DE2009420C3 - Verbundkonstruktion aus Betonteilen und Stahlträgern - Google Patents

Verbundkonstruktion aus Betonteilen und Stahlträgern

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DE2009420C3 DE2009420A DE2009420A DE2009420C3 DE 2009420 C3 DE2009420 C3 DE 2009420C3 DE 2009420 A DE2009420 A DE 2009420A DE 2009420 A DE2009420 A DE 2009420A DE 2009420 C3 DE2009420 C3 DE 2009420C3
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    • E04B2005/237—Separate connecting elements

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbundkonstruktion aus Betonteilen und Stahlträgern, bei der mit den Stahlträgern als Dübel wirkende, in das Betonteil einbetonierte Kopfbolzen verbunden sind, um deren Unteren Bereich ein Hohlraum vorgesehen ist.
Bei einer bekannten Verbundkonstruktion der genannten Art (deutsche Aiislcgeschrift Nr. I 171 9-14. F i g. 7) ist das auf der Kopfseite gelegene Ende des Bnlzenschafls unmittelbar in den Beton eingebettet und ist somit über eine bestimmte Länge eingespannt. Eine Relativbewegung zwischen dem Betonteil und dem Stahlträger hat dabei zur Folge, daß der Kopfbolzen in dem Bereich zwischen der Einspannstelle 6g und dem Stahlträger elastisch gebogen wird, während das eingespannte Ende das Biegemoment aufzunehmen hai. wodurch die Gefahr bestellt, daß der den Sch-'l unmebeiule Bereich des Iktou.·, hei Ulm schrdluiiii "eines bestimmten Moments, insivMiiuli.-nin dem Bm-icli nahe dem Hohlraum, ausbricht.
Der Erfiüdung liegt die Aufgabe zugrunde, ein·. Vi.vhiirwJknp.Mrur.iion zu schaffen, hei tier ein Au.-, hredK'ii von Beton im Bereich der Kopfbolzen sdhsi bei sirößeren Helium!1,·:·!! nicht mehr auftritt.
E*rfindun'isgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sich""der Hohlraum über den gesamten ein betonierten Bereich des Bo!,:cnschafts ersueek; ui»t] von einem vom Kopf bis zu dem Stahlträger reichenden Distanzstück erzeugt ist, das einen an den Kon' anschließenden zylindrischen Abschnitt aufweist, dci in einen kegelstumpfförrrig sich erweiternden Abschnitt übergeht. Di-J Erfindung macht dabei vom einem Distanzstück (USA.-Patentschrift 1662 8%; Gebrauch, das als tellerförmige Scheibe ausgebildet ist. welche den nahe dem Träger befindlichen Bolzenkopf umgibt. Dieses scheibenförmige Distanzslück ist nicht geeignet, den Bolzen von Scherkräften z>> entlasten und so ein Ausbrechen des Betons zu ver hindern.
Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion kam; sich einmal der Bolzenkopf bei Beanspruchung gegen das Distanzstück abstützen, so daß ein Ausbrechen des Betons um den Bolzenkopf herum weitgehend verhindert wird. Die Schubkraft wird nicht unmittelbar auf den Beton, sondern durch das Anlegen des Bolzenscnafts gegen die Innenseite des zylindrisehen Absehnitts des Distan'zstücks über dieses auf eine »rößere Betonfläche übertragen. Die dadurch entstehende Anpreßkraft verteilt sich über die gesamte Länge des zylindrisehen Abschnitts, so daß Spannungsspitzen, die bei der bekannten Konstruktion insbesondere am Anfang der Einspannstelle auftreten, vermieden werden. Ein Ausbrechen von Beton ist bei der erfindungsgemäßen Konstruktion selbst bei starken Belastungen weitgehend verhindert. Die auf den Bolzenschaft einwirkenden Scherkräfie sind vermindert, da sich der Bolzen entsprechend einer Biegelinie verformen kann. Ein weiterer Vorteil der Erfindung-^ besteht darin, daß beim Eindrehen von mit einer X Bolzenspitze versehenen Kopfbolzen mit Hilfe von Maschinenschrauben oder Eintreiben oder Einschießen von entsprechend ausgebildeten Kopfbolzen das Distanzstück, an dessen Oberseite der Kopf anschlägt, auf einfache Weise die Befestigungstiefe begrenzt. Vorzugsweise ist der lichte Durchmesser des zylindrisehen Abschnitts des Distanzstücks gleich oder etwas kleiner als der Durchmesser des Schaftes des Kopfbolzens. Im letzteren Fall wird dadurch eine feste Klemmverbindung zwischen dem Distanzstück und dem Bolzen erzielt. An Stelle dieser Klemmverbindung kann zum Herstellen einer Verbindung zwischen dem Bolzen und dem Distanzstück dieses am freien Ende des zylindrisehen Absehnitts einen radial nach innen gerichteten ringförmigen Absatz aufweisen, der in eine an den Kopf anschließende Ringnut am Schaft des Kopfbolzens eingreift.
Der Kopfbolzen kann eine Bohrspitzc aufweisen, so daß ein problemloses Eindrehen des Bolzens in den Träger möglich ist. Dabei kann unter dem Distanzstück auf dem Schaft des Kopfbogens ein zylindrisches Zwischenstück vorgesehen sein, das vom Kopf des Kopfbolzens bis zumindest nahe an die Ebene des Endes des kegelstumpfförmigen Abschnitts des Distanzstücks reicht. Durch diese Maßnahme kann verhindert werden, daß in das Distanzstück
iMiuinnuciuier Betör, bis .'.um SclirauhcnsclKil't vnrtliiiiut.
Kur Verhinderung eines Ai'fwciieiis bzw. E.inivißi ns (!es uiik'i en indes dos Lüstan/stücks kann .im Ende lies kegelsiiimpffiirniigen Abschnitts ein quer /u seiiier Mittelachse gerichteter Versiäikungsunsalz \orjiesehen sein. Der Versiiirkungsausatz kann als radial nach außen gerichteter Flansch ausgebildet sein.
Die Erlindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen im Hand der Zeichnung besehrieben.
Fs zeigt
F i g. I einen Schnitt durch eine in Verbundkons-truktion hergestellte Decke,
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus Fig. 1,
Fig. 3 das Befestigungselement mit Distanzsiück in en'or Ansieht, teilweise im Schnitt,
Fig. 4 ι in anderes ficfcstigungselcrnent mit Disianzstück in Liner Ansicht, teilweise im Schnitt.
F ·. g. 5 einen Schnitt durch eine andere Aus fünrungsform einer Verbundkonstruktion.
Fig. 6 bis 11 Teilscliniiidarsteliungen anderer Ausführungsformen mit abgewandelter! Distanz-Uükken und
Fig. 12 bis 14 TeilschniUdarstelhingen weiterer Aiisfiihrungsbeispiele von Befestigungselemente!! mit verschiedenen Formen von Kopfbolzen.
Die in F i g. 1 dargestellte, in Verbundkonstruktion gefertigte Gebäudedecke weist einen Stahlträger 20 mit einem Flansch 22. eine Trapezblechaufla-'e. als Wellblech 24 bezeichnet. Befestigungselemente 26 und ein Betonteil 28 auf. Der Stahlträger 20 hat die Form eines Doppel-T-Trägers.
Diese Form wird im allgemeinen wegen ihres kleinen Verhältnisses von Gewicht zu Belastbarkeit gewählt. Dns Wellblech 24, das mit seinen Wellungen c|uer zur Achse des Stahlträgers 20 gerichtet ist, kann :ius viTz'nktem Stahl gefertigt sein. Es kann auch aus verstärktem Asbest gefertigt sein. Andere Werkstoffe, sofern sie feuerfest sind, sind denkbar.
Das Befestigungselement 26 umfaßt einen Bolzenschaft 40 mit einem Kopf 42, Mitteln zur Befestigung lies Bolzenschaftes 40 auf dem Stahlträger 20 und ein Distanzstück 44. In dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispicl ist der Bolzenschaft 40 des Kopf liolzens über einen erheblichen Teil seiner Län^e mit Gewinde 46 und mit einem scheibenartigen Flansch 48 nn dem als Sechskantkopf ausgebildeten Kopf 42 versehen, um eine möglichst große Anlagcfläche z.i bilden, auf deren Zweck noch eingegangen wird. Um ein Verbinden des Kopfbolzens mit dem Stahlträger zu erleichtern, ist eine Bohrspitze 49 am Bolzenen Jc vorgesehen. Ein erheblicher Teil der axialen Länge des mit Gewinde 46 versehenen Bolzcnschafts 40 ist von dem Distanzstiick 44 umgeben. Das Distanzstiick 44 umfaßt einen sich kegelstumpfförmig erweiternden Abschnitt 50 und einen zylindrischen Abschnitt 52, der sich einstückig an den kleineren Querschnitt des kegelstumpfförmigen Abschnitts 50 anschließt. Der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 52 ist gleich oder etwas kleiner als der Außendurchmesser des Gewindes 46, so daß der Bolzenschaft 40 mit einem Klcmmsitz mit dem Distanzstück 44 zusammengehalten ist. Das Distanzsiück 44 kann gezogen sein oder, wie im vorliegenden Ausführungsbeispicl, als gerolltes Teil ausgebildet sein, wobei die Konten an der Trennstelle aneinander anliegen, im \inliegenden Aii-.riihruiiiinlvispicl wird ein Müschineiischraiiber an den Seclv.kaniilädien des lliil/eiikiipfs 42 anpescizi und die P.nhrspii/L 49 in kontakt mil einem am Stahlträger 20 aiiiiei'.L-iKien Absdiniit 30 zwisduη /«ei Profiisdieiieln 32 ties Wellblechs 24 gebracht. Das Befestigungselement Ki \sird dann so weit eingeschraubt, bis die untere Kante des konisch sich erweiternden Abschnitts 50 ir Anlage an dii: Oberfläche des Wellcnbleehs 24 gelangt.
ι·" v.o'noi der Flansch 48 sich last an ilen zylindrischen Anschnitt 52 des Distanzsliicks 44 anlegt. An diesem Punkt rauet die Drehmomen'kupphmg des Masehinenschraubers aus, und die fiinschiaub'newcgung hön auf. Der mit dem Gewinde 4f> versehene Bolzenschaft 40 ist somit voii einem (lurch das Distanzstück 44 gebildeten, gegen seine Umgebung über einen erheblichen Teil seiner axialen Länge isolierenden Hohlraum umgeben. Der Kopfbolzen ist also an cli-n Anlaueslellen des kegelstumpfförmigen Ah-
=o Schnitts 50 an der Oberfläche des Wellblechs 2·! und des zylindrischen Abschnitt" 52 an den Kopf 42 abgedichtet. Danach wird Beton aufgebracht, wobei das Befestigungselement 26 eingekapselt wird. Vorzugsweise hat das Befestigungselement Ifi eine solche axiale F.rstreckung, daß der Kopf 42 an oder ober- !■a!b einer Ebene sich befindet, die durch die Profilscheitel 32 des Wellblechs 22 geht.
Es verstellt sich, daß andere Anen von Kopfbolzen für das Befestigungselement verwendet werden könneu. für die das Wellblech und der Stahlträger vorgebohrt oder an der Baustelle gebohrt werden. Ein Bolzenschaft mit Anschweißende kann auch an den Flansch 22 angepunktet werden. Fine andere Möglichkeit besteht darin, einen Treibzapfen zu verwenden, wobei mit Hilfe einer Hydraulik- oder Explosivkraft der Kopfbolzen durch das Wellblech und den Stahlträger gedrückt wird, wobei das Distanzstiick 44 die Durchdrückbewcg'ing begrenzt. Andere Möglichkeiten werden im nachfolgenden noch be-
40 schrieben.
In F i g. 4 bis 14 sind verschiedene Arten von Distanzstücken 44 cbis 44 /1.44 /, *A p, 44 q in Verbindung mit verschiedenen Kopfbolzenfon/ien gezeigt. Während bei dem in F i g. 1 bis 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem zylindrischen Abschnitt 52 und dem mit Gewinde 46 versehenen Bolzenschaft 40 vorgesehen ist, um die beiden Teile zusammenzuhalten, kann es erwünscht sein, eine formschlüssige Verbindung vorzusehen, die eine axiale Relativbewegung zwischen dem Distanzstück und dem Zapfen verhindert und dabei jedoch eine Drehbewegung zwischen den beiden Teilen gestattet.
In F i g. 4 ist ein Gewindesciiaft 40 mit einer gewindelosen Ringnut 60 am Kopf dargestellt, die zur Aufnahme eines nach innen gerichteten flanschartigen Ansatzes 62 dient, um die beiden Teile zusammenzuhalten.
Mine weitere Ausfiilirung.sform ist in Fig. 5 tiargestellt, wobei der am Stahlträger anliegende Abschnitt 30r zu einem einstiickic;er» Distanzstiick 44 c nach oben gedruckt ist. das einen kegclstumpfförmigen Abrchnitt 50c und einen zylindrischen Abschnitt 52 c umfaßt, welche:; den Bolzenschaft 40r von dem (nicht dargestellten) Beton freihält.
Wie bereits erwähnt, kann das Distanzstiick 44 eine geteilte Hülse sein. Wenn eine sehr große Axialkrr.it auf die Hülse einwirkt, kann die Hülse sich
peripher ausweilen, so dall lktnii in den Hohlraum um den Bolzenschafl gelangen kann, lim diese Mögliehkeit auszuschließen, kann eines der in I· i g. 6 his S gezeigten Ausfühningsbeispicle verwendet werilen. In I·' i g. (i ist das Dislan/siiiek 44</ mit einem sieh axial erstreckenden zylindrischen Zwischenstück HO \ersehen, hei dem es sich um eine entgegengesetzt gerichtete Verlängerung des oberen zylindrischen Abschnitts 52i/ handelt. Das untere linde des Zwischenstücks HO reicht bis nahe an die libenc lies unteren lindes des Abschnitts 50(/ heran, so daß dieser Abschnitt 50</ nach außen federn kann, um elastisch Kräfte aufnehmen zu können, ehe das linde des Zwischenstücks 80 am Wellblech 24 anliegt und die axiale liinddrehhewcgung des Bolzenschafts 40c/ beendet.
Die in F i g. 7 gezeigte Abwandlung macht von einem getrennten zylindrischen Zwischenstück H2 Gebrauch, das sich im wesentlichen über die axiale lunge des Distanzstücks 44c erstreckt. .
Die in 1· i g. H gezeigte Abwandlung macht vom gleichen Prinzip (ichrauch, wobei, unabhängig vom Distan/slück 44/, ein Schaftteil 70/ mit größerem Querschnitt, der eine Schulter 72/ an seinem Obergang zum Bol/cnschaft 40/ bildet, vergesehen ist. Die Schulter 72/ bildet den Anschlag, tier das axiale Maß festlegt, um das der Bolzenschaft 40/ in den Stahlträger 20/ eingeschraubt werden soll, um damit die axiale Spannkraft zu begrenzen, die auf das Distanzstiick 44/ ausgeübt wird.
Wm bei einem Schrägstellen des Bolzensehafts 40« das Abdichten zu erleichtern, ist es zweckmäßig, eine konische oder leicht sphärische Klemmfläche 86 am !•"lausch 48,? vorzusehen, wie Fig. l) zeigt, so daß der Kopf 42# sich relativ zum Distanzstück 44,? verlagern kann.
I'm die Festigkeit bei einem dünneren Mantel zu erhöhen, kann ein sich seitlich erstreckender Ver släikungsansalz 1JO in Form eines Flansches an I)istanzslüek44/; vorgesehen sein, wie das in F i g. K dargestellt ist. Der Flansch wirkt einer Querschnitts .j Verformung entgegen und bildet ferner jinen FuI zur Anlage an der Oberfläche lies Wellblechs, lim ähnliche Verstärkung wird durch einen nach iiinei gerollten Vcrslärkungsansatz 92 au der unlciei Kante des Abstandsstück 44/ gemäß der Darstcllum
in in F i g. 11 gebildet. Fin solcher eingerollter Rand er höhl die radiale Festigkeit und sorgt für einen Linien kontakt, um eine verbesserte Dichtung gegenübei dem Wellblech eingehen zu können.
Hei dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungsbei spiel ist der Bolzenschaft 40/1 mil dem liiiile 111) mi dem Stahlträger 22n verschweißt. Der Kopf 42/1 h;i in diesem Ausfülmingsbeispiel die Form einer Kugel Wenn der Kopf 41n vom Beton umgeben ist. ent steht eine Art Kugelgelenk Verbindung /wischen den Kopf 42/1 und dem Beton, die ein freie; Beweget des Bol/ensehafts 40/1 unter extremen Bewegung·- bedingungen zwischen den verschiedenen Schichte! der Konstruktion gestattet.
In F ig. 13 ist ein Kopfbolzen mit Distan/sliiek 44/ dargestellt, der mit seinen: freien linde 11(1/) an geschweißt ist und einen Kopf 42/) in der Form eine1 I.in'icnkopfes hat. Die Funktion dieses Kopfes 42/ ist ähnlich der des Flansches, nämlich eine brein Angriffsfläche für den Beton in bezug au;: die Zug festigkeit zu bilden.
Das in Fig. 14 gezeigte Aiisfiihrungsbeispiel maclii von einem eintreibbaren Kopfbolzen Gebniuch. des sen Bolzcnschaft 4Or/ eine Kintreibspilze 120 luil welche mit Hilfe hydraulischer oder explosiver Ktafi das Wellblech 24q und den Stahlträger 22 </ durch schlägt, wobei das Distanzstück 44q dazu dient, du axiale Bewegung des Bolzcnschafts 4Oi/ zu begrenzen
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verhundkoiistmksiim jus BcuiiHcileu und Stahlt rligeni. bei der mti den Stahlträgern als Ijü- ü |ie! uirU ndc, in d;is BeUinteil cinbeinnierto Kop! liolzen verbunden sind, um deren unteren Beieich ein Hohlraum vorgesehen ist, dadurch g e-It e η η / e i c h η e t. daß sieh der Hohlraum über «Jen gesamten einbetonierten Bereich des Bolzen- υ ichaftes (40) erstreckt und vor. Hnem vom Kopf (42) bis zu dem Stahlträger (20) reichenden Pistanzstück (44) erzeugt ist, das einen an den Kopf (42) anschließenden zylindrisehen Abschnitt (52) aufweist, der in einen kegelstumpfförmia sich erweiternden Abschnitt (50) übergehi.
2. Verbundkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Durchmesser des zylindrisehen Absehnitts (52) des Distanzstücks (44) gleich oder geringfügig kleiner als der Durchmesser des. Schaftes (40) des Kopfbogens ist.
3. Verbundkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzstück (44) ;im freien Ende des zylindrisehen Absehnitts (52) einen radial nach innen gerichteten ringförmigen Ansatz (62) aufweist, der in eine an den Kopf anschließende Ringnut (60) am Schaft (40) des Kopfbolzens eingreift.
4. Verbundkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfbolzen eine Bohrspitze (49) aufweist und daß unter dem Distanzstück auf dem.Schaft(40d) des Kopfbolzen? ein zylindrisches Zwischenstück (80. 82) vorgesehen ist. das vom Kopf (42) des Kopfbogens bis zumindest nahe an die Ebene des Endes des kegelstumpfförmigen Absehnitts (5Oi/) des Distanzstücks (44 J. 44 c) reicht.
5. Verbundkonstruktionen nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des kegelstumpfförmigen Absehnitts des Distanzstücks (44/1. 44/) ein quer zu seiner Mittelachse gerichteter Verstärkungsansatz (90, 92) vorgesehen ist.
Ci. Verbundkonstruktion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsansat/. (90) ein radial nach außen gerichteter Flansch ist
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