DE3207957A1

DE3207957A1 - Verfahren zum erzeugen einer ausbauchung an einer litze aus stahldraht zu ihrer verankerung in bauteilen aus beton sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE3207957A1
Application number: DE19823207957
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Dyckerhoff and Widmann AG
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 1982-03-05
Filing date: 1982-03-05
Publication date: 1983-09-15
Also published as: DE3207957C2; CH659503A5; US4469756A; CA1198034A

Description

DIPL.-ING. W. GOLIiWITZBR · DIPL.-ING. P.W. MOLL·

674O IiANDAU/PFALZ · LANOBTKA88E 5

POSTFACH 2080 · TELEFON 06341/87000, «038 · TEI-EX 04 63333 POST8CHECK LtTDWIGSHAFEN 27 5β2-β7β · DF.ITTSCHE BANK LANI)AtT 02 in 4CK) (BLZ 548 700 BS)

- 3 - 3.· März 1982

Mr.

Dyckerhoff & Widmann Aktiengesellschaft, 8000 München 81

Verfahren zum Erzeugen einer Ausbauchung an einer Litze aus Stahldraht zu ihrer Verankerung in Bauteilen aus Beton sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer Ausbauchung an einer Litze aus Stahldraht mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Neben Stahlstäben, Stahldrähten und Stahldrahtbündeln werden in der letzten Zeit in zunehmendem Maße auch Litzen aus hochfesten Stahldrähten als Bewehrungselemente für Stahlbeton und Spannbeton verwendet. Solche Litzen bestehen aus einem sogenannten Zentraldraht, um den die äußeren Drähte in einer oder zwei ringförmigen Lagen gruppiert sind; die äußeren Drähte sind, ähnlich wie bei einem Drahtseil, verdrillt.

Litzen als Spannglieder werden in der Regel mit Keilverankerungen verankert. Keilverankerungen sind sowohl vom Materialaufwand, wie vom Zeitaufwand für den Einbau her

verhältnismäßig aufwendig; dies fällt vor allem dann ins Gewicht, wenn die betreffende Verankerung fest einbetoniert werden soll, wenn das Spannglied an dieser Verankerungsstelle also nicht gespannt zu werden braucht. Darüber hinaus ist es schwer, bei Keilverankerungen ohne zusätzliche Maßnahmen eine ausreichende Schwingungsfestigkeit zu erreichen.

Zur Verankerung eines aus mehreren Litzen bestehenden Spannkabels in Beton ist es bekannt, die einzelnen Litzen nach einer radialen Auffächerung durch Aufdrehen zu entfalten und zwischen die so gespreizten Drähte jeweils einen Abstandhalter einzulegen, wodurch unter elastischer Verformung der Drähte eine örtliche Ausbauchung entsteht (FR-PS 1 551 162). Der Durchmesser der auf diese Weise erzeugten Ausbauchung ist verhältnismäßig gering und der Abstand der Drähte voneinander klein, so daß, wenn die Ausbauchung einbetoniert wird, zu befürchten ist, daß die einzelnen Drähte nicht vollständig von Beton umhüllt werden. Da die einzelnen Drähte jeder Litze nur elastisch verformt werden, sind die Krümmungsradien der Ausbauchung groß, was zwar die Festigkeit, insbesondere die Schwingungsfestigkeit nicht beeinträchtigt, aber zu einer großen Länge der Haftverankerung führt.

Es ist weiterhin bekannt, eine Litze durch Anwendung axialen Drucks so zu stauchen, daß die einzelnen Drähte unter plastischer Verformung seitlich ausknicken und eine Ausbauchung in Form eines Doppelkegels bilden (DE-PS 25 57 072). Wenn der Durchmesser dieser Ausbauchung auch so groß gewählt werden kann, daß der Beton gut in den Innenraum der Ausbauchung eindringen und die einzelnen Drähte satt umhüllen kann, so besteht durch das Ausknicken der Drähte die Gefahr, daß am Beginn der Ausbauchung die plastische Verformung der Drähte so groß ist, daß die Zugfestigkeit und die dynamische Festigkeit herabgesetzt wer-

den. Die Summe der durch das Ausknicken der Drähte erzeugten Umlenkwinkel ist zu klein, um die volle Bruchlast zu übernehmen. Um unter diesen Umständen die Sicherheit der Verankerung zu gewährleisten, ist es üblich, eine sogenannte Vorlänge vorzusehen, d.h. der Ausbauchung eine gerade Strecke der Litze vorzuschalten, in der schon ein Teil der Verankerungskraft durch Haftverbund verankert wird, so daß am Beginn der Ausbauchung nicht mehr die volle Verankerungskraft vorhanden ist.

Um den Biegeradius am Beginn der Ausbauchung, also dort, wo noch die volle Spannkraft vorhanden ist, zu begrenzen, ist es beim Erzeugen einer Ausbauchung mit etwa birnenförmiger Gestalt bekannt, die Krümmung der Drähte am Beginn der Aufweitung z.B. durch eine Krümmungsmatrize vorzugeben (DE-OS 27 55 454). Im übrigen Bereich erfahren aber auch bei dieser Haftverankerung für eine Litze die Drähte eine verhältnismäßig starke Krümmung mit nach innen gerichteten Leibungsdrücken, die in dem im Inneren der birnenförmigen Ausbauchung eingeschlossenen Beton einen räumlichen Druckspannungszustand erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, um bei einer derartigen, als Haftverankerung für eine Litze dienenden Ausbauchung bei möglichst kurzer Entwicklungslänge eine möglichst sanfte und gleichmäßige Einleitung der Verankerungskräfte zu erreichen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es

durch Begrenzung der radialen Aufweitung der Ausbauchung infolge axialen Stauchens auf einfache Weise gelingt, die einzelnen Drähte der Litze am radialen Ausknicken zu hindern und dafür ihre räumliche Verformung" zu erzwingen. Wird die Aufweitung der Ausbauchung erfindungsgemäß begrenzt, dann legen sich die einzelnen Drähte an die Begrenzung an und wickeln sich bei fortgesetzter axialer Stauchung in Richtung der vorgegebenen Verdrillung der Litze an der Begrenzung ab. Dadurch werden gerade in der Mantellinie der erzeugten Ausbauchung verlaufende Drahtabschnitte mit mehr oder weniger scharfen Knicken vermieden und wird schon vom Beginn der Ausbauchung an eine gleichmäßige, langsam zunehmende räumliche Krümmung der einzelnen Drähte der Litze erreicht. Die räumliche Krümmung der Einzeldrähte bringt einen stetigen Übergang vom geraden Verlauf der Litze über eine schwache Krümmung in stärkere Krümmung. In einer erfindungsgemäß hergestellten Ausbauchung ist infolge der räumlichen Krümmung der Einzeldrähte die Summe der tJmlenkwinkel besonders groß; sie beträgt ca. 270°. Dies hat eine Erhöhung des Verbundbeiwerts durch den Seilreibungseffekt zur Folge, so daß insgesamt eine Verankerung mit sehr gutem Dauerschwingverhalten auf kürzestem Wege ohne Vorlänge ermöglicht wird.

Durch Anordnung einer Muffe am freien Ende der Ausbauchung wird auch bei größerer Festigkeit oder größerem Durchmesser der Einzeldrähte und demzufolge verringerter bezogener Oberfläche eine im Gebrauchs- und Bruchzustand sichere Verankerung gewährleistet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Ausbauchung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht und

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 5 in vergrößerter Darstellung das Druckstück sowie

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 3.

Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dient eine Vorrichtung, die in den Fig. 3 und 4 in Draufsicht und Seitenansicht dargestellt ist.

Die Stauchvorrichtung 1 umfaßt einen Widerlagerblock 2, der nicht Gegenstand der Erfindung ist und beliebig ausgebildet sein kann. Im Beispiel der Fig. 3 und 4 sind in den Widerlagerblock 2 zwei Klemmbacken 3 schematisch dargestellt, die zur Litze 4 hin'in Richtung der Pfeile 5 bewegbar sind und die Litze 4 auf eine verhältnismäßig große Länge zwischen sich klemmend fixieren.

An dem Widerlagerblock 2 sind die Enden von vier Führungsstangen 6 befestigt, z.B. eingeschraubt, an deren jenseitigen Enden eine Kopfplatte 7 angeordnet, z.B. durch Muttern 8 angeschraubt ist. An der Kopfplatte 7 ist eine Zylinder-Kolben-Einheit 9 gelagert, deren Kolbenstange 10 ein Druckstück 11 trägt. Das Druckstück 11 ist mit einer stirnseitigen Bohrung 12 zum Einstecken der Litze 4 versehen, die sich in eine entsprechend kleinere Bohrung 13 für den Kerndraht der Litze 4 fortsetzt (Fig. 5).

Auf den Führungsstangen 6 sind zwei Führungsplatten 14 in Richtung des Doppelpfeils 15 verschieblich, die ein Stauchrohr 16 tragen. Das Stauchrohr 16 ist an den Führungsplatten 14 innerhalb eines Abstandhalterrohrs 17 in Richtung des Doppelpfeils 18 drehbar gelagert (Fig. 6).

Bei Betätigung der Vorrichtung 1 werden nach dem Einlegen einer Litze 4 und deren Einführen in die Bohrung 12 des Druckstücks 11 zunächst die Klemmbacken 3 in Richtung der Pfeile 5 gegeneinander bewegt und die Litze 4 in Klemmstellung festgehalten. Sodann wird die Zylinder-Kolben-Einheit 9 betätigt. Beim Ausfahren ihres Kolbens bewegt sich das Druckstück 11 in Richtung auf den Widerlagerblock 2 hin, wodurch die Litze 4 in dem Bereich zwischen dem Druckstück 11 und dem Widerlagerblock 2 gestaucht wird.

Infolge der Stauchung erfahren die einzelnen Litzendrähte eine Ausbauchung in radialer Richtung nach außen, die durch Anlage an der Innenfläche des Stauchrohrs 16 begrenzt wird. Bei Fortsetzung der Stauchbewegung über eine bestimmte Strecke legen sich die Einzeldrähte innen an das Stauchrohr 16 an, das sich infolge seiner drehbaren Lagerung innerhalb des Abstandhälterrohrs 17 und der Längsverschieblichkeit entlang der Führungsstangen 6 bei fortschreitender Stauchbewegung mitdrehen und gegebenenfalls verschieben kann. Da auch die Litze in dem Druckstück 11 drehbar gelagert ist, wozu im allgemeinen die drehbare Lagerung des Kolbens 10 der Zylinder-Kolben-Einheit 9 ausreicht, erfolgt bei fortgesetzter Stauchung eine räumliche Verformung im Sinne einer Verdrillung der am Ausknicken durch das Stauchrohr 16 gehinderten Einzeldrähte, ,so daß sich die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Form der Ausbauchung ergibt.

Durch die eben beschriebene Verdrillung der Einzel-

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drähte während des Stauchvorgangs entsteht aus der Litze ein in den Fig. 1 und 2 dargestelltes Gebilde, in dem ihre Einzeldrähte räumliche Kurven beschreiben, die in verschiedenen Bereichen unterschiedlich ausgebildet sind. Ausgehend von einem Schnitt in der Ebene A, der in etwa noch einem normalen Querschnitt durch die Litze 4 entspricht, weiten sich die Außendrähte 4' in einem Bereich I bis zur Schnittebene B unter Verdrillung im gleichen Drehsinn wie der Seilschlag der Litze 4 trompetenförmig auf. In einem Bereich II zwischen den Schnittebenen B und C verlaufen die Außendrähte 4' wendelförmig auf einem Zylindermantel (Pig. 2), dessen Durchmesser durch den Innendurchmesser des Stauchrohrs 16 bestimmt ist. Die Innenwand 16" des Stauchrohrs 16 ist in den Fig. 1 und 2 gestrichelt angedeutet. Nach einer etwas stärkeren Krümmung in der Schnittebene C wandern die Außendrähte 4' über den Bereich III nach innen, um in der Schnittebene D mit verhältnismäßig scharfem Knick in einem Endstummel zu enden, der von einer Muffe 19 zusammengehalten ist.

Durch die Verdrillung der Litze während des Stauchvorganges sind die Austrittswinkel der Einzeldrähte 4' im Schnitt A ausgehend von ihre'r normalen Lage in der Litze sehr klein; sie können durch das Verhältnis von Stauchrohrdurchmesser zu freier Stauchlänge der Litze exakt vorbestimrat werden. Dadurch werden Knicke oder Beschädigungen der Einzeldrähte 4¹ mit Sicherheit vermieden, so daß die Ausbauchung in diesem Bereich mit der vollen Verankerungskraft belastet werden kann. Durch die Verdrillung entsteht eine räumliche Krümmung der Einzeldrähte 4' mit einem stetigen übergang von schwacher Krümmung in stärkere Krümmung mit zwei hintereinanderliegenden, jeweils um ca. räumlich gegeneinander verdrehten scharfen Krümmungen um etwa 90°, die infolge des Seilreibungseffektes eine hohe Kraftübertragung gewährleisten. Diese scharfen Krümmungen

liegen in einem Bereich, in dem schon ein großer Teil der Verankerungskraft durch die vorangegangenen schwächeren Krümmungen aufgenommen ist.

Die Form des Kerndrahtes 4" kann variiert werden. Da der Kerndraht 4" in die Fortsetzung 13 der Bohrung 12 eintreten kann, wird er später gestaucht als die anderen Drähte, so daß er deren Symmetrie nicht stört und keine Unordnung verursacht. Der Kerndraht 4" verläuft somit nach dem Stauchen innerhalb der Ausbauchung.

Leerseite

Claims

DI.PL.-ING. W. GOLLWITZER · DIPL.-ING. F.W. MOLL

6740 LANDAC/PFAl/Z · LANQSTKAS8E S

POSTFACH ZO8O - TELEFON 06341/870O0. 60 3Λ · TELEX 04 S3 333 POSTSCHECK LODWIGSHAFEN 27 662-676 ■ BEUTSCHE BANK LANDAU 02 1840O (BLZ 648 70O »8)

3. März 1982 Mr.

Dyckerhoff & Widmann Aktiengesellschaft, 8000 München 81

Verfahren zum Erzeugen einer Ausbauchung an einer Litze aus Stahldraht zu ihrer Verankerung in Bauteilen aus Beton sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Patentansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen einer Ausbauchung an einer Litze aus Stahldraht zu ihrer Verankerung in Bauteilen aus Beton, bei dem die Litze über einen Bereich ihrer Länge axial gestaucht wird und damjJb-'-Öie einzelnen Drähte unter Spreizung plastisch verformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbauchung der Litze (4) zumindest über den Teil ihrer Länge mit dem größten Außendurchmesser innerhalb eines durch einen koaxial zur Litzenachse verlaufenden Zylindermantel begrenzten Hohlraumes erzeugt wird, an dessen Begrenzung sich die Drähte (4¹) der Litze (4) infolge ihrer durch die Stauchung bedingten Spreizung anlegen und daß die Stauchung unter Anlage der Drähte an der Begrenzung bei frei drehbarer Halterung der Litze an ihrem freien Ende bis zur Vervollständigung der Ausbauchung fortgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Drähte (4') der Litze (4) an ihrem freien Ende durch eine Muffe (19) zusammengehalten werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Klemmbacken aufweisenden Halterung für die Litze und einem im axialen Abstand davon angeordneten, gegen die Halterung bewegbaren und eine Bohrung zur Abstützung des Litzenendes aufweisenden Druckstück, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Halterung für die Litze (4) und dem Druckstück (11) koaxial zur Litzenachse ein Stauchrohr (16) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stauchrohr (16) um seine Achse drehbar gelagert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stauchrohr (16) längsverschieblich gelagert ist.