DE2427169A1 - Verbindung von verbund-bauteilen, insbesondere stahlbetonfertigteilen, verfahren zur herstellung dieser verbindung und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

• Verbindung von Verbund-Bauteilen, insbesondere Stahlbetonfertigteilen, Verfahren zur Herstellung dieser Verbindung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Priorität: Österreich, 5.Juli 1973, A 5953/73 Die Erfindung betrifft eine Verbindung von Verbund-Bau= teilen, insbesondere Stahlbetonfertigteilen, die aus einem druckfesten Material und einer zugfesten Bewehrung bestehen, wobei zueinanderweisende freie Enden der Bewehrungen zweier miteinander zu verbindender Bauteile gemeinsam in einem Ver= bindungsorgan, vorzugsweise in einem mit koaxialen Bohrungen und gegenlAuBigen Gewinden ausgestatteten Spannschloß, zugfest und spannbar verankert sind.
• Bei einer solchen, z.B. aus der französischen Patentschrift 1 067 963 vorbekannten Verbindung dieser Gattung sind die als Spannschlösser ausgebildeten Verbindungsorgane in Ausnehmungen der Verbund-Bauteile untergebracht und dienen zum Vorspannen verbundfrei in diesen Bauteilen geführter Bewehrungen. Im Bereich der Ausnehmungen kann keine Übertragung der Druck= beanspruchungen von einem auf den anderen Bauteil Bauteil stattfinden, vielmehr stoßen diese Bauteile in anderen Bereichen mit einander zugewendeten Flächen stumpf aneinander. Ein sattes, flächiges Aneinanderliegen der Bauteile in diesen Flächen konnte jedoch begreiflicherweise in der Praxis nicht zuverlässig gewährleistet werden; davon abgesehen ergibt sich dadurch, daß die Drucküber= tragung an einer anderen Stelle der Verbindung stattfindet als die Zugubertragung, eine exzentrische Beanspruchung der Bauteile.
• Ziel der Erfindung ist es, eine Verbindung von Verbund-Bauteilen der eingangs bezeichneten Gattung so zu gestalten, daß Zug- und Druckbeanspruchungen an den gleichen Stellen der Verbindung von einem Bauteil auf den anderen übertragen werden und daß für die Druckübertragung geeignete, satt aneinander= liegende koplanare Flächen zur Verfügung stehen.
• Dem wesentlichsten Merkmal der Erfindung zufolge ist dem einzelnen Verbindungsorgan ein der Druckübcrtragung zrischen einander zugewendeten Flächen der Bauteile dienendes, im Spalt zwischen diesen Flächen befindliches Zwischenglied zugeordnet.
• Durch die Anordnung dieses Zwischengliedes ist dafür gesorgt, daß Zug und Druck an den gleichen Stellen der Verbindung von einem auf den anderen Bauteil übertragen werden, und zwar der Druck durch das an beiden zu verbindenden Bauteilen satt an= liegende Zwischenglied, der Zug durch die im Verbindungsorgan miteinander koaxial verbundenen Bewehrungen; diese Verbindungs= organe gestatten auch im nicht überspannten Zustand außerdem eine zusätzliche Druckübertragung.
• Um eine gute Verteilung des von einem Bauteil auf den anderen ausgeübten Druckes unter Vermittlung des Zwischengliedes sicherzustellen, ist dieses Zwischenglied vorteilhafterweise scheibenförmig ausgebildet und wird vom Verbindungsorgan vor= zugsweise zentral durchsetzt. Durch sinnvolle Wahl der Größe desvischengliedes und Festsetzung der Größe der vom einzelnen Zwischenglied gebildeten Übertragungsfläche kann die Größe des jeweils an den Bauteilen auftretenden spezifischen Flächen= druckes geregelt, vorbestimmt und der Druckfestigkeit des jevei'ls-vervendeten Bauteil-Materiales angepaßt uerden. Weil das beispielsweise aus Stahl bestehende Zwischenglied im allgemeinen größere Druckkräfte zu übertragen vermag als die aneinanderliegenden Flächenbereiche der Bauteile kann erforn derlichenfalls in den benachbarten Bereichen der Bauteile der Druck bis zur Verteilung der Belastung auf den Gesamt= querschnitt des Bauteiles durch zusätzliche Maßnahmen, z.B.
• durch auf Haftlänge angeordnete kurze Zusatzbevehrungen für Druck-, die.mit den glatten, ebenen, eventuell gemeinsam mit dem Beton nachbearbeiteten Schnittflächen auf dem Zwischenglied aufsitzen, vergrößert werden.
• Zweckmäßigerweise ist das Zwischenglied lose und axial ;erschiebbar auf dem Verbindungsorgan, z.B. Spannschloß, gelagert.
• Es kann sich demnach in Längsrichtung des Verbindungsorganes frei bewegen und stellt sich infolgedessen bei der Herstellung der Verbindung selbständig und selbsttätig auf die richtige Lage, d.h. auf den zwischen den Bauteilen sich bildenden Spalt, ein ohne daß es hiezu eines weiteren Zutuns bedarf.
• Wie schon erwähnt, ergeben sich wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung aus der Verwendung eines Spann= schlosses als Verbindungsorgan. In diesem Falle kann nämlich das Zwischenglied zumindest bedarfsweise mit dem als Spann= schloß ausgebildeten drehbaren Verbindungsorgan drehfest kuppelbar und zum Zueinanderziehen (Spannen) der Bewehrungen gemeinsam mit diesem Spannschloß drehbar sein. DaslSpannschloß -wird also in diesem Falle unter Vermittlung des Zwischengliedes in Drehung versetzt, wobei sich als zusätzlicher Vorteil bei verhältnismäßig groß ausgebildeten Zwischengliedern der Vorteil eines größeren Hebelsarmes zur Ausübung des Drehmomentes auf das spannschloß ergibt. Am einfachsten erweist es sich, das Zwischenglied dem Spannschloß ständig drehfest gekuppelt zuzu= ordnen; so kann etwa das Zwischenglied mit unrundem Umfang, z.B. als Sechskantscheibe, ausgebildet sein'unddas gleichfalls mit unrundem Umfang, z.B. als Sechskanprisma ausgebildete Spann schloß zwecks drehfester Kupplung mit einer zentralen Ausnehmung formschlüssig umschließen.
• Die Bauteile sind im Bereich der freien Bewehrungsenden mit Aussparungen versehen, in denen jeweils die Verbindungs= organe mit ausreichender Bewegungsfreiheit, z.B. drehbar, jeweils etwa zur Hälft ihrer Länge-Platz finden, d.h. im Bauteil versenkt-angeordnet werden können.
• Die Erfindung erstreckt sich des weiteren auf ein Verfahren zur Herstellung einer oben gekennzeichneten Verbindung. Diesem Verfahren gemäß wird zuerst auf die paarweiseieinander koaxial gegenüberliegenden, miteinander zu verbindenden Enden der Bewehrungen zweier einander benachbarter, miteinander zu ver= bindender Bauteile Je ein Verbindungsorgan, z.B. ein Spannschloß, mit dem ihm zugeordneten Zwischenglied aufgesetzt und verankert, sodann werden mittels des im Spalt zwischen den Bauteilen be= findlichen, mit dem Verbindungsorgan gekuppelten Zwischengliedes die Bewehrungsenden und damit auch die Bauteile selbst, z.B.
• mittels eines in diesen Spalt einführbaren Schraubschlüssels od.dgl. Werkzeuges solange gegeneinander gezogen (gespannt) bis das Zwischenglied satt, flächig und druckübertragend an einander zugewendeten Flächen der Bauteile anliegt. Diese Flächen der Bauteile können gegebenenfalls auch im Bereich der Berührung eine zusätzliche, kurze Druckbewehrung oder ähnliche druckübernehmende Anordnungen aufweisen. Unter Umständen kann die Zueinanderbewegung (Spannung) der im Verbindungsorgan vereinigten Bewehrungsenden so lange fortgesetzt werden bis in den aneinanderliegenden Flächen des Zwischengliedes und der Bauteile bzw. in den Bauteilen selbst eine Druckvorspannung eintritt. Solcherart sind mittels erfindungsgemäßer Verbindungen Fertigteilbauwerke mit Vorspannung herstellbar.
• Eine zur Durchführung dieser Verfahren geeignete Vorrich= tung umfaßt in einfachster"und vorteilhaftester Weise ein mit koaxialen Gewindebohrungen und gegenläufigen Gewinden ver= sehenes Spannschloß unrunden, z.B. sechskantigen, UmEanges und ein vom Spannschloß zentral durchsetztes, auf diesem Spann= schloß lose verschiebbar gelagertes und zwecks drehfester Ver= bindung dem unrunden, z.B. sechskantigen, Umfang des Spann= schlosses formschlüssig angepaßtes Zwischenglied, dessen Umfang gleichfalls unrund, z.B. sechskantig, gestaltet ist, um es mittels eines Werkzeuges von außen her in Drehung versetzen zu können.
• In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt die Fig.1 teilweise im Schnitt nach I-I der Fig.3, teilweise in Ansicht eine erfindungsgemäße Verbindung zweier Bau= teile im Bereich einer ihrer Bewehrungen, die Fig.2 zeigt schaubildlich ein Verbindungsorgan und das ihm zugeordnete Zwischenglied und die Fig.3 zeigt schematisch die zugehörige Draufsicht nach III-III der Fig.1 auf das Verbindungsorgan und auf das Zwischenglied.
• Die zueinanderweisenden freien Enden der koaxialen Beweh= rungen 1 zweier einander benachbarter und miteinander zu ver= bindender Bauteile' 5 aus Stahlbeton sind paarweise gemeinsam im Spannschloß 2 zugfest und spannbar mittels gegenläufiger Gewinde in Gewindebohrungen dieses Spannschlosses verankert und diesem als Verbindungsorgan dienenden Spannschloß 2 ist ein der Druckübertragung zwischen einander zugewendeten Flächen der Bauteile dienendes Zwischenglied 3 zugeordnet. Dieses Zwischenglied 3 ist scheibenförmig ausgebildet und wird vom Spannschloß 2 zentral durchsetzt, wobei es mit einer zentralen Ausnehmung lose und axial verschiebbar auf dem Spannschloß gelagert ist.
• Das Zwischenglied 3 ist mit dem Spannschloß 2.drehfestgekuppelt und ist mit Hilfe eines Schraubschlüsselp 4 zum Zusammenziehen (Spannen) der Bewehrungsenden gemeinsam mit dem Spannschloß 2 drehbar. Um das Zwischenglied 3 von-außen her mittels eines in den Spalt zwischen den Bauteilen 5 einführ= baren Schraubschlüssels 4, dessen Dicke etwas geringer sein muß als jene des Zwischengliedes 3, drehen zu können, ist es mit einem unrunden Umfang, und zwar beim dargestellten~Beispiel als Sechskant'ausgebildet. Dieses Zwischenglied 3 umschließt' das gleichEalls sechskantig ausgebildete Spannschloß 2 form= schlüssig und ist auf diese Art mit diesem Spannschloß drehfest gekuppelt.
• Die Bauteile 5 sind. im Bereich der freien Enden der Beweg rungen 1 mit - in bezug zu diesen Bewehrungen konzentrischen -Aussparungen 6 versehen, in denen jeweils die Spannschlüsser 2 (von denen nur eines dargestellt ist) etwa zur Hälfte ihrer Länge versenkt ausreichend Platz finden.
• Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbindung wird wie folgt vorgegangen: Zuerst werden die vorgefertigten Bauteile 5 in einer Stel lung in bezug zueinander fixiert, bei welcher die freien Enden der Bewehrungen 1 koaxial einander gegenüberliegen. Auf diese miteinander'paarweise zu verbindenden Bewehrungsenden werden nun Spannschlösser 2 samt den ihnen zugeordneten Zwischengliedern 3 aufigesetzt und verschraubt. Die Verschraubung erfolgt mittels eines in den Spalt zwischen den Bauteilen 5 einführbaren Schraub= schlüssels 4, der am sechskantigen Zwischenglied 3 angreift und über dieses formschlüssig mit dem Spannschloß 2-gekuppelte Zwisenenglied 3 das Spannscnloß 2 in Drehung zu versetzen vermag.
• Die Drehung des Spannschlosses 2 erfolgt so lange, bis das Zwischenglied 3 satt und flächig an den koplanaren, einander zugewendeten, glatt verarbeiteten Flächen der Bauteile 5 anliegt und solcherart zur Druckübertragung befähigt ist.
• Durch Drehen der Spannschlösser 2 und Zueinanderziehen der Bewehrungsenden kann der Verbindung bzw. den Bauteilen 5 dieser Verbindung eine Druckvorspannung erteilt werden. Wenngleich normalerweise die Bewehrungen mit Ausnahme ihrer Gewindebereiche im Verbundkörper fest verankert werden, z.B. einbetoniert sind, so ist es anderseits auch möglich, diese Bewehrungen 1 über ihre wesentliche, sich innerhalb der Bauteile 5 erstreckende Länge ohne Verbund im druckfesten Material der Bauteile einzu= betten und nur in den Endbereichen, mechanisch oder durch Verbund, zu verankern. In diesem Falle kann mittels der Ver= bindungsorgane, d.h. mittels der- Spannschlösser 2, die gesamte Bewehrung 1 unter Zugvorspannung gesetzt werden und diese Zug= vorspannung bewirkt dann eine Druckvorspannung der von den Bewehrungen 1 durchsetzten Bauteile 5.
• Die Druckvorspannung in der Verbindung selbst bzw. in den miteinander verbundenen Bauteilen 5 hat bekanntlich den Vorteil, daß dem -Auf treten von Zugspannungen in dem gegen solche Zug= beanspruchungen empfindlichen, druckfesten, aber spröden Material der Bauteile 5, z.B. Beton, wirksam vorgebeugt werden kann.
• Angesichts der hohen Steifigkeit der erfindungsgemäßen, zug- und druckfesten Verbindung kann auf ein Ausfüllen des Spaltes mit einer Vergußmasse verzichtet werden1 doch -steht es selbstverständlich frei, diesen Spalt mit beliebigem Material zu verfüllen, sofern dies aus ästhetischen oder praktischen Gründen, z.B. zum Schutz der Verbindung gegen orrosion, vtinschenswert erscheint.
• Die Erfindung ist in ihren Einzelheiten mannigEach abwandel= bar und durchaus nicht an das dargestellte und erläuterte Aus= führungsbeispiel gebunden. So müssen beispielsweise die mit= einander zu verbindenden Bauteile nicht unmittelbar benachbart sein, sondern sie können, einen oder mehrere weitere Bauteile einschließen, die von den Bewehrungen lediglich durchsetzt werden und von den gegeneinander verspannten und zueinander= gedrückten äußeren Bauteilen solcherart festgehalten (geklemmt) werden.
• Auch ist die Erfindung durchaus nicht an Ausführungen in Beton und Stahl gebunden, vielmehr kann anstelle von Beton auch Holz, Kunststoff od.dgl. Material zur Herstellung der Bauteile benutzt werden und gleiches gilt selbstverständlich grundsätzlich auch' für das Material der Bewehrungen und der Verbindungsorgane.

Claims (8)

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Verbindung von Verbund-Bauteilen, insbesondere Stahlbeton£ertigtilen, die aus einem druckesen Material und einer zugfesten Bewehrung bestehen, wobei zueinander= weisende freie Enden der Bewehrungen zweier miteinander zu verbindender Bauteile gemeinsam in einem Verbindungsorgan, vorzugsweise in einem mit koaxialen Bohrungen und gegen häufigen Gewinden ausgestatteten Spannschloß, zugfest und spannbar verankert sind, dadurch gekennzeichnet, daß diesem Verbindungsorgan (2) ein der Druckübertragung zwischen einander zugewendeten Flächen der Bauteile (5) dienendes, im Spalt zwischen diesen Flächen befindliches Zwischenglied (3) zugeordnet ist.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (3) scheibenförmig ausgebildet ist und vom Verbindungsorgan (2) vorzugsweise zentral durchsetzt wird.

3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn= zeichnet, daß das Zwischenglied (3) lose und axial verschiebbar auf dem Verbindungsorgan (2) gelagert ist.

4. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (3) zumindest bedarfsweise mit dem als Spannschloß (2) ausgebildeten Verbindungsorgan drehfest kuppelbar und zum Spannen (Zusammenziehen) der einander gegen= überliegenden Bewehrungsenden mit dem Spannschloß gemeinsam drehbar ist.

5. Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (3) mit unrundem, z.B. sechskantigem, Umfang ausgebildet ist und das gleichfalls mit unrundem Umfang, z.B. als sechskantiges Prisma, ausgebildete Spann= schloß (2) zwecks drehfester Kupplung mit einer. zentralen Ausnehmung formschlüssig umschließt.

6. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst auf die paarweise einander koaxial gegenüberliegenden, miteinander zu verbindenden Enden der Bewehrungen zweier miteinander zu verbindender Bauteile je ein Verbindungsorgan, z.B. ein Spannschloß, mit dem ihm zugeordneten Zwischenglied gemeinsam aufgesetzt und verankert wird und daß sodann mittels des im Spalt zwischen den Bauteilen befindlichen, mit dem Verbindungsorgan gekuppelten Zwischengliedes die Bewehrungs= enden und die Bauteile selbst, z.B. -mittels eines in den Spalt einführbaren Schraubschlüssels od.dgl. Werkzeuges, so lange zueinandergezogen (gespannt) werden bis das Zwischenglied satt, flächig und druckübertragend an einander zugewendeten Flächen der Bauteile, die gegebenenfalls auch im Bereich der Berührungsflächen eine zusätzliche, kurze Druckbewehrung oder ähnliche druckübernehmende Anordnungen aufweisen, anliegt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,-daß die Zueinanderbewegung der im Verbindungsorgan, z.B.

einem Spannschloß, vereinigten Bewehrungsenden so lange fortgesetzt wird, bis in den aneinanderliegenden Flächen des Zwischengliedes und der Bauteile bzw. in den Bauteilen selbst eine Druckvorspannung eintritt.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch ein mit koaxialen Gewindebohrungen und gegenläufigen Gewinden versehenes Spannschloß (2) unrunden, z.B. sechskantigen, Umfanges und durch ein vom Spannschloß zentral durchsetztes, auf dem Spannschloß lose verschiebbar gelagertes und zwecks dreh= fester Kupplung dem unrunden, z.B. sechskantigen, Umfang des Spannschlosses formschlüssig angepaßtes Zwischenglied (3), dessen Umfang gleichfalls unrund, z.S. sechskantig, gestaltet ist, um es mittels eines Werkzeuges (4) in Drehung versetzen zu können.