DE2712808A1

DE2712808A1 - Verankerungsvorrichtung fuer befestigungsorgane in einem betonteil

Info

Publication number: DE2712808A1
Application number: DE19772712808
Authority: DE
Inventors: Roger Paul Sonneville
Original assignee: Individual
Current assignee: Sonneville International Corp 20006 Washington
Priority date: 1976-03-24
Filing date: 1977-03-23
Publication date: 1977-09-29
Also published as: DK148693C; DD128693A5; BE851905A; ES456656A1; IT1116282B; OA05584A; US4085556A; AU2350777A; BG28274A3; PT66327B; RO81010B; BR7606231A; CA1064282A; FR2345557B1; AR210648A1; DK148693B; RO81010A; CH600062A5; AU502988B2; GB1578632A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, £712308

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

PLBA 8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

Roger Paul SONNEVILLE 5, Rue Maurice Ravel F-9221O SAINT-CLOÜD

Verankerungsvorrichtung für Befestigungsorgane in einem Betonteil

Die Erfindung betrifft eine Verankerungsvorrichtung für Befestigungsorgane in Teilen oder Fundamenten aus armiertem oder vorgespanntem Beton, der hohe Lasten trägt, so daß Befestigungsbolzen oder andere Befestigungsorgane erheblichen Belastungen ausgesetzt sind.

In derartigen Betonteilen ist häufig zu befürchten, daß der die Verankerungsplatten für die Befestigungsbolzen oder andere Befestigungsorgane bedeckende Beton unter der Einwirkung der auf die Befestigungsbolzen ausgeübten und durch diese übertragenen Kräfte teilweise absplittert. Um dieses zu ver-

709839/1041

meiden, werden üblicherweise Befestigungsorgane großer Länge verwendet, die praktisch die gesamte Dicke oder doch wenigstens den größten Teil dieser Dicke des Betonteiles durchdringen. Daher muß man in dem Beton entsprechend tiefe Aussparungen oder Kanäle vorsehen, die für die Stabilität des Betonteiles schädlich sind, da sie die Gefahr eines Reißens des Betons erhöhen. Es ist daher wünschenswert, die Länge der Befestigungsbolzen so weit wie möglich zu verringern, wodurch es möglich wird, auch die Tiefe der in dem Beton vorgesehenen Aussparungen zur Aufnahme und Verankerung dieser Befestigungsbolzen zu verringern.

Diese beiden Forderungen scheinen unvereinbar miteinander zu sein und werfen schwierige Probleme auf. Man hat beispielsweise vorgeschlagen, in den Beton eine aus einem vollständigen Träger bestehende Metallarmierung einzubauen und die Befestigungsorgane an dieser Armierung festzumachen. Eine derartige Vorrichtung bringt schwierige Probleme bei der Herstellung mit sich, die sich aus der Anwesenheit einer solch starken und monolithischen Armierung ergeben. Sie ist daher nur unter Schwierigkeiten verwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine Verankerungsvorrichtung anzugeben, welche die Verwendung kurzer Befestigungselemente in Aussparungen geringer Länge gestattet und wesentlich robuster ist als die bisher bekannten Verankerungsvorrichtungen.

Bei einer Verankerungsvorrichtung für T-förmige Befestigungsorgane in einem Betonteil oder Betonfundament, umfassend je eine zur freien Oberfläche des Betonteiles hin offene Aussparung zur Aufnahme eines Befestigungsorgans, wobei die Aussparung an ihrem inneren Ende durch eine Aushöhlung verlängert ist, die eine Drehung des T-Kopfes des Befestigungsorganes um etwa 9o° zuläßt, wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Verankerungsvorrichtung eine

709839/1041

in einem geringen Abstand und im wesentlichen parallel zur Oberfläche des Betonteiles verlaufende und nahe den inneren Enden der Aussparungen angeordnete Längsarmierung aufweist mit je einer im Bereich der jeweiligen Aussparung liegenden Durchtrittsöffnung für den T-Kopf eines Befestigungsorgans, die im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Längsarmierung zwischen zwei Rückhaiteflächen verläuft, welche zur Anlage des T-Kopfes in einer zur Längsrichtung der Längsarmierung im wesentlichen senkrechten Stellung dienen, und daß mit der der Betonoberfläche nahen Fläche der Längsarmierung Bügel verbunden sind, deren umgebogene Arme sich nach der dieser Fläche in wesentlichen entgegengesetzten Richtung so weit in den Beton hinein erstrecken, daß sie die aufzunehmende Belastung auf den Betonkörper verteilen. Das bedeutet, daß die Bügel an der der Aushöhlung abgewandten Oberfläche der Längsarmierung befestigt sind und sich über die an dem jeweiligen inneren Ende der Aussparungen befindlichen Aushöhlungen hinaus ins Innere des Betonteiles hinein erstrecken.

Die Bügel übertragen die an den Befestigungsorganen angreifenden Zugkräfte auf die Masse des Betons, so daß der die Längsarmierung überdeckende Beton nicht mehr Kräften ausgesetzt ist, durch die er abgerissen wird. Im Gegenteil tragen die nahe der freien Oberfläche des Betonteiles angeordneten Bügel und die Längsarmierung aktiv zur Biegefestigkeit des Betons bei,

Bei Verwendung einer derartigen Verankerungsvorrichtung können die Aussparungen kurz und die Dicke des Betons über der Längsarmierung gering sein. Die Befestigung ist auf wirkungsvolle Weise sichergestellt.

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es stellen dar:

709839/ 10A 1

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Seitenteilansicht eines

Betonteiles mit der erfindungsgemäßen Verankerungsvorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Verankerungsvorrichtung alleine gemäß einer ersten Ausfuhrungsform,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Verankerungsvorrichtung allein gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, und die

Fig. 5 bis 7 Schnittdarstellungen dreier Varianten der Verankerungsvorrichtung.

Die in den Figuren dargestellte Verankerungsvorrichtung dient zum Halten eines Organes zum An- oder Aufhängen einer Last. Dies ist jedoch nur eine Anwendungsmöglichkeit und die Erfin dung kann selbstverständlich auch in anderen Fällen verwendet werden, in denen Teile aus armiertem oder vorgespanntem Beton dazu bestimmt sind. Elemente zu tragen, die durch T-förmige Befestigungsorgane gehalten sind, wie dies beispielsweise der Fall ist bei Fahrleitungsmasten, Isolatorstutzen, Schienen für Laufkrane, Fundamenten für Maschinenständer und dergleichen.

In Fig. 1 erkennt man ein Betonelement 1, welches einen Eisenträger 2 mittels zweier Halterungen 4 trägt, die ihrerseits durch Hammerkopfschrauben oder T-förmig ausgebildete Schraubbolzen 6 gegen das Betonelement 1 gespannt sind. Jeder Sehraübbolzen 6 ist in eine längliche Aussparung 8 eingesetzt, welche im wesentlichen senkrecht zur freien Oberfläche 3 des Betonelementes 1 verläuft und einen gegenüber dem Querschnitt des Kopfes 1o des Schraubbolzens 6 geringfügig größeren im wesent-

70S339/1041

lichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Die größere Rechtecksseite verläuft dabei im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Eisenträgers 2.

Die Aussparung 8 ist an ihrem inneren Ende durch eine Aushöhlung oder einen Hohlraum 12 verlängert (Fig. 2). Die Abmessungen der Aushöhlung 12 sind so gewählt, daß der Kopf 1o des Schraubbolzens 6 in der Aushöhlung 12 gedreht werden kann. An der Verbindungsstelle zwischen der Aushöhlung 12 und der Aussparung 8 ist eine Längsarmierung 16 angeordnet, die parallel zur freien Oberfläche 3 und symmetrisch zu einer durch die Achsen der zwei Aussparungen 8 verlaufenden Ebene liegt.

Die Längsarmierung besteht vorzugsweise aus zwei gleichen, zueinander parallelen Armierungsstäben 17, 18 (Fig. 3) deren Abstand voneinander etwas größer als die Breite des Kopfes 1o, aber geringer als die Länge des Kopfes 1o des Schraubbolzens 6 ist. Jederder Armierungsstäbe 17 und 18 weist beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt auf mit einer Oberfläche 19, welche eine Wand der Aushöhlung 12 bildet und als Rückhaiteelement zum Zurückhalten des Schraubenkopfes 1o im Inneren der Aushöhlung 12 dient, wenn der Schraubenkopf 1o mit seiner Längsrichtung parallel zur Längsrichtung des Eisenträgers 2 liegt. An der entgegengesetzten Oberfläche 25 der Armierungsstäbe 17, 18 liegen Bügel 2o an, mit je einem mit den beiden Arraierungsstäben 17 und 18 verbundenen geradlinigen Abschnitt 2oa, der parallel zur Oberfläche der beiden Armierungsstäbe 17 und 18 verläuft und diese in einem vorbestimmten konstanten Abstand hält.

Der Abschnitt 2oa ist jeweils nach beiden Seiten der Längsarmierung 16 durch zwei Arme 2ob und 2oc verlängert, die schräg oder im wesentlichen vertikal verlaufen und sich von der Ober-

70S839/10A1

fläche 3 des Betonelementes 1 weg ein gutes Stück über die Höhe der Aushöhlung 12 hinaus in den Beton hinein erstrecken. Bei einem als balkenförmiger Träger ausgebildeten Betonelement erstrecken sich die Arme 2ob und 2oc der Bügel 2o vorzugsweise bis über die neutrale Achse des Trägers hinaus.

Wie man erkennt, werden die an den Schraubbolzen 6 angreifenden Zugkräfte über die Längsarmierung 16 auf die Bügel 2ο übertragen, welche sie auf die Betonmasse übertragen und in dieser verteilen. Die nahe der Oberfläche 3 zwischen der Längsarmierung 16 und dem Eisenträger 2 gelegenen Teile des Betons spie len daher bei der Befestigung keine Rolle und es besteht daher auch keine Gefahr, daß diese Teile abspringen oder herausgerissen werden.

Natürlich ist die Zahl und der gegenseitige Abstand der Bügel 2o abhängig von ihrem Querschnitt und der geeigneten Steifigkeit der Armierungsstäbe 17 und 18 in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche 3, damit die Verankerungsvorrichtung die Zugkräfte genügend gleichmäßig auf dem Beton verteilen kann. Der Abstand der jeweils beidseits einer Aussparung 8 liegenden Bügel 2o ist so gewählt, daß sie sich so nah wie möglich an der jeweiligen Aussparung befinden. Wie man in Fig. 1 gut erkennen kann, ist die die Bügel 2o beidseits der Aussparung 8 bedeckende Betonschicht gerade so stark, daß sie eine Korrosion der Bügel 2o verhindert.

Vorzugsweise sind die Bügel 2ο mit gleichen Abständen voneinander jeweils an beiden Armierungsstäben 17 und 18 angeschweißt. Die Bügel 2o können voneinander getrennt sein, wie dies in Fig. dargestellt ist. Sie können jedoch auch durch Umbiegen eines Stahlstabes aus einem einzigen Stück hergestellt sein derart, daß sie im wesentlichen geradlinige und zueinander parallele Stäbe bilden, die untereinander in Form einer kontinuierlichen Zickzacklinie durch Schlingen miteinander verbunden sind, wobei

709839/1041

die zueinander parallelen Stäbe danach um zwei zueinander parallele und senkrecht zu den Stäben verlaufende Achsen gebogen werden, um die Stäbe jeweils in einen geradlinigen Peil 2oa und zwei schräg verlaufende Abschnitte 2oc und 2ob zu unterteilen. Die schräg oder geneigt verlaufenden Arme 2oa, 2ob sind auf diese Weise jeweils paarweise durch Schleifen oder Schlingen 22 miteinander verbunden, welche die Stabilität erhöhen, indem sie eine horizontale Verankerung der unteren Betonschichten bewirken. In diesem Falle ist es nicht notwendig, alle geradlinigen Abschnitte 2oa an den Armierungsstäben 17 und 18 anzuschweißen. Es genügt, wenn lediglich die beiden äußersten geradlinigen Abschnitte mit den Armierungsstäben 17 und 18 verschweißt werden (Fig. 3).

In allen Fällen sind die Bügel 2o vorzugsweise aus geriffeltem hartem Stahl hergestellt, um einerseits eine hohe Elastizität und andererseits eine maximale Haftung zwischen den Bügeln und dem Beton zu erreichen.

Die Armierungsstäbe 17 und 18 können ebenfalls aus einem Stück hergestellt werden, in dem eine Stange U-förmig gebogen wird, so daß man zwei zueinander parallele Elemente 17 und 18 erhält, welche durch einen Bogen 23 miteinander verbunden sind, wie dies durch gestrichelte Linien in Fig. 3 dargestellt ist. Im übrigen können die Armierungsstäbe 17 und 18 auch einen anderen Querschnitt als quadratisch oder rechteckig haben, vorausgesetzt, daß sie zwei zueinander senkrechte Oberflächen aufweisen: Die eine zum Halten des Kopfes 1o des Schraubbolzens 6 und die andere zur Befestigung in dem Beton. Wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 zeigt, können die Armierungsstäbe von umgelegten ü-Profilen gebildet sein mit einem horizontalen Schenkel 24 zur Anlage der Bügel 2o, einem horizontalen Schenkel 26 zur Anlage des Kopfes 1o des Schraubbolzens 6 und einem Verbindungsschenkel 2 8 zwischen den beiden horizontalen Schenkeln 24 und 26.

709839/1041

.ή/1.

Die Oberfläche des Schenkels 28 verlängert die Wand der Aussparung 8 und die Verbindungskante der Fläche 28 mit der Fläche 26 bildet das innere Ende der Aussparung 8 in der gleichen Weise, wie die Verbindungskante zwischen der Oberfläche 19 und der Innenfläche 21 der Armierungsstäbe 17 und 18.

Die Armierungsstäbe 17 und 18 können auch von Winkelprofilen gebildet sein mit einer inneren Oberfläche 3o zum Abstützen des Kopfes 1o des Schraubbolzens 6 und einer dazu senkrechten Fläche 32 an deren freier Kantfläche die Bügel 2o befestigt sind, wobei die Kante 33 zwischen den beiden Flächen 3o und 32 das innere Ende der vertikalen Aussparung 8 bezeichnet (Fig. 7).

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform, in der die die Armierungsstäbe 17 und 18 bildenden Winkelprofile einen Schenkel 34 aufweisen, an dem die Bügel 2o befestigt sind, sowie einen Schenkel 36, der in dem Beton gehalten ist. In diesem Fall sind die Schenkel 34 einander zugekehrt und ihre freien Kantflächen begrenzen die Durchtrittsöffnungen für die Schraubbolzen 6. Der Kopf 1o des jeweiligen Schraubbolzens liegt also an der den Bügeln 2o abgewandten Seite der Schenkel 34 an und die Schenkel 36 begrenzen die Aushöhlung 12.

Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsform spielen die Armierungsstäbe 17 und 18 stets die gleiche Rolle: Sie dienen gleichzeitig als Organe zum Zurückhalten der Köpfe 1o der Schraubenbolzen 6 und zum übertragen der Kräfte von den Schraubbolzen 6 auf die Bogen 2o, sowie zur Erhöhung der Biegesteifigkeit und Bruchfestigkeit filr das gesamte Teil.

Die Bügel 2o erfüllen neben ihrer Rolle als tief in den Beton reichende Verankerungselemente noch die Funktion von Armierungseisen, die einerseits durch ihren horizontalen Abschnitt 2oa Längsrisse und andererseits durch die schräg verlaufenden

709839/1041

Arme 2oc und 2ob Querrisse vermeiden, insbesondere nahe den durch die Aussparungen 8 geschwächten Bereichen.

In einer in Fig. 4 dargestellten weiteren Ausführungsform ist die Längsarmierung 16 von einer einstückigen ebenen Platte 4o mit rechteckigem Querschnitt gebildet, welche nahe den Aussparungen 8 längliche Durchbrechungen 38 aufweist, deren Länge größer ist als die der Köpfe 1o der Schraubbolzen 6. Die Platte 4o dient in der gleichen Weise zur Halterung der Bügel 2o wie die Armierungsstäbe 17 und 18 und dient auch sonst dem gleichen Zweck wie diese.

Wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen dient auch in diesem Falle die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur der Verankerung der Schraubbolzen 6 in dem Beton sondern ebenfalls der Verstärkung der Struktur in den während des Gebrauchs am meisten beanspruchten Bereichen. Gegebenenfalls kann die erfind ungsgemäße Vorrichtung mit bekannten Armierungen kombiniert werden, um Eigenschaften der Konstruktion zu verbessern. So sind beispielsweise horizontale Armierungen 42 in Form eines Gitters oder von Zickzackelementen in dem oberen und/oder unteren Bereich des Betonelementes 1 auf der einen und/oder anderen Seite der Verankerung angeordnet. Es können auch andere Armierungen verwendet werden, die aber stets so weit von den Bügeln entfernt liegen sollen, daß diese unabhängig bleiben und ihre Enden frei und isoliert in dem Beton liegen.

709839/ 1(K 1

Claims

Patentansprüche

f 1.j Verankerungsvorrichtung für T-förmige Befestigungsorgane in einem Betonteil oder -fundament, umfassend je eine zur freien Oberfläche des Betonte!les hin offene Aussparung zur Aufnahme der Befestigungsorgane, wobei die Aussparungen jeweils an ihrem inneren Ende durch eine Aushöhlung verlängert sind, die eine Drehung des T-Kopfes des Befestigungsorganes um etwa 9o° zuläßt, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine in einem geringen Abstand und im wesentlichen parallel zur Oberfläche des Betonteiles (1) ver-

laufende und nahe den inneren Enden der Aussparungen (8) angeordnete Längsarmierung (16) mit je einer im Bereich der jeweiligen Aussparung (8) liegenden Durchtrittsöffnung (38) für den T-Kopf (1o) eines Befestigungsorgans (6) aufweist, die im wesentlichen parallel zur Längsachse der Längsarraie rung (16) zwischen zwei Rückhalteflächen (21, 26, 3o) ver läuft, welche zur Anlage des T-Kopfes (1o) in seiner zur Längsrichtung der Längsarmierung (16) im wesentlichen senkrechten Stellung dienen, und daß mit der der Betonoberfläche (3) nahen Fläche (25, 24, 34) Bügel (2o) verbunden sind, deren umgebogene Arme (2ob, 2oc) sich nach der dieser Fläche (25, 24, 34) im wesentlichen entgegengesetzten Richtung so weit in den Beton hinein erstrecken, daß sie die aufzunehmende Belastung auf das Betonelement (1) verteilen.
2. Verankerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsarmierung (16) zwei zueinander im wesentlichen parallele Armierungsstäbe (17, 18) umfaßt, die im wesentlichen symmetrisch zu einer durch die Längsachsen der Aussparungen (8) verlaufenden

709839/1041

ORIGINAL INSPECTED

- st,.

Ebene in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der größer als die Breite aber geringer als die Länge des T-Kopfes (1o) ist.
3. Verankerungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, daß die zwei Armierungsstäbe (17 und 18) durch einen gekrümmten Abschnitt (23) miteinander verbunden sind und ein U-förmiges einstückiges Teil bilden.
4. Verankerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Bügel (2o) jeweils paarweise durch kreisbogenförraige Abschnitte (22) miteinander verbunden sind.
5. Verankerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Bügel (2o) einen gegenüber der Breite der Aussparungen (8) größeren Abstand voneinander aufweisen.
6. Verankerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Bügel (2o) einstückig miteinander ausgebildet sind mit zueinander im wesentlichen parallelen geradlinigen Teilabschnitten (2oa, 2ob, 2oc) die durch gekrümmte Teilabschnitte (22) miteinander verbunden und um zwei auf den zueinander parallelen Teilabschnitten (2oa, 2ob, 2oc) senkrecht stehenden Achsen gebogen sind, die einen der Breite der Längsarmierung

(16) im wesentlichen entsprechenden Abstand voneinander aufweisen.
7. Verankerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Armierungsstäbe (17, 18) der Längsarmierung (16) einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen.

709839/1041
8. Verankerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Armierungsstäbe der Längsarmierung (16) von Winkelprofilen (34, 36) gebildet sind.
9. Verankerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Armierungsstäbe der Längsarmierung (16) von U-Profilen (24, 26, 28) gebildet sind, die mit ihren Ü-Stegen (28) einander zugewandt sind.
1o. Verankerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Längsarmierung (16) von einer Platte (4o) mit rechteckigem Querschnitt gebildet ist, welche längliche Durchbrechungen (38) zum Durchtritt der Köpfe (1o) der Befestigungsorgane (6) auf weist.
11. Verankerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1o, wobei das Betonteil als balkenförmiger Träger ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Arme (2Ob, 2oc) der Bügel (2o) sich über die neutrale Achse des Betonträgers hinaus erstrecken.

709839/1041