DE2630594A1

DE2630594A1 - Gitterbalken fuer stahlbetonboeden o.dgl.

Info

Publication number: DE2630594A1
Application number: DE19762630594
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: OLMO JUAN JOSE DEL
Current assignee: OLMO JUAN JOSE DEL
Priority date: 1975-07-16
Filing date: 1976-07-07
Publication date: 1977-02-03
Also published as: ES222184Y; ES222184U; FR2318288B1; FR2318288A1

Description

Dipl-Ing Heinz Lessei Dipl -Ing Ot!o Flügel Patentanwälte D-B München 81 O'sirr>a<?trafie 81

Juan-Jose DEL OLMO

35, rue Barberis

0B300 NICE (France) L 1O.B47/L/e

Gitterbalken für Stahlbetonböden od. dgl.

Die Erfindung betrifft Stahlbalken, die aus einem geschweißten Gitter bestehen und für insbesondere die Herstellung von Stahlbetonböden ohne Schalung benutzt werden.

Dia bekannten Stahlgitterbalken dieser Art bestehen im allgemeinen aus drei zueinander parallelen Längsstäben, von denen zwei den Untergurt und der dritte den Obergurt bilden und die in den verschiedensten Weisen miteinander verbunden sind.

Bei manchen Balken ist der Stab des Obergurts mit einem zentraler Stab des Untergurts durch ein ebenes Gitter verbunden, das man durch sinusförmiges Biegen eines kontinuierlichen Drahtes erhält.

Andere Balken besitzen drei zueinander parallele Längsstäbe, die miteinander durch ein räumliches Gitter verbunden sind, welches durch Biegen eines kontinuierlichen Drahtes in Form einer Schnecke mit dreieckigem Querschnitt hergestellt wird.

Die Stäbe der Gurte mancher Balken sind miteinander durch ein doppeltes kontinuierliches, sinusförmiges Gitter miteinander verbunden, wobei jede Sinuswelle auf einer Seite am Stab des Obergurts und auf der anderen Seite an jedem der beiden Stäbe des Untergurts angeschweißt ist.

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Eine andere Art Balken besteht aus einem oberen Längsstab, der mit den beiden unteren, parallelen Längsstäben durch zwei einfache Warren-Gitter verbunden ist, die sich in den beiden durch den oberen Längsstab und jeweils einen der unte- ; ren Längsstäbe bestimmten Ebenen befinden. Diese Gitter be- j stehen aus Stäben, die an ihren Ende.n an die Gurten angeschweißt sind, oder aus V-förmigen Stäben, die an ihrem Scheitel an einen Gurt und an den Enden ihrer Schenkel an den anderen Gurt angeschweißt sind.

Die Balken mit einfachem oder doppeltem Gitter, das durch Biegen eines kontinuierlichen Stahldrahts gebildet wird, besitzen den Nachteil, daß ihre Herstellungsgeschwindigkeit nicht die Geschwindigkeit überschreiten kann, mit der der Draht des Gitters gebogen wird. Da der Draht des Gitters ferner aus einem Stahl mit hoher Elastizitätsgrenze, also aus einem relativ empfindlichen Stahl, bestehen muß, wenn man Material sparen will, ist seine Biegegeschwindigkeit und damit die Geschwindigkeit der Herstellung des Balkens sehr begrenzt, wenn Anriße an den Biegestellen vermieden werden sollen.!

Balken mit einem ebenen Gitter haben nur eine geringe seit- j liehe Steifheit.

Balken mit doppeltem Gitter mit dreieckigem Querschnitt sind j sehr starr, besitzen jedoch den Nachteil, daß sie stets einen j Materialüberschuß erfordern, wenn erreicht werden soll, daß der Draht des Gitters einen so starken Durchmesser hat, daß er nicht zu sehr verformbar ist.

Beim erfindungsgemäßen Balken werden diese Nachteile vermieden. Da das Gitter des erfindungsgemäßen Balkens aus getrennten Stäben oder Elementen besteht, wird seine Herstellungsgeschwindigkeit nämlich nicht durch die Geschwindigkeit

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Dipl-Ing. Heinz Lessor Pipi-Ing Otto Flügel. Patentanwälte D-8 München 81 «.oiimastraRe 81

des Biegens'des Drahtes eines kontinuierlichen Gitters begrenzt. Da sein Gitter so einfach wie nur möglich ist und ein Minimum an Stäben aufweist, besitzen diese einzeln den maximalen Querschnitt, um eine gegebene Kraft auszugleichen, und sind damit maximal unverformbar. Sein Gitter, das ein räumliches Dreiecksystem bildet, verleiht dem Balken eine hohe Steifheit in allen Richtungen und gewährleistet eine sehr wirksame Verstrebung des Obergurts, der für Knickbeanspruchung und Stöße empfindlicher ist, da er komprimiert wird und wäh- * rend der Montage des Balkens auf seiner ganzen Länge frei ist.

Die erfindungsgemäßen Balken besitzen ferner den Vorteil, daB sie mit sehr geringem Platzbedarf gelagert werden können, indem sie mit ihrem oberen offenen Teil ineinander geschachtelt werden. Sie können sehr einfach in Stapeln von mehreren ineinander geschachtelten Balken befördert werden, wobei diese Stapel starrer und fester als die einzelnen Balken sind.

Der erfindungsgemäße Balken, der aus drei zueinander parallelen Längsstäben besteht, die im Querschnitt gesehen an den Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind und von denen eine den Obergurt und die beiden anderen den Untergurt bilden, wobei die Längsstäbe der beiden Gurte durch ein einfaches räumliches Warren-Gitter miteinander verbunden sind, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei aufeinanderfolgende Stäbe des Gitters, die an dem Obergurt enden, ein umgekehrtes V bilden, dessen Scheitel sich an dem Längsstab des Obergurts und dessen Schenkelenden sich an dem einen bzw. dem anderen Längsstab des Untergurts befinden. Die Ebenen, die diese umgekehrten Vs enthalten, liegen schräg zur Richtung der Gurts. Diese Elemente des Gitters in Form eines umgekehrten V übertragen alle Kräfte auf die beiden Längsstäbe des Untergurts, die vor der Montage des Balkens in eine gegossene Betonplatte eingebettet sind und eine in allen Richtungen unverformbare Einheit bilden.

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Dip!-!ng Hpin/ Lessor Dip '-!ng Otto F'higp! Pa

D -B München 8' ·-o~-!'i.i«!ttaRp 81

Die Stäbe der Gurte des Balkens und sein Gitter können einen beliebigen Querschnitt haben und bestehen vorzugsweise aus einem Stahl mit hoher Elastizitätsgrenze, damit eine maximale Materialeinsparung erreicht wird. Die Erhöhung der Elastizitätsgrenze des Stahls wird im allgemeinen durch Kaltverformung (Torsion, Zug oder Biegenl erreicht, und die Verbindung des Gitters mit den Gurten des Balkens wird durch elektrisches Widerstandsschweißen erreicht, ein Verfahren, durch das die Kaltverformung der Stangen nicht verändert wird.

Die Erfindung und weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, anhand der Zeichnung,

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Balkens,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Balken nach Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Balkens nach Fig. 1,

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Balken nach Fig. 1,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Balkens,

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Balken nach Fig. 5,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung des Balkens nach Fig. 5,

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Dipt -lnci Heiru lesser Dipl-Ing OtIo Flügel. Palentanw-iMe D-8 München 81 Co^imnsliaHe H'.

Fig. 8 einen Querschnitt des Balkens nach Fig. 5,

Fig. 9 eine Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Balkens,

Fig. 10 eine Draufsicht auf den Balken nach Fig. 9,

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung des Balkens nach Fig. 9 und

Fig. 12 einen Querschnitt durch diesen Balken.

Der in den Figuren 1 bis 4 gezeigte Balken besteht aus drei parallelen Längsstäben 1, 2 und 3, wobei die Stäbe 1 und 2 den Untergurt und der Stab 3 den Obergurt bilden. Diese drei Stäbe sind in einem Querschnitt gesehen an den Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet (Fig. 4). Der Längsstab 3 des Obergurts ist mit jedem Längsstab 1 und 2 des Untergurts durch schräge Stäbe 4 und 5 verbunden, die ein einfaches räumliches Warren-Gitter bilden. Jedes Paar von aufeinanderfolgenden Stäben 4 und 5 bildet ein umgekehrtes "a-b-c¹ wobei der Scheitel b sich am Längsstab 3 des Obergurts und die Enden a und c seiner Schenkel 4 und 5 sich an den Längsstäben 1 und 2 des Untergurts befinden. Die Ebenen, die diese umgekehrten Vs "a-b-c" enthalten, sind schräg zur Richtung der Gurte und zueinander parallel angeordnet.

Gemäß der in den Fig. 5 bis θ gezeigten, zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäBen Balkens ist der Längsstab 3 des Obergurts mit den Längsstäben 1 und 2 des Untergurts durch schräge Stäbe 4 und 5 verbunden, die ein einfaches räumliches

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Warren-Gitt'er bilden. Alle Paare von aufeinanderfolgenden Stäben 4 bilden ein V (b-a-b), dessen Scheitel a sich am Längsstab 1 befindet, während alle Paare von aufeinanderfolgenden Stäben 5 ein weiteres V (b-c-b) bilden, dessen Scheitel c sich am Längsstab 2 befindet. Die Scheitel a und c dieser Vs befinden sich abwechselnd an den Längsstäben 1 und 2 des Untergurts. Jedes Paar von aufeinanderfolgenden Stäben 4 und 5 bildet ein umgekehrtes V a-b-c, dessen Scheitel b sich am Längsstab 3 des Obergurts befindet, wobei sich die Enden a und c seiner Schenkel an den Längsstäben 1 und 2 des Untergurts befinden. Die Ebenen, die diese umgekehrten Vs a-b-c enthalten, sind zu den Gurten schräg angeordnet und zwei aufeinanderfolgende umgekehrte Vs sind bezüglich einer zu den Gurten senkrechten Querebene zueinander symmetrisch.

Die in den Fig. 1 bis 4 und 5 bis θ dargestellten Ausführungsbeispiele besitzen den Vorteil, daß die das Gitter bildenden, geraden Stäbe nur durch einfache Zug- oder Druckkräfte in ihrer Achse beansprucht werden. Dagegen haben die Balken, deren Gitter aus einem kontinuierlichen, gebogenen Draht oder !

aus gebogenen V-förmigen Elementen bestehen, infolge der Tat- j sache, daß die Verbindungspunkte des Gitters an den Gurten sich nicht in der Verlängerung der Achse der geradlinigen j Teile befinden, den Nachteil, daß ein sekundäres Biegemoment j entsteht, das zu den auf das Gitter einwirkenden Zug- oder Druckkräften hinzutritt, wodurch die Festigkeit und die Steifheit derartiger Balken beträchtlich verringert wird.

Ein weiterer Vorteil der beiden in den Figuren 1 bis 4 und 5 bis θ gezeigten Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Balken besteht darin, daß sie sehr einfach herstellbar sind, da die ihr Gitter bildenden, geraden Stäben in einem einzigen Schneidvorgang ohne Biegen hergestellt werden und da ihre Anbringung in ihrer endgültigen Stellung an den Gurten sehr ein-

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fach und schnell vor sich geht. Die Stäbe des Gitters können j in großer Zahl zugeführt und in einer Vielpunkt-Schweißmaschine j verschweißt werden, wobei die Herstellungsgeschwindigkeit dieser! Balken um ein Mehrfaches größer als die von Balken mit einem j kontinuierlichen Gitter oder einem Gitter mit V-förmigen EIe- I

menten ist. . j

Die nachstehende vergleichende Berechnung zeigt den großen Unterschied zwischen der Festigkeit des einfachen Gitters eines erfindungsgemäßen Balkens und der des gleichwertigen doppelten Gitters, das in vielen anderen Balken benutzt wird.

Wenn das einfache Gitter des erfindungsgemäßen Balkens einen Durchmesser von 6 mm hat, beträgt sein Querschnitt 28 mm . Damit der Gesamtquerschnitt des doppelten Gitters eines anderen Balkens etwa äquivalent ist, muß sein Durchmesser 4 mm be- j tragen, was einen Gesamtquerschnitt von 12, 5 χ 2 = 25 mm ergibt. Das Verhältnis der beiden Querschnitte ist also 28/25 = 1,12. Das Verhältnis zwischen den Festigkeiten der Gitter der beiden Balken gegenüber einfachen Druckkräften ist gleich dem Verhältnis zwischen der kritischen Knickbelastung eines Stabes mit einem Durchmesser von 6 mm und der kritischen Knickbelastung von zwei Stäben mit 4 mm Durchmesser von derselben Länge, d. h. (6:4) : 2 = 2,53. Trägt man den Gesamtquerschnitten der verglichenen Gitter Rechnung, so ergibt sich, daß die Knickfestigkeit bei gleichem Querschnitt bei dem einfachen Gitter des erfindungsgemäßen Balkens 2,53 : 1,12 = 2,26 χ größer ist als bei dem gleichwertigen doppelten Gitter anderer Balken.

Bei einer durch einen Stoß oder einer örtlichen Kraft auf die Stäbe des Gitters erzeugten Biegung ist die Festigkeit eines

3 Gitters mit einem Durchmesser von 6 mm (6:4) = 3,375 mal größer als bei einem Gitter mit einem Durchmesser von 4 mm.

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Dipl-Ing Hein? I p<.spr Qipl-Inq Ott-i flügel Patentanwälte D-8 München 81 Ccsimastr3^Re

Aus diesen Berechnungen geht hervor, daß der erfindungsgemäße Balken bei etwa gleichwertigen Gewichten wesentlich fester und unverfarmbarer ist.

Eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Balkens ist in den Fig. 9 bis 12 dargestellt.' Der Längsstab 3 des Obergurts ist mit den Längsstäben 1 und 2 des Untergurts durch V-förmige Elemente 4 und 5 verbunden, die ein einfaches, räumliches Warren-Gitter bilden. Die Scheitel a und c der Stäbe 4 und 5 befinden sich abwechselnd auf den der einen und der anderen Längsstäben 1 und 2 des Untergurts, und zwar bei den Elementen 4 an dem Längsstab 1 und bei den Stäben 5 an dem Längsstab 2. Die Enden b der Schenkel der V-förmigen Stäbe 4 und 5 enden auf der einen bzw. der anderen Seite des Längsstabes 3 des Obergurts. Zwei aufeinanderfolgende Schenkel eines Stabes 4 und eines Stabes 5 bilden zusammen ein umgekehrtes V, a~b-c, dessen Scheitel b sich an dem Längsstab 3 befindet. Alle aufeinanderfolgenden Paare von umgekehrten Vs a-b-c sind bezüglich einer zu den Gurten senkrechten Querebene zueinander symmetrisch.

Die Distanz "r" zwischen den Schnittpunkten der Achsen von zwei aufeinanderfolgenden Stäben 4 und 5 des Gitters mit der Achse des Längsstabes 3 des Obergurts der Balken von Fig. 1, und 9 ist sehr klein und kann sogar Null sein.

Die Distanz "s" der horizontalen Projektion der Schnittpunkte der Achse von zwei aufeinanderfolgenden Diagonalstäben 5 und 4 mit den Längsstäben 1 und 2 des Untergurts des in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Balkens kann ebenfalls gleich Null sein.

Bei allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Balkens befinden sich die Längsstäbe 1 und 2 des Untergurts vorzugsweise außerhalb des Gitters Cvergl= Fig. 4, 8 und 12), sie

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Dipl -Inq. Heinz Lessoi Dipl-lng OUo Flügel. Pnleni unvälte D-8 München 81 '.c-cna-luifie H!

können'jedoch auch im Inneren des Gitters angeordnet sein.

Der Längsstab 3 des Gbergurts ist vorzugsweise im Inneren des Gitters angeordnet (vergl. Fig. 4, 8 und 12), kann sich jedoch auch außerhalb befinden. In diesem Fall befinden sich alle Stäbe des Gitters auf einer Seite des Längsstabes 3.

Die verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäBen Balkens können mit den zuvor in eine Betongrundplatte eingebetteten Längsstäben ihrer Untergurte, für den Bau von Stahlbetonböden ohne Schalung und als Versteifungselemente für die Herstellung von dünnen Schalungsplatten (predalles minces de coffrage) benutzt werden.

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Claims

Dipl-Inq. Heinz I esspf Dipl Ing OtIo Γ lurjel Pateni.in.vrille D-8 München 8¹ Cr.s.iriaslr-iile H

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PATENTANSPRÜCHE

i.jAus einem geschweißten Gitter bestehender Balken aus Stahl, der aus drei zueinander parallelen Längsstäben besteht, die, in der Querrichtung gesehen, an den Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind und von denen zwei den Untergurt und der dritte den Obergurt bilden, vobei die beiden Gurte miteinander durch gerade Stäbe oder V-förmige Elements verbunden sind, die ein einfaches räumliches Warren-Gitter bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei aufeinanderfolgende Stäbe (4, 5) des Gitters umgekehrte Vs bilden, die in Ebenen liegen, die sich schräg zur Längsrichtung der Gurte (1, 2, 3) erstrecken, und daß die Distanz (r) zwischsn den Enden von zwei die umgekehrten Vs bildenden Stangen C4, 5) des Gitters an der oberen Längsstange (3) sehr klein oder Null ist.

Balken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich} net, daß das Gitter aus geraden Stäben (4, 5) besteht und daß die Ebenen, die die van zwei aufeinanderfolgenden Stäben gebildeten, umgekshrten V's enthalten, zueinander parallel sind und dieselbe Neigung zur Richtung der Gurte (1, 2, 3) haben.

Balken nach Anspruch 1," dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter aus geraden Stäben (4, 5} besteht und daß jeweils zwei aufeinanderfolgende Stäbe des Gitters, die den Längsstab (3) des Obergurts mit einem Längsstab ( 1, des Untergurts verbinden, Vs bilden, deren Scheitel sich abwechselnd an dem einen und an dem anderen Längsstab des Untergurts befinden.

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Dipl-ln(| Hein.z I pw>>. Dip! -Ing OUo riugol. F'atrr! ι"λ;·ι'Ιρ D-8 Munchpn 81 Cnsimas'.ifße B1

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Balken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daB das Gitter aus V-förmigen Stäben (4, 5) besteht, deren Scheitel sich abwechselnd an dem einen u-nd an dem anderen Längsstab (1, 2) des Untergurts befinden, und daß der Abstand (r) zwischen den benachbarten Enden der Schenkel von zwei aufeinanderfolgenden V-förmigen Stäben (4, 5) am Längsstab (3) des Obergurts sehr klein oder Null ist.

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