EP0826846A2 - Vorrichtung zur gemeinsamen Aufnahme von Druck- und Querkräften - Google Patents

Vorrichtung zur gemeinsamen Aufnahme von Druck- und Querkräften Download PDF

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EP0826846A2
EP0826846A2 EP97114442A EP97114442A EP0826846A2 EP 0826846 A2 EP0826846 A2 EP 0826846A2 EP 97114442 A EP97114442 A EP 97114442A EP 97114442 A EP97114442 A EP 97114442A EP 0826846 A2 EP0826846 A2 EP 0826846A2
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André Dipl.-Ing. Eisenhofer
Wolfgang Dipl.-Ing. Schäffer
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ROJEK, RICHARD, PROF. DR.-ING. EN EISENHOFER, ANDR
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    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/16—Auxiliary parts for reinforcements, e.g. connectors, spacers, stirrups

Definitions

  • the invention relates to a device for the joint recording of pressure and Shear forces in the event that a construction is either interrupted by a joint over which the internal forces have to be transmitted or that they are a construction made of other building materials can be connected to transmit power must or in other comparable circumstances.
  • the present invention provides that with a corresponding designed device the two force components mentioned pressure and lateral force be picked up by a single element and forwarded immediately.
  • it is particularly advantageous for steel and prestressed concrete structures Absorb transverse forces together with the compressive force acting in the cross section below, because then the shear force also puts pressure on the concrete. Concrete is known to be very good at compressive forces, but only very limited tensile forces take up without reinforcement.
  • the supporting elements, the shear force Guide over the joint favorably stressed on train.
  • the presentation of the examples listed is based on application examples cantilevered balcony structures, the internal sizes of which over insulation joints are leading.
  • the invention can be used analogously if on the drawing a wooden or steel structure connects to the right. It can continue be used for the connection of a structure made of wood or other Materials on a concrete structure or for power transmission between Steel and wood components.
  • Figure 1 shows an example of the connection of a cantilever reinforced concrete balcony slab 1 to a reinforced concrete structure continued within the insulation joint 2.
  • the bending tensile forces are on the upper edge of the plate with the inexpensive construction 3 passed over the insulation joint.
  • an oblique pressure plate is the horizontal bending pressure forces and the vertical shear forces are absorbed.
  • the horizontal force components with a pressure-resistant element 5 over the insulation joint a horribly inclined pressure plate.
  • the two pressure plates are roof-shaped inclined towards each other.
  • the vertical force components are made up of two on the first pressure plate attacking diagonals 6 and recorded on the other side of the insulation joint, here on the right, led into the concrete at the top.
  • Figures 2 and 3 show an embodiment with a strongly profiled, here toothed Pressure plate 7 on the force introduction side.
  • the strongly profiled pressure plate 7 according to Figures 2 and 3
  • force components are horizontal, arranged in pairs Round rods 8 shown.
  • Diagonal round rods 9 arranged in pairs are provided.
  • they are load-bearing elements as desired with each other and with the different Variants of the printing plates can be combined.
  • FIG. 5 shows the connection as a freely projecting example Steel beam 13 using the device according to the invention to one within the Insulation joint 14 adjoining reinforced concrete construction 15.
  • the bending tensile forces are in the upper area of the steel beams via a screw connection 16 into the tension rods 17 passed, which are anchored in the concrete with a suitable construction 18.
  • the plate 19 forming a device according to the invention at the same time the bending pressure forces acting horizontally in the lower steel flange 20 and the in the web 21 vertically acting transverse forces.
  • the steel girder receives expediently a connecting plate 22 which is aligned parallel to the plate 19 is.
  • the plate 19 is arranged through the connecting plate 22 through the mandrel 23 will.
  • the horizontal force components are combined with a horizontal, pressure-resistant element 24 passed over the insulation joint.
  • the vertical force components are taken up by the diagonals 25 and to the right of the insulation joint above passed into the concrete.
  • Tension rods are welded.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zur gemeinsamen Übertragung von Druck- und Querkräften von einem Bauwerksteil (1) auf ein benachbartes Bauwerksteil (2) sollen beide der genannten Kraftkomponenten von einem einzigen Element aufgenommen und unmittelbar weitergeleitet werden. Hierzu sieht die Erfindung vor, daß wenigstens eine dem die zu übertragenden Schnittkräfte abgebenden Bauwerksteil (1) zugewandte, an das andere Bauwerksteil (2) druck- und querkraftübertragend angeschlossene Druckplatte (4) vorgesehen ist, die querkraftnormale und druckkraftnormale Stützflächenkomponenten aufweist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gemeinsamen Aufnahme von Druck- und Querkräften für den Fall, daß eine Konstruktion entweder durch eine Fuge unterbrochen wird, über die die Schnittgrößen übertragen werden müssen oder daß sie an eine Konstruktion aus anderen Baustoffen kraftübertragend angeschlossen werden muß oder bei sonstigen vergleichbaren Gegebenheiten.
Diese Ausgangssituation tritt beispielhaft im Bauwesen häufig auf im Zusammenhang mit Balkon- und Loggiakonstruktionen, die von den innerhalb der Fassadenhülle angeordneten Bauteilen durch Dämmfugen thermisch getrennt werden. Es kann sich hierbei um frei auskragende oder aber auch um an der Außenseite schräg abgehängte Konstruktionen aus Stahlbeton, Holz, Stahl oder anderen geeigneten Werkstoffen handeln. Die kraftschlüssige Verbindung über die Fuge kann zum jeweils gleichen Baustoff oder auch zu einem der anderen genannten hergestellt werden. Für den Fall frei auskragender Stahlbetonplatten stehen bereits verschiedene Lösungen zur Verfügung, die aber alle dadurch gekennzeichnet sind, daß für die Aufnahme der Biegedruckkräfte sowie der Querkräfte jeweils getrennte Bauelemente angeordnet werden.
Hiervon ausgehend sieht die vorliegende Erfindung vor, daß mit einer entsprechend ausgelegten Vorrichtung die beiden genannten Kraftkomponenten Druck und Querkraft von einem einzigen Element aufgenommen und unmittelbar weitergeleitet werden. Dies führt gegenüber den bislang bekannten Konstruktionen zu deutlich wirtschaftlicheren Lösungen, da weniger und kürzere Bauteile erforderlich werden. Weiterhin ist es insbesondere bei Stahl- und Spannbetonkonstruktionen günstig, Querkräfte gemeinsam mit der im Querschnitt unten wirkenden Druckkraft aufzunehmen, weil dann die Querkraft den Beton gleichfalls auf Druck beansprucht. Beton kann bekanntlich Druckkräfte sehr gut, Zugkräfte dagegen nur sehr begrenzt ohne Bewehrung aufnehmen. Weiterhin werden die Tragelemente, die die Querkraft über die Fuge leiten, günstig auf Zug beansprucht.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Anspruch 1 gelöst. Dadurch, daß eine Druckplatte aus Stahl oder sonstigen geeigneten Werkstoffen vorgesehen ist, die nach Grösse, Lage, Ausrichtung, Querschnittsgestaltung und / oder Oberflächenbeschaffenheit so eingebaut wird, daß beide Schnittgrößenkomponenten sowohl aufgenommen als auch unmittelbar weitergeleitet werden können, werden die bisherigen Nachteile vermieden und die oben angegebenen Vorteile erreicht.
Nachstehend werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
Figur 1
den Längschnitt durch eine auskragende Stahlbetonplatte, deren Biegedruck- und Querkräfte gemeinsam mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgenommen werden,
Figur 2
die Seitenansicht einer erfindinngsgemäßen Vorrichtung, bei der die Oberfläche der Druckplatte sägezahnartig ausgeformt ist,
Figur 3
eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Figur 2,
Figur 4
die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Oberfläche der Druckplatte profiliert ist und
Figur 5
die Seitenansicht eines auskragenden Stahlträgers, dessen Biegedruck- und Querkraft gemeinsam mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgenommen werden.
Die Darstellung der aufgeführten Beispiele orientiert sich an Anwendungsbeispielen frei auskragender Balkonkonstruktionen, deren Schnittgrößen über Dämmfugen zu leiten sind. Die Erfindung kann sinngemäß eingesetzt werden, wenn auf der Zeichnung jeweils rechts eine Holz- oder Stahlkonstruktion anschließt. Sie kann weiterhin angewendet werden für den Anschluß einer Konstruktion aus Holz oder sonstigen Werkstoffen an eine Betonkonstruktion oder auch zur Kraftübertragung zwischen Stahl- und Holzbauteilen.
Die Figur 1 zeigt als Beispiel den Anschluß einer auskragenden Stahlbeton-Balkonplatte 1 an eine innerhalb der Dämmfuge fortgeführte Stahlbetonkonstruktion 2. Für das Gleichgewicht der Kragplatte ist es erforderlich, daß sowohl Biegedruck- und -zugkräfte als auch Querkräfte über die Dämmfuge geleitet werden. Die Biegezugkräfte werden am oberen Plattenrand mit der günstig zu stoßenden Konstruktion 3 über die Dämmfuge geleitet. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 4 in Form einer schrägen Druckplatte werden gleichzeitig die horizontal wirkenden Biegedruckkräfte und die vertikal wirkenden Querkräfte aufgenommen. Die horizontalen Kraftkomponenten werden mit einem drucksteifen Element 5 über die Dämmfuge hin zu einer entgesetzt geneigten Druckplatte geleitet. Die beiden Druckplatten sind dachförmig gegeneinander geneigt. Die vertikalen Kraftkomponenten werden von zwei an der ersten Druckplatte angreifenden Diagonalen 6 aufgenommen und auf der anderen Seite der Dämmfuge, hier rechts, oben in den Beton geleitet.
Die Figuren 2 und 3 zeigen eine Ausgestaltung mit einer stark profilierten, hier gezahnten Druckplatte 7 auf der Krafteinleitungsseite. Bei der stark profilierten Druckplatte 7 nach den Figuren 2 und 3 können die Biegedruckkräfte von den vertikalen Flächenanteilen und die Querkräfte von den horizontalen Flächenanteilen aufgenommen werden. Für die Unterstützung der Druckplatte zur Übertragung der horizontalen Kraftkomponenten sind in diesem Beispiel paarweise angeordnete, horizontale Rundstäbe 8 dargestellt. Für die Aufnahme der Querkraft sind gleichfalls paarweise angeordnete, diagonale Rundstäbe 9 vorgesehen. Natürlich sind die lastübernehmenden Elemente beliebig untereinander und mit den verschiedenen Varianten der Druckplatten kombinierbar.
Der Lösungsansatz nach Figur 4 macht von der Tatsache Gebrauch, daß sich das Verhältnis der Kraftgrößen aus Biegedruck bzw. Querkraft für die praktisch interessanten Anwendungsfälle in bestimmten Grenzen bewegt. Entsprechend gibt es für die Richtung der Resultierenden aus beiden Kräften Grenzwerte, die nicht überschritten werden. Demzufolge reicht eine einfache, eventuell angerauhte oder leicht profilierte Druckplatte 10 aus, die nach der mittleren Richtung der zu erwartenden Kraftresulierenden ausgerichtet wird; davon abweichende Komponenten werden als Reibungskräfte aufgenommen. Als Unterstützung ist nun ein einzelner Druckstab 11 in Kombination mit paarweise angeordneten Rundstäben 12 für die Diagonalen dargestellt.
Die Figur 5 zeigt als weiteres Anwendungsbeispiel den Anschluß frei auskragender Stahlträger 13 mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung an eine innerhalb der Dämmfuge 14 anschließende Stahlbetonkonstruktion 15. Die Biegezugkräfte werden im oberen Bereich der Stahlträger über eine Schraubverbindung 16 in die Zugstäbe 17 geleitet, die mit einer geeigneten Konstruktion 18 im Beton verankert werden. Mit der eine erfindungsgemäße Vorrichtung bildenden Platte 19 werden gleichzeitig die im unteren Stahlflansch 20 horizontal wirkenden Biegedruckkräfte und die im Steg 21 vertikal wirkenden Querkräfte aufgenommen. Hierzu erhält der Stahlträger zweckmäßigerweise eine Anschlußplatte 22, die parallel zur Platte 19 ausgerichtet ist. Als Montagehilfe und zur Übertragung kleinerer Differenzkräfte kann auf der Platte 19 ein die Anschlußplatte 22 durchgreifender Schraubdorn 23 angeordnet werden. Die horizontalen Kraftkomponenten werden mit einem horizontalen, drucksteifen Element 24 über die Dämmfuge geleitet. Die vertikalen Kraftkomponenten werden von den Diagonalen 25 aufgenommen und rechts der Dämmfuge oben in den Beton geleitet. Hierzu können sie - wie dargestellt - mit den vorhandenen Zugstäben verschweißt werden. Alternativ können sie aber auch eine Verlängerung durch angeschweißte, gerippte Betonstahlstäbe erhalten und die entstehenden Zugkraftkomponenten über Verbund direkt in den Beton leiten.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur gemeinsamen Übertragung von Druck- und Querkräften von einem Bauwerksteil (1;13), vorzugsweise inform einer auskragenden Platte, auf ein benachbartes, hiervon durch eine Fuge oder einen Stoß getrenntes Bauwerksteil (2;15), wobei wenigstens eine dem die zu übertragenden Schnittkräfte abgebenden Bauwerksteil (1;13) zugewandte, an das andere Bauwerksteil (2;15) druck- und querkraftübertragend angeschlossene Druckplatte (4;7;10;19) vorgesehen ist, die querkraftnormale und druckkraftnormale Stützflächenkomponenten aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (4;7;10;19) gegenüber der Querkraftrichtung geneigt ist, vorzugsweise nach der mittleren Richtung der Kraftresultierenden der Druck- und Zugkräfte ausgerichtet ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (10) eine rauhe, vorzugsweise ein profilierte Oberfläche aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (7) eine gezahnte Oberfläche mit druckkraftnormalen und querkraftnormalen Zahnflanken aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (4;7;10;19) mittels wenigstens eines drucksteifen Elements (5;8;11;24) am kraftaufnehmenden Bauwerksteil (2;15) abgestützt ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (4;7;10;19) mittels wenigstens eines drucksteifen, vorzugsweise als Druckstab ausgebildeten Elements (5;8;11;24) mit einer gegenüberliegenden, gegenläufig geneigten Druckplatte verbunden ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (4;7;10;19) mittels einer vorzugsweise zwei parallele Diagonalstäbe enthaltenden Diagonalanordnung (6;9;12;25) mit dem auf Zug beanspruchten Bereich des kraftaufnehmenden Bauwerkteils (2;15) verbunden ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das der Druckplatte (4;7;10;19) gegenüberliegende Ende der Diagonalanordnung (6;9;12;25) mit einem auf Zug beanspruchten, vorzugsweise die Fuge bzw. den Stoß durchsetzenden Übertragungselement (3) verbunden ist, ,das kraftübertragend an beide Bauwerksteile (1,2;13,15) angeschlossen ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Zug beanspruchte Übertragungselement (3) an wenigstens einem Ende ein mit querkraftparalleler Achse angeordnetes Ankerstück hält, das zumindest auf einer Seite eine kreisförmige Umfangskontur aufweist, die von einer Zugschlaufe eines weiterführenden Zugorgans umgriffen ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kraftabgebende Bauwerksteil (13) eine zur Anlage an der zugeordneten Druckplatte (19) bringbare, hierzu parallele Anschlußplatte (22) aufweist, die vorzugsweise mit der aufnehmenden Druckplatte (19) verschraubbar ist.
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