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"Biegesteifer Fertigteilanschluß-"
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Der Entwurf von Fertigteilkonstruktionen erfordert im allgemeinen
die Lösung geeigneter kraftschlüssiger Verbindungen der Fertigteile.
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An die Fertigteilverbindungen werden zahlreiche Forderungen gestellt,die-
nur in den seltensten Fällen optimal gelöst sind.Als ständig- wiederkehrende Hauptforderungen
sind zu nennen: Die einwandfreie Ubertragung beliebiger Schnittkräfte im Verbindungsquerschnitt,
wie Normal-und Schubkräfte, Biege-und Torsionsmomente.
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Ausreichende Fertigungs-und Montagetoleranzen..
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Möglichst sofortige Kraftschlüssigkeit der Verbindung nach der Montage.
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Einfach-und fehlerunempfindlich auszuführende und auf ein Minimum
beschränkte Montage, -Verbindungs, -Verguß, -und Nebenarbeiten.
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Die Mehrzahl der gebräuchlichen Fertigteilverbindungcn stellen Gelenkverbindungen
dar,die sich auf die Ubertragung von Normal-und Querkräften beschrEnken.Auf die
Übertragung von Biege-und Torsionsmomenten wird meist mit Rücksicht auf schwierige
und fehlerempfindliche Ausführungen verzichtet.
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Die bekannten biegesteifen Fertigteilverbindungen erfordern auf der
Baustelle im allgemeinen umfangreiche zusätzliche Schrauben und Schweißarbeiten.
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Bei den bekannten Fertigteilverbindungen bereitet es oft Schwierigkeiten,allseitig
gleiche und ausreichende Maßtoleranzen
einzuhalten und die Verbindungen
so zu gestalten, daß auch bei Maßabweichungen während der Montage die IIerstellung
der Fertigteilverbindungen nicht behindert wird und die volle Kraftübertragung der
Verbindung gewährleistet bleibt.
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In der Regel sind die üblichen Fertigteilverbindungen in ihren Ausführungsformen
auf die Art der zu übertragenden Kräfte abgestimmt. In den überwiegenden Fällen
gelangen als Übertragungselemente Konsolen zur Anwendung'die den erheblichen Nachteil
besitzen, daß r-iC die Schalungen der zu giessenden Fertigteile durchdringen. Damit
werden die Fertigungskosten wesentlich erhöht, indem si cli der Bau der Schalungen
verteuert und deren Einsatzzalilen vermindern.
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Konsolverbindungen schränken ausserdem den vielseitigen Einsatz z.B.
von Stützenschalungen ein,da die häufig zu erfUllende Verschiebung der Anschlußkonsolen
auch einen aufwendigen und kostspieligen Schalungsbau nach sich zieht.
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Montagekonsolen sind im allgemeinen nur für die Ausführung von Gelenkanschlüssen
zweckmAssig.Für die Ubertragung von Biege-und Torsionskrãften sind kompliziertere
Ausführungsformen bekannt.
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Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe,eine universell einsetzbare
Lösung vorzuschlagen,die in der Herstellung und während der Montage einfach-und
fehlerunempfindlich ist und bei unveränderter Ausführung und Montage die Übertragung
beliebiger Kräfte,-Normal-und Schubkräfte,Biege-und Torsionsmomente, gestattet.
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Die Erfindung stellt ich weiter die Aufgabe,daß vorzugsweise im Stahlbetonbau
die Einzelteile eines biegesteifen Skelettbauwerkes vorgefertig werden können,auf
grund der vorgeschlagenen Fertigteilverbindung aber nachträglich mit einfachen Montagevorgängen
die Kontinuität des.Bauwerkes hergestellt wird.Es ist Gegenstand der Erfindung,daß
-sich nach dem Abschluß der Montage das Bauwerk in der Wirkungsweise nicht von einer
örtlich hergestellten monoleithischen und biegesteifen Konstruktion unterscheidet.
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Als Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen,die anzuschliessenden Fertigteile
an den Stirnseiten ebenflächig auszubilden und im allgemeinen senkrecht stehende,
nach rückwärts verankerte Hohlprofile einzubauen.Die Rückverankerung der Hohlprofile
erfolgt
übeü Bewehrungsstähle, die nach bekannten Verfahren angeschweisst werden.
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In die Anschlußfertigteile werden vorzugsweise Stahlplatten oder PLattenstreifen
eingebaut, die ebnefalls zur Weiterleitung der Kräfte nach rückwärts im Bauteil
verankert sind.
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In senkrechten Reihen werden Kopfbolzen bekannter Ausführung an die
Siahlplatten oder Plattenstreifen angeschweisst.
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Im Montagevorgang werden die vorzugsweise Kopfbolzenreihen in die
Hohlprofile eingefädelt und das Bauteil auf eine angeschraubte Hilfskonsole abgesetzt.
Anschliessend erfolgt der Verguß der EIohlprofile und der Toleranzabstände zwischen
den Fertigteilen. Als Schalung dient während der Vergußarbeiten die mit einem elasbischen
Belag versehene Hilfskonsole und seitliche Fdhrungsleisten.Den Schalungselementen
fällt eine gegen das Ausfliessen des VergußmörX tels abdichtende Funkt; ion zu.
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Nach dem Erhärten des Vergußmediums,das die erforderlichen Festigkeitseigenschaften
besitzt,sind die Kopfbolzen unverschieblich und. kraftschlüssig im Vergußmörtel
eingebettet.
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Der Vergußmörtei ist in den Hohlprofilen praktisch allseitig umschlossen
und an der Querdehnung behindert.r ist weiter durch Haftung mit den Wandungen der
Hohlprofile verbunden.
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Wirken aus der Beanspruchung der Fertigteile herrührend,Kräfte beliebiger
Richtung auf die Hohlprofile ein,werden diese über das erhärtete Vergußmedium an
die Kopfbolzen weitergegeben. Da die Kopfbolzen Festigkeit nach allen Richtungen
besitzen,können diese beliebige Kraftwirkungen aufnehmen und über ihre Schweissverbindungen
an die anschliessenden Bauteile weiterleiten.
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Das gleiche Wirkungsprinzip gilt auch,wenn auf die Kopfbolzen Kräfte
beliebiger Richtung wirken und diese über den Vergußmörtei in die Hohlprofile weitergeleitet
werden.
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Gegenstand der Erfindung ist es, das der Zug,-Druck,-und Scherstoß
der in beiden Bauteilen vorhandenen Stähle über die Kopfbolzen,den Vergußmörtel
und die Hohlprofile erfolgt.
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Der Vergußmörtel in den Hohlprofilen dient der Ubertragung der Kräfte
und wird durch Kontaktpressungen an der Oberfläche der Kopfbolzen beansprucht.Da
der Vergußmörtel allseitig umschlossen und an der Querdehnung behindert ist,kann
er,wie bekannt-sehr hohe Spitzenspannungen-ertragen und ist damit , bei geeigneter
Materialwahl,in der Lage, die auftretenden Kräfte weiterzuleiten.
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Zur Aufnahme der anfallenden Querkräfte reicht die Haftung des Vergußmörtels
in der Regel aus, um die Kräfte an den Wandungen der Hohlprofile zu übertragen.
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Es ist weiter Gegenstand deL Erfindungs, daß die flohiprofile im
ren@ Teil geringfügig verengt werden können,sodass der Vergußmörtel unter Querkraftbeanspruchung
zu Brückenbildung gezwungen wird und damit sich die mögliche Querkraftaufnahme erheblich
steigert.
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Werden erfindungsgemäss zwischen die Kopfbolzen Bleche eingeschweisst
oder andere geeignete Verbindungselemente für db Kopfbolzen verwendet,lässt sich
die mögliche Querkraftaufnahme der Verbindung erheblich steigern. Die Anpassung
an die auftretenden Kräfte erfolgt; im allgemeinen durch die Erhöhung oder Minderung
der Zahl der eingestzten Kopfbolzen.
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Die Figuren 1 bis 3 erläutern das Wesen der erfindung beispielsweise
und schematisch.
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Es zeigen: Fig. 1 Vertikalschnitt a - a durch die biegesteife Fertigteilverbindung.
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Fig. 2 Horizontalschnitt der Verbindung.
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Sig. 3 Schema der verstärkten Verbindung bei erhöhter Krafteinleitung.
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Der anzuschliessende Fertigteil (1) besitzt an der Stirnfläche Hohlprofile
( 2 ) die an der Rückseite über angeschweisste Bewehrungsstähie verankert sind (3).
Im anschliessenden FertigteiL(4) sind Stahlplatten (9) oder Plattenstreifen (e,)
eingebaut, die mit Bewehrungsstählen kraftschlüssig rückverankert; sind (7).
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An den Stahlplatten sind vorzugsweise in vertikalen Reihen Kopfbolzen
(8) angeschweisst.Während der Montage werden die Kopfbolzenreihen in die Hohlprofile
(2) eingefädelt und auf HilSskonsolen(9) abgesetzt. Die Hilfskonsolen und deren
Seitenteile ( 10) sind mit elastischen Schichten (11) belegt.
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Nach der Montage werden die Hohlprofile (2) mit einem geeigneten Mörtel
, vorzugsweise Zement-und/oder Kunststoffmörtel vergossen, der erstarrt und erhärtet
und die Kopfbolzen kraftschlüssig in die Hohlprofile einbettet.
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Der Zug-Druck- und Scherstoß der Stähle (3) und (7) wird durch die
Kombination Hohlprofil (2), Kunststoff oder Vergußmörtel (12) und Kopfbolzen (8)
erzielt.
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Bei Zugkräften im Stahl (3) werden an den Kopfbolzen Kontakt~ spannungen
(13) hervorgerufen, bei Druckkräften die entsprechenden Kontaktspannungen (14) und
bei Scherkräften (15).
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Bei erhöhten zu übertragenden Kräften lässt sich die Verbindung verstärken,
wie in Fig. 3 dargestellt.
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Zwischen die Kopfbolzen werden Stegbl e che zwischengeschweisst, (15),
die zur erhöhten Querkraftaufnahme beitragen.
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Tm Bereich konzentriert eingeleiteter Kräfte bietet sich die-Verstarkung
der Hohlprofile (1G) an. Die Haftung des Vergußmörtels -wird durch eine Verengung
im oberen Hohlprofilquerschnitt (17) unterstützt. Diese Verengung (17)a führt zur
Brückenbildung (18)a im Vergußmörtel und trägt zur Erhöhung der möglichen Querkraftaufnahme
der Verbindung bei.