DE1972666U

DE1972666U - Vorgespanntes bauelement aus beton.

Info

Publication number: DE1972666U
Application number: DE1966B0066958
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr Ing Bechert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-07-01
Filing date: 1966-07-01
Publication date: 1967-11-16

Description

Vorgespanntes Bauelement aus Beton mit U-förmigem Querschnitt

Die Erfindung betrifft ein Bauelement aus Beton mit U-förmigem Querschnitt, in dessen Stegen auf Zug beanspruchte Spanndrähte angeordnet sind, die im Beton eine Druck-Yorspannung erzeugen, die bei Belastung des Elementes mindestens teilweise wieder abgebaut wird.

Als Bauelemente für Fertigteil-Konstruktionen aus Spannbeton haben sich sogenannte U-Platten, eine Plattenbalkenkonstruktion mit zwei Stegen, als sehr wirtschaftlich erwiesen, wenn diese Konstruktionsform schalungslos mittels eines G-leitfertigers im Spannbettverfahren hergestellt wird.

IJm auf große Spannweiten zu kommen, und um die Konstruktionsstärken für eine Reihe γοη Spannweiten gleichzuhalten, ist es erforderlich, daß die Spannkraft der nach dem Einbau der Elemente auftretenden Belastung, z.B. einem Biegemomentenverlauf angepaßt wird.

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Wert·

lach den bisherigen Verfahren wird dabei eine "bestimmte Anzahl von Spanndrähten, deren Anzahl und TorSpannkraft sich nach dem maximalen Moment richtet, vom Element-Anfang bis Element-Ende durchgehend mit dem Beton verbunden, so daß die gesamte Spannkraft von Element-Anfang bis Element-Ende wirksam ist, TJm unzuläßig große Beanspruchungen im Endbereich, also im Bereich geringer Momentenbeanspruchung auszuschalten werden die Spanndrähte durch im Boden verankerte Umlenkstellen dem Momentenverlauf angepaßt, d„hosder Abstand der Spannkraft von der Querachse des Bauelementes wird verändert= Die Anordnung von Umlenkvorrichtungen, die sehr große Kräfte aufnehmen müssen, kompliziert und verteuert die Herstellung „

Durch die Erfindung soll eine U-Platte geschaffen werden, bei der die Spannkraft ohne Umlenkung der Spanndrähte der späteren Belastung des Bauelementes angepaßt ist. Die erfindungsgemäße U-Platte ist dadurch gekennzeichnet, daß alle Spanndrähte bis zu den Enden der U-Platte geradlinig durchlaufen, wobei mindestens ein Draht bis zu den Enden hin im Beton eingespannt ist, während die Einspannung der weiteren Drähte von den Enden entfernt beginnt und die Einspannlängen dieser Drähte dem bei Belastung entstehenden Momentenverlauf entsprechen.

Bei einer solchen U-Platte erreicht man trotz geradlinigen Durchlaufens der Spanndrähte eine der späteren Belastung angepaßte Vorspannung. Dies vereinfacht die Herstellung wesentlich, da schwere

und teuere Uinlenkvorrichtung, deren Anordnung zudem noch an die jeweilige Länge der zu fertigenden U-Platte angepaßt werden müssen,, vermieden werden« Die Spannung eines gerade durchlaufenden Drahtes läßt sich sehr genau einhalten, was "bei Umlenlcungen infolge der Reibung an der Auflage nicht in gleichem Maße möglich ist.

Vorzugsweise sind mehrere Spanndrähte mit mehreren verschiedenen Einspannlängen vorgesehen, wobei diese Einspannlängen dem Momentenverlauf entsprechend abgestuft sind. Je mehr Drähte vorhanden sind, desto genauer kann die vorgespannte Armierung an die spätere Belastung angepaßt werden. Im einfachsten EaIl jedoch ist ein einziger über seine ganze Länge eingespannter Draht und ein weiterer nicht bis zu den Enden eingespannter Draht vorgesehen.

Die Spanndrähte sind vorteilhafterweise in den Stegen des U-Querschnittes im Bereich der späteren Zugbeanspruchung angeordnet. Die Spanndrähte liegen dann vorteilhafterweise in im wesentlichen parallel zur Platte liegenden Ebenen, wobei die am nächsten beim Stegende liegenden Drähte über die gesamte Bauelementenlänge eingespannt sind und die Einspannlänge mit zunehmender Entfernung vom Stegende abnimmt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer solchen U-Platte sind in jedem Steg in parallelen Ebenen liegende Drähte in gleicher Entfernung vom Stegende angeordnet. Dabei können in gleicher Ent-

fernung vom Stegende liegende Drähte verschiedene Einspannlängen haben. Beispielsweise können bei je drei Drähten in zwei parallelen Ebenen die äußeren Drähte über ihre gesamte Länge? die mittleren Drähte über einen gleichen Teil ihrer länge und die inneren Drähte über verschiedene Teile ihrer Länge im Beton eingespannt sein.

Die U-Platte kann in an sich bekannter Weise zusätzlich durch eine Matt&enbewehrung armiert sein, das an den Spanndrähten eingehängt ist und das entsprechend der IPorm der U-Platte U-förmig gebogen ist.

Um zu erreichen, daß die Spanndrähte nur teilweise in den Beton eingespannt werden, können diese in an sieh bekannter Weise in ihrem nicht im Beton einzuspannenden Bereich mit einer die Terbindung mit dem Beton verhindernden Umhüllung versehen sein. Eine solche Umhüllung kann beispielsweise aus Metallrohren, Kunststoffrohren, Kunststoffbändern oder aber auch aus einer geeigneten Spritzmasse, die mit dem Beton keinen Haftverbund eingeht, bestehen.

Bei der Herstellung der U-Platte werden die Spanndrähte ausgespannt und dann an den nicht im Beton einzuspannenden Stellen so behandelt, daß sie sich nicht mit dem Beton verbinden. Diese Behandlung kann beispielsweise aus einer Umhüllung der bereits beschriebenen Art bestehen. Gegebenenfalls wird anschließend eine Mattenbewehrung an den Spanndrähten eingehängt und dann die

Armierung einschließlich der Spanndrähte umgössen. Hierzu wird vorzugsweise ein schaltungsloses kontinuierliches Terfahren angewendet 5 wie es für die Herstellung von U-Platten bereits bekannt ist. Bei diesem Verfahren wird der Beton durch eine fahrbare Vorrichtung beeits so stark verdichtet? daß er nach dem Austreten aus der Vorrichtung ohne weitere Schaltung seine Form behält ο

Um schädliche Schläge bei der Entspannung des nicht eingespannten Teiles der Spanndrähte zu verhindern, werden die nicht über ihre gesamte Länge eingespannten Drähte nach Erstarren des Betons lang sam zerschnitten, so daß sich der Draht unter Fließen des geschwächten angeschnittenen Querschnittes langsam entspannt»

In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße TJ-Platte dargestellt; es zeigen;

einen senkrecht zur Längsrichtung des Bauelementes gelegten Querschnitt und

lig.2 eine schematische Darstellung der Spanndrahtarmierung,

Die Ü-Platte hat einen Mittelteil 1 und seitliche Stege 2. Der dünnste Teil des Profilquerschnittes liegt in der Mitte des Mittelteiles 1 und ist in der Zeichnung mit a bezeichnet. Von den Punkten 5 an nimmt die Dicke des Mittelteiles 1 nach außen hin zu und erreicht am Übergang zu den Stegen 2 (Eckpunkte 4) seine größte Dicke.

Die Stege 2 sind etwas nach, außen geneigt. An jeder Stegaußenseite ist eine Vertiefung 5 vorgesehen, die über Schrägflächen 6, 7 in die übrige Stegaußenwand übergeht. Die Ms jetzt "beschriebene form einer U-Platte ist an sich "bekannt. Solche U-Platten können kontinuierlich hergestellt werden, wie dies "bereits beschrieben wurde. Auch bei den bekannten U-Platten sind in den Stegen 2 aus Spanndrähten bestehende Armierungen Torgesehen. Me Torliegende Erfindung bezieht sich auf eine neuartige Armierung.

Die Spanndrahtarmierung besteht ζ J. aus in jedem Steg angeordneten sechs Spanndrähten, die mit den Bezugszahlen 8 bis 13 bezeichnet sind. An diesen Spanndrähten ist ebenfalls in an sich bekannter Weise ein Baustahlgewebe eingehängt, das entsprechend dem U-Querschnitt U-förmig gebogen ist. An den Spanndrähten 8, 10, 12 ist ein Baustahlgewebe 14 und an den Spanndrähten 9j 11? 13 ein Baustahlgewebe 15 eingehängt.

Erfindungsgemäß laufen die Spanndrähte 8 bis 13 über die gesamte Länge des Bauelementes geradlinig durch, wie dies in Pig.2 schematisch dargestellt ist. Me unterste Linie in Hg. 2 symbolisiert die Spanndrähte 8 und 9; die zweitunterste Linie die Spanndrähte 10, 11 j die dritte Linie den Spanndraht 12 und die vierte Linie den Spanndraht 13. Die Länge der Drähte ist mit 1 bezeichnet. Diese Länge entspricht auch der Länge des Bauelementes. Die dick ausgezogenen Teile der Spanndrähte stellen den Bereich dar, in dem die Spanndrähte im Beton festgehalten sind. Aus Fig,2 ist ersichtlich,

daß die Spanndrähte 8, 9 über ihre gesamte Länge im Beton festgehalten sind. Die Spanndrähte 1O₅ 11 hingegen sind nur über einen Teil ihrer Länge eingespannt. Die Einspannung "beginnt in den Entfernungen To von den Bauelement enden. Der Spanndraht 12 ist über eine noch kürzere Länge eingespannt. Die Einspannung beginnt in den Entfernungen c τοη den Bauelementenden. Die kürzeste Einspannlänge hat der Spanndraht 13» dessen Einspannung in der Entfernung d von den Bauelementenden beginnt.

Bei einer Biegebelastung der U-Platte nimmt die Beanspruchung bekanntlich nach den Enden hin ab, wenn das Element an diesen Enden unterstützt ist. Es sei angenommen, daß die Belastung so verteilt ist, daß das Biegemoment in der Mitte des Bauelementes am größten ist, was z.B. dann der Fall ist, wenn in der Mitte eine Einzelkraft P auf den Träger wirkt. Durch die Last P wird der Träger so beansprucht, daß er sich im Bereich der Stegenden zu dehnen und im Bereich des Mittelteiles 1 und im angrenzenden Bereich der Stege 2 zu stauchen versucht. Hierbei wird die durch die Spanndrähte 8 bis 13 hervorgerufene Vorspannung mindestens teilweise abgebaut. Die erfindungsgemäße Armierung ist so ausgelegt, daß bei der zu erwartenden Belastung die Druckkräfte über die gesamte Länge der Stegenden ungefähr gleich bleibt. Dies wird dadurch erreicht, daß in der Nähe der Stegenden eine geringere Torspannkraft aufgebracht ist (nur die Spanndrähte 8, sind über ihre gesamte Länge, also bis zum Ende hin, eingespannt), während in der Mitte die größte Druckvorspannung besteht.

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Bauelementes wird wie bereits beschrieben vorgegangen, d.h. die zuerst ausgespannten Spanndrähte 8 bis 13 werden in den Bereichen b, c und d so behandelt, daß sie sich nicht mit dem Beton verbinden können, wozu am einfachsten eine Umhüllung verwendet wird«, Es werden zweckmäßiger» weise mehrere Träger auf einmal hergestellt. In diesem Falle wechseln an den Drähten 10, 11, 12 und 13 umhüllte Bereiche mit nicht umhüllten Bereichen ab. Beim Aufteilen in die einzelnen Abschnitte werden die Drähte 10, 11, 12, 13 so langsam zerschnitten, daß der Draht an der Schnittstelle langsam fließen kann. Man vermeidet hierdurch Stöße, die durch eine plötzliche Entspannung der nicht im Beton festgehaltenen Bereiche b_s c und d entstehen könnten,

Als Beispiel sei angegeben, daß bei einer Breite B von ca. einem Meter, einer Höhe H von ca. 35 cm und eine länge 1 von ca. 14 Metern die Spannungen in den Spanndrähten 8, 9 je 10,1 Tonnen, in den Drähten 10, 11 je 9,95 Tonnen und in den Drähten 12, 13 je 9,8 Tonnen sind. Die Maße b,c,d sind dann wie folgt ι

b = 1 j75 mj c = 3,15 m; d = 4₅5O m.

Claims

- 9 Schutzansprüche;

1. Bauelement aus Beton mit TJ-förmigem Querschnitt, in dessen Stegen auf Zug beanspruchte Spanndrähte angeordnet sind, die im Beton eine Druck-Yorspannung erzeugen, die bei Belastung des Elementes mindestens teilweise wieder abgebaut wird, dadurch gekennzeichnet 5 daß alle Spanndrähte (8 bis 13) bis zu den Enden der U-Platte geradlinig durchlaufen, wobei mindestens ein Draht (8, 9) bis zu den Enden hin im Beton eingespannt ist, während die Einspannung der weiteren Drähte (10 bis 13) von den Enden entfernt (Entfernungen b, c, d) beginnt und die Einspannlängen dieser Drähte dem bei Belastung entstehenden Momentenverlauf entsprechen.

2ο Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Spanndrähte (8 bis 13) mit mehreren Einspannlängen vorgesehen sind, wobei diese Sinspannlängen der Belastung, z.B. einem Momentenverlauf entsprechend abgestuft sind.

3. Bauelement nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Steg (2) in parallelen Ebenen liegende Drähte in gleicher Entfernung vom Stegrand angeordnet sind.

4. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in gleicher Entfernung vom Stegrand liegende Drähte (12, 13) verschiedene Einspannlängen (l - 2c bzw. 1 - 2d) haben, beispielsweise daß bei je drei Drähten in zwei Ebenen die äußeren Drähte (8_? 9)

einen

über ihre gesamte Länge, die mittleren Drähte (10, 11) über/gleichen

- 10 -

Ji f 4 - 10 -

Teil ihrer Länge und ron den inneren Drähten (12_S 13) der nach dem Hohlraum des TJ-Profiles zu liegende Draht (12) eine größere Einspannlänge (1 - 2c) hat als der der Außenseite des U-Profiles zu liegende Draht (13)=

5. Bauelement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das U-Profil ein diesem angepaßtes und an den Spanndrähten (8 bis 13) eingehängte Baustahl-Mattenarmierung (14₅ 15) eingebettet ist»

6„ Bauelement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche j dadurch gekennzeichnet, daß die Spanndrähte (8 bis 13) in ihrem nicht in Beton eingespannten Bereich (b, c, d) in an sich bekannter Weise mit einer die Verbindung mit dem Beton verhindernden Umhüllung versehen sind_? welche Umhüllung beispielsweise aus Metallrohren, Kunststoffrohrenj Kunststoffbändern oder einer Spritzmasse besteht.