DE3221904C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdeckhaube zum Aufbau von Kanalbauwerken, insbesondere Fernheizkanälen, mit einem im wesentlichen U-förmigen Quer­ schnitt, dessen U-Schenkel die Stützen bzw. Seitenwände des Kanals und dessen U-Steg die Abdeckung bilden, wobei die U- Schenkel zur Einleitung von Seitenkräften seitlich abstützbar sind und die tragende Bewehrung bildende Bewehrungseisen im wesentli­ chen senkrecht zur Symmetrieebene und in Längsrichtung des Bauteils nebeneinander angeordnet sind sowie durch im we­ sentlichen in der letztgenannten Richtung verlaufende Ver­ teilereisen miteinander zu einem Bewehrungskorb verbunden sind, der in dem Beton eingebettet ist.

Derartige Bauteile, wie sie beispielsweise im Normblatt DIN 18 178 ("Die Bauwirtschaft" 1971, Heft 4, S. 87-91) be­ schrieben sind, werden seit langer Zeit zum Aufbau von Fern­ heizkanälen oder ähnlichen Kanalbauwerken benutzt, die aus einer Vielzahl solcher in Richtung des Kanals hintereinander angeordneter Bauteile zusammengesetzt sind. Dabei gibt es im wesentlichen zwei Kanalbauformen: Entweder bestimmt ein mit höheren U-Schenkeln versehenes Bauteil, das in der Regel auf einer ebenfalls vorgefertigten Basisplatte als Bodenlager ruht, im wesentlichen den Kanalquerschnitt, oder zwei gegen­ sinnig aufeinandergesetzte U-Profilteile bestimmen den Ka­ nalquerschnitt, der im Normalfall zwei parallellaufende Rohre (Heizungsrohre, Fluidleitungen) aufnimmt. In letzterem Falle bildet das untere U-Profil den Kanalboden. Normaler­ weise werden solche Kanäle hauptsächlich von der Decke her belastet, wobei die Bewehrungen nach bestimmten Erfahrungs­ werten und Normen der maximalen Belastungsfälle mit den ent­ sprechenden Sicherheiten ausgelegt werden. Grundlage stellen dabei die Erfahrungswerte für die Belastbarkeit von Fernver­ kehrsstraßen unter Berücksichtigung der Belastung durch schwere Kettenfahrzeuge dar. Ein weiterer für die Festig­ keitsberechnungen maßgebender Belastungsfall ist das Auftre­ ten von Seitenkräften, die beispielsweise durch einseitige Belastung und/oder bei Aufgrabungen im Bereich der Kanäle wirksam werden. Um solche Seitenkräfte aufnehmen zu können, muß das U-förmige Bauteil gegen seitliche Verschiebung abge­ stützt sein; ggf. müssen die Schenkel eine ausreichende Be­ wehrung für die Aufnahme der Biegebeanspruchungen tragen. Die Bewehrungen in den Schenkeln und im Steg werden im Hin­ blick auf diese unterschiedlichen Belastungsfälle bisher mehrlagig aufgebaut. In aller Regel werden mindestens zwei Lagen von die auftretenden Zugkräfte aufnehmenden Beweh­ rungseisen angeordnet, von denen eine im wesentlichen paral­ lel und in Nachbarschaft zur Außenseite des Bauteils ver­ läuft. Zwischen den einzelnen Lagen müssen Verbügelungen vorgesehen werden. Zusätzlich werden in vielen Fällen noch Querverbindungen in den Eckbereichen zwischen Steg und Schenkeln vorgesehen. Insgesamt ergibt sich bei den herkömm­ lichen Bauteilen ein hoher Aufwand an Bewehrungsstahl, wo­ durch einerseits der Aufbau der Bewehrungskörbe recht kom­ pliziert wird und diese ein ziemlich hohes Gewicht erhalten. Dadurch erschwert sich die Handhabung bei der Herstellung sowohl der Bewehrungskörbe als auch der Stahlbetonfertig­ teile. Andererseits belastet der hohe Aufwand an Armierungs­ material die Material- und Herstellungskosten solcher Bau­ teile erheblich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für Abdeck­ hauben der gattungsgemäßen Art eine Möglichkeit zur Reduzie­ rung des Armierungsmaterialaufwandes sowie folglich des Ge­ wichtes des Bewehrungskorbes und damit der Material- und Herstellungskosten zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die tragende Bewehrung aus in Kanallängsrichtung nur einlagig angeordneten, die bei Belastung des eingebauten Bauteils resultierenden Zugkräfte aufnehmenden Biege-Zug- Bewehrungseisen aufgebaut ist und daß diese im U-Steg im Kämpferbereich in der Nähe der Außenseite des Bau­ teils verlaufen und zur Symmetrieebene hin nach innen hängend sowie unter die neutrale Faser verlaufend angeordnet sind und daß der U-Steg im Bereich der Symmetrieebene des Bauteils mit einer in das Kanalinnere ragenden Ausbauchung ausgebildet ist, die dem Verlauf der Durchhänge der Beweh­ rungseisen folgt.

Durch diese einlagige Hängebewehrung wird die Decke zum praktisch starren und durchbiegungsfreien Bau­ teil, wodurch nur senkrechte Kräfte in die Schenkel einge­ leitet werden, was gleichermaßen eine einlagige Bewehrung der Schenkel ermöglicht. Somit ergibt sich ein wesentlich vereinfachter Armierungsaufbau, der durch die Einlagigkeit ohne Verbügelung zu einem erheblich verringerten Gewicht der Armierungskörbe führt und dadurch in der Produktion eine leichtere Handhabbarkeit derselben zuläßt. Zudem sind die bei der Erfindung erforderlichen Armierungskörbe leichter zu knüpfen. Vor allem ergibt sich aber durch den maßgeblich geringeren Armierungsmaterialaufwand eine Verringerung der Materialkosten um mehr als die Hälfte, wobei zu berücksich­ tigen ist, daß die Stahlpreise im Verhältnis beispielsweise zum Beton überproportional steigen. Durch die in das Kanal­ innere ragende, dem Verlauf der Durchhänge folgende Ausbau­ chung läßt sich der Momentenverlauf im Hinblick auf die Maxi­ malspannungen im Mittenbereich günstig nachbilden und die Stahlspannung sehr gering halten, indem die Bewehrungseisen so praktisch unter die normale Innendecke des Bauteils her­ untergezogen werden. Die diese hängenden Teile umgebende Betonausbauchung liegt ohnehin im ungenutzten Raum des Kanalprofils, wenn man berücksichtigt, daß üblicherweise in solchen Kanälen speziell im Falle von Fernheizkanälen, zwei in der Regel zylinderförmige Rohrstränge parallel zueinander angeordnet sind.

Zum Zwecke der erhöhten Sicherheit im Zusammenhang mit der Aufnahme größerer Horizontalkräfte kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung zusätzlich zu den tragenden Be­ wehrungseisen, also solchen mit hängender Ausbildung, in mindestens einer weiteren Schnittebene senkrecht zur Symme­ trieebene mindestens ein Transport-Bewehrungseisen als im wesentlichen Steg-paralleler Zugstab vorgesehen sein.

Solche speziellen zusätzlichen Transportbewehrungen haben einen von den hängenden Bewehrungseisen abweichenden Verlauf, wobei sie beispielsweise etwa diagonal durch die Eckbereiche zwi­ schen Steg und Schenkeln verlaufen, um Biegebeanspruchungen aufzunehmen, die außerhalb der normalen Belastungsfälle, z. B. beim Transport, auftreten können, während sie aber auch als - ggf. gewünschte zusätzliche Sicherheit zur Aufnahme von Horizontalkräften fungieren können.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können in spannungsarmen Bereichen der Bewehrungseisen in Kanal­ richtung verlaufende Verteilereisen mit den Bewehrungseisen verbunden angeordnet sein.

Solche Verteilereisen, von denen beispielsweise vier in Betracht kommen, stellen die richtige Lage und den Zusammenhalt der Bewehrung sicher. Sie können durch Punktschweißung mit den tragenden Bewehrungen verbun­ den sein und sollten aus diesem Grunde nicht im "Hängebereich" der tragenden Bewehrung wegen der dort auftretenden hohen Kräfte vorgesehen werden.

Die erfindungsgemäße Abdeckhaube bildet bevorzugt Teil eines den Kanalquerschnitt bestim­ menden Stahlbetonbausatzes, der weiterhin eine Basisplatte umfaßt, auf der die U-Schenkel des Bauteils aufstehen und mittels Vorsprüngen an dem Basisteil gegen seitliche Verschie­ bung abgestützt sind. Solche Bausätze sind durch S. 91, Bild 8 der Zeitschriftenstelle "Die Bauwirtschaft" bekannt. Die Vor­ sprünge sind dabei so angeordnet, daß die U-Schenkel entweder mit ihrer Außenseite oder mit ihrer nach innen gewandten Seite gegen diese anliegen. In Weiterbildung der Erfindung und unter Ausnutzung des Gedankens der Einlagigkeit verlaufen die Beweh­ rungseisen dann im ersten Fall über den wesentlichen Teil der Höhe der U-Schenkel im Bereich von deren Außenseite oder im zweiten Fall entsprechend im Bereich von deren Innenseite (Ansprüche 5 und 6). Damit erhält man ein Material und Kosten sparende Anordnung der Bewehrungen in den U-Schenkeln für eine ausreichende Festigkeit im Hinblick auf die nach der Abstützung des U-förmigen Bauteils gegen Seitenkräfte gewählten Lagerung.

Die insgesamt mit der erfindungsgemäßen einlagigen Hänge-Beweh­ rung erzielbaren Vorteile bestehen vor allem darin, daß sowohl die Tragfähigkeit gesteigert als auch die zweite Bewehrungslage, insbesondere die Verbügelung der sonst üblichen zwei- oder mehrlagigen Bewehrung, eingespart werden kann. Dies bedeutet eine Ersparnis von größenordnungsmäßig 60% der bisherigen Bewehrungskosten.

Durch Versuche ist ermittelt worden, daß der Scheiteldruck bei erfindungsgemäßen Bauteilen gegenüber bekannten Teilen ähnlichen Aufbaus mit zweilagiger Bewehrung um etwa 40% gesteigert werden kann, während gleichzeitig die Herstellungskosten für das gesamte Bauteil, also einschließlich des Betons, um 25-35% gesenkt werden können. Ein wichtiger Gesichtspunkt dabei ist, daß gegenüber doppellagigen herkömmlichen Bewehrungen nur noch etwa ¹/₆ bis ¹/₁₀ der notwendigen Verbindungsstellen, also der Kreuzungspunkte der Bewehrungseisen mit den Querverteilern, benötigt werden, wodurch sich ebenfalls eine maßgebliche Reduk­ tion des Herstellungsaufwandes ergibt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an­ hand der schematischen Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1a die linke Hälfte eines erfindungsgemäß ausgebil­ deten Stahlbeton-Bauteils mit Basisplatte und Außenabstützung im Querschnitt,

Fig. 1b die rechte Hälfte einer abgewandelten Ausfüh­ rungsform des Stahlbeton-Bauteils mit Basis­ platte und Innenabstützung im Querschnitt und

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Bauteils nach Fig. 1a.

Ein U-förmiges Stahlbeton-Bauteil 1 zum Aufbau eines Heizungs­ kanals weist, wie in Fig. 1a gezeigt, eine einlagige Anordnung von Bewehrungseisen 2 auf. Das Bauteil 1 setzt sich in bekann­ ter Weise aus zwei U-Schenkeln 11, 12 und einem U-Steg 13 zu­ sammen, der die beiden Schenkel verbindet und zugleich die Decke des Bauteils bildet. Durch das Bauteil 1 wird im Inneren desselben und nach unten durch eine Basisplatte 4 begrenzt ein Kanal, beispielsweise ein Fernheizungskanal bestimmt, in dem kreisförmige Kanalrohre verlegt werden können.

Die Bewehrungseisen 2, die in Kanalrichtung nebeneinander lie­ gen, verlaufen im Bereich des Steges 13 zunächst, von den Ecken her gesehen, oben, und sind dann, etwa entsprechend dem Momen­ tanverlauf bei Belastung des Bauteils von oben her, zur Decken­ mitte hin nach unten verlaufend angeordnet, so daß sich eine Hängebewehrung ergibt. Diese Hängebewehrung verläuft bis unmit­ telbar oberhalb der Innenfläche des Bauteils im Bereich der Symmetrieebene S, also bis weit unterhalb der neutralen Faser 3. Um die Hängebewehrung im Hinblick auf möglichst geringe Stahlspannungen auszubilden, ist an der Unterseite des U-Steges 13 eine Ausbauchung 14 vorgesehen, so daß die Hängebewehrung ein gutes Teil unterhalb der normalen Horizontaldecke herabgezogen werden kann.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1a ist die Basisplatte 4 mit einer Außenabstützung 41 ausgebildet. Durch die hierbei z. B. infolge nicht-mittiger Belastung von obenher oder bei Aufgrabungen auftretenden Seitenkräfte wird das Bewehrungs­ eisen 2 von seiner Umlenkung im Eckbereich zwischen U-Steg 13 und Schenkel 11 senkrecht und im wesentlichen geradlinig so­ wie in der Nähe der Außenwand nach unten herabgeführt, so daß die Horizontalkräfte gut aufgenommen werden können. Dem­ gegenüber ist bei der Ausführungsform nach Fig. 1b eine seit­ liche Innenabstützung 42 an der Basisplatte 4 vorgesehen. Für die hierbei auftretenden Kraftverhältnisse bei seitlicher Be­ lastung sind die Bewehrungseisen 2 von oben her kommend nach innen gebogen, so daß sie über den wesentlichen Teil der Höhe der U-Schenkel 12 im Bereich von deren Innenseite ver­ laufen.

Während bei entsprechender Dimensionierung der Bewehrungs­ eisen 2 die hängende Anordnung normalerweise ausreicht, kann es aus Sicherheitsgründen für bestimmte Belastungsfälle erfor­ derlich und zweckmäßig sein, im Bereich der Stege zusätzliche Bewehrungen zur Aufnahme von Zugkräften aufzunehmen, die aber ebenfalls nur einlagig ausgebildet sind und zwischen den hän­ genden Bewehrungseisen liegen. Eine solche Anordnung ist in Fig. 2 erkennbar; hier sind vier hängende Bewehrungseisen 20, 22, 23 und 25 vorgesehen, und dazwischen zwei Zugstäbe 21, 24, deren Verlauf aus Fig. 1a und 1b erkennbar wird. Diese Zug­ stäbe können in den Eckbereichen abgewinkelt angeordnet sein, wodurch sie ggf. zusätzlich zur Verstärkung bei Sonderbela­ stungen in diesen gefährdeten Zonen, die beispielsweise beim Transport eintreten, dienen. Bei dem Belastungsfall nach Fig. 1b dient der zusätzliche Zugstab 21 bzw. 24 im wesent­ lichen nur als Transportbewehrung, wobei sein unteres Ende von dem schräg verlaufenden Teil im wesentlichen dem Verlauf der Haupt-Bewehrungseisen 2 entsprechend vorgesehen ist, wie dies übrigens auch bei der Anordnung nach Fig. 1a der Fall sein kann.

Der Gesamtaufbau der Bewehrung wird damit äußerst einfach und übersichtlich, da sich insgesamt nur eine einlagige Bewehrung ergibt, die an spannungsarmen Stellen durch Verteilereisen 5 zu einem Bewehrungskorb verbunden ist. Diese Verteilereisen 5 können mit den Bewehrungen 2 z. B. durch Punktschweißen ver­ bunden werden.

Wie erkennbar, beeinträchtigt die Ausbauchung 14 mit der darin verlaufenden Hängebewehrung den Kanalquerschnitt hinsichtlich der darin anzuordnenden Kanalrohre, die üblicherweise kreis­ förmigen Querschnitt haben, nicht. Vielmehr trägt dieses tiefe Herabziehen der Bewehrungseisen 2 dazu bei, daß die Decke zum fast starren und durchbiegungsfreien Bauteil wird und so nur senkrechte Kräfte in die Schenkel 11, 12 einleitet, wodurch wiederum eine einlagige Bewehrung auch dieser Teile möglich wird.

Claims (6)

1. Abdeckhaube zum Aufbau von Kanalbauwerken, insbe­ sondere Fernheizkanälen, mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, dessen U-Schenkel die Stüt­ zen bzw. Seitenwände des Kanals und dessen U-Steg die Abdeckung bilden, wobei die U-Schenkel zur Ein­ leitung von Seitenkräften seitlich abstützbar sind und die tragende Bewehrung bildende Bewehrungseisen im wesentlichen senkrecht zur Symmetrieebene und in Längsrichtung des Bauteils nebeneinander angeordnet sowie durch im wesentlichen in der letztgenannten Richtung verlaufende Verteilereisen miteinander zu einem Bewehrungskorb verbunden sind, der in dem Beton eingebettet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die tragende Beweh­ rung (20, 22, 23, 25) aus in Kanallängsrichtung (A) nur einlagig angeordneten, die bei Belastung des eingebauten Bauteils resultierenden Zugkräfte auf­ nehmenden Biege-Zug-Bewehrungseisen (2) aufgebaut ist und daß diese im U-Steg (13) im Kämpferbereich in der Nähe der Außenseite des Bauteils verlaufen und zur Symmetrieebene (S) hin nach innen hängend sowie unter die neutrale Faser (3) verlaufend ange­ ordnet sind und daß der U-Steg im Bereich der Symme­ trieebene des Bauteils mit einer in das Kanalinnere ragenden Ausbauchung (14) ausgebildet ist, die dem Verlauf der Durchgänge der Bewehrungseisen folgt.

2. Abdeckhaube nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zusätzlich zu den tragenden Bewehrungseisen (20, 22, 23, 25) in minde­ stens einer weiteren Schnittebene senkrecht zur Sym­ metrieebene (S) mindestens ein Transport-Bewehrungs­ eisen (21, 24) als im wesentlichen Steg-paralleler Zugstab vorgesehen ist.

3. Abdeckhaube nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Zugstäbe (21, 24) in den Eckbereichen des Bauteils (1) schräg zur Horizontalen verlaufen.

4. Abdeckhaube nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in spannungsarmen Bereichen der Bewehrungseisen (2) in Kanalrichtung (A) verlaufende Verteilereisen (5) mit den Bewehrungseisen verbunden angeordnet sind.

5. Abdeckhaube nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bewehrungseisen (2) über den wesentlichen Teil der Höhe der U-Schenkel (11) im Bereich von deren Außen­ seite verlaufen.

6. Abdeckhaube nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bewehrungseisen (2) über den wesentlichen Teil der Höhe der U-Schenkel (12) im Bereich von deren Innen­ seite verlaufen.