DE69410077T2

DE69410077T2 - Vorgefertigter stahlbetonverbundträger

Info

Publication number: DE69410077T2
Application number: DE69410077T
Authority: DE
Inventors: Pertti 15900 Lahti Levo
Original assignee: Deltatek Oy
Current assignee: Deltatek Oy
Priority date: 1993-01-13
Filing date: 1994-01-10
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 2014-01-11
Also published as: NO952762L; DE69410077D1; AU5817594A; WO1994016169A1; ATE165891T1; NO952762D0; FI92089C; US5560176A; EP0678142B1; NO300784B1; FI92089B; JPH0771402A; EP0678142A1; CA2153397C; CA2153397A1; KR100198866B1; AU680648B2; FI930137A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen vorgefertigten Stahlbeton-Verbundträger, der zum Zusammenwirken mit Beton als lasttragende Verbindungsstruktur für verschiedene Plattenaufbauten eingerichtet ist und der zwei Stegabschnitte und horizontal vorstehende, sich außerhalb der Stegabschnitte erstreckende Gurtabschnitte hat, wobei die Stegabschnitte mit einem gegenseitigen Abstand nebeneinander angeordnet und an einer Kante jedes Stegabschnittes mittels eines horizontalen Oberabschnittes verbunden sind und wobei die Stegabschnitte und der horizontale Oberabschnitt zur Begrenzung eines Raumes angeordnet sind, der mit Beton gefüllt werden kann.
Die Erfindung betrifft einen Träger, der eine Stahlträger- Beton-Verbundstruktur verwendet. Solche Träger sind heutzutage in Elementstrukturen wohlbekannt. Ein Beispiel des Standes der Technik ist die in der FI-A-86 326 beschriebene Lösung. Die Verbundstruktur macht den Stahlträger leichter und der Träger kann über längere Spannweiten genutzt werden, als es früher möglich war. Der Stahlträger gemäß FI-A-86 326 verringert das Ausmaß der Schweißarbeit, da der Träger aus Profilabschnitten hergestellt ist, die durch Heißwalzen vorgeformt sind. Jedoch ist die Trägerstruktur gemäß der FI-A-86 326 kompliziert herzustellen, da Verbindungsstücke, durch die die Verbundstruktur erreicht wird, das Ausmaß des Schweißens erhöhen. Die Handhabung einer Vielzahl kleiner Teile verkompliziert auch als solche die Herstellung des Trägers.
Ein anderes Beispiel des Standes der Technik ist die in der FI-A-85 745 offenbarte Lösung, die die Nachteile der in der FI-A-86 326 offenbarten Lösung beseitigt. Es ist jedoch ein Nachteil der FI-A-85 745, daß die Festigkeit der Struktur im Fall von Feuer nicht die bestmögliche ist, wenn die Lösung ohne einen unteren Gurt oder ohne einen feuerfesten unteren Gurt angewendet wird. Eine ähnliche Situation tritt auf, wenn die Festigkeit des unteren Gurtes sich während eines Feuers signifikant verschlechtert. Der in dem Träger aufgenommene Beton neigt dabei dazu, ausgepreßt zu werden und die Struktur wird nicht in der gewünschten Weise arbeiten.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen vorgefertigten Stahlbeton-Verbundträger bereitzustellen, der die Nachteile des Standes der Technik beseitigt. Dies wird mittels eines erfindungsgemäßen Trägers erreicht, der dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens ein plattenartiges Glied im wesentlichen vertikal in dem zwischen den Stegabschnitten und dem horizontalen Oberabschnitt definierten Raum angeordnet ist, wobei das plattenartige Glied mit Öffnungen versehen ist, die mit gegenseitigem Abstand in Längsrichtung des Trägers aufeinanderfolgend angeordnet sind und wobei es an der oberen Kante an der unteren Oberfläche des horizontalen Oberabschnittes angebracht ist.
Ein Vorteil eines erfindungsgemäßen vorgefertigten Trägers ist es in erster Linie, daß die Extrusion bzw. das Herauspressen von Beton aus dem Träger verhindert wird, z.B. wenn der untere Gurt seine Funktionsfähigkeit bei hohen Temperaturen verloren hat. Ein anderer Vorteil ist es, daß die Erfindung einfach ist und daher vorteilhaft in Benutzung genommen werden kann. Noch ein anderer Vorteil der Erfindung ist ihre Vielseitigkeit, weil sie sowohl mit vorgespannten Trägern, als auch mit Trägern genutzt werden kann, die nicht vorgespannt worden sind.
Im folgenden wird die Erfindung in größerem Detail mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind, in denen
Fig. 1 eine allgemeine Perspektivansicht eines Stahlabschnittes eines erfindungsgemäßen Trägers ist;
Fig. 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Trägers ist;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht des in Fig. 2 gezeigten Trägers ist und
Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer anderen, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trägers ist.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform des Trägers gemäß der Erfindung. Die Figuren erläutern einen vorgefertigten Träger, der zum Zusammenwirken mit Beton als lasttragende Verbindungsstruktur für verschiedene Plattenaufbauten eingerichtet ist. Der Träger hat zwei Stegabschnitte 1 und horizontal vorstehende Gurtabschnitte 2, die sich außerhalb der Stegabschnitte erstrecken. Die Stegabschnitte 1 sind mit einem gegenseitigen Abstand nebeneinander positioniert bzw. angeordnet und an einer Kante jedes Stegabschnittes mittels eines horizontalen Oberabschnittes 3 verbunden. Die Gurtabschnitte 1 und der horizontale Oberabschnitt 3 sind derart angeordnet, daß sie einen Raum begrenzen bzw. definieren, der mit Beton 4 gefüllt werden kann. Die Stegabschnitte 1 können entweder in einer angeschrägten Position oder senkrecht mit Bezug zu den vorstehenden Gurtabschnitten in solcher Weise angeordnet werden, daß sie sich an der oberen Kante oder unteren Kante aufeinander zuneigen oder daß sie parallel zueinander in benachbarten parallelen Ebenen verlaufen.
Die Funktion des oben beschriebenen Trägers als Verbindungsstruktur ist für den Fachmann völlig offensichtlich und wird daher hier nicht in größerem Detail beschrieben. Für eine detailliertere Information wird beispielsweise auf FI-A-85 745 Bezug genommen.
Es ist jedoch herausgefunden worden, daß, wenn die beispielsweise in FI-A-85 745 offenbarte Lösung ohne einen unteren Gurt verwendet wird, d.h. ohne den Gurt, der die unteren Kanten der Stegabschnitte 1 verbindet, der in dem Träger enthaltene Beton dazu neigt, herausgepreßt zu werden, und die Struktur wird nicht in der gewünschten Weise funktionieren. Eine ähnliche Situation tritt beispielsweise auf, wenn der untere Gurt seine Funktionsfähigkeit bei hohen Temperaturen verloren hat. Das Herauspressen von Beton aus dem Träger findet insbesondere an den Enden des Trägers statt, wo die das Phänomen verursachende Kraft am größten ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung zu bieten, durch die dieses nachteilige Phänomen beseitigt wird. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist es, daß mindestens ein plattenartiges Glied 5 im wesentlichen vertikal in dem zwischen den Gurtabschnitten 1 und dem horizontalen Oberabschnitt 3 definierten Raum angeordnet ist. Das Glied 5 ist mit Öffnungen 6 versehen, die mit gegenseitigen Abständen aufeinanderfolgend in der Längsrichtung des Trägers angeordnet sind. Das plattenartige Glied 5 ist mit seiner bzw. an der Oberkante an die untere Oberfläche des horizontalen Oberabschnittes 3 angebracht. Das plattenartige Glied 5 erscheint insbesondere in Fig. 1 klar; seine Position im Träger ergibt sich aus Figuren 2 und 3.
Das plattenartige Glied 5 kann sich über die gesamte Länge des Trägers erstrecken, aber es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, zwei an den jeweiligen Enden des Trägers angeordnete Glieder 5 zu verwenden, d.h. an Punkten, wo die nachteilige Auspressung von Beton am problematischsten ist. Das plattenartige Glied 5 kann sich von den Trägerenden beispielsweise über eine Länge von 1 bis 1,5 m, abhängig von der Länge des Trägers und den Lasten, erstrecken. Es ist auch möglich, eine Vielzahl von beispielsweise zwei, drei u.s.w. plattenartigen Gliedern parallel zueinander an den Trägerenden anzuordnen, wenn dies als notwendig angesehen wird. Entsprechend kann der Träger eine Vielzahl von beispielsweise zwei, drei u.s.w. parallelen plattenartigen Gliedern haben, die sich über die gesamte Länge des Trägers erstrecken.
Die Spannungsverstärkung der unteren Oberfläche des Trägers kann auch in dem plattenartigen Glied 5 verankert sein. Die Spannungsverstärkung der unteren Oberfläche kann beispielsweise Mittel 7 aus Betonstahl haben, die am Bereich der unteren Kante des plattenartigen Gliedes befestigt sind, eine zusätzliche, an die untere Kante des Gliedes 5 angebrachte Platte 8 u.s.w.
Der Verbundeffekt zwischen dem plattenartigen Glied 5 und Beton kann werden durch Nutzung verschiedener zusätzlicher Anschläge bzw. Stoppvorrichtungen 9, 10 wirkungsvoller gemacht werden. Die zusätzlichen Anschläge können aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, beispielsweise Blech, ver formten Verstärkungsstangen u. s. w.
In dem Träger gemäß der Erfindung wirkt, wie oben erwähnt, das plattenartige Glied 5 auch als vertikale Verstärkung und als Verankerungsmittel für Spannungsverstärkung. Das plattenartige Glied hat somit die folgenden, für die Funktion der Struktur wesentlichen Eigenschaften: Das plattenförmige Glied 5 hält den in dem Träger aufgenommenen Beton zusammen, wirkt als vertikale Verstärkung, verankert Spannungsverstärkung und verbessert das Zusammenwirken zwischen Beton und Stahl.
Die Arbeitsweise des plattenartigen Gliedes 5 kann durch das sogenannte Fachwerk-Analogon (truss analogue) erläutert werden. Das Fachwerk-Analogon bedeutet, daß Kräfte, die auf die verschiedenen Abschnitte des Fachwerkes wirken werden, berechnet werden, wenn die Struktur konstruiert wird. Das Zusammenwirken zwischen den verschiedenen Abschnitten erfordert, daß die Struktur zusammenhalten wird. Dieses bedeutet, unter anderem, daß die Spannungsverstärkung richtig am Trägerende verankert wird und daß der in dem Träger enthaltene Beton nicht herausgedrückt wird. Wenn der untere Gurt des Stahlträgers als Spannungsverstärkung der unteren Oberfläche des Verbundträgers wirkt, arbeitet er integral mit dem Rest des Trägers und ist als solcher fest am Trägerende verankert, wodurch aus Herausdrücken von Beton verhindert wird. Die Stege, der obere Gurt und der Beton wirken wie beispielsweise in FI-A-85 745 beschrieben.
Fig. 2 erläutert die Arbeitsweise des plattenartigen Gliedes 5 unter Verwendung des Fachwerk-Analogons. Eine schräge Zusammenpreßkraft, die auf die Betondiagonale wirkt, ist in den Öffnungen 6 des Gliedes 5 und dem an der unteren Kante des Gliedes 5 vorgesehenen Betonstahl 7, der zusätzlichen Platte 8 und den anderen möglichen zusätzlichen Anschlägen 9, 10 verankert. Die festen Abschnitte des plattenartigen Gliedes 5 zwischen den Öffnungen 6 wirken als vertikale Verstärkung. Die als unterer Gurt wirkende Spannungsverstärkung ist an der unteren Kante des plattenartigen Gliedes 5 verankert. Der Obergurt 3 und der Beton 4 wirken als oberer Gurt.
Fig. 4 zeigt eine andere, bevorzugte Ausführungsform des Trägers gemäß der Erfindung. Die Ausführungsform von Fig. 4 entspricht im wesentlichen der Ausführungsform der Figuren 1 bis 3. An entsprechenden Punkten in Fig. 4 werden dieselben Bezugszeichen wie in den Figuren 1 bis 3 verwendet. Ein wesentlicher Unterschied zwischen der Ausführungsform der Figuren 1 bis 3 und der von Fig. 4 ist, daß der in Fig. 4 gezeigte Träger vorgespannt ist. Die Vorspannung erhöht die Kapazität bzw. Leistungsfähigkeit des Trägers signifikant. Vorspannende Stähle sind in Fig. 4 mit Bezugzeichen 11 gekennzeichnet. Bezugszeichen 12 kennzeichnet Betonstähle, die die Zusammenwirkung mit Beton sicherstellen.
Beide der zwei oben beschriebenen Ausführungsformen können vorteilhaft als komplettierte Träger vorgefertigt werden, d.h. in der Fabrik werden die Stahlabschnitte bearbeitet, Beton wird in den Raum zwischen den Stegabschnitten und dem Oberabschnitt gegossen, u.s.w., was Von Vorteil ist, da es die draußen an der Baustelle auszuführende Arbeit reduziert. Außerdem wird auf diesem Wege ein besseres Ergebnis erzielt
Die oben beschriebenen Ausführungen sollen die Erfindung nicht in irgendeiner Weise einschränken, sondern die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche wie gewünscht modifiziert werden. Entsprechend ist es offensichtlich, daß der Träger gemäß der Erfindung oder seine Details nicht notwendigerweise so wie in den Figuren gezeigt sein müssen, sondern andere Lösungen sind ebenfalls möglich. Beispielsweise können die zusätzlichen Anschläge völlig verschieden von den in den Figuren gezeigten sein. Die Stegabschnitte, vorstehenden Gurtabschnitte und ein horizontaler Oberabschnitt können auch auf jede geeignete Weise gebildet oder geformt werden, beispielsweise wie in FI-A-85 745 u.s.w. beschrieben. Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen sind sogenannte offene Verbundträger, d.h., daß die Träger keine unteren Gurte haben, die die unteren Kanten der Stegabschnitte verbinden. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diesen Typ von Träger beschränkt, sondern kann auch angewendet werden in Trägern, die den unteren Gurt aufweisen, wie schon oben in Bezug auf die Feuersituationen erwähnt wurde.

Claims

1. Vorgefertigter Stahlbetonverbundträger, der zum Zusammenwirken mit Beton als lasttragende Verbindungsstruktur für verschiedene Plattenaufbauten eingerichtet ist und der zwei Stegabschnitte (1) und horizontal vorstehende, sich außerhalb der Stegabschnitte erstreckende Gurtabschnitte (2) hat, wobei die Stegabschnitte (1) mit einem gegenseitigen Abstand nebeneinander angeordnet und an einer Kante jedes Stegabschnittes (1) mittels eines horizontalen Oberabschnittes (3) verbunden sind und wobei die Stegabschnitte (1) und der horizontale Oberabschnitt (3) zur Begrenzung eines Raums angeordnet sind, der mit Beton (4) gefüllt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein plattenartiges Glied (5) im wesentlichen vertikal in dem zwischen den Stegabschnitten (1) und dem horizontalen Oberabschnitt (3) definierten Raum angeordnet ist, wobei das plattenartige Glied mit Öffnungen (6). versehen ist, die mit gegenseitigem Abstand in Längsrichtung des Trägers aufeinanderfolgend angeordnet sind, und wobei es an der oberen Kante an der unteren Oberfläche des horizontalen Oberabschnittes (3) angebracht ist.

2. Stahlbetonverbundträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein plattenartiges Glied (5) im Bereich jedes Endes des Trägers vorgesehen ist.

3. Stahlbetonverbundträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das plattenartige Glied/die plattenartigen Glieder (5) angeordnet ist/sind, um sich über die gesamte Länge des Trägers zu erstrecken.

4. Betonstahlverbundträger nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Spannungsverstärkung (7, 8) an der unteren Oberfläche des Trägers in dem plattenartigen Glied (5) verankert ist.

5. Betonstahlverbundträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsverstärkung aus Betonstahl hergestellte Mittel (7) umfaßt.

6. Betonstahlverbundträger nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsverstärkung eine zusätzliche Platte (8) aufweist.

7. Betonstahlverbundträger, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Platte (8) an der unteren Kante des plattenartigen Gliedes (5) angebracht ist.