DE3933490C2 - Verbindung von vorgefertigten armierten Betonelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verbindung von vorgefertig­ ten armierten Betonelementen.

Bei der endweisen Verbindung vorgefertigter armierter Beton­ elemente, beispielsweise bei der Herstellung von Stützen oder Säulen sind verschiedene Techniken bekannt, von denen einige nachstehend erwähnt werden:

• - Das Verschweißen der Armierungen durch Überlappung;
  diese Technik benötigt einen beträchtlichen Raum zwischen den Enden der miteinander zu verbindenden Elemente, wobei dieser Raum durch Eingießen eines großen Betonvolumens anschließend ausgefüllt werden muß, was es unmöglich macht, diese Operation auf der Baustelle durchzuführen;
• - Die Verwendung von konischen Steckteilen, die sich ineinan­ der fügen;
  diese Technik ist teuer und führt darüber hinaus zur Schwä­ chung des Querschnittes aufgrund des geringen Konus­ durchmesser;
• - Die Befestigung mit Hilfe von Metallschellen, die mit der Ar­ mierung fest verbunden sind;
  diese Technik ist ebenfalls kostspielig, relativ schwierig aus­ zuführen und zieht eine Verminderung des wirksamen Quer­ schnittes nach sich.

Aus der FR-2,197,095 ist eine Verbindung für vorgefertigte Betonelemente bekannt, bei der an den Stirnenden von längli­ chen, im Querschnitt rechteckigen Vollbetonelementen Verbin­ dungselemente verankert sind. Dabei weist jedes Ende eines solchen Betonelementes zwei hervorstehende Stäbe und zwei sowohl zur Stirnfläche als auch zur Seitenwand offene, aus Metall bestehende Profile auf, in die beim Zusammensetzen von zwei Betonelementen die jeweils hervorstehenden Metallstan­ gen einschiebbar und dort mit den Metallprofilen verschweiß­ bar sind. Nach dem Verschweißen werden die offenen Stellen mit Beton oder einem anderen Material verschlossen. Da die hervorstehenden Metallstangen, die keine durchgehenden Ar­ mierungen, sondern nur im Bereich der Enden verankerte Stangen darstellen, entlang ihres Überstandes mit den Metall­ profilen des angrenzenden Betonelementes verschweißt werden, werden die Betonelemente nur in ihrem aneinanderliegenden Zustand miteinander verbunden, aber nicht unter Vorspan­ nung gegeneinandergepreßt. Da es sich nicht um durchgehende Armierungen, sondern nur an den Stirnenden verankerte Ver­ bindungselemente handelt, sind solche zusammengesetzte Be­ tonelemente nur auf Druck, nicht aber auf Biegung und Zug beanspruchbar. Dies liegt einerseits in der verhältnismäßig schwachen Verankerung innerhalb des Betonelementes der ein­ zelnen Verbindungsteile und ist andererseits darin begründet, daß die Verbindungselemente nur überlappend und nicht unter Ausnutzung ihres gesamten Querschnittes miteinander ver­ schweißbar sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Ausnutzung der Vorteile des soeben beschriebenen Standes der Technik hinsichtlich der Ineinandersteckbarkeit von Verbindungsteilen eine Verbindung von vorgefertigten, armierten Betonelementen zu schaffen, bei der eine besonders hochfeste Schweißverbindung bei erleich­ terten Arbeitsbedingungen und eine Aneinanderpressung der zu verbindenden Betonelemente unter Vorspannung ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebe­ nen Maßnahmen gelöst.

Durch die Verwendung von Positionierungsmuffen werden die miteinander zu verbindenden Armierungsstäbe ausgerichtet, so daß sie endweise aneinanderliegen, wodurch sie an ihrem ge­ samten Querschnitt miteinander verschweißbar sind und somit einen durchgehenden Armierungsstab bilden. Durch die beim Schweißen eintretende Erwärmung der Armierungsstäbe, deh­ nen diese sich zunächst aus, um dann nach dem Erkalten wie­ der zu schrumpfen, wodurch die endweise aneinanderstoßen­ den Elemente mit Vorspannung gegeneinander gezogen werden. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus An­ spruch 2, die den Vorteil aufweist, daß die Stoßstelle zwischen den beiden Betonelementen und die Aussparungen an den En­ den dieser Betonelemente in einer Betonplatte eingegossen sind, wodurch einerseits die zusätzlichen Arbeiten des Ver­ schließens dieser Öffnungen überflüssig werden und außerdem eine Verminderung der Knicklänge solcher Säulen eintritt.

Die beigefügte Zeichnung zeigt die Erfindung in sche­ matischer und beispielshafter Form.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch die Enden zweier aus armiertem Beton bestehender Elemente in einer Position vor der endweisen Verbindung.

Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 1.

Fig. 3 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus Fig. 1 in der vollständig verbundenen Position.

Fig. 4 ist eine geschnittene Ansicht einer besonderen Anwendung der Elemente als Säule für ein Bauwerk.

In der beigefügten Zeichnung (Fig. 1 bis 3) sind als Ausführungsbeispiel die Enden zweier zylindrischen Säulen A, B dargestellt, die aus zentrifugiertem Beton herge­ stellt sind. In der Wand 1 einer jeden Säule A, B sind bei der Herstellung längsgerichtete Hauptarmierungen aus Metall 2a, 2b und Nebenarmierungen 3 sowie Bandagen­ drähte 4, die um die Armierungen 2a, 2b und 3 herum angeordnet sind, eingebettet.

Andererseits sind während der Herstellung der Wand 1 durch Zentrifugieren des Betons, Formelemente beispielsweise "Sagex" in der Gießform eingelegt, derart daß in der Wand 1 Ausnehmungen 5 gebildet werden, die an der Oberfläche offen sind und zwar sowohl an der Stirnseite als auch an der Seitenfläche der Wand 1. Die Ausnehmungen 5 sind derart angeordnet, daß sie mit der Stelle des Endes gewisser metallischer Hauptstäbe 2a der Armierung über­ einstimmen und insbesondere bei jedem zweiten, d. h. in abwechselnder Weise mit einem Stab 2b, der vollständig in den Beton eingegossen ist (Fig. 2).

Ferner, wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Stäbe 2a, die in die Ausnehmungen 5 einmünden, derart abgeschnit­ ten, daß sie in bezug auf das Ende der Wand 1 zurück­ springen, während die Stäbe 2b, die vollständig in die Betonwand 1 eingebettet sind, in ihrer ursprünglichen Länge beibehalten sind, d. h. sie bilden Vorsprünge am Stirnende der Wand 1.

Für die endweise Verbindung zweier Säulen A, B ist es zweckmäßig diese horizontal oder vertikal in gleicher Ausrichtung anzuordnen und für eine winkelmäßige Aus­ richtung zu sorgen, derart, daß die vorstehenden Metall­ stäbe 2b der einen Säule in die Ausnehmungen 5 der an­ deren Säule eingreifen und umgekehrt und zwar mit Rück­ sicht auf ihre Befestigung durch Schweißen. Vor dem endweisen Zusammenfügen der beiden Säulen A, B, kann die Stirneseite der Wand 1 mit einem Klebemittel bei­ spielsweise Mörtel versehen werden.

Um den Schweißvorgang zu erleichtern und wirksamer zu gestalten, verwendet man vorzugsweise eine Metallmuffe 6, in die die beiden Enden der Stäbe 2a und 2b die miteinander verschweißt werden sollen, mit Spiel einge­ führt sind und welche eine Öffnung 6′ aufweist, um den Zugang einer Schweißvorrichtung zum Verschweißen der Enden zu gestatten.

Wie in Fig. 3 gezeigt, gestattet das Schweißmaterial 7 eine endweise Verbindung der Enden der Stäbe 2a und 2b in der Muffe 6; worauf man die Ausnehmungen 5 durch Gießen mit Beton 8 ausfüllt, derart um die gebildete Verbindung gegen Korrosion zu schützen und insbesondere eine Endbearbeitung der Außenfläche der so gebildeten Stütze zu verwirklichen, damit diese Verbindung an der Außenseite praktisch nicht sichtbar ist. Selbstverständ­ lich ist es möglich zum Ausfüllen und für die Endbear­ beitung ein anderes Material als Beton, beispielsweise ein Kunstharz zu verwenden.

Einer der Vorteile des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Verbindungszone einer bedeuten­ den Erwärmung unterworfen wird, wobei die metallischen Armierungsstäbe zu erst verlängert werden, worauf sie sich beim Abkühlen zusammenziehen; dadurch entsteht die Neigung zur Erzeugung einer Art Vorspannung, welche die Qualität der Verbindung verbessert. Um dieses Phä­ nomen zu erleichtern, werden die Teile der Stäbe 2a und 2b, die sich im Beton befinden bevor sie in die Ausnehmungen 5 einmünden bzw. bevor sie die Stirnfläche der Wand 1 verlassen, d. h. diejenigen Teile die einer beträchtlichen Erwärmung unterliegen, vorher mit einer Lackschutzschicht überzogen, die dazu bestimmt ist, die "Gleitbewegung" bei der Verlängerung und dem Zusammen­ ziehen des Metalls in dem Beton zu begünstigen. Der verwendete Lack kann beispielsweise eine Farbe mit Zn (Zink) vom Typ "Galva-Zink" sein.

Das Verfahren nach der Erfindung ist einfach auszuführen und verursacht in bezug auf die bekannten Techniken weniger Kosten. Darüber hinaus kann es sowohl in der Fabrik als auch direkt auf der Baustelle ausgeführt werden und führt zu einem zuverlässigen Ergebnis ohne Schwächung des Querschnittes und mit einer optimalen Anwendung desselben.

Im Falle der Verbindung in der Fabrik, beispielsweise zur Herstellung einer Stütze, wird man vorzugsweise die miteinander zu verbindenden Säulenabschnitte in die horizontale Position bringen und man wird einen Befestigungsstab verwenden, der in axialer Richtung im Inneren der Säulenabschnitte zur endweisen Verbindung vorgesehen ist und der an seinen beiden Enden gegen die freien Enden der Säulenabschnitte verspannt ist.

Für die Verbindung auf der Baustelle wird man vorzugsweise die Technik in einer vertikalen Position anwenden, wobei die obere Säule auf die untere Säule aufgesetzt und dort beispielsweise mittels eines Kranes gehalten wird.

Schließlich kann man gemäß einer besonders vorteilhaf­ ten Anwendung der Erfindung, die schematischerweise in Fig. 4 dargestellt ist, vorteilhafterweise das Ver­ fahren zum Verbinden gemäß der Erfindung zur Herstellung von Säulen A, B und A′, B′ anwenden, die dazu bestimmt sind, in einer Tragkonstruktion eines Gebäudes verwendet zu werden. In diesem Falle ist die Verbindung C, C′ zwischen den beiden Teilen einer jeden Säule vollständig in der horizontalen Platte eingebettet, was eine Vermin­ derung der Knicklänge dieser Säulen zu erhalten gestattet.

Claims (2)

1. Verbindung von vorgefertigten armierten Betonelementen (A, B), dadurch gekennzeichnet, daß jedes Element an min­ destens einem seiner Enden Ausnehmungen (5) aufweist, die bei der Herstellung am Umfang ausgebildet werden, wobei diese Ausnehmungen sowohl zur Seitenfläche als auch zur Stirnfläche dieses Elementes hin offen sind, daß in diese Aus­ nehmungen die in Längsrichtung verlaufenden metallischen Armierungsstäbe (2a) einmünden, deren freie Enden gegenüber dem Ende des Elementes zurückspringen, wobei die anderen Armierungsstäbe (2b), die zwischen den Ausnehmungen ange­ ordnet sind, über das Ende des Elementes hervorspringen, daß man die Elemente in fluchtender Ausrichtung mit ihren Enden, die die Ausnehmungen aufweisen, aneinander anordnet, wobei die relative Winkellage der Elemente so ist, daß die Metallstäbe (2b) der Armierung, die über das Ende der einen Elemente her­ vorstehen in die Ausnehmungen (5) des angrenzenden anderen Elementes einführbar sind und umgekehrt, daß die Enden der Stäbe mit Spiel in Positionierungsmuffen (6), die eine Öffnung (6′) aufweisen, die zum Schweißen bestimmt ist, einführbar sind, worauf man die endweise aneinandergelegten Metallstäbe im Inneren der Muffen (6) in den Ausnehmungen (5) ver­ schweißt und daß man die Ausnehmungen mit Beton oder mit einem anderen geeigneten Material ausfüllt.

2. Verbindung nach Anspruch 1, daß bei der Herstellung einer Gefügebaustruktur die Auffüllung der Ausnehmung (5) gleichzeitig mit dem Gießen einer Betonplatte (D) in Höhe der Verbindung der vorgefertigten Elemente erfolgt, die diese Be­ tonplatte stützen sollen.