DE2743639A1

DE2743639A1 - Mit flexiblem stab armierte betonstuetze und verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number: DE2743639A1
Application number: DE19772743639
Authority: DE
Inventors: Kunimitsu Yamada
Original assignee: Taisei Corp; Neturen Co Ltd; Shinko Wire Co Ltd; Suzuki Metal Industry Co Ltd
Current assignee: Taisei Corp; Neturen Co Ltd; Suzuki Metal Industry Co Ltd; Kobelco Wire Co Ltd
Priority date: 1976-09-28
Filing date: 1977-09-28
Publication date: 1978-03-30
Also published as: DE2743639C2; IT1091240B; JPS5341005A; FR2365663B1; FR2365663A1; GB1589740A; ATA692677A; AU2916777A; AT370802B; JPS561409B2; US4171176A; DE2759726C2; AU514933B2

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

«χ» Mönch.«

a ■ Br.uh.us.treO. 4 · T.tefoo Semm..-Nr. 225341 T-teer^nrrt. Zumpat ■ TfX 929979

6/Li PNEC 121U

Taleel Corporation, Tokyo,Japan Netüren Company Ltd., Tokyo, Japan Suzuki Metal Industry Co., Tokyo,Japan Shinko Wire Co.Ltd., Amagasaki-shi,Japan

Mit flexiblem Stab armierte Betonstütze und Verfahren zur Herstellung derselben

Die Erfindung betrifft eine mit einem flexiblen Stab armierte bzw. versteifte Betonstütze, eine sogenannte Stahlbetonstütze sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Die mit einem flexiblen Stab armierte Betonstütze gemäß der Erfindung weist ein Stahlrohr auf, in dessen Innenraum einzelne nahtlose bzw. fugenlose, hochfeste, flexible Stäbe oder eine Mehrzahl von nahtlosen, hochfesten, flexiblen Stäben, die zusammengebündelt gehalten sind (was nachfolgend mit einem hochfesten, flexiblen Stabbündel bezeichnet wird) in Achsrich-

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tung gehaltert sind, wobei der im Innern verbleibende Hohlraum des Stahlrohres mit vorverdichtetem Beton oder Mörtel aufgefüllt wird.

Die mit einem flexiblen Stab armierte Betonstütze kann wie nachstehend beschrieben auf der Baustelle im Freien erstellt werden.

Zuerst wird ein Stahlrohr in einen ausgehobenen Schacht abgesenkt. Dann werden einzelne nahtlose, hochfeste, flexible Stäbe oder hochfeste, flexible Stabbündel in Achsrichtung des Stahlrohres eingebracht. Diese Stäbe oder Stabbündel werden in einem hängenden Zustand in dem Stahlrohr verankert, und dann wird vorverdichteter Beton oder Mörtel in das Rohr eingebracht.

Bekanntlich bildet eine armierte bzw. versteifte Betonstütze oder eine sogenannte Stahlbetonstütze ein einheitliches Gebilde, in dem der Beton der Druckbeanspruchung in dem Maße standhält, wie der Stab Zugbeanspruchungen standhält. Um bei einem derartigen armierten Betongebilde die Biegefestigkeit des Gebildes zu erhöhen, indem man die Zugfestigkeit des Armierungsstabes erhöht, ist es ebenfalls auch erforderlich, die Druckfestigkeit des Betons zu steigern.

Wie in Fig. 18b gezeigt, kann hierzu ein H-Profilstahl axial in ein Stahlrohr 2¹ eingelegt werden, und der sich im Innern bildende Hohlraum wird mit Beton aufgefüllt, so daß man eine Stütze erhält, die eine gesteigerte bzw. verbesserte Biege-Druckfestigkeit besitzt. Das Hauptziel einer derartigen Stütze ist darin zu sehen, die Belastung senkrecht zu dem Querschnitt der Stütze durch das Zusammenwirken von Rohr, Beton und H-Profilstahl zu reduzieren, um ein Versagen bzw. Brechen des Betons infolge einer Druckbeanspruchung zu verhindern. Eine geringfügige Steigerung bzw. Verbesserung des Widerstands des Betons im Hinblick auf die Druckbeanspruchung ergibt sich jedoch bei einer derartigen Stütze nur in dem axialen Mittelbereich der Stütze. Eine Be-

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einflußung des Abschnittes in der Nähe der Rohrwandung läßt sich nicht erzielen, an der eine höhere Festigkeit am meisten erforderlich wäre. Trotz des Vorhandenseins eines H-Profilstabes läßt sich auf diese Art und Weise keine merkliche Steigerung der Festigkeit in einer Richtung senkrecht zu dem Querschnitt der Spitze erzielen.

Es besteht demnach ein steigender Bedarf an einer Betonstütze mit einem relativ kleinen Durchmesser und einem großen Biegewiderstandsmoment, die sich auch auf der Baustelle im Freien einfach herstellen läßt.

Die Erfindung zielt darauf ab, eine derartige Betonstütze zu verbessern.

Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, eine notwendige Anzahl von hochfesten, flexiblen Stäben oder Stabbündeln in Achsrichtung eines Stahlrohres einzulegen und den im Innern des Rohres gebildete!Hohlraum mit vorverdichtetem Beton oder Mörtel aufzufüllen. Durch die Begrenzungswirkung bzw. die Einschlußwirkung des Rohres wird die Druckfestigkeit des vorverdichteten Mörtels oder Betons erhöht. Durch das Zwischenschalten der hochfesten, flexiblen Stäbe, die die Zugbeanspruchung verteilt aufnehmen, werden das Biegewiderstandsmoment und das maximale Grenzmoment des Querschnitts der Stütze drastisch vergrößert.

Weiterhin sollen erfindungsgemäß mehrere hochfeste, flexible Stäbe oder Stabbündel in Achsrichtung des Rohres möglichst nahe der Rohrwandung angeordnet werden, um hierdurch das Flächenträgheitsmoment drastisch zu vergrößern. Hierdurch ergibt sich eine Eigenschaft der Stütze, einen Versagen infolge Kriechens selbst dann standzuhalten, wenn eine hohe Zugbeanspruchung vorhanden ist, was auf das Zusammenwirken des äußeren Stahlrohres mit den im. Innern befindlichen hochfesten, flexiblen Stäben oder Stabbündeln zurückzuführen ist.

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Insbesondere zielt die Erfindung darauf ab, eine Stahlbetonstütze zu schaffen, die eine gleichmäßig hohe Querschnittsfestigkeit über die gesamte Länge besitzt.

Vorzugsweise soll erfindungsgemäß eine Betonstütze derart ausgebildet sein, daß sie einen hohen Grenzwiderstand aufbringt, was sich effektiv dadurch erzielen läßt, daß man einen Schacht mit einer relativ kleinen Querschnittsfläche aushebt und ein Stahlrohr mit einem relativ kleinen Durchmesser verwendet.

Die Erfindung befaßt sich demnach mit einer mit einem flexiblen Stab versteiften Betonstütze sowie einem Verfahren zur Herstellung derselben.

Erfindungsgemäß zeichnet sich eine mit einem flexiblen Stab armierte Betonstütze dadurch aus, daß ein Stahlrohr vorgesehen ist, in dem einzelne hochfeste, flexible Stäbe oder hochfeste, flexible Stabbündel in Achsrichtung verlaufend eingelegt sind, und daß dann der im Innenraum des Rohres gebildete Hohlraum mit vorverdichtetem Beton oder Mörtel aufgefüllt wird. Zur verbesserten Verarbeitung wird vorzugsweise ein flexibler Stab mit mehreren spiralförmigen Ausnehmungen verwendet, die mit einer bestimmten Steigung auf der Oberfläche des Stabes ausgebildet sind, obgleich auch ein hochfester tordierter bzw. verdrillter Stab verwendet werden kann.

Vorzugsweise liegt die Zugfestigkeit des flexiblen Stabes innerhalb eines Bereiches von 90 bis 200 kg/mm anstelle von 30 bis 60 kg/mm als Festigkeit des Stahlrohres, so daß das Stahlrohr selbst dann keinen Bruch infolge Kriechens erleidet, wenn eine hohe Zugbeanspruchung auf die Stütze ausgeübt wird.

Die mit einem flexiblen Stab versteifte Betonstütze gemäß der Erfindung wird auf die folgende Art und Weise auf einer Bau- ^l stelle im Freien erstellt. Ein Schacht wird ausgehoben und ein

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Stahlrohr in diesen Schacht eingebracht. Dann werden einzelne nahtlose, hochfeste, flexible Stäbe oder Stabbündel in Achsrichtung des Rohres eingelegt. Wenn dann jeder Stab oder jedes Stabbündel im hängenden Zustand verankert ist, wird der in dem Rohr gebildete Innenraum mit vorverdichtetem Beton oder Mörtel aufgefüllt. Wenn der Schacht mit Hilfe der Schlamm-Wassermethode ausgehoben wird, wird vorzugsweise eine Bodenplatte an der Grundseite des Stahlrohres angebracht, und das Rohr wird mit einem daran angebrachten Gegengewicht abgesenkt, um die Gleichgewichtslage mit dem Schlammwasser zu überwinden.

Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt in der Schaffung einer mit einem flexiblen Stab versteiften Betonstütze, die ein Stahlrohr umfaßt, das in seinem Innenraum mehrere nahtlose hochfeste, flexible Stäbe, Stränge oder Stabbündel oder Bündel aus Strängen enthält, die längs der Innenwandung des Stahlrohres in Achsrichtung angeordnet sind, wobei der innerhalb des Stahlrohres bleibende Raum mit vorverdichtetem Beton oder Mörtel aufgefüllt wird. Ferner umfaßt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Stütze.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine mit einem flexiblen Stab versteifte Betonstütze gemäß der Erfindung, wobei die angedeuteten flexiblen Stabbündel unproportioniert größer als die anderen Teile gezeichnet sind;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht entsprechend Fig. 1; Fig. 3 ist eine Längsschnittansicht entsprechend Fig. 2;

Fig. 4a bis Ae sind Draufsichten auf Abstandshalter, die zur Bildung eines Bündels aus einzelnen flexiblen Stäben bestimmt sind;

Fig. 5a bis 5e sind Seitenansichten der Abstandshalter ent-

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sprechend den Fig. 4a bis Ae;

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht zweier einzelner hochfester, flexibler Stäbe, die unter Verwendung eines Abstandshalters nach Fig. 4a bündeiförmig verbunden sind;

Fig. 7a ist eine vergrößerte Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines einzelnen flexiblen Stabes gemäß der Erfindung;

Fig. 7b ist eine Schnittansicht längs der Linie VII(b)- VII(b) in Fig. 7a;

Fig. 8a ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 8b ist eine Längsschnittansicht entsprechend Fig. 8a;

Fig. 9a ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig. 9b ist eine Längsschnittansicht entsprechend Fig. 9a;

Fig. 9c ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig. 10 bis 15 sind Längsschnittansichten zur Veranschaulichung des Verfahrens zum Herstellen einer mit einem flexiblen Stab versteiften Betonstütze gemäß der Erfindung auf einer Baustelle im Freien;

Fig. 16 ist eine Schnittansicht längs der Linie XV-XV in Fig. 15;

Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht eines vorgesehenen Abstandshalters, der zum Einlegen flexibler Stabbündel in Achsrichtung des Stahlrohres nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmt ist;

Fig. 18a ist eine Draufsicht und verdeutlicht das zulässige Beanspruchungsmaß in der mit einem flexiblen Stab versteiften Betonstütze nach der Erfindung; und

Fig. 18b ist eine Draufsicht, die das zulässige Beanspruchungsmaß bei einer an sich bekannten Betonstütze mit einem eingeschlossenen H-Profilstab verdeutlicht.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die in

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den Fig. 1 bis 18b gezeigten bevorzugten AusfUhrungsformen näher erläutert.

Fig. 1 bis 3 zeigen den Aufbau einer mit einem flexiblen Stab armierten bzw. versteiften Betonstütze. Mit 1 ist in diesen Figuren eine mit einem flexiblen Stab armierte Betonstütze bezeichnet. Längs der Innenwandung des Stahlrohres 2 ist eine erforderliche Anzahl von nahtlosen, hochfesten, flexiblen Stabbündeln 3 in einem vorgegebenen Abstand eingelegt. Das flexible Stabbündel 3 umfaßt mehrere einzelne flexible Stäbe 30, die mit Hilfe der Abstandshalter 31 bis 35 zusammengebündelt sind, die in den Fig. 4a bis 5i gezeigt sind.

Die Anzahl der erforderlichen einzelnen hochfesten, flexiblen Stäbe oder Stabbündel ,die längs der Innenwandung des Stahlrohres verlegt werden sollen, hängt von der geforderten, baulich bedingten Festigkeit der Stütze ab.

Die Abstandshalter zur bündeiförmigen Anordnung der einzelnen Stäbe dienen zur Vergrößerung der Haftfläche bzw. Verbindungsfläche von Stab und Beton, wenn dieser in die Zwischenräume zwischen den einzelnen Stäben eingefüllt wird, oder wenn Mörtel eingefüllt wird, so daß hierdurch die bündeiförmige Anordnung beträchtlich vereinfacht wird.

Fig. 4a bis 6 zeigen Abstandshalter, die diesem Zweck dienen.

Fig. 4a und 5a zeigen zwei öffnungen 311, in denen einzelne flexible Stäbe 30 aufgenommen werden können, und man erhält bei einer derartigen Ausbildung einen nahezu rechteckförmigen Querschnitt 31. Fig. 4b und 5b zeigen drei ähnliche vorgesehene öffnunge 321, die einen ungefähr dreieckförmigen Querschnitt 32 bilden. In den Fig. 4c und 5c sind vier öffnungen 331 vorgesehen, die einen Querschnitt 33 bilden.

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In den Fig. 4d und 5d sind sechs Öffnungen 341 gezeigt, die einen Querschnitt 34 bilden. Nach den Fig. 4e und 5e sind sieben öffnungen 351 vorgesehen, die einen Querschnitt 35 bilden.

Der Abstandshalter ist aus einem elastischen, flexiblen, nachgiebigen Kunstharz bzw. Kunststoff hergestellt.

In den Fig. 4a bis 5e sind öffnungen 312, 322, 332, 342 und 352 gezeigt, die einzelne flexible Stäbe aufnehmen.

Zur Herstellung eines Bündels aus einzelnen hochfesten, flexiblen Stäben 30 mit Hilfe der zuvor erwähnten Abstandshalter werden mehrere einzelne hochfeste, flexible Stäbe, die innerhalb des elastischen Bereiches windungsförmig aufgewickelt sind, abgewickelt und parallel zueinander verlegt.

Dann wird ein Stab nach dem anderen durch jede öffnung gepreßt.

Die Abstandhalter sind elastisch und flexibel nachgiebig, die öffnung verformt sich und vergrößert sich durch die Druckkraft, wenn der Stab 30 eingeführt wird, so daß das Einführen erleichtert ist. Wenn der einzelne Stab in die öffnung eingesetzt worden ist, die einen vorgegebenen Durchmesser besitzt, der ungefähr gleich oder geringfügig größer als der Außendurchmesser des Stabes ist, nimmt die öffnung wiederum ihre ursprüngliche Abmessung bzw. Breite ein. Unter Verwendung eines Abstandshalters nach den Fig. 4a und 5a können zwei einzelne flexible Stäbe 30, wie in Fig. 6 gezeigt, unter Einhaltung eines vorgegebenen Abstandes dazwischen mit Hilfe des Abstandshalters 31 zusammengebündelt werden. Wenn man solche Abstandshalter in regelmäßigen Abständen vorsieht und die einzelnen flexiblen Stäbe 30 in die erforderliche Anzahl von öffnungen aufeinanderfolgend einsetzt, erhält man ein hochfestes, flexibles Stabbündel 3, das dann auf die erforderliche Länge zu-

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geschnitten wird. Ein so gebildetes hochfestes, flexibles Stabbündel 3 wird eng anliegend an die Innenwandung des Stahlrohres 2 angeordnet, indem man beispielsweise den Abstandshalter 10 verwendet, der in Fig. 17 gezeigt ist. Der Abstandshalter 10 besteht aus einem Hohlkörper 11, an dem axiale Rippen 11a an bestimmter vorgegebener Winkellage ausgebildet sind, und ähnliche axiale Rippen 11b sind mit Hilfe eines Verbindungsstückes 12 an der Außenseite eines Hohlkörpers 11* vorgesehen. Diese Rippen an dem Hohlkörper 11' sind so ausgelegt, daß sie auf derselben vertikalen Linie wie die Rippen des zugeordneten Hohlkörpers 11 liegen. In Abhängigkeit von der Länge der Stütze können zusätzlich zu den in Flg. 17 gezeigten beiden Hohlkörpern 11,11', die an der Ober- und Unterseite angeordnet sind, auch entsprechend mehrere, dazwischen liegende Gebilde vorgesehen sein. Die so ausgebildeten und aufgebauten Abstandshalter 10 werden unbeweglich in das Stahlrohr 2 eingesetzt. Die hochfesten, flexiblen Stabbündel 3 werden axial in das Stahlrohr zwischen die Rippen 11a und die entsprechenden Rippen 11b der Abstandshalter 10 eingelegt. Unter Verwendung der an der Oberkante des Stahlrohres 2 vorgesehenen Haken werden die Bündel 3 in hängendem Zustand längs der Innenwandung des Stahlrohres 2 verankert. Nach mehrfachem Wiederholen dieses Vorganges können mehrere hochfeste flexible Stabbündel längs der Innenwandung des Stahlrohres 2 eingesetzt werden. Bei dem zuvor genannten Beispiel werden die Abstandshalter 10 innerhalb des Stahlrohres 2 angeordnet, und dann werden die hochfesten flexiblen Stäbe 30 oder Stabbündel 3 zwischen die Rippen 11a und 11b der Abstandshalter 10 eingesetzt. Erforderlichenfalls können jedoch auch die flexiblen Stäbe oder Stabbündel sukzessiv zwischen die Rippen 11a und 11b der Abstandshalter 10 eingelegt werden, bevor sie in das Stahlrohr 2 eingeführt werden. Nachdem man die Abstandshalter 10 mit Stahl- bzw. Eisendrähten so festgebunden hat, daß die Stäbe oder Stabbündel von den Rippen 11a und 11b nach außen verschiebbar sind, können die Stäbe oder Stabbündel in das

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Stahlrohr 2 eingeführt werden, und dann wird der freibleibende Innenraum des Rohres mit vorverdichtetem Beton oder Mörtel aufgefüllt.

Somit wird der verbleibende Hohlraum in dem Stahlrohr, in dem eine Gruppe von flexiblen Stabbündeln 3 gehalten ist, mit vorverdichtetem Beton 4 oder Mörtel aufgefüllt. Wenn der Hohlraum in dem Stahlrohr mit vorverdichtetem Beton aufgefüllt ist, wird das flexible Stabbündel 3 durch den Mörtel 4 bzw. 5 unbeweglich, und das flexible Stabbündel 3 wird unter Krafteinwirkung gegen die entsprechende Wandung des Stahlrohres über wenigstens die Dicke des massiven Abschnittes des Abstandshalters mit Hilfe von zuvor eingebrachtem Zuschlagsstoff für Beton angedrückt. Bevorzugte Ergebnisse erhält man bei der Verwendung eines hochfesten, tordierten Stabes, der ein besseres Haftvermögen in Verbindung mit dem Mörtel aufweist als ein Stab mit einem kreisförmigen Querschnitt. Wenn man, wie in den Fig. 7a und 7b gezeigt, einen Stab mit mehreren spiralförmigen Ausnehmungen 36 verwendet, die mit einer bestimmten Steigung an der Außenseite des Stabes ausgebildet sind, kann der Stab mit dem Stahlrohr integriert werden, da der die Ausnehmung 36 auffüllende Mörtel 5 das Haftvermögen verbessert. Auch der in den Fig. 7a und 7b gezeigte Stab weist eine identische Querschnittsfläche über die gesamte Länge auf und besitzt keine Naht bzw. Stoßfüge. Somit besteht keine Möglichkeit, daß sich die Tordierung des Stabes, wie beispielsweise bei einem tordierten Stab, aufheben kann. Ein derartiger Stab besitzt den Vorteil, daß man über die gesamte Länge dieselbe Festigkeit aufrechterhalten und sicherstellen kann. Ein Stahlstab mit mehreren spiralförmigen Ausnehmungen 36, die mit einer vorgegebenen Steigung an der Außenfläche ausgebildet sind, kann aus einem Material, wie z.B. C ± 0,29%, Mn 5: 1,80%, P ^ 0,050% und S £ 0,050%, hergestellt werden, und die in den Fig. 7a und 7b gezeigten spiralförmigen Ausnehmungen werden mit Hilfe eines Ziehwerkzeuges ausgebildet. Ein solcher Stab wird beispiels-

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weise auf 95O⁰C erwärmt, abgeschreckt und dann bei 400°C getempert. Ein derartiger Stab besitzt eine Zugfestigkeit von 150 kg/mm , eine Streckgrenze von 140 kg/mm und eine Dehnung von 896. Somit erhält man einen geeigneten hochfesten, flexiblen Stab, der zur Erstellung einer hochfesten Betonstütze geeignet ist. Wenn die Festigkeit des flexiblen Stabes innerhalb eines Bereiches von ungefähr 90 bis 200 kg/mm liegt, was höher als 30 bis 60 kg/mm für das Stahlrohr ist, ist die gesamte Querschnittsfläche der in einer Stütze angeordneten Stäbe ungefähr gleich bemessen wie die Querschnittsfläche des Stahlrohres. Wenn eine solche erforderliche Anzahl von Stäben in der Stütze angeordnet ist, kann das Stahlrohr einer Biege-Zugbeanspruchung standhalten, die theoretisch den elastischen Grenzbereich des Stahlrohres überschreitet und innerhalb des plastischen Bereiches des Stahlrohres liegt, ohne daß ein Brechen infolge Kriechens auftreten kann.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 17 wird ein Verfahren zur Herstellung einer mit einem flexiblen Stab versteiften Betonstütze nach der Erfindung auf einer Baustelle im Freien erläutert.

Zunächst wird ein Schacht 6, wie in Fig. 10 gezeigt, an einer bestimmten Stelle für die Erstellung einer mit einem flexiblen Stab versteiften Betonstütze gemäß der Erfindung ausgehoben. Ein Stahlrohr 2 mit bestimmtem Durchmesser wird in den Schacht 6, wie in Fig. 11a gezeigt, eingebracht, wobei ein Tragdraht 22 mit einem Ende an der Oberkante 23 des Stahlrohres befestigt ist. Nachdem das Stahlrohr 2 auf dem Grund des Schachtes 6 aufsitzt, was in Fig. 12a gezeigt ist, wird der Zwischenraum zwischen der Außenwandung des Stahlrohres 2 und dem Schacht 6 mit Mörtel oder einem anderen Härtungsmittel 8 aufgefüllt. Dann wird der Abstandshalter 10,der unter Bezugnahme auf Fig. 17 erläutert worden ist, in das Stahlrohr eingelegt. Dann werden flexible Stabbündel, die jeweils aus einer bestimmten Anzahl

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von einzelnen flexiblen Stäben 30 bestehen, die unter Verwendung des unter Bezugnahme auf die Fig. 4a bis 6 beschriebenen Abstandshalters zusammengebündelt worden sind, sukzessiv zwischen den Rippen des Abstandshalters 10 eingelegt. Unter Einhaltung eines Zwischenraumes zwischen der Grundseite des Stabes und der Bodenfläche des Schachtes werden die Bündel in hängendem Zustand bzw. in hängender Anordnung unter Verwendung der Haken 7 verankert, die an der oberseitigen Kante des Stahlrohres 2 vorgesehen sind. Unter Wiederholung dieses Vorganges werden Gruppen von flexiblen Stäben 3 in vorgegebenen Abständen um die Innenwandung des Stahlrohres 2 angeordnet. Wie in Fig. 14 gezeigt, wird daraufhin der Zwischenraum in dem Stahlrohr 2 mit Zuschlagstoff für Beton aufgefüllt, wenn ein vorverdichteter bzw. vorgefertigter Beton verwendet wird. Auf diese Weise wird Jede flexible Stabgruppe unter Krafteinwirkung gegen die Innenwandung des Stahlrohres 2 angedrückt, und das flexible Stabbündel 3 liegt an der Innenwandung des Rohres unter Zwischenschaltung des massiven Abschnittes des Abstandshalters 10 an. Dann wird der vorgefertigte Betonmörtel 5 über ein Betoneingaberohr 9 eingegossen, das vor dem Auffüllen mit vorgefertigtem Beton innerhalb Jeder flexiblen Stabgruppe verlegt worden ist. Somit ist das Einsetzen bzw. Eintreiben der mit einem flexiblen Stab armierten Betonstütze gemäß der Erfindung fertig. Das zuvor genannte Beispiel bezieht sich auf eine Ausführungsform, bei der der Schacht 6 manuell ausgehoben wird.

Wenn das Ausheben mit Hilfe der Schlammwassermethode erfolgt, nuß das Stahlrohr in den mit Schlammwasser 61 aufgefüllten Schacht abgesenkt werden. Hierbei ist das Stahlrohr 2 mit einer bodenseitigen Verschlußkappe 2a, wie in Fig. 11b gezeigt, versehen. Diese Kappe ist mit einem Gegengewicht für das Schlammwasser 61 in dem Schacht 6 versehen, d.h. ein entsprechendes Flüssigkeitsvolumen 21, das beispielsweise von Frischwasser gebildet wird, wird von dem Stahlrohr eingeschlossen, so daß

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das Absenken des Rohres 2 unter Überwindung des Gleichgewichtszustandes mit dem Schlammwasser 61 auf einfache Art und Weise erfolgen kann, was in Fig. 12b gezeigt ist. Die darauffolgende Positionierung des Stahlrohres 2 in dem Schacht 6 erfolgt auf dieselbe V/eise, wie zuvor angegeben. Das flexible Stabbündel wird in einer hängenden Anordnung verankert, wobei keine Berührung des flexiblen Stabbündels mit dem Boden an der der Bodenseite vorgesehenen Verschlußkappe 2a des Rohres 2 vorhanden ist.

Das vorgenannte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Ausführungsform, bei der eine bestimmte Anzahl von hochfesten, flexiblen Stabbündeln 3 axial innerhalb des Stahlrohres angeordnet ist. Wenn jedoch das Stahlrohr im Durchmesser relativ klein ist, kann auch eine erforderliche Anzahl von einzelnen hochfesten, flexiblen Stäben 30, wie in den Fig. 8a und 8b gezeigt, längs der Innenwandung des Rohres 2 verlegt werden. Bei der zuletzt genannten Ausführungsform werden die Abstandshalter 31 bis 35, die in den Fig. 4a bis 5e gezeigt sind, nicht benötigt. Bevorzugte Ergebnisse bei einem höheren Widerstandsmoment über dem gesamten Querschnitt und über der gesamten Länge der Stütze erhält man dann, wenn man, wie in den Fig. 9a,b und c gezeigt, eine erforderliche Anzahl von hochfesten, flexiblen Stäben 30 oder Stabbündeln 3 längs der Mittelachse und längs der Innenwandung des Rohres vorsieht, oder wenn man in bestimmten Intervallen in dem Zwischenraum derartige Stäbe anordnet. Das Mischungsverhältnis von Zuschlag und Mörtel zur Auffüllung des Zwischenraumes bzw. Hohlraumes in dem Rohr unterscheidet sich nicht von den an sich bekannten Werten bei der Verwendung von vorgefertigtem Beton und beläuft sich beispielsweise auf 20 bis 2596.

Die Erfindung ermöglicht insbesondere nachstehende Vorteile und umschließt folgende, einzelne erfindungswesentliche Merk-^ male:

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(1) Da in dem St»hlrohr nahtlose, vollständig durchgehende hochfeste, flexible Stäbe aufeinanderfolgend als Versteifungselement verankert werden, kann das Stahlrohr bei verringertem Arbeitsaufwand und bei verringerter Arbeitsgeft erstellt werden.

(2) Die Einsehlufjwirkung des Stahlrohres vergrößert die Druckfestigkeit due vorgefertigten Mörtels, während durch das Zusammenwirken von Verteilung der Zugbeanspruchung und gier Hochfesten, flexiblen Stabgruppe das Biegewiderstandemoment der Stütze beträchtlich erhöht werden kann.

(3) Da der vorgefertigte Betonmörtel das Stahlrohr bedeckt, sind die ein/.olnen flexiblen Stäbe, die überwiegend die Zugspannung aufnehmen, vorteilhafterweise gegen die Einwirkungen der Umgebung geschützt, selbst wenn sich ein Riß infolge Zugbeanspruchung in der erstellten Betonstütze bildet. Die Stäbe bleiben somit bei der Erfindung frei v§n Korrosion. Daher sind keine Minderungen durch gie Karrosiem der einzelnen flexiblen Stäbe infolge von Rissen bei eier Zugbeanspruchung notwendig, und der Zwischenraum zwischen der Innenwandung des Stahlrohres Und der flexiblen Stabgruppe kann entsprechend der über die Stabgruppt' zu übertragenden Haftfestigkeit weitgehend minimaliρiert werden. Durch die flexiblen Stabgruppen um die Wnndung des Stahlrohres kann das Flächenträgheitsmoment drastisch erhöht werden. Wie in Fig. 18 geleigt, ist bei einem an sich bekannten H-Profilstab, der in §iner Betonstütze eingeschlossen .ist, nur eine Beanspruchung in dem Maße zulässig, wie mit einer schrägen Linie auf der rechten Seite in Fig. 18b eingezeichnet ist. Pie Betonstütze gemäß der Erfindung besitzt ein beträchtlich vergrößertes Flächenträgheitsmoment, was in Fig. 18a gezeigt ist. In dieser Figur ist mit S die zulässige Be-

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anspruchung des Stahlrohres und mit F jene) des flexiblen Stabes oder des Stabbündels bezeichnet.

(4) Die auf die Stütze einwirkende Biege-Zugbeanspruchung wird auf das Stahlrohr und die flexible Stabgruppe verteilt bzw. aufgeteilt. Da die Festigkeit eines einzelnen flexiblen Stabes extrem hoch liegt, kann eine extrem hohe Beanspruchung zugelassen werden. Selbst wenn eine Biege-Zugbeanspruchung auf die Außenseite des Stahlrohres einwirkt, die den elastischen Grenzwert des Stahlrohres überschreitet, verharren die innen liegenden flexiblen Stabgruppen nach wie vor innerhalb des elastischen Bereiches. Somit kann das Stahlrohr den Beanspruchungen innerhalb des plastischen Bereiches standhalten, ohne daß ein Brechen infolge Kriechens zu befürchten ist. Verglichen mit einem Stahlrohr, das mit einer an sich bekannten Stabgruppe mit nicht besonders hoher Festigkeit verbunden ist, d.h. bei dem gleich starke Elemente vorgesehen sind, zeichnet sich die erfindungsgemäße Stütze durch eine überragende Zähigkeit und Querschnittsfestigkeit bzw. Steifigkeit aus.

(5) Bei einer Anordnung von hochfesten, flexiblen Stäben oder Stabbündeln längs der Mittelachse und in dem Zwischenraum sowie längs der Innenwandung des Stahlrohres kann man den Widerstand der Stütze gegen Scherbeanspruchungen in allen Querschnittsflächen und über die gesamte Länge der Stütze drastisch vergrößern.

(6) Entgegen der an sich bekannten Methode, bei der für eine kräftigere Stütze ein Schacht mit einem größeren Durchmesser ausgehoben und eine Betonstütze mit einem großen Durchmesser verwendet werden nuß, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Bildung einer hochfesten Stütze mit beträchtlich verkleinerten Abmessungen.

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eerseite

Claims

Patentansprüche

Mit einem flexiblen Stab versteifte Betonstütze, gekennzeichnet durch ein Stahlrohr (2), in dessen Innenraum rt\orere nahtlose hochfeste, flexible Stäbe (3), Stränge oder Bündel (30) aus Stäben oder Strängen in Achsrichtung längs der Inreiwandung des Stahlrohres (2) angeordnet sind, wobei der innerhalb des Stahlrohres (2) verbleibende Raum mit vorverdichtetem bzw. vorgefertigtem Beton oder Mörtel (4,5) aufgefüllt ist.
2. Mit einem flexiblen Stab versteifte Betonstütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Stäbe (3), Stränge oder Bündel (30) aus Stäben oder Strängen zusätzlich auch längs der Mittelachse des Stahlrohres (2) und in Längsrichtung unter Einhaltung eines bestimmten Abstandes dazwischen verlegt sind.
3. Mit einem flexiblen Stab versteifte Betonstütze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hochfesten, flexiblen Stäbe (3), Stränge oder Bündel (30) aus Stäben oder Strängen zusätzlich längs der Mittelachse sowie innerhalb des Zwischenraumes zwischen der Mittelachse und der Innenwandung des Stahlrohres (2) unter Einhaltung eines bestimmten Abstandes zwischen den Stäben oder Strängen (3, 30) angeordnet sind.
4. Mit einem flexiblen Stab versteifte Betonstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlrohr (2) eine Zugfestigkeit von 30 bis 60 kg/mm² besitzt, und daß die einzelnen hochfesten, flexiblen Stäbe oder Stränge (3,30) eine Zugfestigkeit von 90 bis 200 kg/mm² besitzen.

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5. Mit einem flexiblen Stab versteifte Betonstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlrohr (2) an der Grundseite mit einer Stahlplatte (2a) verschlossen ist.
6. Mit einem flexiblen Stab versteifte Betonstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen flexiblen Stäbe (3»30) mehrere spiralförmige Ausnehmungen (36) aufweisen, die an der Außenfläche mit einer vorgegebenen Steigung vorgesehen sind.
7. Verfahren zum Herstellen einer mit einem flexiblen Stab verstärkten Betonstütze, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stahlrohr in einen zur Aufnahme des Stahlrohres bestimmten ausgehobenen Schacht eingebracht wird, mehrere nahtlose hochfeste, flexible Stäbe, Stränge oder Bündel aus Stäben oder Strängen längs der Innenwandung des Stahlrohres derart eingeführt werden, daß das untere Ende der flexiblen Stäbe oder Stränge die Bodenplatte des Stahlrohres nicht berührt, daß die Stäbe oder Stränge derart aufgehängt werden, daß sie längs der Innenseite des Rohres in Längsrichtung desselben verlaufen und in diesem Zustand verankert werden, und daß dann der in dem Stahlrohr verbleibende Raum mit vorgefertigten bzw. vorverdichtetem Beton oder Mörtel aufgefüllt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einlegen der flexiblen Stäbe, Stränge oder Bündel aus Stäben oder Strängen in das Stahlrohr Abstandshalter mit Rippen an der Außenfläche in das Stahlrohr derart eingesetzt werden, daß die Stäbe oder Stränge längs der an der Außenseite der Abstandshalter vorgesehenen Rippen eingelegt werden können.

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9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß flexible Stäbe, Stränge oder Bündel aus Stäben oder Strängen .zusätzlich längs der Mittelachse des Stahlrohres unter Einhaltung eines vorgegebenen Abstandes dazwischen verlegt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß flexible Stäbe, Stränge oder Bündel aus Stäben oder Strängen zusätzlich längs der Mittelachse und ebenfalls auch in dem Zwischenraum zwischen der Mittelachse und der Innenwandung des Stahlrohres unter Einhaltung eines vorgegebenen Abstandes dazwischen verlegt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß flexible Stäbe, Stränge oder Bündel aus Stäben oder Strängen in Verbindung mit einem Abstandshalter angeordnet werden, und daß diese Anordnung dann in das Stahlrohr eingeführt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht mit Hilfe der Schlammwassermethode ausgehoben wird, daß das Stahlrohr an der Grundseite verschlossen ist, und daß an dem Stahlrohr ein Gegengewicht angebracht ist, um den Gleichgewichtszustand mit dem Schlammwasser beim Absenken des Stahlrohres in den Schacht zu überwinden.

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