DE2300733C2

DE2300733C2 - Verfahren zum Herstellen eines Verbundträgers

Info

Publication number: DE2300733C2
Application number: DE2300733A
Authority: DE
Inventors: Raphael 1180 Bruxelles Lipski
Original assignee: PREFLEX 1060 BRUXELLES BE SA
Current assignee: PREFLEX 1060 BRUXELLES BE SA
Priority date: 1972-01-10
Filing date: 1973-01-08
Publication date: 1983-05-26
Also published as: ES410355A1; IL41236A; AT333643B; ATA14173A; LU66694A1; GB1413561A; DE2300733A1; FR2167539B1; JPS4880628A; BE777891A; IL41236A0; IT978070B; FR2167539A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundträgers, enthaltend einen biegesteifen Profilträger mit einem Steg und einem mit Beton verbundenen Zugflansch, wobei im erhärteten Beton eine Druckvorspannung herrscht.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE-PS 8 91 519) wird der biegesteife Profilträger des Verbundträgers durch Querkräfte oder durch Temperaturänderungen Im Zugflansch vorgespannt. Im ersteren Falle führt dies zu einer für den Gebrauchszustand unnötigen Überdlmenslonierung des Druckflansches. Im letzteren Falle Ist die Erzeugung der Vorspannung, Insbesondere Ihre gewünschte Verteilung über den Querschnitt, schwierig zu verwirklichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es einerseits einfach durchführbar Ist und eine genaue Einstellung der Spannungen Im Profll-Querschnltt ermöglicht und daß andererseits eine für den Gebrauchszustand des Verbundträgers unnötige Überdlmenslonlerung des dem Zugflansch abgewandten Berel- 65· ches des Profilträger-Querschnitts vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daU man

a) bei Verwendung eines Profilträgers von bezüglich der Flanschausbildung unsymmetrischem Querschnitt,

b) zwecks Erzeugung einer im Vergleich zur Spannung im Zugflansch wesentlich kleineren Spannung im dem Zugflansch abgewandten Bereich des Querschnitts,

c) bis zum Erreichen des festen Verbunds zwischen Betoti und Zugflansch in wenigstens einem Teil der Länge des Profilträgers Zugkräfte angreifen läßt,

d) deren parallel zur Längsachse des Profilträger gerichtete Resultierende auf der dem Zugflansch zugewandten Seite des Querschnittsschwerpunktes liegt.

Hierdurch kann mit einfachen Mitteln ein entsprechend der Gebrauchslast günstig dimensionierter Verbundträger hergestellt werden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden Im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt Flg. 1 einen Querschnitt durch einen Verbundträger,

Fig. 2 und 2 a einen Querschnitt durch den biegesteifen Profilträger des Verbundträgers gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Diagramm der in dem Profilträger gemäß FI g. 2 durch Quertcäfte erzeugten Normalspannungen,

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Im Druckflansch verstärkten Profilträger,

Fi g. 5 ein Diagramm der im Profilträger gemäß Flg. 4 durch Querkräfte erzeugten Spannungen,

Fi g. 6 bis 10 Diagramme der Spannungen, die in dem Profilträger gemäß Fig. 2a durch In unterschiedlicher Höhe angreifende Zugkräfte erzeugt werden,

Fig. 11 bis 13 Querschnitte durch weitere Profilträger,

Fig. 14 einen Querschnitt durch einen Verbundträger, der außer dem biegesteifen Profilträger zusätzlich nicht biegesteife, vorgespannte Bewehrungselemente enthält,

Fig. 15 und 16 Aufsichten auf t'.nen Profilträger zur Veranschaulichung der Angriffszonen der Zugkräfte,

Fig. 17 eine Schemadarstellung eines durch Zug- und Querkräfte belasteten Profilträgers,

Fig. 18 eine Schemadarstellung mehrerer gemeinsam durch Zugkräfte beanspruchter Profilträger.

Der In Flg. 1 dargestellte Verbundträger enthält einen biegesteifen Profilträger 1 mit einem unteren Flansch 2, einem Steg 3 und einem oberen Flansch 4. Der untere Flansch 2 ist mit vorgespanntem Beton 5 ummantelt. Im übrigen Bereich Ist der Profilträger 1 von Beton oder Stahlbeton 6 umgeben. Der Punkt 7 ist der Schwerpunkt des Querschnitts des Profilträgers I. Die Punkte 8 und 9 s'.ellen die untere bzw. obere Begrenzung des Kernes des Profilträgers 1 dar.

Der im Gebrauchszustand auf Druck beanspruchte obere Flansch 4 wird bei Aufnahme der Druckkräfte vom Beton 6 unterstützt. Er weist daher einen wesentlich kleineren Querschnitt als der untere Flansch 2 auf, der die gesamte Zugkraft aufzunehmen hat.

Das Diagramm der Fig. 3 zeigt, daß ein Profilträger mit unsymmetrischer Flanschausbildung gemäß Fig. 2 nur In sehr begrenztem Maße ein durch Querkräfte erzeugtes Moment M aufnehmen kann. Stellt nämlich die Abszisse U den Grenzwert der zulässigen Zugbeanspruchung Im unteren Flansch 2 dar, so ergibt sich Im oberen Flansch 4 eine wesentlich größere (durch die Abszisse 12 dargestellte) Druckspannung, die auch wegen der Gefahr eines Ausknlckens (d. h. einer Instabi-

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lltat) des Flansches 4 nicht zulassig is;. Bei einer durch Querkrafte erzeugten Vorbiegung ist somit die Resultierende F' der Druckspannungen gleich der Resultierenden F der Zugspannungen, wobei diese beiden Resultierenden F und F das die Vorblegung bewirkende Moment M erzeugen.

Bei einer Erzeugung der Vorbiegung durch Querkrafte ist es daher erforderlich, einen Profilträger von bezüglich der Flanschausbildung symmetrischem Querschnitt zu verwenden, wie Ihn Fi g. 4 zeigt. Der obere Flansch 4 ist hierbei durch einen ergänzenden Flansch 10 verstärkt. F i g. 5 veranschaulicht, daß sich In einem solchen Profilträger bei Erzeugung der Vorspannung durch Querkräfte gleiche Zug- und Druckspannungen (Abszissen 11 bzw. 12a) im unteren und oberen Flansch ergeben. Im Gebrauchszustand eines mit einem solchen Profilträger versehenen Verbundträgers Ist allerdings eine unnötige Überdimensionierung des oberen Druckflansches festzustellen.

Das nachfolgend beschriebene Verfahren verwendet demgegenüber einen Profilträger von bezüglich der Flanschausbildung unsymmetrischem Querschnitt (Fig. 2 a). Um im Vergleich zur Spannung .m Zugflansch eine wesentlich kleinere Spannung in dem dem Zugflansch abgewandten Bereich des Querschnitts zu erzeugen, läßt man bei dem Verfahren bis zum Erreichen des festen Verbunds zwischen Beton und Zugflansch in wenigstens einem Teil der Länge des Profilträgers Zugkräfte angreifen, deren parallel zur Längsachse des Profilträgers gerichtete Resultierende auf der dem Zugflansch zugewandten Seite des Querschnittsschwerpunktes liegt.

Die Diagramme der Fi g. 6 bis 10 veranschaulichen die Zugspannungen, die sich im Profilträger bei einem unterschiedlichen Angriffspunkt der Zugkräfte N ergeben: Gemäß Fig. 6 greifen die Zugkräfte im Querschnittsschwerpunkt 7 an, gemäß Fi g. 10 dagegen am untersten Rand des Zugflansches 2. Die Fig. 7, 8 und 9 veranschaulichen Zwischenlagen bezüglich des Angriffes der Zugkräfte. Die Zugkräfte werden dabei so gewählt, daß sich einerseits im Zugflansch 2 gerade die gewünschten Zugspannung^! (Abszisse 11) ergeben und daß andererseits Im oberen Flansch 4 gleichfalls zulassige Spannungswerte auftreten (Abszissen lie bis 12/). Im Falle der Fl g, 7 tritt Im oberen Flansch 4 noch sine Zugspannung auf, im Falle der F|g,9 und 10 dagegen eine Druckspannung, die jedoch - anders als bei Flg.3 noch einen zulässigen Wert besitzt. Durch- geeignete Wahl des Angriffspunktes der Zugkräfte kann man somit in. dem dem Zugflansch abgewandten Bereich des Querschnitts nach Größe und Vorzeichen gewünschte Spannungen erzeugen.

Die FIg, 11, 12 und 13 zeigen Abwandlungen des Profilträgers K In Fig. 11 bestehen der untere Flansch la und der Steg 3 auch aus Metall und der obere Flansch Aa aus Stahl und Beton. Bei Fig. 12 besteht der untere Flansch la aus Metall, der Steg 3Λ und der obere Flansch 46 aus Stahl und Beton. In Fl g. 13 ist der untere Flansch la und der obere Flansch 4c aus Metall und der Steg 3c aus Stahl und Beton hergestellt.

Fi g. 14 zeigt einen Verbundträger, bei dem in dem mit dem Zugflansch 2 verbundenen. Beton 5 zusatzlich nicht ■ biegesteife, ggf. vorgespannte Bewehr'ngselemente 13, 14 vorgesehen sind. Weiterhin kamt auch der obere Flansch 4 zusätzlich nicht biegesteife bewehrungselemente 15 erhalten.

Die Flg. 15 und 16 veranschaulichen, wie die Zugkräfte am Profilträger 1 angreifen können. Hierfür können entweder begrenzte Angriffsflächen 16 oder längliche Rächen 17 vorgesehen werden.
Fig. 17 veranschaulicht einen biegesteifen Profilträger

so 1, der zugleich durch Zugkräfte Λ' und durch Querkräfte P (die ein Biegemoment P χ 1 ergeben) vorgespannt wird. Mit einer solchen kombinierten Beanspruchung läßt sich ein Vorspannungspolygon verwirklichen. Dadurch können die Zugkräfte. /V etwas höher angreifen, was die konstruktive Gestaltung der Angriffszonen vereinfacht. Außerdem lassen sich dadurch die gewünschten Zugspannungen im unteren Zugflansch 2 mit kleineren Zugkräften N erreichen.
Fig. 18 veranschaulicht, wie mehrere Profilträger in Reihe hintereinander angeordnet und gemeinsam gleichzeitig den Zugkräften N ausgesetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Patentansprüche;

l_r Verfahren zum Herstellen eines Verbundträgers, enthaltend einen biegesteifen Profilträger mit einem Steg und einem mit Beton verbundenen Zugflansch, wobei im erhärteten Beton eine Druckvorspannung herrscht, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) bei Verwendung eines Profilträgers von bezüglich der Flanschausbildung unsymmetrischem Querschnitt,

b) zwecks Erzeugung einer im Vergleich zur Spannung im Zugflansch wesentlich kleineren Spannung im dem Zugflansch abgewandten Bereich des Querschnitts,

c) bis zum Erreichen des festen Verbunds zwischen Beton und Zugflansch In wenigstens einem Teil der Länge des Profilträgers Zugkräfte angreifen läßt,

d) deren parallel zur Längsachse des Profilträgers gerichtet Resultierende auf der dem Zugflansch zugewandten Seite des Querschnittsschwerpunktes liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem mit dem Zugflansch verbundenen Beton zusätzliche nicht biegesteife vorgespannte Bewehrungselemente vorgesehen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugkräfte Ober eine bestimmte Länge des Profilträgers verteilt angreifen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Stegs erst nach Erreichen des Verbunds zwischen Beton und Zugflansch angefügt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Profilträger in Reihe hintereinander angeordnet und gemeinsam gleichzeitig den Zugkräften ausgesetzt werden.

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