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Schubanker für Verbundträger
Die Erfindung bezieht
sich auf einen längslaufenden Schubanker Sr-Verbundträger, welcher mit dem betonseitigen
Gurt, des Stahlträgers starr verbunden ist und in den Beton hineinragt.
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Um die gemeinsame Wirkung von Betonplatte und Stahlträger bei Verbundträgern
zu erzielen und um die dabei auftretenden Schubkräfte aufzunehmen, ist es bekannt
in den Beton hineinragende steife Dübeln am Obergurt des Stahlträgers anzuschweißen.
Dabei werden die Kräfte im wesentlichen durch Pressung von den Dübeln in den Beton
übertragen. Es kommt dabei auf Grund der örtlich konzentrierten Lasteintragung zu
einer sprengenden Wirkung, weshalb zusätzliche Bewehrungen bzw. auf die Dübeln aufgeschweißte
Schlaufen erforderlich sind. Diese Art der Schubsicherung ist sehr aufwendig und
daher teuer.
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Es muß viel Schweißarbeit für die Befestigung der Dübel an den Stahlträgern
aufgewendet werden' da die Schweißnähte querbelastet sind und außerdem das auf die
Dübel wirkende Kippmoment aufnehmen müssen.
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Zur Aufnahme von Schubkräften bei Verbundträgern sind ferner aus Rundstahl
bestehende Anker bekannt, welche an einem Ende am Obergurt des Stahlträgers angeschweißt
und von dort schräg nach oben in den Beton geführt sind, dann parallel zum Obergurt
verlaufen und ggfls. am Ende hakenförmig umgebogen sind. Diese Schräganker wirken
dabEi für die Schubübertragung ähnlich wie die Schrägbewehrungen in einem Stahlbetonträger.
Diese Rundstahlanker haben daher den Nachteil, daß sie nur in einer Richtung wirken
und daher bei Trägern, bzw. in Bereichen von Trägern, bei denen die Wirkungsrichtung
der Querkräfte und damit die Richtung der Schubkräfte wechselt nur dann brauchbar
sind, wenn sie auch gegensinnig angeordnet werden. Diese doppelte Anordnung in beiden
Richtungen ist sehr aufwendig.
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Weiters sind zur Übertragung der Schubkräfte bei Verbundträgern stehend
auf den Obergurt des Stahlträgers aufgeschweißte Bolzen
bekannt,
welche an ihrem dem Obergurt abgewandten Ende mit einem Kopf versehen sind Diese
Schubanker wirken zum Teil durch die Querpressung an den Bolzen, zum Teil durch
die vertikale Pressung unter den Bolzenköpfen. Die Bolzen verformen sich und haben
eine sprengende Wirkung, welche durch zusätzliche Bewehrungen, etwa Spiralbewehrungen
um die Bolzen,aufgefangen werden muß.
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Es ist dabei eine große Anzahl solcher Bolzen erforderlich, wobei
für das Anschweißen auf den Stahlträgern Spezialmaschinen eingesetzt werden müssen,
um die komplizierten Arbeitsvorgänge zu bewältigen.
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Allen diesen bekannten Verbindungsmitteln haftet ferner der Nachteil
an, daß sie lediglich Schubkräfte aufnehmen und trotz ihres relativ hohen Stahlgewichtes
den wirksamen Stahlquerschnitt des Obergurtes nicht erhöhen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schubanker für Verbundträger zu
schaffen, welche die Nachteile der bekannten Ausführungsformen beseitigt. Dies wird
bei einem Schubanker der angeführten Art dadurch erreicht, daß der SchVbanker mindestens
einen durchgehenden, im wesentlichen parallel im Abstand zum betonseitigen Gurt
verlaufenden und mit diesem starr verbundenen Profil- oder Rundstahl aufweist, dessen
Oberfläche zur Übertragung von Schubkräften aus dem Stahlträger in die Betonkonstruktion
etwa durch Rippen, Rillen, Erhebungen, Vertiefungen od.dgl. profiliert ist. Bei
einem erfindunggemäßen Schubanker werden die Schubkräfte zwischen dem Stahlträger
und der Betonkonstruktion kontinuierlich und direkt durch die Haft- bzw. Scherspannungen
entlang dieses Stahlprofiles übertragen. Der erfindungsgemäße Schubanker ist in
beiden Richtungen wirksam und bildet zudem einen mittragenden Bestandteil des Obergurtes
des Stahlträgers und erhöht damit die Festigkeit des übrigen Stahlobergurtes. Da
der erfindungsgemäße Schubanker oberhalb des Obergurtes des Stahlträgers liegt,
wird auch die statisch wirksame Höhe des Stahlträgers vergrößert.
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Dadurch treten insbesonders für die Lasten, die der Stahlträger vor
dem Eintreten der Verbundwirkung zu tragen hat, aber auch für die Lasten, die danach
auf den Verbundträger wirken, kleinere Kräfte in den Gurten des Stahlträgers auf.
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Am Beispiel eines frei aufliegenden, vertikal belasteten Deckenträger
erklärt, der das Eigengewicht inklusive Schalung und Beton ohne Verbundwirkung,
die später nach Erhärten des Betons aufgebrachten Lasten, das sind restliche Gewichtslasten
und die Nutzlasten mit Verbundwirkung trägt, unterliegt der längslaufende Schubanker
folgende Belastungen.
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Für die Lasten vor dem Verbund ist der Schubanker mitwirkender Teil
des Trägerobergurtes, ist dabei am Trägerende spannungsfrei und erhält in Trägermitte
eine Druckspannung. Für die Lasten nach dem Verbund ist der Schubanker im Trägerendberench
am stärksten durch die Schubkräfte belastet, erhält aber auch als mitwirkender Teil
des Obergurtes des Stahlträgers noch eine weitere Druckspannung. In den Bereichen
zwischen dem Trägerende und der Trägermitte überlagern sich im Schubanker jeweils
die Spannungen aus der Schubübertragung und aus der Obergurtwirkung, wobei das Abnehmen
der Schubwirkung zugleich mit einer Zunahme der Druckspannung aus der Obergurtwirkung
vor sich geht. Der längslaufende Schubanker ist also über seine gesamte Länge am
Kräftespiel beteiligt und entlastet damit den Stahlträger. Dieser Effekt ist bei
keinen der bisher bekannten Verbindungsmittel für die Schubkräfteübertragung von
Verbundträgern gegeben und bedeutet eine optimale Ausnützung des für die Schubverankerung
aufzuwendenden Materials.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß ein
vorzugsweise gerippter Rundstahl vorgesehen ist, welcher an einen mit dem Gurt verbundenen
Steg angeschweißt ist. Dabei können gängige Rundstahlqualitäten verwendet werden.
Die Schweißverbindung zwischen Rundstahl und Steg kann relativ klein ausgeführt
sein, da sie nur Schubkräfte aufnehmen muß, die direkt auf kurzem Weg in den Rundstahl
eingeleitet werden. Der Steg zwischen dem Stahlprofil und dem Gurt kann unterbrochen
und etwa durch am Gurt und am Profil- oder Rundstahl angeschweißte Bleche gebildet
werden.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin,
daß als Gurt ein T-Profil vorgesehen ist, an dessen nach oben ragenden Steg mindestens
ein Stahlprofil, vorzugsweise ein gerippter Rundstahl, angeschweißt ist. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, daß handelsübliche T-Profile oder durchtrennte I-Profile (Trägerprofile)
verwendet werden können, auf welche lediglich ein Rundstahl aufgeschweißt werden
muß. Diese Ausfünrungsform eignet sich insbesonders für Verbund-Fachwerkträger.
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Dabei gibt der oben angeschweißte längslaufende Schubanker dem rL-Profil
eine große Steifigkeit, die es dem solcherart gebildeten -urtprofil ermöglicht,
die lokale Biegung aus der Belastung zwischen den Fachwerkknoten in wirtschaftlicher
Form aufzunehmen.
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Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
In der Zeichnung zeigen die Fig. 1, 2 und 3, 4 jq einen Querschnitt und eine Längsansicht
eines Verbundträgers mit einem erfindungsgemäßen Schubanker und Fig. 5 einen Querschnitt
durch einen weiteren erfindungsgemäßen Schubanker.
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Beim Verbundträger nach den Fig. 1 und 2 ist mit 1 die Betonplatte
und mit 2 aer Stahlträger bezeichnet. Am Obergurt 3 des Stahlträgers sind trapezartige
Bleche 4 aufgeschweißt welche einen angeschweißten Rundstahl 5 tragen. Die Oberfläche
des Rundstahls 5 ist profiliert. Vorzugsweise werden billige handelsübliche oberflächengerippte
Rundstähle verwendet. Die Schweißverbindung zwischen den Blechen 4 und dem Rundstahl
5 kann schwach ausgeführt sein, da diese nur die anteilig Schubkraft aufnehmen muß.
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In den Fig. 3 und 4 ist der Stahlträger als Fachwerkträger ausgeführt.
Als Ober- und Untergurt dient ein T-Träger 6, welcher z.B. durch Trennschnitt eines
handelsüblichen I-Profiles erhalten werden kann. Zur Bildung des Schubankers ist
es lediglich erforderlich einen oberflächenprofilierten Profil- oder Rundstahl 5
auf das Ende des Stegs aufzuschweißen. Die Herstellung des
Schubankers
ist somit besonders einfach. Da der Rundstahl 5 auch als Armierung der Betonplatte
bzw. als Teil des Obergurtes wirkt, kann auch der Stahlquerscnitt des. Obergurtes
kleiner dimensioniert werden Insgesamt wird somit ein einfacher aus billigen handelsüblichen
Elementen herstellbarer Schubanker erhalten, durch welchen auch die Herstellung
des Verbundträgers wesentlich vereinfacht wird. In Fig. 5 ist als Obergurt gleichfalls
ein T-Profil gezeigt, wobei am Steg mehrere als Schubanker und als Armierung dienende
gerippte Rundstäbe 5 aufgeschweißt sind.