DE20001487U1 - Connection between a column and a bending beam in a steel-concrete composite structure - Google Patents

Connection between a column and a bending beam in a steel-concrete composite structure

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Description

DIPL.-ING. F. W. MOLL · DIPL.-ING. H. CH. BITTERICHDIPL.-ING. F. W. MOLL · DIPL.-ING. H.CH. BITTER ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMTADMISSIONS BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE LANDAU/PFALZLANDAU/PALATINATE

26.01.2000 M/Mr.26.01.2000 M/Mr.

Dyckerhoff & Widmann Aktiengesellschaft, 81902 MünchenDyckerhoff & Widmann Aktiengesellschaft, 81902 Munich

Verbindung zwischen einer Stütze und einem Biegeträger in einem Stahl-Beton-Verbundbauwerk Connection between a column and a bending beam in a steel-concrete composite structure

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Beschreibung:Description:

Die Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen einer Stütze und einem Biegeträger in einem Stahl-Beton-Verbundbauwerk gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.The invention relates to a connection between a column and a bending beam in a steel-concrete composite structure according to the preamble of claim 1.

Während im klassischen Stahlhochbau die einzelnen "Stäbe" einer solchen Konstruktion an den Knotenpunkten gegebenenfalls auch mittels Knotenblechen miteinander verschweißt bzw. verschraubt werden, finden in der sogenannten Stahl-Beton-Verbundbauweise immer mehr Kombinationssysteme von Stahlträgern und Bauwerksteilen aus Beton Anwendung, insbesondere bei mittleren bis leichten Konstruktionen, wie z.B. Industriebauten, Parkhäusern, Geschossbauten und dergleichen.While in classic steel construction the individual "bars" of such a structure are welded or screwed together at the nodes using gussets, if necessary, in the so-called steel-concrete composite construction, more and more combination systems of steel beams and structural components made of concrete are being used, especially in medium to light constructions, such as industrial buildings, parking garages, multi-story buildings and the like.

Große Verbreitung bei der Ausbildung von Geschossdecken bei solchen Bauwerken hat zum Beispiel die Kombination von Stahlprofilträgern mit Betonelementen gefunden, wobei die Stahlträger die waagerechten Verbindungsglieder zwischen benachbarten senkrechten Stützen aus Profilstahl sind und als Auflager für Deckenelemente aus Beton dienen. Wenn auch die Stahl-Beton-Verbundbauweise bei horizontalen Biegeträgern, bei denen die Zugkräfte dem Stahl und die Druckkräfte dem Beton zugewiesen werden, vorteilhaft eingeführt ist und im allgemeinen auch zu einer wirtschaftlichen Bauweise führt, so wurden doch die Anschlüsse der Biegeträger an die Profilstahlstützen bislang lediglich im Bereich der Stahlkonstruktion ausgeführt, für welche die Betondeckplatte lediglich eine "tote" Last bedeutet.For example, the combination of steel profile beams with concrete elements has become widespread in the construction of floor slabs in such buildings, with the steel beams being the horizontal connecting links between adjacent vertical columns made of profile steel and serving as supports for concrete ceiling elements. Although the steel-concrete composite construction method has been introduced advantageously for horizontal bending beams, in which the tensile forces are assigned to the steel and the compressive forces to the concrete, and generally leads to an economical construction method, the connections of the bending beams to the profile steel columns have so far only been made in the area of the steel structure, for which the concrete cover plate merely represents a "dead" load.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, im Zuge der Anwendung der Stahl-Beton-Verbundbauweise im Hochbau zu wirtschaftlicheren Konstruktionen insbesondere im Bereich der Verbindung zwischen den Stützen und den Biegeträgern zu gelangen.Against this background, the invention is based on the object of achieving more economical constructions in the course of applying the steel-concrete composite construction method in building construction, particularly in the area of the connection between the supports and the bending beams.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments arise from the subclaims.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist, dass beim Anschluss von Biegeträgern an Stahlstützen durch Anordnung von Bewehrungselementen in der Betondeckplatte auch diese zur Aufnahme der Biegemomente herangezogen werden kann. Diese Bewehrungselemente sind einerseits im Bereich der Betondeckplatte durch Verbund verankert, können zugleich aber nach Art des Stahlbaus mittels Verschraubung an die Stütze angeschlossen werden. Hierdurch ergibt sich eine teilweise Einspannung der Biegeträger in die Stützen, die durch eine einfachere Knotenausbildung und Verbesserung der Gebrauchstauglichkeit zu einer wirtschaftlicheren Konstruktion führt.The main advantage of the invention is that when connecting bending beams to steel columns, the concrete cover plate can also be used to absorb the bending moments by arranging reinforcement elements in the concrete cover plate. These reinforcement elements are anchored in the area of the concrete cover plate by bonding, but can also be connected to the column by screwing in the manner of steel construction. This results in the bending beams being partially clamped into the columns, which leads to a more economical construction due to a simpler node formation and improved serviceability.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn erfindungsgemäß als Bewehrungselement ein Bewehrungsstab mit warmgewalzten schraubenlinienförmig verlaufenden und Teile eines Gewindes bildenden Rippen verwendet wird, wie er beispielsweise aus DE-AS 17 84 630 bekannt ist. Ein solcher Bewehrungsstab ist für die Aufgaben des Stahlbetonbaus und des Stahlbaus in gleicher Weise geeignet; er kann, wenn die Abmessungen der Rippen der im Stahlbetonbau geforderten bezogenen Rippenfläche entsprechen, sowohl als Betonrippenstahl, wie auch als Schraubenbolzen eingesetzt werden, wo er sich durch Aufschrauben von Verankerungselementen, wie z.B. Gewindemuttern, verankern lässt.It is particularly advantageous if, according to the invention, a reinforcing bar with hot-rolled ribs running in a helical shape and forming parts of a thread is used as the reinforcing element, as is known, for example, from DE-AS 17 84 630. Such a reinforcing bar is equally suitable for the tasks of reinforced concrete construction and steel construction; if the dimensions of the ribs correspond to the relative rib area required in reinforced concrete construction, it can be used both as a reinforcing ribbed steel and as a screw bolt, where it can be anchored by screwing on anchoring elements such as threaded nuts.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 eine schrägbildliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Knotenausbildung,Fig. 1 is an oblique view of a knot formation according to the invention,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die Knotenausbildung nach Fig. 1 mit Ansicht des Biegeträgers undFig. 2 a vertical section through the node formation according to Fig. 1 with a view of the bending beam and

Fig. 3 einen entsprechenden Schnitt mit Querschnitt durch den Biegeträger.Fig. 3 shows a corresponding section with cross section through the bending beam.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Biegeträger 1 an eine Stütze angeschlossen. In dem Biegeträger 1 bildet ein Stahlträger 3 mit Obergurt 4, Untergurt 5 und Steg 6 mit der aufgelegten Betondeckplatte 7, die durch Dübel 8 im Obergurt 4 verankert ist, eine Verbundkonstruktion. Die Stütze 2 besteht aus einem üblichen Walzprofil mit zwei Flanschen 9 und einem Steg 10.In the embodiment shown, a bending beam 1 is connected to a support. In the bending beam 1, a steel beam 3 with upper flange 4, lower flange 5 and web 6 forms a composite structure with the laid-on concrete cover plate 7, which is anchored in the upper flange 4 by dowels 8. The support 2 consists of a conventional rolled profile with two flanges 9 and a web 10.

In die Betondeckplatte 7 sind über eine gewisse Strecke zwei Bewehrungselemente 11 eingelegt, die zueinander und zu dem Stahlträger 3 parallel verlaufen und in Richtung auf die Stütze 2 über das Ende des Stahlträgers hinausragen. Die über das Ende des Stahlträgers 3 überstehenden Enden 12 der Bewehrungselemente 11 sind mit Gewinden versehen, so dass die Bewehrungselemente 11, die in die Betondeckplatte 7 mit Verbund eingebettet sind, mittels einer Verschraubung 13 aus Muttern und Gegenmuttern mit dem ihnen zugewandten Flansch 9 verschraubt werden können. Zugleich wird der Stahlträger 3 über eine Stirnplatte 14 und Schrauben 15 in an sich bekannter Weise mit der Stütze 2 verbunden.Two reinforcement elements 11 are inserted into the concrete cover plate 7 over a certain distance, which run parallel to each other and to the steel beam 3 and protrude beyond the end of the steel beam in the direction of the support 2. The ends 12 of the reinforcement elements 11 protruding beyond the end of the steel beam 3 are provided with threads so that the reinforcement elements 11, which are embedded in the concrete cover plate 7 with a composite, can be screwed to the flange 9 facing them by means of a screw connection 13 made up of nuts and lock nuts. At the same time, the steel beam 3 is connected to the support 2 in a manner known per se via a front plate 14 and screws 15.

Die Bewehrungselemente 11 erfüllen zwei Funktionen; sie sind einerseits wie übliche Betonrippenstähle durch Verbund in der Betondeckplatte 7 verankert, wirken also an der Aufnahme von Biegemomenten mit, können aber andererseits wie im Stahlbau übliche Gewindebolzen an Stahlteile angeschraubt werden.The reinforcement elements 11 fulfil two functions; on the one hand, they are anchored in the concrete cover plate 7 by bonding like conventional ribbed concrete steels, thus contributing to the absorption of bending moments, but on the other hand they can be screwed to steel parts like threaded bolts commonly used in steel construction.

Diese doppelte Funktion wird in besonders sinnfälliger Weise durch einen Betonbewehrungsstab erfüllt, der mit warmgewalzten schraubenlinienförmig verlaufenden Rippen versehen ist, die Teile eines Gewindes bilden. Wenn diese Rippen auch nach den Vorschriften für einen Betonrippenstahl geformt sind, erfüllt dieser Bewehrungsstab die an einen solchen zu stellenden Anforderungen, istThis dual function is fulfilled in a particularly obvious way by a concrete reinforcement bar provided with hot-rolled helical ribs that form parts of a thread. If these ribs are also formed in accordance with the requirements for a rebar, this reinforcement bar meets the requirements to be placed on such a bar,

aber ohne weiteres auch gegenüber einem Stahlteil, wie z.B. der Stütze 2, gegenüber durch eine Schraubverbindung fixierbar. Die gleichen Wirkungen würden auch durch einen üblichen Betonrippenstahl erreichbar sein, wenn auf dessen überstehendes Ende in an sich bekannter Weise ein Schraubgewinde aufgeschnitten oder aufgewalzt wird.but can also be easily fixed to a steel part, such as support 2, by means of a screw connection. The same effects could also be achieved with a conventional rebar if a screw thread is cut or rolled onto its protruding end in a known manner.

Claims (4)

1. Verbindung zwischen einer Stütze und einem Biegeträger in einem Stahl- Beton-Verbundbauwerk, wobei die Stütze aus einem Stahlprofil und der Biegeträger als Verbundkonstruktion aus einem Stahlträger mit obenliegender Betondeckplatte ausgebildet sind, gekennzeichnet durch mindestens ein innerhalb der Betondeckplatte (7) angeordnetes, vorwiegend auf Zug beanspruchtes Bewehrungselement (11), das mit Verbund in die Betondeckplatte (7) eingebettet und mittels Verschraubung (13) an die Stütze (2) angeschlossen ist. 1. Connection between a support and a bending beam in a steel-concrete composite structure, wherein the support is made of a steel profile and the bending beam is designed as a composite construction of a steel beam with a concrete cover plate on top, characterized by at least one reinforcement element ( 11 ) arranged within the concrete cover plate ( 7 ), which is predominantly subjected to tensile stress, which is embedded in the concrete cover plate ( 7 ) and connected to the support ( 2 ) by means of a screw connection ( 13 ). 2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Bewehrungselement (11) parallel zu dem Biegeträger (1) verläuft. 2. Connection according to claim 1, characterized in that the at least one reinforcement element ( 11 ) runs parallel to the bending beam ( 1 ). 3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewehrungselement (11) ein Betonrippenstahl ist, der an einem Ende mit einem Schraubgewinde versehen ist. 3. Connection according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforcing element ( 11 ) is a ribbed concrete steel which is provided with a screw thread at one end. 4. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewehrungselement (11) ein Bewehrungsstab mit warmgewalzten, schraubenlinienförmig verlaufenden Rippen ist, die zumindest an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Stabumfanges angeordnet sind und Teile eines Gewindes bilden, auf das Verankerungsmittel aufschraubbar sind. 4. Connection according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforcing element ( 11 ) is a reinforcing bar with hot-rolled, helically extending ribs which are arranged at least on two opposite sides of the bar circumference and form parts of a thread onto which anchoring means can be screwed.
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