DE926159C - Bewehrungselement fuer Stahlbetonkonstruktionen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 7. APRIL 1955

E 6817 Vl37b

Graz (Österreich)

ist in Anspruch genommen

Die Entwicklung im Stahlbetonbau strebt nach Zulassung höherer Stahlspannung. Die Anwendung höherer Stahlspannungen setzt aber eine Verbesserung des Zusammenwirkens zwischen Bewehrungsstahl und Beton voraus. Bis zu Spannungen von 1800 kg/cm² ist es üblich, Rundstahl mit glatter Oberfläche anzuwenden. Bei Spannungen über 1800 kg/cm² werden üblicherweise Formstähle verwendet, deren Oberfläche besondere haftverbessernde Mittel, z. B. Rippen, Warzen u. dgl., aufweisen. Diese Stähle werden gewöhnlich nach dem Warmwalzprozeß hergestellt, wobei die hohe Streckgrenze als Voraussetzung höherer zulässiger Spannungen nur durch die besondere Legierung erzielt werden kann. Die wirksamste und wirtschaftlichste Maßnahme zur Erreichung hoher Streckgrenzenwerte ist die Kaltverformung, wie z. B. das Ziehen, Recken, Tordieren des Stahles. Den kaltverformten Stählen haften jedoch die Nachteile an, daß sie, durch den Herstellungsprozeß bedingt, eine Oberfläche besitzen, die für die Forderung nach hoher Haftfestigkeit im Beton nicht ausreicht.

Außer den Bewehrungen aus einem einzelnen Stahlstab, mit welchen sich aber eine ausreichende Haftung nicht erreichen läßt, sind auch zusammengesetzte Bewehrungen bekannt, so z. B. Bewehrungen für Betonbalken od. dgl. in Form eines Fachwerkes, das aus je zwei Längsstäben als Zug- und Druckgurt und zickzackförmig angeordneten Füllstäben besteht, die abwechselnd am Zug- und Druckgurt an Querstabstücken zwischen den Längsstäben angeschweißt sind. Die Querstabstücke

stellen in diesem Fall einen Ersatz für die bislang bei solchen Fachwerken üblichen Knotenbleche dar und sind ausschließlich in Anpassung an ihren Verwendungszweck als Knotenpunktverbindungen in einem von der zickzackförmigen Ausfachung abhängigen Abstand voneinander angeordnet und als Übertragungsglieder für die in den Knotenpunkten wirkenden Kräfte ausgebildet. Ein. Vorbild zur Erzielung hoher Haftfestigkeit im Beton zum ίο Zweck der Ausnutzung und Anwendung hoher Stahlspannungen stellen diese bekannten räumlichen Bewehrungen nicht dar.

Auch die üblichen Baustahlmatten, die bekanntlich aus rechtwinklig sich kreuzenden und an den Kreuzungsstellen miteinander verschweißten Scharen von Stab- oder Drahtelementen bestehen, weisen hinsichtlich der Haftfestigkeit und Ausnutzbarkeit hoher Stahlspannungen verschiedene Mängel auf, wie im folgenden erläutert wird. Die zu den jeweilig längs laufenden Stabelementen quer verlaufenden Gitterelemente sind auf diese aufgeschweißt und wirken als Verankerungen im Beton. Sie können bei Ausübung Sbrer verankernden Wirkung im Beton als auf Biegung beanspruchte Träger aufgefaßt werden. Die Spannweite dieser Träger ist gleich dem Abstand der Stabmitte zweier benachbarter Längsstäbe, ist also größer als der lichte Abstand, der zwischen den Längsstabreihen besteht. Demzufolge nehmen bei der Baustahlmatte für einen gegebenen lichten Abstand zwischen den Längsstabreihen das Biegemoment und die Durchbiegung der Querstäbe ihren Höchstwert, d. h. den .ungünstigsten Wert an, was vom Standpunkt der Verankerung im Beton entscheidend ist, zumal insbesondere von den Durchbiegungen der Querstäbe die Rißbreite im Beton wesentlich abhängt. Die verankernde Wirkung im Beton wird bei der Baustahlmatte noch dadurch besonders ungünstig beeinflußt, daß die üblicherweise runden aufgeschweißten Querstäbe eine Keilwirkung ausüben. Ferner ist die Beanspruchung der Schweißstellen der aufgeschweißten Querstäbe sehr ungünstig, da zu den normalen Biege- und Schubbeanspruchungen aus der Last, wie sie z. B. beim eingeschweißten Querstab auftreten, auch noch zusätzliche Verdrehungsbeanspruchungen hinzukommen, deren Schubspannungen sich mit den Schubspannungen der Last addieren. Schließlich ist bei Baustahlmatten für die sich kreuzenden Reihen der Stäbe eine Einschränkung in der Auswahl der Stahlqualität durch die Forderung nach einer gesunden Schweißung an den Kreuzungsstellen gegeben; denn es können nur Stähle mit relativ niedrigem Kohlenstoffgehalt sicher verschweißt werden. Gut schweißbares Stahlmaterial besitzt aber bekanntlich eine verhältnismäßig geringe Streckgrenze. Überdies würden sich bei schmalen Baustahlmatten in der Form von Bewehrungsstreifen, bestehend aus zwei oder mehreren Längsstäben und aufgeschweißten Querstücken, in der gesamten Handhabung, z. B. beim Verladen, Entladen, Verlegen usw., Schwierigkeiten ergeben, da sich die einzelnen Streifen gegenseitig verhängen.

Auch besteht infolge der aufgeschweißten Querstücke die Gefahr von Verletzungen bei den sich mit der Handhabung befassenden Arbeitern. Demnach erfüllen auch Baustahlmatten nicht die Forderung nach hoher zulässiger Stahlspannung, gleichzeitig verbunden mit einer einwandfreien Haftfestigkeit im Beton und nach leichter Handhabung.

Schließlich sind auch Bewehrungsstähle für Stahlbetonkonstruktionen bekannt, die aus einem Stab und mehreren in Abständen auf dem Stab angeordneten Scheiben bestehen. Bei diesem Bewehrungsstahl wirken die Scheiben durch Querflächen mit dem Beton zusammen. Diese Scheiben stellen daher Verankerungskörper dar, durch deren Abstand voneinander auch die Rißbreite im Beton bei richtiger Dimensionierung festgelegt werden könnte. Bei einem dieser bekannten Bewehrungsstähle sind die Scheiben einzeln auf dem Stab aufgefädelt und dann an den jeweiligen Fixierungspunkten durch Aufstauchen des Stabmaterials festgehalten. Dies setzt vor allem ein weiches Stabmaterial, das ist ein Stabmaterial niedriger Streckgrenze, voraus. Bei einer anderen Art ddeser bekannten Bewehrungsstähle sind die Verankerungsscheiben mit dem Stab durch Lichtbogenschweißung verbunden, das ist durch eine Schweißung, die bekanntlich ebenfalls nur bei Verwendung von Stahl-· material mit niedriger Streckgrenze möglich ist. Schließlich hat man auch vorgeschlagen, die Scheiben durch Aufkeilen oder Warmaufziehen auf dem Stab zu befestigen. Diese Verbindungsart ist aber in ihrer Durchführung schwierig und teuer und gewährleistet hinsichtlich der Übertragung der Kräfte auch nicht die gewünschte Sicherheit. Im übrigen sind Bewehrungsstähle mit in Abständen angeordneten Verankerungsscheiben wegen des allseitigen Vorragens ihrer Verankerungsscheiben auch sehr unhandlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bewehrungselement für Stahlbetonkonetruktionen mit in Abständen angeordneten, durch Querflächen wirkenden Verankerungen zu schaffen, das die aufgezeigten Nachteile der bisher bekannten Bewehrungselemente und Baustahlmatten vermeidet und sich durch hohe Streckgrenze zum Zweck hoher zulässiger Stahlspannungen, durch eine überraschende Haftfestigkeit, durch einfache Bauart und durch einfache, gefahrlose Handhabung auszeichnet. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Verankerungskörper zwischen zwei Längsstäben mit hoher Streckgrenze als Querverbindung eingeschweißt sind.

Die Querverbinder, zwischen den zwei Längsstäben eingeschweißt, können aus Stabstücken von solcher Querschnittsform bestehen, daß wenigstens ein Teil dieser Form eine quer zur Längsrichtung des Bewenrungselementes stehende ebene oder gekrümmte Fläche ergibt. Die Ouerverbinder können aber auch aus einem besonderen,. z.B. durdh Pressen, Stanzen od. dgl. hergestellten Formstück bestehen. Gemäß einer besonderen Ausbildung der Erfindung bestehen die Querverbinder aus Stahl mit niedrigerem C-Stoff und/oder Mn-Gehalt als dem

der Längsstäbe, vorzugsweise aus weichem, nicht härtbarem Stahl. Der Vorteil der Verwendung von weichem, nicht härtbarem Stahl für die Querverbinder liegt darin, daß es dadurch möglich ist, ungünstige Einflüsse an der Schweißstelle zu vermeiden, auch dann, wenn für die Längsstäbe Stahl mit hoher Streckgrenze, hervorgerufen durch die notwendigen Legierungselemente, insbesondere durch hohen C-Gehalt, verwendet wird. ίο Das erfindungsgemäße Bewehrungselement stellt einen Formsitatil besonderer Ausbildung dar, der wie die üblichen Formstäbe als Doppelstab sich für Armierungszwecke, und zwar sowohl als schlaffe Bewehrung als auch als vorgespannte Bewehrung, besonders eignet. Dieser neuartige Doppelstab kann aber auch als Grundelement zur Herstellung von Flächenarmierungen (Bewehrungsmatten) Verwendung finden. Eine diesbezügliche Ausführungsfo'rm einer Bewehrungsmatte besteht darin, daß die aus Längsstäben und zwischengeschweißten Querverbindungen bestehenden Doppelstäbe wenigstens die in einer Richtung verlaufenden Elemente der geschweißten Bewehrungsmatte bilden. Hierbei können zweckmäßigerweise die in der Querrichtung verlaufenden Elemente in einem Abstand voneinander liegen, der dem zwei- oder mehrfachen Abstand der Querverbindungen in den längs laufenden Doppelstäben entspricht.

In der Zeichnung ist das Bewehrungselement gemäß der Erfindung in einigen Ausführungsbeispielen veranschaulicht.

Abb. ι und 2 zeigen eine Ausführumgsform des Bewebrungselementes in Draufsicht und einen Querschnitt nach Linie: H-II der Abb. 1; Abb. 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform des Bewehrungselementes gemäß der Erfindung in einer Ansicht und einem Schnitt nach Linie IV-IV der Abb. 3; in

Abb. S ist eine unter Verwendung von erfindungsgemäßen Bewehrungselementen hergestellte, geschweißte Matte in einer Ausführungsform in Draufsicht dargestellt.

Das Bewehrungselement gemäß den Abb. 1 und 2 weist Streifenform auf und besteht aus zwei Längsstäben 1, die parallel zueinander verlauf en und durch dazwischenliegende, mit den Längsstäben verschweißte Verankerungskörper 2 miteinander verbunden sind. Die Verankerungskörper 2 wirken als Ouerverbinder und liegen in Abständen 3 voneinander. Von den Stäben 1, 2 bestehen insbesondere die Längsstäbe 1 aus Stahl mit hoher Streckgrenze, z.B. einer Streckgrenze von 4000kg/cm² und darüber. Der Querschnitt der Längsstäbe 1 kann rund, gegebenenfalls auch profiliert sein; die Querverbinder 2 sind von solcher Form, daß wenigstens ein Teil der Oberfläche quer zur Längsrichtung des Bewehrungselementes steht. Unter anderem kann der Querschnitt der Ouerverbinder 2 auch ein ovaler, quadratischer oder rechteckiger sein, wobei längliche Ouerschnittprofile zweckmäßig hochkantig zur Längenausdehnung des Bewehrungselementes gestellt sind. Die technisch einfachste Querschnittform ist die des Flachstahls bzw. eines mehr oder weniger durch Flachwialzen abgeplatteten Rundstahls. Es kann auch jeder Quervarbinder aus einem besonderen, z. B. durch Pressen, Stanzen od. dgl. hergestellten Formstück bestehen. So zeigen die Abb. 3 und 4 ein Bewehrungselement, bei welchem die Querverbinder 2" aus Formstücken von scheibenförmiger Gestalt bestehen, welche zwischen die Längsstäbe 1 eingesetzt und mit letzterem derart verschweißt sind, daß die Ouerverbinder in Abständen 3 voneinander liegen.

Durch die eingeschweißten Verankerungskörper 2, 2" wird zwischen den zwei Längsstäben eine absolut feste Verbindung geschaffen, die das Gleiten der Bewehrung gegenüber dem Beton im Bereiche der zwischengeschweißten Ver anker umgskörp er vollkommen verhindert. Der Verankerungswiderstand wird erst durch vollständige Zerstörung der Betonzone überwunden. Durch die Abstände 3 der Querveriankerungen kann bei gegebener Längsstabzugspannung die Rißbreite im Beton variiert werden. Der Abstand 3 der Verankerungskörper voneinander beträgt zweckmäßig weniger als 200 mm.

Was den lichten Abstand 4 der beiden Längsstäbe ι voneinander anbelangt, so soll derselbe vorzugsweise gleich sein dem Durchmesser bzw. der Dicke des Stabes 1, sofern letztere 20 mm oder mehr beträgt. Bei einem unter 20 mm liegenden Stabdurchmesser soll der lichte Abstand 4 das Maß von 20 mm vorzugsweise nicht unterschreiten,.

Wie aus Abb. 5 ersichtlich ist, können Bewehrungselemente von der aus den Abb. 1, 2 bzw. 3, 4 ersichtlichen Art auch zur Ausführung einer geschweißten Bewehrungsmatte verwendet werden. In Abb. s ist ein Ausführungsbeispiel einer solchen Bewehrungsmatte dargestellt, bei welchem Bewehrungselemente 11, bestehend aus zwei Länigsstäben 1 hoher Streckgrenze und Querverbindern 2 bzw. 2", also Bewehrungselemente von einer der Ausführungen gemäß den Abb. 1, 2 oder 3, 4, die in der einen Richtung p verlaufenden Elemente der geschweißten Bewehrungsmatte bilden. Die in der anderen Richtung, das ist in der Querrichtung q verlaufenden Elemente 12 können ebenfalls aus Bewehrungselementen gemäß den Abb. 1, 2 bzw. 3, 4 bestehen oder, wie in Abb. 5 dargestellt, von einfachen Stäben gebildet werden, die mit den Bewehrungselementen 11 an den Knotenstellen verschweißt sind. Die Ouerelemente 12 können in einem Abstand 13 voneinander angeordnet sein, der dem zwei- oder mehrfachen Abstand 3 der Querverbinder 2, 2" in den längs laufenden Bewehrungselementen 11 entspricht.

Das erfindungsgemäße Bewehrungselement stellt einen Formstahl dar, mit dem höhere zulässige Stahlispannungen, gleichzeitig verbunden mit besserer Haftfestigkeit, angewendet werden können. Der neue Bewehrungsstahl kann wegen seiner flachen Form besser als die bisher meist verwendeten Formstähle von rundem oder quadratischem Querschnitt in den gewünschten Linienverlauf gebogen werden.

Im übrigen können auch zumindest die Längsstäbe in einem Stadium des Herstellungsvorganges des erfindungsgemäßen Bewehrungsstahles einer seine Festigkeitseigenschaften erhöhenden Ver-

gütungsmaißnahme, z. B. einer¹ thermischen Behandlung, wie künstlichen Alterung oder Patentierung, unterworfen werden. Derselbe Effekt- kann auch durch Zusatz entsprechender, festigkeitserhöhender Legierungselemente erreicht weiden.

Der neue Bewehrungsstahl eignet sich für Stahlbetonkonstruktionen aller Art.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι . Bewehrungselement für S tahlbetonkonstruktionen mit in Abständen angeordneten, durch Querflächen, wirkenden Verankearungskörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungskörper zwischen zwei Längsstäben mit hoher Streckgrenze als Querverbinder eingeschweißt sind.
2. 2. Bewehrungselement nach Anspruch i, dar durch gekennzeichnet, daß die zwischen den Längsstäben eingeschweißten Querveribinder aus einem Formstück bestehen.
3. 3. Bewehrungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dlaß die zwischen den Längsstäben eingeschweißten Querverbinder aus Stahl mit niedrigerem C- oder/und Mn-Gehalt als dem der Längsstäbe, vorzugsweise aus weichem, nicht härtbarem Stahl, bestehen.
4. 4. Unter Verwendung eines Bewehrungselementes nach den Ansprüchen 1 bis 3 hengestellte geschweißte Bewehrungsmatte, dadurch gekennzeichnet, daß die aus zwei Längsstäben mit hoher Streckgrenze und im Abstand dazwischengeschweißten Querverbindern bestehenden Bewehrungselemente wenigstens die in einer Richtung verlaufenden Elemente der Bewehrungsmatte bilden.

   5. Bewehrungsmatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß d'hre in der Querrichtung verlaufenden Elemente in einem Abstand voneinander liegen, der dem zwei- oder mehrfachen Abstand der Querverbinder in den längs lauf endenBewehrungselementenentspricht.

   Angezogene Druckschriften:
   DIN 1045, 4. Ausg.,,, 1943, Tafel I, Gruppe; IVb; britische Patentschrift Nx. 595 378;
   deutsche Patentschrift Nr. 479 871;
   schweizerische Patentschrift Nr. 89 185;
   USA.-Patentschrift Nr. 768 284;

   Beton- und Stahlbetonbau, Heft 23/24, 1944, Aufsatz »Scheibenbewehrte Stahleinlagen«.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   9611 3.55