DE9318729U1 - Bewehrte Tragelemente für das Bauwesen aus Stahl und Kunststoff - Google Patents
Bewehrte Tragelemente für das Bauwesen aus Stahl und KunststoffInfo
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Classifications
-
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Description
Die bewehrten Tragelemente für das Bauwesen, Platten und Stäbe wie
Stützen und Balken, bestehen aus Kunststoffen, deren Querschnitte
zur Tragfähigkeitssteigerung in der Zugzone und gegebenenfalls ebenso in der Druckzone und zur Aufnahme der Schubkräfte mit
Stahlbewehrung versehen werden können.
Die Vorteile der Verwendung von Kunststoffen als bewehrte Tragelemente bestehen darin,
daß preiswertes Recyclingmaterial des Dualem-Systems, das zur Zeit in großen Mengen vorhanden ist, verwendet werden kann.
daß zunächst die Kunststoffe, das Massivholz im Bauwesen in großen Mengen ersetzen sollen, um damit auf längerer Sicht der
Abholzung der Wälder - zum Schutz der Natur entgegenzuwirken.
daß hierfür ein großes Anwendungsgebiet im Bauwesen denkbar ist.
Eine Anwendung im Bauwesen ist denkbar für Dachstuhlkonstruktionen, Carports,
Holzbalkenlagen für Decken, Schalungsgerüste, Hallenausbauten,
Grundstückseinfriedungen, Wintergärten, etc.
Der Grundgedanke der bewehrten Tragelemente "Stahl/Kunststoffe"
ist, daß der Stahl zunächst in die Zugzone eingelegt werden sollte und
dort über Verbund, angebogenen Haken und/oder geschraubten bzw.
verschweißten Verankerungselementen der Zugkraft zugewiesen wird. Der Kunststoff übernimmt hierbei die Druck- und Schubkräfte. Zur
weiteren Tragfahigkeitssteigerung können in der Druckzone und zur
Aumahme der Schubkräfte ebenfalls Stahlstäbe eingelegt werden. In diesem Zusammenhang ist auch eine biegesteife Fachwerkträger-Bewehrung,
zur Aumahme von Zug- Druck- und Schubkräften, denkbar, Eine zusätzliche Tragfähigkeitssteigerung läßt sich durch
Vorspannung erreichen.
Es lassen sich alle möglichen Querschnittsfonnen, wie z. B. Rechteck-,
T-, U-, L oder I-Profile, realisieren.
Die physikalischen Werte können durch Auswahl der Rohstoffe und Zugabe von Füllern und/oder Zusatzstoffen den Erfordernissen
angepaßt werden. Für die Herstellung eines idealelastisch/idealplastischen bzw. eines
hochelastisch/hochplastischen Kunststoffes wäre eine Biegebemessung
analog der DIN 4219 (Leichtbeton mit geschlossenem Gefüge) mit
versagendem Kunststoff in der Zugzone denkbar.
Biegebemessungsbeispiel eines schlaff bewehrten Querschnitts:
Einfeldträger: Stützweite, 1 = 4,00 m,
Belastung: Gleichlast, q = 2,00 kN/qm Querschnitt: Rechteck, b/d/h = 8/16/13 cm
Belastung: Gleichlast, q = 2,00 kN/qm Querschnitt: Rechteck, b/d/h = 8/16/13 cm
| Emoduli: | Stahl: | E s = 21 000 kN/qcm |
| Kunststoff: | E K = 875 kN/qcm | |
| Festigkeit: | Stahl: | ß R = 50 kN/qcm |
| Kunststoff: | ß R = 1,75 kN/qcm | |
| Elastische Dehngrenzen: | Stahl: | sSel =2.38%o |
| Kunststoff: | &egr; K,el.= -2'00 %0 | |
| Plastische Dehngrenzen: | Stahl: | &egr; Spl = 5,00 %o |
| Kunststoff: | &egr; &Kgr;,&rgr;&Igr;&Ggr; -3'50 %0 | |
| Sicherheitsbeiwert: | &ggr; = 1,75 - 2.10 (siehe Anlage!) | |
| Spannungsverteilung | ||
| in der Druckzone: | dreieck/rech | teckförmis. eem DIN 4219 |
(Leichtbeton mit geschl. Gefüge)
Für obige Materialkennwerte wurde die in der Anlage beigefugte, kh-Tabelle
für die dimensionsgebundene Bemessung errechnet Eingearbeitet wurden die ms-Werte für die dimensionslose Bemessung.
kh-Verfahren:
Moment: M = q &khgr; P/8 M = 2,00 &khgr; 4,002/8 = 4,00 kNm
kh=h/V(M/b), [cm, kNm, m] kh= 13/V (4,00/0,08) = 1,84 ->ke =
erf. As = ke &khgr; M/h [kNm, cm, cm2] erf. As = 4,3 &khgr; 4,00/13 = 1,32 cm2
gew. unten 3 0 8
dimmensionslose Bemessung:
ms = M/(bxh2xßR) ms = 4,00/(0,08 &khgr; 0,132 &khgr; 17500)
= 0,169 -> Ic2 = 0,806
erf As = M/(z &khgr; ßs /&ggr; ) erf. As = 4,00/(0,806 &khgr; 0,13 &khgr; 50/1,75)
= 1,34 cm2 gew. unten 3 0 8
Bewehrte Tragelemete für das Bauwesen zur Erstellung von Stab- und
Flächentragwerken aus bewehrten Kunststoffen sollen zur Tragfahigkeitssteigerung mit schlaffer und/oder vorgspannter
Bewehrung versehen werden, um somit eine Anwendung als statisch beanspruchbare Tragglieder zu ermöglichen. Bewehrungstähle werden
zunächst in die Zugzone und zur weiteren Tragfähigkeitssteigerung in die Druckzone und zur Aufnahme der Schubkraft eingelegt Eine
weitere Tragfahigkeitssteigerung kann durch Vorspannen, mit oder ohne Verbund, erreicht werden. Denkbar ist auch eine biegesteife
Fachwerkträger-Bewehrung.
Eine Krafteinleitung in die Bewehrung kann durch Verbund,
angebogenen Haken und durch geschraubten oder angeschweißte Verankerungselemente erfolgen.
Die Kunststoffe lassen sich schwer entflammbar herstellen.
Durch die Verwendung von Recycling-Material sollen in erster Linie
die Kuststoffe des Dualem Systems Verwendung finden. Zur
Verkleinerung der Mülldeponien und zum Schutz der Wälder, der Natur und Umwelt, sollen diese Tragelemente aus bewehrten
Kunststoffen die Verwendung von Holz im Bauwesen mindern bzw. ersetzen und auch eine Alternative in allen möglichen Bereichen im
Bauwesen anstreben.
Claims (8)
1.- Bewehrte Tragelemente für das Bauwesen zur Erstellung von Stab-und Flächentragwerken
dadurch gekennzeichnet, daß die Trageleraente aus Kunststoffen
bestehen und mit Bewehrung schlaff oder vorgespannt zur Tragfähigkeitssteigerung versehen werden.
2.- Bewehrte Tragelemente nach Schutzanspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffe schwer entflammbar sind.
3.- Bewehrte Tragelemente nach Schutzanspruch 1
dadurch gekennzeichnet , daß die Außenseiten der Querschnitte glatt oder strukturiert ausgebildet werden können.
4.- Bewehrte Tragelemente nach Schutzanspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrung aus Stabstahl mit glatter, gerippter oder profilierter Oberfläche,
einzeln, verschweißt zu Matten oder zu ebenen und räumlichen Fachwerken bestehen kann.
5.- Bewehrte Tragelemente nach Schutzanspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß die Krafteinleitung in die Bewehrung über Verbund, angebogene Haken oder durch
Verankerungselemente (geschraubt oder verschweißt) - wie im Stahlbeton - erfolgen kann.
6.- Bewehrte Tragelemente nach Schutzanspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß Kunststoffe, auch aus der Abfallbeseitigung als sogenannte Recycling-Kunststoffe
aufbereitet, verwendet werden können.
7.- Bewehrte Tragelemente nach Schutzanspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß eine Biegebemessung der Tragelemente für die Bruchschnittgrößen (z.B. analog dem Rechteck-Dreieckdiagramm
des Stahlleichtbetons nach DIN 4219) erfolgen kann, da die Materialkennwerte des Kunststoffes
beliebig (z.B. idealelastisch/idealplastisch bzw. hochelastisch/hochplastisch) eingestellt werden können.
8.- Bewehrte Tragelemente nach Schutzanspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß die physikalischen Materialkennwerte
der Kunststoffe mit bzw. ohne Füllstoffe und/ oder Zusatzstoffe gewollt oder entsprechend den
Erfordernissen eingestellt werden können.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| DE9318729U DE9318729U1 (de) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | Bewehrte Tragelemente für das Bauwesen aus Stahl und Kunststoff |
| DE4443205A DE4443205C5 (de) | 1993-12-07 | 1994-12-05 | Verfahren zum Herstellen eines Tragelements mit schlaffer Stahlbewehrung |
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|---|---|---|---|
| DE9318729U DE9318729U1 (de) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | Bewehrte Tragelemente für das Bauwesen aus Stahl und Kunststoff |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| DE4443205A Expired - Fee Related DE4443205C5 (de) | 1993-12-07 | 1994-12-05 | Verfahren zum Herstellen eines Tragelements mit schlaffer Stahlbewehrung |
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Cited By (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10061737A1 (de) * | 2000-12-07 | 2003-05-22 | Andreas Kniepert | Tragwerk für Brücken- und Dachkonstruktionen |
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| DE4443205C5 (de) | 2004-07-01 |
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