DE2520105A1

DE2520105A1 - Stahlbetonelement fuer verbundkonstruktionen

Info

Publication number: DE2520105A1
Application number: DE19752520105
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl Ing Laumer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-05-06
Filing date: 1975-05-06
Publication date: 1976-11-18

Description

Stahlbetonelement für Verbundkonstruktionen Plattenbalken und Hohlkästen aus Stahlbeton sowie Stahlverbundträger werden sehr häufig im Bauwesen eingesetzt. Sie bestehen aus dem untenliegenden Steg (bei Hohikösten mit unterer Platte, bei Stahlverbundtrdger ist dieser Steg ein Stohiträger) und der darüberliegenden oberen Platte. Kennzeichnend für diese Konstruktionen sind die weit auskragenden oberen Platten. Zur Herstellung solcher Balken werden üblicherweise entsprechende Schalungen gebaut. In diese Schalung wird die Armierung verlegt und dann erfolgt das Ausgießen mit Beton.
Wegen der größeren Wirtschaftlichkeit geht man mehr und mehr dazu über, solche Bauteile aus Fertigteilen herzustellen, d.h. in stationären Betonwerken werden diese Elemente in vielfach verwendbarer Schalung fabriziert und dann auf die Baustelle transportiert, um dort mittels entsprechendem Hebezeug montiert zu werden. Durch das relativ hohe Gewicht und die große Breite dieser Plattenbalken bzw. Hohikösten bei weit gespannten Baukonstruktionen sind hierbei doch durch die Beschränkungen der Straßenverkehrsordnung der Größe dieser Fertigteile Grenzen gesetzt. Man teilt daher Steg und Platte und baut sie auf der Baustelle als sog. Verbundkonstruktion zusammen. Meistens wird jedoch der Steg als Fertigteil allein verlegt mit entsprechend in die Platte nach oben hineinragenden Eisen versehen uhd ah Ort und Stelle die Platte eingeschalt und dann ausbetoniert.
Auch werden die oberen Platten aus Fertigteilen gebildet, man muß jedoch -fUr einen tadellosen statisch funktionsfidhiS7en Schubanschluß in der fi~e zwischen beiden Teilen sorgen, damit der Gesamtquerschnitt als Einheit tragfähig wird.
Die Herstellung der oberen Platte in Ortbeton hat den Nachteil, daß hier Einschalarbeiten notwendig werden, die teuer und zeitraubend sind. Die Ausbildung der oberen Platte aus Fertigteilen hat einmal den Nachteil, daß die freien auskragenden Plattenteile doch noch eingeschalt werden müssen oder, sollten dort auch Fertigteilplatten verwendet werden, so müßten diese umständlich abgestützt oder angehängt werden, bis sie dort durch den Ortbeton entsprechend an die übrige Konstruktion angeschlossen werden können (siehe hierzu die deutschen Auslegeschriften 2.126.422 und 1.259.925, 1.251.785). Es entsteht dann auch noch der Nachteil, daß neben den schweren, großen unteren Stegen eine Vielzahl kleinerer Plattenteile für die obere Platte verlegt werden müssen. Wegen der häufigen Kranspiele und der schlechten Kranauslastung ist das sehr unwirtschaftlich bei Brücken, Hallen und anderen derartig schweren Konstruktionen, hat man doch meistens nur einen Kran, dessen Tragfähigkeit nach dem schwersten Teil ausgewählt werden muß, zur Steile. Der Kraneinsatz für die kleineren Teile mit diesem schweren Kran ist daher teuer. Selbst wenn für die kleinen Teile ein anderer kleinerer Kran verwendet werden würde, ist allein der Auf- und Abbau des schweren Kranes für die weniger großen Teile insgesamt ebenfalls unwirtschaftlich. Überhaupt sind viele kleinere Teile teuerer wie wenige größere. Dies gilt im gleichen Maße auch für die Fertigung. Ein weiterer Nachteil der derzeitigen Brückenkonstruktionen in Stahlbeton-Fertigteilen ist, daß die aus dem Fertigteil selbst auskragenden Elemente relativ klein sind.
Dies gsht z.B. aus der deutschen Auslegeschrift 1.957.917 hervor. Gerade aber weit auskmgende obere Platten sind aus ästhetischen Gesichtspunkten sehr erwünscht, denn das Verhältnis zwischen Vnterstützunashöhe und Bauhöhe sollte möglichst groß sein (siehe dazu Betonkalender 1975, II, Seite 951, Zeile 19 -21>.
DiWe'Erfindung hat nun die Aufgabe, die hier aufgezeigten Mängel zu beseitigen, d.h. es muß -ein Bauteil geschaffen werden '1, das den Ortbeton für die P!a?te zwischen den tinteren Stegen (beim Stahlverbundbau zwischen den Stahlträgern) und den auskragenden Plattenteilen als Schalung aufnimmt und zwar ohne fremde Abstützung und dabei selbst mittels Verbundeisen in den Ortbeton zur Tragfähigkeit miteinbezogen werden kann, 2. ein Stückgewicht bzw. ein Flächenmaß einnimmt, das eine rationelle Fertigung garantiert, eine wirtschaftliche Ausnützung des Baustellenkranes zuläßt und wegen der größeren Fläche eine schnellere Montage gewährleistet. Dabei muß es in gewissen Fällen auch im Stande sein, mehrere Stege überbrücken zu können, 3. möglichst viel Armierung der endgültigen Platte bereits enthält und zwar als schlaffe Bewehrung oder Vorspannbewehrung mit oder ohne sofortigen Verbund, damit diese Arbeit auf der Baustelle auf ein Mindestmaß eingeschränkt wird, 4. die Querverteilung der Einzel lasten gewährleistet, 5. weit auskragende obere Plattenteile zuläßt, damit die Konstruktion optisch schlanker wird.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht in Fonn eines Stahlbeton-Elementes folgender Form: Ein meist rechteckiges Plattenelement bei Außenteilen mit Auficantungen an den Schmalseiten (im Stegendbereich auch an der Längsseite) wird an so vielen Stellen wie mit diesem Element Stege abgedeckt werden sollen, volikommen unterbrochen.
Den Zusammenhalt der einzelnen Plattenteile gewährleisten Längsbalken, die als Überzüge in Stahlbeton oder als Stahlfachwerkträger etc. angeordnet sind und daher aus den Platten nach oben herausragen und im Gegensatz zu den Platten im Bereich der Stege nicht unterbrochen, sondern durchgehend ausgeführt sind.
Knapp Über den Plattenoberseiten erhalten diese Überzüge, sofern sie in Stahlbeton ausgeführt sind, Aussparungen in den Bereichen, in denen dann die Querverteilungsbewehrung z.B. bei Fahrbahnplatten von Brücken, angeordnet werden muß. Das Element kann vollkommen eben oder vorzugsweise an den Enden aufgekantet sein.
Dadurch erreicht man Querneigungen und Gefälle der Schrammborde von Straßenbrücken. Desgleichen können die Überzüge bzw. Stahltachwerkgitterträger in ihren Querschnittsabmessungen variieren. Zur Gewährleistung eines guten Tragverhaltens in Elementquerrichtung (= Stegrichtung) sollen bei Verwendung von Stahlbetonüberzügen diese so niedrig gehalten werden, daß noch reichlich Ortbeton mit entsprechender Bewehrung darüber aufgebracht werden kann. Je nach Bedarf ragen aus der Elementplatte und den Überzügen in Stahlbeton Bewehrungseisen oder andere Schubverbindungsmittel zur Gewährleistung des Schubverbundes heraus.
Die Vorteile, die sich bei der Verwendung dieser Stahlbeton-Elemente ergeben, sind: 1. Schaffung von großen Plattenbalken und Hohlkästen mit weit auskragenden oberen Platten durch Teilung von Steg und Platte (bei Hohlkastenträger Abteilung der oberen Platte), wobei das Plattenelement Abmessungen aufweist, die lohngünstig im Werk herzustellen, normal zu transportieren (keine Überlängen, keine Überbreiten trotz großer Fläche) und wirtschaftlich zu montieren sind.
2. Vollkommen schalungslose Bauweise ohne jede Abstützungen auch nicht in den weit fre iauskragenden Plattenrändern.
3. Idealer Schubverbund durch reichlichen Ortbeton und genügend Platz für Schubbewehrung etc..
4. Die Elemente werden im Brückenbau den genormten Brückenquerschnitten angepaßt, so daß die Schalung für die Herstellung der Elemente immer wieder verwendet werden kann.
5. Anpassung an Schietwinkeligkeit bzw. Krümmungen durch entsprechende Grundrißgestaltungen der Elemente.
Nachfolgend werden Austährungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben: Figur 1 zeigt den Längsschnitt des erfindungsgemäßen Stahlbeton-Elementes wie es Rjr einen einstegigen Plattenbalken zur Verwendung kommt.
Es besteht aus den Platten 1), den Randaufkantungen 2), den Überzügen 3) und den Aussparungen 4).
Figur 2 zeigt das gleiche Element in der Schrägansicht.
Figur 3 ebenso das gleiche Element im Querschnitt.
Figur 4 zeigt ein gleiches Element, jedoch mit sehr großen Abstand der beiden Platten 1). Es dient zur schalungslosen Herstellung großer pittenbalkenartiger Auskragungen bei Querschnitten, die entweder aus dicht an dicht verlegten Fertigteilen bestehen bzw. bei geschalten Platten, die auf diese Weise mit weit auskragenden Enden versehen werden sollen.
Figur 5 veranschaulicht das gleiche Element, allerdings sind die Überzüge 5) als Stahl tachwerkträger ausgeführt.
Figur 6 zeigt das erfindungsgemäße Stahlbeton-Element für einen zweistegigen Plattenbalken oder br einen Hohl kasten.
Figur 7 läßt erkennen, daß man zwei Elemente tUr einen dreistegigen Plattenbalken verwenden kann.
Figur 8 zeigt das Element in ungeteilter Form für einen dreistegigen Plattenbalken, Figur 9 zeigt den Querschnitt eines einstegigen Plattenbalkens. Hier sind zur Kippsicherung des erfindungsgemäßen Elementes auf dem Steg Schrauben- Bolzen-Verankerungen 6) angegeben. Desgleichen sind die Schubbügel 7), die aus dem Stegbalken herausragen, eingezeichnet sowie die Schubverbindungseisen 8), die aus dem Überzug hervorstehen, eingezeichnet. Zur Abdichtung zwischen dem Element und dem Steg sind Dichtungsstreifen 9) an den Berührungsstellen eingelegt, damit der Ortbeton 10) beim Betonieren und Rütteln nicht ausläuft. Knapp unter der Oberkante des Ortbetons sind Bewehrungszulagen 11) eingelegt.
Figur 10 stellt den Querschnitt eines zweistegigen Plattenbalkens dar. Neben den bereits in Figur 9 eingezeichneten Bewehrungen etc. ist hier zusätzlich eine untere Bewehrungszulage 12) angeordnet. Diese kann auch in Form eines Vorspannkabels zur Verwendung kommen. Bei Brücken ist das Anbringen von schlaufenartigen Anschlußeisen 13) zweckdienlich für die nachträgliche Ausbildung bzw. Anhängung der Gesimse etc..
Figur 11 zeigt den Querschnitt eines Hohlkastens mit weit auskragenden oberen Plattentei len.
Figur 12 veranschaulicht eine dreistegige Stahl-Verbundkonstruktion. Die Schubverbundelemente 14) auf der Stegoberkante sind besonders angegeben.
Figur 13 enthält den Querschnitt einer sog. Rohrschale mit seitlich auskragenden Plattenteilen. Der untere Teil (sonst Steg) besteht hier z.B. aus der bekannten Hyperboloid-Schale.
Figur 14 veranschaulicht eine breite Brückenkonstruktion, die in Stahiverbundbauweise hergestellt ist und dessen obere Stahlbetonplatte mittels der zwei erfindungsgemäßen Stahlbeton-Elemente in Verbindung mit dem aufzubringenden Ortbeton gebildet wird.
Figur 15 zeigt einen Querschnitt durch eine Hallenkonstruktion. Durch die erfindungsgemäßen Elemente mit den großen Auskragungen lassen sich leicht Lichtbänder über die ganze Hallenbreite herstellen, die durch keinerlei tragende Elemente unterbrochen werden.
Figur 16 zeigt wieder einen Hallenquerschnitt. Hier sind jedoch Röhrenschalen als Hallenbinder angewendet. Durch die auskragenden erfindungsgemäßen Stahlbeton-Elemente können wieder wie bei Figur 15 durchgehende und nicht durch andere Tragkonstruktionen unterbrochene Lichtbänder untergebracht werden.
Figur 17 stellt den Querschnitt durch eine Brückenkonstruktion dar. Sie besteht aus zwei Schalen, die durch die erfindungsgemäßen Stahlbeton-Elemente in Verbindung mit dem aufzubringenden Ortbeton zu einer sehr tragfähigen und optisch sehr ansprechenden Form zusammengeschlossen werden.
Figur 18, Figur 19 u.
Figur 20 zeigen Querschnitte, bei denen das erfindungsgemäße Stahl beton-Element Figur 4) zur Anwendung kommt. Bei Figur 20) wird dabei das Element für die Schalung der freiauskragenden oberen Platten bei einer in Ortbeton ausgeführten, also eingeschalten Stegplatte verwendet. D.h., das Element wird bis zur Erhärt>ng des Ortbetons auf die Schalung aufgelegt.
Figur 21 zeigt einen Hohikasten-Querschnitt mit weit auskragender oberer Platte. Dabei ist wiederum das erfindungsgemäße Stahlbeton-Element auf der Schalung des in Ortbeton hergestellten unteren Teil des Hohlkastens aufgelegt. Das erfindungsgemäße Element reduziert hier die Schalarbeiten auf der Baustelle ganz beträchtlich.
Figur 22 zeigt den Grundriß einer schiefwinkeligen Brücke. Die erfindungsgemäßen Stahlbeton-Elemente werden hierbei senkrecht zu den Hauptträgern verlegt. Dies ergibt, daß die Elemente in der Nähe der Widerlager entsprechend der Schiefwinkel igkeit abgeschält werden müssen.
Figur 23 zeigt wiederum den Grundriss einer schiefwinkeligen Brücke. Die erfindungsgemäßen Stahlbeton-Elemente werden hier im Gegensatz zu Figur 22 ebenfalls schiefwinkelig hergestellt, d.h. die Haupttragrichtung der Elemente ist parallel zu der Widerlagerrichtung.
Figur 24 zeigt den Grundriss einer Brücke, deren Achse einem Kreisbogen folgt. Die erfindungsgemäßen Stahlbeton-Elemente werden hier jeweils senkrecht zur Achse verlegt, d.h. die Teile selbst haben keine zueinander parallele Längsränder mehr.

Claims

Patentansprüche:

1. Stahlbeton-Element bestehend aus einer an mindestens einer Stelle unterbrochenen Platte, dadurch gekennzeichnet, daß die unterbrochenen Plattenteile durch mindestens einen nach oben herausragenden Überzug zusammen verbunden sind.

2. Stahlbeton-Element nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, daß in den Überzügen über der Platte Aussparungen angeordnet sind.

3. Stahlbeton-Element nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einem Stahlfachwerk gebildet ist.

4. Stahlbeton-Element nach Anspruch 1), 2) und 3) dadurch gekennzeichnet, daß die Platten an den Rändern aufgekantet sind.

5. Stahlbeton-Element nach den Ansprüchen 1), 2), 3) und 4) dadurch gelennzeichnet, daß die einzelnen Platten gegeneinander in einen meist flachen Winkel geknickt sind.