes ausgenützt werden, ohne dass dadurch eine Einbusse der Rrmüdungsfestigkeit in Kauf genommen werden muss.

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Claims (1)

1. Armierangsstab, der durch Kaltverwinden eines Walsstabes mit polygonalem, mindestens viereckigem Querschnitt \mä ebenen Seltenflächen hergestellt wird sowie mifc Rippen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine kantige Ausbildung aller Stabkanten beim Verwinden schraubenförmige Rippen entstehen, zwischen denen auf den Seitenflächen Schrägrippen ange-

• ordnet sind.

2. Armierungsstab gemäsa Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßs die Stabkanten schon im Walzzustand als Längsrippen ausgebildet sind und im verwundenen Zustand stark ausgeprägte, schraubenförmige Rippen bilden.

3. Armierungsetab gemüse Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung der Schrägrippen im verwundenen Zustand im entgegengesetzten Sinne zu den schraubenförmigen Rippen verläuft und einen Winkel kleiner als 25° ssur Stabachse bildet.

4. Armierungsstab gemäße Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung der Schrägrippen im verwundenen Zustand im gleichen Sinne wie die schraubenförmigen Rippen verläuft und einen Winkel kleiner als 25° zur Stabachse bildet, wobei die Neigung der Schrägrippen mindestens geringer als die Neigung der schraubenförmigen Rippen ist.

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5» Armierungsstab gemäfis Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Schrägrippen parallel oder ange- nähtrt parallel fcur Stabachse verlaufen.

6. Armierungestab gemäss Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabkanten im Walzzustand als trapezförmige Längsrippen ausgebildet sind.

7. Arraierungsstab gemäse Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei stark ausgeprägten Rippen auf den Stabkanten die Schrägrippen im verwundenen Zustand einen geringeren Winkel zur Stabachse und bei schwach ausgeprägten Rippen auf den Stabkanten einen grösseren Winkel zur Stabachse einnehmen.

8. Armierungsstab gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägrippen auf mindestens einer Seitenfläche angeordnet sind.

9. Armierungsstab gemäse Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägrippen auf einander gegenüberliegenden Seitenflächen angeordnet sind.

10. Armierungsstäb gemäße Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägrippen aui aneinander angrenzenden Seitenflächen angeordnet sind,

PS/4.12.1968

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