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Verankerung für ein Spannglied für Spannbeton
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Die Erfindung betrifft eine Verankerung für ein aus einzelnen oder
aus Bündeln von Drähten oder Litzen bestehendes Spannglied für Spannbeton gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei der Verankerung von Drähten oder Litzen, auch von Bündeln von
Drähten oder Litzen durch Keile besteht ein wesentliches Problem darin, daß die
einzelnen Drähte oder Litzen in der Verankerung infolge ungleichen Ein zuges (Schlupfes)
der Keile beim Verankern ungleiche Querpressungen erhalten und daß die stärker gedrückten
Drähte eines Draht- oder Litzenbündels bzw. Einzeldrähte der Litze vorzeitig brechen.
Der ungleiche Keileinzug kommt dadurch zustande, daß die Reibungsverhältnisse zwischen
der konischen Bohrung eines Ankerkörpers und der Anlageflächen der Keile nicht über
die ganze Berührungsfläche konstant sind, z.B.
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infolge unterschiedlicher Verschmutzung. Derselbe Effekt tritt auch
auf, wenn die Achse der konischen Bohrung und der Litze bzw. des Bündels nicht genau
fluchten. Bei Bündeln
von Litzen, die einzeln in konischen Bohrungen
verankert werden, ist dies schon wegen der erforderlichen Aufspreizung im Verankerungsbereich
immer der Fall. Ist die Differenz des Widerstandes an der Wandfläche der konischen
Bohrung, der sich aus ihrer Neigung und den Reibungsverhältnissen zusammensetzt,
zwischen den einzelnen Keilen größer als der Reibungswiderstand zwischen den Drähten
einer Litze oder eines Bündels, dann kommt es zu de unterschiedlichen Schlupf.
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Ein weiteres Problem bei der Verankerung von Bündeln von Drähten
oder Litzen durch Außenkeile besteht darin, daß bei möglichst dichter Anordnung
der Einzelelemente des Bündels auch im Bündelinneren Einzelelemente angeordnet werden
müssen, die dann nicht unmittelbar von den Außenkeilen erfaßt werden. Die im Bündelinneren
angeordneten Einzelelemente müssen ihre Kraft dann erst an die äußeren, durch Keile
gehaltenen Einzelelemente abgeben, wcdurch diese zusätzlich beansprucht werden.
Dadurch wird die Tragfähigkeit der Verankerung beeinträchtigt und zwar sowohl hinsichtlich
der statischen Bruchlast, als auch hinsichtlich der Schwingweite und damit der Dauerfestigkeit.
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Die gleichen Probleme treten bei der Verankerung von Litzenbündeln
auch dann auf, wenn die Litzen nur kreisförmig angeordnet sind, sich also keine
Litzen im Bündel inneren befinden, weil die Litze ja selbst ein Bündel von Spanndrähten
darstellt. Beim Eintritt einer Litze in die Verankerung liegen nur die äußeren,
den Keilen zugewandten Einzeldrähte an diesen an. Würde die Keilverankerung ausreichend
lang gestaltet, dann kämen infolge der verwundenen Anordnung der Einzeldrähte auch
alle anderen Einzeldrähte zur Anlage an den Keilen. Dies würde jedoch an der oben
erläuterten Problematik nichts ändern, weil die beim Eintritt in die Verankerung
nicht am Keil anliegenden Drähte über Reibung
einen Teil ihrer Kraft
an die am Keil anliegenden Drähte abgeben würden. Bevor also durch Überwindung von
Reibung und Schlupf der zunächst nicht am Keil anliegenden Drähte die Verankerungswirkung
dort, wo auch diese Drähte am Keil anliegen, aktiviert würde, wären die schon früher
am Keil anliegenden Drähte bereits gebrochen.
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Bei bekannten Verankerungen von Litzen bzw. Bündeln aus Litzen aeht
man aufgrund dieser Problematik so vor, daß jede einzelne Litze für sich durch einen
Keilsitz aus zwei bis vier Einzelkeilen verankert wird. Zu diesem Zweck werden die
Litzen im Verankerungsbereich auseinandergespreizt und in einzelne konische Bohrungen
des Widerlagerkörpers geführt, die den Keilsatz aufnehmen. Derartige Verankerungssysteme
haben den Nachteil, daß sie eine relativ große Verankerungsfläche in Anspruch nehmen,
somit größere Ankerkörper benötigen und daß die Litzenbündel im Verankerungsbereich
aufgespreizt werden müssen Hierfür sind besondere Um1Pnkkörper erforderlich, an
deren Umlenkstellen die Litzen zucatzlich ungünstige Beanspruchungen erfahren. Außerdem
sind dort besondere Vorkehrungen für Betonaussparungen zu t--erEen. Nachteilig ist
bei derartigen Systemen auch, daß da.., wenn alle Litzen gleichzeitig gespannt werden
sollen, sehi: aufwendige und komplizierte Spannpressen erforderlich sind, die viel
Platz in Anspruch nehmen.
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Bei bekannten Verankerungen von Bündeln aus Spanndrähten werden diese
entweder konzentrisch um ein Kernstück angeordnet oder es werden zwischen die einzelnen
Drähte oder Drahtlagen Zwischenstücke gelegt, so daß die Geometrie des Bündels im
Verankerungsbereich auch bei dem beim Verankern durch die Außenkeile entstehenden
Querdruck erhalten bleibt.
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Kernstückebzw. Zwischenstücke tragen zur Ableitung der Kräfte auf
den Ankerkörper nicht bei. Bei der konzentrischen, d.h. kreisförmigen Anordnung
der Drähte um ein Kernstück
herum ist der Bündeldurchmesser im Verankerungsbereich
meist größer als der erforderliche Hüllrohrdurchmesser, so daß eine technisch und
wirtschaftlich unerwünschte Umlenkung der Drähte erforderlich wird.
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Bei Anordnung von Drähten im Verankerungsbereich auch im Bündel inneren
unter Verwendung von Zwischenstücken tritt die bereits beschriebene zusätzliche
Beanspruchung der an den Keilen anliegenden Drähte auf. In den Drähten tritt im
Verankerungsbereich ein unerwünschtes Zusatzmoment auf, das dadurch entsteht, daß
die in der Drahtachse eingeleitete Kraft einseitig und meist linienartig an der
Drahtoberfläche an die Keile abgegeben wird. Konstruktiv und wirtschaftlich ist
von Nachteil, daß die Kern- bzw.
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Zwischenstücke länger sein müssen als für die Verankerung erforderlich.
Sie müssen nämlich zusätzlich mindestens die Länge des Spannweges aufweisen, weil
sie bereits vor dem Spannen zur Sicherung der Drahtanordnung im Bereich der Keile
vorhanden sein müssen und beim Spannen um den Spannweg herausgezogen werden. Beim
Einbau muß also mit großer Sorgfalt auf die richtige Lage von Kern- bzw. Zwischen
stücken geachtet werden. Etwaige Uberstände müssen nachtäglich abgeschnitten werden
und sind meist nicht weiterverwendbar, Sowohl bei Verankerungen für Litzen, als
auch für Drähte werden üblicherweise die Keile von Hand eingesetzt und mit einem
Hammer festgeschlagen. Wird das Spannglied nur von einer Seite gespannt, dann werden
in der Regel die Keile auf der gegenüberliegenden Seite mit einer Verkeilpresse
eingedrückt. Wurden die Keile nicht genau gleichmäßig eingesetzt, dann entsteht
hierbei bereits eine unterschiedliche Querbeanspruchung der einzelnen Drähte. Da
der Vorgang beim Eindrücken der Keile ein anderer ist als beim Einziehen der Drähte,
ziehen sich die Keile beim Spannen
des Bündels meist noch etwas
in die konische Bohrung hinein, wobei ein unterschiedlicher Schlupf der einzelnen
Keile und damit eine unterschiedliche Querbeanspruchung der Drähte auftreten kann.
Auf der Spannseite werden die Keile beim Spannen gegen eine Halterung in der Spannpresse
herausgezogen, anschließend durch Federdruck oder durch eine besondere Verkeilpresse
eingedrückt. Beim nachfolgenden Umsetzen der Vorspannkraft auf die Verankerung tritt
ein zusätzlicher Keilschlupf auf, der auch hier aus den genannten Gründen zu dem
unterschiedlichen Schlupf und damit zu unterschiedlicher Querbeanspruchung der Drähte
führen kann. Drahtbrüche aus diesem Grund sind insbesondere bei Litzen bekannt.
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Bei einer bekannten Keilverankerung für Bündel von Spanndrähten oder
Litzen ist im Verankerungsbereich ein Formteil angeordnet, das mit Flügeln zwischen
den Spanndrähten hindurchgreift und nach einem bestimmten Schlupfweg seinen Kraftanteil
unmittelbar an die konische Bohrung abgibt (DE-PS 28 03 171). Infolge der Möglichkeit
unterschiedlichen Schlupfes treten hierbei in Bezug auf das Formteil und die Keile
die beschriebenen Nachteile auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verankerungssystem
für aus einzelnen oder aus Bündeln von Drähten oder Litzen bestehende Spannglieder
für Spannbeton zu finden, bei dem die Einzelelemente mit möglichst gefinger bzw.
ohne jede Umlenkung in dem Verankerungskörper geführt werden, bei dem die Einzelelemente
von den Außenkeilen und gegebenenfalls Formteilen so umschlossen werden, daß sie
ihre Kraft über ihren ganzen Umfang abgeben können, bei dem die Verankerungselemente,
also Keile bzw. Keile und Formteile, nicht unabhängig voneinander schlupfes können
und bei dem die Kraft von denjenigen Drähten, die beim Eintritt in die Verankerung
nicht an den Keilen ahliegen,
nicht erst auf die an den Keilen
anliegenden Drähte übertragen werden muß.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Verankerung der eingangs
angegebenen Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs
1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Der Vorteil der Erfindung liegt im wesentlichen darin, daß bereits
beim Einsetzen der Verankerungsteile, d.h. der Keile bzw. der Keile und Formteile,
ihre gegenseitige Lage in Längsrichtung der Verankerung unverschieblich festgelegt
wird. Ein besonders sorgfältiges Manipulieren beim Eindrücken oder Einschlagen der
Keile ist nicht erforderlich. Beim Vorspannen selbst ist ein unterschiedliches Schlupfen
der Keile auf der nicht gespannten Seite unmöglich; dies gilt auch für die Spannseite
beim Umsetzen der Vorspannkraft von der Spannpresse auf die Verankerung. Ein weiterer
Vorteil besteht darin, daß die richtige Lage der Formteile im Bereich der elle von
vornherein sichergestellt ist, daß die Formteile i-;ichmäßig mit den Keilen schlupfen,
demzufolge nicht ianger als diese zu sein braucht und daß ein nachträgliches Abschneiden
mit entsprechendem Materialverlust entfällt.
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Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung einer Verankerung
ist aber darin zu sehen, daß auch im Inneren eines Spannbündels die anteilige Vorspannkraft
von einem Verankerungselement, nämlich dem Formteil, aufgenommen und unmittelbar
über die Verzahnung auf die Außenkeile übertragen wird, ohne daß dabei eine Behinderung
der Querzusammendrückung erfolgt, die zum Wirksamwerden der Klemmkräfte und damit
zur Sicherheit der Verankerung erforderlich ist.
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Schließlich ist von Vorteil, daß durch die Verzahnung der Verankerung
steile eine noch weitgehendere Umschließung der einzelnen Spannstähle erfolgt. Bei
der Verankerung einer einzelnen Litze nach der Erfindung ist die Umschließung vollständig;
bei Bündelverankerungen reduziert sich der freie Bereich auf die zwischen den Keilen
befindlichen Schlitze, die man in der Regel aus Kostengründen nicht miteinander
verzahnen wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für
eine Verankerung einer einzelnen Litze in Ansicht, Fig. 2 die Verankerung nach Fig.
1 im Längsschnitt, Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Verankerung einer
einzelnen Litze in Ansicht, Fig. 4 die Verankerung nach Fig. 3 im Längsschnitt,
Fig. 5 eine Verankerung für zwei Litzen in der Ansicht, Fig. 6 die Verankerung nach
Fig. 5 im Längsschnitt, Fig. 7 eine Verankerung für vier Litzen in der Ansicht,
Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel für eine Verankerung einer größeren Anzahl von Litzen
in der Ansicht, und
Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel für
eine Verankerung einer größeren Anzahl von Litzen ebenfalls in der Ansicht.
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In den Fig. 1 uid 2 ist eine Verankerung für eine Litze 1 dargestellt,
die aus einem Ringkeil 2 besteht, der in eine konische Bohrung 6 in einem Ankerkörper
Z eingesetzt ist. Der Ringkeil 2 besteht aus zwei Teilen 3 und 3', die mit einer
Ringnut 4 versehen sind, in der ein offener Stahlring 5 liegt. Die Ringnut 4 hat
einen rechteckförmigen Querschnitt, der durch den einen entsprechenden Querschnitt
aufweisenden Stahlring 5 weitgehend ausgefüllt wird, so daß über den Stahlring 5
ein Formschluß zwischen den beiden Teilen 3 und 3' des Ringkeils 2 herbeigeführt
wird. Der Stahlring 5 muß offen sein, damit er sich beim Eindringen des Ringkeils
2 in die konische Bohrung 6 in dem Ankerkörper 7 entsprechend zusammendrücken kann.
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Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführunqsbeispiel sind
die einen Ringkeil 8 bildenden Teile 9, 9' durch eine Verzahnung 10 in den einander
gegenüberliegenden Keilflanken schubfest miteinander verbunden. In beiden Fällen
weisen die Teile 3, 3' bzw. 9, 9' in den Viertelspunkten längsverlaufende Schlitze
11 auf, damit sie sich senkrecht zu diesen Schlitzen leichter verformen lassen.
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Eine gute Querverformbarkeit könnte auch durch eine drei-oder mehrteilige
Ausbildung des Ringkeils erreicht werden.
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Die Handhabungsfähigkeit eines Keilsatzes wird jedoch umso schwieriger,
je größer die Anzahl der Einzelteile ist.
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Die Verzahnung 10 an den Flanken der Teile 9 bzw. 9' wird zweckmäßigerweise
in der in Fig. 6 dargestellten Weise ausgeführt, d.h. die Flanken 12 der einzelnen
Zähne 13 der Verzahnung sind rechtwinklig zur Längsachse der Verankerung ausgebildet,
damit bei der Querzusammendrückung keine
RelatiW-erschiebung in
Längsrichtung auftreten kann.
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In den Fig. 5 und 6 ist eine Verankerung für zwei Litzen 1 durch
einen wiederum aus zwei Teilen 14 und 14' bestehenden Ringkeil 15 gezeigt. Die Teile
14 und 14' sind schalenförmig ausgebildet und besitzen jeweils zwei Ausnehmungen
i6vfür die Litzen 1. Zwischen den Ausnehmungen 16 sind Längsrippen 17 vorhanden,
die durch die Verzahnung 10 in Längsrichtung formschlüssig miteinander verbunden
sind.
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Bei der Verankerung von Bündeln aus mehreren Litzen oder Drähten
erfolgt die Verankerung unter Zuhilfenahme von Formteilen. In Fic. 7 ist eine Verankerung
eines aus vier Litzen 1 bestehenden Bündels dargestellt, bei dem die zwischen den
Ausnehmunqen 18 für die Litzen 1 entstehenden Rippen 19 der Formteile 20 zwischen
jeder einzelnen Litze 1 hindurchgreifen und dort mit den entsprechenden Längsrippen
21 zwischen den Ausnehmungen 22 der Außenkeile 23 über die Verzahnung 10 verbunden
sind. Dadurch wird eine besonders gute Umschließung der Litzen erreicht.
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Bei den beiden Ausführungsbeispielen der Fig. 8 und 9 werden durch
die Längsrippen 24 bzw. 25 der Formteile 26 bzw. 27 und die entsprechenden Längsrippen
28 bzw. 29 der Außenkeile 30 bzw. 31 jeweils zwei bzw. drei Litzen 1 oder Spanndrähte
1' zu Gruppen zusammengefaßt. Dadurch wird eine besonders dichte Anordnung der Litzen
im Verankerungsbereich erzielt. Die Verzahnung ist in gleicher Weise vorgenommen
wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen.
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Zur Verbesserung des Reibungsverbundes zwischen den Litzen und den
Verankerungsteilen werden letztere in den Ausnehmungen für die Litzen in an sich
bekannter Weise mit einer spitzen Zahnung oder einem harten, scharfkantigen Belag
versehen.
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