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Gitterträger.

Classifications

E04C5/065 Light-weight girders, e.g. with precast parts

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EP0079892A1

European Patent Office

Other languages
English
French
Inventor
Franz Bucher
Current Assignee
Individual

Worldwide applications
1980 AT 1981 HU WO EP DE DE JP IT IT

Application EP82900001A events
1984-12-12
Application granted
Expired

Description

GITTERTRÄGER
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gitterträger für die Herstellung von Stahlbetondecken, mit mindestens einem Längsstab als Obergurt, mindestens einem Längsstab als Untergurt, und mit diese verbindenden Querstäben, wobei jeder Längsstab des Untergurtes durch mindestens einen kürzeren Zusatzstab verstärkt ist, der in Länge und Anordnung dem Momentenverlauf angepaßt ist, den Längsstab über die gesamte Länge unmittelbar berührt und mit ihm kraftüberleitend verbunden ist, und wobei alle Stäbe des Untergurtes in einer Horizontalebene liegen.
Charakteristik des nächstkommenden Standes der Technik
Der derzeitige Stand der Stahlbetonwissenschaft sieht in der klassischen Beinessungstheorie 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 in der tiefstmöglichen Anordnung die Zugkräfte übernehmende Bewehrungsstahl verankernde Haftfähigkeit besitzt. Erst dann, wenn diese Haftfähigkeit gewährleistet ist, gibt der Bewehrungsstahl seine Kräfte an den ihn umschließenden Beton ab, der sie über seine Schubbeanspruchbarkeit an die Betondruckzone weiterleitet.
Die Verankerungsfähigkeit der auf Zug beanspruchten Bewehrungsstäbe im Beton ist. ein wesentlicher, kostenintensiver Schwachpunkt, dessen zumindest teilweise Lösung durch verschweißte leiterartige Zwischenstücke (DE-PS 907.587), aufgeschweißte Knotenpunktstücke, Aufstauchungen, aufgesetzte Manschetten (DE-OS1 609 910) versucht wurde. Dadurch ist es gelungen, die Haftlänge zu verkürzen. Diese Losungen sind jedoch nicht, bei Bewehrungsstäben anwendbar, die einander über die gesamte Länge berühren, also gebündelt sind, da dadurch die Bewehrungsstäbe zu weit voneinander distanziert wären. Eine erste Lösung, bei der bei den kürzeren Zusatzstäben auf die Haftlänge verzichtet werden kann, und die nahe aneinanderliegende Anordnung der Bewehrungsstäbe gestattet, zeigt die AT-PS 309.757, nach der an den Enden der Zusatzstäbe kurze Bewehrungsstäbe angeschweißt werden, die die Ableitung der Zugkräfte in die Druckzone des Betons ermöglichen.
In weiterer Folge ist ein Bewehrungselement, das auch einen Bestandteil eines Gitterträgers der eingangs genannten Art bilden kann, bekannt geworden (AT-PS 359.253), bei dem die in gestaffelten Längen vorgesehenen Bewehrungsstäbe der Zugzone, also des Untergurtes, unmittelbar miteinander in einer Weise verschweißt sind, daß über die Schweißverbindungen eine vollständige Kraftüberleitung von den kürzeren auf die längeren Bewehrungsstäbe erfolgen kann, sodaß in den Endpunkten der Zusatzstäbe die Zugkraft jeweils abgebaut ist. Die Bewehrungsstäbe des Untergurtes liegen dadurch in einer tiefstmöglichen Ebene unmittelbar aneinander, wodurch eine übermäßige Breite des Gitterträgers im Untergurt vermieden wird. Die unmittelbare Verschweißung, die bei Stabbündeln eine nahezu optimale Lösung des Problems darstellt, bedeutet jedoch bei der Herstellung von Gitterträgern einen zusätzlichen Arbeitsschritt, in automatischen Fertigungsanlagen zusätzliche Einrichtungen, die in wirtschaftlicher Hinsicht durch die größtmögliche BewehrungsStahleinsparung nicht vollständig wettgemacht werden können.
Aufgabe der Erfindung
Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gestellt, einen Gitterträger zu schaffen, dessen an den Momentenverlauf angepaßte Zusatzstäbe der Zugbewehrung keine Haftlänge benötigen, wobei die gesamte Untergurtbewehrung in einer tiefstmöglichen Ebene liegt, und alle kürzeren Stäbe mit zumindest einem durchgehenden Längsstab kraftüberleitend verbunden sind, und wobei für die Herstellung des Gitterträgers kein zusätzlicher Arbeitsschritt bzw. keine besonderen Zusatzeinrichtungen erforderlich sind.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Erfindungsgemäß weist ein derartiger Gitterträger folgende zum Teil an sich bekannte Merkmale auf: a) die dem Untergurt zugeordneten Teile der Querstäbe sind parallel zur Ebene der Untergurtstäbe abgewinkelt,
b) die abgewinkelten Teile der Querstäbe verlaufen in zwei Scharen von Geraden, die entgegengesetzt schräg zu den Bewehrungsstäben ausgerichtet sind, und
c) jeder Bewehrungsstab des Untergurtes ist mit den abgewinkelten Teilen der Querstäbe an jeder Berührungssteile verschweißt.
Die abgewinkelten Teile der Querstäbe liegen dabei bevorzugt in derselben Ebene.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß die entgegengesetzt schräg ausgerichteten, abgewinkelten Teile der Querstäbe jeweils paarweise angeordnet sind.
Dabei sind insbesondere die Querstäbe durch Bügelschlangen gebildet, deren untere Schlaufen die abgewinktelten Teile bilden.
Die kraftüberleitende Verbindung jedes Zusatzstabes mit dem Längsbewehrungsstab erfolgt daher nicht durch direkte Verschweißung der Bewehrungsstäbe, sondern über die abgewinkelten Teile der Querstäbe. Es hat sich dabei überraschenderweise gezeigt, daß auch dann eine den gestellten Anforderungen entsprechende Kraftüberleitung möglich ist, wenn die abgewinkelten Teile der Querstäbe nur in einer zu der durch die Bewehrungsstäbe gebildeten Horizontalebene parallelen Ebene, insbesondere oberhalb der Bewehrungsstäbe, angeordnet sind, da die vertikalen Komponenten in jedem Weg des Kraftflusses, vom Zusatzstab über die
Schweißstelle nach oben in den abgewinkelten Teil eines Querstabes, und von dort über die nächste
Schweißstelle nach unten in den nächstlängeren Bewehrungsstab, vernachlässigbar ist. Voraussetzung für die Kraftüberleitung ist dabei einerseits die unmittelbare Berührung zwischen den Bewehrungsstäben, da die in der Bewehrungsebene liegende Querkomponente auf das mögliche Mindestmaß, nämlich die Summe der Halbmesser zweier Bewehrungsstäbe reduziert ist, und andererseits die in Bezug auf die Bewehrungsstäbe entgegengesetzt schräg verlaufenden, abgewinkelten Teile der Querstäbe, sodaß der Kraftfluß in der Horizontalen beide Male stumpfwinkelig umgelenkt wird. Daraus ergibt sich eine Schweißverbindung mit Schweißstellen an den Eckpunkten eines Dreieckes, insbesondere eines auf Grund der Berührung der Stäbe verwindungsfesten Trapezes. Derartige Schweißstellen wiederholen sich entlang der Bewehrungsstäbe in relativ geringen Abständen (etwa alle 20 - 25 cm) -entsprechend der Anordnung der Querstäbe. Hieraus ergibt sich noch der zusätzliche Vorteil, daß die abgewinkelten Teile der Querstäbe die Verbundwirkung zwischen den Bewehrungsstäben und dem Schwerbeton sicherstellen, und so glatte Bewehrungsdrähte anstelle der sonst erforderlichen gerippten bzw. profilierten Drähte einsetzbar sein können. Bei einem Vergleich mit dem eingangs genannten Gitterträger überwiegt die Gesamtheit der vorstehenden Vorteile bei der Herstellung von Gitterträgern den durch die Abbiegung der Querstäbe parallel zur Bewehrungsebene etwas erhöhten Materialbedarf für die abgewinkelten Teile, sowie den gegebenenfalls sich dann ergebenden Materialbedarf bei den Zusatzstäben, wenn das Ende des Zusatzstabes nicht an der tatsächlich erforderliehen Stelle, sondern erst an der nächsten Schlaufe der Bügelschlange angeordnet sein kann.
Diese Kombination der genannten Merkmale kann auch aus anderen bekannten Gitterträgern nicht abgeleitet werden. Die Verwendung abgebogener Bügelschlangen bei Gitterträgern, an deren Schlaufen zwei Bewehrungsstäbe mit Abstand zueinander vorgesehen sind, beschreiben die AT-PSen 279.864, 286.582 und 348.217, die DE-OS 2 065 433 und die FR-PS 1 374 389. Durch den Abstand zwischen den Bewehrungsstäben sind die Schweißverbindungen nicht verwindungssteif, und die Bewehrungsstäbe müssen daher eine Häftlänge aufweisen.
Es ist weiters bekannt, Einzelbügel vorzusehen, die vertikal oder schräg geneigt eingebaut werden, und in jedem Fall parallel zueinander verlaufende und parallel zur Bewehrungsebene abgebogene Teile aufweisen. Beispiele dafür zeigen die AT-PSen.241.079 und 297.452, die DE-OSen 27 50 032 und 23 29 943, und schließlich die AT-PSen 340.650, 357.313 und 360.722 des Anmelders. Die Schweißverbindungen werden bei diesen Ausführungen durch Schweißstellen an den Eckpunkten nicht verwindungssteifer Rechtecke-gebildet, und der Kraftfluß wird im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Lösung zweimal im rechten Winkel umgekehrt, die Wegstrecke ist daher wesentlich länger.
Weitere bekannte Gitterträger mit Bügelschlangen und aneinander berührenden Bewehrungsstäben (AT-PSen 348.217 und 360.722) weisen keine abgebogenen
Schlaufen auf, sodaß die Untergurtbewehrung nicht in einer Horizontalebene angeordnet ist, und daher alle oberhalb der untersten Stäbe angeordneten Zusatzstäbe nicht mit ihrer vollen Querschnittsfläche als Zugbewehrung berechenbar sind, was eine Überdimensionierung bedeutet.
Beschreibung der Zeichnungsfiguren
Nachstehend wird nun die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen an Hand der Figuren der Zeichnungen näher erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Fig. 1 zeigt eine Schrägansicht eines Teiles eines erfindungsgemäßen Gitterträgers, Fig. 2 eine Stirnansicht eines Ausführungsbeispiels, Fig. 3 und 4 Stirnansichten weiterer Ausführungsbeispiele, Fig. 5 und 6 Draufsichten auf je einen Abschnitt der Untergurtbewehrung zweier Ausführungsbeispiele, und Fig. 7 eine Stirnansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels.
Ein erfindungsgemäßer Gitterträger 1 weist einen durch mindestens einen Längsstab 4 gebildeten Obergurt, einen durch mindestens zwei Bewehrungsstäbe 2, 6 gebildeten Untergurt und eine Reihe von diese verbindenden Querstäbe 3 auf. Die Untergurtbewehrung weist zumindest einen über die gesamte Länge des Gitterträgers 1 durchgehenden Bewehrungsstab 2 auf, der durch zumindest einen kürzeren Zusatzstab 6 verstärkt ist. Dabei sind die Länge und die Anordnung jedes Zusatzstabes 6 so gewählt, daß eine den Momentenverlauf angepaßte üntergurtbewehrung gebildet wird. Die Zusatzstäbe weisen keine Haftlänge auf, sie sind höchstens dann geringfügig länger, als zur Momentenabdeckung erforderlich, wenn sie nicht an einem Querstab 3 enden. Alle Bewehrungsstäbe 2, 6 liegen in einer Horizontalebene und sind bevorzugt unterhalb der abgewinkelten. Teile 5 vorgesehen, sodaß die Bewehrungsstäbe 2, 6 im Betonbauteil an tiefstmögliσher Stelle angeordnet werden können. Die Bewehrungsstäbe 2, 6 berühren einander über die gesamte Länge und bilden daher ein flaches Bündel. Die Querstäbe 3, die bevorzugt als Bügelschlangen ausgebildet sind (Fig. 1, 5) weisen horizontal abgewinkelte Teile 5 auf, an denen die Bewehrungsstäbe 2,6 verschweißt sind. Die abgewinkelten Teile 5 verlaufen in zwei Scharen von Geraden, die schräg zu den Bewehrungsstäben ausgerichtet sind, wobei sie vorteilhaft paarweise, jedoch entgegengesetzt schräg angeordnet sind. Die Schweißstellen 7 (Fig. 5, 6) liegen an den Eckpunkten eines Trapezes, das auf Grund der Bewehrung der Bewehrungsstäbe 2, 6 verwindungsfest ist. Bevorzugt sind die Querstäbe 3 durch Bügelschlangen gebildet, deren untere Schlaufen abgewinkelt sind und die Teile 5 darstellen. In diesem Fall kann auch die nicht gezeigte Anordnung der Schweißstellen 7 im Dreieck vorgesehen sein, über die abgewinkelten Teile 5 werden die Zugkräfte aus den Zusatzstäben 6 über die Längsbewehrungsstäbe 2 übergeleitet, wobei der Kraftfluß in der Horizontalen stumpfwinklig umgelenkt wird.
Der Gitterträger 1 nach Fig. 1 weist zwei mit abgewinkelten Schlaufen versehene Bügelschlangen als Querstäbe 3 auf, die die zweigeteilte Untergurtbewehrung mit dem Obergurt verbinden. Dessen Stirnansicht zeigt Fig. 2, wobei die Querstäbe 3 auch durch einzelne Bügel gebildet sein können. In der Ausführung nach Fig. 3, in der die Querstäbe 3 ebenfalls wieder Einzelbügel oder Bügelschlangen sind, sind in der Untergurtbewehrung drei Bewehrungsstäbe 2, 6, 6, davon zwei Zusatzstäbe 6, zusammengefaßt.
In der Ausführung nach Fig. 4 sind vorzugsweise ebenfalls zwei zueinander versetzte Bügelschlangen als Querstäbe 3 vorgesehen, deren abgewinkelte Teile 5 zueinander weisen. Der Längsbewehrungsstab 2 ist anden abgewinkelten Teilen 5 aller. Querstäbe 3 angeschweißt, die Zusatzstäbe 6 sind hingegen jeweils nur an den Teilen 5 der Querstäbe 3 einer Seite befestigt.
Die Fig. 5 zeigt die Draufsicht auf abgewinkelte Schlaufen einer Bügelschlange, in Fig. 6 sind abgewinkelte Teile von Einzelbügeln als Querstäbe dargestellt, die paarweise entgegengesetzt schräg angeordnet sind, Fig. 7 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Querstäbe 3 (Bügelschlangen oder Einzelbügel) in zwei parallele Ebenen abgewinkelte Teile 5 aufweisen, wobei die Bewehrungsstäbe 2, 6 zwischen diesen beiden Ebenen angeordnet sind und ober- bzw. unterhalb der Teile 5 verlaufen.

Claims
Hide Dependent

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Gitterträger für die Herstellung von Stahlbetondecken, mit mindestens einem Längsstab als Obergurt, mindestens einem Längsstab als Untergurt, und mit diese verbindenden. Querstäben, wobei jeder Längsstab des Untergurtes durch mindestens einen kürzeren Zusatzstab verstärkt ist, der in Länge und Anordnung dem Momentenverlauf angepaßt ist, den Längsstab über die gesamte Länge unmittelbar berührt und mit ihm kraftüberleitend verbunden ist, und wobei alle Stäbe des Untergurtes in einer Horizontalebene liegen, gekennzeichnet durch folgende, zum Teil an sich bekannte Merkmal s
a) die dem Untergurt zugeordneten Teile (5) der Querstäbe (3) sind parallel zur Ebene der Untergurtstäbe (2, 6) abgewinkelt,
b) die abgewinkelten Teile (5) der Querstäbe (3) verlaufen in zwei Scharen von Geraden, die entgegengesetzt schräg zu den Bewehrungsstäben (2, 6) ausgerichtet sind, und
c) jeder Bewehrungsstab (2, 6) des Untergurtes ist mit den abgewinkelten Teilen (5) der Querstäbe (3) an jeder Berührungsstelle (7) verschweißt.
2. Gitterträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle abgewinkelten Teile (5) der Querstäbe (3) in derselben Ebene liegen.
3. Gitterträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die entgegengesetzt schräg ausge richteten, abgewinkelten Teile (5) der Querstäbe (3) jeweils paarweise angeordnet sind.
4. Gitterträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abgewinkelten Teile (5) der Querstäbe (3) Schlaufen von Bügelschlangen sind.