DE4435922A1

DE4435922A1 - In Beton eingießbares Einzelteil einer Schubdornverbindungsanordnung

Info

Publication number: DE4435922A1
Application number: DE4435922A
Authority: DE
Inventors: Anton H Erb
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1994-10-07
Publication date: 1995-05-04
Also published as: FR2711163B1; PL56944Y1; ITBZ940058A1; IT1278339B1; CH687262A5; HU9400280V0; AT1024U1; FR2711163A1; HU915U; CZ2797U1; ES2116855B1; ES2116855A1; ITBZ940058A0

Description

Die Erfindung betrifft ein in Beton, Mörtel oder dgl. eingießbares Einzelteil einer Schubdornverbindungsanordnung mit

a) einem Belastungsteil für eine Wirkverbindung mit einem entsprechenden zweiten Einzelteil der Schubdornverbin dungsanordnung und
b) einem mit dem Belastungsteil durch Kraftübertragungsrip pen verbundenen hülsenförmigen Lastverteiler,
c) wobei zwischen Belastungsteil und Lastverteiler ein in axialer Richtung offener, mit Beton, Mörtel oder dgl. auszugießender Innenraum gebildet ist.

Schubdornverbindungsanordnungen werden eingesetzt, um Beton teile (z. B. Bodenplatten) miteinander so zu verbinden, daß Dilatationsbewegungen möglich sind. Eine Schubdornverbindung ist z. B. aus der US 2,194,718 bekannt. Es werden dabei in die benachbarten Betonteile zwei gegenüberliegende Lagerhül sen eingebaut, die über einen verschiebbar eingelagerten Dorn miteinander verbunden sind. Die Lagerhülsen bestehen aus Metallguß und sind zur Verstärkung mit Längsrippen ver sehen, die sich über die ganze Länge erstrecken. An ihren vorderen, der Dilatationsfuge zugewandten Enden tragen die Rippen einen Flansch und/oder einen kleinen Stützring, der das Absplittern der Betonteile verhindern soll. Der Dorn ist in den Hülsen mit einem winkelförmigen Schraubdorn fest stellbar.

Aus der CH-PS 651 090 ist eine Schubdornverbindungsanordnung aus Dorn und Hülse bekannt, bei welcher der Dorn bzw. die Hülse von einem zylindrischen oder kegelförmigen Kunststoff körper umgeben ist. Der Kunststoffkörper ist geschlossen und verteilt die entlang der Hülse bzw. des Dorns auftretenden lokalen Belastungsspitzen gleichmäßig auf den umgebenden Beton.

Der Nachteil der Lastverteilung mittels Kunststoffkörper be steht darin, daß das vom eingegossenen Kunststoffkörper eingenommene Volumen im Prinzip einen Hohlraum im Beton dar stellt, welcher eine Schwächung der Betonstruktur zur Folge hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, Einzelteile der eingangs ge nannten Art für eine Schubdornverbindungsanordnung mit hoher Belastbarkeit anzugeben, bei der die theoretisch spezifierte Belastungsfähigkeit in der Praxis mit hoher Zuverlässigkeit erreicht wird.

Gemäß der Erfindung zeichnet sich ein in Beton oder dgl. eingießbarer Einzelteil der genannten Art dadurch aus, daß der Lastverteiler eine Länge hat, die mindestens 2,5 mal dem mit dem quadrierten Verhältnis zwischen Radius des Bela stungsteils und Radius des Lastverteilers multiplizierten einzubetonierenden Längenabschnitt des Belastungsteils ent spricht.

Das innen und außen von Beton umgebene Einzelteil, welches vorzugsweise aus Stahl besteht, bringt keine großen Hohl räume im Beton mit sich, sondern wirkt - ähnlich einer kon ventionellen Armierungstruktur - verstärkend.

Eine in jedem Fall hinreichende Lastverteilung ergibt sich dann, wenn der erwähnte Faktor mindestens 3,5 (statt nur 2,5) beträgt. Dies führt u. a. zu einem guten Verhältnis der Oberfläche von Lastverteiler zu Belastungsteil.

Vorzugsweise sind Öffnungen im länglichen, in der Regel zy lindrischen Lastverteiler vorgesehen, die verhindern, daß beim Betonieren im Innenraum irgendwelche Lufteinschlüsse entstehen, die (in Abweichung von theoretisch vorgegebenen Werten) die Zuverlässigkeit der Verankerung und der Belast barkeit reduzieren könnten.

Ein wirkungsvoller Lastverteiler hat eine Länge, die mindes tens etwa einem Drittel der Länge des im Beton einzugiessen den Bereichs des Belastungsteils entspricht. Dieses verein fachte Kriterium kann anstelle der oben dargestellten Rela tion zwischen den Radien und den Längen treten. Die Gefahr von Lufteinschlüssen in Abwesenheit von Öffnungen ist in diesem Fall relativ groß. Vorzugsweise ist die Länge des Lastverteilers etwa halb so groß wie die des genannten Be reichs. Der prozentual größte Anteil der auftretenden Kräf te ist dann über den Lastverteiler hinreichend gut in die umgebende Betonstruktur abgeleitet. Der durch eine größere Länge bedingte zusätzliche Materialbedarf kann daher ohne große Nachteile vermieden werden. Eine möglichst kleine Länge des Lastverteilers erhöht die Handlichkeit. In jedem Fall ist die erfindungsgemäße Mindestdimensionierung zu beachten.

Der radiale Zwischenraum zwischen zentralem Belastungsteil und dem diesen umschließenden Lastverteiler soll nicht zu klein sein, ansonsten der Beton nicht richtig in den Zwi schenraum hineinfließen kann.

Der vorzugsweise als Dorn oder Hülse ausgebildete, zentral angeordnete Belastungsteil ist durch mehrere Längsrippen mit dem Lastverteiler verbunden. Vorzugsweise werden drei je im 120°-Winkel zueinander stehende Rippen vorgesehen. Diese schaffen eine gleichmäßige, richtungsunabhängige Kraftüber tragung von der zentralen Hülse bzw. vom Dorn auf den Last verteiler. Mit anderen Worten: Unabhängig davon, in welcher Orientierung das Einzelteil einbetoniert ist und in welcher Richtung die Querbelastung erfolgt, ist die optimale Übertragung resp. Einleitung der wirkenden Kraft in den Beton gewährleistet. Die Rippen sind vorzugsweise nicht länger als der rohrförmige Lastverteiler. Sie wirken im vorliegenden Fall also nicht als Längsverstrebung des zentralen Bela stungsteils sondern als Kraftübertrager.

Optimalerweise besteht das Einzelteil vollständig aus rost freiem Stahl. Kostengünstigere Varianten stellen z. B. Stahlgußteile dar. Weiter ist es möglich, die radialen Rip pen und die lastverteilende Außenhülse aus Kunststoffher zustellen. Um eine gute Verankerung im Beton zu gewährlei sten, können Hülse, Rippen und/oder Belastungsteil eine strukturierte (z. B. gerippte) Oberfläche aufweisen. So kann beispielsweise eine Hülse aus Kunststoff mit wellblecharti gen, ringförmig umlaufenden Rippen und Rillen versehen sein. Die zentrale Hülse bzw. der Schubdorn werden in aller Regel aus einem hoch belastbaren Stahl gefertigt.

Da die Rippen im Beton vollständig eingebettet und im Prin zip nur auf Druck belastet sind, müssen sie weder mit dem Belastungsteil noch mit dem Lastverteiler über tragfähige Schweißnähte verbunden sein. Es entspricht jedoch einer vorteilhaften Ausführungsform, die Rippen (zumindest resp. ausschließlich) am Belastungsteil anzuschweißen.

Da der Innenraum durch die Rippen in mehrere Sektoren auf getrennt wird, ist es vorteilhaft, für jeden Sektor erfindungsgemäße Durchbrüche im Lastverteiler vorzusehen. Es ist auch denkbar, die Rippen selbst mit vereinzelten Durchbrü chen zu versehen, um das Kommunizieren der Innenraumsektoren zu ermöglichen. Allfällig eingeschlossene Luft kann dann (beim Vibrieren der Betonmasse) in jedem Fall nach oben ent weichen.

Um Gleithülse und Schubdorn während der Montage resp. des Betonierens relativ zueinander fixieren zu können, kann an der Gleithülse eine Eindellung bzw.- buchtung oder eine ge körnte Stelle vorgesehen sein, die den freien Innenquer schnitt der Gleithülse gerade so weit verengt, daß der Schubdorn in der Gleithülse festgeklemmt werden kann. Für die zwischen den fertiggestellten Betonteilen auftretenden Dilatationskräfte stellt die Querschnittsverengung kein Hin dernis dar. Dorn und Hülse können unter Belastung in der er forderlichen Weise frei ineinander gleiten.

Aus der Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentan sprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen und im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher er läutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1a, b Hülsenteil einer Schubdornverbindung von hinten und von der Seite;

Fig. 2a, b Schubdornteil einer Schubdornverbindung von hinten und von der Seite.

Fig. 1a, b zeigt ein Einzelteil der Schubdornverbindungsan ordnung mit einer zentralen zylindrischen Gleithülse 1, an deren Vorderseite eine quadratische Nagelplatte 4 angebracht ist. Auf der Rückseite ist sie mit einem Zapfen 6 verschlos sen. Drei plattenförmige, axial verlaufende Rippen 3.1, . . ., 3.3 schaffen eine Verbindung zu einem Lastverteilerrohr 2. Letzteres ist etwa halb so lang wie die Gleithülse 1. Das selbe gilt für die Rippen 3.1, . . ., 3.3, welche somit aus dem Lastverteilerrohr 2 nicht herausragen.

Die Rippen 3.1, . . ., 3.3 sind nur mit der Gleithülse 1 verschweißt.

Die zylindrische Wandung des Lastverteilerrohrs 2 ist mit Öffnungen 5.1, 5.2 versehen. Sie sind im vorderen Bereich (jedoch axial zueinander versetzt) plaziert, wo die Nagel platte 4 den Innenraum zwischen Lastverteilerrohr 2 und Gleithülse 1 abschließt. Nach hinten ist das Lastverteiler rohr 2 offen.

In ihrem hintersten Viertel weist die Gleithülse 1 eine Ein buchtung 11 (z. B. gekörnte Stelle) auf.

Fig. 2a zeigt ein entsprechendes Dornteil. Es weist einen Schubdorn 7 auf, der in einer zum Hülsenteil analogen Weise mit einem koaxialen Lastverteilerrohr 8 ausgestattet ist. Dieses ist allein durch 3 Rippen 9.1, 9.2, 9.3 mit dem Schubdorn 7 verbunden. Das Lastverteilerrohr 8 ist in beiden axialen Richtungen offen.

Der Schubdorn 7 hat einen einzubetonierenden Bereich 7.1 und einen in der Hülse i (siehe Fig. 1a, b) zu lagernden Bereich 7.2. Beide Bereiche 7.1, 7.2 sind etwa gleich lang. Das Lastverteilerrohr 8 ist etwa halb so lang wie der Bereich 7.1.

Schließlich sei noch auf die erfindungsgemäßen Öffnungen 10.1, 10.2 in der Mantelfläche des Rohrs zur Entlüftung des Innenraums verwiesen.

Das in Fig. 1a, b gezeigte Einzelteil ist z. B. wie nachfol gend beschrieben dimensioniert. Die Nagelplatte 4 ist qua dratisch und hat eine Seitenlänge in der Größenordnung von 9 cm. In der Nähe der Ecken sind Nagellöcher 12.1, . . ., 12.4 vorgesehen. Das Lastverteilerrohr 2 hat einen Durchmesser im Bereich von 7,5-8 cm, die Gleithülse einen solchen von 2,5-3,0 cm. Die Länge der Gleithülse 1 beträgt z. B. 18 cm und diejenige des Lastverteilerrohrs 2 9 cm. Die erste Öffnung 5.1 hat einen Abstand von z. B. 1,5 cm von der Nagel platte 4 und die zweite Öffnung 5.2 einen solchen von etwa 4,5 cm. Die Öffnungen befinden sich also in der vorderen Hälfte des Lastverteilerrohrs 2. Sie haben einen Durchmesser von z. B. 5-10 mm.

Der in Fig. 2a, b gezeigte Schubdorn 7 hat eine Länge von z. B. 30 cm, wobei der einzubetonierende Bereich 7.1 etwa der halben Länge entspricht. Das Lastverteilerrohr 8 hat den gleichen Durchmesser und die gleiche Länge wie das Lastver teilerrohr 2. Seine Länge entspricht damit 60% der einzu betonierenden Länge des Schubdorns 7. Der Außendurchmesser des Schubdorns 7 ist auf den Innendurchmesser der Gleithülse 1 abgestimmt. Er liegt z. B. im Bereich von 2-2,5 cm.

In Bezug auf die erfindungsgemäße Relation der Radien und der Längen ergibt sich folgendes: Bei einem Radius r_d = 11 mm des Dorns und einem Radius r_h = 38 mm des Last verteilerrohrs, ferner bei einer einbetonierten Länge L_d des Dorns von 150 mm und einer Länge L_H = 90 mm des Lastvertei lerrohrs beträgt der Faktor K beinahe 7,16 und liegt damit weit über dem erfindungsgemäßen Minimalwert von 2,5.

Bei einem Hülsenradius r_d = 13 mm, einem Lastverteilerrohr radius r_H = 38 mm, einer Lastverteilerrohrlänge L_H = 90 mm und einer Gleithülsenlänge von L_d = 180 mm beträgt der Fak tor K etwa 4,2 und liegt damit ebenfalls über dem erfindungsgemäßen Minimalwert von 2,5 und dem bevorzugten Wert von 3, 5.

Die erfindungsgemäße Bemessungsregel läßt sich also wie folgt mathematisch darstellen:

L_H < K × L_d × (r_d/r_H)²

L_H = Länge des Lastverteilerrohrs
K = 2,5 (Faktor)
L_d = Länge des einbetonierten Teils des Dorns bzw. der Hülse
r_d = Radius des Dorns bzw. der Hülse
r_H = Radius des Lastverteilerrohrs.

Beim Erstellen der Schubdornverbindung wird das in Fig. 1a, b gezeigte Hülsenteil mit der Nagelplatte 4 auf die Verscha lungsinnenseite genagelt. Beim Betonieren fließt die Beton masse von hinten in das Lastverteilerrohr 2 hinein, wobei die Luft durch die Öffnungen 5.1, 5.2 entweichen kann.

Beim nachfolgenden Erstellen des zweiten Betonteils wird das in Fig. 2a, b gezeigte Einzelteil mit dem Bereich 7.2 des Schubdorns 7 in die Gleithülse 1 eingeführt, und zwar bis der Schubdorn 7 an der durch die Einbuchtung 11 bedingten Querschnittsverengung anstößt. Mit einem Hammerschlag wird der Dorn 7 an der Querschnittsverengung vorbeigetrieben, wo bei er festgeklemmt wird. Danach wird auch das zweite Beton teil vergossen, wobei die Öffnungen 10.1, 10.2 wiederum dafür sorgen, daß das Lastverteilerrohr 8 vollständig von der Betonmasse umgeben ist.

Die bei Dilatationsbewegungen der Betonteile auftretenden Kräfte sind viel größer als die Klemmwirkung der Eindel lung.

Claims

1. In Beton, Mörtel oder dergleichen eingießbares Einzel teil einer Schubdornverbindungsanordnung mit

a) einem Belastungsteil (1, 7) für eine Wirkverbindung mit einem entsprechenden zweiten Einzelteil der Schubdornverbindungsanordnung und
b) einem mit dem Belastungsteil (1, 7) durch Kraftüber tragungsrippen (3.1, . . ., 3.3 resp. 9.1, . . ., 9.3) verbundenen hülsenförmigen Lastverteiler (2, 8),
c) wobei zwischen Belastungsteil (1, 7) und Lastver teiler (2, 8) ein in axialer Richtung offener, mit Beton, Mörtel oder dergleichen auszugießender Innen raum gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
d) der Lastverteiler (2, 8) eine Länge hat, die minde stens 2,5 mal dem mit dem quadrierten Verhältnis zwi schen Radius des Belastungsteils (1, 7) und Radius des Lastverteilers (2, 8) multiplizierten einzubeto nierenden Längenabschnitt des Belastungsteils (1, 7) entspricht.

2. Einzelteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Lastverteiler (2, 8) mindestens 3,5mal dem quadrierten Verhältnis zwischen den genannten Radien multipliziert mit dem einbetonierten Längenabschnitt des Belastungsteils (1, 7) entspricht.

3. Einzelteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Lastverteiler (2, 8) Wanddurchbrüche (5.1, 5.2 resp. 10.1, 10.2) zur Ge währleistung einer optimalen Entlüftung beim Ausgießen des Einzelteils aufweist.

4. Einzelteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Lastverteilers (2, 8) mindestens einem Drittel der einzubetonierenden Länge des Belastungsteils (1, 7) entspricht.

5. Einzelteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kraftübertragungsrippen Längs rippen (3.1, . . ., 3.3 resp. 9.1, . . ., 9.3) sind.

6. Einzelteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß genau drei, im 120°-Winkel zueinander stehende Längsrip pen (3.1, . . ., 3.3 resp. 9.1, . . ., 9.3) vorgesehen sind.

7. Einzelteil nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge der Längsrippen (3.1, . . ., 3.3 resp. 9.1, . . ., 9.3) der axialen Länge des Lastverteilers (2 resp. 8) entspricht.

8. Einzelteil nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Längsrippen (3.1, . . ., 3.3 resp. 9.1, . . ., 9.3) mit dem Belastungsteil (1 resp. 7) über tragfähige Schweißnähte verbunden sind.

9. Einzelteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß es vollständig aus rostfreiem Stahl besteht.

10. Einzelteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß für jeden durch die Rippen abgetrenn ten Sektor des Innenraums mindestens ein Durchbruch (5.1, 5.2) im rohrförmigen Lastverteiler (2) vorgesehen ist.

11. Einzelteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungsteil eine Gleithülse (1) oder ein Schubdorn (7) ist.

12. Einzelteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleithülse (1) eine eingebuchtete Stelle mit dadurch bedingter geringfügiger Querschnittsverengung aufweist, um den entsprechenden Schubdorn (7) bei der Montage vorübergehend fixieren zu können.

13. Einzelteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im verkaufsfertigen Zustand der In nenraum zwischen rohrförmigem Lastverteiler (2, 8) und Belastungsteil (1, 7) mit Beton, Mörtel oder dgl., ins besondere mit Zementmilch ausgegossen ist.