DE19702247A1 - Concrete column - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Betonstütze, insbesondere eine Rundstütze aus Stahlbeton, mit einem mit einem Fundament verbundenen Stützenfuß, einem ein Lastelement aufnehmenden Stützenkopf sowie gegebenenfalls einer im Stützeninneren eingebetteten Stahlbewehrung.The invention relates to a concrete column, in particular a round column made of reinforced concrete, with one with one Foundation connected column foot, a load element receiving column head and possibly one in Steel reinforcement embedded inside the column.
Stützen sind lotrecht stehende Bauteile, deren Höhe oder Länge im Verhältnis zu ihren Querschnittsabmessun gen groß ist. Die Stützen dienen anderen Bauteilen, wie Balken oder Unterzügen als Auflager und leiten deren Lasten in das Fundament. Dabei ergibt sich vorwiegend eine Druckbeanspruchung in Stützenlängsrichtung. Stüt zen können ferner durch Horizontallasten, wie Windla sten, Anprallasten oder seismische Bewegungen auf Bie gung beansprucht werden. Bei schlanken Stützen besteht zusätzlich die Gefahr des Ausknickens. Je nach Art der Herstellung sind unabhängig von der Belastung und der Knickgefahr Mindestdicken für Stützen vorgeschrieben. Für die Bewehrung von Stützen gelten die in DIN 1045 festgelegten Richtlinien. Bei der Gefahr hoher Anprall- Lasten und seismischer Bewegungen reichen diese Richt linien für eine knicksichere Auslegung von Stahlbeton stützen jedoch häufig nicht aus.Columns are vertical components, their height or length in relation to their cross-sectional dimensions gene is large. The supports serve other components, such as Beams or beams as supports and guide them Loads into the foundation. This mainly results a compressive stress in the longitudinal direction of the column. Stüt zen can also be caused by horizontal loads such as Windla most, impact loads or seismic movements on the bend be claimed. With slender supports there is also the risk of buckling. Depending on the type of Manufacturing are independent of the load and the Danger of kinking Minimum thicknesses prescribed for supports. For the reinforcement of columns, those in DIN 1045 apply established guidelines. If there is a risk of high impact Loads and seismic movements are sufficient for this lines for a kink-proof design of reinforced concrete often do not support.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, eine Betonstütze mit hoher Ausknicksicherung zu entwickeln, die auch hohen Horizontalkräften und seis mischen Bewegungen standzuhalten vermag.Based on this, the object of the invention reason, a concrete column with high buckling protection develop that also high horizontal forces and seis can withstand movements.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß einer ersten Al ternative ein sich zwischen Stützenfuß und Stützenkopf in Form einer Wendel über die Stützenoberfläche er streckendes Flachband vorgeschlagen, das eine Verbund struktur aus einer Vielzahl von im wesentlichen paral lel zueinander ausgerichteten Tragfasern und einer die Tragfasern schubfest miteinander verbindenden Bindemit telmatrix aufweist und mit seiner einen Breitseitenflä che mittels eines Klebers an der Stützenoberfläche be festigt ist, wobei die Ganghöhe der Wendel größer als die Bandbreite des Flachbandes ist. Die Ganghöhe ist so bemessen, daß sich zwischen Flachband und Stützenober fläche kein geschlossener Zwischenraum bilden kann, aus dem eventuell eindringendes Wasser nicht mehr entwei chen könnte. Die Ganghöhe der Wendel entspricht dement sprechend etwa dem 1,1- bis 5-fachen, vorzugsweise dem 1,5- bis 2,5-fachen der Flachbandbreite. An seinen En den ist das Flachband zweckmäßig an der Stützenoberflä che mittels je mindestens eines Befestigungselements gesichert, so daß es sich nicht von den Enden aus ablö sen kann.According to a first Al alternative between the column base and column head in the form of a spiral over the column surface stretching flat tape proposed a composite structure from a variety of essentially paral lel aligned carrier fibers and one die Binding fibers that connect shear-resistant to each other has telmatrix and with its a broadside surface using an adhesive on the column surface is strengthened, the pitch of the helix being greater than the bandwidth of the ribbon is. The pitch is like this dimension that between the flat belt and the upper column cannot form a closed space no longer escape the possibly penetrating water could. The pitch of the helix corresponds accordingly speaking about 1.1 to 5 times, preferably that 1.5 to 2.5 times the flat band width. At his En the ribbon is useful on the column surface che by means of at least one fastening element secured so that it does not come off from the ends can.
Gemäß einer zweiten Lösungsalternative sind zwischen dem Stützenfuß und dem Stützenkopf mehrere, die Stütze reifenartig umfassende, mittels eines Klebers an der Stützenoberfläche befestigte Flachbänder im Abstand voneinander angeordnet, wobei die Flachbänder eine Vielzahl von im wesentlichen parallel zueinander ausge richtete Tragfasern und eine die Tragfasern schubfest miteinander verbindende Bindemittelmatrix aufweisen. Die Flachbänder sind dabei mit einander überlappenden Enden an der Bindemittelmatrix befestigt. Der Abstand zwischen den Flachbändern ist so bemessen, daß sich zwischen Flachbändern und Stützenoberfläche kein ge schlossener Zwischenraum bilden kann, aus dem eventuell eindringendes Wasser nicht mehr entweichen könnte. Der Abstand zwischen den Flachbändern entspricht dement sprechend dem 0,1- bis 4-fachen, vorzugsweise dem 0,5- bis 1,5-fachen der Flachbandbreite.According to a second alternative, there are between the column foot and the column head several, the column comprehensive like a tire, by means of an adhesive on the Support surface fastened flat strips at a distance arranged from each other, the flat strips one Variety of essentially parallel to each other aligned support fibers and one the support fibers shear resistant have interconnecting binder matrix. The flat strips are overlapping with one another Attached ends to the binder matrix. The distance between the flat belts is such that no ge between flat belts and column surface can form a closed space from which possibly penetrating water could no longer escape. Of the The distance between the flat belts corresponds accordingly speaking 0.1 to 4 times, preferably that 0.5 to 1.5 times the flat band width.
Bei im Querschnitt rechteckigen oder quadratischen Be tonstützen weisen die Flachbänder zweckmäßig in ihren über die Stützenkanten geführten Zwischenbereichen eine aufgeprägte Biegung auf. Diese Biegung kann dadurch er zeugt werden, daß die Flachbänder in den betreffenden Bereichen von ihrer Bindemittelmatrix unter Freilegung der Tragfasern befreit und mit einem die Bindemittelma trix ersetzenden pastösen, aushärtbaren Kunstharz be aufschlagbar sind.With rectangular or square cross-section Be The flat ribbons expediently have sound supports in their one over the intermediate edges embossed bend. He can do this bend be witnessed that the ribbon in the concerned Areas of their binder matrix with exposure the carrier fibers freed and with the binder size trix replacing pasty, curable synthetic resin can be opened.
Eine weitere Erhöhung der Knicksicherung kann gemäß ei ner bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung dadurch-er zielt werden, daß zusätzliche, die wendelförmig oder ringförmig angeordneten Flachbänder im Abstand vonein ander überkreuzende, mittels eines Klebers an der Stüt zenoberfläche und/oder an den vorhandenen Flachbändern befestigte Flachbänder vorgesehen sind. A further increase in the kink protection can be according to ei ner preferred embodiment of the invention thereby-er aims to be additional, which are helical or ring-shaped flat strips spaced from one another other crossing, by means of an adhesive on the stud surface and / or on the existing flat belts attached flat strips are provided.
Die Tragfasern des Flachbandes bestehen vorteilhafter weise aus Kohlenstoffasern, die sich durch einen hohen Elastizitätsmodul auszeichnen. Grundsätzlich können auch Flachbänder mit Aramid-, Glas- oder Polypropylen fasern oder mit einem Gemisch aus den genannten Fasern verwendet werden.The carrier fibers of the ribbon are more advantageous wise from carbon fibers, which is characterized by a high Distinct modulus of elasticity. Basically you can also flat belts with aramid, glass or polypropylene fibers or with a mixture of the fibers mentioned be used.
Als Bindemittel wird zweckmäßig ein Reaktionsharz, wie Epoxidharz, Polyurethan, Acrylharz oder Polyesterharz verwendet. Um eine stabile Anbindung des Flachbands an die Stützenoberfläche zu gewährleisten, besteht auch der Kleber zweckmäßig aus einem Reaktionsharz der ge nannten Art.A reactive resin, such as Epoxy resin, polyurethane, acrylic resin or polyester resin used. To ensure a stable connection of the flat belt to ensure the column surface also exists the adhesive expediently from a reaction resin of ge called Art.
Die mit dem Flachband umwickelte Stahlbetonstütze kann zusätzlich verputzt oder mit einem Schutzanstrich ver sehen werden, so daß die Bewehrungsmaßnahme von außen nicht mehr sichtbar ist.The reinforced concrete column wrapped with the flat tape can additionally plastered or covered with a protective coating will be seen so that the reinforcement measure from the outside is no longer visible.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigenIn the following the invention is based on one in the Drawing shown in a schematic manner example explained in more detail. Show it
Fig. 1 eine als Bauwerkstütze ausgebildete Rundstütze mit wendelförmiger Flachbandumwicklung; FIG. 1 is designed as a support structure round column with helical Flachbandumwicklung;
Fig. 2a und b einen Flachbandabschnitt in Draufsicht und in Seitenansicht; Figure 2a and b has a flat portion in plan view and in side view.
Fig. 3 eine Bauwerkstütze mit reifenartiger Flachband umwicklung; Figure 3 is a building support with tire-like flat ribbon wrapping.
Fig. 4a und b einen Schnitt durch die als Vierkantstüt ze und als Rundstütze ausgebildete Bauwerkstüt ze nach Fig. 3; FIGS. 4a and b show a section through the construction support ze designed as a square support and as a round support according to FIG. 3;
Fig. 5a und b eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer Verstärkungslamelle mit bindemittelfrei em, biegsamem Zwischenbereich; Figs. 5a and b a plan view and a side view of a reinforcing plate with binder-free em, flexible intermediate portion;
Fig. 6 eine Betonstütze mit kreuz- und querverlaufen der Flachbandumwicklung. Fig. 6 is a concrete column with criss-cross directions of the flat ribbon wrapping.
Die in Fig. 1, 3 und 5 dargestellten Betonstützen 10 weisen einen in ein Fundament 11 eingebetteten Stützen fuß 12 und einen als Auflager für ein Bauteil 14 ausge bildeten Stützenkopf 16 auf. Die Betonstütze 10 kann ei ne interne Stahlbewehrung 17 enthalten (Fig. 4a und b). Zur weiteren Verstärkung gegen ein Ausbiegen oder Aus knicken ist die Stütze mit einem Flachband 18 (Fig. 1) oder mit Flachbändern 18', 18'' umwickelt.The concrete columns 10 shown in Fig. 1, 3 and 5 have an embedded into a foundation 11 supporting foot 12 and a negotiated as a support for a component 14 formed support head 16. The concrete column 10 may contain an internal steel reinforcement 17 ( FIGS. 4a and b). For further reinforcement against bending out or buckling, the support is wrapped with a flat ribbon 18 ( FIG. 1) or with flat ribbons 18 ', 18 ''.
Im Falle der Fig. 1 erstreckt sich das Flachband 18 vom Stützenfuß 12 bis zum Stützenkopf 16 wendelförmig über die Stützenoberfläche und ist an dieser mit einem Epo xidharzkleber 19 flächig befestigt. Die freien Banden den sind durch laschenförmige Befestigungselemente 20 an der Stütze festgelegt. Die Ganghöhe h der Flachband wendel ist dabei größer als die Bandbreite b. Sie ent spricht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa dem 1,5-fachen der Flachbandbreite b. Die Lücken 22 zwi schen den Flachbandwindungen sorgen dafür, daß sich zwischen dem Flachband und der Stützenoberfläche kein zusammenhängender geschlossener Hohlraum ausbilden kann, in dem sich Wasser ansammeln könnte.In the case of FIG. 1, the flat strip 18 extends from the support foot 12 to the support head 16 in a helical manner over the support surface and is fastened flat to it with an epoxy resin adhesive 19 . The free bands are fixed to the support by tab-shaped fastening elements 20 . The pitch h of the flat coil is greater than the bandwidth b. In the exemplary embodiment shown, it speaks approximately 1.5 times the flat bandwidth b. The gaps 22 between the ribbon windings ensure that no continuous closed cavity can form between the ribbon and the support surface, in which water could accumulate.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind eine Mehrzahl von die Stütze ringförmig umfassenden, mittels eines Klebers an der Stützenoberfläche befe stigten Flachbändern 18' vorgesehen, die in einem Ab stand a voneinander angeordnet sind, der bei dem ge zeigten Ausführungsbeispiel etwa dem 0,5-fachen der Flachbandbreite b entspricht. Die Lücken 22 zwischen den Flachbandringen 18' sorgen dafür, daß sich zwischen dem Flachband und der Stützenoberfläche kein zusammen hängender geschlossener Hohlraum ausbilden kann, in dem sich Wasser ansammeln könnte. Die ringförmigen Flach bänder umgreifen die Stütze mit einander überlappenden Enden 24 (Fig. 3).In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, a plurality of flat strips 18 ′ which surround the support in an annular manner and are fastened by means of an adhesive to the support surface are provided, which are arranged at a distance a from one another, which in the exemplary embodiment shown is approximately 0, Corresponds to 5 times the flat band width b. The gaps 22 between the flat band rings 18 'ensure that no coherent closed cavity can form between the flat band and the support surface, in which water could accumulate. The annular flat bands encompass the support with overlapping ends 24 ( Fig. 3).
Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zusätzlich zu den ringförmigen Flachbändern 18' diese unter einem Winkel von 90° kreuzende Flachbänder 18'' vorgesehen, die im Abstand voneinander angeordnet sind, so daß auch in diesem Fall Lücken 22 für das Abdampfen von Wasser frei bleiben.In the in Fig. Embodiment shown 6 are provided in addition to the annular flat strips 18 ', these intersecting at an angle of 90 ° flat strips 18' 'which are spaced from each other so that also in this case, gaps 22 for the evaporation of water remain free.
Die Flachbänder bestehen aus einer Verbundstruktur aus einer Vielzahl von parallel zueinander ausgerichteten, vorzugsweise aus Kohlenstoff bestehenden Tragfasern 26 und einer die Tragfasern schubfest miteinander verbin denden Bindemittelmatrix 28 vorzugsweise aus Epoxid harz. Wie aus Fig. 4a und b zu ersehen ist, können die Stützen 10 entweder einen rechteckigen oder runden Querschnitt aufweisen. Im Falle des rechteckigen Quer schnitts nach Fig. 4a werden die Flachbänder in ihrem die Kanten 30 übergreifenden Bereich zweckmäßig mit ei ner aufgeprägten Biegung 32 versehen, die dadurch er zeugt werden kann, daß das Flachband 18' in dem betref fenden Bereich von seiner Bindemittelmatrix 28 unter Freilegung der biegeschlaffen Tragfasern 26 befreit wird und daß nach dem Umwickeln der Stütze der betref fende Bereich mit einem die Bindemittelmatrix ersetzen den pastösen, aushärtbaren Kunstharz beaufschlagt wird (Fig. 5a und b).The flat strips consist of a composite structure made up of a plurality of carrier fibers 26 oriented parallel to one another, preferably made of carbon, and a binder matrix 28, preferably of epoxy resin, which connects the carrier fibers in a shear-resistant manner. As can be seen from FIGS. 4a and b, the supports 10 can have either a rectangular or round cross section. In the case of the rectangular cross-section according to FIG. 4a, the flat strips are expediently provided with an embossed bend 32 in their area overlapping the edges 30 , which can be witnessed by the fact that the flat strip 18 'in the area concerned by its binder matrix 28 with exposure of the limp supporting fibers 26 is freed and that after the wrapping of the support the area in question is acted upon with a paste which replaces the binder matrix, the pasty, curable synthetic resin ( FIGS. 5a and b).
Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin dung bezieht sich auf eine Betonstütze, insbesondere eine Rundstütze aus Stahlbeton mit einem Stützenfuß 12, einem Stützenkopf 16 sowie gegebenenfalls einer im Stützeninneren angeordneten Stahlbewehrung. Zur Erhö hung der Biege- und Knickfestigkeit ist ein sich zwi schen Stützenfuß 12 und Stützenkopf 16 in Form einer Wendel über die Stützenoberfläche erstreckendes Flach band 18 vorgesehen, das eine Verbundstruktur aus einer Vielzahl von im wesentlichen parallel zueinander ausge richteten Kohlenstoffasern und einer die Kohlenstoffa sern schubfest miteinander verbindenden Bindemittelma trix aufweist. Das Flachband 18 ist an seiner einen Breitseite mittels eines Klebers an der Stützenoberflä che befestigt. Die Ganghöhe h der Flachbandwendel ist dabei größer als die Bandbreite b des Flachbandes 18 gewählt.In summary, the following can be stated: The invention relates to a concrete column, in particular a round column made of reinforced concrete with a column base 12 , a column head 16 and, if appropriate, a steel reinforcement arranged in the column interior. To increase the bending and buckling strength between a support leg 12 and support head 16 in the form of a helix extending over the support surface flat band 18 is provided, the composite structure of a plurality of substantially parallel aligned carbon fibers and one of the carbon fibers has shear-resistant binding binder matrix. The flat strip 18 is attached on one broad side by means of an adhesive to the support surface. The pitch h of the flat ribbon helix is chosen to be greater than the bandwidth b of the flat ribbon 18 .
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SIKA SCHWEIZ AG, ZUERICH, CH |
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8141 | Disposal/no request for examination |