EP0577857A1

EP0577857A1 - Bauelement

Info

Publication number: EP0577857A1
Application number: EP92110693A
Authority: EP
Inventors: Franz Bucher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 1994-01-12

Abstract

Ein auf Biegung beanspruchbares Bauelement aus Beton (1) weist als Bewehrung der Zugzone zumindest ein vorgespanntes (2) und zumindest ein gedrücktes Bewehrungselement (3) auf. Eines der gedrückten Bewehrungselemente (3) ist insbesondere durch eine Blechschalung für den Beton (1) gebildet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein auf Biegung beanspruchbares Bauelement aus bewehrtem Beton sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Derartige Bauelemente sind in verschiedensten Ausführungen bekannt. Generell lassen sich zwei Gruppen unterscheiden, nämlich Bauelemente, in denen eine schlaffe Bewehrung angeordnet ist und Bauelemente, deren Bewehrung vorgespannt ist.
Bauelemente mit vorgespannter Bewehrung können aufgrund der verwendeten hochzugfesten Spannstähle höhere Lasten aufnehmen, wobei jedoch der Querschnitt des Betons ein maßgebliches Kriterium für die Belastbarkeit darstellt, da er durch die Vorspannkräfte auf Druck beansprucht ist. Bauelemente mit vorgespannter Bewehrung werden daher dort nicht eingesetzt, wo vorgegebene Betonquerschnitte nicht erhöht werden können, beispielsweise Deckenträger und dgl., da die höhere Lastaufnahmefähigkeit nur teilweise genützt werden kann und die Herstellung der Bauelemente aufgrund der notwendigen Spanneinrichtungen ohnedies schwieriger ist.
Sind nun gemäß der Erfindung als Bewehrung der Zugzone zumindest ein vorgespanntes und zumindest ein gedrücktes Bewehrungselement vorgesehen, so lassen sich Bauelemente mit vorgespannter Bewehrung mit geringen Betonquerschnitten erzeugen, da die Druckaufnahmefähigkeit des somit auch druckbewehrten Betons auf diese Weise bis über 50 % erhöht ist. Es lassen sich somit Bauteile erzeugen, deren Betonquerschnitt dem herkömmlichen von schlaff bewehrten Bauteilen entspricht, deren Lastaufnahmefähigkeit aber wesentlich erhöht ist. Umgekehrt kann, wenn die Lastaufnahmefähigkeit nicht vergrößert werden soll, der Betonquerschnitt verringert werden. Letzteres ist insbesondere bei Deckenträger und dgl. von Bedeutung, da das Transport- und Montagegewicht verringert, das Durchbiegeverhalten verbessert und größere Montagestützweiten erzielbar sind.
Die Belastbarkeit des erfindungsgemäßen Bauelementes ist durch die Kombination von vorgespannter und gedrückter Bewehrung noch größer als bei vorgespannter Bewehrung allein, da, sobald die Zugkräfte die Vorspannkräfte übersteigen, die gedrückte Bewehrung als zusätzliche Zugbewehrung wirksam wird.
Eine bevorzugte Ausführung eines derartigen Bauelementes sieht die Verwendung einer Blechschalung als gedrücktes Bewehrungselement vor, die mit Beton gefüllt ist, in dem insbesondere exzentrisch an tiefstmöglicher Stelle das vorgespannte Bewehrungelement verläuft.
Erfindungsgemäße Bauelemente lassen sich rationell dadurch herstellen, daß zumindest ein erstes Bewehrungselement der Zugzone vorgespannt und zumindest ein zweites Bewehrungselement der Zugzone parallel dazu schlaff angeordnet wird, daß Beton eingegossen wird, und daß nach dem Erhärten des Betons die Spannkräfte aufgehoben werden, worauf die Bauelemente abgelängt werden. Dies kann beispielsweise in einem Spannbett mit einer Länge von auch mehreren hundert Metern erfolgen.
Nachstehend wird nun die Erfindung anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.
Es zeigen:

Fig. 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel in schematischer Stirn- und Seitenansicht.
Fig. 3 bis 7 schematische Stirnansichten fünf weiterer Ausführungsbeispiele, und
Fig. 8 ein Spannungs-Dehnungsdiagramm.

Im Spannungs-Dehnungsdiagramm zeigen, ausgehend vom Ursprung A des Koordinatenkreuzes, die Abszisse in üblicher Weise die Dehnungswerte, und die Ordinate die Spannungswerte σ eines hochzugfesten, vorspannfähigen Bewehrungselementes 2. Wird das vorgespannte Bewehrungselement 2 einbetoniert, so verschiebt sich in der weiteren Folge der Ursprung A in den Punkt B als Ursprung eines neuen Koordinatenkreuzes.
Ein auf Biegung beanspruchtes Bauelement, beispielsweise ein Deckenträger, Unterzug od. dgl. umfaßt gemäß Fig. 1 bis 7 zumindest ein vorgespanntes Bewehrungselement 2, das exzentrisch in der Zugzone angeordnet ist, und zumindestens ein gedrücktes Bewehrungselement 3. Die Herstellung eines derartigen Bewehrungselementes erfolgt beispielsweise in einem Spannbett, an dessen beiden Enden Spanneinrichtungen zum Vorspannen jedes Bewehrungselementes 2 angeordnet sind. Das Spannbett weist vorzugsweise eine Länge von mehreren hundert Metern auf. In der Betonschalung des Spannbettes wird weiters zumindest ein Bewehrungselement 3 schlaff angeordnet, das aus handelsüblichem Bewehrungsstahl besteht, wobei dessen Zugfestigkeit beispielsweise ein Drittel der Zugfestigkeit des Spannstahles beträgt.
Nach dem Erhärten des eingegossenen Betons werden die äußeren Spannkräfte aufgehoben, wobei die eingetragene Zugkraft, die beispielsweise zwei Drittel der Streckgrenze umfaßt, an den Beton 1 abgegeben wird, dessen Druckaufnahmefähigkeit aufgrund des schlaffen, nunmehr gedrückten Bewehrungselementes 3 wesentlich erhöht ist. Die Bauelemente können nun auf jede beliebige bzw. gewünschte Länge zugeschnitten werden. Als schlaff anzuordnende Bewehrungselemente 3 dienen Stäbe, Flacheisen usw., wobei, wie Fig. 1 bis 3 zeigt, ein Bewehrungselement 3 die Betonschalung bilden kann.
Zurückkommend auf Fig. 8 trifft also ausgehend vom Ursprung A für das vorgespannte Bewehrungselement 2 vorerst die ausgezogene Kennlinie bis zum verschobenen Ursprung B zu, in dem durch die äußeren Biegebelastungen etwa wieder die durch die Spanneinrichtungen ausgeübten Zugkräfte im vorgespannten Bewehrungselement 2 erreicht sind, und in dem das zuerst gedrückte Bewehrungselement 3 im wesentlichen wieder kräftefrei ist. Bei weiterer Belastung erfolgt nunmehr eine zunehmende Zugbeanspruchung sowohl des vorgespannten Bewehrungselementes 2 (ausgezogene Kennlinie) als auch des schlaffen Bewehrungselementes 3 (strichlierte Kennlinie), wobei die beiden Kennlinien zumindest bis zur 0,2 %-Dehngrenze im wesentlichen ineinander fallen. Die Spannungswerte σ_v des vorgespannten und die Spannungswerte σ_s des schlaffen Bewehrungselementen entsprechen daher einander ebenso wie die zugehörigen Dehnungswerte. Beide Bewehrungselemente 2, 3 werden somit zur Aufnahme der Zugspannungen aus äußeren Beanspruchungen herangezogen. Dies kann bei der Berechnung des Betonbauteiles insoferne berücksichtigt werden, als auch die gedrückte Bewehrung als Zugbewehrung einrechenbar ist.
Die in den Fig. 1 bis 6 gezeigten Bauteile weisen aus dem nur in der Zugzone vorgesehenen Beton 1 hochstehende Bewehrungselemente 4 in Form von Einzelstäben, Einzelbügeln oder Bügelschlangen auf, die zur Entbindung in Ortbeton vorgesehen und gegebenenfalls durch zusätzliche Längsstäbe, die einen Obergurt bilden, verbunden sind. In Fig. 7 ist ein Fertigteilträger mit I-Querschnitt gezeigt, dessen oberhalb der Nullebene 6 liegenden Teil ebenfalls bewehrt ist. Auch hier kann ein Bewehrungselement eine Vorspannung aufweisen und ein weiteres Bewehrungselement 9 als Druckbewehrung dienen.

Claims

Auf Biegung beanspruchbares Bauelement aus bewehrtem Beton, dadurch gekennzeichnet, daß als Bewehrung der Zugzone zumindest ein vorgespanntes (2) und zumindest ein gedrücktes Bewehrungselement (3) vorgesehen sind.
Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgespannte Bewehrungselement (2) exzentrisch in der Zugzone angeordnet ist.
Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugfestigkeit des vorgespannten Bewehrungselementes (2) etwa dem Dreifachen der Zugfestigkeit des gedrückten Bewehrungselementes (3) entspricht.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein gedrücktes Bewehrungselement (3) durch eine verlorene Blechschalung gebildet ist.
Verfahren zur Herstellung von auf Biegung beanspruchbaren Bauelementen aus bewehrtem Beton, beispielsweise Deckenträgern, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein erstes Bewehrungselement der Zugzone vorgespannt und zumindest ein zweites Bewehrungselement der Zugzone parallel dazu schlaff angeordnet wird, daß Beton eingegossen wird, und daß nach dem Erhärten des Betons die Spannkräfte aufgehoben werden, worauf die Bauelemente abgelängt werden.