LU84966A1

LU84966A1 - Verbundprofile

Info

Publication number: LU84966A1
Application number: LU84966A
Authority: LU
Original assignee: Arbed
Priority date: 1983-08-12
Filing date: 1983-08-12
Publication date: 1985-04-24
Also published as: CA1236703A; EP0133565A3; US4616464A; ATE38071T1; EP0133565B1; EP0133565A2; DE3474703D1

Description

Verbundprofile

Die Erfindung betrifft Verbundprofile, insbesondere Stützen, gebildet aus Beton und wenigstens einem Profil, wobei die offenen Kammern 5 grösstenteils mit Beton ausgefüllt sind und die Aussenflachen der Flansche freiliegen d.h. nicht mit Beton bedeckt sind. Derartige Verbundprofile finden beim Bau von Häusern, Hallen, Lagern, usw. Verwendung, wenn ein Brandwiderstand erzielt werden soll.

10 Früher war es üblich, die Querschnitte der Profile eines Stahlskeletts nach den statischen Lasten bei Raumtemperatur zu bemessen und die stets bei Geschossbauten erforderlichen Brandschutzanforderungen durch nachträgliche kostspielige Ummantelung der Profile zu erfüllen. Neuerdings geht man dazu über, feuerbeständige Verbundprofile 15 zu verwenden, welche nicht bekleidet sein müssen. So beschreibt die DE-OS 28 29 864 ein Verbundprofil, welches auf den Flanschaussen- seiten, d.h. ausserhalb der Profilumrisslinien keinen Beton aufweist. Der Kammerbeton wird durch auf die Innenseiten des Stahlprofils aufgeschweisste Verbundmittel kraftschlüssig mit diesem verbun-20 den, um sowohl bei Raumtemperatur als auch bei Brandtemperatur ein Loslösen des Kammerbetons zu vermeiden. Stahlprofilquerschnitt, Betonquerschnitt und Bewehrungsstahlquerschnitt tragen entsprechend ihrer Flächenanteile und ihrer temperaturabhängigen Festigkeiten anteilig mit. Im Brandfall erfolgt mit dem Temperaturanstieg eine ·’ 25 fortwährende Lastumlagerung vom Stahlprofilquerschnitt auf den

Stahlbetonquerschnitt vor allem bedingt durch die Entfestigung der Flansche, die den grössten Teil des Stahlprofils ausmachen.

Da die Bewehrung im Beton nicht optimal angeordnet ist, was die im - 2 -

Brandfall im Profil entstehende Teraperaturverteilung anbelangt, hat * die Anmelderin in der LU 84 772 vorgeschlagen in dem Beton wenigstens ein weiteres Profil anzuordnen, das mit dem Steg des Haupt-Pro- ' fils verbunden ist, dessen Flanschenaussenseiten nicht mit einer 5 Betonüberdeckung versehen sind. Da ein Teil der Profile aus denen dieses Verbundprofil besteht in thermisch geschützten Zonen angebracht ist, ist eine hohe Tragfähigkeit unter Brandbeanspruchung gewährleistet. Als Nachteil kann hier angegeben werden, dass dieses Verbundprofil von relativ aufwendiger Konstruktion und grossen 10 Aussenabmessungen ist, dessen Einsatz sich besonders in Hochbauten anbietet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbundprofil der eingangs genannten Art zu schaffen, das die oben erwähnten Nachteile 15 vermeidet und bei annähernd gleichen Aussenabmessungen sich durch eine erhöhte Lastaufnahmefähigkeit und Feuerfestigkeit auszeichnet. Ausserdem soll dieses Verbundprofil sich durch eine gezielte höhenabhängige Traglastfähigkeit auszeichnen können.

20 Diese Aufgabe wird gelöst durch das erfindungsgemässe Verbundprofil, bei dem in dem Beton wenigstens ein Flacheisen angeordnet ist, das mit dem Steg des Profils verbunden ist.

Die erfindungsgemässen Verbundprofile, die entweder aus gängigen 25 warmgewalzten Profilen oder aus geschweissten Sonder-Profilen und aus Flacheisen aufgebaut sind, weisen grosse Stahlmassen im feuergeschützten Bereich auf. Die Flacheisen, die einfach und raumsparend gelagert werden können, werden entweder werksseitig, oder auch auf der Baustelle mit den Profilen verbunden. Die Tragfähigkeit der 30 Profile, welche für den jeweiligen Einsatzzweck minimale Abmessungen besitzen können, wird mittels der Flacheisen gezielt erhöht, wobei gleichzeitig die Traglast im Brandfall etwa proportional gesteigert wird.

35 Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: - die Figur 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemässes 3

Verbundprofil.

* - die Figur 2 eine Vorderansicht von einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ohne Bewehrung und ohne Beton.

- die Figur 3 einen Schnitt durch ein Flacheisen mit Bewehrung.

5 - die Figuren 4 und 5 einen Quer-, resp. einen Längs-Schnitt durch zwei weitere Ausführungsformen des erfindungsgemässen Profils.

Auf Fig. 1 erkennt man ein H-Profil 1 dessen Kammern mit Beton 6 10 ausgefüllt sind. Auf beiden Seiten des Steges sind Flacheisen 2 an-geschweisst. Die Schweissverbindung 5 kann durchgehend oder aber durch Punktschweissen ausgeführt sein. Seitlich an die Flacheisen 2 sind mit Längsbewehrungs-Stäben 4 versehene Baustahlmatten 3 ange-schweisst. Diese verhindern ein durch Hitze hervorgerufenes Ab-15 platzen des Beton.

Die Flacheisen können Dicken zwischen 10 und 80 mm aufweisen. Um ein problemloses Schweissen zu erlauben, beträgt die Breite des Flacheisens etwa 10 cm weniger als die Steghöhe. Falls die verfügbaren 20 Flacheisen kürzer sind als die Profile, werden mehrere Stücke anein-andergestossen. Vorteilhafterweise sollten die Flacheisen etwa 70% der Fläche einer Stegseite bedecken.

Statt ein Flacheisen mittig am Steg zu befestigen, kann man in einer 25 vorteilhaften Variante zwei parallel angeordnete Flacheisen mit dem Steg des Profils verschweissen. Die beiden Flacheisen können durchgehend, symmetrisch oder exzentrisch angeordnet sein. Auch kann bei exzentrischer Lastverteilung, wie auf Fig. 2 dargestellt, das Flacheisen 22 sich auf der ganzen Höhe des Profils 1 erstrecken, während 30 das Flacheisen 22a lediglich bis zur Höhe einer Laständerung reicht, welche bspw. durch Decken hervorgerufen werden kann.

Fig. 3 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Befestigung der mit Längs-bewehrungsstäben 34 versehenen Baustahlmatten 33 auf den Flacheisen 35 32. Die Kopfbolzen-Dübel 38 werden mittels elektrischem Punkt-

Schweissen mit den Flacheisen verbunden und die Matten werden in die Dübel eingehängt. Der anschliessend in die Profilkammer gegossene Beton bewirkt die Befestigung der Matten, über die Dübel, an die Flacheisen.

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Das auf Fig. 4 dargestellte Verbundprofil umfasst beidseitig vom Steg mehrere übereinandergeordnete Flacheisen 42, welche mittels Schraubenstiften 48 und Schraubenmuttern 49 am Steg des Profils 1 befestigt sind. Die Anzahl der verwendeten Flacheisen 42 kann in 5 Abhängigkeit der erforderlichen Trag- und Feuerfestigkeit gewählt werden. Die mit Längsbewehrungsstäben 44 versehenen Baustahlmatten oder Bewehrungskörbe 43 werden, ähnlich wie oben bei der Dübelbefestigung dargelegt, mittels auf den Schraubenstift-Enden aufgedrehten - Schraubenmuttern, oder verwandten Elementen 49a, mit dem Profil 10 verbunden. Anhand einfacher Massnahmen führt diese Ausführungsform zueinem Verbundprofil, das bei identischen Aussenabmessungen verschiedene, bspw. höhenabhängige, Eigenschaften besitzt. Dieses Profil eignet sich im übrigen hervorragend zur baustellenseitigen Herstellung. Um einen schnellen Montageablauf zu erwirken ist es von 15 Vorteil, sowohl das Profil 1 als auch die Flacheisen 42 werksseitig mit den benötigten Lochungen zu versehen. Nach dem Zusammenbau des Profils 1 und der Flacheisen 42 wird das Profil derart auf den Boden gelegt, dass beide Flansche aufliegen. Anschliessend wird die Baustahlmatte 43 eingelegt und die Elemente 49a werden auf die Schrau-20 benstiftenden gedreht; der Beton wird in die offene Kammer hineingegossen, wobei ein Herauslaufen an beiden offenen Enden mittels Schalung verhindert: wird. Um die Bildung von betonfreien Räumen zu vermeiden, wird der Beton vorteilhafterweise vibriert. Nach Verfestigung des Betons wird das Verbundprofil umgedreht und es werden die 25 gleichen Verfahrensschritte wiederholt. Will man die Einsatzmenge von Bewehrungsstahl vermindern oder ganz vermeiden, empfiehlt es sich statt normalem Beton, Kolloid-Beton oder faserbewehrten Beton zu verwenden.

30 Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch ein Profil an dessen Steg Flacheisen 52 mittels Schrauben 58 und Schraubenmuttern 59 befestigt sind. Als Schrauben können sowohl rohe Schrauben als auch Pass-Schrauben oder hochfeste Schrauben verwendet werden. Zwecks Erhöhung der auf die Reibflächen entfallenden Kräfte wurden diese einer Ober-- 35 flächenbehandlung unterworfen. Die Reibflächenvorbereitung kann mittels Stahlgusskiess-, Sand- oder Flamm-Strahlen vorgenommen werden. Daneben kann man die Reibbeiwerte der Berührungsflächen auch durch gleitfeste Anstriche oder Riffelung erhöhen.

Claims

1. Verbundprofil, insbesondere für Stützen, gebildet aus Beton und einem Profil dessen offene Kammern grösstenteils mit Beton ausge- 5 füllt sind, während die Aussenflächen der Flansche des Profils keine Betonüberdeckung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Beton wenigstens ein mit dem Steg des Profils verbundenes Flacheisen angeordnet ist.

2. Verbundprofil gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten des Steges wenigstens ein Flacheisen mittig und durchgehend angeordnet ist.

3. Verbundprofil gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf 15 wenigstens einer Seite des Steges wenigstens zwei Flacheisen längsseitig nebeneinander abgeordnet sind.

4. Verbundprofil gemäss einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn zeichnet, dass die verschiedenen Flacheisen gleiche Abmessungen 20 haben.

5. Verbundprofil gemäss einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Flacheisen durchgehend bzw. durch Punkt-schweissen mit dem Profil verbunden sind. 25

6. Verbundprofil gemäss einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Flacheisen mittels durch den Steg geführte • . Schrauben und darauf geschraubten Muttern mit dem Profil ver bunden sind. 30

7. Verbundprofil gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächen des Steges oder der Flacheisen wenigstens teilweise eine den Reibbeiwert erhöhende Oberfläche aufweisen. ^ 35

8. Verbundprofil gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche aufgeraut oder geriffelt ist. ........ ^' * x ~ 2 ~

9. Verbundprofil gemäss einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekenn— = ’ zeichnet, dass der Beton mit Betonstahl bewehrt ist.

10. Verbundprofil gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass 5 die Bewehrung über Schweiss-Stellen mit den Flacheisen verbanden ist.

11. Verbundprofil gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass „ der bewehrte Kammerbeton über Dübel mit den Flacheisen verbunden 10 ist.

12. Verbundprofil gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der bewehrte Kammerbeton wenigstens teilweise mittels Verschraubung mit dem Profil verbunden ist.