EP0025436A1

EP0025436A1 - Bewehrungselement und verfahren zu dessen herstellung.

Info

Publication number: EP0025436A1
Application number: EP80900186A
Authority: EP
Inventors: Franz Bucher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-02-27
Filing date: 1980-09-10
Publication date: 1981-03-25
Also published as: DE3061288D1; JPS56500022A; BE881958A; WO1980001818A1; AT359253B; ATA148479A; CA1163457A; US4393639A; EP0025436B1

Description

Bewehrungselement und Verfahren zu dessen

Herstellung —

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bewehrungselement für die Bewehrung der Zugzonevon auf Biegung bean- spruchten Stahlbetonbauteilen, mit mindestens zwei parallel verlaufenden BewehrungsStäben, deren Längen und Anordnung auf den Momentenverlauf abgestimmt sind.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Der derzeitige Stand der Stahlbetonwissenschaft sieht in der klassischen Bemessungstheorie für auf Biegung beanspruchte Bauteile eine Wechselbeziehung zwischen Zug- und Druckkräften über die Schubaufnahmefähigkeit des Betons vor. Diese Annahme setzt voraus, daß der in der Zugzone des auf Biegung beanspruchten Bauteiles die Zugkräfte übernehmende Bewehrungsstahl verankernde Haftfähigkeit besitzt. Erst dann, wenn diese Haftfähig¬ keit gewährleistet ist, gibt der Bewehrungsstahl seine Kräfte an den ihm umschließenden Beton ab, der sie über seine Schubbeanspruchbarkeit an die Betondruckzone weiterleitet.

Die Verankerungsfähigkeit des auf Zug beanspruchten Bewehrungsstabes im Beton ist ein wesentlicher, kosten- intensiver Schwachpunkt, desse zumindest teilweise Lösung durch Verdrillung der Stäbe (GB-PS 15.946/1908) durch Profilierungen, Aufwalzungen, Verseilungen, ver¬ schweißte leiterartige Zwischenstücke (DE-PS 907.587), aufgeschweißte Knotenpunktstücke, Aufstauchungen, aufge¬ setzte Manschetten (DE-OS 1.609.910) usw. versucht wurde. Dadurch ist es auch gelungen, die Haftlänge zu verkürzen.

Eine weitere Möglichkeit zeigt die AT-PS 310.397, bei der KurzVerankerungen zumindest an den Enden der

Bewehrungsstäbe aufgeschweißt werden. Wenn auch auf diese Weise die Haftlängen der Bewehrungsstäbe voll¬ ständig entfallen können und auf diese Weise hoch¬ wertiger Bewehrungsstahl gespart werden kann, da die Kurzbewehrungen aus Stahl minderer Qualität hergestellt werden können, so verbleibt doch die Notwendigkeit, diese Kurzbewehrungen zu erzeugen und anzuschweißen.

Schließlich beschäftigt sich auch die AT-PS 309.757 damit, die Haftlänge zu verkürzen, wozu sie bei Beweh- rungsmatten vorschlägt, Querstäbe innerhalb der am Ende der Längsstäbe angewandten Hälfte der Haftlänge anzu¬ ordnen.

Aufgabe der Erfindung

Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, ein Bewehr ngselement der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auf jegliches zusätzliches Verankerungsmittel verzichtet werden kann und somit eine weitere Ein¬ sparung vorgenommen werden kann.

Dies ist dann möglich, wenn es gelingt, die Zugkraft von jedem kürzeren Bewehrungsstab in den nächst- längeren in einer Weise überzuleiten, daß im Endpunkt

O PI

/_λr V IPO . jedes BewehrungsStabes die Zugkraft abgebaut und daher Null ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeder kürzere Bewehrungsstab zumindest einen längeren Bewehrungsstab in an sich bekannter Weise*über die gesamte Länge unmittelbar berührt und mit ihm zumindest in Abschnitten kraftüberleitend verbunden, vorzugsweise verschweißt ist.

Das erfindungsgemäße Bewehrungselement unterscheidet sich somit wesentlich von allen bekannten Bewehrungs¬ elementen, wie Trägern, Matten usw. , bei denen die zur Momentenabdeckung erforderlichen Zusatzbewehrungsstäbe mit dem vorschriftsmäßigen Mindestabstand zu den Längsbewehrungsstäben angeordnet und mit- en Bügeln bzw. QuerStäben verschweißt sind, die untereinander, ebenfalls nur mit einem Mindestabstand zueinander, vorgesehen sein können. Die Verbindung zwischen Längs¬ und Zusatzstäben beschränkt sich daher - geometrisch gesehen - nur auf Schweißpunkte an den Querstäben, deren Zugfestigkeit selbstverständlich zu gering ist, um die auftretenden Kräfte zu übertragen.

In einer Ausführung ist dabei vorgesehen, daß die Gesamtguerschnittstlache der Verbindungen zwischen je zwei Bewehrungsstäben eine zur vollständigen Kraft¬ überleitung aus dem zu entlastenden, kürzeren Bewehrungsstab zumindest ausreichende Größe aufweist. Die für die vollständige Kraftüberleitung aus den zu entlastenden Bewehrungsstäben erforderliche Gesamt- querschnittsfläche der Verbindungen ist jedoch in jedem Fall größer als bei den genannten Punktverbindungen zwischen Längs- und Querstäben, bei denen zudem der Weg des Kraftflusses über Querstäbe noch verlängert wird, sodaß auch noch nicht zu vernachlässigende Momentenbeanspruchungen aus exzentrischer Zugkraftein¬ wirkung hinzuzuzählen sind.

Vorzugsweise ist daher vorgesehen, daß jede Verbindung zwischen den Bewehrungsstäben eine Verschweißung ist, wobei zwischen der Zugkraft Z der Verbindungen beiderseits der Ordinate des größten Mome'ntes und aller zu übertragenden Zugkräfte _ z aus dem oder den kürzeren

Bewehrungsstäben folgende Beziehung besteht: _v _n

∑z

Beim erfindungsgemäßen Bewehrungsele ent wird durch die unmittelbare Berührung der Bewehrungsstäbe die Möglichkeit geschaffen, Verbindungen zu erzielen, die der einzutragenden Zugkraft zumindest äquivalent sind, da die Länge und Anzahl der Verbindungen beliebig gewählt werden können.

Es ist zwar bereits bekannt, Bewehrungsstäbe durch Bündel von zumindest drei gleich langen dünneren Bewehrungsstäben zu ersetzen (AT-PS 230.074) , wobei die Stäbe des Bündels einander berühren und auch hier eine Verbindung an einigen Stellen oder über die gesamte Länge vorgesehen ist. Die Aufteilung des Einzel- stabes in verschweißte Bündel aus gleich langen Stäben bringt verschiedene Vorteile mit sich: Oberflächenver¬ größerung, Knickfestigkeitserhöhung, günstigeres Trägheits- und Widerstandsmoment, Beschränkung auf wenige Durchmesser, sowie, beim Ersatz von Stäben mit großen Durchmessern, auch geringere Gestehungskosten, da diese gegenüber mehreren Stäben des mittleren Durchmesserbereicb.es beträchtliche Preiszuschläge aufweisen. Der letztgenannte Vorteil tritt bei Beweh¬ rungsstäben mit hoher Stahlqualität besonders in Erscheinung. Die aus der AT-PS 230.074 bekannte Lehre der Bündelung kann jedoch nicht unmittelbar auf das Problem der Haftlängenverkürzung übertragen werden, da, wie erwähnt, die Überleitung des Kraftflusses bestimmte Kriterien für die Verbindung erfordert, die der AT-PS 230.074 nicht zu entnehmen sind, da diesbezügliche Überlegungen nicht gestellt sind. Sie beschränkt sich vielmehr auf die Bündelung drei oder mehr gleich langer Stäbe, deren Verbindung im wesentlichen nur dem einfachen Zusammen- halt dient.

Beim erfindungsgemäßen Bewehrungselement wird eine fließende Einbindung des Kraftflusses in den weiterlei¬ tenden Bewehrungsstab erzielt, wobei die Querkomponente auf das Mindestmaß, nämlich die Summe der Halbmesser der beiden Bewehrungsstäbe, und damit auch die Momenten¬ beanspruchungen aus der exzentrischen Zugkraf einwirkung reduziert sind. ^■--^■ ..__ .

Wesentlich ist auch, daß bei einem Bewehr ngselement, das aus mehr als zwei Bewehrungsstäben besteht, die Querschnittsflächen der Verbindungen zwischen einem Bewehrungsstab, der bereits mit mindestens einem kürzeren Bewehrungsstab verbunden ist, und einem längeren Bewehrungsstab größer sein müssen als bei einem zweistabigen Bewehrungselement. In diesem Fall muß nicht nur die Kraft aus einem Bewehrungsstab übergelei¬ tet werden, sondern auch die Kraft, die von dem bzw. den kürzeren Bewehrungsstäben bereits aufgenommen worden ist, das heißt, daß die Zugkraftübernahmsfähig- keit der Verbindungen sich nach der Gesamtquerschnitts- fläche dieser kürzeren Bewehrungsstäbe richten muß.

Eine einfache Kraftüberleitung findet bei mehrstabigen Bewehrungselementen in diesem Fall nur jeweils in den Endbereichen eines mittleren Bewehrungsstabes statt. Es ist daher in einer Ausführung vorgesehen, daß die Gesamtquerschnittstlache der Verbindungen zwischen je zwei Bewehrungselementen proportional zur zu ent¬ lastenden Querschnittsflache ist.

Da das Ausmaß der Zugkraftüberleitung von der Stelle des größten Momentes zu den beiden Enden des Bewehrungs- stabes hin zunimmt, kann in einer weiteren Ausführung der Erfindung vorgesehen sein, entweder den Abstand zwischen gleich langen Verbindungsabschnitten im Endbereich kleiner oder bei gleichem Abstand deren Längen und damit deren Zugkraftübernahmefähigkeit größer auszubilden.

Aus Herstellungsgründen ist jedoch der Wechsel zwischen jeweils gleich langen Verbindungsabschnitten und je- weils gleich langen Abständen, in denen einander die Stäbe nur berühren, vorzuziehen., wobei von den End¬ bereichen aus zur Stelle des größten Momentes die Mindesterfordernisse zunehmend übersteigende Quer¬ schnittsflächen der Verbindungsabschnitte erhalten werden. Die Verbindungen können bevorzugt, wie erwähnt, durch Verschweißen erzeugt werden. In einer Ausführung ist dabei vorgesehen, daß an jeder Schweißstelle zu¬ mindest eine Schweißperle erstarrt ist, die aus einem vor der Widerstandsschweißung zwischen die Bewehrungs- stäbe in an sich bekannter Weise eingeführten Draht geschmolzen ist, dessen Durchmesser unter dem der Bewehrungsstäbe liegt. Die Anzahl der Schweißperlen und damit der eingeführten Drähte richtet sich nach dem Ausmaß der gewünschten Kraftüberleitung. Reicht die Verbindung über eine Schweißperle nicht aus, so können auch zwei oder mehr Schweißperlen in Längsrichtung des Bewehrungsele entes hintereinander vorgesehen sein, von denen jede aus einem Draht geschmolzen und erstarrt ist. Zur Herstellung jeder Verbindung werden dabei, in der Stromdurchflußrichtung gesehen, insgesamt drei Stäbe - die beiden Bewehrungsstäbe und .der dazwischenliegende Draht - miteinander verschweißt, zwischen denen jeweils nur eine Punktberührung stattfindet, wobei die dadurch und auf Grund seines geringeren Durchmessers extrem hohe Stromdichte im mittleren Draht dessen völlige AufSchmelzung zu einer Schweißperle bewirkt. Je nach Durchmesser der beiden Bewehrungsstäbe werden diese während des Schweißvorganges im Umgebungsbereich höchstens geringfügig erweicht, und die Schweißperle verfließt in den beiden Hohlkehlen längs der Berührungs¬ linie der beiden Bewehrungsstäbe. Die höchstens geringe AufSchmelzung der Bewehrungsstäbe selbst hat weiters auch nur einen höchstens geringen Einfluß auf die

Eigenschaften des BewehrungsStahles, sodaß vor allem hochwertige Stähle verarbeitbar sind, deren Verschwei- ßung auch bei Baustahlmatten immer schon mit Problemen verbunden war.

Dadurch können auch Bewehrungselemente erzeugt werden, bei denen zumindest einer der eingeführten Drähte zumindest einseitig über die Bewehrungsstäbe vorsteht. Dies wird dadurch erreicht, daß der Draht um einen das für die Herstellung der Schweißverbindung benötigte Ausmaß übersteigenden Betrag zwischen die Bewehrungs¬ stäbe eingeschoben wird, der sich nach dem gewünschten Abstand des Bewehrungselementes zur Betonschalung richtet. Weisen die Bewehrungsstäbe verschiedene Durchmesser auf, so beträgt der Durchmesser des einge- führten Drahtes das 0,2- bis 0,9-fache des Durchmessers des dünnsten BewehrungsStabes, vorzugsweise das 0,4- 0,5-fache. Läßt man den Draht einseitig vorstehen, kann dadurch vor allem ein Abstandhalter, beispielsweise zu einer Betonschalung, gebildet werden. Läßt man den Draht beidseitig vorstehen, so können die vorstehenden Teile zur Verbesserung der Verankerung im Beton ver¬ wendet werden.

Ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Beweh¬ rungselementes, bei dem zwischen zwei einander gegen- überliegenden Schweißelektroden zwei Bewehrungsstäbe mit Abstand zueinander hindurchgeführt werden, und bei dem zwischen die Bewehrungsstäbe zumindest ein Draht eingeführt und anschließend die Verschweißung durchge¬ führt wird, wobei jeder Draht zu einer Schweißperle schmilzt, und die beiden Bewehrungsstäbe durch den Preßdruck der Elektroden zueinander bewegt und durch die erstarrende(n) Schweißperle(n) einander berührend fixiert werden, läßt sich besonders vorteilhaft in automatischen Fertigungsanlagen mit taktweisem Vor- schub anwenden, wie sie bisher für die Matten- oder GitterträgerherStellung verwendet werden. In diesem Fall wird jeder eine Schweißperle bildende Draht von einer Rolle abgezogen und diskontinuierlich senkrecht zu den Bewehrungsstäben zwischen diese eingeführt, wobei unmittelbar nach dem Schweißvorgang durch den Vorschub des Bewehrungselementes jede erstarrende Schweißperle vom zugeführten Draht abgebrochen wird, soferne der Draht höchstens einseitig über die Bewehrungsstäbe vorsteht. Soll der Draht beidseitig vorstehen, wird er vor Beginn des Vorschubtaktes abge¬ trennt. Insbesondere für die Verwendung des vorstehen¬ den Drahtes als Abstandhalter ist vorgesehen, daß der eingeführte Draht aus einem nicht rostenden Material besteht, um eine Nachbehandlung zu vermeiden.

Das erfindungsgemäße Bewehrungselement ist nicht nur als Einzelelement, sondern auch als Teil eines Bewehrungsgebildes einsetzbar. Beispielsweise ergibt sich dadurch die Möglichkeit, Bewehrungsmatten herzu¬ stellen, bei denen die Länge der zusätzlichen, kürzeren Bewehrungsstäbe nicht wie bisher von der Maschenweite der Querstäbe abhängig gemacht werden muß, da an den Enden ein Schweißknoten erforderlich ist, sondern tatsächlich dem Momentenverlauf angepaßt werden kann.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen in mehreren Ausführungs- beispielen beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.

Beschreibung der Zeichnungsfiguren

Es zeigen:

Fig. 1 einen auf Biegung beanspruchten und auf zwei Endauflagern liegenden Stahlbetonbauteil mit einem schematisch eingezeichneten erf-indungsgemäßen Bewehrungselement und mit dem Momentenverlauf;

Fig. 2 einen Schnitt durch das Bewehrungselement nach Fig. 1 ;

Fig. 3 den Abschnitt A des Bewehrungselementes nach Fig. 1 ; Fig. 4a bis 4d weitere Ausführungsbeispiele von Bewehrungselementen;

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel; Fig. 6 Stirnansichten von räumlichen.Bewehrungs¬ elementen mit einem (Fig. 6a) bzw. zwei (Fig. 6b) erfindungsgemäßen Bewehrungselementen;

Fig. 7 die Draufsicht auf eine Bewehrungsmatte mit zwei erfindungsgemäßen Bewehrungselementen; Fig. 8 eine Draufsicht auf ein Bewehrungselement nach Fig. 4a bei der Herstellung mit zwei Schweiß- stellen, von denen eine vor und eine nach dem Schweiß¬ vorgang dargestellt ist; Fig. 9 vergrößert eine Schweißstelle im Augenblick des Schweißvorganges mit eingezeichnetem Stromwege; Fig. 10 eine Seitenansicht der Fig. 8 mit schematischer Zuführeinrichtung für den Draht; und Fig. 11 eine vergrößerte Darstellung des .Gitterträgers von Fig. 6b mit Abstandhalter zur Betonschalung.

Beschreibung von bevorzugten Ausführύngsbeispielen

Ein durch Auflager 11 gestützter Stahlbetonbauteil nach Fig. 1 weist ein der Anschaulichkeit halber nur schematisch und in Draufsicht dargestelltes Bewehrungs¬ element 10 mit Bewehrungsstäben 1, 2, 3, 4, 5 auf, die in der Zugzone des Stahlbetonbauteiles angeordnet sind.

Die Bewehrungsstäbe 2 bis 5 sind dabei entsprechend den gegen die Auflager 11 abnehmenden Momenten M in der Länge abgemindert, sodaß Bewehrungsstahl eingespart wird. Die Bewehrungsstäbe 2 bis 5 berühren zumindest einen längeren Bewehrungsstab 1 bis 4 in der gesamten Länge. Um auf Endverankerungsmittel verzichten zu können, werden die auf die kürzeren Bewehrungsstäbe 2 bis 5 einwirkenden Kräfte jeweils vollständig in den nächstlängeren Bewehrungsstab 1 bis 4 eingeleitet.

Für die Kraftüberleitung sind Abschnitte 6 zweier Bewehrungsstäbe 1 bis 5 miteinander verschweißt. Die Gesamtquerschnittsfläche der Verbindungen 7 zwischen zwei Bewehrungsstäben weist eine zur vollständigen Kraftüberleitung zumindest ausreichende Größe auf, sodaß in den Endpunkten jedes kürzeren BewehrungsStabes 2 bis 5 die Zugkraft abgebaut und daher Null ist. Beispielsweise können die Gesamtquerschnittsflächen der Verbindungen zwischen zwei Bewehrungsstäben proportional zur Querschnittsflache des bzw. der zu entlastenden kürzeren Bewehrungsstäbe 2 bis 5 sein. Besteht das Bewehrungselement 10 nur aus zwei Beweh¬ rungsstäben 1, 2, so richtet sich die Gesamtquer- schnittsfläche der Verbindungen nach der Querschnitts¬ fläche des kürzeren Bewehrungsstabes 2. Besteht das Bewehrungselement 10 jedoch aus mehr als zwei Beweh¬ rungsstäben, so gilt die vorstehende Beziehung nur für den kürzesten und die Endabschnitte der längeren Bewehrungsstäbe, während in jedem mittleren Abschnitt der längeren Bewehrungsstäbe die Gesamtquerschnitts- flächen der Verbindung entsprechend der Summe der

Querschnittsflächen aller jener kürzeren Bewehrungs¬ stäbe sind, aus denen die fortlaufende Kraftüberleitung auf den längeren Bewehrungsstab erfolgt.

Am Beispiel der Fig. 2 und 3 wird diese Beziehung näher erläutert. In Fig. 3 (Abschnitt A aus Fig. 1) sind die Endabschnitte von drei Bewehrungsstäben 2, 3, 4, sowie der diese überragende.längste Bewehrungsstab 1 dargestellt, Verbindungsabschnitte 6 wechseln mit unverbundenen Abschnitten 8. Die Gesamtquerschnitts- fläche der Verbindungen 7 zwischen den äußersten

Bewehrungsstäben 3 bzw. 4 und den inneren Bewehrungs¬ stäben 1 bzw. 2 richtet sich nach den Querschnitts¬ flächen der Bewehrungsstäbe 3 bzw. 4, während die Verbindungen 7 zwischen den beiden inneren Bewehrungs- stäben 1 , 2 in dem Bereich, der von dem äußeren, kürzeren Bewehrungsstab 4 überdeckt wird, zur Über¬ leitung der Kräfte nicht nur aus dem Bewehrungsstab 2, sondern auch aus dem Bewehrungsstab 4 geeignet ausge¬ bildet sein müssen. Die Gesa tquerschnittstlache der Verbindungen 7 zwischen den Bewehrungsstäben 1 , 2 richten sich daher in diesem Bereich nach der Summe der Querschnittsflachen der beiden zu entlastenden Bewehrungsstäbe 2 und 4, im Endabschnitt hingegen müßten sie nur mehr der Querschnittsfläche des

_Q PI BewehrungsStabes 2 entsprechen. Da jedoch eine Über- dimensionierung der Querschnittsflächen der Verbindungen 7 keine Nachteile mit sich bringt, können aus verein¬ fachten Herstellungsgründen die Querschnittsflachen aller Verbindungen 7 gleich und zumindest entsprechend der größten Beanspruchung bemessen sein.

Die Bewehrungsstäbe 1 bis 5 bestehen aus .Bewehrungs¬ stahl insbesondere mit hoher Zugfestigkeit. Die Ver¬ bindungen 7 der Bewehrungsstäbe 1 bis 5 untereinander wird vorzugsweise durch eine Preß-Widerstandsschweißung bewirkt. Schematisch ist dies in den Fig. 8 bis 10 dargestellt. Pro Schweißebene werden zwei Bewehrungs¬ stäbe 1 , 2 gleichen oder verschiedenen Durchmessers zwischen einem Elektrodenpaar 20 mit Abstand zueinander hindurchgeführt. Die Elektroden können in Richtung der Pfeile P bewegt werden. Nach Fig. 8 wird zwischen die beiden Bewehrungsstäbe 1 , 2 vor- dem Schweißvorgang zumindest ein Draht 18 zugeführt, dessen Durchmesser geringer als der des dünneren BewehrungsStabes 2, vorzugsweise etwa nur das 0,4- bis 0,5-fache beträgt. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, wird der Draht 18 in dieser Ausführung so weit zwischen die Bewehrungsstäbe 1, 2 eingeführt, daß sein Ende nicht nach der anderen Seite vorsteht. Er kann jedoch bevorzugt, wie Fig. 5 oder 11 zu entnehmen ist, auch um ein bestimmtes Ausmaß über die Bewehrungsstäbe vorstehen, sodaß die vorstehenden Teile als Abstandhalter 19 zu einer Betonschalung 15, wodurch sich daher die Anordnung eigener Abstandhalter erübrigt, und/oder als Verankerungsteile 24 zur Ver- besserung der Verankerung im Beton dienen. Beim

Schweißvorgang verschmilzt jeder zwischen den Beweh¬ rungsstäben 1, 2 eingeführte Draht 18 zu einer Schweißperle 12 (Fig. 3, 5, 8), die unter Einwirkung des Elektrodenpreßdruckes in die beiden bei Berührung der Stäbe sich bildenden Hohlkehlen 14 fließt und nach

O PI Vv.PO der Erstarrung die beiden Stäbe verbindet. In Fig. -9 ist. schematisch der Stromfluß 17 dargestellt. Zwischen den Elektroden 20 und den Stäben 1 , 2 liegt eine Linien¬ berührung vor. Die schematisch angedeuteten Stromfluß- linien verlaufen in den Bewehrungsstäben 1, 2 etwa tonnenförmig, werden jedoch jeweils am Übergang zum Draht 18 auf einen Punkt 16 konzentriert. Da der Wider¬ stand in den beiden Stäben 1 , 2 im Vergleich zum Wider¬ stand im Draht 18 relativ gering ist, werden die Stäbe 1, 2 wesentlich weniger erwärmt, bzw. der Draht 18 wird so hoch erhitzt, daß er zur Schweißperle 12 ver¬ schmilzt. Dies wird außerdem noch durch den hohen Übergangswiderstand in den Punkten 16 beschleunigt, sodaß die Stäbe 1 , 2 nur im unmittelbaren Umgebungs- bereich der Punkte 16 erweicht werden. Die derart erzeugte Schweißverbindung beeinflußt daher die . Stahlqualität der Bewehrungsstäbe 1 , 2 in einem höchstens geringen, in jedem Fall jedoch vernachlässig¬ baren Ausmaß. Pro Schweißstelle kann auch mehr als ein Draht 18 zugeführt werden, wenn die überzuleitende

Kraft die Aufnahmefähigkeit einer erstarrten Schweiß¬ perle übersteigt, so etwa, wie in Fig. 3 strichliert dargestellt, zwei weitere- Drähte 18. Dadurch ist es auch möglich, die Kraftüberleitungsfähigkeit einzelner Verbindungen 7 unterschiedlich zu gestalten, indem nicht alle Drähte 18 bei jedem Arbeitstakt vorgeschoben und in Schweißperlen 12 verschmolzen werden. Die ver¬ schweißte Stelle in Fig. 8 zeigt beispielsweise nur zwei Schweißperlen 12. Auf diese Art und Weise kann etwa die früher erwähnte Anpassung der Festigkeit der Schweißverbindung in Bewehrungselementen 10 erfolgen, bei denen an den Enden der kürzeren Stäbe höhere Zug¬ kräfte überzuleiten sind als im Mittelbereich. Jeder Draht 18 kann, wie in Fig. 10 dargestellt, von einer Rolle 21 abgezogen werden. Die Fig. 4 zeigt weitere Ausbildungsvarianten des Bewehrungselementes 10 in Stirnansichten. Die Fig. 4a stellt ein zweistabiges Bewehrungselement dar, bei dem ein dickerer Bewehrungsstab 1 mit einem dünneren und kürzeren Bewehrungsstab 2 kombiniert ist. Nach Fig. 4b ist ein weiterer Bewehrungsstab 3 angeschlossen. Fig. 4c zeigt ein Bewehrungselement aus vier gleich dicken Bewehrungsstäben, wobei zwei längste Stäbe 1 mit kürzeren Stäben 2 und 3 verbunden sind, und in Fig. 4d. sind fünf Bewehrungsstäbe 1 bis 5, von denen der längste Stab 1 einen größeren Durchmesser aufweist, L-förmig angeordnet.

In Fig. 5 sind vier Bewehrungsstäbe 1, 2, 3, 4 und zwei einander kreuzende Drähte 18 gezeigt, die während des Schweißvorganges zu Schweißperlen 12 verschmelzen. Die Drähte 18 können dabei an allen vier Seiten über die Bewehrungsstäbe vorstehen, wobei die vorstehenden Teile Abstandhalter 19 oder Verankerungsteile 24 bilden können.

Die Fig. 6, 7, 11 zeigen weitere Anwendungsbeispiele des erfindungsgemäßen Bewehrungselementes 10. In Fig. 6a und 6b sind räumliche Bewehrungsgebilde 13, etwa Gitterträger, dargestellt, wobei in Fig. 6a ein einzelnes dreistabiges Bewehrungselement 10, in Fig. 6b zwei zweistabige Bewehrungselemente 10 als Untergurt^' dienen. Als besonderer Vorteil tritt dabei in Erschei¬ nung, daß jeder Bewehrungsstab 2, 3 entsprechend der Momentenlinie enden kann und nicht an die Bügel des Gitterträgers gebunden ist, da an seinen Enden bereits alle Kräfte abgeleitet sind. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6b zeigt vergrößert Fig. 11. Hier sind erfindungsgemäße Bewehrungselemente 10 in einen Gitterträger 13 eingesetzt, in denen sie die Untergurtbewehrung bilden. Wie erwähnt, bilden die vor- stehenden Teile des Drahtes 18, die nicht zu Schweiß¬ perlen verschmolzen sind, Abstandhalter 19.

Ein weiteres Beispiel für Bewehrungselemente, deren Bewehrungsstäbe in Anpassung an einem Momentenverlauf abgelängt sind, zeigt Fig. 7, in der eine Bewehrungs- matte 22 dargestellt ist, bei der zwei Längsstäbe 1 zu erfindungsgemäßen Bewehrungselementen ergänzt sind. Diese Bewehrungselemente weisen durchgehende Längs¬ stäbe 1 und kürzere Zusatzstäbe 2 und .3 auf. Hieraus wird besonders deutlich, daß das Ende jedes kürzeren Bewehrungsstabes 2, 3 nicht mit einem Querstab der Matte zusammenfallen muß.

Vorzugsweise ist der längste Bewehrungsstab 1 zumindest annähernd zentral angeordnet (Fig.1 bis 3, 4d und 7).

Das erfindungsgemäße Verfahren der Zuführung von Drähten 18 zwischen die Bewehrungsstäbe und deren Ver¬ schmelzung zu Schweißperlen 12 bei gleichzeitiger Annäherung der Bewehrungsstäbe 1, 2 durch den Preßdruck der Elektroden 20 läßt sich in einer automatischen Fertigungsanlage besonders leicht und rationell bewerk- stelligen. Die Abtrennung jedes Drahtes 18 erfolgt, soferne er höchstens einseitig übersteht, in einfacher Weise durch den Vorschub des Bewehrungselementes durch die Fertigungsanlage, da der in Vorschubrichtung unbewegliche Draht 18 dabei von der in Erstarrung begriffenen Schweißperle 12 gelöst wird. Werden erfindungsgemäße Bewehrungselemente in einer automati¬ schen Fertigungsanlage in Bewehrungsmatten 22 oder Gitterträger 13 eingearbeitet, erfolgt diesvorteilhaft in der Weise, daß zusätzliche Bewehrungsstäbe 2, 3^* parallel zugeführt und an einem Längsbewehrungsstab 1 der bereits verschweißten Matte 22 bzw. des bereits verschweißten Trägers 13 befestigt werden. Hiezu ist etwa am Ende der Fertigungsanlage ein zusätzliches

Elektrodenpaar sowie eine Zuführung für jeden Draht 18 angeordnet. Weiters ist zur Anpassung an den Momentenverlauf noch eine eigene Verschubeinrichtung sowie eine Schneideeinrichtung für jeden Stab 2, 3 vorgesehen, die den jeweiligen Anforderungen ent¬ sprechend steuerbar sind.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e:

1. Bewehrungselement für die Bewehrung der Zugzone von auf Biegung beanspruchten Stahlbetonbauteilen, mit mindestens zwei parallel verlaufenden Bewehrungs- Stäben, deren Längen und Anordnung auf den Momenten¬ verlauf abgestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder kürzere Bewehrungsstab (2, 3, 4,- 5) zumindest einen längeren Bewehrungsstab (1, 2, 3, 4) über die gesamte Länge unmittelbar berührt, und mit ihm zumindest in Abschnitten (6) kraftüberleitend ver¬ bunden, vorzugsweise verschweißt, ist.

2. Bewehrungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Gesamtquerschnittsfläche der Ver¬ bindungen (7) zwischen je zwei Bewehrungsstäben eine zur vollständigen Kraftüberleitung aus dem zu entlastenden, kürzeren Bewehrungsstab (2, 3, 4, 5) zumindest ausreichende Größe aufweist.

3. Bewehrungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verbindung (7) zwischen den Bewehrungsstäben eine Verschweißung ist, wobei zwis 1chen der Zugkraft Zv der Verbindungen (7) beiderseits der Ordinate (y) des größten Momentes und aller zu übertragenden Zugkräfte ∑z aus dem oder den kürzeren Bewehrungsstäben (2, 3, 4, 5) folgende Beziehung besteht: _v \

Σ z

4. Bewehrungseleraent nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtquerschnitts- flache der Verbindungen (7) zwischen je zwei Bewehrungselementen proportional zur zu entlastenden Querschnittsflache ist.

5. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils gleich lange . Verbindungsabschnitte (6) und jeweils gleich lange unverbundene Abschnitte (8) aneinander abwechseln.

6. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehr als zwei mit¬ einander verbundenen Bewehrungsstäben (1, 2, 3, 4, 5) der längste Bewehrungsstab (1) zumindest annähernd zentral angeordnet ist.

7. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Verbindungsab¬ schnitt (6) zumindest eine Schweißperle (12) erstarrt ist, die aus einem vor der Verschweißung zwischen die Bewehrungsstäbe (1, 2, 3, 4, 5) eingeführten Draht (18) geschmolzen ist, dessen Durchmesser unter dem der Bewehrungsstäbe (1, 2, 3, 4, 5) liegt.

8. Bewehrungselement nach Anspruch 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zumindest einer der eingeführten Drähte (18) zumindest einseitig über die Bewehrungsstäbe vorsteht.

9. Bewehrungselement nach Anspruch 7 oder 8, bei d 1em die

Bewehrungsstäbe verschiedene Durchmesser aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser jedes eingeführtes Drahtes (18) das 0,2- bis 0,9-fache des Durchmessers des dünnsten BewehrungsStabes beträgt.

10. Bewehrungselement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeführte Draht (18) aus einem nicht rostenden Material besteht.

11. Verfahren zur Herstellung eines Bewehrungselementes nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zwischen zwei einander gegenüber-

* liegenden Schweißelektroden (20) Bewehrungsstäbe (1, 2..) mit Abstand zueinander hindurchgeführt werden, daß zwischen die Bewehrungsstäbe (1, 2..) zumindest ein Draht (18) eingeführt und anschließend die Ver- schweißung durchgeführt wird, wobei jeder Draht (18) zu einer Schweißperle (12) schmilzt, und die Bewehrungsstäbe (1, 2..) durch den Preßdruck (P) der Elektroden (20) zueinander bewegt und durch jede erstarrende Schweißperle (12) einander berührend fixiert werden.

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