DE2124131A1

DE2124131A1 - Vorfertigbares Bauelement zur Herstellung von Betonträgern

Info

Publication number: DE2124131A1
Application number: DE19712124131
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-06-17
Filing date: 1971-05-14
Publication date: 1971-12-23
Also published as: FR2123239A1

Description

^ipl.-Ing. R.TH. H. MELOTTE

Patentanwalt

3 München 60 (Pasing)
Otilostraße 21, Telefon 830178

Vorfertigbares Bauelement zur Herstellung von Betonträgern,

Die Erfindung bezieht sich auf ein vorfertigbares Bauelement zur Herstellung von Betonträgern, die mit Füllsteinen zu Betondecken zusammensetzbar sind.

Es sind bereits vorgefertigte Betonträger für Decken und Böden bekannt, die mit Füllsteinen zu Betondecken zusammengesetzt werden. Diese Betonträger sind vorgepresst beziehungsweise vorgegossen und enthalten Armierungseisen. Gegebenenfalls können anstelle der Armierungseisen die Betonträger aus mittels Beton zusammengegossener Backsteine gebildet werden. Bei diesen bekannten Bauelementen hat man sich dafür eingesetzt, die Herstellungszeiten zu kürzen und das Gewicht zur Ermöglichung einer schnelleren Beförderung zu verringern. Dadurch sollten dann auch die Herstellungskosten herabgesetzt werden. Um den Widerstand des Materials zu erhöhen, wurde Zement mit ^hohem Widerstand und hochelastischer Stahl verwendet. Die Bauelemente wurden dann unter Kompression vorgepreßt.

Die in der vorgenannten, bekannten Art vorgefertigten Bauelemente, die in Serienproduktion hergestellt werden, haben den Nachteil, daß sie von der Fabrikationsstelle zur Baustelle transportiert und dort an Ort und Stelle zusammengesetzt werden müssen. Abgesehen von den Transportschwierigkeiten besteht auch die Gefahr, daß die Bauelemente vor dem endgültigen Eingießen des Füllmaterials beschädigt werden. Weiterhin muß bei dem Zusammenfügen der vorgefertigten Betonträger mittels Eingießen von Neubeton dafür gesorgt werden, daß unterschiedliche Dosierungen in der Zusammensetzung zu vermeiden sind, da sonst Bindungsfehler auftreten können. Um solche Bindungsfehler zu vermeiden, ist es bekannt, die Betonträger über die ganze Länge mit Bügeln zu versehen. Damit sollte dann bei der Verhärtungsphase des.Betons die eventuelle Trennung zwischen

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den Kontaktflächen der Betonträger und des Neubetons vermieden werden. Diese Nachteile können für alle Arten der vorgefertigten Bauelemente auftreten. Bei dem Verwenden von zusätzlichen Bügeln über die ganze Länge der Träger ist dann noch zusätzliches Material notwendig.

Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß die bekannten, vorgefertigten Bauelemente im Herstellungsverfahren und bei der späteren Verwendung erhebliche Nachteile aufweisen. Außerdem sind für die Fabrikation der vorgefertigten Träger besondere Geräte notwendig, die die Kosten noch erhöhen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung soll darin bestehen, die bekannten Verfahren zu verbessern und zu vereinfachen.

Dies wird dadurch erreicht, daß das genannte Bauelement als Metallprofil ausgebildet ist und sowohl als Verschalungselement wie auch als Armierungselement dient.

Auf diese Weise können Betonträger an der Baustelle in Metallprofile eingegossen werden, welche somit nicht nur als Verschaltungselement, sondern gleichzeitig auch als Armierungselement dienen können.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung weisen die ψ Metallprofile seitlich eine im Beton hineinragende Lasehenform auf.

Hierdurch ist dem Metallprofil als Armierungselement nach dem Eingießen des Betons ein fester Halt gegeben. Auch wird dadurch das Reißen des nachträglich aufgebrachten Putzes vermieden.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung verlaufen die Laschen in Längsrichtung des gesamten Metallprofils.

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Hierdurch kann das gesamte lange Metallprofil in einem Stück gestanzt werden. Dadurch sind die Arbeitsvorgänge bei der Herstellung der Bauelemente auf ein Minimum beschränkt.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist jede seitliche, über die gesamte Länge des Profils verlaufende lasche eine eigene der Form der Füllsteine angepaßte Profilform auf.

Hierdurch ist das baukastenmäßige Zusammenbauen der Verschalungselemente ohne zusätzliche Verbindungselemente möglich.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung weisen die Metallprofile ' ι Längsrichtung verlaufende Wellen auf.

Hierdurch wird sichergestellt, daß die Verschalungselemente, die später auch als Armierungselement dienen, die nötige Biegefestigkeit aufweisen. Außerdem wird damit das nachträgliche Aufbringen eines Putzes an der unteren Seite der Bauelemente erleichtert.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das Metallprofil so gestaltet, daß jedes Bauelement mit Teilen der seitlich aufgestützten Füllsteine eine Gußform für einen Betonträger bildet.

Auf diese Weise kann durch einfaches baukastenförmiges Zusammenstellen von Metallprofilen und Füllsteinen die Gußform für die Bauträger gebildet werden.

Anhand der Bilder 1-4 werden Ausführungsformen der Erfindung erläutert.

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Aus der Fig. 1 geht hervor, daß die in der Eisenindustrie vorgefertigten Metallprofil 1 in Fig. 1 auf Hauptbalken 2 und Zwischenstützen R aufgelegt werden können. Die Metallprofile werden in einem bestimmten, von der Größe der Füllsteine abhängigen Abstand parallel zueinander angeordnet. Zur Bildung eines Gegenmomentes sind Armierungen L vorgesehen, welche nach dem Eingießen des Betons die Biegebeanspruchung der Metallprofile verringern.

In den Fig. 23,ist ein auf Hauptbalken und einen Zwischenbalken R gestütztes Metallprofil 1, das die in der Jb'ig. 4£, S3 gezeigte Profilform hat, dargestellt.

Es sei noch erwähnt, daß die Metallprofile wegen der Leichtigkeit und der Metalleigenschaften in großen Mengen mit konstanter Qualität herstellbar sind und ohne Deformationsfehler und Bruchgefahr zu den Baustellen befördert werden.

Aus der Fig. 3 geht hervor, wie ein derartiges Metallprofil einen Halt für die Füllsteine bietet. Die jeweilige Profilform gemäß den Fig. 43,J[SI - S20, ist abhängig von der Form der Füllsteine, denn letztere müssen vor dem Eingießen des Betons von den parallel angeordneten Metallprofilen getragen werden. Die Betonmasse 2 in Fig. 3 ist möglichst stetig einzugießen, damit eine gute Bindung des Betons erfolgt und so eine kompakte Struktur erzielt wird.

Aus der Fig. 1 geht noch hervor, wie die Armierungen L mit Haken in Löchern F der Metallprofile eingehängt werden. Das

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gleiche ist auch in dem Fig. 23,gezeigt.

Wie bereits vorstehend erwähnt, wird nach dem Aneinanderreihen der Metallprofile und der Füllsteine der Beton eingegossen, so daß in Fig. 3 der Schnitt A-A der Fig. 1 entsteht. Die Fig. 3 läßt klar die Haken G- und die Löcher F in den Metallprofilen, in denen diese Haken der Armierungen eingehängt

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sind, erkennen. Auch die Armierung L iat im Querschnitt ersichtlich.

Nach dem Eingießen des Betona können die Zwischenstützen R entfernt werden.

Aus der Fig. 3 geht noch hervor, daß die untere Seite der Füllsteine und der Metallprofile mit einer Putzschicht (Dicke: 0,5 cm) überdeckt wird. Dazu wird Portlandzement zu Kg/cm und Sand mit mml und mm 1,5 Korngröße im Gewichtsverhältnis 1 : 3 verwendet. Nach dem Aufbringen dieser dünnen Schicht wird eine Putzschicht 3 in Fig. 3 aus hydraulischem Kalkmörtel aufgebracht, wodurch eine elastische Putzfläche entsteht. Damit wird verhindert, daß Risse an den Stoßstellen zwischen Metallprofilen und Füllsteinen auftreten.

In der Fig. 2 ist noch angedeutet, daß die Metallprofile in der Längsrichtung verlaufende Stege (vergl. Fig. S1 - S4) bzw. in der Längsrichtung verlaufende Wellenformen (siehe Fig. 43, S5 - S20) aufweisen. Diese Stege bzw. Wellen sind nicht glatt gestaltet, sondern die Stege sind beispielsweise über die gesamte Länge wellig. Auch die Profile, die keine «tie Wellenform aufweisen, können zusätzlich Unebenheiten aufweisen. Dadurch soll das Haftvermögen des Profils im Beton erhöht werden.

Das Profileisen kann aus einer Legierung von Eisen und Karbonium hergestellt werden. Die Formgebung, die Stärke, die Länge und die Größe sowie auch die Qualität der Profile kann je nach Verwendung unterschiedlich sein. Die Herstellung der Profile erfolgt durch walzen, ziehen oder stanzen. Die Herstellung erfolgt den statischen Beanspruchungen entsprechend. Die Eisenlegierung kann folgende Stoffe in dem angegebenen Prozentsatz enthalten: G 0,18; Si 0,23} Mn 0,62; P 0,0015; S 0,0026; Schmelzpunkt 1477⁰O; Bruchfestigkeit

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47 Kg/qcmj Härten und Ausglühen bei 860⁰C mit Wasserkühlung und unter Einhaltung eines gewissen Ausdehnungskoeffizienten.

Das Profileisen gemäß S1 in Fig. 4 ist nachfolgend als Kalkulationsbeispiel bei einer Stärke von 1,5 mm, einer Höhe von 20 mm, und einer Breite von 120 mm angegeben. Das Profileisen ist so hergestellt, daß sowohl die Lasten als Baugerüst als auch als Träger für den Betonguß getragen werden können. Bei der Bestimmung der erstgenannten Lasten setzt man die Abstände der Achsen der Träger mit 50 cm fest und den Abstand der Zwischenstützen mit 1,6 m.

) Daraus geht hervor:

Bewegliche Last durch Zwischenbohlen auf 6 Trägern geteilt. Die Last soll bestehen aus Personen und mit Mörtel beladenen Schubkarren. Der Indice nach Meter

bei Trägern 360/6

Füllstein aus Backstein Nr. 4 mit je 4 kg

Beton :

Eisenbetonsohle 0,02x0,50x2400 Rippe 0,12 χ 0,16 χ 2400 Eigenes Gewicht des Baugerüstes

Zusammen pro laufenden Meter = Kg 149

Wenn man als Stütze das einfache Lager festsetzt, wird

. das größte Biegungsmoment (Mf):

* Mf = PL/8 = 150 χ 1600/8 = 30000 kgmm.

Aus dem Trägheitsmoment (J) des Profileisens (Si) mit absolutem Wert, im Verhältnis mit der Stellung des Schwerpunktes, mit Angabe von (el) der Zone der Schwerpunktachse und von (e2) des Druckes erhält mans J = 29974 mm⁴ j el = 9_f25 mm ; e2 = 10,75 mm . Die höchsten absoluten Beanspruchungen mit einfachen Biegungszug o" und von Druck - o" betragen dann : o» = Mf χ el/j = 30000 χ 9,25/29974 = 9,258 Kgcpim. -o^w = Mf χ e2/j = 30000 χ 10,75/29974 = 10,75 Kgqmm .

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= Kg	60
= Kg	16
= Kg	24
= Kg	46
= Kg	3

Da die Bruchlast des Stahls: o"R = 47 Kg/qmm beträgt, indem die Sicherheitslast: o"a=o"R/2,5 zeigt, hat man: o"a=47/2,5 = 18,800 Kg/qmm und die zulässigen Beanspruchungen sind: o"= o"a und -o"=o"a ; da der Schnitt von Profileisen (S1) qem 3,54 beträgt und Kg/lm 2,760 entspricht, durch Stabilitätsprobe der Scherbeanspruchung, erhält man :

T = 146(1,6/2) = 116 Kg.

= 116/354 = 0,328 Kg/qmm = 10 Kg/qmm . Dagegen aber muß man das Baugerüst von Profileisen (S1), das bei einem Zementstrukturelement mit der T-Form, mit Biegung belastet und mit theoretischer Spannweite 1,05 σ 5,00 = 5,25 m j Breite b = 50 cm ; Eisenschnitt Pf = 3,54 qcmj Höhe h = 18 cm ; Modulverhältnis o^Mf/Ec = 10 ; verwendet wird, in Betracht ziehen.

Aus der Tabelle, die als Santarella-Tabelle bezeichnet wird, entnimmt man: r = 0,487; t = 0,00187; für o"c = 38 qcm. Wenn man die Probe der auf einem Linearmeter Träger der eingeteilten Lasten weiter vornimmt, erhält man :

Zufällige Überlast

250/0,50 = 125,000

Eigenes Gewicht von Träger

0,12 χ 0,16 x, 2400 = 46,000

Be tonplatte*gewicht(Eisenbe tonsohle)

0,50 χ 0,16 χ 2400 = 24,000

Putzgewicht

0,50 χ 0,015 x 2400 = 18,000

Pußbodengewicht

0,50 χ 1,00 χ 90 = 45,000

Füllsteingewicht

Nr. 4 zu je 4,000 Kg = 16,000

Im Ganzen = 274,000 Kg/lm. Das Einspannungsmoment Mi = -(1/12)PL = -(1/12) 274 x 5,25²= -62920 Kg/cm ;

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Das Mittellinienmoment Min = (2/3) (1/8)PL²

= 1/12) 274 x 5,25² = 62920 Kg/cm ; da h = r M/b = 0,487 62920/50 = 17,27 cm und Pf = t MxI) = 0,00187 62920 χ 50 = qcm 3,32 kleiner ist als 3,54 qcm vom Profileisen.

Pur die Stabiiitätsprobe muß man die neutrale Achse ermitteln und zwar
X = Mfm/(-1+ 1+2bh/Mfm)

= 62920 x 10/(-1+ 1+2x50x17,27/62920 χ 10 = cm 4,28 ; Die Kompressionsbeanspruchung vom Beton wird

c=2Mf/bX(h-X/3)=2x62920/50x4,28(17,27-4,28/3) = 38 Kg/qcm und die Zugkompression vom Eisen

' f = Mf/Pf(h~X/3) = 62920/3,54(17,27-4,28/3) =1121 Kg/qcm betragen.

Da das Moment bei der Stütze gleich ist, wird man den gleichen Eisenschnitt 3,32 qcm benützen, der aus 3 Laschen mm ,012 (L), die mit 45° und zu 1/5 von der Spannweite gebogen sind..

Scherbeanspruchungen T = PL/2 = 685 Kg/qcm$ dabei wird nur der Böton als widerstandsfähig betrachtet = Zementschnitt = c = qcm 292

=T/ c =685/292 = 2,345 Kg/qcm. Kg/qcm 4,000 zulässig.

Aus der Pig. 4 geht hervor, daß die Laschen der Metallprofile, wie auch in Pig. 3 gezeigt ist, seitlich in den Beton hineinragen. Die Laschen verlaufen, wie auch aus der Pig. 2 hervorgeht, in Längsrichtung der Metallprofile. Selbstverständlich könnten auch die Laschen seitlich Aussparungen aufweisen, aber dies würde unter Umständen bei der Fertigung eine zusätzliche Stanzarbeit notwendig machen. Aus den in Pig. 4 gezeigten Metallprofildarstellungen geht hervor, daß die seitlichen Laschen jeweils der Form der Füllsteine angepaßt werden können.

Die Wellenform der Profile, die sich jeweils über die gesamte Länge der Profile erstreckt, (vergleiche Pig. 2) sorgt

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dafür, daß nicht nur die Biegefestigkeit, sondern auch die Bindung mit dem Beton erhöht wird. Außerdem lassen sich diese Profile besser verputzen.

Me Metallprofile mit aufgesetzten Füllsteinen bilden die Grußform für die Betonträger. Me Betonträger, die Gußmasse, die lüllsteine, die Profile und der Putz bilden zusammen im Fertigzustand einzige Decke bzw. einen Boden, der je nach Verwendung auf entsprechenden Stützen abgestützt ist.

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Claims

Patentansprüche

1.jjVorfertigbares Bauelement zur Herstellung von ^-—S Betonträgern, die mit Füllsteinen zu Betondecken zusammensetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Bauelement als Metallprofil ausgebildet ist und sowohl als Verschalungselement wie auch als Armierungselement dient.

2.) Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallprofile seitlich eine in den Beton hineinragende Laschenform aufweisen.

3.) Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen in Längsrichtung der gesamten Metallprofillänge verlaufen.

4.) Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede seitliche über die gesamte Länge des Metallprofils verlaufende Lasche eine eigene, der Form der Füllsteine angepasste Profilform aufweist.

5.) Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallprofile in Längsrichtung verlaufende Wellen aufweisen.

6.) Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallprofil so gestaltet ist, daß jedes Bauelement mit Teilen der seitlich aufgestützten Füllsteine eine Gußform für einen Betonträger bilden.

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