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Zuganker, insbesondere zum Verankern von Bauteilen im Erdreich Die
Erfindung betrifft einen Zuganker, insbesondere zum Verankern von Bauteilen im Erdreich,
dessen in ein Bohrloch eingebrachter Ankerkörper mit Zementmörtel umpreßt ist und
mit dem am, dem Bohrlochgrund zugekehrten Ende ein über seine gesamte Länge als
ein Freispielanker wirkendes Ankerzugglied verbunden ist und der Ankerkörper als
ein das Ankerzugglied umgebendes Ankerkörperrohr ausgebildet ist nach DBP ., (Patentanmeldung
P 14 84 572.8 - 25).
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Bei einem derartigen Zuganker ergibt sich längs des Ankerkörperrohres
eine Haftspannungsverteilung, die birnenförmig ist und eine relativ große Maximalamplitude
aufweist. Eine solche Haftspannungsverteilung kann ae nach aufnehmbarer Haftspannung
zum Versagen des Ankers bzw. zu einer größeren bleibenden Verschiebung des Ankerkörpers
fuhren.
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Der Erfindung liegt die rufgabe zugrunde, die Haftsparinuiigs-.
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kurve über die Länge des Ankerkörperrohres zu vergleichmäßiggen, um
dadurch die Gefan eines Versagens oder eines lichen Nachgebens des Ankers bei Belastung
zu vermeiden.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das Ankerkörperrohr
in seiner Längsrichtung eine unterschiedliche, der Beanspruchung angepaste Querschnittsfläche
besitzt, derart, daß es seine größte Querschnittsfläche am Ankerfuß und seine kleinste
Querschnittsfläche an seinem freien Ende aufweist.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besitzt zur weiteren
Vergleichmäßigung der Haftspannungskurve das Ankerkörperrohr in seiner längsrichtung
verlaufende Schlitze.
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Die Länge der Schlitze und ihre Anzahl richtet sich nach der Festigkeit
des Ankerkörperrohres und nach der Steifeziffer des umgebenden Bodens. Die Schlitze
bezirken, daß die zwischen den Schlitzen befindlichen Bereiche des Ankerkörperrohres
bei Belastung infolge der angreifenden Kräfte bestrebt sind, sich nach außen hin
aufzuspreizen. Dadurch wird der Druck auf die Umgebung und damit auf das Erdreich
eine Verteilung erhalten, die am freien Ankerkörperrohrende maximal ist und zum
Ankerfuß hin abnimmt. Einen entsprechenden Verlauf nimmt auch die Haftspannungskurve
infolge dieses Kräftespiels II.
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Ordnung an, die sich der ursprünglichen birnenförmigen Haftspannungskurve
ausgleichend überlagert.
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Die Schlitze führen ferner dazu, daß nur in ihrem Bereich, also an
vorgegebener Stelle, Risse im Beton auftreten können.
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Da diese Risse nun an kontrollierten und vorbestimmten Stellen auftreten,
kann man sie auch entsprechend gegen Korrosion isolieren. Hierzu ist nach einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Ankerkörperrohr im Bereich seiner Schlitze
innen und außen mit einer Isolierschicht versehen. Die Isolierung der inneren Oberfläche
kann entfallen, wenn das Ankerkörperrohr innen ebenfalls mit Beton ausgepreßt ist.
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Um die Isolierung der Schlitzbereiche und der inneren Oberfläche des
Ankerkörperrohres zu vermeiden, ist nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung
das Ankerkörperrohr aus einem korrosionsbeständigen Material, vorzugsweise Edelstahl.
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Da das Ankerzugglied aus Festigkeitsgründen aus einem Baustahl bestehen
muß, besteht die Gefahr, daß bei Verwendung eines inkerkörperrohres aus Edelstahl
infolge der unterschiedlichen elektrischen Elemententspannung Korrosion entsteht.
Diese kann nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung entweder dadurch ausgeschaltet
werden, daß zwischen Ankerkörperfuß und Ankerkörperrohr eine elektrisch isolierende
Schicht eingeschaltet ist oder aber, daß ein Zwischenstück vorhanden ist, an dem
das Ankerzugglied befestigt ist und das aus einem Material besteht, das in der elektrischen
Elementenreihe zwischen den beiden metallen für das Ankerkörperrohr und das Zugglied
liegt. Die Isolierschicht zwischen Ankerfuß und Ankerkörperrohr kann z.B. auch dadurch
geschaffen werden, daß das Ankerkörperrohr an dem Ankerkörperfuß anklebt und ein
elektrisch isolierender Klebstoff verwendet ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen naher beschrieben.
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In der Zeichnung zeigen/ Fig. 1 eine schematische Teilansicht eines
Inåektionsankers bekannter Bauart; Fig. 2 eine Teilansicht eines Injektionsankers
nach der Erfindung; Fig. 3 eine Teilansicht eines Inäektionsankers nach der Erfindung
geänderter Bauform;
Fig. 4 ein Querschnitt nach der Linie IV-IV
in Fig. 3; Fig. 5 ein Querschnitt eines im Erdreich verankerten Injektionsankers
nach der Erfindung und Fig. 6 und 7 Teilarsichten von geänderten Bauformen.
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Der in Fig. 1 dargestellt, bekannte Injektionsanker besteht, wie schematisch
angedeutet, aus einem stabförmigen Zugglied 1, mit dessen erdseitigem Ende ein Ankerfuß
2 fest verbunden ist. Auf dem Ankerfuß 2 stützt auch ein zylindrisches Rohrstück
3 ab. Das nicht gezeigte @@@ie Ende des Zuggliedes 1 kann in üblicher Weise durch
mechanische oder hydraulische Mittel gespannt werden. Bei Beanspruchung des Zuggliedes
1 bildet sich längs des Rohrst@@@@@@ 6 und des Ankerfußes eine birnenförmige Haftspannungs
e@@@ lungskurve 4 @@@ben Betonummantelung (nicht dargestellt) und Erdreich aus.
Eine solche Haftspannungsverteilung kann je nach aufnehmbarer Haftspannung zum Versegen
des ankern bzw. zu einer größeren bleibenden Verschiebung des Ankerkörpers führen.
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Anzustreben wäre eine Haftspannungsverteilungskurve 41, wie sie strichliert
in den Fig. 1 eingezeichnet sind.
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Eine wünschenswerte Abflachung der Maximalamplitude der birnenförmigen
Haftspannungsverteilungskurve 4 nach Fig. 1 erreicht man nach der Erfindung dadurch,
daß das Rohrstück 3 in seiner Längsrichtung eine unterschiedliche, der Beanspruchung
angepaßte Querschnittsfläche besitzt. Vorzugsweise besitzt das Rohr 3 seine größte
Wandstärke am Ankerfuß 2 und seine kleinste Wandstärke am freien Ende. Wie aus Fig.
2 ersichtlich, kann hierbei die Außerfläche 5 des Rohrstückes 3 zylindrisch, die
Innenfläche 6 kerisch verlaufen. Vorzugsweise wie in Fig. 2 unten dargestellt, wird
die Innenfläche 6' zylindrisch und die Außenfläche 5', der Beanspruchung entsprechend,
z.B.
konisch verlaufen. Insbesondere können solche Rohrstück ke 5 durch Schleuderguß
hergestellt werden. Gegebenenfalls kann die Außenfläche 5, 5' mit Querrillen oder
dgl. profiliert werden. Wenn die Außenfläche 5' zur Veränderung der Wandstärke in
Längsrichtung des Rohrstückes vom A;nkerfuß 2 zum freien Ende hin abnimmt, ergibt
sich zusätzlich noch der Vorteil einer Keilwirkung, wenn der im Erdreich befindliche
Anker durch Zug beansprucht wird.
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Eine weitere Verbesserung des Haftspannungskurvenverlaufs 4t (Fig.
2) kann man erreichen, wenn man das Rohrstück 7 in seiner Längsrichtung zusätzlich
mit um seinen Umfang verteilten Schlitzen 7 versieht. Diese Schlitze 7 sind zum
freien Ende des Rohrstückes 3 hin offen und erstrecken sich mehr oder weniger weit
über die Länge des Rohrstückes 3. Die dann erhaltene Kaftspannungsverteilungskurve
4"' ist schon weitgehendst der'Idealkurve 4' angenähert. Vorzugsweise ist die Schlitzausbildung
nach Fig. 3 zusammen mit der Wandstärkenausbildung nach Fig. 2 vorhanden.
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Die Fig. 5 zeigt einen Querschnitt eines fertigen Ankers im Erdreich,
allerdings lediglich mit zwei Rohrschlitzen 7.
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Das Ankerzugglied 1 kann - wie nicht dargestellt - mit einer mehrfachen
Isolierschicht versehen und von einem Eunststoffmantel 8 umgeben sein, um die Isolierung
des Zuggliedes 1 vors mechanischen Einflüssen zu schützen und Sicherheit dafür zu
geben, daß das Ankerzugglied 1 als Freispielanker wirken kann. Das geschlitzte Rohrstück
3 ist entweder an seiner Innenseite und im Bereich der Schlitze auch an seiner Auß*enseite
mit einer Isolierschicht 9 versehen (Fig. 5, linker Teil), oder aber es ist nur
der Schlitzbereich an seiner Innenseite, an seiner Außenseite und an seinen Stirnflächen
mit einer solchen Isolierschicht versehen (Fig. 5, rechter Teil). Im letzteren Fall
wird zwischen Ankerzugglied bzw.
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Kunststoffmantel 8 und Innenwand des Rohrstückes 3 Betonmasse 10 eingebracht.
Außen wird das Rohr 3 von einer Betonschicht 11 umgeben, an die dann das Erdreich
12 angrenzt.
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Durch die Schlitze 7 im Rohr 3 erreicht man neben der weiteren Xerbesserung
des Verlaufs der Haftspannungskurve auch zusätzlich den Vorteil, daß nur mehr an
den Stellen, wo Schlitze 7 sich befinden, Langsrisse im Beton 11 auftreten können.
Die Isolierung ist; demnach nur mehr dort anzubringen, wo solche Längsrisse im Beton
entstehen können und außerdem ist die äußere Betonummantelung 11 nur mehr so stark
auszubilden, daß die Ankerkräfte aufgenommen und auf dem Boden übertragen werden
können. Die Betonummantelung 11 muß a etzt nicht mehr so stark ausgebildet werden,
daß sie zugiLch als Isolierung wirkt. Hierdurch ergeben sich bedeutend geringere
Bohrdurchmesser.
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Die Isolierung des Rohrstückes ) an der Inrienwand bzw. im Schlitzbereich
kann ganz entfallen, wenn wie in Fig. 6 das Rohrstück 3 aus einem korrosionsbeständigen
Material, vorzugsweise Edelstahl, gebildet wird. Um galvansiche Ströme zu vermeiden,
die Korrosion an den @neinanderstoßenden Flächen des Rohrstückes ) mit dem aus Baustahl
bestehenden Ankerfuß 2 und Ankerzugglied 1 entstehen lassen könnten, kann gegebenenfalls
zwischen Rohrstück 5 ulld Ankerfuß 2 ein elektrischer Isolierring, beispielsweise
in Form eines Porzellanringes 13 eingefügt werden. Es wäre auch denkbar, Rohrstück
3 und AnkerfuB 2 über einen nicht elektrisch leitenden Klebstoff miteinander zu
verbinden. er Klebstoff würde dann die Isolierschicht bilden.
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Wie aus Fig. 7 ersichtlich, kann aush zwischen Rohrstück 3 und Ankerfuß
2 ein Verbindungsteil 14 eingesetzt werden, das aus einem Material besteht, das
in der elektrischen Spannungsreihe zwischen den Materialen für das Rohrstück 3 und
dem Ankerfuß 4 liegt.