DE695137C

DE695137C - Verfahren zum Spannen der Bewehrungen von Baukoerpern aus Beton o. dgl. und Bewehrungen zur Durchfuehrung dieses Verfahrens

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Publication number: DE695137C
Application number: DE1937S0128923
Authority: DE
Original assignee: ANVERSOISE FONCIERE ET IND SOC
Current assignee: ANVERSOISE FONCIERE ET IND SOC
Priority date: 1937-09-04
Filing date: 1937-09-28
Publication date: 1940-08-17

Description

Verfahren zum Spannen der Bewehrungen von Baukörpern aus Beton o. dgl. und Bewehrungen zur Durchführung dieses Verfahrens Bekanntlich ist es von Vorteil, die Bewehrungen der Werkstücke oder Bauten aus Beton o. dgl. derart unter Spannung zu setzen, daß der Beton von diesen Bewehrungen zusammengepreßt wird. Auf diese Weise wird jede Gefahr von Rissen oder Sprüngen beseitigt, und die Undurchlässigkeit der Wandungen, zumal hohler Werkstücke, ist selbst bei Druckmittelumfauf vollends gewährleistet. Zum Spannen der Bewehrungen von Baukörpern sind bereits mehrere Verfahren vorgeschlagen worden.

Gemäß einem Verfahren wird auf die Bewehrungen während des Abgießens des Betons ein Zug ausgeübt und so lange aufrechterhalten, bis der Beton genügend hart geworden ist, damit die Bewehrungen in ihrer Betonbettung nicht mehr gleiten können. Dieses Verfahren bietet aber erhebliche Schwierigkeiten wegen des großen mechanischen Kraftaufwandes, der während einer verhältnismäßig langen Zeit benötigt wird. Hierbei muß die Verschalung oder Gußform zum Ab-

stützen dienen und demgemäß verstärkt wer-

den. Außerdem ist das Spannen gekrümmter

oder im Winkel abgebogener Bewehrungen

nur mit Hilfe einer -überaus kostspieligen

Spezialausrüstung möglich.

Ein anderes Verfahren besteht darin, daß

die Bewehrungen -während des_ Eingießens des

Betöns und bis zu Erhä rten desselben durch

Heizün& mittels _m eines _ heißen Strömmittels

oder mittels elektrischen Stromesed@ehnt

gehalten werden. Dieses Verfahren ist des-

halb unvorteilhaft, weil die Heizung während

der ganzen Dauer des Erhärtens des Betons

aufrechterhalten werden muß und weil alle

Bewehrungen gleichzeitig beheizt werden müs-

sen, wozu eine überaus leistungsfähige Heiz-

stromquelle erforderlich ist.

Nach einem anderen bekannten Verfahren

wird das Spannen der Bewehrungen nicht

mehr während des Betonausgusses, sondern

nach dem Hartwerden des Betons vorgenom-

men. Zu diesem Zweck werden die Beweh-

rungen mit einem überzug versehen, der jeg-

liches Festhaften zwischen dem Beton und der Bewehrung verhindern soll, z. B. mit einem Überzug aus Paraffin oder Asphalt. Der Beton wird um die Bewehrungen herumgegossen, und wenn dieser genügend hart ist, werden die aus dem Beton herausragenden Enden der Bewehrungen durch Aufschrauben von sich @ am Beton abstützenden Muttern angezogen. Wenn das Werkstück fertig ist, sind die Bewehrungen somit nur an ihren Enden verankert, haften aber keineswegs am Beton an. Diese Bewehrungen arbeiten folglich nich[ mehr wie die üblichen Eisenbetonbewehrungen, sondern vielmehr wie einfache Zugstangen. Im Falle eines auf zwei einfachen Stützen aufruhenden und gleichmäßig belasteten Trägers z. B. ist es bekannt, daß die in einer üblichen anhaftenden Bewehrung auftretende Spannung auf der ganzen Länge des Trägers veränderlich ist. Diese Spannung beträgt Null an den Enden und erreicht ihren Höchstwert in der Mitte, und die Längsausdehnung der Bewehrung ist gleich der Summe der in den einzelnen Querschnitten eintretenden Dehnungen, die wie die Spannungen in diesen Querschnitten schwanken. Im Falle einer Bewehrung dagegen, die auf ihrer ganzen Länge im Beton verschiebbar ist, pflanzt sich die Höchstspannung der Bewehrung in der Mitte des Trägers zwangsläufig auf der ganzen Länge dieser Bewehrung fort, und die Ausdehnung derselben wird der im Mittelquerschnitt des Trägers herrschenden Höchstspannung verhältnisgleich und folglich viel größer als bei der üblichen Bewehrung sein. Infolgedessen wird auch die Verformung des Betonkörpers viel größer sein. In anderer Hinsicht hat die Befestigung der Bewehrung lediglich an ihren Enden den großen Nachteil, daß an diesen Stellen leicht ein Bruch eintreten kann und alsdann die ganze Bewehrung entspannt ist. Ein derartiger Bruch kann um so leichter eintreten, als die Bewehrung an diesen Stellen durch das Gewinde abgeschwächt und eben auch an diesen Stellen der Höchstspannung ausgesetzt ist. Schon die Notwendigkeit allein, die Bewehrungen mit Gewinden zu versehen, stellt einen weiteren offensichtlichen Nachteil dar.

Die #:rfind-u # betrifft nun ein Verfahren

zum Spannen der Bewehrungen von Bau-

körpern aus Beton o. dgl., bei dem iede

Bewehrung m1t---e,?ner _Umhüllung versehen

##t, die ein_Gleiten _ der Bewehrung -innerhalb

der Betonmas_sr-zwecks Spannens der .Beweh-

rung__ nach __. dem - Abbinden des- Betons . ,ge_

stattet, das sich dem -Bekannten gegenüber

jedoch dadurch unterscheidet, daß für die

Umhüllung- ein Werkstoff verwendet wird, der

bei der ewölmlicllen. Temperatur der-Um--.

fest., ist, und- sowohl am@.Beton ,als.

auch an der Bewehrung, kräftig anhaftet-_und-

der durch eine Temperatursteigerung d_ er Be-

wehrun&- zum _ Schmelzen ge`Trächt ~v'ird,

worauf .die sich zugleich ausdehnende Be-

wehrung an ihren Enden verankert wird.

Dieses Verfahren bietet dem bekannten

Stande der Technik gegenüber zahlreiche Vor-

teile. Das Spannen der Bewehrungen wird

ohne irgendwelchen Kraftaufwand durch ein-

fache Wärmeau_sdehnun erreicht. Die Be-

wehrungen können nacheinander erwärmt und

u_nter_Spaxnlung _versetzt werden. Die Heiz-

dauer ist kurz, und die Enden der Bewehrun-

gen brauchen nur bis zum Erkalten der Um-

hüllung verankert zu bleiben. Da diese Um-

hüllung sowohl an den Bewehrungen als auch

am Beton kräftig anhaftet, werden die Beweh-

rungen sich genau so verhalten wie die üb-

lichen umhüllungslosen Bewehrungen. Ihre

Längsausdehnung wird somit viel geringer

sein, als wenn diese Bewehrungen auf ihrer

ganzen Länge gleiten könnten, und die Risse

im Beton werden auf viel wirksamere Weise

vermieden.

Die Stei erune der @emperaturr kann, wie

bekannt, dadurch bewirkt werden, daß ent-

weder ein eei@neter elektrischer Strom durch

die Bewehrung_hin_durchgeleitet -wird, die vom

Beton ö. dgl. und den anderen Bewehrungen

durch die Umhüllung isoliert ist, oder daß ein

Heizmittelumlauf vorgesehen wird, zu wel-

chem Zweck alsdann eine hohle oder rohr-

förmige Bewehrung erforderlich ist.

Die_Erfindung_prstreckt sich auch =y 1 f'in .-

voll.eoder- hohle Bewehrung, die namentlich

dadurch gekennzeichnet ist, daß sie mit einer

Umhüllung versehen ist, die bei gewöhnlicher

Temperatur der Umgebung so fest ist, daß

sie durch gleichzeitiges Anhaften an der Be-

wehrung und am Beton o. dgl. die der Be-

wehrung erteilte Spannung aufrechtzuerhalten

vermag, bei einer verhältnismäßig höheren

Temperatur aber, z: B. ioo bis 300° C,

schmilzt:

Die Umhüllung.- kann beispielsweise aus

Blei, einer Blei-. ZLnn-. Wismntz--gder son-

stigen Legierung, Bitumen, Kurstharz, Schwe-

fel usw. bestehen. Obwohl, wie bereits er-

wähnt, die Verwendung von Asphalt vorge-

schlagen worden ist, um jegliches Festhaften

zwischen den Bewehrungen und dem , Beton

selbst im kalten Zustande zu verhindern, so

gibt es selbstverständlich auch bitumenhaltige

Stoffe mit bei der gewöhnlichen Tempera-

tur sehr verschiedenen Festigkeitsgraden, und

beim Verfahren gemäß der Erfindung muß

ein sehr hartes Bitumen benutzt werden.

Auf der Zeichnung stellen dar:

Fig. i eine Bewehrung mit der Umhüllung,

Fig. z einen Schnitt durch ein Werkstück

aus Beton mit in einer Umhüllung befind-

-licher Bewehrung im Augenblick, in welchem

diese unter Spannung gesetzt wird,

Fig.3 einen ähnlichen Schnitt im Falle

einer abgebogenen Bewehrung,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine andere Aus-

führung der Verankerung.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind

die benutzten Bewehrungen i aus Stahl oder

einer anderen Legierung bzw. einem anderen

Metall und mit Ausnahme vielleicht der

Enden 2 und 3 in eine Umhüllung oder einen

ununterbrochenen Überzug 4 eingekleidet. Die

Umhüllung 4. o. dgl. besteht aus einem der-

artigen Stoff, daß sie bei gewöhnlicher Tem-

peratur fest bleibt, jedoch bei einer Tempera-

tur von beispielsweise ioo bis 3oo° C schmel-

zen kann: Die ,Umhüllung. _kann beispiels-

weise aus Blei, einer Blei

gicryung o. dg1.,@,Bitu =men, Kunstharz usw. be-

..,...,-_*,..,..o:...

stehen.

Der C)ueischnitt der Bewehrung i kann be-

liebig, halbflach (Bandeisen), .quadratisch,

rechteckig, vieleckig, kreisförmig, oval usw.

sein. .

Die Bewehrung i kann voll oder hohl sein.

Diese mit ihrer Umhüllung 4. versehene Be-

wehrung wird in der üblichen Weise in die

Form eingelegt, wobei darauf zu achten ist,

daß ihre gegebenenfalls bloßgelegten Enden 2

und 3 aus der Form herausragen. Alsdann

wird der Beton 5 o. dgl. eingegossen, ohne

daß die Bewehrung unter Spannung ist.

Nachdem der Beton zum Abbinden ge-

langt ist, ragt die ungespannte Bewehrung i

mit ihren Enden 2 und 3 an den entgegen-

gesetzt liegenden Seiten der Betonmasse 5

heraus.

Auf den Enden 2 und 3 ,werden zwei Stütz-

teile 6 und 7 angeordnet. -Der eine dieser

Stützteile weist einen Kanal 8 auf, der an der

mit dem Beton 5 in Berührung stehenden.

Seite 9 gegenüber dem mit der Betonfläche

abschneidenden Rande der Umhüllung 4 mün-

det (die Bewehrung wird hierbei nötigenfalls

auf dem Teil, der außerhalb des Betons zu.

liegen käme, von ihrer Umhüllung befreit).

Alsdann werden an den Enden der Be-

wehrung i zwei Stromklemmen io und i i an-

gebracht und durch diese Bewehrung i ein

elektrischer Strom hindurchgeleitet, der im-

stande ist, diese Bewehrung auf eine Tempera-

tur zu bringen, bei der die Umhüllung oder

der Überzug 4 schmilzt. Durch das, Schmel-

zen dieser Umhüllung 4 wird die Bewehrung i

aus dem festen Einschluß im Beton befreit

und kann sich in der flüssigen Umhüllung

ungehindert ausdehnen. Ein Teil des ge-

schmolzenen Stoffes steigt vorübergehend in

dem Kana18 empor, und zwar' infolge der

Ausdehnung der Umhüllung und gegebenen-

falls infolge der Querausdehnung der Beweh-

rang. Nach der Ausdehnung der Beweh-

rung i werden die Stützteile 6 und 7, solange

diese Bewehrung noch ausgedehnt ist, gegenden

Beton 5 angezogen und beispielsweise mittels

Schrauben 12 an der Bewehrung festgelegt.

Hierauf wird der elektrische Strom abge-

schaltet, dessen Durchflußzeit und folglich

der Verbrauch sehr herabgesetzt sind. Die

Bewehrung i kann nun abkühlen. Sie nimmt

infolgedessen eine fortschreitend zunehmende

Längsspannung an, während der die Um-

hüllung oder den Überzug 4 bildende Werk-

stoff in seine Ausgangsstellung zurückgeht

und wieder um die Bewehrung herum er-

starrt. Nach erfolgter Abkühlung haftet die

Umhüllung oder der Überzug 4 von-neuem

wieder an der Bewehrung i und am Beton 5

an. Die Stützteile 6 und 7 können nun ab-

genommen werden; denn die Bewehrung ist

in allen Punkten ihrer Länge festgelegt und

bleibt unter Spann-tu-i-. Endlich können die

Enden 2 und 3 der Bewehrung abgeschnitten

werden. Der Arbeitsvorgang ist damit be-

endet.

Wie bereits erwähnt, kann die Beheizung

der Bewehrung _,@.,d.ur.r.,b...mlguf von Heiß-

luft, D_am@pf@oder jedes anderen Heizm_ittefs

erfolgen, sofern natürlich die Bewehrung höhl

ausgebildet ist.

Wie zu sehen ist, ist das Verfahren sehr

leicht durchführbar und verhältnismäßig bil-

lig, trotz der Notwendigkeit, die Bewehrung i

mit einer Umhüllung oder einem Überzug 4

zu versehen, was durcli Eintauchen, über-

putzell -oder auf jede andere Weise ohne

Schwierigkeiten möglich ist.

Das Verfahren gestattet, die Bewehrung

unter eine sehr erhebliche Spannung zu brin-

gen. So z. B. beträgt im Falle einer Stahl-

bewehiung bei einer Erhitzung auf ioo° C

die Verkürzung nach dem Abkühlen ungefähr

i,20/"o, was bei einem Elastizitätsmodul von

2ioookg/mm2 einer Zugspannung von

21 X 1, 2 = 2 5 kg/mm2 .

entspricht.

Die Erfindung ist bei ungeraden Bewehrun-

gen sehr leicht anwendbar, wie es die Fig.3

zeigt. Die Spannung verteilt sich nämlich

gleichmäßig über die ganze Länge der Be-

wehrung, deren einzelne Punkte in bezug auf

die Betoneinbettung durch den entsprechen-

den Teil der Umhüllung oder des über-

zuges 4 festgelegt sind.

In diesem Falle ist es empfehlenswert, ge-

mäß der Erfindung die Bewehrung nach Er-

hitzung auf die geeignete Temperatur an ihren

Enden leicht anzuziehen, um auf diese Weise

die Bewehrung während des flüssigen Zu-

standes ihrer Umhüllung auf der hohlen Seite

der einzelnen Abbiegungen in unmittelbare Be-

rührung mit dem Beton zu bringen. Alsdann werden nur die Enden der Bewehrung festgelegt oder verankert. Infolge dieser zusätzlichen Vorsichtsmaßnahme kann die Bewehrung während des Abkühlens unmöglich ihre ganze oder teilweise Spannung in der noch flüssigen Umhüllung durch eine seitliche Verschiebung in den Krümmungen nach der hohlen oder konkaven Seite der Abbiegungen zu verlieren.

Erfindungsgemäß kann die Erzielung einer Berührung der beheizten Bewehrungen mit dem Beton in den konkaven Teilen der Abbiegungen dadurch begünstigt werden, daß der Überzug in den krummen Teilen der Dewehrung und an der konkaven Seite jeder Krümmung abgelöst wird.
Ferner wird bei ungeraden Bewehrungen das Anbringen jeder einzelnen Bewehrung in ihrer Betonbettung entsprechend der kürzesten Strecke dadurch begünstigt, daß zweiteilige Anschlagstücke von der in Fig: 4 dargestellten Art benutzt werden.
Gemäß dieser abgeänderten Ausführungsart bestehen die Anschlagstücke aus zwei voneinander unabhängigen Teilen: einer losen Unterlegscheibe 6, die sich am Beton abstützt und einen Kanal 8 für die Ausdehnung der Umhüllung oder des Überzuges 4 aufweist, und einem Ankerstück 13, das mittels einer Schraube i- an der Bewehrung befestigt ist und von der Unterlegscheibe 6 beispielsweise mittels Schrauben i 4 abgerückt werden kann, um die Bewehrung einzusetzen.
Gegebenenfalls kann das Anhaften der Umhüllung oder des Überzuges 4 an der Bewehrung i dadurch gesteigert werden, daß man die Bewehrung mit Riffelungen oder anderen Ausnehmungen bziv. aufgerauhten Stellen versieht.
Gegebenenfalls können auch an einer oder mehreren Stellen längs der Bewehrung um diese herum eine oder mehrere Vorrichtungen für die vorübergehende Ausdehnung der Umhüllung oder des Überzuges 4 vorgesehen werden.
Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung keineswegs auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsarten, die nur als Beispiele anzusehen sind. -Die Erfindung kann auch nur auf einen Teil der Bewehrungen jedes Werkstückes 'oder sogar nur auf einen Teil jeder Bewehrung angewendet -werden. In diesem Falle ;können beispielsweise elektrische Verbindungen längs dieser Bewehrungen entsprechend verlegt «-erden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch bei den einzelnen Bewehrungen ein und desselben Werkstückes gleichzeitig oder im Gegenteil hintereinander in jeder beliebigen Reihenfolge .getrennt zur Anwendung gelangen. Diese letztere Ausführungsart gestattet namentlich die Herabsetzung der Zugbeanspruchungen, die gegebenenfalls im Beton bei der Ausdehnung der Bewehrungen auftreten könnten, wenn das Schmelzen der Umhüllung 4 nicht sofort erfolgt.
Gegebenenfalls können diese Zugbeanspruchungen sogar herabgesetzt oder aufgehoben werden, wenn vorübergehend von außen auf das Werkstück mittels einer mechanischen oder sonstigen geeigneten Vorrichtung eine ausgleichende Druckspannung zur Einwirkung gebracht wird. , In gewissen Fällen kann das Spannen der Bewehrungen auch in mehreren aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen vorgenommen -werden. Diese Möglichkeit eignet sich ganz besonders zur Verfestigung von Werkstücken oder Bauten, die infolge ungewöhnlich großer Beanspruchungen eine dauernde Verformung ihrer Bewehrungen erlitten hätten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Spannen der Bewehrungen vor, Baukörpern aus Beton o. dgl., bei dem jede Bewehrung mit einer Umhüllung versehen ist, die ein Gleiten der Bewehrung innerhalb der Betonmasse zwecks Spannens der Bewehrung nach dem Abbinden des Betons gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß für die Umhüllung ein Werkstoff verwendet wird, der bei der gewöhnlichen Temperatur der Umgebung fest ist und sowohl am Beton als- auch an der Bewehrung kräftig .anhaftet und der durch eine Temperatursteigerung der Bewehrung zum Schmelzen gebracht -wird, worauf die sich zugleich ausdehnende Bewehrung an ihren Enden verankert wird.
2. Verfahren nach Anspruch i zum Spannen ungerader Bewehrungen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bewehrungen nach dem Schmelzen der Umhüllung in ihren Bettungen entsprechend der kürzesten Strecke zurechtgerückt werden.
3. Volle oder hohle Bewehrung für die Anwendung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch eine Umhüllung (4), die bei gewöhnlicher Temperatur der Umgebung so fest ist, daß sie durch gleichzeitiges Anhaften an der Bewehrung und am Beton o. dgl. die der Bewehrung erteilte Spannung aufrechtzuerhalten vermag, bei einer verhältnismäßig höheren Temperatur aber, z. B. ioo bis 3o0° C, schmilzt.
4. Bewehrung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (4) aus Blei, aus einer Legierung von Blei, Zinn, Wismut usw., aus einem bitumenartigen Stoff oder aus Kunstharz, Schwefel usw. besteht.
5. Bewehrung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung an den hohlen, d. h. konkaven Teilen der Bewehrung nicht vorhanden ist.
6. Bewehrung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Riffelungen oder andere Auskerbungen bzw. Vorsprünge zur Steigerung des Anhaftens der Umhüllung oder des Überzuges.
7. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß um die Bewehrung herum eine oder mehrere Ausnehmungen für die vorübergehende Ausdehnung des geschmolzenen Stoffes vorgesehen sind.