DE29615017U1 - Traction transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
Dipl.-Ing. (FH) Andre Eisenhofer
Dipl.-Ing. (FH) Wolfgang Schäffer Dipl.-Ing. (FH) Andre Eisenhofer
Dipl.-Ing. (FH) Wolfgang Schäffer
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der zugbeanspruchte Bauelemente ohne geschweißte oder direkte mechanische Verbindungen mit äußerst kurzer Längenentwicklung kraftübertragend miteinander verbunden werden können. Sie kann vorzugsweise in Stahl- und Spannbetonkonstruktionen angewendet werden, wobei die kurze Längenentwicklung insbesondere im Zusammenhang mit Bauwerksfugen, über die Zugkräfte zu übertragen sind, besonders vorteilhaft ist. Mit der Vorrichtung können aber auch Zugkräfte von Bauteilen aus anderen Werkstoffen (wie z. B. Holz oder Stahl) in den Beton geleitet werden. Schließlich kann die Vorrichtung auch zur Übertragung von Zugkräften zwischen Holz und Stahl oder anderen geeigneten Werkstoffen günstig eingesetzt werden.The invention relates to a device with which structural elements subject to tensile stress can be connected to one another in a force-transmitting manner without welded or direct mechanical connections with an extremely short length development. It can preferably be used in steel and prestressed concrete structures, whereby the short length development is particularly advantageous in connection with structural joints through which tensile forces are to be transmitted. However, the device can also be used to transfer tensile forces from components made of other materials (such as wood or steel) into the concrete. Finally, the device can also be used to transfer tensile forces between wood and steel or other suitable materials.
Die häufigste Art der Ausbildung von Bewehrungsstößen in Stahl- und Spannbetonkonstruktionen besteht in den sogenannten Übergreifungsstößen, die nach DIN 1045 bzw. ENV DIN 1992-1 auszubilden sind. Diese Übergreifungsstöße haben den Nachteil, daß für die Übertragung der Kräfte relativ große Längen erforderlich sind. Dieser Nachteil macht sich besonders ungünstig bemerkbar, wenn die Kraftübertragung im Zusammenhang mit einer Fuge im Bauwerk erforderlich wird.The most common way of forming reinforcement joints in steel and prestressed concrete structures is in the form of so-called overlap joints, which must be formed in accordance with DIN 1045 or ENV DIN 1992-1. These overlap joints have the disadvantage that relatively large lengths are required to transmit the forces. This disadvantage is particularly noticeable when the force transmission is required in connection with a joint in the structure.
Die naheliegendste Lösung für diesen Fall besteht darin, die zu stoßenden Bewehrungen miteinander zu verschweißen. Dies ist aber häufig aus baupraktischen Gesichtspunkten zu aufwendig. Eine weitere Alternative besteht in der Anwendung von Muffen. Diese haben jedoch auch mehrere baupraktische Nachteile: Zum einen stehen sie nur für größere Stabdurchmesser zur Verfügung; zum anderen erfordern sie entweder auf der Bausteile Vorrichtungen wie z. B. spezielle Pressen mit entsprechend aufwendigen Arbeitsgängen oder aber besondere Bewehrungen, die mit Gewinden versehen sind.The most obvious solution in this case is to weld the reinforcements to be joined together. However, this is often too complicated from a construction point of view. Another alternative is to use sockets. However, these also have several practical construction disadvantages: firstly, they are only available for larger bar diameters; secondly, they require either equipment on site such as special presses with correspondingly complex work processes or special reinforcements that are provided with threads.
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Hiervon ausgehend sieht die vorliegende Erfindung vor, daß mit einer entsprechend ausgelegten Vorrichtung zugbeanspruchte, stabförmige Bauelemente, die in Schlaufenform gebogen sind, ohne weitere Maßnahmen an eine kraftaufnehmende Konstruktion angeschlossen werden können. Die Zugstäbe können entweder aus stabförmigen Betonstählen oder aber auch aus sonstigen Werkstoffen und / oder sonstigen Querschnitten bestehen.Based on this, the present invention provides that, with a suitably designed device, rod-shaped structural elements subject to tensile stress that are bent into a loop shape can be connected to a force-absorbing structure without any further measures. The tension rods can either consist of rod-shaped reinforcing steel or of other materials and/or other cross-sections.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen die zu stoßenden Zugstäbe Anker-Elemente aus Stahl oder anderen geeigneten Werkstoffen eingebaut werden, die zumindest auf einer Seite kreis- oder kreisringförmig ausgebildet sind, so daß sie die von den bereits genannten Zugschlaufen abgegebenen Umlenkkräfte direkt oder auch indirekt über den Beton aufnehmen können. Diese Kräfte können an die weiterführende Konstruktion mit der gleichen Methode weitergeleitet werden; je nach Ausgangssituatiori kann aber die Kraftweiterleitung auch beispielsweise durch Schweißverbindungen sichergestellt werden.This object is achieved according to the invention by installing anchor elements made of steel or other suitable materials between the tension rods to be joined, which are circular or annular on at least one side, so that they can absorb the deflection forces emitted by the aforementioned tension loops directly or indirectly via the concrete. These forces can be passed on to the subsequent construction using the same method; depending on the initial situation, however, the force transfer can also be ensured, for example, by welded connections.
Systembedingt weisen bei dieser Anordnung die zu stoßenden zugbeanspruchten Bauelemente eine Höhenversatz auf. Dies kann in bestimmten Anwendungsfällen des Stahl- und Spannbetonbaus ein wesentlicher Vorteil sein - nämlich dann, wenn für die zu stoßenden Bewehrungen unterschiedlich große Betondeckungsmaße einzuhalten sind (z. B. Betonstahl und nichtrostender Stahl). In diesem Fall kann das Verbindungselement so ausgelegt werden, daß beide Bewehrungen jeweils mit ihrer spezifischen Betondeckung eingebaut werden und damit zur Aufnahme von Biegezugkräften den jeweils maximal möglichen Hebelarm aufweisen.Due to the nature of the system, the tensile-stressed structural elements to be joined have a height offset in this arrangement. This can be a significant advantage in certain applications of reinforced and prestressed concrete construction - namely when different concrete cover dimensions have to be maintained for the reinforcements to be joined (e.g. reinforcing steel and stainless steel). In this case, the connecting element can be designed so that both reinforcements are installed with their specific concrete cover and thus have the maximum possible lever arm for absorbing bending tensile forces.
Die Zwischenelemente werden aufgrund des Höhenversatzes so ausgebildet, daß das bei der Kraftübertragung entstehende Versatzmoment durch ein entgegenwirkendes Kräftepaar im Gleichgewicht gehalten wird. Dadurch wird sichergestellt, daß die Zugstäbe von zusätzlicher Momentenbeanspruchung freigehalten werden.Due to the height offset, the intermediate elements are designed in such a way that the offset moment arising during the force transmission is kept in balance by a counteracting force pair. This ensures that the tension rods are kept free from additional moment stress.
Nachstehend werden mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:Possible embodiments of the invention are explained in more detail below using the drawing. Here:
Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Stahlbetonplatte mit einer Schwindfuge, in der die Bewehrung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gestoßen wird, Figure 1 shows a longitudinal section through a reinforced concrete slab with a shrinkage joint in which the reinforcement is butted with a device according to the invention,
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Figur 2 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die vollständig kreisringförmig ausgebildet ist, Figure 2 is a plan view of a device according to the invention which is completely circular in shape,
Figur 3 einen axial geführten Längsschnitt der Vorrichtung gemäß Figur 2, Figure 3 is an axially guided longitudinal section of the device according to Figure 2,
Figur 4 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die Figure 4 is a plan view of a device according to the invention,
halbkreisförmig mit anschließenden geraden Elementen ausgebildet ist,semicircular with adjoining straight elements,
Figur 5 einen axial geführten Längsschnitt der Vorrichtung gemäß Figur 4 und Figure 5 is an axially guided longitudinal section of the device according to Figure 4 and
Figure einen Längsschnitt durch Holzbalken, die im Bereich einer Figure a longitudinal section through wooden beams in the area of a
wärmegedämmten Fuge mit Hilfe einer weiteren Variante derthermally insulated joint using another variant of the
erfindungsgemäßen Vorrichtung biegesteif an eine Stahlbetonkonstruktio£angeschlossen sind.The device according to the invention is rigidly connected to a reinforced concrete structure.
Das Problem, daß Bewehrungen in Stahl- und Spannbetonkonstruktionen gestossen werden müssen und herkömmliche Übergreifungsstöße eine zu große Längenentwicklung erfordern wurden, tritt insbesondere in Zusammenhang mit Bauwerksfugen auf, über die eine zugfeste Bewehrungsverbindung hergestellt werden soll. Beispiele sind hierfür Arbeits-, Dämm- und Schwindfugen. Ganz besonders im letztgenannten Beispiel ist es im Sinne einer möglichst einfachen Bauausführung wünschenswert, die durch den Übergreifungsstoß bedingte Fugenbreite zu minimieren. Muffenverbindungen können in diesem Fall aber nicht angewendet werden, weil sich die beidseits bereits einbetonierten Bewehrungsenden durch das Schwinden noch gegeneinander verschieben und auch nicht mehr verschrauben lassen.The problem that reinforcements in steel and prestressed concrete structures have to be butted and that conventional lap joints would require too great a length development occurs in particular in connection with structural joints over which a tensile reinforcement connection is to be made. Examples of this are construction, insulation and shrinkage joints. In the latter example in particular, it is desirable to minimize the joint width caused by the lap joint in order to make the construction as simple as possible. Socket connections cannot be used in this case, however, because the reinforcement ends already cast in concrete on both sides can still move against each other due to shrinkage and can no longer be screwed together.
Die Figur 1 zeigt als Beispiel für diese Situation in einem Längsschnitt durch eine Stahlbetonplatte, wie die Bewehrungen 1 im Bereich einer Schwindfuge 2 mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtungen 3 mit den weiterführenden Bewehrungen 4 zugfest verbunden werden können. Schwindfugen werden in Bauwerken angeordnet, bei denen aufgrund der konstruktiven Randbedingungen durch das Schwinden des Betons große Zwangsbeanspruchungen entstehen würden. Sie werden zu einem möglichst späten Zeitpunkt nach Abschluß der Rohbauarbeiten wieder geschlossen. Während die Breite der Schwindfugen bei herkömmlicher Ausbildung von Ubergreifungsstößen relativ groß wird und so für viele Arbeitsgänge zu unhandlich ist, können die Folgearbeiten bei der hier gezeigten kurzen Fugenbreite nahezu unbehindert ausgeführt werden.As an example of this situation, Figure 1 shows in a longitudinal section through a reinforced concrete slab how the reinforcements 1 in the area of a shrinkage joint 2 can be connected to the further reinforcements 4 in a tensile manner using the devices 3 according to the invention. Shrinkage joints are arranged in structures in which, due to the structural boundary conditions, large constraining stresses would arise from the shrinkage of the concrete. They are closed again as late as possible after the completion of the shell construction work. While the width of the shrinkage joints is relatively large with the conventional formation of overlapping joints and is therefore too unwieldy for many work steps, the follow-up work can be carried out almost unhindered with the short joint width shown here.
Die Figuren 2 und 3 zeigen noch einmal in größerem Maßstab die Vorrichtung aus der Figur 1, bei der es möglich ist, zunächst nur die beiden Bewehrungsschlaufen 1Figures 2 and 3 show the device from Figure 1 on a larger scale, where it is possible to initially only use the two reinforcement loops 1
♦ &bgr;♦&bgr;
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und 4 hinreichend paßgen'au "- ggf.* mit" einem ausreichenden Toleranzmaß für Schwindverkürzungen - einzubauen. Das kreiszylindrisch geformte als Anker fungierende Verbindungsstück 3 kann nachträglich eingesetzt werden. In anderen Anwendungsfällen wie z. B. bei Fugen mit thermischer Trennung kann es dagegen sinnvoll sein, das Verbindungsstück mit derjenigen Schlaufe, die durch die Dämmfuge geführt wird, bereits vor dem Einbau zu verbinden.and 4 with sufficient accuracy - if necessary* with a sufficient tolerance for shrinkage reductions. The circular cylindrical connector 3, which acts as an anchor, can be inserted later. In other applications, such as joints with thermal separation, it may be useful to connect the connector to the loop that is guided through the insulating joint before installation.
In der Darstellung der Figur 3 zieht die Schlaufe 1 nach links und entsprechend die Schlaufe 4 nach rechts. Das infolge des Höhenversatzes der beiden Schlaufen entstehende Versatzmoment will das Verbindungsstück im Uhrzeigersinn verdrehen. Dies wird jedoch dadurch verhindert, daß sich die Schlaufe 1 an der Stelle A nach unten gegen den Beton abstützt. Aufgrund der vergleichsweise geringen Zugfestigkeit des Betons ist es aber i. d. R. nicht möglich, daß sich der nahe der Betonoberfläche 5 befindliche Punkt B der Schlaufe 4 sinngemäß abstützen kann. Zur Aufnahme dieser für das Gleichgewicht erforderlichen, nach oben gerichteten Kraft dient deshalb in diesem Beispiel die am Kreisring unten angeordnete Lasche 6. Weiterhin ist in den Figuren 1 bis 3 eine mögliche Variante einer Montagehilfe 7 zur Lagesicherung dargestellt, deren Anordnung in der einen oder anderen Anwendungsvariante sinnvoll sein kann. Auch in den Figuren 4 bis 7 sind derartige Montagehilfen dargestellt.In the illustration in Figure 3, loop 1 pulls to the left and loop 4 to the right. The offset moment resulting from the height offset of the two loops tends to twist the connecting piece clockwise. However, this is prevented by the fact that loop 1 rests against the concrete at point A. However, due to the comparatively low tensile strength of the concrete, it is usually not possible for point B of loop 4, which is located close to the concrete surface 5, to be able to support itself appropriately. In this example, the tab 6 arranged at the bottom of the circular ring is used to absorb this upward force required for balance. Furthermore, Figures 1 to 3 show a possible variant of an assembly aid 7 for securing the position, the arrangement of which can be useful in one or the other application variant. Such assembly aids are also shown in Figures 4 to 7.
Die Figuren 4 und 5 zeigen eine Variante, bei der das hufeisenförmige Verbindungsstück 8 zur Kraftübertragung zu den in Figur 5 oben dargestellten Zugstäben 9 mit diesen kraftschlüssig verbunden - z. B. verschweißt - sein muß. Als obere Zugstäbe sind hier als Beispiel für die Weiterführung durch eine wärmegedämmte Fuge nichtrostende Edelstahlstäbe mit rechteckigem, flalchem Querschnitt dargestellt. Die flache Konfiguration der Stäbe 9 ermöglicht günstige Hebeiverhältnisse sowie eine zuverlässige Betondeckung. Die Anordnung und Wirkungsweise der unteren Schlaufe 10 entsprechen vollständig denjenigen der Schlaufe 1 in den Figuren 1 bis 3.Figures 4 and 5 show a variant in which the horseshoe-shaped connecting piece 8 for transmitting force to the tension rods 9 shown in Figure 5 at the top must be connected to them in a force-locking manner - e.g. welded. The upper tension rods shown here are stainless steel rods with a rectangular, flat cross-section as an example of the continuation through a thermally insulated joint. The flat configuration of the rods 9 enables favorable lifting conditions and a reliable concrete cover. The arrangement and mode of operation of the lower loop 10 correspond completely to those of the loop 1 in Figures 1 to 3.
Bezüglich der Aufnahme des auch hier entstehenden Versatzmomentes zeigen die Figuren 4 und 5 gleichfalls eine Variante gegenüber den Figuren 1 bis 3: Anstelle der Lasche 5 sind die Enden der Zugstäbe 9 geneigt so weit nach unten geführt, daß die Aufnahme der nach oben gerichteten Stützkraft sichergestellt wird.With regard to the absorption of the offset moment that also arises here, Figures 4 and 5 also show a variant compared to Figures 1 to 3: Instead of the tab 5, the ends of the tension rods 9 are inclined downwards so far that the absorption of the upwardly directed supporting force is ensured.
Die Figur 6 zeigt als weitere mögliche Variante für die Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung den biegesteifen Anschluß von Holzbalken 11 an eine Stahlbetonplatte 12 im Bereich einer wärmegedämmten Fuge. Dazu werden zunächst mit einer üblichen Konstruktion des aktuellen Ingenieurholzbaus die Biegezugkräfte der Holzbaiken mit Stabdübel in Stahllaschen 13 geleitet. InFigure 6 shows, as a further possible variant for the applicability of the device according to the invention, the rigid connection of wooden beams 11 to a reinforced concrete slab 12 in the area of a thermally insulated joint. To do this, the bending tensile forces of the wooden beams are first guided with rod dowels into steel straps 13 using a conventional construction of current timber engineering.
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Verlängerung der Stanifascnen "befindet "sicTi ein erfindungsgemäßes, halbkreisförmiges Zwischenstück 14, das in eine aus dem Beton über die Dämmfuge geführte Zugschlaufe 15 eingreift. Innerhalb des Betons werden in diesem Beispiel die Zugkräfte mit Hilfe einer Vorrichtung gemäß der Figuren 4 und 5 in die Bewehrungsschlaufe 17 weitergeleitet. Die Biegezugkräfte treten hier im oberen Bereich des Holzbaikens 11 auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Übertragung von Zugkräften ist daher dem oberen Bereich zugeordnet. Die im unteren Bereich des auskragenden Holzbalkens 11 auftretenden Biegedruckkräfte und die Querkräfte werden durch eine hierfür vorgesehene Druckplatte 18 aufgenommen, die horizontale und vertikale Stützfiächenkomponenten aufweist und mittels einer Diagonalanordnung mit der Zugschiaufe 15 und mittels einer horizontalen, drucksteifen Stützanordnung mit einer gegenläufig geneigten, der Stahlbetonplatte 12 zugeordneten Druckplatte verbunden ist. Die beiden Druckplatten sind hier etwa dachförmig gegeneinander geneigt. &phgr;· In the extension of the steel beams there is a semicircular intermediate piece 14 according to the invention which engages in a tension loop 15 which is led out of the concrete over the insulation joint. In this example, the tensile forces are transmitted within the concrete into the reinforcement loop 17 with the aid of a device according to Figures 4 and 5. The bending tensile forces occur here in the upper area of the wooden beam 11. The device according to the invention for transmitting tensile forces is therefore assigned to the upper area. The bending compressive forces and the transverse forces occurring in the lower area of the cantilevered wooden beam 11 are absorbed by a pressure plate 18 provided for this purpose, which has horizontal and vertical support surface components and is connected to the tension loop 15 by means of a diagonal arrangement and to an oppositely inclined pressure plate assigned to the reinforced concrete slab 12 by means of a horizontal, compression-resistant support arrangement. The two pressure plates are inclined towards each other in a roof-like manner here. φ·
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 19970123 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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Effective date: 20000224 |
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R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
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R071 | Expiry of right |