DE19630448A1 - Verbundträger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbundträger für den Stahlbetonverbundbau mit einem aus flächigen Profilen hergestellten, lasttragenden Stahlträger, der mit einer Betonmasse vergossen ist.

Derartige Verbundträger sind auf dem Gebiet des mehr­ geschossigen Stahlbetonbaus allgemein bekannt. Üb­ licherweise weisen derartige Verbundträger einen lasttragenden Stahlträger mit I-Profil auf, dessen Seitenkammern mit Beton vergossen sind. Im Brandfall schützt der Beton den innenliegenden Stahlträger, so daß dieser seine Tragfähigkeit beibehält.

Ein Nachteil der herkömmlichen Verbundträger ist, daß diese im fertigen Zustand, in dem der Stahlträger bereits mit Beton vergossen ist, ein hohes Stückge­ wicht aufweisen. Dadurch wird der Transport vom Her­ stellungsort zur Baustelle und der im allgemeinen mit Hilfe eines Krans erfolgende Einbau auf der Baustelle wesentlich erschwert, wodurch sich Transport- und Montagezeiten verlängern.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verbundträger zu schaffen, der ebenso wie herkömmliche Verbundträger ein hohes Maß an Brandfestigkeit aufweist und der sich durch ein geringes Transportgewicht auszeichnet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Stahlträger rinnenförmig ausgebildet ist und daß der Innenraum des Stahlträgers durch die Rinnenöffnung hindurch mit Beton vergießbar ist.

Dadurch, daß der Stahlträger als Rinne ausgebildet ist, durch deren Rinnenöffnung der Stahlträger mit Beton vergießbar ist, läßt sich der Stahlträger auch im eingebauten Zustand nachträglich mit Beton ver­ gießen. Der Stahlträger ist somit nicht nur tragendes Element der Gesamtkonstruktion, sondern bildet gleich­ zeitig die Verschalung für den sich im Innenraum des Stahlträgers befindenden Betonkern.

Da der Stahlträger erst im eingebauten Zustand mit Beton vergossen wird, ergibt sich im Vergleich zu herkömmlichen Stahlträgern ein wesentlich geringeres Transportgewicht, so daß der Transport des Stahl­ trägers vom Herstellungsort zur Baustelle und der Einbau des Stahlträgers auf der Baustelle mit Hilfe eines Krans wesentlich erleichtert ist. Dadurch er­ geben sich wesentlich kürzere Montagezeiten.

Außerdem schützt im Brandfall der Stahlträger den innenliegenden Betonkern. Wenn der außenliegende Stahlträger im Brandfall versagt, übernimmt der Beton­ kern die tragende Funktion des Verbundträgers. Da für diese Funktion der Betonkern des Verbundträgers gemäß der Erfindung verhältnismäßig schwach ausgelegt werden kann, weist der mit Beton vergossene Verbundträger ein gemäß der Erfindung im Vergleich zu herkömmlichen Verbundträgern geringeres Eigengewicht auf. Dadurch wird eine insgesamt leichtere Bauweise im mehrge­ schossigen Stahlbetonbau ermöglicht.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines zwischen zwei Stützen eingebrachten Verbundträgers vor dem Ausbetonieren;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Verbundträger aus Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Verbundträger aus den Fig. 1 und 2; und

Fig. 4 eine Draufsicht von oben auf den Verbundträger aus Fig. 1.

Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen Verbundträger 1 vor dem Ausbetonieren. Der Verbund­ träger 1 weist einen rinnenförmig ausgebildeten, langgestreckten Stahlträger 2 auf, der mit seinen Enden an senkrecht stehenden Stützen 3 befestigt ist. Die Stützen 3 sind beispielsweise im Fundament des zu errichtenden Bauwerks verankert. Im allgemeinen sind die Stützen 3 in zwei parallel verlaufenden Reihen in gleichmäßigem Abstand untereinander angeordnet, wobei jeweils die gegenüberliegenden Stützen 3 in Höhe der einzuziehenden Decke durch jeweils einen der Stahl­ träger 2 verbunden sind.

Der Stahlträger 2 ist kastenförmig ausgebildet und verfügt über einen den Boden bildenden Untergurt 4, auf den im rechten Winkel jeweils zwei die Seiten­ flächen bildende Stegbleche 5 angesetzt sind. An den dem Untergurt 4 entgegengesetzten Enden der Stegbleche 5 ist jeweils ein parallel zum Untergurt 4 ver­ laufender Obergurt 6 angebracht. Beide Obergurte 6 umgrenzen mit ihren Innenkanten eine Stahlträger­ öffnung 7. An seinen beiden Enden ist der Stahlträger 2 durch Stirnplatten 8 abgeschlossen, an denen jeweils eine Aufsetzplatte 9 angebracht ist, die auf einer an der Stütze 3 angebrachten Auflagerkonsole 10 aufsitzt und mit Hilfe von Befestigungsschrauben 11 an der Stütze 3 befestigt ist. Um zu verhindern, daß der Stahlträger 2 durch den Druck des in den Stahlträger 2 einzufüllenden, aushärtenden Betons verformt wird, sind im gleichmäßigen Abstand auf den Obergurten 6 die Stahlträgeröffnung 7 überbrückende Bindebleche 12 vor­ gesehen, die ein Aufbiegen des Stahlträgers 2 ver­ hindern. Außerdem sind auf den Obergurten 6 in gleich­ mäßigem Abstand angeordnete Verbundkopfbolzen 13 angeordnet, die einen sicheren Verbund zwischen Ver­ bundträger 1 und der vom Verbundträger 1 abgestützten Betondecke gewährleisten.

Auf die flachen Obergurte 6 sind die Zwischenräume zwischen benachbarten Stahlträgern 2 überbrückende Trapezbleche 14 auflegbar, die an den Obergurten 6 mit Hilfe der Stahlnagelschußtechnik befestigt sind.

In den Innenraum des Stahlträgers 2 ist eine Bewehrung eingebracht, von der in Fig. 1 die aus der Stahl­ trägeröffnung 7 herausragenden Bewehrungsbügel 15 erkennbar sind. Die Bewehrung dient dazu, die sich im Betonkern des Verbundträgers 1 ausbildenden Zugspan­ nungen und Querkräfte im Brandfall aufzunehmen.

Auf der Innenseite der Stirnplatte 8 sind schließlich Auflagerkopfbolzen 16 angebracht, die dazu dienen, im Brandfall nach dem Versagen des Stahlträgers 2 die Auflagerkräfte über den Betonkern des Verbundträgers 1 in die Stützen 3 einzuleiten.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Verbundträger 1 aus Fig. 1 im ausbetonierten Zustand. Im Boden­ bereich des Verbundträgers 1 sind Bewehrungsstäbe 17 eingebracht, die im Zustand vor dem Ausbetonieren von den Bewehrungsbügeln 15 auf Abstand gehalten sind. Die Bewehrungsbügel 15 dienen dazu, die Querkräfte im Brandfall aufzunehmen und über die Auflagerkopfbolzen 16 in die Stützen 3 einzuleiten. Da die Querkräfte von der Mitte des Verbundträgers 1 zum Auflager hin zu­ nehmen, sind bei einem abgewandelten Ausführungs­ beispiel die Bewehrungsbügel 15 von der Mitte des Verbundträgers 1 ausgehend zum Auflager hin in zu­ nehmend kleineren Abständen angeordnet.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht auf den Verbundträger 1 aus den Fig. 1 und 2. Man erkennt die im Boden­ bereich des Stahlträgers 2 angeordneten Bewehrungs­ stäbe 17. Die Bewehrungsstäbe 17 nehmen die sich in den Zugzonen ausbildenden Zugkräfte auf. In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Bewehrungsstäbe 17 in zwei Lagen angeordnet. Die Bewehrungsstäbe 17 einer unteren Lage 19 erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Stahl­ trägers 2 und sind im Bereich der Auflagerkonsole 10 verankert. Eine unmittelbar über der unteren Lage 19 angeordnete obere Lage 20 erstreckt sich lediglich über einen mittleren Bereich des Verbundträgers 1 und dient dazu, die im mittleren Bereich des Verbund­ trägers 1 auftretenden großen Zugspannungen aufzu­ nehmen. Einige der Bewehrungsstäbe 17 der unteren Lage 19 weisen aufgebogene Enden 21 auf, die im Bereich der Auflagerkopfbolzen 16 im Betonkern des Verbundträgers 1 verankert sind.

Ferner erkennt man deutlich die auf den Auflagerkon­ solen 10 aufsitzenden Aufsetzplatten 9. Im Bereich der Befestigungsschrauben 11 befindet sich zwischen der Aufsetzplatte 9 und der Stütze 3 ein Futterblech 22. Die Futterbleche 22 gewährleisten beim Anziehen der Befestigungsschrauben 11 die Maßhaltigkeit der Kon­ struktion, da der Stahlträger 2 kürzer als der Abstand zwischen den Stützen 3 ist, um das Einbringen des Stahlträgers 2 zwischen die Stützen 3 zu erleichtern.

Beim Ausbetonieren der Stahlkonstruktion wird der Beton in den von den Trapezblechen 14 nach unten hin abgegrenzten, in der Fig. 3 schraffierten Decken­ bereich 23 eingebracht und dabei gleichzeitig der Innenraum des Stahlträgers 2 mit Beton verfüllt.

Fig. 4 schließlich zeigt der Vollständigkeit halber eine Draufsicht auf den Verbundträger 1 aus den Fig. 1 bis 3.

Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Ausführungs­ beispiel des Verbundträgers 1 weist eine Spannweite von 15 Metern auf. Der von den Trapezblechen 14 über­ brückte Abstand zwischen den einzelnen Verbundträgern 1 beträgt etwa 4 Meter bei einer Breite des Verbund­ trägers 1 von etwa 300 Millimetern. Die Höhe des Ver­ bundträgers 1 beträgt dabei typischerweise 600 Milli­ meter, wobei sich für den Untergurt 4 und den Obergurt 6 Plattenstärken von 15 Millimetern ergeben und die Stegbleche 5 lediglich 6 Millimeter dick sind. Bei einem Eigengewicht von 550 Kilogramm pro Quadratmeter trägt die fertige Decke damit eine Verkehrslast von 350 Kilogramm pro Quadratmeter.

Zur Herstellung des Verbundträgers 1 werden zunächst die vorgefertigten Stegbleche 5 sowie Untergurte 4 und Obergurte 6 zusammengeschweißt. Anschließend werden die Verbundkopfbolzen 13 auf die Obergurte 6 aufge­ schweißt. Nachdem die Bewehrung, die die Bewehrungs­ bügel 15 und die Bewehrungsstäbe 17 umfaßt, in den Innenraum des Stahlträgers 2 eingebracht worden ist, werden die Stirnplatten 8 mit den Auflagerkopfbolzen 16 an die Enden des Stahlträgers 2 und die Aufsetz­ platten 9 an die Stirnplatten 8 angeschweißt und die Bindebleche 12 auf die Obergurte 6 geschweißt. Nach dem Transport der Stahlträger 2 zur Baustelle werden die Stahlträger 2 mit Hilfe eines Krans montiert. Dabei werden die Aufsetzplatten 9 auf die an die Stützen 3 angeschweißten Auflagerkonsolen 10 aufge­ setzt und die Aufsetzplatten 9 mit den Stützen 3 verschraubt. Nachdem die Trapezbleche 14, die die Deckenschalung bilden, mit Hilfe der Stahlnagelschuß­ technik an den Obergurten 6 befestigt worden sind, wird die gesamte Deckenkonstruktion ausbetoniert.

Ein Vorteil des in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Verbundträgers 1 ist, daß der Stahlträger 2 erst beim Ausbetonieren der vom Stahlträger 2 abgestützten Decke mit Deckenbeton verfüllt wird. Dadurch weist der Ver­ bundträger 1 beim Transport vom Herstellungsort zur Baustelle und beim Einbau mit dem Kran auf der Bau­ stelle ein im Vergleich zu herkömmlichen Verbund­ trägern geringeres Stückgewicht auf, wodurch der Transport des Verbundträgers 1 vom Herstellungsort zur Baustelle und die Montage des Verbundträgers 1 auf der Baustelle wesentlich erleichtert ist. Man beachte ferner, daß zum Ausbetonieren des Verbundträgers 1 keine weitere Verschalung notwendig ist. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber herkömmlichen Verbund­ trägern, bei denen der Stahlträger erst nach der Montage im eingebauten Zustand mit Hilfe einer Ver­ schalung mit Beton vergossen wird. Beim Verbundträger 1 hat der Stahlträger 2 somit nicht nur tragende Funktion, sondern dient auch als Verschalung.

Gegenüber weiteren herkömmlichen Verbundträgern, die bereits am Herstellungsort mit Beton vergossen werden, ist insbesondere hervorzuheben, daß bei dem Verbund­ träger 1 das Ausbetonieren des Stahlträgers 2 in einem einzigen Arbeitsgang zusammen mit dem Ausbetonieren der vom Stahlträger 2 zu tragenden Decke erfolgt. Damit entfällt am Herstellungsort ein umständlicher und zeitraubender Arbeitsschritt.

Außerdem schützt der Stahlträger 2 im Brandfall den Betonkern, der die tragende Funktion übernimmt, wenn der Stahlträger 2 versagt. Diese Funktion ist bereits mit einem verhältnismäßig schwach ausgelegten Beton­ kern gewährleistet, was insgesamt im Vergleich zu Hochbaukonstruktionen mit herkömmlichen Verbundträgern eine leichtere Konstruktion ermöglicht.

Claims (10)

1. Verbundträger für den Stahlbetonverbundbau mit einem aus flächigen Profilen hergestellten, last­ tragenden Stahlträger (2), der mit einer Beton­ masse vergossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlträger (2) rinnenförmig ausgebildet ist und daß der Innenraum des Stahlträgers (2) durch die Rinnenöffnung (7) hindurch mit Beton vergieß­ bar ist.

2. Verbundträger nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stahlträger (2) kastenförmig mit U-förmigem Querschnitt ausgebildet ist.

3. Verbundträger nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stahlträger (2) von einem Unter­ gurt (4) gebildet ist, an dem zwei die Seitenwände des Stahlträgers (2) bildende Stegbleche (5) be­ festigt sind, an deren dem Untergurt (4) abge­ wandten Ende jeweils ein parallel zum Untergurt (4) ausgerichteter Obergurt (6) angebracht ist.

4. Verbundträger nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Obergurten (6) im Abstand zueinander angeordnete Bindebleche (12) angebracht sind, die jeweils die Rinnenöffnung (7) über­ brücken.

5. Verbundträger nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf die Obergurte (6) den Zwischenraum zwischen benachbarten Verbundträgern überbrückende, die abzustützende Decke nach unten begrenzende Deckenbleche (14) auflegbar sind.

6. Verbundträger nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Obergurten (6) im Abstand angeordnete, in einen Deckenbereich (23) hineinragende Verbundkopfbolzen (13) ausge­ bildet sind.

7. Verbundträger nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl­ träger (2) stirnseitig durch Stirnplatten (8) abgeschlossen ist und stirnplattenseitig an senk­ recht angeordneten Stützen (3) anbringbar ist.

8. Verbundträger nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Stirnplatten (8) jeweils eine Aufsetzplatte (9) angebracht ist, die auf eine an der Stütze (3) angebrachten, zugeordnete Auflager­ konsole (10) aufsetzbar und an der Stütze (3) mit Hilfe eines Befestigungsmittels (11) befestigbar ist.

9. Verbundträger nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf der Innenseite der Stirn­ platten (8) im Auflagerbereich Auflagerkopfbolzen (16) ausgebildet sind.

10. Verbundträger nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Innen­ raum des Stahlträgers (2) eine Bewehrung mit im Bereich der Zugzone in Längsrichtung verlaufenden Bewehrungsstäben (17) und mit die Querkräfte auf­ nehmenden Bewehrungsbügeln (15) einbringbar ist.