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Bewehrungsanordnung für flächenartige Stahlbetonbauteile Flächenartige
Stahlbetonbauteile werden im wesentlichen entweder mit Hilfe stabförmiger Einzelelemente
oder mit punktgeschweißten Matten bewehrt.
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Bei der Bewehrung aus Einzelstäben besteht die Möglichkeit, den Bewehrungsquerschnitt
je laufenden Meter Breite ohne besondere Vorarbeiten den Gegebenheiten des Einzelfalles
in idealer Weise anzupassen. An Stellen, an welchen ein höherer Ouerschnittswert
erwünscht ist, legt man in entsprechendem Umfang Stäbe zu, an anderen Stellen wiederum
werden die Abstände zwischen den Einzelstäben vergrößert. Statt den Bewehrungsquerschnitt
je laufenden Meter durch Vergrößerung oder Verringerung der Abstände zwischen den
einzelnen Stäben zu ändern, kann man bei der Bewehrung mit Hilfe von Einzelstäben
die gewünschten Ouerschnittsänderungen auch durch Auslegen von Stäben unterschiedlicher
Stabdurchmesser herbeiführen.
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Der Nachteil der Stabbewehrung besteht in dem großen Arbeitsbedarf
für die in erheblichem Umfang notwendigen handwerklichen Zurichtungen, wie Ablängen
der Einzelstäbe, Anbiegen von Haken, Anbringung von Aufbiegungen, Auslegen einer
Vielzahl von Einzelelementen und deren Festlegung im Grundriß sowie Sicherung der
Lage derselben auf der Schalung. Weiterhin ist zu erwähnen, daß jede Bewehrung eines
flächenartigen Bauteils aus Stäben in zwei Richtungen besteht. Nach dem Auslegen
der Stäbe einer Richtung muß die Stabschar der anderen Richtung darübergelegt und
mit der ersten an den Kreuzungsstellen verknüpft werden.
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Die zweite grundsätzliche Gattung von Bewehrungen für flächenartige
Stahlbetonbauteile besteht
aus punktgeschweißten Bewehrungsmatten,
welche nebeneinander mit Überdeckung verlegt werden. Der Vorteil dieser Bewehrungsart
liegt zunächst in der Möglichkeit einer fabrikmäßigen Herstellung von großflächigen,
maßhaltigen Bewehrungseinheiten. Diese gestatten einen schnellen Ablauf des Bewehrungsvorganges,
da die bei einer Bewehrung mit Einzelstäben notwendigen Vorgänge des Biegens und
des Auslegens sowie Verknüpfens der Bewehrungsstäbe entfallen. Ein weiterer Vorteil
der Mattenbewehrung besteht in der starren Verbindung aller Längs- und Querbewehrungsstäbe,
was einen guten Verbund zwischen Bewehrung und Beton bewirkt.
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Wegen dieser Vorteile hat die Mattenbewehrung schon seit längerer
Zeit weite Verbreitung im Stahlbetonbau gefunden. Allerdings läßt die Mattenbewehrung
auch noch Wünsche offen, weil ihr eine gewisse Starrheit eigen ist. Bei ihr muß
nämlich der Stahlquerschnitt in der Längs- und Querrichtung schon erhebliche Zeit
vor dem Verlegen der Bewehrung festgelegt werden. An den nach dieser Festlegung
des Grundquerschnittes gefertigten Bewehrungsmatten und der Anordnung derselben
lassen sich nachträgliche Änderungen, ohne die auf Grund der Besonderheiten des
Bauwesens die Praxis nun einmal nicht auskommt, oft nur sehr schwer durchführen.
Sie zwingen in jedem Falle zur Inkaufnahme eines erheblichen Materialverlustes.
Das wird aus folgendem Beispiel klar: Für die Deckenplatten eines bestimmten Bauwerkes
werden beispielsweise vor Baubeginn für die Feldbewehrung für erforderlich gehalten:
Wenn der Bewehrungsbedarf aus besonders angefertigten, maßgerechten Matten (genannt
Matten nach Mattenliste) gedeckt werden soll: Sieben Mattensorten mit unterschiedlichen
Stahlquerschnitten, Längen und Breiten mit einem Gewicht von i 432 kg.
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Wenn die Bewehrungsaufgabe mit Hilfe von Standardmatten vom Lager
des Eisenhändlers (genannt Lagermatten) gelöst werden soll: Vier Mattensorten mit
unterschiedlichen Stahlquerschnitten bei einheitlicher Länge und Breite mit einem
Gewicht von i 571 kg.
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Eine unvorhergesehene, möglicherweise nur geringfügige Änderung der
Belastungsverhältnisse zwingt häufig noch während der Bauzeit zu Umdisponierungen
in den zuvor festgelegten Bewehrungen, so daß in bezug auf ihre Anzahl und Größe
Änderungen eintreten. Es sei angenommen, daß sich bei dem gegebenen Beispiel in
einem Teil der Deckenplatten die Stützweiten um nur io cm ändern. Für die Bewehrung
ergibt sich dann folgendes Von den nach Mattenliste gefertigten Matten sind aus
zwei der vorgesehenen Mattensorten rund 9oo kg nicht mehr für dieses Bauwerk verwertbar.
Es müssen entsprechend geänderte Matten, womöglich unter Hinnahme erheblicher Zeitverluste,
nachbestellt oder unwirtschaftliche Zulagen eingelegt und Überbewehrungen an anderer
Stelle mit den daraus folgenden Materialverlusten in Kauf genommen werden. Wenn
der Bewehrungsbedarf aus Standardmatten vom Lager (Lagermatten) befriedigt werden
sollte, so ist zwar der jetzt eintretende Zeitverlust nicht nennenswert. Es sind
aber Umdispositionen notwendig, und es treten Materialverluste ein, wenn die zuerst
vorgesehenen Matten - wie oft üblich - bereits beim Händler gekauft oder gar schon
zurechtgeschnitten worden sind. Die Änderungen umfassen hier rund 65o kg der ursprünglich
vorgesehenen Matten und machen die Beschaffung von zwei neuen Mattensorten mit etwa
gleich großem Gewichtsanteil erforderlich.
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Das aufgezeigte Beispiel verdeutlicht nicht nur, zu welchen Schwierigkeiten
die Starrheit der Matten hinsichtlich der in ihnen verkörperten -Stahlquerschnitte
führt, man erkennt auch, daß für die einfache Feldbewehrung einer Deckenplatte eine
Vielzahl von Mattensorten verwendet werden muß. Die Fertigung, Anlieferung und Lagerung
auf der Baustelle in getrennten Stapeln ist bei den vielen Mattensorten - die üblicherweise
für ein Bauwerk zwischen zehn und hundert Positionen ausmachen - eine Erschwernis,
die besonders bei Baustellen in einer Großstadt mit beengten Platzverhältnissen
des öfteren die Anwendung der Mattenbewehrung trotz aller ihrer anderen Vorzüge
verhindert hat. Wohl läßt sich bei Verzicht auf äußerste S_ tahlersparnis (vgl.
Gewichtsunterschiede zwischen den beiden obigen Fällen) mit den beim Eisenhändler
in Einheitsgrößen auf Vorrat gehaltenen Lagermatten die Sortenzahl verringern. Aber
auch in diesen Vorratslagern der Händler beansprucht das für eine ausreichende Versorgung
erforderliche Sortiment mit fünfzehn bis zwanzig Mattensorten Lagerungsraum, der
oft nicht zur Verfügung steht.
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Weiterhin sind der Bemessung der Bewehrungsmatten in bezug auf die
Länge und Breite nach oben hin durch die Verlade- und Transportmöglichkeiten Grenzen
gesetzt. Dies gilt besonders für die Mattenbreite. Bei Waggon-Versand beträgt die
maximale Breite 2,65 m, bei LKW-Versand bis 2,45 m. Auch wenn man Abmessungen unter
diesen Maximalwerten als Normalausführung von Bewehrungsmatten zugrunde legt, müssen
solche Bewehrungsgebilde immer noch als vergleichsweise sperrig angesehen werden,
deren Handhabung nicht ganz einfach ist.
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Der Erfindung liegt die als grundlegend anzusprechende Erkenntnis
zugrunde, daß es eine Möglichkeit gibt, um die Sperrigkeit und Unhandlichkeit der
Matten aufzuheben, ohne gezwungen zu sein, die einleitend erwähnten Nachteile der
aus Einzelstäben bestehenden Bewehrung in Kauf nehmen zu müssen. Es soll also eine
Synthese aus der aus Einzelstäben bestehenden Bewehrung und der bekannten Mattenbewehrung
verwirklicht werden. Dies wird erfindungsgemäß durch eine Bewehrungsanordnung für
flächenartige Stahlbetonbauteile erreicht, bei welcher die Bewehrungsmatten als
gegenüber den handelsüblichen Lagermatten schmale Mattenstreifen von 7o bis i2o
cm Breite ausgebildet und die derart gestalteten Matten so
zueinander
angeordnet sind, daß ihre Stoßüberdeckungen das amtlich vorgeschriebene Mindestmaß
übersteigen, so daß unter Verwendung eines einzigen Typs von Mattenstreifen gleichbleibenden
Grundquerschnitts mit Hilfe der größeren Zahl der in den Überdeckungszonen hinzukommenden
Tragstäbe in Verbindung mit dem Grundquerschnitt der Mattenstreifen ein auf die
Besonderheit jedes Einzelfalles abstimmbarer Stahlquerschnitt je Meter Bauteilbreite,
und zwar bis zum doppelten Betrag des Grundquerschnittes realisierbar ist.
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Man kennt allerdings bereits Bewehrungsanordnungen, die aus punktgeschweißten
Matten bestehen, die nebeneinander mit Überdeckung verlegt wurden. Die Überdeckungen
sind notwendig, um die am Mattenrand jeweils unterbrochenen Stäbe mit den gleichgerichteten
Stäben der anderen Matte so zu stoßen, daß der kontinuierliche Kraftfluß gewährleistet
ist. Je nach den statischen Anforderungen an die zu stoßenden Stäbe haben sich Mindestüberdeckungsmaße
eingeführt, die auch in amtlichen Vorschriften verankert wurden. Das Überdeckungsmaß
für die Querstäbe in einachsig gespannten Bauteilen beträgt beispielsweise 1nindestens
eine Masche oder 1o cm. Für gestoßene Stäbe in Tragrichtung beträgt die amtlich
vorgeschriebene Mindestüberdeckung drei Maschen oder mindestens 30 cm.
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In diesem Zusammenhang, nämlich bei Bewehrungsmatten üblicher Breite,
die mit Mindestüberdeckung verlegt werden, wurde in einer ausländischen Druckschrift
die Theorie aufgestellt, daß im Bereich des Stoßes der Querstäbe die im Stoß übereinanderliegenden
Längsstäbe auf der ganzen Plattenbreite wirksam mitgerechnet werden könnten. Man
glaubte auf diese Art und Weise wenigstens bei größeren Spannweiten die in den Mattenstößen
entstehenden Materialverluste vermeiden zu können, während der älteren Druckschrift
nichts über die Möglichkeit entnommen werden kann, dadurch daß nur mit Überdeckungen
gearbeitet wird, die das amtlich vorgeschriebene Mindestüberdekkungsmaß übersteigen,
die der bisherigen Mattenbewehrung anhaftende Starrheit zu beseitigen oder auch
nur zu lockern.
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Vor allem aber fehlt die Erkenntnis, daß die Vergrößerung der Überdeckung
über das Mindestmaß hinaus eine Möglichkeit zur Lösung eines ganz neuen Problems
eröffnet, nämlich vergleichsweise schmale 1lattenstreifen heranzuziehen und unter
Überwindung eines . in der Fachwelt bestehenden Vorurteils wegen erhöhten Materialaufwandes
den gewichtigeren Vorteil zu gewinnen, daß ein auf die Besonderheiten eines jeden
Einzelfalles abstimmbarer Stahlquerschnitt je Meter Bauteilbreite bis zum doppelten
Betrag des Grundquerschnittes durch den Einsatz von Mattenstreifen mit allen ihren
Vorteilen realisiert werden kann.
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Im einzelnen wird durch die Erfindung demgegenüber erreicht, daß man
bei verschiedenartiger Stützweite und verschiedenartiger Belastung ein und denselben
Mattentyp verwenden kann. Es entfällt somit die Notwendigkeit, bei Veränderung einer
der vorgenannten Komponenten (Stützweite und Belastung) eine gesonderte Matte herzustellen
und anzuliefern. Hiermit ist zugleich der Vorteil verbunden, daß man nur wenige
Mattentypen auf Lager zu halten braucht. Die Matte für die erfindungsgemäße Bewehrungsanordnung
ist einfacher zu stapeln und zu verlegen. Sie verbindet die Vorteile punktgeschweißter
Bewehrungsmatten (schnelleres Verlegen großer Bewehrungsflächen, höhere Stahlausnutzung
infolge besserer Verankerung im Beton) mit den Vorteilen -der Bewehrung mit Hilfe
von Einzelstäben (kleinere Lagerhaltung, bequeme Handhabung, Transporterleichterung
und Änderungen des Stahlquerschnittes noch beim Verlegevorgang). Infolge der geringen
Breite besitzen die Mattenstreifen ein niedrigeres Gewicht je laufenden Meter, sie
können daher ohne Erhöhung des Gesamtgewichtes in größeren Längen hergestellt wer
den, wodurch die Schnittverluste wesentlich vermindert werden.
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Durch die Möglichkeit, den Stahlquerschnitt unter Verlegung eines
einzigen Mattentyps vergleichsweise geringer Breite den jeweiligen Querschnittsanforderungen
bis zum doppelten Betrag des Grundquerschnittes ändern zu können, ersetzt jeder
Mattenstreifen eines bestimmten Grundquerschnittes etwa vier bis fünf Mattensorten
der bisher vom Handel auf Vorrat gehaltenen Lagermatten. Neben den sich daraus ergebenden
Vorteilen für den Lagerhalter hat dies auch fertigungsmäßige Auswirkungen zur Folge,
die durch Vereinfachung, rationelle Ausnutzung der Maschinen und Automatisierung
des Herstellungsvorganges zu einer erheblichen Senkung der Fertigungskosten führen.
Dabei wird die Automatisierung nicht nur durch die geringere Zahl der herzustellenden
Sorten, sondern auch durch die geringere Breite der Matte und ihre dadurch möglich
werdende große Länge gefördert. Die Mattenstreifen können in Rollen von so großem
Durchmesser hergestellt werden, daß plastische Verformungen vermieden werden und
doch ein bequemer Transport möglich ist. Freilich tritt durch die gewollte primitive
Verlegung und durch die Gestaltung der Mattenstreifen bei der fertigverlegten Bewehrung
ein Mehrgewicht ein, dessen Nachteil aber durch die aufgezeigten Vorteile mehr wie
ausgeglichen wird. So würde das zuvor gegebene Beispiel bei Anwendung der erfindungsgemäßen
Bewehrungsanordnung zu folgendem Ergebnis führen: Es genügt eine einzige Mattenstreifensorte
von einheitlichem Querschnitt in Längs- und Querrichtung, die in Rollen von etwa
5o m Länge mit einem Gewicht von 1,742 kg angeliefert werden kann. Die angenommene
Entwurfsänderung würde in diesem Fall die Materialbeschaffung überhaupt nicht beeinflussen,
denn die nach der Stützweitenänderung in abgewandelter Größe erforderlichen Stahlquerschnitte
je Meter Bauteilbreite können ohne weiteres durch Anordnung anderer, das Mindestmaß
übersteigender Überdeckung der nebeneinander verlegten Mattenstreifen in einfachster
Weise verwirklicht werden. Man kann also trotz
Änderung der Entwurfsgrundlagen
den gleichen Mattenstreifen verlegen, wie er vor der Entwurfsänderung vorgesehen
war.
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Der Vorzug der mit Hilfe von Mattenstreifen erzielbaren Vielfältigkeit
wiegt den Nachteil größerer Überdeckungslängen der Querstäbe und der notwendigen
größeren Querschnitte der Querbewehrung bei weitem auf.
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Zur Aufnahme von Schubkräften können die Mattenstreifen leicht aufgebogen
werden, wie das beim Stabstahl schon lange üblich ist, da der Bereich, in dem die
untere Bewehrung dann fehlt, sehr klein ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der neuen Bewehrungsanordnung
wiedergegeben; a bedeutet den Stoßabstand und b die jeweiligen Überdeckungsmaße.
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Abb. i zeigt drei Bewehrungsmatten, die gestoßen sind und bei denen
der Stoßabstand a 70 bis 12o cm beträgt bei einem Mindestüberdeckungsmaß b von beispielsweise
io cm; Abb.2 und 3 zeigen, daß bei Verwendung von gleichen Bewehrungsmatten mit
Anwachsen des Überdeckungsmaßes b der Stoßabstand a abnimmt. Der rechnerische
Bewehrungsquerschnitt steigt dabei von seinem Grundwert bis zu seinem doppelten
Betrag.