DE29614733U1 - Device for anchoring reinforcing bars - Google Patents
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verankerung von Bewehrungsstäben gemäß dem Oberbegriff des SchutzanspruchsThe invention relates to a device for anchoring reinforcing bars according to the preamble of the protection claim
Bei der Konstruktion und Herstellung von Bauteilen aus Stahlbeton folgt eine gewisse Problematik daraus, daß Stahlbetonbauwerke sowohl aus konstruktiven, als auch aus baubetrieblichen Gründen heraus nicht monolithisch hergestellt werden können, sondern nacheinander in einzelnen Bauabschnitten erstellt werden müssen. Hierzu ist es erforderlich, die Bewehrung über die Arbeitsfugen zwischen diesen Bauabschnitten hinwegzuführen.When designing and manufacturing reinforced concrete components, a certain problem arises from the fact that reinforced concrete structures cannot be manufactured monolithically for both structural and operational reasons, but must be constructed one after the other in individual construction phases. To do this, it is necessary to extend the reinforcement over the construction joints between these construction phases.
Hierzu werden meist sogenannte Anschlußeisen verwendet, d.h. Stäbe, die aus der jeweiligen Arbeitsfuge eines Bauabschnitts herausstehen und später mit entsprechenden Stäben des anschließenden Bauabschnitts verbunden werden. Bei Schlitzwänden zum Beispiel behilft man sich oft damit, daß die Anschlußbewehrungen für anzuschließende Bauteile in Form von mit Haken versehenen Stäben in den frischen Schlitzwandbeton eingedrückt bzw. eingerüttelt werden (DE-OS 17 84 612).For this purpose, so-called connecting irons are usually used, i.e. rods that protrude from the respective construction joint of a construction section and are later connected to corresponding rods of the subsequent construction section. In the case of diaphragm walls, for example, the connecting reinforcement for components to be connected is often pressed or vibrated into the fresh diaphragm wall concrete in the form of bars with hooks (DE-OS 17 84 612).
Daneben sind Stoßverbindungen von Bewehrungsstäben bekannt, bei denen die Endteile der zu stoßenden Stäbe von einer muffenartigen, im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Hülse umgeben sind und bei der der an den Enden der Hülse durch Dichtungen abgeschlossene Teil des zentralen Hohlraums zwischen dem Außenumfang der Stäbe und der Innenwand der Hülse mit einem erhärtenden Material ausgefüllt wird (DE 31 45 924 C2). Die eigentliche Stoßverbindung erfolgt hier dadurch, daß in die Hülse erhärtendes Material injiziert wird, das eine schubfeste Verbindung sowohl mit den Endteilen der Stäbe, als auch mit der einbetonierten HülseIn addition, butt joints of reinforcement bars are known in which the end parts of the bars to be butted are surrounded by a sleeve-like, essentially cylindrical sleeve and in which the part of the central cavity between the outer circumference of the bars and the inner wall of the sleeve, which is closed off by seals at the ends of the sleeve, is filled with a hardening material (DE 31 45 924 C2). The actual butt joint is made here by injecting hardening material into the sleeve, which creates a shear-resistant connection both with the end parts of the bars and with the concreted sleeve.
eingeht.enters.
Vor diesem Hintergrund Liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache, dabei aber zuverlässige Möglichkeit zu schaffen, um Anschlußbewehrungsstäbe in einem Betonbauteil zu verankern.Against this background, the invention is based on the object of creating a simple but reliable way of anchoring connecting reinforcement bars in a concrete component.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Verankerungsvorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, this object is achieved by an anchoring device having the features specified in claim 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further training results from the subclaims.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht im wesentlichen darin, die Verankerung eines Bewehrungsstabes in einem Bauteil gewissermaßen als Stoßverbindung zwischen dem Stab und einer rohrförmigen Hülse auszubilden, wobei die Hülse mit zur Oberfläche des Bauteils bündiger öffnung in dieses einbetoniert und das Ende des zu verankernden Stabes später zu einem beliebigen Zeitpunkt in die Hülse eingesteckt und durch Ausfüllen des Hohlraumes zwischen dem Außenumfang des Stabes und der Innenwand der Hülse mit dieser in Verbund gebracht wird.The basic idea of the invention is essentially to design the anchoring of a reinforcing bar in a component as a butt joint between the bar and a tubular sleeve, whereby the sleeve is concreted into the component with an opening flush with the surface of the component and the end of the bar to be anchored is later inserted into the sleeve at any time and connected to the sleeve by filling the cavity between the outer circumference of the bar and the inner wall of the sleeve.
Durch Verwendung eines profilierten Bewehrungsstabes und einer sowohl an der Innen-, als auch an der Außenfläche profilierten rohrförmigen Hülse wird die auf den jeweiligen Bewehrungsstab ausgeübte Zugkraft zunächst durch Verbund auf die rohrförmige Hülse übertragen. Ein Teil der auf diese Weise in die Hülse eingetragenen Verankerungskraft wird auf die Länge der Verankerungsstrecke des Stabes in der Hülse sogleich und unmittelbar auf den Beton abgegeben, so daß nur noch ein Teil der Verankerungskraft innerhalb der Hülse weitergeleitet zu werden braucht, der dann über den restlichen Teil der Länge der Hülse ebenfalls in den BetonBy using a profiled reinforcing bar and a tubular sleeve that is profiled on both the inner and outer surfaces, the tensile force exerted on the respective reinforcing bar is initially transferred to the tubular sleeve by bonding. Part of the anchoring force introduced into the sleeve in this way is immediately and directly transferred to the concrete over the length of the anchoring section of the bar in the sleeve, so that only part of the anchoring force needs to be transferred within the sleeve, which is then also transferred into the concrete over the remaining part of the length of the sleeve.
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eingetragen wird. Hieraus resultiert der Vorteil, daß die Hülse nur einen Teil der Verankerungskraft über die Verankerungslänge des Stabes hinaus weiterzuleiten braucht, somit in ihren Querschnittsabmessungen geringer sein kann, als wenn die gesamte Kraft übertragen werden müßte.This results in the advantage that the sleeve only needs to transfer part of the anchoring force beyond the anchoring length of the rod, and thus its cross-sectional dimensions can be smaller than if the entire force had to be transferred.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn das über die Ve ranke rungs länge des Stabes hinausreichende Ende der Hülse bogenförmig gekrümmt, die Hülse somit insgesamt U-förmig gestaltet ist. In diesem Fall werden durch eine einzige Hülse Verankerungsmöglichkeiten für zwei Anschlußstäbe geschaffen, wobei die Hülse wiederum nur einen Teil, meist weniger als die halbe Bruchlast des Bewehrungsstabes zu tragen hat, da nur der restliche, nicht bereits über Verbund in den Beton eingeleitete Teil der Stabkraft über Ringpressung im Bereich der Umlenkung der Hülse aufgenommen wird. Die Hülse hat daher eine geringere Bruchlast als die angeschlossenen Bewehrungsstäbe.It is particularly advantageous if the end of the sleeve that extends beyond the anchoring length of the bar is curved in an arc, so that the sleeve is U-shaped overall. In this case, a single sleeve creates anchoring options for two connecting bars, whereby the sleeve only has to bear part, usually less than half, of the breaking load of the reinforcing bar, since only the remaining part of the bar force that is not already introduced into the concrete via the bond is absorbed by ring pressure in the area of the sleeve deflection. The sleeve therefore has a lower breaking load than the connected reinforcing bars.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below using an embodiment shown in the drawing. It shows
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Verankerungsvorrichtung mit einer geraden Hülse,Fig. 1 is a vertical section through an anchoring device according to the invention with a straight sleeve,
Fig. 3 einen der Fig. 1 entsprechenden Vertikalschnitt durch eine Verankerungsvorrichtung mit einer U-förmig gekrümmten Hülse,Fig. 3 shows a vertical section corresponding to Fig. 1 through an anchoring device with a U-shaped curved sleeve,
Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 undFig. 4 is a cross-section along the line IV-IV in Fig. 3 and
Fig. 5 eine andere Ausführungsform einer Verankerungsvorrichtung.Fig. 5 shows another embodiment of an anchoring device.
In dem in Fig. 1 angedeuteten VertikaLschnitt durch ein Betonbauteil 1, z.B. eine Ortbeton-Schlitzwand, ist in den an die Oberfläche 2 des Betonbauteils 1 anschließenden Bereich eine Hülse 3 einbetoniert. Die Hülse 3 besteht aus einem schlanken Rohr aus Stahl. Zur Erzielung eines guten Verbundes ist die Hülse 3 sowohl an ihrer Innenfläche 4, als auch an ihrer Außenfläche 5 profiliert. Die Profilierung kann entweder nur aus Vertiefungen oder Erhebungen bestehen; es kann aber auch eine Gewindeprofilierung sein.In the vertical section through a concrete component 1, e.g. a cast-in-place concrete diaphragm wall, shown in Fig. 1, a sleeve 3 is concreted into the area adjacent to the surface 2 of the concrete component 1. The sleeve 3 consists of a slim steel tube. To achieve a good bond, the sleeve 3 is profiled on both its inner surface 4 and its outer surface 5. The profiling can either consist of depressions or elevations; however, it can also be a thread profiling.
Die Hülse 3 ist so in das Betonbauteil 1 eingesetzt, daß ihre eine stirnseitige öffnung 6 zumindest in etwa in der Ebene der Oberfläche 2 des Betonbauteils 1 liegt. Dadurch kann einerseits sichergestellt werden, daß diese Oberfläche 2, wenn erforderlich, durchgehend geschalt werden kann; andererseits wird verhindert, daß vorzeitig Beton in den Hohlraum 7 der Hülse 3 hineinläuft. Die gegenüberliegende öffnung 8 ist durch einen Stopfen 9 oder dergleichen verschlossen.The sleeve 3 is inserted into the concrete component 1 in such a way that its front opening 6 is at least approximately in the plane of the surface 2 of the concrete component 1. This ensures, on the one hand, that this surface 2 can be continuously formed if necessary; on the other hand, it prevents concrete from running prematurely into the cavity 7 of the sleeve 3. The opposite opening 8 is closed by a plug 9 or the like.
Zum Anschließen der Anschlußbewehrung, bestehend aus einem Bewehrungsstab 10, nach dem Erhärten des Betons des Betonbauteils 1 wird zunächst in den Hohlraum 7 der Hülse erhärtendes Material, z.B. Zementmörtel, eingefüllt und sodann der Bewehrungsstab 10 von oben her eingeführt. Auf die Darstellung des erhärtenden Materials wurde in der Zeichnung der besseren Übersichtlichkeit halber verzichtet. Aus Toleranzgründen ist der Innendurchmesser der Hülse 3 etwas größer als der Außendurchmesser des Bewehrungsstabes 10, der ebenfalls eine Profilierung 11, z.B. ein Teilgewinde, aufweist. Um den Bewehrungsstab 10 trotz dieser Toleranzen zuverlässig bis zum Erhärten des eingefüllten Materials zu halten, können an den Rohrquerschnitt angepaßte, also kreisringförmige Formteile 12 vorgesehen sein. Wie der Querschnitt II-II in Fig. 2 zeigt, bestehenTo connect the connecting reinforcement, consisting of a reinforcing bar 10, after the concrete of the concrete component 1 has hardened, first hardening material, e.g. cement mortar, is filled into the cavity 7 of the sleeve and then the reinforcing bar 10 is inserted from above. The hardening material has not been shown in the drawing for the sake of clarity. For tolerance reasons, the inner diameter of the sleeve 3 is slightly larger than the outer diameter of the reinforcing bar 10, which also has a profile 11, e.g. a partial thread. In order to reliably hold the reinforcing bar 10 despite these tolerances until the filled material has hardened, circular shaped parts 12 adapted to the pipe cross-section can be provided. As the cross-section II-II in Fig. 2 shows,
diese Formteile 12 aus einem auf den Bewehrungsstab 10 aufschiebbaren Ring 13 und einigen, insbesondere vier, über den Umfang verteilt angeordneten Nocken 14, die als Abstandhalter gegenüber der Innenwand 4 der Hülse 3 wirken.these molded parts 12 consist of a ring 13 that can be pushed onto the reinforcing bar 10 and several, in particular four, cams 14 that are distributed over the circumference and act as spacers with respect to the inner wall 4 of the sleeve 3.
Nach Erhärten des den Hohlraum 7 ausfüllenden Materials wird die auf den Bewehrungsstabe 10 ausgeübte Zugkraft Z zunächst durch Schubkräfte, die durch Pfeile 15 angedeutet sein sollen, auf die Innenwand 4 des oberen Teils 18 der Hülse 3 übertragen. Grundlage für diese Kraftübertragung ist, daß zwischen dem Stab 10 und der Innenwand 4 der Hülse 3 ein mehrdimensionaler Spannungszustand herrscht. Ein Teil Zi dieser Zugkraft wird im Bereich der Verbundstrecke Li des ßewehrungsstabes 10 wiederum durch Schubkräfte (Pfeile 16) auf den Beton des Bauteils 1 übertragen. Der Umfang dieser Kraftübertragung hängt natürlich von der Festigkeit des erhärtenden Materials, also des Zementmörtel, ab; es kann aber davon ausgegangen werden, daß etwa die Hälfte der Stabkraft Z unmittelbar in das Bauwerk übertragen wird. Der überschießende Teil Z2 der Zugkraft Z wird in der Wandung der Hülse 3 weitergeleitet und im unteren Teil 19 der Hülse 3 über die Länge I2 ebenfalls durch Schubkräfte (Pfeile 17) auf den Beton des Bauteils 1 abgegeben. Die Hülse trägt somit weniger als die halbe Last des Bewehrungsstabes 10, kann also im Querschnitt schwächer ausgebildet sein. Die Länge la des unteren Teils der Hülse 3 richtet sich nach den Festigkeiten von Beton, Mörtelfüllung und Stahl der Hülse 3.After the material filling the cavity 7 has hardened, the tensile force Z exerted on the reinforcing bar 10 is initially transferred to the inner wall 4 of the upper part 18 of the sleeve 3 by shear forces, which should be indicated by arrows 15. The basis for this force transfer is that a multi-dimensional stress state exists between the bar 10 and the inner wall 4 of the sleeve 3. A part Zi of this tensile force is in turn transferred to the concrete of the component 1 in the area of the bonding section Li of the reinforcing bar 10 by shear forces (arrows 16). The extent of this force transfer naturally depends on the strength of the hardening material, i.e. the cement mortar; however, it can be assumed that about half of the bar force Z is transferred directly to the structure. The excess part Z2 of the tensile force Z is passed on in the wall of the sleeve 3 and in the lower part 19 of the sleeve 3 over the length I2 is also transferred to the concrete of the component 1 by shear forces (arrows 17). The sleeve therefore carries less than half the load of the reinforcement bar 10, and can therefore be designed to be weaker in cross-section. The length la of the lower part of the sleeve 3 depends on the strengths of the concrete, mortar filling and steel of the sleeve 3.
In Fig. 3 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verankerungsvorrichtung dargestellt, bei der die rohrförmige Hülse 20 U-förmig aus zwei geraden Endteilen 21 und 22 sowie einem diese beiden Endteile verbindenden gekrümmten Teil 23 bestehen. Im übrigen ist die rohrförmige Hülse 20 in gleicher Weise ausgebildet wie die vorbeschriebene Hülse 3, d.h. sie besteht aus einem schlanken Rohr aus Stahl und ist sowohl an ihrerIn Fig. 3, a further advantageous embodiment of the anchoring device according to the invention is shown, in which the tubular sleeve 20 is U-shaped and consists of two straight end parts 21 and 22 and a curved part 23 connecting these two end parts. Otherwise, the tubular sleeve 20 is designed in the same way as the previously described sleeve 3, i.e. it consists of a slim steel tube and is both on its
Das Anschließen der Anschlußbewehrung, hier bestehend aus zwei Bewehrungsstäben 24 und 25, vollzieht sich in grundsätzlich gleicher Weise, d.h. es wird nach dem Erhärten des Betons des Bauteils 1 in den Hohlraum 26 der Hülse 20 erhärtendes Material, z.B. Zementmörtel, eingefüllt und werden sodann die Bewehrungsstäbe 24 und 25 von oben her eingeführt. Die Kraftübertragung vollzieht sich wiederum in gleicher Heise wie vorbeschrieben, d.h. es wird jeweils ein Teil Zi der Stabzugkraft Z im Verbundbereich der Stäbe 24, 25 unmittelbar in das Betonbauteil 1 eingetragen, während der überschießende Teil der Zugkraft Z in der Wandung der Hülse 20 weitergeleitet und im Bereich der Krümmung 23 in Form von Ringdruckkräften Z2 auf den Beton des Bauteils 1 abgegeben wird.The connection of the connecting reinforcement, here consisting of two reinforcing bars 24 and 25, is carried out in basically the same way, i.e. after the concrete of the component 1 has hardened, hardening material, e.g. cement mortar, is filled into the cavity 26 of the sleeve 20 and the reinforcing bars 24 and 25 are then inserted from above. The force transmission takes place in the same way as described above, i.e. a part Zi of the bar tensile force Z is introduced directly into the concrete component 1 in the bonding area of the bars 24, 25, while the excess part of the tensile force Z is passed on in the wall of the sleeve 20 and is transferred to the concrete of the component 1 in the area of the curvature 23 in the form of ring compression forces Z2.
Durch die Formteile 12 können in gewissen Grenzen auch Toleranzen zwischen den Achsen Si der Bewehrungsstäbe 24, und der Achse S2 eines Endteils, z.B. 21, der Hülse 20 aufgenommen werden. Bei den zu diesem Zweck verwendeten Formteilen 12' sind die als Abstandhalter wirkenden Nocken 14' unterschiedlich groß ausgebildet (Fig. 4).The molded parts 12 can also accommodate tolerances between the axes Si of the reinforcing bars 24, and the axis S2 of an end part, e.g. 21, of the sleeve 20, within certain limits. In the molded parts 12' used for this purpose, the cams 14' acting as spacers are of different sizes (Fig. 4).
Während im Beispiel der Fig. 3 der in der Darstellung rechte Bewehrungsstab 25 zentrisch in dem geraden Endteil 22 der Hülse 20 sitzt, was durch symmetrisch ausgebildete Formteile 14 (Fig. 2) ermöglicht wird, ist in der Linken DarsteLLung der Fig. 3 eine Ausführungsform angedeutet, bei der die Achsen Si und S2 von Bewehrungsstab 24 und HülsenendteiL zwar parallel zueinander verlaufen, aber eine gewisse Exzentrizität Delta s aufweisen. Dies wird durch Einsatz von Formteilen 12' erreicht.While in the example of Fig. 3 the reinforcement bar 25 on the right in the illustration sits centrally in the straight end part 22 of the sleeve 20, which is made possible by symmetrically designed molded parts 14 (Fig. 2), in the left illustration of Fig. 3 an embodiment is indicated in which the axes Si and S2 of the reinforcement bar 24 and the sleeve end part run parallel to each other, but have a certain eccentricity Delta s. This is achieved by using molded parts 12'.
Die erfindungsgemäße Verankerungsvorrichtung läßt sich naturgemäß nicht nur dann einsetzen, wenn die Oberfläche 2The anchoring device according to the invention can of course not only be used when the surface 2
des Betonbauteils horizontal verläuft, sondern auch dann, wenn sie vertikal verläuft. Ein solches Beispiel ist in Fig. 5 noch dargestellt.of the concrete component runs horizontally, but also when it runs vertically. One such example is shown in Fig. 5.
Wie Fig. 5 weiterhin zeigt, ist durch entsprechende Verwendung solcher Formteile 12' auch der Ausgleich von WinkeLtoLeranzen Alpha zwischen den Achsen von Bewehrungsstab 24 und Hulsenendtei I 21 möglich.As Fig. 5 further shows, the appropriate use of such shaped parts 12' also makes it possible to compensate for angular tolerances alpha between the axes of the reinforcement bar 24 and the sleeve end part 21.
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