DE3737645A1 - Bewehrungselement und verfahren zum anschluss der bewehrung von nacheinander zu betonierenden stahlbetonbauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bewehrungsanschlußelement und ein damit ermöglichtes Verfahren zum Anschluß der Bewehrung von nacheinander zu betonierenden Stahlbetonbauteilen.

Zur wirtschaftlichen Gestaltung des Bauablaufs ist es häufig er­ forderlich, Stahlbetonbauteile, die später voll miteinander ver­ bunden sein sollen, wie z. B. sich kreuzende Wände oder Wände und Deckenplatten, nacheinander zu betonieren. Der Vorteil dieser Herstellungsmethode besteht darin, daß die Schalung, die ein er­ heblicher Kostenanteil ausmacht, für ähnliche Bauteile mehrfach eingesetzt werden kann. Die Anschlußbewehrung zu dem später zu betonierenden Bauteil muß dann entweder die Schalung durchdringen, wobei im Durchdringungsbereich eine besondere, auf die Bewehrung rücksicht nehmende Abstellschalung erforderlich ist oder die Schalung des zuerst zu betonierenden Bauteils wird an der Anschluß­ stelle glatt durchgeführt, was einfacher und kostensparender ist, und die Anschlußbewehrung wird durch besondere Verbindungsmittel gestoßen, angeschweißt oder vorher so eingebaut, daß sie nach dem Aushärten des Betons des zuerst zu betonierenden Bauteils als An­ schlußbewehrung, z. B. für einen Übergreifungsstoß, herausgebogen werden kann.

Für die zuletzt genannte Lösung wurden spezielle "Verwahrkästen" erfunden [1]. "Verwahrkästen" sind kastenförmige Behältnisse aus Metall, Kunststoff oder anderen Materialien, mit und ohne abnehm­ barem Deckel oder mit Schaumstoff-Füllung, die verhindern sollen, daß die abgebogene Bewehrung, d. h. die Schenkel, die später als Anschlußbewehrung dienen sollen, beim Betonieren des zuerst zu betonierenden Bauteil nicht mit einbetoniert, d. h. verwahrt werden.

Verwahrkästen sind heute in großer Anzahl, in verschiedenen Formen und aus unterschiedlichen Materialien auf dem Markt. Da in der Anschlußfuge der beiden nacheinander zu betonierenden Bauteile häufig neben den senkrecht zur Fuge gerichteten Normalkräften und Momenten noch Schub- oder Scherkräfte übertragen werden müssen, kommt der Formgebung bzw. Profilierung der Verwahrkästen, insbesondere ihrer Rückwand, eine große Bedeutung zu. Daneben sind noch andere Bedingungen einzuhalten, damit eine sachgemäße Aus­ führung ermöglicht wird. Fragen zur Ausbildung der Verwahrkästen und eines sachgemäßen Rückbiegens der Anschlußbewehrung wurden von einem Arbeitskreis des Deutschen Beton-Vereins E. V., Wiesbaden, erörtert und in einem Merkblatt [2] zusammengefaßt.

Die abgebogene Bewehrung in dem zuerst zu betonierenden Bauteil läßt sich prinzipiell aber auch ohne Verwahrkästen durch Umhüllung mit Schaumkunststoffen oder durch eine besondere Abschalung vor einem Einbetonieren schützen, so daß ein anschließendes Rückbiegen möglich ist. Diese früher häufig angewandte Arbeitsweise hat jedoch wegen des hohen manuellen Arbeitsaufwandes heute keine Bedeutung mehr. Sie bietet außerdem auch nicht die Gewähr für ein einwand­ freies Rückbiegen der Bewehrung.

Das Rückbiegen der Bewehrung läßt sich zufriedenstellend nur bei Stäben bis 12 mm, maximal bis 14 mm bewerkstelligen. Dabei bleibt in der Regel im Stab ein geringer "Versatz", der den Arbeitskreis [2] veranlaßte, die zulässigen Spannungen für die zurückgebogenen Stäbe auf 80% zu reduzieren. Bei dynamischen Beanspruchungen ist ein derartiger Bewehrungsanschluß ganz verboten. Wegen der "Unwäg­ barkeiten" beim Rückbiegen wurde die Empfehlung ausgesprochen: "Bei wichtigen (z. B. hinsichtlich der Tragfunktion oder Dauer­ haftigkeit) Bauteilen soll das Rückbiegen vermieden und statt dessen eine andere konstruktive Lösung gewählt werden, z. B. ein Bewehrungsstoß mit bauaufsichtlich zugelassenen Verbindungsmitteln" (vergl. [2], Pkt. 3.1.2).

Zu den bauaufsichtlich zugelassenen Verbindungsmitteln (vergl. [3]) von Bewehrungsstäben gehören:

• a) Schraubmuffenstöße für GEWI-Stäbe (Gewindestäbe mit durchlaufen­ dem Gewinde der Fa. DYWIDAG, München) sowie Schraubmuffenstöße für höherwertige Gewindestäbe (Spannstähle) der gleichen Firma und von anderen Firmen.
• b) Schraubmuffenstöße für Betonstähle (Betonrippenstähle) mit an den Stabenden werkmäßig aufgerolltem oder örtlich geschnitte­ nem normalen Gewinde (Schraubanschluß WD der Fa. Wayss & Freytag AG, Frankfurt) oder mit konischem Gewinde (Schraubmuffenver­ bindung der Fa. Erico, Schwanenmühle).
• c) Preßmuffenstöße, bei denen die Muffe mit Hilfe einer hydraulischen Presse zusammengedrückt wird (Preßmuffenstöße der Fa. Ebers­ pächer, Kirchheim-Nabern und der Fa. DYWIDAG, München).

Sollen die Bewehrungsstäbe an der Arbeitsfuge die Schalung nicht durchdringen, dann werden bei den Muffenstößen die Stabenden der zu stoßenden Stäbe bisher durch Schaumkunststoffkörper, durch Um­ hüllen mit abnehmbaren Binden oder Hohlkörpern u. a. vor einem Einbetonieren in den Beton des zuerst zu betonierenden Bauteils geschützt. Dabei werden die Stabenden, je nach konstruktiven und örtlichen Verhältnissen, mit oder ohne Muffe eingebaut. Häufig werden zur Lagesicherung auch Schablonen, Klammern oder Schellen verwendet. Der Nachteil besteht dabei u. a. in einer zeitaufwendigen Einzelanfertigung des Anschlusses auf der Baustelle. Deshalb haben die Muffenverbindungen bisher nicht die Verbreitung gefunden, die ihnen aufgrund ihrer statischen Zuverlässigkeit gebührt.

Die bekannten Bewehrungsanschlußelemente und Verfahren besitzen die o. g. verschiedenen Nachteile, die durch die Erfindung vermieden werden sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Anschluß der Bewehrung von zwei nacheinander zu betonierenden Stahlbeton­ bauteilen mit Hilfe von neuen Bewehrungsanschlußelementen entspre­ chend den Fig. 1 bis 11 hergestellt wird. Dabei werden Schraub­ muffen (2) werkmäßig so mit Verwahrkästen (1) verbunden, daß die zuerst einzubetonierenden Bewehrungsstäbe bereits vom Werk aus oder auf der Baustelle, vor oder nach dem Einbau der Bewehrungsanschluß­ elemente in die Schraubmuffen eingeschraubt werden, dann wird das zuerst zu betonierende Bauteil betoniert, und nach einer ausrei­ chenden Erhärtung dieses Betons und dem Ausschalen und Freilegen der Muffe (s. unten) wird die Anschlußbewehrung für das später zu betonierende Bauteil in die Schraubmuffe eingeschraubt. Das Ver­ fahren besitzt gegenüber den bekannten Verfahren den Vorteil, daß das mit Unwägbarkeiten verbundene Rückbiegen von Bewehrungsstäben entfällt, daß das neue Verfahren auch bei dickeren Bewehrungsstäben ausführbar ist und eine zuverlässige Kraftübertragung gewährleistet ist. Die neuen Bewehrungsanschlußelemente erlauben darüber hinaus auch eine größere Flexibilität der anzuschließenden Bewehrung. Da die Anschlußbewehrung vor oder nach dem Einbau der Bewehrungs­ anschlußelemente eingeschraubt werden kann, können diese Stäbe länger sein, als dies bei den bekannten, vorgefertigten Bewehrungs­ anschlüssen der Fall ist. Dadurch lassen sich in vielen Fällen an­ schließende Bewehrungsstöße vermeiden. Wenn die Bewehrung erst auf der Baustelle eingeschraubt wird, lassen sich die neuen Bewehrungs­ anschlußelemente auch leichter lagern, transportieren und beim Ein­ bau auf der Baustelle handhaben, als die bekannten, vorgefertigten Bewehrungsanschlüsse mit zurückzubiegenden Bewehrungsstäben. Da auch die Herstellung einfacher und maschinell ausführbar ist, werden sie trotz der Mehrkosten für die Muffen und die Gewinde bzw. Ge­ windestäbe wirtschaftlicher als die bekannten, vorgefertigten Bewehrungsanschlüsse sein. Hinzu kommt, daß sie mit diesen nur bei untergeordneten Bauteilen und kleineren Stabdurchmessern kon­ kurieren müssen.

Die neuen Bewehrungsanschlußelemente werden in verschiedenen Varianten in Fig. 1 bis 11 dargestellt. Die Zeichnungen stellen nur die prinzipielle Lösung dar. Die Gewinde und die Profilierung der Bewehrungsstäbe sind in den Zeichnungen nicht dargestellt, da die Lösung für unterschiedliche Gewinde und beliebig profilierte Bewehrungsstäbe ausführbar ist.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Bewehrungsanschlußelementes mit einem Ausschnitt des Verwahrkastens (1) mit den in der Rückwand des Verwahrkastens fixierten, hier in zwei Reihen angeordneten Schraub­ muffen (2) und der Anschlußbewehrung (3) für das zuerst zu beto­ nierende Bauteil. Die Anschlußbewehrung für das anschließend zu betonierende Bauteil. Die Anschlußbetonierung für das anschließend zu betonierende Bauteil ist auch in den folgenden Darstellungen nicht eingetragen, weil hier generell der Einbauzustand gezeigt wird. Zur Übertragung von Querkräften wurde die Rückwand des Verwahrkastens profiliert. Die Profilierung (4) kann natürlich nach Form, Größe und Tiefe auch anders ausgebildet werden. Varianten hierzu sind in den Schnittzeichnungen Fig. 3 bis 10 dargestellt.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das Bewehrungsanschluß­ element "in Höhe" der Schraubmuffe (2), die in diesem Fall in die an den Durchdringungspunkten umgebördelte Rückwand des Verwahr­ kastens (1) eingeklemmt sind. Die Anschlußbewehrung (3) ist nur für das zuerst zu betonierende Bauteil dargestellt. Diese wird bis zur Mitte der Schraubmuffe (2) eingeschraubt. Die später einzuschrau­ bende Anschlußbewehrung für das anschließend zu betonierende Bau­ teil (hier nicht dargestellt) wird dann ebenfalls bis zur Mitte der Schraubmuffe (2) eingeschraubt.

Die dargestellte Profilierung (4) der Rückwand des Verwahrkastens entspricht hier der Darstellung in Fig. 1. Das Bewehrungsanschluß­ elememt ist im Einbauzustand mit der Schalung (5) dargestellt.

Die folgenden Zeichnungen (Fig. 3 bis 10) zeigen Varianten des Bewehrungsanschlußelementes im gleichen Zustand.

Fig. 3 zeigt eine Variante des Bewehrungsanschlußelementes, bei der die Schraubmuffen (2) bereichsweise ein Außengewinde besitzen und mit Hilfe einer Mutter (6) in der Rückwand des Verwahrkastens (1) befestigt werden. Die Rückwand des Verwahrkastens wurde hier wegen der flachen Ausbildung besonders tief profiliert.

Fig. 4 zeigt eine Variante des Bewehrungsanschlußelementes, bei der die Schraubmuffen (2) durch Montageschrauben (7) in der Rück­ wand des Verwahrkastens (1) fixiert sind. Ein Deckel (8) sorgt bei dieser Variante für einen zusätzlichen Verschluß des Verwahrkastens (1), um ein Eindringen von Beton beim Betonieren des zuerst zu betonierenden Bauteils sicher zu verhindern.

Fig. 5 zeigt eine Variante des Bewehrungsanschlußelementes, bei der die Schraubmuffe (2) an wenigen Schweißpunkten mit der Rückwand des Verwahrkastens (1) verschweißt ist. Die Formgebung der Seiten­ wände des Verwahrkastens (1) bewirkt bei der hier dargestellten Ausbildung eine zusätzliche Fixierung im Beton des zuerst zu beto­ nierenden Bauteils. Der wiedergewinnbare Deckel (8) besitzt selbst­ klemmende Laschen.

In den bisher beschriebenen Bewehrungsanschlußelementen sind zwei Reihen Schraubmuffen (2) angeordnet. Häufig ist es aber sinnvoll, schmälere Bewehrungsanschlußelemente, mit nur einer Reihe Schraub­ muffen vorzusehen. Natürlich lassen sich die bisher beschriebenen Bewehrungsanschlußelemente auch mit einer Reihe Schraubmuffen aus­ bilden. Die im folgenden beschriebenen Zeichnungen, Fig. 6 bis 10, sind als Bewehrungsanschlußelemente mit einer Reihe Schraubmuffen dargestellt. Diese lassen sich selbstverständlich auch als zwei- oder mehrreihige Bewehrungsanschlußelemente ausbilden. Mehr als zwei Reihen Schraubmuffen werden aber in der Praxis so selten be­ nötigt, daß ihre Fertigung nicht sinnvoll erscheint. In diesen Fällen wird man dann lieber mehrere ein- oder zweireihige Beweh­ rungsanschlußelemente einsetzen.

Fig. 6 zeigt eine Variante des Bewehrungsanschlußelementes, bei der die Schraubmuffen (2) über den wiedergewinnbaren Deckel (8) mit Hilfe der Montageschraube (7) im Verwahrkasten fixiert sind. Nach dem Betonieren des zuerst zu betonierenden Bauteils wird die Montage­ schraube (7) herausgedreht und dann entweder der gesamte Verwahr­ kasten herausgezogen, was glatte, leicht nach außen geneigte Außen­ wände des Verwahrkastens voraussetzt, oder es wird lediglich der Deckel durch Lösen der Befestigungsschrauben (10) entfernt und der Verwahrkasten verbleibt im Beton.

Fig. 7 zeigt eine ähnliche Lösung, bei der die Schraub­ muffen (2) an den Enden Nuten besitzen und fest zwischen der Rück­ wand und dem Deckel (8) des Verwahrkastens (1) eingeklemmt sind. Wenn die Schraubmuffen (2) außen rund sind, was im allgemeinen nicht der Fall sein muß, besteht bei dieser Lösung beim Einschrau­ ben der zurerst einzuschraubenden Bewehrungsstäbe die Gefahr, daß sich die Schraubmuffe (2) mitdreht. Deshalb müssen in diesem Fall die zuerst einzuschraubenden Bewehrungsstäbe (3) vor dem Zusammen­ bau des Bewehrungsanschlußelementes eingeschraubt werden, oder die Schraubmuffe (2) muß auf andere Art und Weise am Mitdrehen gehin­ dert werden.

Fig. 8 zeigt eine Variante des Bewehrungsanschlußelementes, bei der die Schraubmuffen (2) Außengewinde besitzen und mit zwei Muttern (6) in der Rückwand des Verwahrkastens (1) befestigt sind.

Fig. 9 zeigt eine ähnliche Lösung. Die Schraubmuffen (2) werden bei dieser Variante durch zwei Seegerringe (11) in der Rückwand des Verwahrkastens (1) fixiert. Bei einer sechseckigen Muffe (2), die in einer entsprechenden Öffnung der Rückwand sitzt, ist ein Ver­ drehen der Schraubmuffe ausgeschlossen. Bei einer runden Schraub­ muffe gelten die zu Fig. 7 gemachten Ausführungen entsprechend. Auch bei einer Ausbildung der Schraubmuffe analog Fig. 3 ist eine Fixierung der Schraubmuffe in der rückwärtigen Verwahrkastenwand mit einem Seegerring möglich.

Fig. 10 zeigt eine Variante des Bewehrungsanschlußelementes, bei der die rückwärtige Wand des Verwahrkastens (1) auf die Schraub­ muffe (2) aufgeschrumpft wird. Diese Lösung ist auch als reine Klemmverbindung ausführbar. Die Muffe besitzt eine sehr feine Nut (in der Zeichnung übertrieben groß dargestellt), in die sich die Rückwand einklemmt. Die Schraubmuffe (2) wird dabei in das kalte oder örtlich erhitzte Blech der Verwahrkastenrückwand eingestanzt. Der Verwahrkastendeckel (8) einschließlich der Seitenwände wird in diesem Fall an der Schraubmuffe (2) fixiert.

Selbstverständlich sind noch weitere Möglichkeiten der Fixierung der Schraubmuffen in der Verwahrkastenrückwand denkbar. Ebenso Kombinationen und Varianten der beschriebenen Lösungen.

Neben einer Profilierung der Rückwand des Verwahrkastens ist auch eine Profilierung der Seitenwände möglich und sinnvoll, wenn der Verwahrkasten nicht wiedergewonnen werden soll, wie sie beispiel­ haft in Fig. 4, 5 und 8 gezeigt wird. Bei den Lösungen 3, 6 und 7 sind die Verwahrkästen ausbaubar bzw. wiedergewinnbar, wenn sie nicht durch Befestigungsmittel mit der Bauteilbewehrung verbunden werden. Sie können in diesen Fällen also auch aus einem Material bestehen, das aus statischen Gründen nicht im Beton verbleiben kann (wie z. B. bestimmte Kunststoffe oder Holz).

Bisher wurde vorausgesetzt, daß die Schraubmuffen mit ihrer Achse normal zur Rückwand des Verwahrkastens angeordnet sind. Für Sonder­ fälle kann es von Vorteil sein, wenn die Schraubmuffen in der Rück­ wand der Verwahrkästen geneigt angeordnet werden. Eine solche Lösung zeigt Fig. 11.

Fig. 11 stellt ein Längsschnitt durch ein Bewehrungsanschluß­ element dar, bei dem die Schraubmuffen (2) geneigt in der Rückwand des Verwahrkastens (1) angeordnet werden und hier durch Punkt­ schweißung befestigt sind. Die Öffnung in der Rückwand des Ver­ wahrkastens (1) besitzt bei runden Schraubmuffen (2) in diesem Fall eine elliptische Form. Dargestellt ist hier, wie in den zu­ vor beschriebenen Zeichnungen der Einbauzustand mit der Schalung (5) des zuerst zu betonierenden Bauteils und der Anschlußbe­ wehrung (3).

Die Fixierung der Bewehrungsanschlußelemente im Einbauzustand kann durch eine Befestigung an der Schalung (5), z. B. durch Drahtstifte (9) oder andere Befestigungsmittel oder durch Befestigung an der sonstigen Bewehrung des zuerst zu betonierenden Bauteils, die in der Regel zu einem relativ unverschieblichen Bewehrungskorb mit­ einander verflochten ist, erfolgen.

Bei den Lösungen nach Fig. 1/2, 3, 5, 7 und 10 ist alternativ auch eine Klebeverbindung der Schraubmuffen mit der rückwärtigen Wand des Verwahrkastens mit Hilfe geeigneter Kleber möglich.

Schrifttum

[1] Zehtner, M. P.: Vorrichtung zum Verwahren von in einem Beton­ bauteil zu verankernden Verbindungsstählen. Patentschrift DE 29 44 739 C2 vom 8. 12. 83.

[2] Merkblatt Rückbiegen von Betonstahl und Anforderungen an Ver­ wahrkästen. Fassung März 1987, Deutscher Beton-Verein E. V., Wiesbaden, 1987.

[3] Bertram, D.: Stahl im Bauwesen. Beton-Kalender 1987, Teil 1, Seite 223 bis 225, Abschnitt 6.4, Betonstahl-Verbindungen mit Zulassung.

Claims (5)

1. Vorgefertigtes Bewehrungsanschlußelement zum Anschluß der Beweh­ rung von nacheinander zu betonierenden Stahlbetonbauteilen, da­ durch gekennzeichnet, daß Schraubmuffen (2) von Bewehrungsstäben (3) mit an den Stabenden aufgerolltem der geschnittenem Gewinde oder von Gewindestäben durch Klemmen, Schweißen, Schrauben oder Schrumpfen so in der rückwärtigen Wand von Verwahrkästen (1) aus Metall, Kunststoff oder anderen Materialien befestigt werden, daß die zu stoßende Bewehrung werkmäßig oder auf der Baustelle in die Schraubmuffen (2) eingeschraubt werden kann. Dabei ist zunächst nur die Anschlußbewehrung (3) des zuerst zu betonieren­ den Bauteils bis in die Muffenmitte einzuschrauben. Nachdem der Beton des zuerst zu betonierenden Bauteils ausreichend erhärtet ist, ist die Schalung (5) und evtl. ein Deckel (8) des Verwahr­ kastens oder der gesamte Verwahrkasten zu entfernen und dann die Anschlußbewehrung für das später zu betonierende Stahlbetonbau­ teil in die Schraubmuffe einzudrehen.

2. Bewehrungsanschlußelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Befestigung der Schraubmuffen (2) durch eine oder zwei Muttern (6), die auf ein Außengewinde der Schraubmuffen (2) geschraubt werden, erfolgt.

3. Bewehrungsanschlußelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Befestigung der Schraubmuffen (2) mit Hilfe von einem oder zwei Seegerringen (11) erfolgt.

4. Bewehrungsanschlußelement nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubmuffen (2) auf der Schalungsseite durch eine Verschlußkappe oder eine Verschlußschraube (7) vor Verschmutzung geschützt werden.

5. Verfahren zur Herstellung der Anschlußbewehrung von nacheinander zu betonierenden Stahlbetonbauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußbewehrung des später zu betonierenden Bauteils in Schraubmuffen von Bewehrungsanschlußelementen nach den Ansprüchen 1 bis 4 eingeschraubt wird.