DE3942945A1 - Verfahren zur verstaerkung von bauteilen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein der Durch
führung des Verfahrens dienendes Befestigungselement zur
Verstärkung von Bauteilen aus Beton, wie Decken, Träger und
dergleichen, mittels im Bereich der Zugzone mit der Ober
fläche der Bauteile verklebten Bewehrungen aus Metall.
Bekanntlich werden bei ihrer Herstellung Bauteile aus Beton
mit Bewehrungen versehen. Solche Bauteile können Decken,
Träger, Brücken und dergleichen sein.
Falls die Bauteile aufgrund veränderter äußerer Einflüsse,
beispielsweise bei geforderter Erhöhung der Tragfähigkeit,
verstärkt werden müssen, ist der Einsatz weiterer Beweh
rungen notwendig. Da zusätzliche Bewehrungen innerhalb der
Bauteile nicht ohne deren Zerstörung untergebracht werden
können, ist es bekannt, solch zusätzliche Bewehrungen durch
Verklebung an der Oberfläche der Bauteile zu befestigen.
Dabei bietet sich die Zugzone der Bauteile für die auf Zug
beanspruchbaren Bewehrungen an. In aller Regel sind solche
Bewehrungen aus Profilstahl, insbesondere Flachstahl, ge
bildet.
Bei der Belastung eines mit solch zusätzlichen Bewehrungen
versehenen Bauteiles entsteht eine relative Längenversetzung
zwischen Bauteil und Bewehrungen aufgrund der Durchbiegung
der Bauteile. An den Enden der Bewehrungen ist diese Ver
setzung derart groß, daß es zu einem Losreißen von den
Bauteilen kommen kann. Die Schwachstelle bildet hier nicht
etwa die Verklebung, sondern das aus Beton bestehende Bau
teil selbst. Hier spielt vor allem die Tatsache mit, daß
Beton auf Druck ausserordentlich stark belastet werden kann,
auf Scherung oder Zug jedoch äußerst anfällig wirkt. Diese
Anfälligkeit führt an den Enden der verklebten Bewehrungen
zu einer Zerstörung des Betons, indem durch die Relativver
setzung von den Enden der Bewehrungen ein Teil des Bauteiles
losgerissen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu
schaffen, mit welchem ein Losreißen der Enden geklebter
Bewehrungen von der Oberfläche von Bauteilen verhindert
wird. Im weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrich
tung, insbesondere ein Befestigungselement, zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die
Enden der mit der Oberfläche von Bauteilen verklebten Be
wehrungen mittels Befestigungselementen gegen das Bauteil
gespannt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren baut auf der Tatsache auf,
daß Beton auf Druck ausreichend beansprucht werden kann.
Durch das Spannen der Enden der Bewehrungen gegen das Bau
teil werden Druckkräfte erzeugt, welche den bei Belastung
des Bauteils auftretenden empfindlichen Scher- und Zugkräf
ten so überlagert sind, daß diese empfindlichen Beanspru
chungen wirkungslos sind. Damit wirken nur noch für Beton
unproblematische Beanspruchungen auf das Bauteil ein.
Eine bevorzugte Durchführung des Verfahrens besteht in der
Anordnung von jeweils zwei Bewehrungen nebeneinander, so
daß Befestigungselemente symmetrisch zwischen die Enden von
zwei nebeneinander liegenden Bewehrungen angeordnet werden
können. Dadurch entsteht sowohl bei den Bewehrungen, als
auch bei den Befestigungselementen eine gleichmäßige Auf
teilung der Beanspruchungen.
Die für die Durchführung des Verfahrens Anwendung findenden
Befestigungselemente weisen vorzugsweise einen der Festle
gung im Bauteil dienenden Verankerungsbereich, sowie eine
mittelbar oder unmittelbar mit der Bewehrung in Kontakt
tretende Stützschulter auf. Als diesbezügliche Stützschulter
kann ein Bund, ein Schraubenkopf oder eine Schraubenmutter
des Befestigungselementes Anwendung finden.
Die Stützschulter des Befestigungselementes ist vorzugsweise
relativ zum Verankerungsbereich versetzbar, um dank dieser
Versetzbarkeit das Befestigungselement derart zu spannen,
daß sich die vorteilhaft auf das Bauteil auswirkenden
Druckkräfte aufbringen lassen.
Bei einem Befestigungselement kann es sich grundsätzlich um
einen an sich bekannten Anker handeln. Dabei können sowohl
chemische, als auch mechanische Anker zur Anwendung ge
langen, sofern die vorstehend erwähnte Versetzbarkeit der
Stützschulter gegenüber dem Verankerungsbereich sicherge
stellt ist. Während ein chemischer Anker in bekannter Weise
als in das Bauteil einmörtelbare Ankerstange ausgebildet
sein kann, weist der Verankerungsbereich eines mechanischen
Ankers vorzugsweise eine Spreizhülse und einen darin ein
ziehbaren Spreizkegel auf.
Zur Sicherstellung, daß die Bewehrung trotz Relaxation
ausreichend gegen das Bauteil gespannt wird, ist zweck
mäßigerweise zwischen Stützschulter und Bewehrung ein vor
spannbares Element vorgesehen. Ein solch vorspannbares Ele
ment kann beispielsweise aus einem elastischen Werkstoff
bestehen. Im Hinblick auf die auftretenden, recht hohen Be
lastungen bieten sich vorzugsweise Elemente aus Metall,
beispielsweise in Form von Tellerfedern, an.
Um die Belastungen ausreichend und ohne Beschädigung der
vorspannbaren Elemente übertragen zu können, besteht darüber
hinaus die Möglichkeit, zwischen der Stützschulter des Be
festigungselementes und dem beispielsweise als Tellerfeder
ausgebildeten Element ein Druckstück anzuordnen.
Die Erfindung soll nunmehr anhand von sie beispielsweise
wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zei
gen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine mit Bewehrungen
versehene Decke;
Fig. 2 eine Ansicht von unten auf die Decke,
entsprechend Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III,
entsprechend Fig. 1 in vergrößerter Dar
stellung.
Aus Fig. 1 ist ein als Decke ausgebildetes Bauteil 1 er
sichtlich, das sich an Wandungsteilen 2 abstützt. Da davon
ausgegangen wird, daß das als Decke ausgebildete Bauteil 1
von oben belastet wird, ist der untere, als Zugzone la wir
kende Bereich des Bauteiles 1 mit Bewehrungen 3 versehen.
Die Bewehrungen 3 sind mit der Oberfläche des Bauteiles 1
verklebt.
Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, sind nebeneinander zwei zu
einander parallel verlaufende Bewehrungen 3 am Bauteil 1
angebracht. Beide Enden dieser Bewehrungen 3 werden von Be
festigungselementen 4 gegen das Bauteil 1 gespannt. Diese
Befestigungselemente 4 sind vorzugsweise zwischen zwei Be
wehrungen 3 angeordnet, so daß die Enden beider Bewehrungen
3 übergriffen werden.
Die Anordnung und der Aufbau der Befestigungselemente 4 ist
im einzelnen in Fig. 3 dargestellt. Wie diese Figur zeigt,
handelt es sich beim Befestigungselement 4 beispielhaft um
einen mechanischen Anker mit Ankerbolzen 5, Abstandshülse 6,
Spreizhülse 7 und Spreizkegel 8. Während der Spreizkegel 8
über ein Gewinde 9 mit dem Ankerbolzen 5 verbunden ist,
weist letzterer eine Stützschulter 10 in Form eines Schrau
benkopfes auf.
Wie die Fig. 3 weiter verdeutlicht, werden die Enden zweier
Bewehrungen 3 vom Befestigungselement 4 gleichzeitig gegen
das Bauteil 1 gespannt. Zu diesem Zwecke ist zwischen der
als Schraubenkopf ausgebildeten Stützschulter 10 und den
Bewehrungen 3 ein vorspannbares Element 11 in Form einer
Tellerfeder vorgesehen. Um die Vorspannkräfte von der
Stützschulter 10 ausreichend auf das vorspannbare Element 11
übertragen zu können, sind ferner eine Unterlagscheibe 12
sowie ein Druckstück 13 vorgesehen.
Das vorgängig erwähnte Befestigungselement 4 wirkt nach dem
Prinzip eines bekannten mechanischen Ankers, indem unter
Verdrehen des Ankerbolzens 5 der Spreizkegel 8 in die
Spreizhülse 7 hineingezogen wird und diese aufspreizt.
Zum Einleiten der Drehbewegung auf den Ankerbolzen 5 dient
die als Schraubenkopf ausgebildete Stützschulter 10 mit ih
ren diesbezüglichen Angriffsflächen. Das vorspannbare Ele
ment 11 stellt eine ausreichende Vorspannung auch nach er
folgter Relaxation sicher.
Claims (7)
1. Verfahren zur Verstärkung von Bauteilen (1) aus Beton,
wie Decken, Träger und dergleichen, mittels im Bereich
der Zugzone (1a) mit der Oberfläche der Bauteile (1)
verklebten Bewehrungen (3) aus Metall, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Enden der Bewehrungen (3) mittels
Befestigungselementen (4) gegen das Bauteil (1) ge
spannt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
jeweils die Enden von zwei Bewehrungen (3) mittels ei
nes symmetrisch dazwischenliegenden Befestigungsele
mentes (4) gegen das Bauteil (1) gespannt werden.
3. Befestigungselement zur Durchführung des Verfahrens
nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch
einen Verankerungsbereich für das Bauteil (1) und eine
Stützschulter (10) für die Bewehrung (3).
4. Befestigungselement nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Stützschulter (10) relativ zum Ver
ankerungsbereich versetzbar ist.
5. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Verankerungsbereich
eine Spreizhülse (7) und einen Spreizkegel (8) auf
weist.
6. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stützschulter
(10) und Bewehrung (3) ein vorspannbares Element (11)
vorgesehen ist.
7. Befestigungselement nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das vorspannbare Element (11) als Tel
lerfeder ausgebildet ist.
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