EP0079892B1

EP0079892B1 - Gitterträger

Info

Publication number: EP0079892B1
Application number: EP82900001A
Authority: EP
Inventors: Franz Bucher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-12-29
Filing date: 1981-12-18
Publication date: 1984-12-12
Also published as: ATA632080A; IT8123921V0; AT373012B; DE8138571U1; DE3167760D1; EP0079892A1; IT1169296B; JPS57502008A; IT8125887A0; HU185499B; WO1982002222A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gitterträger für die Herstellung von Stahlbetondecken, mit mindestens einem über die gesamte Länge des Gitterträgers durchgehenden Längsstab als Obergurt, mindestens einem Längsstab als Untergurt, und mit diese verbindenden Querstäben, wobei jeder Längsstab des Untergurtes durch mindestens einen kürzeren, in der gesamten Länge anliegenden Zusatzstab verstärkt ist, der in Länge und Anordnung dem Momentenverlauf angepaßt ist und mit dem Längsstab in einer Weise kraftüberleitend verbunden ist, daß die auf jeden Zusatzstab einwirkenden Zugkräfte jeweils vollständig in den nächstlängeren Stab übergeleitet werden, und wobei alle Längs- und Zusatzstäbe des Untergurtes in einer Horizontalebene liegen.
- 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 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-C-907 587), aufgeschweißte Knotenpunktstücke, Aufstauchungen, aufgesetzte Manschetten (DE-A-1 609 910) versucht wurde. Dadurch ist es gelungen, die Haftlänge zu verkürzen. Diese Lösungen 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 die aneinanderliegende Anordnung der Bewehrungsstäbe gestattet, zeigt die AT-B-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, bekanntgeworden (AT-B-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, so daß 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 unmittelbar 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.
Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gestellt, bei einem Gitterträger, dessen an den Momentenverlauf angepaßte Zusatzstäbe der Zugbewehrung keine Haftlänge benötigen, und dessen gesamte Untergurtbewehrung in einer Ebene liegt, alls kürzeren Stäbe mit zumindest einem durchgehenden Längsstab vollständig kraftüberleitend so zu verbinden, daß für die Herstellung des Gitterträgers keine zusätzlichen Arbeitsschritte bzw. keine besonderen Zusatzeinrichtungen erforderlich sind.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Gitterträger der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die dem Untergurt zugeordneten Teile der Querstäbe die parallel zur Ebene der Untergurtstäbe abgewinkelt und paarweise entgegengesetzt schräg zu den Untergurtstäben ausgerichtet sind, an jeder Berührungsstelle mit einem Untergurtlängsstab und mit einem Zusatzstab mit diesen verwindungsfest verschweißt sind, und eine Überleitung der Zugkräfte aus den Zusatzstäben in die durchgehenden Untergurtlängsstäbe nur über die abgewinkelten Teile der Querstäbe bewirktwird.
Die abgewinkelten Teile der Querstäbe liegen dabei bevorzugt in derselben Ebene und sind insbesondere durch Schlaufen von Bügelschlangen gebildet.
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 in einer zu der durch die Bewehrungsstäbe gebiJdeten Horizontalebene parallelen Ebene, insbesondere oberhalb der Bewehrungsstäbe, angeordnet sind, da die vertikalen Komponenten im 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, so daß der Kraftfluß in der Horizontalen beide Male stumpfwinkelig umgelenkt wird. Daraus ergibt sich die verwindungsfreie Schweißverbindung mit Schweißstellen an den Eckpunkten eines Dreieckes, insbesondere an den Eckpunkten eines aufgrund der Berührung der Stäbe verwindungsfesten Trapezes. Durch die Ausbildung von verwindungsfesten Schweißverbindungen wird das sonst in jeder Schweißstelle gegebene Drehmoment praktisch ausgeschaltet und der abgewinkelte Teil des Querstabes ist lediglich auf Zug oder Druck zu dimensionieren. Das Kräfteverhältnis wird eindeutig definiert und die gewünschte wirtschaftliche Herstellung erreicht. 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 erforderlichen 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 ist natürlich bekannt. Gemäß der CH-A-547410 werden sie an einem einzigen Untergurtstab angeschweißt. Gitterträger, an deren Schlaufen zwei Bewehrungsstäbe mit Abstand zueinander vorgesehen sind, beschreiben die AT-B-279864, 286 582 und 348 217, die DE-A-2 065 433 und die FR-A-1 374 389. Je nach Größe der Schlaufe verlaufen dabei die abgebogenen Stabteile parallel oder auch entgegengesetzt schräg zueinander. Durch den Abstand zwischen den Bewehrungsstäben, durch den die größtmögliche Einbindungsfläche für den Beton erzielt wird, sind die Schweißverbindungen nicht verwindungssteif, und die Bewehrungsstäbe müssen daher eine Haftlänge aufweisen, wenn sie gekürzt würden. Es ist weiters bekannt, Einzelbügel vorzusehen, die vertikal oder schräg geneigt eingebaut werden, und parallel zur Bewehrungsebene abgebogene Teile aufweisen. Beispiele mit beabstandeten Stäben, bei denen die abgebogenen Teile auch parallel zueinander verlaufen, zeigen die AT-B-241 079 und 297 452, 340 650, 357 313 und 360722. Die Schweißverbindungen werden bei diesen Ausführungen durch nicht verwindungssteife Schweißstellen an den Eckpunkten von Rechtecken gebildet, und der Kraftfluß wird im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Lösung zweimal im rechten Winkel umgekehrt. Bei einer vollständigen Zugkraftüberleitung wäre in jeder Schweißstelle ein beträchtliches Drehmoment gegeben. Einen weiteren Gitterträger mit abgewinkelten Einzelbügeln zeigt die DE-A-2 329 943, wobei in einer Ausführung Zulagestäbe in unmittelbarer Berührung der Untergurtstäbe eingelegt und stellenweise verrödelt oder verschweißt werden. Diese Zulagestäbe weisen eine durchgehende Länge auf, so daß ihre Verschweißung der bloßen Fixierung, nicht jedoch einer vollständigen Kraftüberleitung genügen muß. Eine ähnliche Anordnung mit berührenden Doppelstäben gleicher Länge zeigt die DE-A-2 750 032. Auch für den Gitterträger nach der CH-A-488 074, bei dem die abgebogenen Teile der Bügel schräg zueinander verlaufen und jeweils an zwei mit Abstand zueinander verlaufenden Untergurtstäben angeschweißt sind, gelten dieselben Nachteile: das hier durch je vier Schweißstellen gebildete Trapez ist nicht verwindungsfrei und daher für die verläßliche Kraftüberleitung nicht geeignet.
Weitere bekannte Gitterträger mit Bügelschlangen und an den Momentenverlauf angepaßten, einander nicht berührenden Bewehrungsstäben (AT-B-360 722) weisen keine abgebogenen Schlaufen auf. Neben der Drehmomentbelastung der Verschweißung kommt bei dieser Ausführung noch hinzu, daß die Untergurtbewehrung nicht in der günstigen 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. Bei dieser Ausführung ist das Problem der vollständigen Kraftüberleitung über die Querstäbe durch die Ausbildung eines Fachwerkes gelöst, wobei in jeden Knotenpunkt eine Teilkraft übergeleitet wird.
Nachstehend wird nun die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Figuren der Zeichnungen näher erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein.

Fig. 1 zeigt eine Schrägansicht eines Teiles eines erfindungsgemäßen Gitterträgers,
Fig. 2 eine Stirnansicht eines Ausführungsbeispieles,
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 Ausführungsbeispieles.

Ein erfindungsgemäßer Gitterträger 1 weist einen durch mindestens einen Längsstab 4 gebildeten Obergurt, einen durch mindestens zwei ^gewehrungsstäbe 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 dem Momentenverlauf angepaßte Untergurtbewehrung 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, so daß die Bewehrungsstäbe 2, 6 im Betonbauteil an tiefstmöglicher 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 auf, an denen die Bewehrungsstäbe 2, 6 verschweißt sind. Die abgewinkelten Teile 5 verlaufen paarweise entgegengesetzt schräg zu den Bewehrungsstäben. Dadurch liegen die Berührungsstellen 7, die verschweißt sind (Fig. 5, 6), an den Eckpunkten eines Trapezes, das aufgrund der Berührung der Bewehrungsstäbe 2, 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 verschweißten Berührungsstellen 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 stumpfwinkelig 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 abgewinkelten Teile 5 zueinander weisen. Der Längsbewehrungsstab 2 ist an den 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 zwi chen diesen beiden Ebenen angeordnet sind und ober- bzw. unterhalb der Teile 5 verlaufen.

Claims

1. Gitterträger für die Herstellung von Stahlbetondecken, mit mindestens einem Längsstab (4) als Obergurt, mindestens einem über die gesamte Länge des Gitterträgers (1) durchgehenden Längsstab (2) als Untergurt, und mit diese verbindenden Querstäben (3), wobei jeder Längsstab (2) des Untergurtes durch mindestens einen kürzeren, in der gesamten Länge anliegenden Zusatzstab (6) verstärkt ist, der in Länge und Anordnung dem Momentenverlauf angepaßt ist, und mit dem Längsstab (2) in einer Weise kraftüberleitend verbunden ist, daß die auf jeden Zusatzstab (6) einwirkenden Zugkräfte jeweils vollständig in den nächstlängeren Stab übergeleitet werden, und wobei alle Längs- und Zusatzstäbe (2, 6) des Untergurtes in einer Horizontalebene liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Untergurt zugeordneten Teile (5) der Querstäbe (3), die parallel zur Ebene der Untergurtstäbe abgewinkelt und paarweise entgegengesetzt schräg zu den Untergurtstäben ausgerichtet sind, an jeder Berührungsstelle (7) mit einem Untergurtlängsstab (2) und mit einem Zusatzstab (4) mit diesen verwindungsfest verschweißt sind, und eine Überleitung der Zugkräfte aus den Zusatzstäben (6) in die durchgehenden Untergurtlängsstäbe (2) nur über die abgewinkelten Teile (5) der Querstäbe (3) bewirkt wird.

2. Gitterträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle abgewinkelten Teile (5) der Querstäbe (3) in derselben Ebene liegen und vorzugsweise Schlaufen von Bügelschlangen sind.