EP1248889B1 - Deckenverstärkung und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

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EP1248889B1
EP1248889B1 EP01923551A EP01923551A EP1248889B1 EP 1248889 B1 EP1248889 B1 EP 1248889B1 EP 01923551 A EP01923551 A EP 01923551A EP 01923551 A EP01923551 A EP 01923551A EP 1248889 B1 EP1248889 B1 EP 1248889B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
reinforcement
slab
reinforcing part
laminar
reinforced concrete
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP01923551A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1248889A2 (de
Inventor
Oliver Matthaei
Hans-Peter ANDRÄ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Matthaei Oliver Dipl-Ing
Original Assignee
MATTHAEI OLIVER DIPL ING
Matthaei Oliver Dipl-Ing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MATTHAEI OLIVER DIPL ING, Matthaei Oliver Dipl-Ing filed Critical MATTHAEI OLIVER DIPL ING
Publication of EP1248889A2 publication Critical patent/EP1248889A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1248889B1 publication Critical patent/EP1248889B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a ceiling reinforcement with a reinforced concrete support and a ceiling part, which is designed as a reinforced concrete or prestressed concrete part. It further relates to a method for producing such a ceiling reinforcement.
  • shear reinforcement made of rebar in the form of S-hooks or temples, dowel strips, double-headed dowels, underwires, lattice girders, Tobler Walm, Geilinger collar, underwire mats, crack star.
  • a shear reinforcement made of rebar in the form of S-hooks or brackets must enclose a mostly existing longitudinal bending reinforcement for reasons of poor anchoring, to prevent tearing of the shear reinforcement. This is very expensive and expensive. At high degrees of reinforcement of the bending tensile reinforcement and high shear reinforcement proportion conventional ironing are considered no longer installable.
  • Dowel strips are usually placed on the lower formwork, so that the lower reinforcement layer is covered by the strip cross-section. Here, the exact location and fixation of the bar for the bearing behavior is crucial. The dowel strips are welded one-offs and therefore expensive.
  • Double-headed dowels are usually threaded from above between the top and bottom layers of the existing longitudinal bending reinforcement. At high degrees of reinforcement of the bending tensile reinforcement and different mesh sizes of the upper and lower layer, this is very difficult, sometimes not installable. The double-headed dowels are custom-made and therefore costly.
  • Tobler Walm and Geilinger collars are steel components that consist of welded-together steel profiles and are manufactured individually.
  • the support structures have to be installed according to steel construction and are therefore laborious and labor intensive.
  • the displacement of the built-in parts must be due to the large weight with hoist, e.g. with a crane, done.
  • this object is achieved by the subject matter of claim 1.
  • transverse forces or moments can be better absorbed and distributed. If the first cracks occur when the tensile strength of the concrete is reached, the load can be distributed in a fan-like manner over the retaining part. A participation of the concrete for the tension struts is not required.
  • the loads are removed via the reinforcement part directly on the principle of the minimum of deformation work. Thus, lateral force cracks remain small and the load capacity of the reinforced concrete part is maximized.
  • the reinforcement part thus assumes the function of the concrete after reaching the tensile strength of the concrete.
  • the reinforcement part hereby comprises the continuous bending reinforcement of the reinforced concrete support. Thus, a fall protection of the flat ceiling is structurally fulfilled by the punching reinforcement.
  • An over the reinforced concrete support extending bending reinforcement in the pressure zone, as they from the DE-A1-19741509 is known, can thus be omitted.
  • the invention is developed with great advantage according to the features of claim 2, since one can increase the load of a reinforced concrete part in a very simple manner. - Under reinforced concrete part is always understood a Spannbotonteil.
  • the stated object is achieved by the subject matter of patent claim 7.
  • Such a shaping makes it possible to easily install the reinforcement part between the upper and lower layers of the bending tensile reinforcement. No additional location backups are needed.
  • the reinforcement part is placed after installation of the lower reinforcement layer on this and can thus serve the upper reinforcement layer in addition as a spacer.
  • Fig. 1 shows in section a part of a structure with a vertical element (column or wall) 10 made of reinforced concrete.
  • this vertical element 10 are reinforcing elements 12, 14 in the form of reinforcing bars.
  • the support region of the support 10 is secured by steel bracket 16.
  • a reinforced concrete ceiling 20 is connected. (Alternatively, this may also be a beam system 20).
  • the ceiling 20 has an upper reinforcement 22 and a lower reinforcement 24, above which there is a concrete cover 26 and 28, respectively.
  • the blanket 20 is shown only in the cutout.
  • planar reinforcing elements which in Fig. 1 for the left part of the ceiling 20 are denoted by 30 and 32 for the right part.
  • a reinforcing element 30, 32 in plan has the shape of a V, see. Fig. 2 , where two other reinforcements 34, 36 are shown.
  • the reinforcements 30, 32 each protrude with their tips into the edge region of the vertical element 10 and surround there an associated reinforcing element 12, 14, cf. Fig. 1 and Fig. 3 , As a result, the planar reinforcement element 30, 32 is anchored horizontally to the vertical element 10, engages in this, and can initiate its vertical force component in the support area, which is secured by the bracket 16.
  • the reinforcing elements 30, 32, 34, 36 are made of bent sheet steel, usually with a thickness in the range of 2 to 6 mm. This thickness depends on the static requirements. Possibly.
  • the sheet-like reinforcing elements can also be made of carbon fibers or a suitable plastic, or of composite material.
  • the reinforcing elements 30, 32, 34, 36 are formed flat.
  • the reinforcement element 32 rests on the lower reinforcement 24, which is disposed within the concrete ceiling 20.
  • the upper reinforcement 22 rests on the reinforcing element 32 and is in turn arranged in the upper concrete cover 26.
  • the reinforcing element 32 has recesses (holes) 40 whose diameter is adapted to the grain of the concrete used and is usually greater than 32 mm.
  • it has at its lower edge portion recesses 42, whose diameter is usually greater than 32 mm.
  • the recesses 40, 42 which may also be referred to as openings, are preferably of circular design and are arranged vertically above one another in this embodiment.
  • concrete dowels ie anchors that serve shear forces from the concrete 29 in the relevant sheet-metal reinforcing element 30, 32, 34, or 36 initiate.
  • the reinforcing elements 30, 32, 34, 36 are preferably in their middle region with beads 44 (FIG. Fig. 8 ) to provide a better anchoring in the concrete 29.
  • the reinforcing elements are preferably provided at the upper edge with recesses 46 and at the lower edge with recesses 48. These edges look toothed. These lateral recesses 46, 48 improve the absorption of horizontal forces by the respective reinforcing element.
  • Fig. 1 also shows how on the ceiling 20 on the left and on the right a lateral force Q attacks. From below, these forces Q counteract a counterforce F. In addition, a right-handed torque M acts on the right and on the left a magnitude-equal left-turning moment M '. These forces and moments cause in the ceiling 20 corresponding tensile and shear stresses.
  • Fig. 4 shows in radial section the load paths in a conventional way of Presentation.
  • the reference numerals are the same as in Fig. 1 to 3 .
  • a crack zone is indicated in which one or more cracks in the concrete 29 occur at high load and where the blanket 20 would normally break under excessive load.
  • the fracture surface then has approximately the shape of a funnel or cone, and one speaks therefore of a "punching cone”. It can be seen that many load paths 52 are present, which run transversely and partially approximately perpendicular to this crack zone 50 and therefore counteract a break at this point.
  • struts The outgoing from the support 10 struts are struts. They anchor themselves in the inner region of the "punching cone" to the upper concrete dowels, ie the concrete dowels in the recesses 40. This is the load transfer into the planar reinforcement part 32. From this anchorage the struts extend, as shown, only in the planar reinforcement part 32, and it forms a shear field. This causes a surface load transfer in the reinforcement part 32 to the shear-critical region, which lies outside the crack zone 50.
  • Fig. 5 shows, also in a conventional representation, the tension or compression struts in section.
  • the tie rods are transverse and approximately perpendicular to the crack zone 50, ie transversely and partially perpendicular to the "punching cone", and that they therefore counteract a breakage at this point.
  • the load is distributed in the manner of a fan over the entire planar reinforcement member 32 to the "concrete dowels" as the Fig. 4 and 5 show clearly.
  • a participation of the concrete 29 for the tension struts is not required.
  • the loads are removed via the planar reinforcement element 30, 32 directly on the principle of the minimum of deformation work.
  • the lateral force cracks 50 remain small, and a maximum load capacity of the ceiling 20 is obtained.
  • the ductility of the sheet-like reinforcing element 30, 32 is important. In such an arrangement, namely, the transverse forces on the planar reinforcement element 30, 32 are transmitted.
  • the sheet-like reinforcing element 30, 32 which is preferably made of steel, fails, and the failure is a ductile steel failure and not a brittle concrete failure in the form of a shear pressure crack, i. the failure announces itself and does not happen suddenly. This is also important in earthquakes.
  • the "concrete dowels" in the recesses 40, 42 have a sufficiently elastic behavior, and in case of failure of one of these concrete dowels, the adjacent concrete dowels will take over the load, i. there is only a rearrangement of the load.
  • the recesses 40, 42 and the beads 44 support the concrete dowels when anchoring the oblique pressure struts.
  • reinforcing bars can be made through the recesses 40, 42, and these can also be fastened to these recesses with tubular wires. This gives a further improvement.
  • FIG. 6 shows an isometric view of the reinforcement part 32 of FIG Fig. 1 to 3 , The same reference numerals are used.
  • FIGS. 7, 8, 9 and 10 show details of the embodiment according to the Fig. 1 to 3 in different cutting planes.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Deckenverstärkung mit einer Stahlbetonstütze und einem Deckenteil, welches als Stahlbeton- oder Spannbetonteil ausgebildet ist. Sie betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Deckenverstärkung.
  • Bei derartigen Stahlbeton- oder Spannbetonteilen, z.B. einer gestützten Stahlbetondecke, ist unter anderem im Bereich der Stützen eine Schubbewehrung zur Schubsicherung notwendig.
  • Als Schubbewehrung sind u.a. bekannt: Schubbewehrung aus Betonstahl in Form von S-Haken oder Bügeln, Dübelleisten, Doppelkopfdübel, Bügelmatten, Gitterträger, Tobler Walm, Geilinger Kragen, Bügelmatten, Riss Stern.
  • Eine Schubbewehrung aus Betonstahl in Form von S-Haken oder Bügeln muss aus Gründen der schlechten Verankerung eine meist vorhandene Biege-Längsbewehrung umschließen, um ein Ausreißen der Schubbewehrung zu verhindern. Dies ist sehr aufwendig und kostenintensiv. Bei hohen Bewehrungsgraden der Biegezugbewehrung und hohem Schubbewehrungsanteil gelten herkömmliche Bügel als nicht mehr einbaubar.
  • Dübelleisten werden meistens auf die untere Schalung gestellt, so dass die untere Bewehrungslage vom Leistenquerschnitt umfasst wird. Hierbei ist die genaue Lage und Fixierung der Leiste für das Tragverhalten ausschlaggebend. Die Dübelleisten sind geschweißte Einzelanfertigungen und somit teuer.
  • Doppelkopfdübel werden gewöhnlich von oben zwischen die obere und untere Lage der vorhandenen Biege-Längsbewehrung eingefädelt. Bei hohen Bewehrungsgraden der Biegezugbewehrung und unterschiedlichen Maschenweiten der oberen und unteren Lage ist dies sehr schwierig, mitunter nicht einbaubar. Die Doppelkopfdübel sind Einzelanfertigungen und somit kostenintensiv.
  • Dübelleisten und Doppelkopfdübel sind sehr gebräuchlich, jedoch ist eine Serienfertigung wegen der hohen Lagerhaltungskosten nicht wirtschaftlich. Ein Problem ist auch die Verwechselbarkeit und Lagerung verschiedener Dübelleisten und Döppelkopfdübel auf der Baustelle.
  • Tobler Walm und Geilinger Kragen sind Stahleinbauteile, die aus zusammengeschweißten Stahlprofilen bestehen und einzeln angefertigt werden. Die Auflagerkonstruktionen sind stahlbaumäßig einzubauen und somit aufwändig und lohnintensiv. Das Versetzen der Einbauteile muss wegen des großen Eigengewichts mit Hebezeug, z.B. mit einem Kran, erfolgen.
  • Sämtliche gebräuchlichen Lösungen sind in ihrer Wirkungsweise abhängig vom Werkstoff Beton. Verfolgt man die Lastabtragung (Verlauf der Querkräfte), so wird mehrmals die Last in die Bewehrungselemente ein- und ausgeleitet, bis sie in den schubunkritischen Bereich gelangt. Hierbei kann ein Versagen infolge Schub- oder Druckbruchs, oder ein Ausreißen der Bewehrungselemente, auftreten.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Deckenverstärkung, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, bereitzustellen..
  • Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1. Durch das flächige Bewehrungsteil können Querkräfte oder Momente besser aufgenommen und verteilt werden. Treten bei Erreichen der Zugfestigkeit des Betons die ersten Risse in diesem auf, so kann die Last fächerartig über das Bewahrungsteil verteilt werden. Eine Mitwirkung des Betons für die Zugstreben ist nicht erforderlich. Die Lasten werden über das Bewehrungsteil direkt nach dem Prinzip des Minimums der Formänderungsarbeit abgetragen. Somit bleiben querkraftbedingte Risse klein, und die Traglast des Stahlbetonteils wird maximiert. Das Bewehrungsteil übernimmt somit nach Erreichen der Zugfestigkeit des Betons die Funktion des Betons. Das Bewehrungsteil umfasst hierbei die durchlaufende Biegebewehrung der Stahlbetonstütze. Somit wird eine Absturzsicherung der Flachdecke konstruktiv durch die Durchstanz-Bewehrung erfüllt. Eine über die Stahlbetonstütze verlaufende Biegebewehrung in der Druckzone, wie sie aus der DE-A1-19741509 bekannt ist, kann somit entfallen.
  • Dabei wird die Erfindung mit großem Vorteil gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 weitergebildet, da man so die Traglast eines Stahlbetonteils in sehr einfacher Weise erhöhen kann. - Unter Stahlbetonteil wird immer auch ein Spannbotonteil verstanden.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die gestellte Aufgabe gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 7. Durch eine derartige Formung ist ein leichter Einbau des Bewehrungsteil zwischen der oberen und unteren Lage der Biegezugbewehrung möglich. Es werden keine zusätzlichen Lagesicherungen benötigt. Hierbei wird das Bewehrungsteil nach Einbau der unteren Bewehrungslage auf diese abgestellt und kann somit der oberen Bewehrungslage zusätzlich als Abstandshalter dienen.
  • Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt
    • Fig. 1
    einen Vertikalschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäße Anordnung, gesehen längs der Linie I-I der Fig. 2,
    Fig. 2
    einen Grundriss, gesehen in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1,
    Fig. 3
    eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit der Fig. 2,
    Fig. 4
    eine Darstellung der Lastpfade, in einer Schnittdarstellung analog Fig. 1,
    Fig. 5
    eine Darstellung der Zug- und Druckstreben, ebenfalls in einer Schnittdarstellung analog Fig. 1,
    Fig. 6
    eine isometrische Darstellung:eines bei den Figuren 1 bis 3 verwendeten Bewehrungsteils,
    Fig. 7
    eine Seitenansicht eines Bewehrungsteils,
    Fig. 8
    einen Schnitt, gesehen längs der Linie VIII-VIII der Fig. 7,
    Fig. 9
    einen Schnitt, gesehen längs der Linie IX-IX der Fig. 7, und
    Fig. 10
    einen Schnitt, gesehen längs der Linie X-X der Fig. 7.
  • Fig. 1 zeigt im Ausschnitt einen Teil eines Bauwerks mit einem vertikalen Element (Stütze oder Wand) 10 aus Stahlbeton. In diesem vertikalen Element 10 befinden sich Bewehrungselemente 12, 14 in Form von Bewehrungsstäben. Der Auflagerbereich der Stütze 10 ist durch Stahlbügel 16 gesichert.
  • Mit dem vertikalen Element 10 ist eine Stahlbetondecke 20 verbunden. (Alternativ kann dies auch ein Balkensystem 20 sein). Die Decke 20 hat eine obere Bewehrung 22 und eine untere Bewehrung 24, über denen sich jeweils eine Betonüberdeckung 26 bzw. 28 befindet. Die Decke 20 ist nur im Auschnitt dargestellt.
  • Zwischen den Bewehrungen 22, 24, und bevorzugt als Abstandshalter für diese, befinden sich flächige Bewehrungselemente, die in Fig. 1 für den linken Teil der Decke 20 mit 30 und für den rechten Teil mit 32 bezeichnet sind. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel hat ein solches Bewehrungselement 30, 32 im Grundriss die Form eines V, vgl. Fig. 2 , wo noch zwei andere Bewehrungen 34, 36 dargestellt sind. Alternativ wäre z.B. im Grundriss die Form eines U, oder die Form einer Haarnadel, möglich.
  • Die Bewehrungen 30, 32 ragen jeweils mit ihren Spitzen bis in den Randbereich des vertikalen Elements 10 und umgreifen dort ein zugeordnetes Bewehrungselement 12, 14, vgl. Fig. 1 und Fig. 3. Dadurch ist das flächige Bewehrungselement 30, 32 am vertikalen Element 10 horizontal verankert, greift in dieses ein, und kann seine Vertikalkraft-Komponente in den Auflagerbereich einleiten, der durch die Bügel 16 gesichert ist.
  • Bevorzugt bestehen die Bewehrungselemente 30, 32, 34, 36 aus gebogenem Stahlblech, gewöhnlich mit einer Dicke im Bereich von 2 bis 6 mm. Diese Dicke richtet sich nach den statischen Erfordernissen. Ggf. können die flächigen Bewehrungselemente auch aus Kohlefasern oder einem geeigneten Kunststoff hergestellt werden, oder aus Kompositmaterial.
  • Die Bewehrungselemente 30, 32, 34, 36 sind flächig ausgebildet. Zum Beispiel steht das Bewehrungselement 32 auf der unteren Bewehrung 24 auf, die innerhalb der Betondecke 20 angeordnet ist. Die obere Bewehrung 22 liegt auf dem Bewehrungselement 32 auf und ist ihrerseits in der oberen Betonabdeckung 26 angeordnet. An seinem oberen Randbereich hat das Bewehrungselement 32 Ausnehmungen (Löcher) 40, deren Durchmesser an die Körnung des verwendeten Betons angepasst und gewöhnlich größer als 32 mm ist. Ebenso hat es an seinem unteren Randbereich Ausnehmungen 42, deren Durchmesser gewöhnlich größer als 32 mm ist. Die Ausnehmungen 40, 42, die man auch als Durchbrechungen bezeichnen kann, sind bevorzugt kreisrund ausgeführt und sind bei diesem Ausführungsbeispiel senkrecht übereinander angeordnet. Nach dem Einbringen des Betons 29 erstreckt sich durch jede dieser Ausnehmungen 40, 42 der Beton 29 und bildet dort "Betondübel", also Verankerungen, die dazu dienen, Schubkräfte aus dem Beton 29 in das betreffende flächige Bewehrungselement 30, 32, 34, oder 36 einzuleiten.
  • Ferner sind die Bewehrungselemente 30, 32, 34, 36 bevorzugt in ihrem Mittelbereich mit Sicken 44 (Fig. 8) versehen, um eine bessere Verankerung im Beton 29 zu bewirken. Auch sind die Bewehrungselemente bevorzugt am oberen Rand mit Ausnehmungen 46 und am unteren Rand mit Ausnehmungen 48 versehen. Diese Ränder sehen dadurch gezahnt aus. Diese seitlichen Ausnehmungen 46, 48 verbessern die Aufnahme von horizontalen Kräften durch das betreffende Bewehrungselement.
  • Fig. 1 zeigt auch, wie an der Decke 20 links und rechts eine Querkraft Q angreift. Von unten wirkt diesen Kräften Q eine Gegenkraft F entgegen. Ferner greift rechts ein rechtsdrehendes Moment M und links ein dem Betrag nach gleich großes linksdrehendes Moment M' an. Diese Kräfte und Momente bewirken in der Decke 20 entsprechende Zug- und Schubspannungen.
  • Fig. 4 zeigt im radialen Schnitt die Lastpfade in einer üblichen Art der Darstellung. Die Bezugszeichen sind dieselben wie bei Fig. 1 bis 3. Bei 50 ist eine Risszone angedeutet, in der bei hoher Belastung ein oder mehrere Risse im Beton 29 auftreten und wo die Decke 20 bei zu hoher Belastung gewöhnlich brechen würde. Die Bruchfläche hat dann etwa die Form eines Trichters oder Kegels, und man spricht deshalb auch von einem "Durchstanzkegel". Man erkennt, dass viele Lastpfade 52 vorhanden sind, welche quer und teilweise etwa senkrecht zu dieser Risszone 50 verlaufen und deshalb einem Bruch an dieser Stelle entgegenwirken.
  • Die von der Stütze 10 ausgehenden Streben sind Druckstreben. Sie verankern sich im inneren Bereich des "Durchstanzkegels" an den oberen Betondübeln, also den Betondübeln in den Ausnehmungen 40. Dies ist die Lasteinleitung in das flächige Bewehrungsteil 32. Ab dieser Verankerung verlaufen die Streben, wie dargestellt, nur im flächigen Bewehrungsteil 32, und es bildet sich ein Schubfeld. Dieses bewirkt eine flächige Lastabtragung im Bewehrungsteil 32 bis in den schubunkritischen Bereich, welcher außerhalb der Risszone 50 liegt.
  • Fig. 5 zeigt, ebenfalls in einer üblichen Darstellung, die Zug- bzw. Druckstreben im Schnitt. Auch hier erkennt man, dass die Zugstreben quer und etwa senkrecht zur Risszone 50 verlaufen, also quer und teilweise senkrecht zum "Durchstanzkegel", und dass sie deshalb einem Bruch an dieser Stelle entgegenwirken. Im Bereich der erwähnten "Betondübel" (an den Ausnehmungen 40, 42) finden sich nämlich viele Verankerungsmöglichkeiten. Treten bei Erreichen der Zugfestigkeit die ersten Risse im Beton 29 auf, so wird die Last nach Art eines Fächers über das gesamte flächige Bewehrungsteil 32 zu den "Betondübeln" verteilt, wie das die Fig. 4 und 5 anschaulich zeigen. Eine Mitwirkung des Betons 29 für die Zugstreben ist nicht erforderlich. Die Lasten werden über das flächige Bewehrungselement 30, 32 direkt nach dem Prinzip des Minimums der Formänderungsarbeit abgetragen. Somit bleiben die querkraftbedingten Risse 50 klein, und man erhält eine maximale Tragkraft der Decke 20.
  • Wenn also die Zugfestigkeit des Betons 29 in den Zug-Fachwerkstäben erreicht ist, übernimmt das flächige Bewehrungselement 32 die Funktion des Betons.
  • Unterstellt man im Traglastzustand einen Starrkörpermechanismus, also eine Abtrennung der restlichen Decke 20 vom Durchstanzkegel 50, so erfolgt die Querkraftübertragung ausschließlich über das flächige Bewehrungselement 32. Es findet eine Entkopplung der Biege- und Schubbewehrung statt.
  • Wenn der Grenzzustand der Tragfähigkeit erreicht ist, sollte das Versagen einer dargestellten Anordnung mit ausreichender Vorankündigung erfolgen. Hierfür ist die Duktilität des flächigen Bewehrungselements 30, 32 von Bedeutung. Bei einer solchen Anordnung werden nämlich die Querkräfte über das flächige Bewehrungselement 30, 32 übertragen. Wenn also die Tragkraft erreicht ist, versagt das flächige Bewehrungselement 30, 32, das bevorzugt aus Stahl hergestellt ist, und das Versagen ist ein duktiles Stahlversagen und nicht ein sprödes Betonversagen in Form eines Schub-Druckbruchs, d.h. das Versagen kündigt sich an und erfolgt nicht plötzlich. Dies ist auch wichtig bei Erdbeben.
  • Die "Betondübel" in den Ausnehmungen 40, 42 haben ein ausreichend elastisches Verhalten, und bei Ausfall eines dieser Betondübel werden die benachbarten Betondübel die Last übernehmen, d.h. es findet lediglich eine Umlagerung der Last statt. Die Ausnehmungen 40, 42 und die Sicken 44 unterstützen die Betondübel bei Verankerung der schrägen Druckstreben.
  • Bei Bedarf können durch die Ausnehmungen 40, 42 Bewehrungsstäbe durchgeführt werden, und diese können auch mit Rödeldrähten an diesen Ausnehmungen befestigt werden. Dadurch erhält man eine weitere Verbesserung.
  • Fig. 6 zeigt eine isometrische Darstellung des Bewehrungsteils 32 der Fig. 1 bis 3. Es werden die gleichen Bezugszeichen verwendet.
  • Die Fig. 7, 8, 9 und 10 zeigen Einzelheiten des Ausführungsbeispiels gemäß den Fig. 1 bis 3 in verschiedenen Schnittebenen.
  • Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfache weitere Abwandlungen und Modifikationen möglich.

Claims (19)

  1. Deckenverstärkung,
    mit einer Stahlbetonstütze. (10),
    mit einem Deckenteil (20), welches als Stahlbeton- oder Spannbetonteil mit einer oberen Bewehrungslage (22) und einer unteren Bewehrungslage (24) ausgebildet ist und Lasten zu der Stahlbetonstütze (10) fortleitet,
    mit in der Stahlbetonstütze (10) vorgesehenen Bewehrungselementen (12, 14), welche das Deckenteil (20) durchdringen,
    und mit mindestens einem flächigen Bewehrungsteil (30, 32, 34, 36),
    - welches ein Bewehrungselement (12, 14) der Stahlbetonstütze (10) umgreift und sich, ausgehend von diesem Bewehrungselement (12, 14),
    - zwischen der oberen Bewehrungslage (22) und der unteren Bewehrungslage (24) des Deckentells (20) im wesentlichen über den gesamten Abstand zwischen diesen Bewehrungslagen (22, 24) erstreckt,
    - im wesentlichen rechtwinklig zu einer Oberfläche des Deckenteils (20) verläuft,
    - und Verankerungsmittel (40, 42) zur Verankerung des Betons aufweist.
  2. Deckenverstärkung nach Anspruch 1, bei welcher sich das flächige Bewehrungsteil (30, 32, 34, 36) beidseits einer Risszone (50) erstreckt, welche in dem Deckenteil (20) auftritt, wenn bei einer Beanspruchung (Q; M) die Zugfestigkeit des Betons (29) des Deckenteils (20) überschritten wird.
  3. Deckenverstärkung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Verankerungsmittel (40, 42) des flächigen Bewehrungsteils (30, 32, 34, 36) beiderseits einer Risszone (50) vorgesehen sind, welche bei einer Beanspruchung (Q; M) in dem Deckenteil (20) auftritt, wenn die Zugfestigkeit des Betons (29) des Deckenteils (20) überschritten wird.
  4. Deckenverstärkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Verankerungsmittel als eine Mehrzahl von Ausnehmungen (40, 42) ausgebildet sind, deren Größe derart ausgebildet ist, dass sich Betondübel darin ausbilden.
  5. Deckenverstärkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das flächige Bewehrungsteil (30, 32, 34, 36) Sicken (44) aufweist.
  6. Deckenverstärkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher an mindestens einem Rand des flächigen Bewehrungsteils (30, 32) Aussparungen (46, 48) vorgesehen sind, welche sich zu diesem Rand hin öffnen.
  7. Deckenverstärkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das flächige Bewehrungsteil (30, 32, 34, 36) im Grundriss eine Form aufweist, welche nach Art eines U, V, einer Haarnadel, oder dergleichen ausgebildet ist (Fig. 2, 3).
  8. Deckenverstärkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Bewehrungselement (12, 14) der Stahlbetonstütze (10) im wesentlichen im Inneren eines Scheitels des dieses Bewehrungselement (12, 14) umgreifenden flächigen Bewehrungsteils (30, 32) angeordnet ist.
  9. Deckenverstärkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das flächige Bewehrungsteil (30, 32, 34, 36) gewellt ist.
  10. Deckenverstärkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das flächige Bewehrungsteil (30, 32, 34, 36) hutförmig gebogen ist.
  11. Deckenverstärkung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher das flächige Bewehrungsteil trapezförmig gebogen ist.
  12. Deckenverstärkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher im flächigen Bewehrungsteil Ausnehmungen (40, 42) vorgesehen sind, durch welche Bewehrungsstäbe durchgesteckt sind.
  13. Deckenverstärkung nach Anspruch 12, bei welcher die Bewehrungsstäbe an den Ausnehmungen (40, 42) befestigt sind.
  14. Deckenverstärkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das flächige Bewehrungsteil (30, 32, 34, 36) als Abstandshalter zwischen der oberen Bewehrungslage (22) und der unteren Bewehrungslage (24) ausgebildet ist.
  15. Deckenverstärkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das flächige Bewehrungsteil (30, 32, 34, 36) aus Stahlblech ausgebildet ist.
  16. Deckenverstärkung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei welcher das flächige Bewehrungsteil aus einem Kohlefaser-Werkstoff ausgebildet ist.
  17. Deckenverstärkung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei welcher das flächige Bewehrungsteil aus einem Kunststoff oder einem Komposit-Werkstoff ausgebildet ist.
  18. Deckenverstärkung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Verankerungsmittel (40, 42) an einem oberen und einem unteren Randbereich des flächigen Bewehrungsteils (30, 32) ausgebildet sind.
  19. Verfahren zum Herstellen einer Deckenverstärkung, welche eine Stahlbetonstütze (10) mit Bewehrungselementen (12, 14) und ein Deckenteil (20) aufweist, welches als Stahl- oder Spannbetonteil ausgebildet ist, mit folgenden Schritten:
    a) eine untere Bewehrungslage wird errichtet;
    b) mindestens ein flächiges Bewehrungsteil zur Schubbewehrung wird auf die untere Bewehrungslage gelegt, so dass es im wesentlichen rechtwinklig zu dieser verläuft und ein Bewehrungselement der Stahlbetonstütze (10) umgreift;
    c) eine obere Bewehrungslage wird auf dieses mindestens eine flächige Bewehrungsteil gelegt, so dass letzteres als Abstandshalter zwischen der unteren und der oberen Bewehrungslage dient;
    d) das aus der unteren Bewehrungslage, dem mindestens einen flächigen Bewehrungsteil, und der oberen Bewehrungslage gebildete Teil wird mit Beton vergossen.
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