EP0326157B1

EP0326157B1 - Rückbiegefähiger Betonstahl

Info

Publication number: EP0326157B1
Application number: EP89101445A
Authority: EP
Inventors: Heribert Hiendl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-01-29
Filing date: 1989-01-27
Publication date: 1993-12-08
Anticipated expiration: 2009-01-27
Also published as: EP0326157A2; EP0326157A3; DE58906325D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen zum Einsetzen in eine Schalung für ein Betonbauteil dienenden Bewehrungsanschluß gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.
In der Bautechnik werden Baustähle in der unterschiedlichsten Weise und dabei insbesondere als Bewehrung für Betonbauteile der unterschiedlichsten Art verwendet, wobei diese Baustähle grundsätzlich an ihrer Oberfläche mit einer Rippung oder Profilierung, die auf die verschiedenste Weise ausgestaltet sein kann, versehen sind, um hierdurch eine ausreichende Einbindung im Beton zu erzielen.
Alle für den Betonbau zugelassenen Baustähle müssen grundsätzlich einem sogenannten "Rückbiegetest" genügen, d.h. sie müssen bezüglich Legierung und Materialstruktur so ausgeführt sein, daß sich der jeweilige Betonstahl bei einem Biegen und Rückbiegen nicht soweit versprödet, daß bereits beim Rückbiegen oder bei geringfügigen Belastungen danach ein Bruch eintritt. Besondere Anforderungen sind aber an Betonstähle zu stellen, die nach dem Rückbiegen zur Aufnahme höherer statischer oder dynamischer Belastungen dienen und die auch als "rückbiegefähige" Betonstähle bezeichnet werden. Ein derartiger rückbiegefähiger Betonstahl ist grundsätzlich bekannt (Sonderdruck aus "Stahl und Eisen", Bd. 77, Heft 1, 1957, Seiten 11 - 15, Verlag Stahleisen, Düsseldorf). Dieser Betonstahl weist an den für ein Biegen und anschließendes Rückbiegen vorgesehenen Bereichen die sonst vorgesehene Rippung bzw. Profilierung in einem Teilbereich seines Umfangs nicht auf, der wenigstens einem Drittel des Querschnittsumfanges des Betonstahls entspricht.
Rückbiegefähige Betonstähle sind insbes. bei sogenannten Bewehrungsanschlüssen erforderlich, die heute in zunehmendem Maße dort Anwendung finden, wo an ein zuerst zu erstellendes Betonbauteil, z.B. an eine zuerst zu erstellende Betonwand ein weiteres Betonbauteil, z.B. eine weitere Betonwand angeschlossen werden soll. Hier bilden dann der zunächst gebogene und anschließend rückgebogene Betonstahl bzw. aus Längen dieses Betonstahls hergestellte gebogene und anschließend rückgebogene Bewehrungsstäbe die Anschlußarmierung zwischen den beiden Betonbauteilen. Diese Bewehrungsanschlüsse, die ein Hindurchführen der Anschlußarmierung durch die Schalung des zuerst erstellten Betonbauteils überflüssig machen, bestehen grundsätzlich aus einem Verwahrungselement, welches die unterschiedlichste Ausbildung aufweisen kann und über welches die jeweils von einer Länge eines Betonstahls gebildeten, mit einer entsprechenden Rippung oder Profilierung versehenen Bewehrungsstäbe mit einer erste Teillänge (Verankerungsbereich) nach außen wegstehen. Mit einer im wesentlichen rechtwinklig zur ersten Teillänge abgebogenen zweiten Teillänge (Anschlußbereich bzw -teil) sind die Bewehrungsstäbe im Inneren des Verwahrungselementes abgedeckt angeordnet. Ein solcher Bewehrungsanschluß wird in die Betonschalung für das zuerst zu erstellende Betonbauteil derart eingesetzt, daß die Verankerungsbereiche der Bewehrungsstäbe im Beton des zuerst erstellten Betonbauteils eingebettet werden und die Anschlußteile der Bewehrungsstäbe im Inneren des Verwahrungselementes in der Nähe der Schalungswand liegen. Nach dem Entschalen des zuerst erstellten Betonbauteils und vor dem Betonieren des anzuschließenden Betonbauteils werden dann die Anschlußteile der Bewehrungsstäbe freigelegt und mit einem geeigneten Werkzeug aufgebogen, so daß die aufgebogenen bzw. rückgebogenen Anschlußteile im Beton des anzuschließenden Betonbauteils eingebettet werden können und somit am Übergangsbereich die Anschlußbewehrung bilden. Um trotz des Biegens (beim Herstellen des Bewehrungsanschlusses) sowie des anschließenden Auf- und Rückbiegens (bei der Verwendung des Bewehrungsanschlusses) einigermaßen zufriedenstellende Ergebnisse hinsichtlich der Belastbarkeit der Anschlußarmierung zu erreichen, wurden bereits als Bewehrungsstäbe spezielle, vor allem auch wärmebehandelte Baustähle sowie für das Aufbiegen der Anschlußteile spezielle Werkzeuge vorgeschlagen. Trotzdem sind bei herkömmlichen Baustählen vor allem beim Rückbiegen Mikrorisse im Betonstahl nicht zu vermeiden, die die Dauerschwingfestigkeit des Betonstahles entscheidend verringern, so daß bei allen bekannten Baustählen nach dem Biegen und Rückbiegen nur relativ geringe Dauerschwingfestigkeiten in der Größenordnung von höchstens 80 N/mm² erreicht werden und wegen dieser geringen Dauerschwingfestigkeit derartige gebogene und rückgebogene Baustähle vielfach auch nur dort eingesetzt werden, wo besondere Belastungen in einem Bauwerk nicht zu erwarten sind. Das vorbeschriebene Problem tritt besonders gravierend dann auf, wenn Baustähle mit relativ großem Durchmesser (beispielsweise in der Größenordnung von 6-16 mm) erforderlich sind und beispielsweise zur Reduzierung der Bauhöhe des Verwahrungselementes eines Bewehrungsanschlusses oder aus anderen Gründen ein möglichst kleiner Krümmungs-oder Biegeradius am Biege- und Rückbiegebereich angestrebt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bewehrungsanschluß aufzuzeigen, der gegenüber bekannten Bewehrungsanschlüssen verbesserte Eigenschaften besitzt und bei dem vor allem auch trotz des notwendigen mehrfachen Biegens der Bewehrungsstäbe (speziell auch bei kleinem Biegeradius) eine verbesserte Dauerschwenkfestigkeit für die Bewehrungsstäbe erreicht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Bewehrungsanschluß entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.
Bei dem erfindungsgemäßen Bewehrungsanschluß ist die Profilierung der die Bewehrungsstäbe bildenden Längen des Betonstahles an den Biegebereichen, d.h. dort, wo beim Herstellen das Biegen und bei der Verwendung das Rückbiegen erfolgt, nicht nur auf einen Teilbereich des Umfangs des Betonstahles reduziert, sondern darüberhinaus auf denjenigen Umfangsbereichen vorgesehen, die von einer parallel zur Biegeachse verlaufende Querschnittsachse geschnitten werden. Hierdurch wird eine ganz entscheidende Verbesserung der dynamischen Belastbarkeit bzw. der Dauerschwingfestigkeit der Bewehrungsstäbe auch nach dem Rückbiegen erreicht, und zwar unter Beibehaltung der erforderlichen Einbindung des jeweiligen Bewehrungsstabes im Beton.
In Kombinationswirkung mit der vorbeschriebenen Ausbildung des Betonstahles trägt auch eine spezielle Legierung des für diesen Stahl entscheidend zur Erzielung einer verbesserten Dauerschwingfestigkeit bei.
Bei einem wärmebehandelten, d.h. beispielsweise nach dem "TEMPCORE-Verfahren" hergestellten Stahl ist dieser bevorzugt aus einer Stahllegierung gefertigt, die 0,12 bis 0,22 Gewichtsprozent Kohlenstoff, 0,5 bis 1,0 Gewichtsprozent Mangan, weniger als 0,05 Gewichtsprozent Phosphor, weniger als 0,05 Gewichtsprozent Schwefel, weniger als 0,6 Gewichtsprozent Kupfer, weniger als 0,05 Gewichtsprozent Zinn und weniger als 0,018 Gewichtsprozent Stickstoff enthält.
Bei einem kaltgeformten bzw. kaltgewalzten oder -gezogenen Stahl ist dieser bevorzugt aus einer Stahllegierung gefertigt, die 0,06 bis 0,20 Gewichtsprozent Kohlenstoff, 0,35 bis 0,85 Gewichtsprozent Mangan, weniger als 0,6 Gewichtsprozent Kupfer und weniger als 0,50 Gewichtsprozent Silicium enthält, wobei der Kohlenstoffanteil bevorzugt 0,08 bis 0,14 Gewichtsprozent beträgt.
Bei einem microlegierten Stahl ist dieser bevorzugt aus einer Stahllegierung gefertigt, die weniger als 0,24 Gewichtsprozent Kohlenstoff, weniger als 1,5 Gewichtsprozent Mangan und weniger als 0,12 Gewichtsprozent Vanadin enthält, wobei der Kohlenstoffanteil bevorzugt 0,16 bis 0,22 Gewichtsprozent, der Mangananteil bevorzugt 0,8 bis 1,2 Gewichtsprozent und der Vanadinanteil bevorzugt 0,03 bis 0,08 Gewichtsprozent betragen.
Bei dem erfindungsgemäßen Betonstahl lassen sich bei kleinem Biegeradius am gebogenen und rückgebogenen Baustahl Dauerschwingfestigkeiten (nach DIN 488) in der Größenordnung von 230 N/mm², aber auch größer erreichen, während bei bisher üblichen Baustählen unter gleichen Umständen allenfalls eine Dauerschwingfestigkeit in der Größenordnung von ca. 80 N/mm² erreichbar ist.
Die bei der Erfindung erzielten Vorteile sind durch das zumindest weitestgehende Freihalten der Biege- bzw. Rückbiegebereiche von der Rippung oder Profilierung bedingt. Auch die Stahllegierung für den Betonstahl, die (Stahllegierung) zu einem ausreichend duktilen Stahl führt, trägt dazu bei, daß an den Biege- bzw. Rückbiegebereichen die Neigung zu Rißbildungen im Betonstahl bei einem Biegen und anschließenden Rückbiegen wesentlich reduziert wird.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung und deren Vorteile werden nachfolgend anhand der Figuren im Zusammenhang mit Bewehrungsanschlüssen näher erläutert, da die Verwendung des erfindungsgemäßen Betonstahles bei Bewehrungsanschlüssen die bevorzugte von zahlreichen denkbaren Anwendungsmöglichkeiten darstellt. Es zeigen:

Fig. 1: im Querschnitt ein zum Einsetzen in eine Schalung für ein Betonbauteil dienender Bewehrungsanschluß, dessen Bewehrungsstäbe jeweils aus einer Länge eines Betonstahls gemäß der Erfindung durch Biegen hergestellt sind;
Fig. 2: in vergrößerter Darstellung einen Teilschnitt entsprechend der Linie I - I der Fig. 1;
Fig. 3: in vergrößerter Darstellung das Profil der Rippen der Bewehrungsstäbe des Bewehrungsanschlusses gemäß Fig. 1;
Fig. 4: in schematischer Darstellung eine Teillänge des in dem zuerst erstellten Betonbauteil eingebetteten Bewehrungsanschlusses, mit einem aufgebogenen Anschlußteil sowie mit einem noch nicht aufgebogenen Anschlußteil;
Fig. 5: in schematischer Darstellung einen horizontalen Querschnitt durch zwei Betonbauteile und den den Übergangsbereich dieser Betonbauteile bildenden Bewehrungsanschluß;
Fig. 6: einen Bewehrungsanschluß in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2, jedoch bei Verwendung eines speziellen Baustahles für die Bewehrungsstäbe;
Fig. 7: einen Schnitt entsprechend der Linie II-II der Fig. 6;
Fig. 8: in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 eine weitere Ausführungsform des Bewehrungsanschlusses.

Der in den Figuren dargestellte Bewehrungsanschluß besteht aus einem kasten- oder profilförmigen Verwahrungselement 1, welches aus Stahlblech durch Biegen hergestellt ist und im wesentlichen aus einem Boden 2 sowie aus zwei einstückig mit dem Boden 2 durch Abwinkeln hergestellten Schenkeln 3 besteht. Der Boden 2 sowie die Schenkel 3 erstrecken sich über die gesamte, senkrecht zur Zeichenebene der Figur 1 verlaufende Länge des Verwahrungslementes 1 und umschließen den Innenraum 4 dieses Verwahrungselementes der an den beiden Enden des Verwahrungselementes jeweils durch ein nicht dargestelltes, abnehmbares Verschlußelement z. B. aus geschäumtem Kunststoff sowie an der dem Boden gegenüberliegenden offenen Seite durch einen ebenfalls nicht dargestellten Deckel verschlossen ist. In der Mitte des Bodens 2 ist eine sich über die gesamte Länge des Verwahrungselementes 1 und damit senkrecht zur Zeichenebene der Figur 1 erstreckende Längsnut 5 eingeformt, die bei der dargestellten Ausführungsform so ausgebildet ist, daß der Boden 2 im Bereich dieser Längsnut in den Innenraum 4 hineinreicht. Die Längsnut 5 unterteilt den Boden 2 in zwei Bodenbereiche 2', von denen jeweils einer an jeder Seite der Längsnut vorgesehen ist und in den entsprechenden Schenkel 3 übergeht, wobei dieser Schenkel 3 mit dem angrenzenden Bodenbereich 2'' einen spitzen Winkel in der Form einschließt, daß das Verwahrungselement einen durch die Schenkel 3 gebildeten schwalbenschwanzförmigen Querschnitt aufweist. Der Boden 6 der Längsnut 5 liegt parallel zu dem Boden 2 bzw. den Bodenabschnitten 2' und geht in diese Bodenabschnitte jeweils mit einem Schenkelbereich 7 über. Jeder Schenkelbereich 7 schließt mit der der offenen Seite des Verwahrungselementes 1 abgewendeten Oberfläche des Bodens 6 sowie mit der der offenen Seite des Verwahrungselementes 1 zugewendeten Oberfläche des angrenzenden Bodenbereiches jeweils einen spitzen Winkel ein, so daß nicht nur die Längsnut 5 in der senkrecht zur Längserstreckung des Verwahrungselementes verlaufenden Querschnittsebene einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt aufweist, sondern ein solcher Querschnitt auch jeweils an den Bodenbereichen 2' zwischen einem Schenkelabschnitt 7 und einem Schenkel 3 gebildet ist.
Jeder Schenkel 3 geht an seiner freien, dem Boden 2 entfernt liegenden und sich über die gesamte Länge des Verwahrungslementes 1 erstreckenden Längskante in eine Abwinklung 8 über, die über die Außenfläche des betreffenden Schenkels 3 vorsteht und mit dieser Außenfläche einen spitzen Winkel einschließt. Die beiden Abwinklungen 8 dienen zunächst zur Verstärkung des Verwahrungselementes 1 bzw. der Schenkel 3 an deren freien dem Boden 2 entfernt liegenden Längskanten. Durch die Abwinklungen 8 wird vor allem aber auch eine verstärkte Anlagefläche erreicht, mit der das Verwahrungselement 1 gegen die Innenfläche der Betonschalung des zuerst zu erstellenden Betonbauteils anliegt. Diese Anlagefläche ist von dem Übergangsbereich 9 zwischen dem jeweiligen Schenkel 3 und der zugehörigen Abwinklung 8 gebildet. Zumindest an diesem Übergangsbereich 9, d.h. an der Fläche, die außerhalb des von dem Schenkel 3 und der Abwinklung 8 gebildeten spitzen Winkels liegt, ist an der freien Längskante jedes Schenkels 3 eine Beschichtung 10 mit einem Material vorgesehen, welches im feuchten Zustand aufquillt und damit einen Dichtungseffekt bewirkt wie dies weiter unten noch näher beschrieben wird. Diese Beschichtung besteht beispielsweise aus Ton oder Bentonit mit einem geeigneten Bindemittel und kann z. B. in Form eines Anstriches aufgebracht werden. Als Bindemittel eignen sich beispielsweise die bei Farben üblicherweise verwendeten Bindemittel. Zur Verbesserung der Einbindung des Verwahrungselementes 1 in das zuerst zu erstellende Betonbauteil beispielsweise in die Betonwand 11 sowie zur besseren Einbindung des Verwahrungselementes 1 in das später zu erstellende bzw. anzuschließende Betonbauteil, z. B. die Betonwand 12 und damit auch zur Verbesserung der Scher- bzw. Schubkraftübertragung an der Anschlußstelle zwischen den beiden Betonbauteilen bzw. Betonwänden 11 und 12 ist das Verwahrungselement 1 zumindest am Boden 2 bzw. an den Bodenbereichen 2' sowohl an der dem Innenraum 4 zugewendeten Innenfläche, als auch an der dem Innenraum 4 abgewendeten Außenfläche jeweils mit einer Beschichtung 13 versehen, die dem Verwahrungselement 1 im Bereich dieser Beschichtung eine besonders rauhe Oberfläche verleiht. Die Beschichtung 13 kann im einfachsten Fall von Sand gebildet sein, der mit Hilfe eines geeigneten Klebers bzw. eines Kunststoffes an den betreffenden Oberflächen des Verwahrungselementes 1 gehalten ist. Bevorzugt besteht die Beschichtung 13 aber aus Zement-Klinker, der eine enge Einbindung in dem Beton des jeweiligen Betonbauteils eingeht und in gleicher Weise durch einen geeigneten Kleber oder Kunststoff an der betreffenden Oberfläche des Verwahrungselementes gehalten ist. Auch andere Arten der Beschichtung 13 sind denkbar, sofern sie eine aufgerauhte Oberfläche für das Verwahrungselement 1 bewirken. Außerdem kann die Beschichtung 13 selbstverständlich zusätzlich auch an anderen Bereichen, z.B. im Bereich der Längsnut 5 und/oder im Bereich der Schenkel 3 vorgesehen werden.
Der dargestellte Bewehrungsanschluß besitzt weiterhin mehrere Bewehrungsstäbe 14, die U-förmig bzw. als Bügel gebogen sind und somit jeweils zwei Schenkel 15 und einen diesen Schenkel miteinander verbindenden Jochabschnitt 16 aufweisen. Die mit ihren Jochabschnitten 16 senkrecht zur Längserstreckung des Verwahrungselementes 1 angeordneten Bewehrungsstäbe 14 sind mit ihren Schenkeln 15 so durch in den Bodenbereichen 2' vorgesehene Öffnungen hindurchgeführt, daß jeweils ein Schenkel 15 die entsprechende Durchtrittsstelle (durch den Bodenbereich 2') an dem in der Figur 1 linken Bodenbereich 2' und der andere Schenkel 15 die entsprechende Durchtrittsstelle an dem in der Figur 1 rechten Bodenbereich 2' aufweist. An den Durchtrittsstellen sind die Schenkel 15 vorzugsweise mit den Bodenbereichen 2' durch Schweißung oder auf andere geeignete Weise verbunden.
Jeder Schenkel 15 besteht aus einem ersten Abschnitt 15', der sich unmittelbar an den Jochabschnitt 16 anschließt und über die dem Innenraum 4 abgewendeten Außenfläche des Bodens 2 senkrecht nach außen vorsteht und zusammen mit dem entsprechenden Abschnitt 15' des anderen Schenkels 15 und dem Jochabschnitt 16 den Verankerungsbereich des betreffenden Bewehrungsstabes 14 bildet. Ein zweiter Abschnitt 15'' jedes Schenkels 15 ist bei 15''' (Übergangsbereich) in etwa senkrecht zum Abschnitt 15' umgebogen und unmittelbar an der Innenfläche des zugehörigen Bodenbereiches 2' im Innenraum 4 des Verwahrungselementes 1 angeordnet, wobei die Abschnitte 15'' die später herauszubiegenden Anschlußteile des Bewehrungsstäbe 14 bzw. des Bewehrungsanschlußes bilden. Die Bewehrungsstäbe 14 besitzen einen den jeweiligen statischen und/oder dynamischen Anforderungen entsprechenden Querschnitt, der beispielsweise in der Größenordnung von 6 -16 mm liegt.
Zur Verbesserung der Einbindung bzw. Verankerung der Bewehrungsstäbe 14 in dem Beton der Betonwände 11 und 12 ist jeder Bewehrungsstab 14 an seiner Ober- bzw. Umfangsfläche mit einer Vielzahl von schräg zur Längserstreckung des Bewehrungsstabes verlaufenden und über die Oberfläche vorstehenden Rippen 17 versehen, wie sie bei Bewehrungsstäben bzw. Baustählen ansich üblich sind. Diese, beim Walzen erzeugten Rippen 17 weisen das in der Fig. 3 dargestellte Profil auf. Zur Verbesserung der Eigenschaften des Bewehrungselementes bzw. -Anschlusses weisen die Bewehrungsstäbe 14 aber an den Übergangsbereichen 15''' derartige Rippen 17 nicht auf, wie dies nachfolgenden noch im einzelnen erläutert wird.
Da die abgewinkelten Abschnitte 15'' sämtlicher Bewehrungsstäbe 14 in dem Innenraum 4 des Verwahrungselementes 1 untergebracht sind, ist dessen Bauhöhe, d.h. der Abstand den die Bodenbereiche 2' von den freien Kanten der Schenkel 3 in Richtung senkrecht zu ihren Oberflächenseiten aufweisen, bestimmt durch den Durchmesser der Bewehrungsstäbe 14 sowie vor allem aber durch den Krümmungsradius r am Übergangsbereich 15''' zwischen dem Abschnitt 15' und dem umgebogenen Abschnitt 15'' jedes Schenkel 15. Insbesondere aus Gründen der Materialersparnis, zur Reduzierung des Transportvolumens, aus statischen Gesichtspunkten usw. wird eine geringe Bauhöhe für das Verwahrungselement 1 angestrebt, d.h. es wird ein möglichst kleiner Krümmungsradius r im Biegungsbereich zwischen den Abschnitten 15' und 15'' angestrebt, wobei allerdings ein unterer Grenzwert für den Biegeradius r nicht unterschritten werden darf, da sonst sowohl bei dem bei der Herstellung des Bewehrungsanschlußes erfolgenden Abbiegen der Abschnitte 15'', als auch bei dem bei der Verwendung des Bewehrungsanschlußes erfolgenden, später noch beschriebenen Aufbiegen der Abschnitte 15'' eine Kaltverformung des Stahles der Bewehrungsstäbe 14 sowie vor allem auch Mikrorisse in den Bewehrungsstäben 14 auftreten, die zu einer Beeinträchtigung der Festigkeit, insbesondere der Dauerschwingfestigkeit der Bewehrungsstäbe 14 führen.
Die grundsätzliche Verwendung des Bewehrungsanschlußes ergibt sich aus den Figuren 4 und 5. Beim Herstellen des zuerst zu erstellenden Betonbauteils, nämlich beispielsweise der Betonwand 11 wird der Bewehrungsanschluß vor dem Einbringen des Betons derart in die verwendete Schalung eingesetzt, daß das Verwahrungselement 1 mit seiner offenen Seite, d.h. im Bereich der Übergänge 9 gegen die Innenfläche einer Schalungswand der verwendeten Schalung anliegt, so daß beim Betonieren der Betonwand 11 der somit durch das Verwahrungselement 1 und die Schalungswand begrenzte Innenraum 4 des Verwahrungselementes 1 von dem in die Schalung eingebrachten Beton freigehalten wird, und zwar auch unter Mitwirkung der oben erwähnten Abschlußelemente an den beiden Enden des Verwahrungselementes 1 sowie des Deckels. Nach dem Betonieren der Betonwand 11 sind die Verankerungsbereiche 15'/16 der Bewehrungsstäbe 14 sowie die Abwinklungen 8 im Beton eingebettet.
Nach dem Entschalen der Betonwand 11 wird zunächst der im einfachsten Fall von einer Kunststoffolie gebildete Deckel, mit welchem auch die Beschichtungen 10 abgedeckt waren, entfernt. Anschließend werden die nun freigelegten Abschnitte 15'' mit Hilfe eines geeigneten Biegewerkzeugs (durch Rückbiegen des jeweiligen Übergangsbereichs 15''') derart aufgebogen, daß jeder Abschnitt 15'' möglichst achsgleich mit dem Abschnitt 15' des betreffenden Schenkels 15 liegt. Dadurch, daß die Durchtrittsstellen der Bewehrungsstäbe 14 bzw. deren Schenkel 15 durch den Boden 2 des Verwahrungselementes 1 in den Bereichen 2' liegen, die im Vergleich zu dem gesamten Boden 2 eine verminderte Breite aufweisen und an die sich einerseits jeweils ein Schenkel 3 und andererseits ein Schenkelbereich 7 anschließen, ist beim Aufbiegen der Abschnitte 15'' selbst bei Verwendung eines dünnen Bleches für das Verwahrungselement 1 sichergestellt, daß das Blech des Verwahrungselement in den Bodenbereichen 2' durch den dort von jeweils einem Schenkelabschnitt 7 und einem Schenkel 3 gebildeten Schwalbenschwanz-Querschnitt so fest in dem Beton der Betonwand 11 verankert ist, daß sich das Blech bei diesem Aufbiegen in keinem Bereich von dem Beton der Betonwand 11 abhebt und somit auch die Einbindung des Verwahrungselementes 1 durch die Beschichtung 13 in der Betonwand 11 nicht verlorengeht bzw. sich die Beschichtung 13 an keiner Stelle von dem Verwahrungselement 1 lösen oder die Beschichtung 13 an der dem Innenraum 4 zugewendeten Fläche des Verwahrungselementes abplatzen kann. Durch die beschriebene Ausbildung des Bodens 2, d.h. durch die in dem Boden 2 vorgesehene Längsnut 5 wird somit ein optimales Wirksamwerden der Beschichtungen 13 erreicht und damit eine optimale Scherkraftübertragung zwischen den Betonwänden 11 und 12 im Anschlußbereich sichergestellt.
Nach dem Fertigstellen der Betonwand 12 sind die Abschnitte 15'' der Bewehrungsstäbe 14 auch in dieser Betonwand eingebettet, so daß über die von den Bewehrungsstählen 14 gebildete Anschlußbewehrung zwischen den Betonwänden 11 und 12 wirkende Zugkräfte übertragen werden können. Wie die Figur 5 zeigt, ist das Verwahrungselement nach dem Fertigstellen der Betonwand 12 ebenfalls vollständig im Beton eingebettet. Eine evtl. später in die Fugen 19 zwischen den Betonwänden 11 und 12 eindringende Feuchtigkeit führt zu einem Aufquellen der Beschichtung 10 und damit zu einer Abdichtung dieser Fugen. Bei der in den Fig. 1-5 dargestellten Ausführungsform sind die Rippen 17 der Bewehrungsstäbe 14 so ausgebildet, daß diese Rippen 17 mit der Längserstreckung des jeweiligen Bewehrungsstabes 14 einen Winkel a einschließen, der kleiner als 45° ist, vorzugsweise im Bereich zwischen 30 und 45° liegt.
Die Bewehrungsstäbe 14 können als mikrolegierte, wärmebehandelte oder kaltverformte Stähle hergestellt sein.
Bei Herstellung als mikrolegierter Stahl sind die Bewehrungsstäbe aus einer Stahllegierung gefertigt, die weniger als 0,24 Gewichtsprozent Kohlenstoff, vorzugsweise 0,16 - 0,22 Gewichtsprozent Kohlenstoff, weniger als 1,5 Gewichtsprozent Mangan, vorzugsweise 0,8 - 1,2 Gewichtsprozent Mangan sowie auch Vanadin enthält, wobei der Anteil an Vanadin kleiner als 0,12 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,03 - 0,08 Gewichtsprozent ist.
Bei Verwendung eines wärmebehandelten Stahles, der nach dem Walzen derart abgekühlt wird, so daß er einen "weichen Kern", der eine hohe Rückbiegefähigkeit gewährleistet, sowie einen "harten" äußeren Bereich bzw. eine harte "Schale" besitzt, der (Bereich) bzw. die (Schale) für die angestrebte Festigkeit hauptsächlich verantwortlich ist, sind die Bewehrungsstäbe aus einer Stahllegierung gefertigt, die 0,12 - 0,22 Gewichtsprozent Kohlenstoff, 0,5 - 1,0 Gewichtsprozent Mangan, weniger als 0,05 Gewichtsprozent Phosphor, weniger als 0,05 Gewichtsprozent Schwefel, weniger als 0,6 Gewichtsprozent Kupfer, weniger als 0,05 Gewichtsprozent Zinn sowie weniger als 0,018 Gewichtsprozent Stickstoff enthält.
Bei Verwendung eines kaltverformten Stahles sind die Bewehrungsstäbe 14 aus einer Stahllegierung gefertigt, die 0,06 -0,20 Gewichtsprozent Kohlenstoff, vorzugsweise 0,08 - 0,114 Gewichtsprozent Kohlenstoff, 0,35 - 0,85 Gewichtsprozent Mangan, weniger als 0,6 Gewichtsprozent Kupfer sowie weniger als 0,5 Gewichtsprozent Silicium enthält.
Wie oben bereits erwähnt wurde, sind an den Übergangsbereichen 15''' der Bewehrungsstäbe 14 keine Rippen 17 vorgesehen. Hierdurch wird bei dem durch die jeweilige Stahllegierung ohnehin schon hoch-duktilen Stahl für die Bewehrungsstäbe 14 die Neigung zu Rißbildungen beim Abbiegen der Bewehrungsstäbe 14 bzw. des für diese Bewehrungsstäbe 14 verwendeten Betonstahl 14' bei der Herstellung des Bewehrungsanschlusses, aber auch beim Rück- bzw. Aufbiegen der die Anschlußteile bildenden Abschnitte 15'' wesentlich reduziert und damit die Belastbarkeit bzw. die Dauerschwingfestigkeit bei der statischen und dynamischen Belastung der Rück- bzw. aufgebogenen Bewehrungsstäbe 14 gegenüber bekannten Bewehrungsanschlüssen wesentlich verbessert.
Für die Herstellung des Bewehrungsanschlusses wird der Betonstahl 14' beispielsweise von einer Wicklung bzw. einem Coil abgezogen, und dann anschließend von dem in Abziehrichtung vorderen Ende dieses Betonstahls 14' eine vorgegebene Teillänge abgetrennt, die dann in einen Bewehrungsstab 14 gebogen wird. Hierbei kann es zweckmäßig sein, daß die Länge der mit den Rippen 17 versehenen Bereiche so gewählt ist sowie das Abtrennen der späteren Bewehrungsstäbe 14 bildenden Teillängen von dem Betonstahl 14' und auch das Biegen dieser Teillängen in die einzelnen Bewehrungsstäbe 14' derart erfolgen, daß nicht nur die Biege- bzw. Übergangsbereiche 15''' zwischen den Abschnitten 15' und 15'', sondern auch die Biege- und Übergangsbereiche 15'''' zwischen jedem Abschnitt 15' und 16 von einem Bereich ohne Rippen 17 gebildet sind.
Durch die rippenfreien Übergangsbereiche 15''' wird insbesondere auch in Kombination mit der erwähnten Legierungen des für die Herstellung der Bewehrungsstäbe 14 verwendeten Stahls die Neigung zur Rißbildung beim Abbiegen der Abschnitte 15'' (bei der Herstellung des Bewehrungsanschlusses) sowie beim Rückbiegen dieser Abschnitte (im späteren Einsatz) ganz wesentlich reduziert, d.h. durch die genannten Maßnahmen werden die statische und dynamische Festigkeit (Dauerschwingfestigkeit) der zurückgebogenen Bewehrungsstähle 14 wesentlich erhöht, wobei gleichzeitig auch besonders kleine Krümmungsradien r für den Biege- bzw. Übergangsbereich 15''' zwischen den Abschnitten 15' und 15'' möglich sind, und zwar Biegeradien r in der Größenordnung zwischen dem Zweifachen und dem Sechsfachen des Durchmessers der verwendeten Bewehrungsstäbe 14. Durch die beschriebenen Maßnahmen lassen sich bei den rückgebogenen Bewehrungsstäben Dauerschwingfestigkeiten von 230 N/mm² und größer erreichen, d.h. bei dem unter Verwendung des erfindungsgemäßen Betonstahls hergestellten Bewehrungsanschluß können (auch unter Berücksichtigung der notwendigen zusätzlichen Sicherheit) die aufgebogene Bewehrungsstäbe mit einer Dauerschwingfestigkeit von wenigstens 180 N/mm² beansprucht werden, während bei allen bisher auf dem Markt erhältlichen Bewehrungsanschlüssen die maximal zulässige Dauerschwingfestigkeit nur bei ca. 60 N/mm² liegt.
In den Fig. 6 und 7 weisen die dortigen, mit 14c bezeichneten Bewehrungsstäbe zumindest in den Übergangs- oder Rückbiegebereichen 15''' einen flachen oder ovalen Querschnitt auf und sind um eine parallel zur größeren Querschnittsachse 26 verlaufende Achse gebogen. Ansonsten sind die Bewehrungsstäbe 14c ebenfalls mit den Rippen 17 der Fig. 2 oder mit einer anderen, bei Bewehrungsstäben üblichen oder brauchbaren Rippung oder Profilierung versehen, wobei diese Rippung oder Profilierung an den Übergangsbereichen 15''' und ev. auch an den Übergangsbereichen 15'''' unterbrochen ist. Abweichend von dieser Ausführungsform ist es auch möglich, daß die Bewehrungsstäbe 14c zumindest an den Übergangsbereichen 15''' derart ausgebildet sind, daß sie Rippen 17a oder eine entsprechende Profilierung nur dort aufweisen, wo die Querschnittsachse 26 die Umfangsfläche des jeweiligen Bewehrungsstabes 14c schneidet, während der übrige Teil der Umfangsfläche von einer Rippung oder Profilierung freigehalten ist.
Fig. 8 zeigt einen Bewehrungsanschluß, der sich von dem Bewehrungsanschluß nach Fig. 1 u.a. dadurch unterscheidet, daß das Verwahrungselement 1a eine im Vergleich zum Verwahrungselement 1 schmälere Breite besitzt. Die Bewehrungsstäbe 14e sind nicht bügelförmig ausgeführt, sondern von einer abgewinkelten Länge des Betonstahls mit jeweils einem Abschnitt 15', einem Abschnitt 15'' sowie mit dem Übergangsbereich 15''' gebildet. Der für die Herstellung der Bewehrungsstäbe 15e verwendete Betonstahl weist die für die Übergangsbereiche 15''' vorgesehenen Bereiche in gleichmäßig wiederkehrenden Abständen auf. Der Bewehrungsanschluß bzw. dessen Bewehrungsstäbe 14e lassen sich dann in besonders einfacher und rationeller Weise auch mit unterschiedlicher Länge der Abschnitte 15' und damit an unterschiedliche Wandstärken des Betonbauteils 11 angepaßt dadurch fertigen, daß jeweils entsprechende Längen von den Betonstahl abgetrennt werden, die zwischen ihren Enden wenigstens einen für den Übergangsbereich 15''' vorgesehen Bereich aufweisen, wobei dann durch entsprechendes Abwinkeln der Enden 27 die Abschnitte 15' auf die gewünschte Länge stufenlos eingestellt werden können.
Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Bewehrungsanschluß mit den bügelförmigen Bewehrungsstäben 14 ist ebenfalls eine Einstellung der Länge, mit der die Abschnitte 15' über die Außenseite des Verwahrungselementes 1 wegstehen, möglich (allerdings in Stufen), sofern der verwendete Betonstahl in relativ dichter Folge die für die Übergangsbereiche 15 geeigneten Bereiche aufweist, von denen dann bei größerer Länge für die Abschnitte 15' weiter voneinander entfernt liegende Bereiche und bei kleinerer Länge der Abschnitte 15' weniger weit auseinander liegende Bereiche als Übergangsbereiche 15''' verwendet werden.
Bei allen beschriebenen Ausführungsformen ist es möglich, die insbesondere an den Übergangsbereichen 15''' fehlende oder reduzierte Rippung bzw. Profilierung durch Erhöhung der Rippung oder Vertiefung der Profilierung an den übrigen Bereichen der Bewehrungsstäbe 14, 14c, 14e zu kompensieren. Bei allen beschriebenen Ausführungen ist es weiterhin auch möglich, daß der Betonstahl einen Querschnitt aufweist, der in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Achsrichtungen unterschiedlich große Querschnittsabmessungen besitzt. Die größere Querschnittsabmessung bzw. -achse entspricht dann der Achse 26 der Fig. 7 und verläuft dann parallel zur Biegeachse der Übergangsbereiche 15''', so daß die kleinere Querschnittsachse senkrecht zu dieser Biegeachse liegt. Ein solcher Querschnitt wäre beispielsweise ein ovaler oder rechteckförmiger Querschnitt. Die Querschnittsausbildung hat den Vorteil, daß trotz eines relativ großen effektiven Querschnitts ein leichtes Rückbiegen der Bewehrungsstäbe 14, 14c, 14e möglich ist.

Claims

Zum Einsetzen in eine Schalung für ein Betonbauteil dienender Bewehrungsanschluß mit einem Verwahrungselement (1,1a) sowie mit von Längen eines Betonstahls gebildeten Bewehrungsstäben (14, 14c, 14e), die an ihren Oberflächen mit einer Rippung oder Profilierung versehen sind und jeweils über eine Fläche des Verwahrungselementes (1, 1a) wegstehende und in den Beton einzubettende Verankerungsbereiche sowie im Inneren des Verwahrungselementes angeordnete, zum Anschluß an ein später anzuschließendes Betonbauteil herauszubiegende Anschlußteile bilden, welch letztere jeweils über einen Biege- bzw. Übergangsbereich (15''' ), an dem die Bewehrungstäbe um eine Biegeachse, die parallel oder etwa parallel zu der Fläche liegt, abgewinkelt sind, an einen Verankerungsbereich (15') anschließen, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Biege-bzw. Übergangsbereich (15''' ) jeder Bewehrungsstab (14, 14c, 14e) die Rippung und/oder Profilierung (17, 17a, 23, 24, 25) zumindest an einem Teilbereich seines Umfangs nicht aufweist, der (Teilbereich) wenigstens etwa einem Drittel des Querschnittsumfangs des Bewehrungsstabes (14, 14c, 14e) entspricht, und dort außerdem die Rippung nur an denjenigen Umfangsbereichen besitzt, die von einer parallel zur Biegeachse verlaufenden Querschnittsachse (26) geschnitten werden.
Bewehrungsanschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewehrungsstab (14c) zumindest an den Biege- bzw. Übergangsbereichen (15''') einen Querschnitt mit zwei unterschiedlich großen Querschnittsachsen, beispielsweise einen ovalen Querschnitt aufweist, und daß die parallel zur Biegeachse verlaufende Querschnittsachse die längere Querschnittsachse ist.
Bewehrungsanschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungsstäbe (14, 14c, 14e) ein wärmebehandelter Stahl sind und vorzugsweise aus einer Stahllegierung gefertigt sind, die 0,12 bis 0,22 Gewichtsprozent Kohlenstoff, 0,5 bis 1,0 Gewichtsprozent Mangan, weniger als 0,05 Gewichtsprozent Phosphor, weniger als 0,05 Gewichtsprozent Schwefel, weniger als 0,6 Gewichtsprozent Kupfer, weniger als 0,05 Gewichtsprozent Zinn und weniger als 0,018 Gewichtsprozent Stickstoff enthält.
Bewehrungsanschluß nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungsstäbe (14, 14c, 14e) ein kaltgeformter Stahl sind und vorzugsweise aus einer Stahllegierung gefertigt sind, die 0,06 bis 0,20 Gewichtsprozent Kohlenstoff, bevorzugt 0,08 bis 0,14 Gewichtsprozent Kohlenstoff, 0,35 bis 0,85 Gewichtsprozent Mangan, weniger als 0,6 Gewichtsprozent Kupfer und weniger als 0,50 Gewichtsprozent Silicium enthält.
Bewehrungsanschluß nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungsstäbe (14, 14c, 14e) mikrolegierter Stahl sind und aus einer Stahllegierung gefertigt sind, die weniger als 0,24 Gewichtsprozent Kohlenstoff, weniger als 1,5 Gewichtsprozent Mangan und weniger als 0,12 Gewichtsprozent Vanadin enthält, wobei die Stahllegierung bispielsweise 0,16 - 0,22 Gewichtsprozent Kohlenstoff, 0,8 - 1,2 Gewichtsprozent Mangan und 0,03 - 0,08 Gewichtsprozent Vanadin enthält.
Bewehrungsanschluß nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Rippung oder Profilierung die Bewehrungsstäbe (14, 14c, 14e) mit Rippen (17, 17a) versehen sind.
Bewehrungsanschluß nach einem den Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Rippung oder Profilierung der Bewehrungsstäbe (14) durch Stauchen derart verformt sind, daß sich über die Umfangsfläche des Betonstahls (14) vorstehende Köpfe oder Vorsprünge (25) ergeben.