DE2255137B2 - Vorgefertigte Schubbewehrung für Stahlbeton- und Spannbetonbalken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine vorgefertigte Schubbewehrung für Stahlbeton- und Spannbetonbalken ©d. dgl., die aus die Zugbewehrung umschließenden Standardisierten im Querschnitt U-förmigen Bügelkörfcen und leiterförmigen Bewehrungselementen besteht.

Die Schubbewehrung besteht bisher im allgemeinen aus Bügeln und aufgebogenen Längsstäben oder aus Bügeln allein. Die Verbindung der in der Regel einzeln gebogenen Bügel mit der Längsbewehrung zu einem ausreichend steifen Bewehrungskorb geschieht durch Verrödeln und/oder Verschweißen. Zur Verminderung der hohen Lohnkosten für das Herstellen und Verlegen der Schubbewehrung werden neuerdings auch industriell hergestellte Bügelkörbe benutzt, die durch Verschweißen mit ein oder mehreren Montagestäben eine ausreichende Steifigkeit erhalten. Dabei wird angestrebt, die Schubkräfte nur durch Bügel aufzunehmen, da der gegenüber einer normalen Schubbewehrung höhere Stahlverbrauch durch Ersparnisse beim Verlegen der Bewehrung mehr als ausgeglichen wird. Dies gilt insbesondere, wenn eine standardisierte Schubbewehrung eingesetzt wird, da diese durch vollautomatisch arbeitende Maschinen auf Vorrat hergestellt werden kann.

Durch die DT-OS 16 59 189 sind gestaffelte Schubbewehrungen aus leiterförmigen Bewehrungselementen für Stahlbeton- und Spannbetonbalken bekanntgeworden, die durch Bügel umschlossen werden. Die Bügel dienen hier jedoch lediglich als Halterungsbügel, sind also nur zu Montagezwecken, nicht jedoch aus statischen Gründen vorgesehen.

Durch die Zeitschrift »Betonsteinzeitung«. 1949, Heft 3, S. 35 und 36, ist ferner eine Bewehrung für Stahlbetonbalken bekanntgeworden, die aus Trageisenmatten und Bügelmatien besteht. Zwei rechtwinkelig abgekantete Bügelmatten sind mit einer Trageisenmai te -.ο zusammengebaut, dai3 ein U-förmiger Bügelkorb entsteht, der die mittleren Zugstäbe der Tragcisenmatte umschließt. Gestaffelt angeordnete Schub/ulagen sind nicht vorgesehen.

Die Zeitschrift »Bauplanung - Bautechnik«. 1966, Heft 9. S. 437, offenbart eine Leiterbewehrung in Verbindung mit Torsionsbügeln. Auch hier sind keine gestaffelt angeordnete Schubzulagen vorhanden.

Gemäß behördlicher Vorschrift müssen Bügel, die als Schubbewehrung dienen, die Zugbewehrung und gegebenenfalls die Druckbewehrung umschließen und über die ganze Querschnittshöhe reichen (vgl. DIN 1045, Abschnitt 18.5.3.3). Die bisher gebräuchlichen Schubbewehrungen sind so ausgebildet, daß sie diese Vorschrift erfüllen.

Die Bügelkörbe können entweder in einem Arbeitsgang in ihrer endgültigen Form hergestellt oder sie könnnen aus ebenen, auf den speziellen Zweck abgestellter, Betonstahlmatten durch Abbiegen produziert werden. Bei den Bügelmatten sind die Bügelstäbe bisher in Mauenquerrichtung angeordnet.

Während mit einem fertig hergestellten Bügelkorb nur wenige spezielle Querschnitt? bewehrt werden können, können theoretisch aus einer Matte Bügelkörbe mit verschiedener Form, jedoch gleicher Abwicklung hergestellt werden. In der Praxis ist die Variabilität der unterschiedlichen Biegeformen aus einer Matte jedoch stark durch die materialtechnisch bedingte Forderung eingeschränkt, daß die Schweißknoten einen bestimmten Mindestabstand vom Beginn der Krümmung einhalten müssen. Dies führt dazu, daß praktisch für jede Biegeform eine besondere Matte verwendet werden muß. Außerdem ist der erforderliche Bügeldurchmesser bzw. Bügelabstand von der Schubspannung abhängig. Zur Anpassung der Bügelbewehrung an den Querkraftverlauf des speziellen Balkens muß daher entweder der Abstand der Einzelbügel des verwendeten Bügelkorbes verändert oder mehrere Bügelkörbe müssen ineinander geschachtelt werden. Während im ersten Fall nicht ein standardisierter, sondern nur ein speziell hergestellter Bügelkorb benutzt werden kann, führt die zweite Maßnahme im allgemeinen zu Schwierigkeiten beim Verlegen der Bewehrung.

Aus diesen Gründen können mit diesen Bügelsystemen zwar prinzipiell alle Querschnitte bewehrt werden, jedoch ist nur bei Beschränkung auf einige standardisierte Bügelkorbtypen, d.h. auf wenige Querschnitts-

formen und beschrankte Schubspannungen, deren Lagerhaltung vertretbar. Für andere Querschnittsabmessungen und höhere Schubspannungen müssen Aufpreise bezahlt und oft längere Wartezeiten, die einen optimalen Bauablauf gefährden können, vom Verbraueher in Kauf genommen werden. Bei Verwendung standardisierter Bügelkorbtypen ist bisher die Staffelung der Schubbewehrung nur in geringem Umfang möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erforderliche Typenzahl für eine standardisierte, generell anwendbare Schubbewehrung stark zu vermindern, den Stahlverbrauch gegenüber einer Schubbewehrung aus Bügeln allein zu reduzieren und die Staffelung der Schubbewehrung zu vereinfachen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die die Zugbewehrung umschließenden Bügelkörbe so bemessen sind, daß ihr Stahlquerschnitt etwa der für den betreffenden Balken vorgeschriebenen Mindestbügelbewehrung entspricht und daß die leiterförmigen Schubzulagen entsprechend der erforderlichen Schubdeckung gestaffelt angeordnet sind.

Unter Mindestbügeibewehrung ist jener Bewehrungsanteil zu verstehen, der unabhängig von der Höhe der Schubspannung des speziellen zu bewehrenden Stahlbeton- oder Spannbetonbauteils immer angeordnet werden muß, um ein Aufspalten des Querschnittes in Längsrichtung und ein Abplatzen der Betonüberdekkung im Bereich hoher Verbundspannungen zu verhindern (Hautbewehrung).

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen bewirken, daß durch Abstellung der die Zugbewehrung umschließenden Bügelbewehrung auf eine von der Höhe der Schubspannungen unabhängige und für ein Bauteil z. B. einen Balken mit bestimmter Querschnittsbreite immer gleiche Mindestbügeibewehrung eine erhebliche Verbesserung der Möglichkeit, die Bügelkörbe zu standardisieren, erzielt wird. Da die Umschließungsbewehrung unabhängig von der erforderlichen Schubbewehrung ist, wird gegenüber einer Schubbewehrung aus Bügeln allein durch Wegfall des horizontalen Verbindungsstükkes bei einem Teil der sonst notwendigen Bügel Stahl eingespart. Als Schubzulagen dienen vorzugsweise winkelförmige oder leiterartige Elemente, die selbstverständlich im Schwerpunkt der Zugbewehrung ausreichend verankert sein müssen. Dazu können vorteilhaft in Balkenlängsnchtung gebogene Haken oder Winkelhaken und/oder angeschweißte Querstäbe dienen. Die Schubzulagen ermöglichen auf einfache Weise die Anpassung der Schubbewehrung an den Querkraftverlauf.

Die die Zugbewehrung umschließenden Bügelkörbe werden vorzugsweise aus zwei oder drei Einzelelementen zusammengefügt. Als Einzelelemente können leiterförmige Elemente mit oder ohne abgewinkelte Sprossenenden dienen. Da die Form der Einzelelemente nur von der Balkenhöhe oder der Balkenbreite, die der Schubzulagen immer nur von der Balkenhöhe abhängig ist, ergibt sich bei diesem Bewehrungssystem eine sehr kleine Anzahl an unterschiedlichen Bewehrungselementen. Die Elemente sind platzsparend zu stapeln und können auf Vorrat gefertigt werden. Ein weiterer Vorteil des Systems liegt in der einfachen Verlegung der Bewehrungselemente, wobei die Bewehrung in der Schaltung zusammengesetzt werden oder außerhalb dieser vorgefertigt werden kann.

Die U-förmigen Bügelkörbe und die Einzelelemente sowie die Schubzulagen können sowohl in einem Arbeitsgang in ihrer endgültigen Form hergestellt als auch aus ebenen Betonstahlmatten durch Schneiden und Biegen fabriziert werden. Bei Einsatz von Betonstahlmatten können die Bügelstäbe entweder in Mattenquer- oder in Mattenlängsrichtung angeordnet wer den. Eine Anordnung in Mattenlängsrichtung ist insofern besonders geeignet, weil wenige — je nach angestrebter Abstufungsmöglichkeit 3 bis 5 - Grundmatten, die sich nur im Stabdurchmesser unterschieden, ausreichen, um die Schubbewehrung für alle baupraktisch vorkommenden Fälle zu erstellen. Die Quersläbe der Matten, die den Längsstäben der Bügelkörbe entsprechen, können relativ dünn gehalten werden, da sie nur der Stabilisierung des Korbes dienen. Aus diesem Grund sind auch an die Verbindungen, die beispielsweise als Schweiß- oder Kunststoffknoten ausgebildet werden können, nur relativ geringe Anforderungen zu stellen.

Werden bei Verwendung von geschweißten Matten der Abstand der Mattenquerstäbe, die Balkenabmessungen und die Abwicklung des Bügelkorbes und der Einzelelemente sowie der Schubzulagen als ganzes Vielfaches eines Rastermaßes festgelegt, das sich aus der Forderung ergibt, daß Verbindungsstellen zwischen Längs- und Querstäben der Matte nicht in den durch bauaufsichtliche Vorschriften definierten Bereich der Krümmung der späteren Biegestellen fallen, dann werden Schneidverluste ausgeschaltet, ohne daß eine praktisch bedeutsame Einschränkung in den brauchbaren Balkenabmessungen in Kauf genommen werden muß.

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele an Hand von acht Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Längsschnitt durch einen mit der erfindungsgemäßen Schubbewehrung versehenen Stahlbetonbalken,

F i g. 2a den Querschnitt Il dieses Balkens,

F i g. 2b und 2c die Einzelteile, aus denen die Schubbewehrung nach F i g. 1 zusammengesetzt ist, in einer stirnseitigen Ansicht,

F i g. 3a bis 3d weitere mögliche Formen der Schubzulagen, wobei diese in den F i g. 3a bis 3c in einer stirnseitigen Ansicht und in Fig. 3d in einer Seitenansicht dargestellt sind,

F i g. 4a die Querschnittsansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Schubbewehrung, bei der für die Mindestbügeibewehrung zwei schmale nebeneinandergestellte Bügelkörbe verwendet sind,

F i g. 4b bis 4e Einzelteile dieser Bügelbewehrung in einer stirnseitigen Ansicht,

F i g. 5a und 5b eine aus Einzelelementen gebildete Mindestbügeibewehrung mit eingelegter Zugbewehrung in einer stirnseitigen Ansicht,

F i g. 5c und 5d Einzelelemente der Schubbewehrung nach F i g. 5b,

F i g. 6a eine Ausführungsform einer aus Einzelelementen bestehenden Mindestbügeibewehrung in stirnseitiger Ansicht,

F i g. 6b bis 6d Einzelteile der Schubbewehrung nach F i g. 6a,

F i g. 7 einen Bügelkorb, bei dem die zulässigen Bereiche für Schweißstellen gekennzeichnet sind,

Fi g. 8 eine Matte zur Herstellung von Bügelkörben und Einzelelementen sowie Schubzulagen, bei denen die Schweißstellen der Querstäbe stets in den zulässigen Bereichen liegen.

Der in den F i g. 1 und 2 in Schnittansichten dargestellte Stahlbetonbalken 1 enthält als vorgefertigte Schubbewehrung eine die Zugbewehrung umschließende Mindestbügeibewehrung 1 und die Zugbewehrung nicht umschließende Schubzulagen 3. Wie der F i g. 2b

zu entnehmen ist, wird die Umschließungsbewehrung 2 durch angeschweißte Längsstäbe verankert, jedoch ist die Verankerung durch Haken oder Winkelhaken ebenfalls möglich. Werden diese in Balkenlängsrichtung gebogen, sind die Biigelkörbe bei beliebiger Anordnung der Stabilisierungsdrähte 4 gut stapelbar. Die Schubzulagen 3 bestehen aus leiterförmigen Elementen, bei denen die Verankerung über die Längsstäbe der Leitern erfolgt. Sie sind, wie aus F i g. 1 ersichtlich — der Hinweis 1 χ 3 z. B. bedeutet, daß in dem dadurch gekennzeichneten Bereich das leiterförmige Element 3 einmal angeordnet ist, analog bezieht sich der Hinweis 2 χ 13 ζ. B. auf die Anordnung von zwei Bügelkörben nach Fig.4b längs des ganzen Trägers —, zur Anpassung an den Querkraftverlauf in zwei Stufen, d. h. gestaffelt angeordnet und werden durch Montagestäbe 5 in ihrer Lage gehalten. Die die Zugbewehrung des Balkens bildenden Längsstäbe 6 können durch Po sitionsdrähte zu Streifen zusammengefaßt sein.

Bei den in den F i g. 3a und 3b gezeigten Schubzulagen 7, 8 dienen die angeschweißten Längsdrähte 9 zur Verankerung der Bügelstäbe, die Längsdrähte 12 der Schubzulagen 10, 11 nach den Fig. 3c und 3d nur als Positionsdrähte. Während die Winkelhaken der Schubzulagen 10 nach F i g. 3c in Balkenquerrichtung gebogen sind, sind die der Schubzulagen 11 nach F i g. 3d in Balkenlängsrichtung angeordnet. Ebene SchubzulagUi nach den F i g. 2c und 3d können besonders einfach verlegt werden, da sie nach Verlegen der Längsbewehrung 6 einfach zwischen diese gestellt werden können.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 sind zwei U-förmige Bewehrungskörbe nebeneinandergestellt, deren Breite etwas kleiner als die Hälfte der Balkenbreite ist. Diese Art der Bügelbewehrung beruht auf dem Gedanken, für unterschiedliche aber sinnvoll abgestufte, standardisierte Balkenbreiten immer den gleichen schmalen Bügelkorb zu verwenden, so daß für größere Balkenbreiten die Mindestbügelbewehrung durch Nebeneinanderstellen von zwei oder mehr schmalen Körben zu realisieren ist Der wesentliche Vorteil dieser Mindestbügelbewehrung liegt in der Unabhängigkeit der Bügelkörbe von der Größe der Schubspannungen. Dadurch ist es möglich, die Zahl der erforderlichen Korbtypen stark zu reduzieren. In den F i g. 4b bis 4e sind die Einzelelemente der gesamten Bewehrung dargestellt. Es sind dies die U-förmigen Bügelkörbe 13 gemäß Fig.4b, die Schubzulagen 13 und 15. gemäß den F ig. 4c und 4d, die die in F i g. 1 in Klammern eingetragenen Bereiche überspannen und die in Fig.4e dargestellten durch Positionsdrähte 16 zu Streifen zusammengefaßten Längsstäbe 17 der Zugbewehrung. Die UmschlieBungsbügel können auch durch Haken oder Winkelhaken verankert werden. Die Verwendung von Schubzulagen nach den F i g. 3a bis 3d ist ebenfalls möglich.

Die F i g. 5a und 5b sowie 6a zeigen Bewehrungskörbe für die MindestbügeJbewehrang, die aus jeweils drei Einzeielenjenten zusammengesetzt sind. Während in F i g. 5a L-förmige Einzelelemente 18 und 19 durch eine zu einem Streifen 20 zusammengefaßte Längsbewehrung verbunden sind, wird die Verbindung in F i g. 5b durch ein U-förmiges Einzeldement 21 erzieh. Die F i g. 5c und 5d zeigen die Einzelelemente für die Um Schließungsbewehrung nach Fig.5b in einer Stirnan sieht. Bei der Ausführungsform nach F i g. 6a sind ar beiden Seilen mit Haken 22 versehene Einzelelemente 23 ebenfalls durch eine zu einem Streifen 24 zusam mengefaßte Längsbewehrung miteinander verbunden Die Bewehrungskörbe nach den F i g. 5a und 5b können in der Schalung verhältnismäßig schnell zusammengesetzt werden, wobei zweckmäßigerweise eir

ίο Montagestab 25 zur Stabilisierung des Korbes eingebunden wird. Demgegenüber kann bei der Ausführungsform nach F i g. 6a der gesamte Bewehrungskorb vorgefertigt werden. Zur Stabilisierung des Korbes ist eine Leiter 26 vorgesehen, die aus zwei durch dünne Drähte 27 verbundenen Montagestäben 28 besieht. Als Schubzulagen können für die Umschließungsbewehrung nach den F i g. 5a und 5b sowie 6a sowohl die für die Mindestbügelbewehrung verwendeten Bewehrungselemente 18,19 und 23 als auch die in den F i g. 2c und 3a bis 3d dargestellten Formen verwendet werden. In den F i g. 6b bis 6d sind die Einzelelemente des Bewehrungskorbes nach F i g. 6a dargestellt.

Die U-förmige Mindeslbügelbewehrung sowie die Einzelelemente und die Schubzulagen können, wie bereits erwähnt, aus ebenen Betonstahlmatten gebogen werden. In diesem Fall ist der Einsatz von Matten mit in Mattenlängsrichtung angeordneten Bügelstäben, die z. B. praktisch endlos lang gerollt geliefert werden können, besonders günstig. Die Verankerung der Schubelemente erfolgt in der Regel durch Haken oder Winkel haken. Wird die Verbindung der Bügelstäbe mit den Positionsdrähten durch Schweißung vorgenommen, dann dürfen die Schweißstellen nicht innerhalb der Krümmungsbereiche der abgewinkelten Bügelstäbe lie gen. Es werden somit bei willkürlicher Wahl der Abmessungen der Bügel und Schubzulagen und der Bewehrungsmatten, aus denen die Bügel bzw. Schubzulagci hergestellt werden müssen, für jede Querschnittstorm unterschiedliche Schneideskizzen erforderlich.

und es können hohe Schneideveriuste entstehen, wenn die genannte Vorschrift eingehalten wird. In F i g. 7 sind die für Schweißstellen zulässigen Bereiche eines U förmigen Bügelstabes 29 mit a, b und c bezeichnet. Der unzulässige Krümmungsbereich habe das Maß und Werden nun bei der in Fig.8 dargestellten Bewehrungsmatte, aus der die Bügelkörbe gefertigt werden sollen, der Abstand der als Positionierungsdrähte dienenden Que^rMäbe 30 als ein ganzzahliges Vielfaches η des Maßes u gewählt und zugleich die Querabmessungen des Bügelkorbs so normiert, daß die Abstände a, b und c ein ganzzahliges Vielfaches des Grundmaßes u betragen, dann wird erreicht, daß niemals ein Querstab in den durch die Vorschriften verbotenen Bereich fällt. Das für jeden Bügeldurchmesser an sich anterschiediiehe Grundmaß u wird smnvoflerweise für alle verwendeten Mattentypen einer Modalordnung (z. B. 5 cm oder 7,5 cm) angepaßt (vgl »Bautrichter«, Sept 1971. a 233 bis 236). Dadurch wird erreicht, daß afle praktisch vorkommenden BaScenabmessungen bewehrt werden können. Dieses Prinzip kann natürlich auch bei der Herstellung der Einzelelemente 23 und der Schubzulagen 10 end 11 angewandt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorgefertigte Schubbewehrung für Stahlbe'.on- und Spannbetonbalken od. dgl, die aus die Zugbewehrung umschließenden standardisierten im Querschnitt U-förmigen Bügelkörben und leiterförmigen Bewehrungselemente besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zugbewehrung (6. 17) umschließenden Bügelkörbe (2, 13) so bemessen sind, daß ihr Stahlquerschnitt etwa der für den betreffenden Balken vorgeschriebenen Mindestbügelbewehrung entspricht und daß die leiterförmigen Schubzulagen (3, 7, 8, 10, 11, 14, 15) entsprechend der erforderlichen Schubdeckung gestaffelt angeordnet sind.

2. Schubbewehrung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprossen der leiterförmigen Schubzulagen (7, 8. (0, H) an wenigstens einem Längsrand abgewinkelte Enden aufweisen.

3. Schubbewegung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel der U-förmigen Bügelstäbe (2, 13) und die Sprossen der Schubzulagen (11) mit in Längsrichtung des Balkens abgebogenen Enden versehen sind.

4. Schubbewehrung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zugbewehrung umschließenden im Querschnitt U-förmigen Bügelkörbe aus leiterförmigen Einzelelementen (18. 19, 21, 23) mit Hakjn oder rechtwinkeligen Abbiegungen an wenigstens einem Ende der Leitersprossen zusammengesetzt sind.

5. Schubbewehrung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Bügelkörbe und die Schubzulagen aus Betonstahlmatten hergestellt sind, deren Längsstäbe die Bügelstäbe (29) bilden.

6. Schubbewehrung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Bügelkörbe, der Einzelelemente sowie der Schubzulagen und der Abstand der in Balkenlängsrichtung liegenden Mattenquerstäbe (30) als ganzzahliges Vielfaches eines Grundmaßes (u) festgelegt sind, das so gewählt ist, daß die Mattenquerstäbe stets außerhalb der Krümmung der abgewinkelten Bügelstäbe (29) liegen.

7. Schubbewehrung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmaß (u) für die Betonstahlmatten einer Modulordnung angepaßt ist.

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