DE202007018210U1

DE202007018210U1 - Stahlbetonbauelement mit Queranker

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Publication number: DE202007018210U1
Application number: DE202007018210U
Authority: DE
Original assignee: DEUTSCHE KAHNEISEN GmbH; Kahneisen Deutsche GmbH
Current assignee: JORDAHL GMBH, DE
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2017-12-29
Also published as: WO2009083002A1

Abstract

Stahlbetonbauelement (1) mit einer Bewehrung (2),
wobei die Bewehrung (2) zumindest eine Ankerschiene (4) umfasst,
wobei die Ankerschiene (4) an einem Ankerschienenrücken (5) zumindest einen und im wesentlichen orthogonal zum Ankerschienenrücken stehenden Anker (6) trägt,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Bereich der Ankerschiene (4) zumindest ein Queranker (7) angeordnet ist,
wobei der Queranker (7) einen Ankerschaft (8) sowie zumindest einen an einem Ende des Querankerschaftes (8) angeordneten Querankerkopf (9) aufweist, und
wobei zumindest ein Teil des Querankerschafts (8) in einem Winkel von > 0° bis zu 90° zu der Längserstreckung der Ankerschiene (4) ausgerichtet ist.

Description

Gebiet der Neuerung
Die Neuerung betrifft ein Stahlbetonbauelement mit einer Bewehrung, wobei die Bewehrung zumindest eine Ankerschiene umfasst, wobei die Ankerschiene an einem Ankerschienenrücken zumindest einen und im wesentlichen orthogonal zum Ankerschienenrücken stehenden Anker trägt, sowie ein Stahlbetonbauwerk mit einem solchen Stahlbetonelement.
Der Begriff der Bewehrung umfasst dabei in der Terminologie der vorliegenden Beschreibung nicht nur die Bewehrungseisen an sich, sondern auch Ankerschienen sowie damit verbundene Bauteile, wie Anker und dergleichen.
Stand der Technik und Hintergrund der Neuerung
Stahlbetonbauelemente mit Bewehrungen, welche Ankerschienen mit Ankern aufweisen, sind aus der Praxis bekannt. Dabei kann die Verbindung zwischen Ankerschiene und Anker beispielsweise mittels der Abstreif-Taumelniettechnik, wie in der Literaturstelle DE 199 07 475 A1 beschrieben, hergestellt sein. Bei im wesentlichen plattenförmigen Stahlbetonbauelementen, welche seitliche Kantenbereiche aufweisen, ist dabei typischerweise nahe dem Kantenbereich eine Ankerschiene angeordnet, deren Längserstreckung parallel zum Kantenbereich verläuft, wobei die Ankerschiene nahe einer der beiden Hauptflächen angeordnet und der bzw. die Anker in Richtung der gegenüberliegenden Hauptfläche weist. Es versteht sich, dass desweiteren eine nach üblichen statischen Bemessungsgrundlagen dimensionierte und angeordnete Bewehrung mit Bewehrungseisen im Rahmen des Stahlbetonbauelements eingerichtet ist. Diese Bewehrung erstreckt sich jedoch nicht bis unmittelbar in den Kantenbereich, sondern endet in der Regel im unmittelbaren Bereich der Ankerschiene.
Bei den insofern bekannten Stahlbetonbauelementen zeigt sich in Praxis, dass es bei großen Querkräften und geringen Kantenabständen nicht gelingt, die Kräfte aus dem Schienenkörper zu übernehmen und rückwärtig zu verankern bzw. abzuleiten. Die Folge ist, dass das Stahlbetonbauelement im Kantenbereich bei hohen Querkräften ausbrechen kann. Dies stört aus offensichtlichen Gründen.
Technisches Problem der Neuerung
Der Neuerung liegt daher das technische Problem zu Grunde, ein Stahlbetonbauelement anzugeben, welches eine verbesserte Tragfähigkeit aufweist.
Grundzüge der Neuerung und bevorzugte Ausführungsformen
Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Neuerung, dass im Bereich der Ankerschiene zumindest ein Queranker angeordnet ist, wobei der Queranker einen Ankerschaft sowie zumindest einen an einem Ende des Querankerschaftes angeordneten Querankerkopf aufweist, und wobei zumindest ein Teil des Querankerschafts in einem Winkel von > 0° bis zu 90° zu der Längserstreckung der Ankerschiene, in Projektion auf eine zum Ankerschienenrücken parallelen Ebene, ausgerichtet ist.
Grundsätzlich kann die Ankerschiene bzw. können die Ankerschienen an beliebiger Stelle in dem Stahlbetonbauelement nach Maßgabe der statischen Anforderungen angeordnet sein. Bei einer unter speziellen Aspekten vorteilhaften Variante umfasst die Bewehrung in einem Kantenbereich des Stahlbetonbauelements zumindest eine Ankerschiene, wobei die Ankerschiene im wesentlichen parallel zur Längserstreckung des Kantenbereichs verläuft und wobei die Seite des Querankers mit dem Querankerkopf zum Kantenbereich weist.
Mit der Neuerung wird generell erreicht, dass die Tragfähigkeit des Stahlbetonbauelementes verbessert wird. In der bevorzugten Variante werden hohe, auf die Kante wirkende Querkräfte von dem Queranker aufgenommen und in die auf der dem Querankerkopf gegenüberliegenden Seite der Ankerschiene angeordnete übliche Bewehrung abgeleitet.
Im Einzelnen bestehen diverse Möglichkeiten der weiteren Ausbildung.
Der Querankerschaft kann insgesamt geradlinig sein. Es ist aber auch möglich, dass der Queranker nicht-geradlinig geformt ist, beispielsweise in U-Form verläuft, oder eine Abwinkelung oder zwei (oder mehr) Abwinkelungen im Bereich > 0° bis 90° aufweist. Im Falle eines geradlinigen Querankerschafts verläuft dieser insgesamt im vorstehend angegebenen Winkel zur Ankerschiene. Im Falle eines nicht-geradlinigen Querankerschafts verläuft zumindest ein Teil in besagtem Winkel, wobei auch ein (anderer) Teil des Querankerschafts parallel oder in spitzem Winkel (beispielsweise > 0° bis 85°, vorzugsweise > 0° bis 45°) zur Längserstreckung der Ankerschiene, aber auch zu dem Anker verlaufen kann. Insbesondere letzteres gewährleistet eine besonders gute Verzahnung.
Grundsätzlich ist der Winkel der Längserstreckung des Querankerschafts (bzw. des Teils) zur Längserstreckung der Ankerschiene beliebig. In der Regel wird es sich empfehlen, wenn der Querankerschaft in einem Winkel von > 15° bis zu 90° zu der Längserstreckung der Ankerschiene ausgerichtet ist. Oftmals wird ein Winkel nahe bei 90°, beispielsweise im Bereich von 80° bis 90°, eingerichtet sein.
Der Winkel der Längserstreckung (bzw. des Teils) des Querankerschafts zur Längserstreckung des Ankers kann ebenfalls im Bereich von > 0° bis zu 90° liegen. In der Regel wird es sich empfehlen, wenn dieser im Bereich von > 15° bis zu 90°, beispielsweise im Bereich von 80° bis 90°, liegt.
Alle Queranker einer Ankerschiene können bezüglich der vorstehenden Winkel gleich ausgerichtet sein. Es ist aber auch möglich, verschiedene Queranker einer Ankerschiene mit unterschiedlichen vorgegebenen Winkeln nach Maßgabe üblicher statischer Berechnungen auszurichten, beispielsweise nahe einer Ecke eines Betonstahlbauelements.
In der Regel werden jedoch die Queranker beim Einsatz orthogonal sowohl zur Ankerschiene als auch zum Anker stehen. Sofern eine Verdrehbarkeit der Anker auf der Ankerschiene eingerichtet ist, beispielsweise mittels der vorstehend angesprochenen Abstreif-Taumelniettechnik, kann dies auch dazu genutzt werden, bei mit den Ankern verbundenen Querankern die Queranker beispielsweise zu Transportzwecken gleichsam anzulegen, i.e. die Queranker in einen spitzen Winkel zur Ankerschiene zu schwenken. Bei Einsatz werden dann die Queranker wieder in die im wesentlichen orthgonale Position geschwenkt.
Typischerweise weist die Ankerschiene eine Mehrzahl von in regelmäßigen (oder auch unregelmäßigen) und vorgegebenen Abständen, bezogen auf die Längserstreckung der Ankerschiene, an dem Ankerschienenrücken befestigten Anker auf. Ebenso ist es möglich, dass bei der Ankerschiene eine Mehrzahl von Queranker angeordnet sind. Dann ist es bevorzugt, wenn a) entweder der Queranker bei dem Anker angeordnet ist, wobei im Falle des Einsatzes einer Mehrzahl von Ankern und Querankern jeweils ein Queranker bei jeweils einem Anker, insbesondere innerhalb eines äußeren Abstandsdrittels zwischen zwei Ankern (6), angeordnet ist, oder b) der Queranker von dem Anker beabstandet angeordnet ist, wobei im Falle des Einsatzes einer Mehrzahl von Ankern und Querankern jeweils ein Queranker in dem mittleren Abstandsdrittel zwischen zwei Ankern angeordnet ist.
Auch ist es möglich, dass bei jedem Anker jeweils zwei Queranker angeordnet sind, beispielsweise jeweils ein Queranker auf jeder Seite eines Ankers, bezogen auf die Längsrichtung der Ankerschiene.
Für die Funktion des Querankers ist es irrelevant, welche Länge der Teil des Querankerschaftes aufweist, welcher, bezogen auf die Ankerschiene, dem Kantenbereich gegenüber liegt. Ebenso irrelevant ist es, ob das vom Kantenbereich wegweisende Ende des Querankerschaftes seinerseits einen Ankerkopf trägt oder nicht. Wesentlich ist lediglich, dass die ohnehin vorzusehende Bewehrung die vom Queranker übertragenen Kräfte aufzunehmen vermag, was jedoch zu den üblichen Dimensionierungsmaßregeln für Bewehrungen gehört und daher nicht Bestandteil der Neuerung ist. In der Praxis kann es sich jedoch als vorteilhaft erweisen, wenn der Queranker an beiden Enden des Querankerschaftes je einen Querankerkopf trägt.
Grundsätzlich kann die Art der Anordnung des Querankers bei der Ankerschiene beliebig erfolgen. Wesentlich ist lediglich eine Fixierung der Position des Querankers relativ zur Ankerschiene bis zur Aushärtung des Betons. So kann der Queranker unmittelbar oder über beliebige Verbindungselemente mit der Ankerschiene verbunden sein, beispielsweise mittels Fixierdrähte. Aus Gründen der einfachen vor Ort Herstellung ist es jedoch vorteilhaft, wenn Ankerschiene und damit verbundene Queranker vormontiert sind und bei der Herstellung des Stahlbetonbauelements lediglich in vorgegebener Position eingesetzt werden müssen. Insofern umfasst die Neuerung auch eine Ankerschiene mit zumindest einem Queranker, welcher fest mit der Ankerschiene verbunden ist, wobei alle vorstehenden und nachfolgenden Ausführung analog gelten. Insbesondere dann ist es bevorzugt, wenn der Queranker mit der Ankerschiene und/oder dem Anker unmittelbar verbunden ist, vorzugsweise verschweißt ist. Aber auch andere Verbindungen, beispielsweise mittels Verbindungselementen sind selbstverständlich möglich.
Bevorzugt ist es, wenn der Queranker mittig des Querankerschaftes direkt bei der Ankerschiene mit dem Anker verbunden ist. Aber auch außermittige Befestigung, mit einer längeren Erstreckung in Richtung des Kantenbereiches ist selbstverständlich möglich, wie oben bereits angesprochen.
Der Querankerschaft kann grundsätzlich einen beliebigen geometrischen Querschnitt aufweisen; in der Regel wird der Querschnitt rund, quadratisch, rechteckig oder ein Vieleck sein. Er weist vorteilhafterweise einen Querschnitt im Bereich von 10 bis 2000 mm², insbesondere 20 bis 1000 mm², auf. Der Querankerkopf kann, in axialer Projektion betrachtet, ebenfalls einen beliebigen Querschnitt aufweisen; meist wird der Querschnitt eine der vorstehend genannten Formen aufweisen. Der Querschnitt des Querankerkopfes wird in der Regel zumindest das 1,1-fache, meist mehr als das 2-fache, des Querschnitts des Querankerschaftes sein.
In Hinblick auf die Anordnung der Ankerschiene und folglich der Queranker zum Kantenbereich ist es bevorzugt, wenn der seitliche Abstand der Ankerschiene zum Kantenbereich im Bereich von 0 bis 50 cm, insbesondere 0 bis 25 cm, liegt. Dieser Abstand bezieht sich dabei auf den Abstand des dem Kantenbereich nächsten Punktes der Ankerschiene zum von der Ankerschiene, in Richtung orthogonal zur Längserstreckung der Ankerschiene, am weitesten entfernten Punktes des Kantenbereichs. Der Abstand des Querankerkopfes zum Kantenbereich im Bereich von 0 bis 30 cm, insbesondere 0 bis 15 cm, liegt. Dieser Abstand ist der Abstand zwischen dem dem Kantenbereich nächsten Punkt des Querankerkopfes zum vom Querankerkopf am weitesten entfernten Punkt des Kantenbereiches, in Richtung orthogonal zur Längserstreckung der Ankerschiene betrachtet.
In Hinblick auf die einsetzbaren Werkstoffe können für Ankerschiene, Anker und Queranker unabhängig voneinander gleiche oder verschiedene Werkstoffe eingesetzt werden. Im Falle hoher Korrosionsschutzanforderungen kann es sich beispielsweise empfehlen, wenn verzinkter Stahl oder auch Edelstahl für die genannten Bauteile eingesetzt wird.
Schließlich betrifft die Neuerung ein Stahlbetonbauwerk mit einem neuerungsgemäßen Stahlbetonbauelement.
Im Folgenden wird die Neuerung anhand von lediglich Ausführungsformen darstellenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 einen ersten Querschnitt eines neuerungsgemäßen Stahlbetonbauelements nahe dem Kantenbereich,
2 eine Aufsicht auf den Gegenstand der 1,
3 eine Aufsicht auf die Ankerseite einer neuerungsgemäß eingesetzbaren Ankerschiene, und
4 eine Aufsicht auf die gegenüberliegenden Seite des Gegenstandes der 3.
In der 1 erkennt man ein Stahlbetonbauelement 1 mit einer Bewehrung 2, wobei die Bewehrung 2 neben nicht dargestellten üblichen Bewehrungseisen in einem Kantenbereich 3 des Stahlbetonbauelements 1 eine Ankerschiene 4 umfasst. Die Ankerschiene 4 trägt an ihrem Ankerschienenrücken 5 eine Mehrzahl und im wesentlichen orthogonal zum Ankerschienenrücken 5 stehende Anker 6, wie eine vergleichende Betrachtung mit der 2 zeigt. Einer solchen vergleichenden Betrachtung ist desweiteren entnehmbar, dass die Ankerschiene 4 im wesentlichen parallel zur Längserstreckung des Kantenbereichs 3 verläuft. Die Anker 6 stehen orthogonal auf dem Ankerschienenrücken 5.
Im Bereich der Ankerschiene 4 ist bei jedem Anker 6 ein Queranker 7 angeordnet, wobei die Queranker 7 jeweils einen Querankerschaft 8 sowie zwei, jeweils an einem Ende des Querankerschaftes 8 angeordnete Querankerköpfe 9 aufweisen. Die Querankerschäfte 8 sind in einem Winkel von 90° zu der Längserstreckung der Ankerschiene 4 ausgerichtet ist, wobei eine Seite des Querankers 7 mit einem Querankerkopf 9 zum Kantenbereich 3 weist. Man erkennt, dass jeweils ein Queranker 7 bei jeweils einem Anker 6 angeordnet ist. Die Queranker 7 sind mit der Ankerschiene 4 bzw. mit den Ankern 6 unmittelbar verbunden, nämlich verschweißt.
In den 3 und 4 ist dargestellt, dass der Winkel W der Längserstreckung der Querankerschäfte 7 zur Längserstreckung der Ankerschiene 4 auf einer Ankerschiene für verschiedene Queranker verschieden sein und insbesondere einen Verlauf aufweisen kann. In der Regel wird der Winkel aber ca. 90° betragen.
Die Darstellung der 3 und 4 zeigt aber auch den vorteilhaften Einsatz einer Technologie bei welcher die Anker 6 nicht verdrehfest mit der Ankerschiene 4 verbunden sind, beispielsweise mittels der Technologie der Literaturstelle DE 19907475 . Eine solche Ausführungsform, wobei die Anker 6 gegenüber der Ankerschiene 4 verdrehbar sind und die Queranker 7 an den Ankern 6 befestigt sind, erlaubt nicht nur eine beliebige Ausrichtung jedes einzelnen Querankers 7 beim Einsatz, sondern insbesondere auch eine vorteilhafte Verpackung der Ankerschienen 4, weil die Queranker 7 zum Transport und zur Verpackung gleichsam angelegt werden können und nicht sperrig abstehen.

Claims

Stahlbetonbauelement (1) mit einer Bewehrung (2), wobei die Bewehrung (2) zumindest eine Ankerschiene (4) umfasst, wobei die Ankerschiene (4) an einem Ankerschienenrücken (5) zumindest einen und im wesentlichen orthogonal zum Ankerschienenrücken stehenden Anker (6) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Ankerschiene (4) zumindest ein Queranker (7) angeordnet ist, wobei der Queranker (7) einen Ankerschaft (8) sowie zumindest einen an einem Ende des Querankerschaftes (8) angeordneten Querankerkopf (9) aufweist, und wobei zumindest ein Teil des Querankerschafts (8) in einem Winkel von > 0° bis zu 90° zu der Längserstreckung der Ankerschiene (4) ausgerichtet ist.
Stahlbetonbauelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Queranker (7) mit dem Anker (6) verbunden ist, und dass der Anker (6) drehbar an der Ankerschiene (4) befestigt ist.
Stahlbetonbauelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung (2) in einem Kantenbereich (3) des Stahlbetonbauelements (1) zumindest eine Ankerschiene (4) umfasst, wobei die Ankerschiene (4) im wesentlichen parallel zur Längserstreckung des Kantenbereichs (3) verläuft und wobei die Seite des Querankers (7) mit dem Querankerkopf (9) zum Kantenbereich (3) weist.
Stahlbetonbauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querankerschaft (7) in einem Winkel von > 15° bis zu 90° zu der Längserstreckung der Ankerschiene (4) ausgerichtet ist.
Stahlbetonbauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerschiene (4) eine Mehrzahl von in regelmäßigen und vorgegebenen Abständen, bezogen auf die Längserstreckung der Ankerschiene (4), an dem Ankerschienenrücken (5) befestigten Ankern (6) aufweist.
Stahlbetonbauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ankerschiene (4) eine Mehrzahl von Querankern (7) angeordnet sind, wobei optional a) entweder ein Queranker (7) bei jedem einem Anker (6) eingerichtet sind, oder b) jeweils zwei oder mehr Queranker (7) bei je einem Anker (6) eingerichtet sind, wobei die Queranker (7) auf einander gegenüberliegenden Seiten jeweils eines Ankers (6) angeordnet sein können.
Stahlbetonbauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass a) entweder der Queranker (7) bei dem Anker (6) angeordnet ist, wobei im Falle des Einsatzes einer Mehrzahl von Ankern (6) und Querankern (7) jeweils ein Queranker (7) bei jeweils einem Anker (6), insbesondere innerhalb eines äußeren Abstandsdrittels zwischen zwei Ankern (6), angeordnet ist, oder b) der Queranker (7) von dem Anker (6) beabstandet angeordnet ist, wobei im Falle des Einsatzes einer Mehrzahl von Ankern (6) und Querankern (7) jeweils ein Queranker (7) in dem mittleren Abstandsdrittel zwischen zwei Ankern (6) angeordnet ist.
Stahlbetonbauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Queranker (7) an beiden Enden des Querankerschaftes (8) je einen Querankerkopf (9) trägt.
Stahlbetonbauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Queranker (7) mit der Ankerschiene (4) und/oder dem Anker (6) unmittelbar verbunden ist, vorzugsweise verschweißt ist.
Stahlbetonbauelement (1) nach Anspruch 9, wobei der Queranker (7) mittig oder außermittig des Querankerschaftes (8) direkt bei der Ankerschiene (4) mit dem Anker (6) verbunden ist.
Stahlbetonbauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Querankerschaft (8) einen Querschnitt im Bereich von 10 bis 2000 mm² aufweist.
Stahlbetonbauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Querankerkopf (9) einen Durchmesser im Bereich von 20 bis 3000 mm² aufweist.
Stahlbetonbauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der seitliche Abstand der Ankerschiene (4) zum Kantenbereich (3) im Bereich von 0 bis 50 cm liegt.
Stahlbetonbauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Abstand des Querankerkopfes (9) zum Kantenbereich (3) im Bereich von 0 bis 30 cm liegt.
Stahlbetonbauwerk mit einem Stahlbetonbauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.