EP1040238A1 - Schubbewehrung für flachdecken und dübelleiste hierfür - Google Patents

Schubbewehrung für flachdecken und dübelleiste hierfür

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EP1040238A1
EP1040238A1 EP98966280A EP98966280A EP1040238A1 EP 1040238 A1 EP1040238 A1 EP 1040238A1 EP 98966280 A EP98966280 A EP 98966280A EP 98966280 A EP98966280 A EP 98966280A EP 1040238 A1 EP1040238 A1 EP 1040238A1
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EP
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dowel
support
dowels
zone
diameter
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Peter Ernst
Gerhard Schrader
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Leviat GmbH
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Deha Ankersysteme GmbH and Co KG
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    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/06—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of high bending resistance, i.e. of essentially three-dimensional extent, e.g. lattice girders
    • E04C5/0645—Shear reinforcements, e.g. shearheads for floor slabs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/43—Floor structures of extraordinary design; Features relating to the elastic stability; Floor structures specially designed for resting on columns only, e.g. mushroom floors

Definitions

  • IPC International Patent Classification
  • the invention relates to a shear reinforcement for flat slabs in the column area with a plurality of dowel strips arranged essentially radially to a column, each consisting of a dowel rail and a plurality of vertical dowels attached to it in parallel and at a distance from one another, each having an elongated dowel shaft and at least on that of the End of the dowel rail has a widened dowel head.
  • the invention also relates to a dowel bar for such shear reinforcement.
  • Such shear reinforcements serve to introduce the vertical forces occurring in the column area in flat slabs made of reinforced concrete and similarly stressed concrete slabs (DE 27 27 159 C3).
  • the dowels which are arranged perpendicular to the plate level, absorb the shear forces that occur in the column area. As a result, the dowel shafts are essentially also subjected to tension.
  • the dowels In addition to an arrangement of the dowels which is particularly favorable in terms of production technology, it is also known to arrange the dowels at different mutual distances on the dowel strip. In particular, a closer dowel spacing can be selected in the area with higher loads in the immediate vicinity of the support. In the less stressed area away from the column, the Anchor distances are chosen larger; however, it is not permissible to exceed a specified dowel distance, since otherwise the shear force distribution would be too uneven.
  • the object of the invention is therefore to design a shear reinforcement of the type mentioned at the outset in such a way that an improved adaptation to the stress occurring in each case is achieved.
  • This object is achieved in that the diameter of the dowel shafts of the dowels adjacent to the support is larger than the diameter of the dowel shafts of dowels further away from the support.
  • This shear reinforcement fulfills the static requirement to support the same vertical load in an area adjacent to the column as in an outer, significantly larger area, without the shear reinforcement being overdimensioned in the outer area and, in particular, not the one specified for structural reasons The maximum distance of the dowels is exceeded.
  • the dowels have at least one end, but preferably both ends, of a hot-dipped dowel head, the head diameter of which is approximately three times the shaft diameter, the energy required for production when compressing the dowel heads with a smaller shaft diameter is considerably less. This makes production faster and more environmentally friendly.
  • dowels of smaller shaft diameter in a substantial part of the length of the dowel bar, the material expenditure and the weight of the dowel bar are reduced; this simplifies and facilitates transport and assembly on the construction site. Since the dowel strips are installed together with a normally very tight upper and lower ceiling reinforcement, a large head diameter of the dowels is a hindrance when laying, since the distance between two adjacent reinforcement bars is often very small. A smaller head diameter is favorable for laying. Reinforcement is easier with smaller shank diameters.
  • dowels with a dowel diameter are arranged in a zone near the support, which is larger than the dowel diameter of the other dowels arranged in a zone remote from the support.
  • the column reinforcement is here the statically predetermined load conditions are adjusted, according to which, for example, the same load has to be absorbed in a zone near the column as in a larger zone away from the column.
  • the zone close to the support and the zone remote from the support are preferably adjoining zones, each of which is essentially annular and concentrically arranged around the support, the diameter of the zone remote from the support preferably being at least twice as large as the diameter of the zone close to the support.
  • separate inner and outer dowel strips are arranged in the zone near the support and in the zone remote from the support.
  • An inner dowel bar in the zone near the support is preferably assigned an outer dowel bar in alignment with it in the zone away from the support.
  • the division into an inner and an outer dowel strip makes it possible to produce these two types of dowel strips separately, in particular to separate them from longer dowel strips equipped with uniformly designed dowels.
  • different designs can be selected for the inner and outer dowel strips, which differ not only in terms of the shaft diameter, but also in terms of the function of the dowel rail carrying the dowels.
  • the dowels of the inner dowel bar are welded to one inner end of their dowel shafts with an inner dowel rail and have a dowel head at their other end and that the dowels of the outer dowel bar are designed as double-headed dowels and are attached to an outer dowel rail.
  • a one-piece dowel bar for such shear reinforcement is characterized in that at least two groups of vertical dowels are attached to a dowel rail in parallel and at a distance from one another, each of which has an elongated dowel shaft and a widened one at least at the end facing away from the dowel rail Have dowel head, and that the diameter of the dowel shafts of a first group of dowels is larger than the diameter of the dowel shafts with at least a second group of dowels.
  • 1 in a schematic plan view a flat slab in the column area with the shear reinforcement arranged therein, the slab reinforcement being omitted for the sake of clarity
  • 2 shows an enlarged section to the left of line II-II in FIG. 1 with the ceiling reinforcement shown
  • FIG. 3 is a side view of a dowel bar used for the shear reinforcement according to FIGS. 1 and 2,
  • FIG. 4 in a representation corresponding to FIG. 1 shows a modified embodiment with separate dowel strips for the area near and far from the support
  • FIG. 5 shows a section along the line V-V in Fig. 4th
  • a section of a flat ceiling 1 made of reinforced concrete is shown in the area of a support 2 in plan.
  • a shear reinforcement 3 serves to introduce the support forces into the flat slab 1 and thus forms a punching shear reinforcement for the flat slab 1.
  • the flat slab 1 conventionally has a slab reinforcement consisting of an upper reinforcement layer 4 and a lower reinforcement layer 5.
  • the shear reinforcement 3 is formed by a plurality of dowel strips 6, which are arranged essentially radially to the axis of the support 2.
  • Each dowel bar 6 consists of a dowel rail 7, on which several vertical dowels 8 and 8 'are attached in parallel and at a distance from one another.
  • Each dowel 8, 8 1 has an elongated, preferably cylindrical dowel shaft 9 or 9 1 and at both ends an upset, widened dowel head 10 or 10 '. How

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Description

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IPC 6 E04C5/06 E04B5/43
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B. FIELDS SEARCHED
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DE 27 27 159 A (LEONHA DT ET AL.) 1 , 7 , 8
21 December 1978 ci ted i n the appl i cati on see page 7 , 1 i ne 10 - page 8 , l i ne 19 ; fi gures 1-5
DE 296 14 209 U (DAUSEND) 11 December 1997 7 ,8 see fi gures 1 , 2
DE 195 48685 C (DEHA ANKERSYSTEME GMBH) 7 , 8 23 January 1997 see fi gures 1-3
D Further documents are Iisted in the continuation of box C Patent family me bers are hsted in annex
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"A" document defining the general State of the art which is not cited to understand the pnnciple or theory underiying the considered to be of patticular relevance invention
'E" earlier document but published on or after the international "X" document of particular relevance, the claimed invention filing date cannot be considered novel or cannot be considered to
"L" document which may throw doubts on pπorrty claιm(s) or involve an inventive step when the document is taken alone which is cited to establish the publication date of another Υ" document of particular relevance, the claimed invention citation or other Special reason (as specified) cannot be considered to involve an inventive step when the
"O" document referπng to an oral disclosure, use, exhibition or document is combined with one or more other such docuother means ments, such combination being obvious to a person skilled
"P" document published pπor to the international filing date but in the art. later than the pπoπty date claimed "&" document me ber of the same patent family
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DE 2727159 A 21-12-1978 NONE
DE 29614209 U 11-12-1997 NONE
DE 19548685 C 23-01-1997 CA 2165848 A 22-06-1997 AU 1374897 A 17-07-1997 WO 9723695 A 03-07-1997
Form PCTΛS/V210 (patent family annβx) (July 1992) Schubbewehrung für Flachdecken und Dübelleiste hierfür
Die Erfindung betrifft eine Schubbewehrung für Flachdecken im Stützenbereich mit mehreren, im wesentlichen radial zu einer Stütze angeordneten Dübelleisten, bestehend jeweils aus einer Dübelschiene und mehreren senkrechten, parallel und im Abstand zueinander daran angebrachten Dübeln, die jeweils einen länglichen Dübelschaft und mindestens an dem von der Dübelschiene abgekehrten Ende einen verbreiterten Dübelkopf aufweisen. Die Erfindung betrifft darüberhinaus eine Dübelleiste für eine solche Schubbewehrung.
Derartige Schubbewehrungen dienen zur Einleitung der im Stützenbereich auftretenden Vertikalkräfte in Flachdecken aus Stahlbeton und ähnlich beanspruchte Betonplatten (DE 27 27 159 C3) . Die senkrecht zur Plattenebene angeordneten Dübel nehmen die im Stützenbereich auftretenden Schubkräfte auf. Dadurch werden die Dübelschäfte im wesentlichen auch auf Zug beansprucht .
Neben einer fertigungstechnisch besonders günstigen Anordnung der Dübel in gleichmäßigen Abständen entlang der Dübelleiste ist es auch bekannt, die Dübel in unterschiedlichen gegenseitigen Abständen an der Dübelleiste anzuordnen. Insbesondere kann ein engerer Dübelabstand im höherbelasteten Bereich in unmittelbarer Nähe der Stütze gewählt werden. In dem geringer belasteten stützenfernen Bereich können die Dübelabstände zwar größer gewählt werden; jedoch ist hierbei die Überschreitung eines vorgegebenen DübelabStandes nicht zulässig, da sich anderenfalls eine zu ungleichmäßige Schubkraftverteilung ergeben würde.
Dies führt in der Praxis dazu, daß die Schubbewehrung nur nach dem in unmittelbarer Stützennähe auftretenden Belastungsfall dimensioniert wird und daher in einem weiter von der Stütze entfernten Bereich überdimensioniert ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schubbewehrung der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß eine verbesserte Anpassung an die jeweils auftretende Beanspruchung erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Durchmesser der Dübelschäfte der der Stütze benachbarten Dübel größer ist als der Durchmesser der Dübelschäfte weiter von der Stütze entfernter Dübel.
Diese Schubbewehrung erfüllt die aus statischen Gründen bestehende Anforderung, in einem der Stütze benachbarten Bereich die gleiche vertikale Last abzufangen wie in einem äußeren, deutlich größeren Bereich, ohne daß hierbei im äußeren Bereich eine Überdimensionierung der Schubbewehrung vorliegt und insbesondere auch nicht der aus statischen Gründen vorgegebene Höchstabstand der Dübel überschritten wird.
Die Wahl eines kleineren Schaftdurchmessers der weiter von der Stütze entfernten Dübel ermöglicht eine gleichmäßigere Beanspruchung der Dübel entsprechend der tatsächlichen Lastverteilung. Mehrere Dübel mit kleinerem Schaftdurchmesser sind im Tragverhalten günstiger als wenige Dübel mit größerem Schaftdurchmesser .
Da die Dübel an mindestens einem Ende, vorzugsweise aber an beiden Enden jeweils einen warm angestauchten Dübelkopf aufweisen, dessen Kopfdurchmesser etwa das 3-fache des Schaftdurchmessers ist, ist der für die Herstellung erforderliche Energieaufwand beim Stauchen der Dübelköpfe bei geringerem Schaftdurchmesser erheblich geringer. Die Produktion wird dadurch schneller und umweltfreundlicher.
Durch die Verwendung von Dübeln geringeren Schaftdurchmessers in einem wesentlichen Teil der Länge der Dübelleiste wird der Materialaufwand und das Gewicht der Dübelleiste reduziert; dies vereinfacht und erleichtert den Transport und die Montage auf der Baustelle. Da die Dübelleisten zusammen mit einer normalerweise sehr eng liegenden oberen und unteren Deckenbewehrung verlegt werden, ist ein großer Kopfdurchmesser der Dübel beim Verlegen hinderlich, da der Abstand zwischen zwei benachbarten Bewehrungsstäben oftmals sehr gering ist. Ein kleinerer Kopfdurchmesser ist hierbei für das Verlegen günstig. Das Einbringen der Bewehrung wird bei kleineren Schaftdurchmessern erleichtert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß in einer stützennahen Zone Dübel mit einem Dübeldurchmesser angeordnet sind, der größer als der Dübeldurchmesser der übrigen, in einer stützenfernen Zone angeordneten Dübel ist. Die Stützenbewehrung wird hierbei an die statisch vorgegebenen Belastungsverhältnisse angepaßt, nach denen in einer stützennahen Zone beispielsweise die gleiche Last abzufangen ist wie in einer größeren stützenfernen Zone.
Die stützennahe Zone und die stützenferne Zone sind vorzugsweise aneinandergrenzende, jeweils im wesentlichen kreisringförmige konzentrisch um die Stütze angeordnete Zonen, wobei der Durchmesser der stützenfernen Zone vorzugsweise mindestens doppelt so groß ist wie der Durchmesser der stützennahen Zone.
Neben der im Rahmen des Erfindungsgedankens liegenden Ausführung mit kontinuierlich von der Stütze nach außen abnehmendem Schaftdurchmesser der Dübel, die zwar eine weitgehende Anpassung an die Belastungsverhältnisse ermöglichen, jedoch einen wesentlichen Fertigungsaufwand bedingen würde, hat es sich insbesondere auch unter Berücksichtigung der fertigungstechnischen Gegebenheiten als sehr günstig erwiesen, den Bereich um die Stütze in zwei Zonen zu unterteilen, nämlich eine höher belastete stützennahe Zone und eine niedriger belastete stützenferne Zone, und die Schaftdurchmesser der Dübel in diesen beiden Zonen unterschiedlich zu wählen. Da hierbei nur zwei unterschiedliche Schaftdurchmesser vorgesehen werden, wird der Fertigungsaufwand gegenüber einer Ausführung mit gleichmäßigem Schaftdurchmesser nur wenig erhöht; zugleich wird aber schon eine sehr günstige Anpassung an die auftretenden Belastungsfälle erreicht. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß in der stützennahen Zone und in der stützenfernen Zone jeweils gesonderte innere bzw. äußere Dübelleisten angeordnet sind. Vorzugsweise ist jeweils einer inneren Dübelleiste in der stützennahen Zone eine damit fluchtende äußere Dübelleiste in der stützenfernen Zone zugeordnet. Die Aufteilung in jeweils eine innere und eine äußere Dübelleiste ermöglicht es, diese beiden Arten von Dübelleisten gesondert herzustellen, insbesondere sie von längeren, mit gleichmäßig ausgeführten Dübeln bestückten Dübelleisten abzutrennen. Insbesondere können dabei für die inneren und die äußeren Dübelleisten unterschiedliche Ausfuhrungsformen gewählt werden, die sich nicht nur hinsichtlich der Schaftdurchmesser, sondern auch hinsichtlich der Funktion der die Dübel tragenden Dübelschiene unterscheiden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Dübel der inneren Dübelleiste mit dem einen Ende ihrer Dübelschäfte mit einer inneren Dübelschiene verschweißt sind und an ihrem anderen Ende einen Dübelkopf aufweisen und daß die Dübel der äußeren Dübelleiste als Doppelkopfdübel ausgeführt und an einer äußeren Dübelschiene angebracht sind.
Das bei der Fertigung aufwendigere Verschweißen der Dübel mit der Dübelschiene wird hierbei nur für die inneren Dübelleisten angewandt, weil es hier aus statischen Gründen vorteilhaft oder oftmals sogar erforderlich ist, die Dübelschienen zur Kraftübertragung an den umgebenden Beton heranzuziehen. In der stützenfernen Zone, in der diese erhöhte statische Forderung nicht besteht, werden Dübelschie- nen verwendet, die nur zur Lagesicherung der Dübel dienen, so daß hier eine fertigungstechnisch einfachere Verbindungsart gewählt werden kann. Aufwendige und die Umwelt belastende Schweißarbeiten werden hierbei vermieden; diese äußeren Dübelleisten können mit geringerem Gewicht hergestellt werden, wodurch sich Produktions- und Montagevorteile ergeben.
Unter Berücksichtigung der statischen Anforderungen und der Montagen ist es weiter vorteilhaft, die inneren Dübelleisten mit untenliegender Dübelschiene und die äußeren Dübelleisten mit obenliegender Dübelschiene anzuordnen.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist eine einteilige Dübelleiste für eine solche Schubbewehrung dadurch gekennzeichnet, daß an einer Dübelschiene mindestens zwei Gruppen von senkrechten Dübeln parallel und im Abstand zueinander angebracht sind, die jeweils einen länglichen Dübelschaft und mindestens an dem von der Dübelschiene abgekehrten Ende einen verbreiterten Dübelkopf aufweisen, und daß der Durchmesser der Dübelschäfte einer ersten Gruppe von Dübeln größer ist als der Durchmesser der Dübelschäfte mit mindestens einer zweiten Gruppe von Dübeln.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:
Fig. 1 in einem schematischen Grundriß eine Flachdecke im Stützenbereich mit der darin angeordneten Schubbewehrung, wobei die Deckenbewehrung der Übersichtlichkeit halber weggelassen ist, Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt links der Linie II-II in Fig. 1 mit eingezeichneter Deckenbewehrung,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer für die Schubbewehrung nach den Fig. 1 und 2 verwendeten Dübelleiste,
Fig. 4 in einer Darstellung entsprechend der Fig. 1 eine abgewandelte Ausführungsform mit gesonderten Dübelleisten für den stützennahen und den stützenfernen Bereich und
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4.
In Fig. 1 ist im Grundriß ein Ausschnitt einer Flachdecke 1 aus Stahlbeton im Bereich einer Stütze 2 dargestellt. Eine Schubbewehrung 3 dient zur Einleitung der Stützenkräfte in die Flachdecke 1 und bildet somit eine Durchstanzbewehrung der Flachdecke 1.
Wie in Fig. 2 gezeigt, weist die Flachdecke 1 in herkömmlicher Weise eine Deckenbewehrung auf, die aus einer oberen Bewehrungslage 4 und einer unteren Bewehrungslage 5 besteht. Die Schubbewehrung 3 wird von mehreren Dübelleisten 6 gebildet, die im wesentlichen radial zur Achse der Stütze 2 angeordnet sind. Jede Dübelleiste 6 besteht aus einer Dübelschiene 7 , an der mehrere senkrechte Dübel 8 und 8 ' parallel und im Abstand zueinander angebracht sind.
Jeder Dübel 8, 81 weist einen länglichen, vorzugsweise zylindrischen Dübelschaft 9 bzw. 91 und an beiden Enden einen angestauchten, verbreiterten Dübelkopf 10 bzw. 10' auf. Wie

Claims

8in Fig. 2 gezeigt, sind die Dübelleisten 6 so in die Deckenbewehrung 4, 5 eingelegt, daß die Dübelschienen 7 über der oberen Bewehrungslage 4 liegen und die Dübel 8, 8' nach unten bis in die untere Bewehrungslage 5 reichen.Wie in Fig. 3 gezeigt, sind an jeder Dübelleiste 6 an der Dübelschiene 7 zwei Gruppen 11 bzw. 12 von Dübeln 8 bzw. 8' angebracht. In der ersten Gruppe 11 von Dübeln 8 weisen die Dübelschäfte 9 einen größeren Durchmesser auf als die Dübelschäfte 9' der Dübel 8'.Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, sind die Dübelleisten 6 so angeordnet, daß sich die zur ersten Gruppe 11 gehörenden Dübel 8 mit Dübelschäften 9 größeren Durchmessers in einer stützennahen Zone 13 befinden, während sich die zur zweiten Gruppe 12 gehörenden Dübel 8 ' mit Dübelschäften 9 ' kleineren Durchmessers in einer stützenferne Zone 14 befinden. Die stützennahe Zone 13 und die stützenferne Zone 14 sind im wesentlichen kreisringförmige Zonen, die aneinander grenzend konzentrisch um die Stütze 2 angeordnet sind. Der Durchmesser der stützenfernen Zone 14 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel mehr als doppelt so groß wie der Durchmesser der stützennahen Zone 13.Das in den Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von vorher beschriebenen Ausführungsbei- spiel im wesentlichen dadurch, daß in der stützennahen Zone 13 und in der stützenfernen Zone 14 jeweils gesonderte innere Dübelleisten 6" bzw. äußere Dübelleisten 6' angeordnet sind, die jeweils miteinander fluchten. Während die äußeren Dübelleisten 6' in der schon vorher beschriebenen Art ausgeführt sind, wobei die als Doppelkopfdübel ausgeführten Dübel 8' mit der obenliegenden Dübelschiene 7' beispielsweise durch Nietung oder Verschraubung verbunden sind, die hierbei nur zur Lagesicherung dient, sind die Dübel 8" der inneren Dübelleiste 6" jeweils mit dem einen Ende ihrer Dübelschäfte 9" mit einer inneren, untenliegenden Dübelschiene 7" verschweißt. Das stützenseitige Ende der inneren Dübelschiene 7" ragt bis in die Stütze 2. Die innere Dübelschiene 7" dient hierbei nicht nur zur Lagesicherung der Dübel 8", sondern im wesentlichen auch zur Krafteinleitung aus dem umgebenden Beton in die Dübel 8".Wie schon beim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel sind auch hierbei die Schaftdurchmesser der Dübelschäfte 9" der Dübel 8" der inneren Dübelleisten 6" größer als die Schaftdurchmesser der Dübelschäfte 9' der äußeren Dübelleisten 6' in der stützenfernen Zone 14. 10Schubbewehrung für Flachdecken und Dübelleiste hierfürP A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Schubbewehrung für Flachdecken im Stützenbereich mit mehreren, im wesentlichen radial zu einer Stütze angeordneten Dübelleisten, bestehend jeweils aus einer Dübelschiene und mehreren senkrechten, parallel und im Abstand zueinander daran angebrachten Dübeln, die jeweils einen länglichen Dübelschaft und mindestens an dem von der Dübelschiene abgekehrten Ende einen verbreiterten Dübelkopt aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Dübelschäfte (9, 9") der der Stütze (2) benachbarten Dübel (8, 8") größer ist als der Durchmesser der Dübelschäfte (91) der weiter von der Stütze (2) entfernten Dübel (8').
2. Schubbewehrung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer stützennahen Zone (13) Dübel (8, 8") mit einem Dübeldurchmesser angeordnet sind, der größer als der Dübeldurchmesser der übrigen, in einer stützenfernen Zone
(14) angeordneten Dübel (8') ist.
3. Schubbewehrung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stützennahe Zone (13) und die stützenferne Zone (14) aneinandergrenzende, jeweils im wesentlichen kreisringförmige, konzentrisch um die Stütze (2) angeordnete Zonen sind.
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