EP4015732A1 - Auflageelement für ein stahlbetonfertigteil - Google Patents

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Publication number
EP4015732A1
EP4015732A1 EP21214178.2A EP21214178A EP4015732A1 EP 4015732 A1 EP4015732 A1 EP 4015732A1 EP 21214178 A EP21214178 A EP 21214178A EP 4015732 A1 EP4015732 A1 EP 4015732A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reinforced concrete
anchoring
receiving element
concrete part
support
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP21214178.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gonca Süleyman
Cornelis-Willem Klop
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.)
Pfeifer Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
Pfeifer Holding GmbH and Co KG
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 Pfeifer Holding GmbH and Co KG filed Critical Pfeifer Holding GmbH and Co KG
Publication of EP4015732A1 publication Critical patent/EP4015732A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/16—Auxiliary parts for reinforcements, e.g. connectors, spacers, stirrups
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/20—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of concrete or other stone-like material, e.g. with reinforcements or tensioning members

Definitions

  • the invention relates to a support element for a precast reinforced concrete part, which has a steel girder with a support area or a support plate and the steel girder is integrally connected to a receiving element which carries an anchoring element protruding from the steel girder.
  • the invention relates to a precast reinforced concrete part with a support element and a method for producing a support element.
  • Prefabricated reinforced concrete parts with a longitudinal extension are known, which are placed on supporting components such as consoles or on supporting structures such as beams, columns, beams or the like.
  • the above-mentioned support elements are located at the ends of the precast reinforced concrete part and produce a mechanical connection between the precast reinforced concrete part and the supporting structure.
  • a generic support element is from the European patent application EP 685 608 A1 known. This document describes a support element for a prefabricated reinforced concrete part, which has a steel girder with a sleeve welded to its lower chord. An internal thread is cut on the open side of the sleeve.
  • An anchoring element rod which is a reinforcement rod with a welded-on anchor plate, has an external thread at its other end, via which it is screwed into the sleeve. So that a reinforcing bar can be used accordingly, it must first be prepared. In particular, the rod must be upset in one area. Then the ribs typical of the rebar are peeled off on the lateral surface in the area where the thread is to be applied.
  • the invention has set itself the task of proposing a support element whose production is cheaper and which is then easier to assemble on site.
  • the invention is based on a support element, as described above, and proposes that a receiving element is pressed onto the anchoring element.
  • the proposed press connection between the receiving element and the anchoring element increases safety in the production of precast reinforced concrete parts with such supporting elements.
  • the user no longer has to make a screw connection whose tightening torque must be checked with a suitable tool.
  • This proposal achieves the same viability as the prior art.
  • the receiving element is preferably designed as a sleeve.
  • a different body with an outer cross-section instead of a circle, such as a square or a polygon, instead of a pressed-on, rotationally symmetrical sleeve, in which the anchoring element is inserted and fastened in a bore.
  • the type of attachment can be welding or pressing or other form and adhesion. It is crucial that the reinforcement bar is not welded directly onto the steel girder, because this requires very thick and multi-layer weld seams in order to create the frictional connection over the entire surface.
  • the weld seam can be thinner and single-layered because it becomes longer. This means that less heat is introduced and the welding is significantly accelerated
  • the anchoring element is connected to the steel girder via the pressed-on receiving element, preferably by welding. Since the receiving element receives the anchoring element, the connection edge and the connection surface available for the welding are thereby increased. This facilitates the angular connection between the anchoring element and the steel beam.
  • a sleeve had to be welded to the steel girder first. Then an internal thread had to be cut into the sleeve. If a reinforcing bar was used as the anchoring element, it first had to be compressed, chamfered or peeled, i.e. the ribs in the area of the lateral surface that was to protrude into the sleeve had to be removed. After the peeling process, an external thread had to be applied to the rebar, and only then could the rebar be screwed into the internal thread of the sleeve while precisely controlling the tightening torque.
  • the method proposed according to the invention considerably shortens this complex process according to the prior art and therefore makes the production of a support element according to the invention considerably cheaper.
  • a further checking step for the correct rotational alignment of the end anchorage or the anchoring element on the support element is also omitted.
  • the receiving element is pressed onto the anchoring element and only then is the receiving element integrally connected to the pressed-on anchoring element on the steel girder, preferably welded.
  • the invention also encompasses a different method sequence.
  • the invention also includes a solution in which first a receiving element that is also relatively large, i.e. long in relation to the diameter (ratio of length to outer diameter greater than 2.5, preferably greater than 4, particularly preferably greater than 5) is welded onto the steel girder and only then the anchoring element is inserted into the welded-on receiving element and pressed with it.
  • the receiving element is welded to the steel girder or is welded to it.
  • the welding is preferably carried out with a fillet weld (encircling the circumference of the receiving element).
  • a one-piece connection is also made by another joining process such as flash butt welding, laser welding or friction welding.
  • the anchoring element does not protrude as far as the steel girder, less heat is dissipated during welding. At the same time, the lower heat input also minimizes the risk of damage to the cold-formed pressing area and thus misalignment. Furthermore, through the "insulation effect" or the lower heat input due to the arrangement of the free space avoids a temperature-related, negative effect on the press connection.
  • Such a configuration is achieved in that, in the method proposed according to the invention, the receiving element is not pushed completely onto the anchoring element, but rather a free space remains above the end face of the anchoring element in the receiving element.
  • the pressed-on section of the receiving element is as long as or shorter than the insertion length of the anchoring element in the receiving element. It has been found that it is sufficient that a press connection is not necessary over the entire standing length of the anchoring element in the receiving element, but that a smaller part is already sufficient to achieve a stable connection.
  • the standing length is 50-80%, preferably 60-70%, of the axial length.
  • the length of the pressed-on section of the receiving element is approximately 45-75%, preferably 50-60%, of the axial length.
  • the pressed-on section is designed in such a way that the end region of the anchoring element (for example a reinforcing bar) protruding into the receiving element is not pressed.
  • the press connection or the pressed-on section, is preferably located on the side of the receiving element facing away from the steel girder. As a result, the pressing is not directly exposed to the heat input during welding and is thermally protected in particular by the free space. The pressing remains sufficiently mechanically resilient even after welding.
  • the anchoring element is inserted into a bore and fastened, as the receiving element instead of a pressed-on, rotationally symmetrical sleeve.
  • the type of attachment can be welding or pressing or other form and adhesion. It is crucial that the reinforcement bar is not welded directly onto the steel girder, because this requires very thick and multi-layer weld seams in order to create the frictional connection over the entire surface. If there is an intermediate piece between the rebar and the steel beam that has a larger circumference for welding, the weld seam can be thinner and single-layered because it becomes longer. This means that less heat is introduced and the welding is significantly accelerated.
  • the anchoring element is designed as a bar, in particular as a reinforcing bar or as a bar with ribs on the lateral surface.
  • the ribs on the lateral surface of a rebar considerably improve the anchoring of the anchoring element in the concrete of a prefabricated reinforced concrete part.
  • the ribs also significantly improve the hold of the anchoring element in the pressed-on receiving element.
  • the pressing forces used are so high that the material of the receiving element is plastically deformed and rests against the surface of the anchoring element around the ribs, thus resulting in a form-fitting bond, similar to the bond in concrete.
  • the anchoring element has an end anchorage at its end remote from the receiving element.
  • a plate, hook, anchor plate or washer is provided as the end anchorage, for example, which is welded or upset onto the anchoring element.
  • the steel girder has an upper chord and a lower chord and the anchoring element preferably projects at right angles to the lower chord.
  • the anchoring element preferably projects at right angles to the lower chord.
  • the steel girder as a profile product, in particular as an I; T-; Double-; U-; Double U or rectangular profile is formed.
  • the invention is very variable and versatile in the selection of the profile of the steel beam.
  • the steel girder has a longitudinal extension and the support area or the support plate is provided at one end of the longitudinal extension.
  • the proposal advantageously provides for the support plate to be welded to the steel girder, in particular to the bottom chord of the steel girder. This serves to center the load away from the edge in the area of support on the supporting structure, such as a beam or bracket. This avoids force peaks on the edge of a support element. If necessary, the support plate is made wider than the steel girder or the lower chord of the steel girder, in order to reduce the compressive load on the concrete.
  • the support element is designed as a built-in steel part.
  • the steel component is inserted into the formwork and mechanically connected to the other reinforcement elements of the precast reinforced concrete part in a suitable manner.
  • the anchoring element is arranged in a connection area of the steel girder, which is located approximately in the middle of the steel girder.
  • the length of the connection area is preferably about 10-25%, preferably about 12-20% of the length of the support element.
  • the invention also includes a precast reinforced concrete part with a longitudinal extension, with a support element as described above being arranged at least at one longitudinal end of the precast reinforced concrete part, which is held in the precast reinforced concrete part by concreted-in anchoring elements.
  • the advantages described at the outset for the support element proposed according to the invention also relate in an analogous manner to a precast reinforced concrete part according to the invention which is equipped with such a support element.
  • the arrangement is selected in such a way that the support element protrudes laterally beyond the concreted area of the precast reinforced concrete part, but at least the underside of the steel beam protrudes from the precast reinforced concrete part (e.g. if the upper side is concreted over) in order to be able to place it on a supporting structure.
  • the arrangement of the bearing plate ensures that after it has been placed on a support beam, the actual beam of the steel beam is at a distance from the support element and that the steel beam is completely protected against corrosion attacks and is embedded in the concrete and covered by overconcreting and underflow.
  • the anchoring element extends in a web of the precast reinforced concrete part.
  • Prefabricated reinforced concrete parts according to the invention are often realized in a T-like section.
  • the part that is vertically oriented in the installation situation is referred to as the web.
  • the advantages of the invention are fully apparent. Since the end anchoring of the anchoring element is precisely positioned on the steel girder of the support element due to the exact positioning of the anchoring element, thin webs of prestressed single or double T-girders can also be realized with the proposal according to the invention.
  • the correct positioning of the anchoring element that is possible with the invention allows the invention to also be used in prefabricated reinforced concrete parts with narrow tension strand webs.
  • the anchoring element only extends over part of the web height of the precast reinforced concrete part.
  • the support element 1 according to the invention is shown.
  • the steel beam 3 which is designed as profiled goods and has a longitudinal extent 32.
  • the cross-sectional shape of the steel beam 3 is very variable, in figure 1 an I beam is known for this purpose, which has an upper chord 30 and a lower chord 31 .
  • the steel girder 3 has a support area 40, via which the steel girder 3 and the prefabricated reinforced concrete part accommodating the steel girder 3 are supported on a supporting structure (not shown).
  • a support plate 41 is welded onto the underside of the steel girder 3, the bottom chord 31.
  • the weld is marked as a short tack weld with 43.
  • the support plate 41 is preferably welded diagonally to the lower chord 31 .
  • the steel girder 3 has a central axis 38 around which a connecting area 39 extends on both sides. In the direction of the longitudinal extension 32 of the steel girder 3, this connection area 39 has a length of approx. 10-35% of the total length of the support element 1 or the steel girder 3.
  • the central axis 38 coincides with the central axis 78 of the receiving element 7.
  • the receiving element 7 is arranged as a sleeve together with the anchoring element 6 exactly in the middle of the steel girder 3.
  • the anchoring element 6 is designed as a reinforcing bar 62 or reinforcing steel and has a longitudinal extension that is described by the central axis 68 .
  • the reinforcing bar 62 has on its lateral surface 64 a multiplicity of transverse or oblique ribs 63 which, as is customary in concrete construction, result in a bond with the concrete of the precast reinforced concrete part which is as form-fitting as possible.
  • the reinforcing bar 62 projects into the sleeve 7 over a length 61 .
  • the sleeve 7 is pressed onto the anchoring element 6 , here the rod 62 .
  • the central axis 68 of the rebar 62 is aligned with the central axis 78 of the sleeve 7.
  • This pressed area is in figure 1 characterized by the section 71 and is characterized by a reduced outer diameter compared to the section of the sleeve 7, which faces the steel beam 3.
  • the sleeve 7 is on the underside of the steel girder 3, here the bottom chord 31, welded.
  • the weld seam here a circumferential fillet seam, is marked with the reference number 36 .
  • the rebar 62 protrudes only partially into the sleeve 7, i.e. its insertion length 61 is less than the axial sleeve length of the sleeve 7. Therefore, between the end face 60 (or end face) of the rebar 62, which is inserted into the sleeve 7 , a free space 70 to the steel girder 3.
  • This free space 70 improves the overall quality of the weld. Since the reinforcing bar 62 does not protrude to the steel beam 3, less heat is dissipated during the welding and therefore the risk of compression deterioration and deformation and thus misalignment is also minimized at the same time. In the area of free space 70, there is also no compression, i.e. diameter reduction of sleeve 7, which benefits in particular the dimensional stability of sleeve 70 and its end facing steel girder 3, and facilitates the exact alignment of sleeve 7 in the welded joint by fillet weld 36.
  • the pressed-on section 71 of the sleeve 7, as shown here, is shorter than the insertion length 61 of the anchoring element 6, here the reinforcing bar 62.
  • the pressed section 71 extends from that which faces away from the steel girder 3 end of the sleeve 7 in the direction of the steel beam 3.
  • This end anchorage 8 is designed, for example, as a hook, plate, anchor plate or washer.
  • the end anchorage 8 is fastened in a variety of ways to the reinforcement rod 62 or the anchoring element 6, so that it can be subjected to mechanical loads in a stable manner. In figure 1 and 2, for example, a weld with a fillet weld 80 is shown. However, it is also possible to provide a mechanical forming process for fixing the end anchorage 8 on the anchoring element 6 . This includes, for example, upsetting or bending over of the end area of the anchoring element 6. It is also possible to connect the end anchoring by friction welding or flash butt welding.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Auflageelement für ein Stahlbetonfertigbauteil. Das Auflageelement weist einen Stahlträger mit einem Auflagebereich oder einer Auflageplatte auf. Der Stahlträger ist einstückig mit einem das Aufnahmeelement verbunden, welches einen von dem Stahlträgerabstehendes Verankerungselement trägt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Auflageelement für ein Stahlbetonfertigteil, welches einen Stahlträger mit einem Auflagebereich oder einer Auflageplatte aufweist und der Stahlträger einstückig mit einem Aufnahmeelement verbunden ist, welches einen von dem Stahlträger abstehendes Verankerungselement trägt.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Stahlbetonfertigteil mit einem Auflageelement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Auflageelementes. Es sind Stahlbetonfertigteile mit einer Längserstreckung bekannt, die auf stützende Bauteile, wie zum Beispiel Konsolen oder auf Stützkonstruktionen wie Balken, Stützen, Unterzügen oder dergleichen aufgelagert werden. Endseitig befinden sich an dem Stahlbetonfertigteil die vorgenannten Auflageelemente, die eine mechanische Verbindung zwischen dem Stahlbetonfertigteil und der Stützkonstruktion herstellen.
  • Ein gattungsgemäßes Auflageelement ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 685 608 A1 bekannt geworden. In diesem Dokument ist ein Auflageelement für ein Stahlbetonfertigteil beschrieben, das einen Stahlträger aufweist, an dessen Untergurt eine Hülse angeschweißt ist. An der offenen Seite der Hülse wird ein Innengewinde geschnitten.
  • Ein Verankerungselementstab, welcher ein Bewehrungsstab mit aufgeschweißter Ankerplatte ist, weist an seinem anderen Ende ein Außengewinde auf, über das er in die Hülse eingedreht wird. Damit ein Bewehrungsstab entsprechend verwendet werden kann, muss dieser erst vorbereitet werden. Insbesondere muss der Stab in einem Bereich aufgestaucht werden. Anschließend werden die für den Bewehrungsstab typischen Rippen auf der Mantelfläche in dem Bereich, wo das Gewinde aufgebracht werden soll, abgeschält.
  • Dann wird der Stab endseitig gefast und es wird ein Gewinde aufgerollt oder geschnitten. Die Vielzahl von Bearbeitungsschritten verteuern dieses Produkt. Das Einschrauben des losen Ankerstabes mit einem vorgegebenen Drehmoment ist zudem aufwendig.
  • Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein Auflageelement vorzuschlagen, dessen Herstellung günstiger ist und welches danach auf der Baustelle einfacher zu montieren ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Auflageelement, wie eingangs beschrieben und schlägt vor, dass ein Aufnahmeelement auf das Verankerungselement aufgepresst ist.
  • Die vorgeschlagene Pressverbindung zwischen dem Aufnahmeelement und dem Verankerungselement erhöht die Sicherheit bei der Produktion von Stahlbetonfertigteilen mit solchen Auflageelementen. Der Benutzer muss keine Schraubverbindung mehr herstellen, deren Anzugsdrehmoment mit geeignetem Werkzeug kontrolliert werden muss. Dabei erreicht dieser Vorschlag die gleiche Tragfähigkeit, wie der Stand der Technik.
  • Bevorzugt ist das Aufnahmeelement als Hülse ausgestaltet. Es ist jedoch ebenfalls möglich anstelle einer aufgepressten rotationssysmmetrischen Hülse einen anderen Körper mit einem äußeren Querschnitt anstelle eines Kreises wie einem Quadrat oder einem Vieleck zu verwenden, in dem das Verankerungselement in eine Bohrung eingesteckt und befestigt ist. Die Art der Befestigung kann Schweißen oder Verpressen oder sonstiger Form und Kraftschluss sein. Entscheidend ist, dass man nicht den Bewehrungsstab direkt auf den Stahlträger aufschweißt, weil dies sehr dicke und mehrlagige Schweißnähte bedingt, um den Kraftschluss möglichst vollflächig herzustellen. Bei einem Aufnahmeelement, welches eine Art Zwischenstück bilden kann, zwischen Bewehrungsstab und dem Stahlträger, das einen größeren Umfang zum Anschweißen besitzt, kann die Schweißnaht dünner und einlagig ausfallen, weil sie länger wird. Damit wird weniger Wärme eingetragen und das Verschweißen deutlich beschleunigt
  • Das Verankerungselement wird über das aufgepresste Aufnahmeelement vorzugsweise durch eine Verschweißung mit dem Stahlträger verbunden. Da das Aufnahmeelement das Verankerungselement aufnimmt, vergrößert sich dadurch der für die Verschweißung zur Verfügung stehende Verbindungsrand und die Anschlussfläche. Dadurch wird das winkeltreue Verbinden zwischen dem Verankerungselement und dem Stahlträger erleichtert.
  • Durch den Pressvorgang einerseits und die Verschweißung andererseits wird auch die Ausrichtung der an dem Verankerungselement angeordneten Endverankerung (= Ankerplatte) verdrehst sicher festgelegt, was gerade in den dünnen Stegen von vorgespannten Stahlbetonfertigteilen von Vorteil ist.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird nicht nur durch das beschriebene Auflageelement gelöst, sondern auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Auflageelementes als Stahleinbauteil eines Stahlbetonfertigteiles, welches durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:
    • Aufpressen eines Aufnahmeelementes auf ein Verankerungselement
    • einstückiges Verbinden des Aufnahmeelementes mit dem Stahlträger des Auflageelementes
  • Bei den Vorschlägen im Stand der Technik war zunächst eine Hülse am Stahlträger anzuschweißen. Hernach war ein Innengewinde in die Hülse zu schneiden. Wurde als Verankerungselement ein Bewehrungsstab verwendet, so musste dieser zunächst gestaucht, gefast, geschält werden, also die Rippen in dem Bereich der Mantelfläche entfernt werden, der in die Hülse einstehen sollte. Nach dem Schälvorgang war auf den Bewehrungsstab ein Außengewinde aufzubringen, und danach konnte erst der Bewehrungsstab unter exakter Kontrolle des Anzugsdrehmoments in das Innengewinde der Hülse eingedreht werden.
  • Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren verkürzt diesen aufwendigen Prozess nach dem Stand der Technik erheblich und verbilligt daher erheblich die Herstellung eines erfindungsgemäßen Auflageelementes. Auch entfällt ein weiterer Überprüfungsschritt für die richtige rotative Ausrichtung der Endverankerung bzw. des Verankerungselementes an dem Auflageelement.
  • Bei einer bevorzugten Durchführung des Verfahrens ist vorgesehen, dass zuerst das Aufnahmeelement auf das Verankerungselement aufgepresst wird und erst hiernach das Aufnahmeelement mit dem aufgepressten Verankerungselement an dem Stahlträger einstückig verbunden, vorzugsweise verschweißt wird.
  • Alternativ umfasst die Erfindung aber auch einen anderen Verfahrensablauf. Die Erfindung umfasst auch eine Lösung, bei welchem zuerst ein gegebenenfalls auch relativ großes, also im Verhältnis zum Durchmesser langes Aufnahmeelement (Verhältnis der Länge zum Außendurchmesser größer 2,5, bevorzugt größer 4, insbesondere bevorzugt größer 5) auf den Stahlträger geschweißt wird und erst danach das Verankerungselement in das aufgeschweißte Aufnahmeelement eingesteckt und mit diesem verpresst wird.
  • Des Weiteren ist in dem Vorschlag vorteilhafter Weise vorgesehen, dass das Aufnahmeelement mit dem Stahlträger verschweißt oder an diesem angeschweißt ist. Vorzugsweise wird die Verschweißung mit einer (am Umfang des Aufnahmeelementes umlaufenden) Kehlnaht ausgeführt. Alternativ ist vorgesehen, dass eine einstückige Verbindung auch durch einen anderen Fügevorgang wie Abbrennstumpfschweißen, Laserschweißen oder Reibschweißen erfolgt.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Vorschlags ist vorgesehen, dass zwischen der Endfläche des in das Aufnahmeelement einstehenden Verankerungselementes und dem Stahlträger ein Freiraum besteht. Durch das im Durchmesser größere Aufnahmeelement als das Verankerungselement wird die Verschweißung durch den Nahtlängenzuwachs mit nicht so viel Schweißgutauftrag einerseits beschleunigt andererseits qualitativ verbessert.
  • Da das Verankerungselement nicht bis zu dem Stahlträger vorsteht, fließt bei der Verschweißung weniger Wärme ab. Durch den geringeren Wärmeeintrag wird auch gleichzeitig das Risiko einer Beeinträchtigung des kaltverformten Pressbereichs und somit einer Fehlausrichtung minimiert. Des Weiteren wird durch den "Isolationseffekt" bzw. des geringeren Wärmeeintrages durch die Anordnung des Freiraumes eine temperaturbedingte, negative Einwirkung auf die Pressverbindung vermieden.
  • Erreicht wird eine solche Ausgestaltung dadurch, dass bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren das Aufnahmeelement nicht vollständig auf das Verankerungselement aufgeschoben wird, sondern über der Endfläche des Verankerungselementes in dem Aufnahmeelement ein Freiraum verbleibt.
  • Des Weiteren ist vorgesehen, dass der aufgepresste Abschnitt des Aufnahmeelementes gleich lang oder kürzer ist wie die Einstandslänge des Verankerungselementes in das Aufnahmeelement. Es ist gefunden worden, dass es ausreicht, dass eine Pressverbindung nicht über die ganze Einstandslänge des Verankerungselementes in das Aufnahmeelement notwendig ist, sondern schon ein geringerer Teil bereits ausreicht, um eine stabile Verbindung zu erreichen. Beispielsweise beträgt die Einstandslänge 50-80 %, bevorzugt 60-70 % der axialen Länge. Die Länge des aufgepressten Abschnittes des Aufnahmeelementes beträgt dabei ca. 45-75 %, bevorzugt 50-60 % der axialen Länge. Der aufgepresste Abschnitt ist dabei so ausgeführt, dass der in das Aufnahmeelement einstehende Endbereich des Verankerungselementes (zum Beispiel eines Bewehrungsstabes) nicht verpresst ist.
  • Die Pressverbindung, bzw. der aufgepresste Abschnitt, befindet sich vorzugsweise auf der dem Stahlträger abgewandten Seite des Aufnahmeelementes. Dadurch ist die Verpressung nicht unmittelbar dem Hitzeeintrag bei der Verschweißung ausgesetzt und ist insbesondere durch den Freiraum thermisch geschützt. Die Verpressung verbleibt auch nach der Verschweißung ausreichend mechanisch belastbar.
  • Es ist möglich, als Aufnahmeelement, anstelle einer aufgepressten rotationssysmmetrischen Hülse einen anderen Körper mit einem äußeren Querschnitt anstelle eines Kreises wie einem Quadrat oder einem Vieleck zu verwenden in dem das Verankerungselement in eine Bohrung eingesteckt und befestigt ist. Die Art der Befestigung kann Schweißen oder Verpressen oder sonstiger Form und Kraftschluss sein. Entscheidend ist, dass man nicht den Bewehrungsstab direkt auf den Stahlträger aufschweißt, weil dies sehr dicke und mehrlagige Schweißnähte bedingt, um den Kraftschluss möglichst vollflächig herzustellen. Bei einem Zwischenstück zwischen Bewehrungsstab und dem Stahlträger, dass einen größeren Umfang zum Anschweißen besitzt, kann die Schweißnaht dünner und einlagig ausfallen, weil sie länger wird. Damit wird weniger Wärme eingetragen und das Verschweißen deutlich beschleunigt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Verankerungselement als Stab, insbesondere als Bewehrungsstab bzw. als Stab mit Rippen auf der Mantelfläche ausgebildet ist. Die Rippen auf der Mantelfläche eines Bewehrungsstabes verbessern erheblich die Verankerung des Verankerungselementes in dem Beton eines Stahlbetonfertigteiles. Die Rippen verbessern aber auch erheblich den Halt des Verankerungselementes in dem aufgepressten Aufnahmeelement. Die eingesetzten Presskräfte sind so hoch, dass das Material des Aufnahmeelements plastisch verformt wird und sich um die Rippen herum an die Oberfläche des Verankerungselementes anlegt und so, ähnlich wie bei dem Verbund im Beton, einen formschlüssigen Verbund ergibt. Hierin liegt auch ein großer Vorteil dieser Variante, da im Vergleich zum Stand der Technik hier zuerst die Rippen abgeschält werden mussten und dann hierauf ein Gewinde aufzubringen war. In dem erfindungsgemäßen Vorschlag, sowohl in der Ausprägung des Gegenstandes wie auch in dem Verfahren, kann der Bewehrungsstab mit den Rippen so verbleiben und man erhält mit geringer Aufwand ein gleich tragfähiges Ergebnis.
  • Geschickter Weise ist vorgesehen, dass das Verankerungselement an seinem, dem Aufnahmeelement abgewandten Ende, eine Endverankerung aufweist. Als Endverankerung ist zum Beispiel eine Platte, Haken, Ankerplatte oder Ringscheibe vorgesehen, die zum Beispiel auf das Verankerungselement aufgeschweißt oder auf gestaucht ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Stahlträger einen Obergurt und einen Untergurt aufweist und das Verankerungselement an dem Untergurt vorzugsweise rechtwinklig absteht. Je nach Einbausituation des Auflageelementes im Stahlbetonfertigteil ist natürlich auch jede andere Orientierung des Verankerungselementes relativ zum Stahlträger von der Erfindung umfasst.
  • Des Weiteren ist günstiger Weise vorgesehen, dass der Stahlträger als Profilware, insbesondere als I-; T-; Doppel-T-; U-; Doppel-U- oder Rechteck-Profil ausgebildet ist. Die Erfindung ist bei der Wahl des Profils des Stahlträgers sehr variabel und vielseitig einsetzbar.
  • Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass der Stahlträger eine Längserstreckung aufweist und der Auflagebereich oder die Auflageplatte an einem Ende der Längserstreckung vorgesehen ist.
  • Des Weiteren ist in dem Vorschlag vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Auflageplatte an dem Stahlträger insbesondere an dem Untergurt des Stahlträgers angeschweißt ist. Diese dient zur Lastzentrierung weg von der Kante im Auflagebereich auf der unterstützenden Struktur, wie einem Balken oder einer Konsole. Damit werden Kraftspitzen auf die Kante eines Unterstützungselementes vermieden. Die Auflageplatte ist gegebenenfalls breiter ausgebildet als der Stahlträger bzw. der Untergurt des Stahlträgers, um so die Druckbelastung auf den Beton zu verringern.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Vorschlags ist vorgesehen, dass das Auflageelement als Stahleinbauteil ausgebildet ist. Das Stahleinbauteil wird bei der Produktion des Stahlbetonfertigteiles in die Schalung eingesetzt und mit den sonstigen Bewehrungselementen des Stahlbetonfertigteiles in geeigneter Weise mechanisch verbunden.
  • Des Weiteren ist vorgesehen, dass das Verankerungselement in einem Verbindungsbereich des Stahlträgers angeordnet ist, der sich ungefähr in der Mitte des Stahlträgers befindet. Vorzugsweise beträgt die Länge des Verbindungsbereiches ca. 10-25 %, vorzugsweise ca. 12-20 % der Länge des Auflageelementes umfasst. Die Mitte des Stahlträgers (= Mittelachse) befindet sich dabei in dem Verbindungsbereich, wobei sich der Verbindungsbereich entweder symmetrisch oder asymmetrisch um diese Mittelachse herum erstreckt.
  • Das Weiteren umfasst die Erfindung auch ein Stahlbetonfertigteil mit einer Längsstreckung, wobei zumindest an einem Längsende des Stahlbetonfertigteiles ein Auflageelement wie zuvor beschrieben angeordnet ist, das durch einbetonierte Verankerungselemente in dem Stahlbetonfertigteil gehalten ist. Die eingangs beschriebenen Vorteile für das erfindungsgemäß vorgeschlagene Auflageelement beziehen sich in analoger Weise auch auf ein erfindungsgemäßes Stahlbetonfertigteil, das mit einem solchen Auflageelement ausgestattet ist.
  • Die Anordnung ist dabei so gewählt, dass das Auflageelement seitlich über den betonierten Bereich des Stahlbetonfertigteils vorsteht, zumindest aber die Unterseite des Stahlträgers aus dem Stahlbetonfertigteil hervorsteht (zum Beispiel, wenn die Oberseite überbetoniert ist), um diesen auf einer Stützkonstruktion auflegen zu können. Die Anordnung der Auflagerplatte stellt sicher, dass nach dem Auflegen auf einen Unterstützungsbalken, der eigentliche Unterzug des Stahlträgers eine Distanz zum Unterstützungselement aufweist und durch Überbetonieren und durch unterfließen der Stahlträger vollständig gegen Korrosionsangriffe geschützt im Beton eingebettet und überdeckt ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass sich das Verankerungselement in einem Steg des Stahlbetonfertigteiles erstreckt. Oftmals werden erfindungsgemäße Stahlbetonfertigteile im Schnitt T-artig realisiert. Der in der Einbausituation vertikal orientierte Teil wird als Steg bezeichnet. Bei einem solchen Bauteil treten die Vorteile der Erfindung voll zutage. Da die Endverankerung des Verankerungselementes aufgrund der exakten Positionierung des Verankerungselementes an dem Stahlträger des Auflageelementes genau positioniert ist, werden mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag auch dünne Stege von vorgespannten einfachen oder Doppel-T-Trägern realisierbar. Die mit der Erfindung mögliche korrekte Positionierung des Verankerungselementes erlaubt es, die Erfindung auch in Stahlbetonfertigteil mit engen Spannlitzenstegen einzusetzen.
  • Geschickter Weise ist vorgesehen, dass sich das Verankerungselement nur über einen Teil der Steghöhe des Stahlbetonfertigteiles erstreckt.
  • In diesem Zusammenhang wird insbesondere darauf hingewiesen, dass alle in Bezug auf die Vorrichtung, also das Auflageelement bzw. dem Stahlbetonfertigteil beschriebenen Merkmale und Eigenschaften aber auch Verfahrensweisen sinngemäß auch bezüglich der Formulierung des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragbar und im Sinne der Erfindung einsetzbar und als mitoffenbart gelten. Gleiches gilt auch in umgekehrter Richtung, das bedeutet, nur in Bezug auf das Herstellverfahren genannte, bauliche also vorrichtungsgemäße Merkmale können auch im Rahmen der Vorrichtungsansprüche berücksichtigt und beansprucht werden und zählen ebenfalls zur Offenbarung.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht mit teilweiser Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Auflageelementes
    Fig. 2
    eine Frontansicht nach Fig. 1
  • In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben. Die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sind sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragbar. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiterhin können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
  • In Figur 1 ist das erfindungsgemäße Auflageelement 1 gezeigt. Im oberen Bereich (die gewählte Ansicht entspricht auch der Anordnung in einem typischen Anwendungsfall) befindet sich der Stahlträger 3, der als Profilware ausgebildet ist und eine Längserstreckung 32 aufweist. Erfindungsgemäß ist die Querschnittsform des Stahlträgers 3 sehr variabel, in Figur 1 ist hierzu ein I Träger bekannt, gezeigt, der einen Obergurt 30 und einen Untergurt 31 aufweist.
  • An einem Ende des Stahlträgers 3, hier in Figur 1 an dem linken Ende, besitzt der Stahlträger 3 einen Auflagebereich 40, über den sich der Stahlträger 3 und das den Stahlträger 3 aufnehmende Stahlbetonfertigteil auf einer Stützkonstruktion (nicht gezeigt) abstützt. In dem Auflagebereich 40 ist eine Auflageplatte 41 auf der Unterseite des Stahlträgers 3, dem Untergurt 31, aufgeschweißt. Die Schweißnaht ist als kurze Heftnaht mit 43 gekennzeichnet. Vorzugsweise ist dabei die Auflageplatte 41 diagonal mit dem Untergurt 31 verschweißt.
  • Der Stahlträger 3 besitzt eine Mittelachse 38, um die herum sich beidseitig ein Verbindungsbereich 39 erstreckt. In Richtung der Längserstreckung 32 des Stahlträgers 3 hat dieser Verbindungsbereich 39 eine Länge von ca. 10-35 % der Gesamtlänge des Auflageelementes 1 bzw. des Stahlträgers 3.
  • In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel fällt die Mittelachse 38 zusammen mit der Mittelachse 78 des Aufnahmelementes 7. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Aufnahmelement 7 als Hülse zusammen mit dem Verankerungselement 6 genau in der Mitte des Stahlträgers 3 angeordnet.
  • In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Verankerungselement 6 als Bewehrungsstab 62 oder Betonstahl ausgebildet und besitzt eine Längserstreckung, die durch die Mittelachse 68 beschrieben ist. Der Bewehrungsstab 62 besitzt an seiner Mantelfläche 64 eine Vielzahl von quer oder schräg verlaufenden Rippen 63, die, wie im Betonbau üblich, eine möglichst formschlüssigen Verbund mit dem Beton des Stahlbetonfertigteiles ergibt.
  • Der Bewehrungsstab 62 steht mit einem Ende auf eine Länge 61 in die Hülse 7 ein. Die Hülse 7 ist auf das Verankerungselement 6, hier den Stab 62, aufgepresst. Die Mittelachse 68 des Bewehrungsstabes 62 fluchtet mit der Mittelachse 78 der Hülse 7. Dieser aufgepresste Bereich ist in Figur 1 mit dem Abschnitt 71 gekennzeichnet und zeichnet sich durch einen verringerten Außendurchmesser gegenüber dem Abschnitt der Hülse 7 aus, der dem Stahlträger 3 zugewandt ist.
  • Die Hülse 7 ist auf der Unterseite des Stahlträgers 3, hier dem Untergurt 31, angeschweißt. Die Schweißnaht, hier eine umlaufende Kehlnaht, ist mit dem Bezugszeichen 36 gekennzeichnet.
  • Der Bewehrungsstab 62 steht nur teilweise in die Hülse 7 ein, d.h., seine Einschublänge 61 ist geringer wie die axiale Hülsenlänge der Hülse 7. Daher ergibt sich zwischen der endseitigen Endfläche 60 (oder Stirnfläche) des Bewehrungsstabes 62, die in die Hülse 7 eingeschoben ist, ein Freiraum 70 zu dem Stahlträger 3.
  • Durch diesen Freiraum 70 wird die Verschweißung qualitativ insgesamt verbessert. Da der Bewehrungsstab 62 nicht bis zu dem Stahlträger 3 vorsteht, fließt bei der Verschweißung weniger Wärme ab und daher wird auch gleichzeitig das Risiko einer Beeinträchtigung der Verpressung und einer Verformung und somit einer Fehlausrichtung minimiert. Im Bereich des Freiraumes 70 findet auch keine Verpressung, d.h. Durchmesserreduktion der Hülse 7 statt, was insbesondere der Formstabilität der Hülse 70 und dessen dem Stahlträger 3 zugewandten Ende zugutekommt, und die exakte Ausrichtung der Hülse 7 bei der Schweißverbindung durch die Kehlnaht 36 erleichtert.
  • Für eine mechanisch stabile Pressverbindung ist es günstig, dass der aufgepresste Abschnitt 71 der Hülse 7, wie hier gezeigt, kürzer ist als die Einschublänge 61 des Verankerungselementes 6, hier des Bewehrungsstabes 62. Dabei erstreckt sich der verpresste Abschnitt 71 von dem dem Stahlträger 3 abgewandten Ende der Hülse 7 in Richtung des Stahlträgers 3.
  • Das Verankerungselement 6, hier der Bewehrungsstab 62, trägt an seinem, der Hülse 7 abgewandten Ende, eine Endverankerung 8. Diese Endverankerung 8 ist zum Beispiel als Haken, Platte, Ankerplatte oder Ringscheibe ausgebildet. Die Endverankerung 8 ist auf verschiedenste Weise auf dem Bewehrungsstab 62 bzw. dem Verankerungselement 6 fest, mechanisch stabil belastbar, befestigt. In Figur 1 bzw. 2 ist hierzu zum Beispiel eine Verschweißung mit einer Kehlnaht 80 gezeigt. Es ist aber auch möglich, eine mechanisches Umformverfahren für die Festlegung der Endverankerung 8 auf dem Verankerungselement 6 vorzusehen. Hierzu zählt zum Beispiel ein Aufstauchen oder ein Umbiegen des Endbereiches des Verankerungselementes 6. Es ist auch möglich, die Endverankerung durch Reibschweißen oder Abbrennstumpfschweißen zu verbinden.
  • Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
  • Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Auflageelement
    3
    Stahlträger
    6
    Verankerungselement
    7
    Aufnahmeelement / Hülse
    8
    Endverankerung
    30
    Obergurt
    31
    Untergurt
    32
    Längserstreckung
    36
    Schweißnaht / Kehlnaht
    38
    Mittelachse
    39
    Verbindungsbereich
    40
    Auflagebereich
    41
    Auflageplatte
    43
    Schweißnaht
    60
    Endfläche
    61
    Einstands- bzw. Einschublänge
    62
    Bewehrungsstab / Betonstahl
    63
    Stab mit Rippen / Rippen
    64
    Mantelfläche
    68
    Mittelachse
    70
    Freiraum
    71
    Aufgepresster- bzw. aufgespannter Bereich
    78
    Mittelachse
    80
    Kehlnaht

Claims (16)

1. Auflageelement für ein Stahlbetonfertigteil, welches einen Stahlträger (3) mit einem Auflagebereich (40) oder einer Auflageplatte (41) aufweist und der Stahlträger (3) einstückig mit einem Aufnahmeelement (7) verbunden ist, das ein von dem Stahlträger (3) abstehendes Verankerungselement (6) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (7) auf das Verankerungselement (6) aufgepresst ist.
2. Auflageelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (7) eine Hülse ist.
2. Auflageelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (7) mit dem Stahlträger (3) verschweißt (36) ist.
3. Auflageelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Endfläche (60) des in das Aufnahmeelement (7) einstehenden Verankerungselementes (6) und dem Stahlträger (3) ein Freiraum (70) besteht.
4. Auflageelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgepresste Abschnitt (71) des Aufnahmeelementes (7) gleich lang oder kürzer ist als die Einstandslänge (61) des Verankerungselementes (6) in das das Aufnahmeelement (7).
5. Auflageelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungselement (6) als Stab (62), insbesondere als Bewehrungsstab bzw. als Stab mit Rippen (63) auf der Mantelfläche (64) ausgebildet ist.
6. Auflageelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungselement (6) an seinem, dem Aufnahmeelement (7) abgewandten Ende, eine Endverankerung (8) aufweist.
7. Auflageelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlträger (3) einen Obergurt (30) und einen Untergurt (31) aufweist und das Verankerungselement (6) an dem Untergurt (31) vorzugsweise rechtwinklig absteht.
8. Auflageelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlträger (3) als Profilware, insbesondere als I-; T-; Doppel-T-; U-; Doppel-U- oder Rechteck-Profil ausgebildet ist.
9. Auflageelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungselement (6) in einem Verbindungsbereich (39) des Stahlträgers (3) angeordnet ist, der sich ungefähr in der Mitte des Stahlträgers (3) befindet.
10. Auflageelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Verbindungsbereiches (39) ca. 10 bis 25 %, vorzugsweise ca. 12 bis 20 % der Länge des Auflageelementes (1) umfasst.
11. Stahlbetonfertigteil mit einer Längsstreckung, wobei zumindest an einem Längsende des Stahlbetonfertigteiles ein Auflageelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist, das durch einbetonierte Verankerungselemente (6) in dem Stahlbetonfertigteil gehalten ist.
12. Stahlbetonfertigteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Verankerungselement (6) in einem Steg des Stahlbetonfertigteiles erstreckt.
13. Stahlbetonfertigteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Verankerungselement (6) nur über einen Teil der Steghöhe des Stahlbetonfertigteiles erstreckt.
14. Verfahren zur Herstellung eines Auflageelementes, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, als Stahleinbauteil eines Stahlbetonfertigteiles, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- Aufpressen eines Aufnahmeelementes auf ein Verankerungselement;
- einstückiges Verbinden des Aufnahmeelementes mit dem Stahlträger des Auflageelementes.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement derart auf das Verankerungselement aufgeschoben wird, dass über der Endfläche des Verankerungselementes in dem Aufnahmeelement ein Freiraum (70) verbleibt.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0685608A1 (de) 1994-05-31 1995-12-06 Pfeifer Seil- und Hebetechnik GmbH & Co. Stahlbetonfertigbauteil
DE19943979A1 (de) * 1999-09-14 2001-04-19 Deha Ankersysteme Hülsenstabanker für Betonteile
DE102004038381A1 (de) * 2004-08-06 2006-03-16 Pfeifer Holding Gmbh & Co. Kg Anschlagmittel sowie hülsenartiges Element und Herstellungsverfahren hierfür

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