DE19741509A1

DE19741509A1 - Widened supporting head for reinforcing component is reinforced-concrete slab

Info

Publication number: DE19741509A1
Application number: DE1997141509
Authority: DE
Inventors: Hans Muess
Original assignee: Stahl & Verbundbau GmbH
Current assignee: STAHL + VERBUNDBAU GESELLSCHAFT FUER INDUSTRIELLES
Priority date: 1997-09-20
Filing date: 1997-09-20
Publication date: 1999-03-25
Anticipated expiration: 2017-09-21
Also published as: DE19741509B4

Abstract

The head forms a reinforcing component passing through the slab (1), having a cruciform steel portion contained in the concrete. The arms (5) of this portion are flat and mounted edgewise on, and are equipped at their outer ends with horizontal load-transmitting sections. The connecting portions (7) on the side surfaces of the arms engage in the surrounding concrete, and can be welded to the arms, being typically formed by headed horizontal dowels. They can be in two horizontal rows, spaced apart and one above the other.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützenkopfverbreiterung als Durchstanzbewehrung in Stahlbetonplatten, insbesondere Flachdecken und Fundamentplatten, mit einem in der Stahlbe tonplatte angeordneten Stahlkreuz aus flachen, hochkant stehenden Kreuzarmen, die an ihrem äußeren Ende mit horizontalen Lasteinleitungselementen versehen sind.The invention relates to a column head widening as Punching shear reinforcement in reinforced concrete slabs, in particular Flat ceilings and foundation slabs, with one in the steel bed steel cross arranged from flat, upright standing cross arms with at their outer end horizontal load introduction elements are provided.

Derartige Stützenkopfverbreiterungen dienen dazu, die vertikalen Lasten aus einer Stahlbetonplatte, beispielsweise einer Flachdecke, in die Stützen einzuleiten. Bei unterzuglo sen Flachdecken treten verhältnismäßig hohe, konzentrierte Schub- und Druckkräfte um die Stütze herum auf. Bei der Ausführung der Stützen als Betonstützen kann an der Deckenunterseite an der Stütze ein Pilzkopf aus Beton ausgeführt werden. Diese Verstärkung und Verdickung der Decke nach unten schränkt jedoch die ungehinderte Installationsfüh rung ein und führt zu einer Erhöhung der Schalungs- und Bewehrungskosten.Such column head widenings serve the vertical loads from a reinforced concrete slab, for example a flat ceiling into the supports. At unterzuglo Sen flat ceilings occur relatively high, concentrated Thrust and pressure forces around the support. In the Execution of the supports as concrete supports can be on the A mushroom head made of concrete on the underside of the ceiling be carried out. This reinforcement and thickening of the ceiling downward, however, limits the unhindered installation guidance tion and leads to an increase in formwork and Reinforcement costs.

Deshalb wird insbesondere bei der Verwendung von Betonstützen eine Verstärkung der Deckenbewehrung im Stützenbereich vorgesehen. Hierfür ist neben einem erhöhtem Materialaufwand vor allem auch ein erhöhter Arbeitsaufwand für die Erstellung der Durchstanzbewehrung erforderlich, der auf der Baustelle anfällt und nicht in den Bereich einer Vorfertigung verlegt werden kann.Therefore, especially when using concrete supports reinforcement of the ceiling reinforcement in the column area intended. This is in addition to an increased cost of materials above all, an increased workload for the creation the punching shear reinforcement required on site is incurred and not relocated to a prefabrication area can be.

Vor allem bei der Verwendung von Stahl-Beton-Verbundstützen und Stahlstützen wird deshalb eine bekannte Stützenkopfver breiterung verwendet, die als einstückiges, komplett vorzufertigendes Stahlbauteil ausgeführt ist, das im Anschlußbereich einer Stütze in die Flachdecke eingelegt wird. Diese bekannte Stützenkopfverbreiterung der eingangs genannten Gattung weist einen aus Winkel- oder U-Profilen bestehenden, geschlossenen äußeren Rahmen auf, der mit den Enden des Stahlkreuzes verschweißt ist und der Übertragung der Querkräfte dient. Der aus dem Rahmen und dem Stahlkreuz bestehende Trägerrost ist an einen inneren Stahlkern einer einen Stahlaußenmantel und eine Betonfüllung aufweisenden Stütze angeschweißt. Deckendurchbrüche in unmittelbarer Nähe der Stütze sind wegen des Trägerrostes nur begrenzt möglich. Die auftretenden Vertikalkräfte werden ausschließlich vom äußeren Rahmen aufgenommen; die Kreuzarme des Stahlkreuzes dienen im wesentlichen nur dazu, diese vertikalen Kräfte in die Stütze einzuleiten; sie werden auf Biegung beansprucht und müssen daher verhältnismäßig stark dimensioniert werden. Die in der Flachdecke ohnehin vorhandene Deckenbewehrung wird nicht oder nur in sehr geringem Maße zur Einleitung der Stützenkräfte herangezogen.Especially when using steel-concrete composite columns and steel columns is therefore a well-known column head widening used as a one-piece, complete prefabricated steel component is executed, which in Connection area of a column inserted in the flat ceiling becomes. This well-known column head widening of the beginning mentioned type has one of angle or U profiles existing, closed outer frame with the End of the steel cross is welded and the transmission serves the transverse forces. The one from the frame and the steel cross existing support grid is attached to an inner steel core a steel outer jacket and a concrete filling Support welded on. Breakthroughs in the immediate vicinity the support is only possible to a limited extent due to the support grate. The occurring vertical forces are exclusively from outer frame added; the cross arms of the steel cross essentially only serve to force these vertical forces in to initiate the support; they are subjected to bending and therefore must be dimensioned relatively strong. The existing ceiling reinforcement in the flat slab is not or only to a very small extent to initiate the Support forces used.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Stützenkopfverbrei terung der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß der erforderliche Materialaufwand für die Durchstanzbewehrung und insbesondere die erforderlichen Stahlquerschnitte möglichst gering gehalten werden können.The object of the invention is therefore to provide a prop head Formation of the genus mentioned so that the required material expenditure for the punching shear reinforcement and in particular the necessary steel cross sections if possible can be kept low.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kreuzarme an ihren Seitenflächen Verbundmittel aufweisen, durch die eine Verbundwirkung mit dem umgebenden Beton der Stahlbetonplatte erreicht wird. Durch diese Verbundwirkung wird der Beton im Bereich der Krafteinleitung der Stütze an der Kraftaufnahme beteiligt. Die dadurch ermöglichten wirtschaftlichen Verbundquerschnitte erfordern einen vergleichsweise geringen Materialaufwand an Stahl. Durch den Wegfall eines der Krafteinleitung dienenden Rahmens können auch größere Durchbrüche ohne Einschränkungen nahe der Stütze vorgesehen werden.This object is achieved in that the Cross arms have composite means on their side surfaces, due to a composite effect with the surrounding concrete Reinforced concrete slab is reached. Through this composite effect the concrete is in the area of the force application of the column the force involved. That made it possible economic cross sections require one comparatively low material expenditure on steel. By the Elimination of a frame serving to apply force also larger openings without restrictions near the support be provided.

Mit der Erfindung wird das bekannte Prinzip, die Durchstanz bewehrung ausschließlich als Stahlkonstruktion auszuführen, verlassen und erstmalig ein Weg aufgezeigt, das an sich bekannte Prinzip der Verbundbauweise auch zur Lösung der Durchstanzproblematik heranzuziehen, wodurch wesentliche technische und wirtschaftliche Vorteile erzielt werden. Da ein Verbundquerschnitt vorliegt, wird auch die ohnehin vorhandene Plattenbewehrung genutzt und zur Erhöhung der Tragfähigkeit des Verbundquerschnitts herangezogen.With the invention the well-known principle, the punching reinforcement to be carried out exclusively as a steel structure, abandoned and for the first time shown a way that in itself known principle of composite construction also to solve the Punching problems, which is essential technical and economic advantages can be achieved. Since there is a composite cross-section, it will be anyway existing plate reinforcement used and to increase the Load capacity of the composite cross section used.

Die Verbundmittel können mit den Kreuzarmen verschweißte Verankerungselemente sein und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Verbundmittel vorzugsweise horizontal gerichtete Kopfbol zendübel sind. Diese stellen einfach herzustellende und anzubringende Verbundmittel dar, die bei geringem Material- und Arbeitsaufwand eine hohe Verbundwirkung ergeben.The composite can be welded to the cross arms Anchoring elements and according to a preferred one Embodiment of the invention provides that the Compound means preferably horizontally directed head bolt are anchors. These are easy to manufacture and Composites to be applied, which at low Material and labor expenditure result in a high bond effect.

Vorzugsweise sind die Kopfbolzendübel in zwei angenähert horizontalen Dübelreihen im Abstand übereinander angeordnet. Dadurch wird eine besonders gute Verbundwirkung zwischen der Stahlkonstruktion und dem Beton erreicht; außerdem wirken die übereinander im Abstand angeordneten Dübelreihen zusammen mit dem Stahlquerschnitt der sie verbindenden Kreuzarme als eine Schubbewehrung in der Stahlbetonplatte.The headed dowels are preferably approximated in two horizontal rows of dowels arranged one above the other at a distance. This creates a particularly good bond between the Steel structure and the concrete reached; they also work rows of dowels arranged one above the other together with the steel cross-section of the cross arms connecting them as one Shear reinforcement in the reinforced concrete slab.

Die an den Enden der Kreuzarme angebrachten Lasteinleitungs elemente sind vorzugsweise horizontale Auflagerschuhe, die im wesentlichen die vertikalen Lasten aus der Betonplatte aufnehmen; die Weiterleitung in die Stütze erfolgt sodann über den Verbundquerschnitt.The load introduction attached to the ends of the cross arms elements are preferably horizontal support shoes, which in the essentially the vertical loads from the concrete slab record, tape; it is then forwarded to the prop over the composite cross section.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kreuzarme in ihrem Kreuzungsbereich mit einer oberen und/oder unteren Stützen platte verbunden, vorzugsweise verschweißt sind, die mit der jeweils anschließenden Stütze verbunden ist. Über diese Stützenplatte erfolgt die Krafteinleitung aus der Stützen kopfverbreiterung in den gesamten Stützenquerschnitt. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Verwendung von Stahl-Beton-Ver bundstützen, weil dabei nicht nur der aus Stahl bestehende Stützenmantel, sondern der gesamte Stützenquerschnitt und somit auch die Betonfüllung und gegebenenfalls eine weitere Bewehrung zur Krafteinleitung herangezogen werden. According to a further advantageous embodiment of the Invention is provided that the cross arms in their Crossing area with an upper and / or lower supports plate connected, preferably welded to the each subsequent support is connected. About these Support plate, the force is introduced from the supports Head widening in the entire cross section of the column. This is particularly advantageous when using steel-concrete-Ver fret supports, because not only the one made of steel Column jacket, but the entire column cross section and thus also the concrete filling and possibly another one Reinforcement can be used to apply force.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Further advantageous refinements of the inventive concept are the subject of further subclaims.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below explained, which are shown in the drawing. It shows:

Fig. 1 in einer Seitenansicht eine Stützenkopfverbreiterung in einer im Schnitt dargestellten Stahlbeton-Flachdecke, Fig. 1 in a side view of a support head widening in a direction shown in cross-section reinforced concrete flat slab,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1,

Fig. 3 in einer Darstellung entsprechend der Fig. 1 eine als Fundamentkreuz ausgeführte Stützenkopfverbreiterung und Fig. 3 in a representation corresponding to FIG. 1, a column head widening designed as a foundation cross and

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3. Fig. 4 shows a section along the line IV-IV in Fig. 3.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Stützenkopfverbreiterung ist in einer Stahlbeton-Flachdecke 1 angeordnet und verbindet eine untere Stütze 2 mit einer oberen Stütze 3. Ein Stahlkreuz 4 besteht aus vier im rechten Winkel zueinander angeordneten, aus Flachstahl bestehenden Kreuzarmen 5, die in der Kreuzmitte miteinander verschweißt sind. Die hochkant stehenden Kreuzarme 5 sind an ihren äußeren Enden jeweils mit einem horizontalen Auflagerschuh 6 verschweißt, der die vertikale Last aus der Flachdecke 1 aufnimmt und in den Kreuzarm 5 einleitet.The column head widening shown in FIGS . 1 and 2 is arranged in a reinforced concrete flat ceiling 1 and connects a lower column 2 with an upper column 3 . A steel cross 4 consists of four cross arms 5 arranged at right angles to one another and made of flat steel, which are welded to one another in the center of the cross. The upright cross arms 5 are welded at their outer ends to a horizontal support shoe 6 , which absorbs the vertical load from the flat ceiling 1 and introduces it into the cross arm 5 .

An den Kreuzarmen 5 sind beiderseits horizontale Kopfbol zendübel 7 in zwei angenähert horizontalen Dübelreihen 7a und 7b angeschweißt. On the cross arms 5 are horizontal Kopfbol zendübel 7 welded in two approximately horizontal rows of dowels 7 a and 7 b.

In ihrem Kreuzungsbereich sind die Kreuzarme 5 mit einer oberen Stützenplatte 8 und einer unteren Stützenplatte 9 verschweißt. Die obere Stützenplatte 8 ist mit der oberen Stütze 3 und die untere Stützenplatte 9 ist mit der unteren Stütze 2 verbunden. Die durch die Flachdecke 1 hindurchzulei tende Stützenkraft wird von der oberen Stütze 3 über die obere Stützenplatte 8, den Kreuzungsbereich der Kreuzarme 5 und die untere Stützenplatte 9 in die untere Stütze 2 eingeleitet, so daß die Flachdecke 1 von dieser vertikalen Stützenkraft nicht belastet wird.In their crossing area, the cross arms 5 are welded to an upper support plate 8 and a lower support plate 9 . The upper support plate 8 is connected to the upper support 3 and the lower support plate 9 is connected to the lower support 2 . The support force through the flat cover 1 is introduced from the upper support 3 via the upper support plate 8 , the crossing area of the cross arms 5 and the lower support plate 9 into the lower support 2 , so that the flat cover 1 is not loaded by this vertical support force.

Die mit den Kreuzarmen 5 verbundenen Kopfbolzendübel 7 bilden Verbundmittel, durch die eine Verbundwirkung zwischen der Stahlkonstruktion und dem Beton erreicht wird. Die Übertra gung der von den Auflagerschuhen 6 aufgenommenen vertikalen Deckenlast zur Stütze 2 erfolgt durch den von den Kreuzarmen 5 und dem umgebenden Beton gebildeten Verbundquerschnitt, wobei auch die in der Flachdecke 1 vorhandene Bewehrung zur Bildung des Verbundquerschnitts herangezogen wird. Dies führt dazu, daß im Stützenbereich ein in Fig. 2 mit strichpunktier ten Linien angedeuteter Durchstanzkegel 10 ausgebildet wird, dessen äußere Begrenzung außerhalb der Stützenkopfverbreite rung liegt.The head bolt dowels 7 connected to the cross arms 5 form composite means through which a composite effect between the steel structure and the concrete is achieved. The transfer of the vertical ceiling load to the support 2, which is taken up by the support shoes 6 , takes place through the composite cross section formed by the cross arms 5 and the surrounding concrete, the reinforcement present in the flat slab 1 also being used to form the composite cross section. This leads to the fact that a punching punch cone 10 , indicated by dash-dotted lines in FIG. 2, is formed in the support area, the outer boundary of which lies outside the support head widening.

Von einer solchen Deckenbewehrung ist in Fig. 1 nur eine obere Bewehrungslage 11 dargestellt. Wie man aus Fig. 1 erkennt, ist die obere Stützenplatte 8 im Abstand über der Ebene der benachbarten Oberkanten 5a der Kreuzarme 5 angeordnet. Die Kreuzarme 5 weisen in ihrem unter der oberen Stützenplatte 8 liegenden Bereich Durchbrüche 12 für Teile der oberen Bewehrungsmatte 11 der Plattenbewehrung auf. Dadurch kann die obere Plattenbewehrung 11 auch im Stützenbe reich ununterbrochen durchgeführt werden, was für die Unterstützung der Verbundwirkung in diesem Bereich von besonderer Bedeutung ist.Only an upper reinforcement layer 11 of such a ceiling reinforcement is shown in FIG. 1. As can be seen from Fig. 1, the upper support plate 8 is arranged at a distance above the level of the adjacent upper edges 5 a of the cross arms 5 . The cross arms 5 have openings 12 for parts of the upper reinforcement mat 11 of the plate reinforcement in their area lying under the upper support plate 8 . As a result, the upper plate reinforcement 11 can be carried out continuously in the column area, which is of particular importance for supporting the composite effect in this area.

In entsprechender Weise ist auch die untere Stützenplatte 9 im Abstand unter der Ebene der benachbarten Unterkanten 5b der Kreuzarme 5 angeordnet. Ebenso wie bei der oberen Stützenplatte 8 dient diese Maßnahme auch bei der unteren Stützenplatte 9 zusätzlich dem Zweck, daß die Stützenplatten 8 beziehungsweise 9 zwar in den Außenseiten der Flachdecke 1 liegen, daß die Kreuzarme 5 jedoch mit einer ausreichenden Betonüberdeckung in der Flachdecke 1 angeordnet sind.In a corresponding manner, the lower support plate 9 is arranged at a distance below the level of the adjacent lower edges 5 b of the cross arms 5 . Just as with the upper support plate 8 , this measure also serves the purpose of the lower support plate 9 in that the support plates 8 and 9 are in the outer sides of the flat ceiling 1 , but that the cross arms 5 are arranged with sufficient concrete cover in the flat ceiling 1 .

Die Stützen 2 und 3 sind Stahl-Beton-Verbundstützen und weisen einen mit Beton 13 gefüllten Stützenmantel 14 und gegebenenfalls eine zusätzliche innere Stahlbewehrung auf. Über die Stützenplatten 8 beziehungsweise 9 nehmen alle Teile der Verbundstützen an der Kraftübertragung teil.The columns 2 and 3 are steel-concrete composite columns and have a column jacket 14 filled with concrete 13 and optionally an additional inner steel reinforcement. Via the support plates 8 and 9, all parts of the composite supports take part in the power transmission.

In den Fig. 3 und 4 ist unter Verwendung gleicher Bezugszei chen dargestellt, daß eine Stützenkopfverbreiterung der beschriebenen Ausführung auch als Fundamentkreuz in einer Fundamentplatte 1' eingesetzt werden kann. Die untere Bewehrung 11' der Stahlbetonplatte 1' ist hierbei unterhalb des Stahlkreuzes ununterbrochen durchgeführt und trägt auch hier zu der Verbundwirkung bei, die im wesentlichen durch die beiden Reihen von Kopfbolzendübeln 7 an den Seiten der Kreuzarme 5 erzielt wird. In Fig. 4 ist auch hierbei der sich ausbildende Durchstanzkegel 10 in seinen angenäherten Abmessungen angedeutet.In FIGS. 3 and 4 is shown using the same chen Bezugszei that a column head widening of the embodiment described can also be used as a foundation cross in a base plate 1 '. The lower reinforcement 11 'of the reinforced concrete slab 1 ' is carried out continuously below the steel cross and also contributes to the composite effect which is essentially achieved by the two rows of headed dowels 7 on the sides of the cross arms 5 . In FIG. 4, the punching cone 10 that is being formed is also indicated in its approximate dimensions.

Claims

1. prop head widening as punching shear reinforcement in reinforced concrete slabs, especially flat slabs and foundation slabs, with a steel cross arranged in the reinforced concrete slab made of flat, upright cross arms, which are provided at their outer end with horizontal load introduction elements, characterized in that the cross arms ( 5 ) on their Side surfaces have composite means ( 7 ) through which a composite effect with the surrounding concrete of the reinforced concrete plate ( 1 , 1 ') is achieved.

2. prop head widening according to claim 1, characterized in that the composite means with the cross arms welded anchoring elements ( 7 ).

3. prop head widening according to claim 2, characterized in that the composite means are preferably horizontally directed head bolt dowels ( 7 ).

4. prop head widening according to claim 3, characterized in that the head bolt dowels ( 7 ) in two approximately horizontal rows of dowels ( 7 a, 7 b) are arranged one above the other at a distance.

5. prop head widening according to claim 1, characterized in that the load introduction elements at the ends of the cross arms ( 5 ) are attached horizontal support shoes ( 6 ).

6. prop head widening according to claim 1, characterized in that the cross arms ( 5 ) in their Kreuzungsbe rich with an upper ( 8 ) and / or lower support plate ( 9 ) connected, preferably welded, with the respective subsequent support ( 3 or 2 ) is connected.

7. prop head widening according to claim 6, characterized in that the support plate ( 8 or 9 ) is arranged at a distance above or below the plane of the adjacent upper edges ( 5 a) or lower edges ( 5 b) of the cross arms ( 5 ).

8. prop head widening according to claim 7, characterized in that the cross arms ( 5 ) in their under or above the support plate ( 8 or 9 ) lying openings ( 12 ) for parts of the plate reinforcement ( 11 ) of the reinforced concrete plate ( 1 ).

9. prop head widening according to claim 6, characterized in that the support ( 2 or 3 ) is a steel-concrete Ver support with an existing steel, with concrete ( 13 ) filled support jacket ( 14 ).