WO2017012603A1 - Anordnungen von verdrängungskörpern zum einbringen in stahlbetonbauteile, verdrängungskörper und zur sicherung der verdrängungskörper dienende halte- und abstandselemente sowie stahlbetonbauteil - Google Patents

Anordnungen von verdrängungskörpern zum einbringen in stahlbetonbauteile, verdrängungskörper und zur sicherung der verdrängungskörper dienende halte- und abstandselemente sowie stahlbetonbauteil Download PDF

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WO2017012603A1
WO2017012603A1 PCT/DE2016/000274 DE2016000274W WO2017012603A1 WO 2017012603 A1 WO2017012603 A1 WO 2017012603A1 DE 2016000274 W DE2016000274 W DE 2016000274W WO 2017012603 A1 WO2017012603 A1 WO 2017012603A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
displacement body
displacement
arrangement
bodies
holding
Prior art date
Application number
PCT/DE2016/000274
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andrej ALBERT
Denis BUSCH
Original Assignee
Hochschule Bochum
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Publication date
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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
    • E04B5/16—Load-carrying floor structures wholly or partly cast or similarly formed in situ
    • E04B5/32—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements
    • E04B5/326—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with hollow filling elements

Definitions

  • the invention relates to arrangements of displacement bodies for introduction into reinforced concrete components according to the preamble of claim 1, displacement body according to the preamble of claim 15, serving to secure the displacement body holding and spacer elements according to the preamble of claim 32 and reinforced concrete component according to the preamble of claim 36th
  • hollow body ceilings Due to the advantages mentioned hollow body ceilings have gained considerable market share in recent years. By using hollow bodies in reinforced concrete slabs, up to 35% concrete and up to 20% steel can be saved, which leads to considerable cost savings. In this case, various forms and arrangements of displacement bodies have been proposed over time.
  • BubbleDeck eg WO 2010/076757 A2
  • Cobiax Technologies uses spherical and ellipsoidal hollow bodies (eg EP 1 568 827 A1 or WO 201 1/075856 A1)
  • other systems are Beeplate (ellipsoidal) and submarine / daliform (cuboid).
  • A1 already buoyancy-free hollow body in the form of reinforcement cages are known, which have a circular frustum-shaped basic shape with a flat base and a flat top surface of the circular truncated cone.
  • the reinforcement baskets are not closed, but generally fully open on the underside and provided with air outlet openings in the region of the upper side, through which the air in the reinforcement cage can escape when the concrete is introduced.
  • Such reinforcing baskets serve primarily as spacers between a lower-side reinforcement and an upper-side reinforcement of a concrete ceiling and facilitate the introduction of the spaced-apart lower and upper reinforcement.
  • a major reason for the negative influence on the strength properties is the formation of the concrete webs formed between the displacement bodies when the introduced around the displacement body hardened concrete. These concrete bridges are due to the shape and the arrangement of the displacement body to each other in their local cross-sections quite uneven and have overall negative load transfer properties. Therefore, when the displacers are not spaced sufficiently apart, in extreme cases, failure of the entire concrete component occurs. To avoid this, the displacement body are often arranged quite far apart, so that the concrete webs have sufficient strength, whereby but the proportion of the concrete to the thus formed hollow body concrete component remains quite high and the potential savings on concrete can not be fully exploited.
  • the object of the invention is therefore to propose a further developed arrangement of displacement bodies and displacers suitable for this purpose, with which the necessary properties can be achieved if concrete can be optimally saved. set of such displacement body made concrete components, in particular the shear force capacity can be achieved.
  • the invention with regard to the arrangement of the displacement body is based on an arrangement of displacement bodies for insertion into reinforced concrete components, in particular in reinforced concrete slabs, wherein the displacement bodies have a truncated cone-shaped or polygonal truncated pyramidal basic shape with a base surface and a top surface and in the reinforced concrete component in linienför- miger arrangement are arranged to each other.
  • Such a generic arrangement of displacement bodies is further formed according to the invention that a number of frustoconical or polygonal or polygonal pyrami- stumpfförmiger displacement body linearly in an alternating orientation of base and top surface of each adjacent displacement body to each other and each adjacent displacement body are spaced from each other.
  • the displacement body can be arranged because of their alternating arrangement to each other so that the displacement bodies are partially perpendicular to the conical wall areas overlapping close to each other and the concrete webs between each adjacent displacement bodies always about the same, but at least have a fairly uniform cross-section and therefore also approximately at the load involved.
  • displacement bodies Unlike the known arrangements of displacement bodies arise not, vividly expressed, thick on one side and on the other side thin concrete webs between adjacent displacement bodies, which of course also contribute unevenly under load load transfer. Rather, a relatively tightly nestable arrangement of the displacement body with a homogeneous distribution of the concrete webs approximately constant cross-section between the displacement bodies is formed. Under line-shaped alternating orientation of the displacement body to each other is to be understood that adjacent mutually arranged displacement body are arranged alternately with their base down, their top surface down, their base down and so on. Illustrated are the displacement body in an orientation " ⁇ V ⁇ V ⁇ V ⁇ V ⁇ V " and so on arranged.
  • the side wall of the advantageous equal trained displacement body can be arranged so relatively close to the side wall of the respective linear displacement in the next closest displacement body, which can achieve a fairly tight packing of the displacement body, for example, in areas of low load of reinforced concrete component, with an optimal replacement of the Concrete through the displacement body and thus achieve optimum savings of the concrete.
  • the savings in concrete but also at the same time easily affect the achievable strength values, in particular the lateral force carrying capacity, the change in distances causes a corresponding change in the concrete webs between the displacement bodies, which then leads to the increased load transfer serve.
  • the alternating arrangement suitably shaped displacement body thus allows a way to produce very stress-oriented formed reinforced concrete hollow components, which was not possible with conventional displacement bodies.
  • the displacement bodies which are oriented alternately to one another in a line-shaped manner are arranged alongside one another along a line. This allows linear replacements of the concrete can be achieved by the displacement body are introduced exactly in the direction in the reinforcement of the concrete component in which the load allows replacement of the concrete by cavities.
  • the displacement bodies of adjacent rows can be arranged just as close to one another as the displacement bodies within each row, as a result of which the already described advantages of this dense rowing of the displacement bodies can also be achieved transversely to the sequence in order to form a homogeneous distribution and uniform cross sections of the concrete bridges.
  • the displacement bodies which are alternately oriented in a linear manner to one another, to be arranged in each case in two or more different spatial directions, in each case in a line-shaped, alternating orientation.
  • This allows both two-dimensional and possibly three-dimensional form nale arrangements of displacement bodies with the advantageous properties.
  • the spatial directions can not only be arranged at right angles to one another, but other arrangements with rows of displacement bodies oriented at arbitrary angles are also conceivable. This could for example be used to produce load-dependent distributions of the displacement body within the reinforced concrete component.
  • the displacement bodies which are oriented alternately in two or more different directions, form a planar or spatially matrix-shaped arrangement with respect to one another.
  • the displacement body are arranged at a uniformly spaced distance in the linearly alternately oriented arrangement to each other and thus form a homogeneous distribution of the concrete webs between the displacement bodies along the entire line length, wherein the concrete webs each have approximately the same cross-sections and shapes.
  • the concrete webs are oriented in the direction of the main stress load.
  • the distances between each spaced apart and linearly alternately oriented arranged displacement body it is also conceivable to form the distances between each spaced apart and linearly alternately oriented arranged displacement body differently.
  • the transverse force stress is often low, so that it is precisely there that a maximum proportion of concrete can be replaced by the displacement bodies according to the invention.
  • the transverse force stress is significantly greater, with the stresses usually increasing more or less evenly between the center regions and the bearing regions. This can be taken into account, for example, by keeping the distance between adjacent displacement bodies in the center region rather small within the linear arrangement of the displacement bodies and moving in the middle of the displacement bodies.
  • the distances of respectively adjacent displacement bodies can be varied depending on the local stress of the reinforced concrete component to be produced, preferably on the transverse force stress in the installed state.
  • the displacement bodies arranged in a line-shaped alternation can have different geometric outer form and / or different geometric dimensions along the linear sequence. This, too, can be used to adapt the arrangement of the displacers and their effects on the strength distribution of the reinforced concrete component to be produced.
  • the different geometric outer shape and / or the different geometric dimensions cause a changing volume of the displacement body and thus a changing proportion of replaced by the displacement body concrete.
  • a possible approach for the formation of different geometric outer shapes and / or different geometric dimensions of the linearly alternately oriented arranged displacement body may consist in that the displacement body have different cone angle or pyramid angle along the linear sequence.
  • very large displacement bodies with a steep cone angle can be provided in the area of lower loads on the reinforced concrete component, whereas in the area of the supports of the reinforced concrete component, displacement bodies with a small cone angle and thus a sharper shape are used.
  • displacement bodies with a small cone angle and thus a sharper shape are used.
  • these displacement bodies can also have the same external shape and cone angle, but can be made smaller in terms of their absolute dimensions.
  • the invention further relates to a displacement body for use in an arrangement according to claim 1, wherein the frusto-conical basic shape is frustoconical or ellipsoidal frustum-shaped or with a closed base curved in a frusto-conical shape.
  • the frustoconical basic shape of the displacement body regardless of whether the shape of the base and / or the shape of the top surface is now circular or elliptical or polygonal or rounded or otherwise closed rounded.
  • the size of the top surface is the size of the base surface
  • the size of the top surface can also be zero. If in the following is simplistic of frusto-conical or conical shape or the like. To speak, all above boundaries of base and top surface and always the limiting case of the truncated cone, namely the cone itself be meant.
  • the displacement body have conically or pyramidally inclined wall surfaces.
  • conical basic shapes are described in the geometrical sense, whose boundary surface is created by rotating a straight line around a central axis.
  • the displacement body have conically or pyramidally inclined and curved in two directions wall surfaces, which arise by rotating a curved line around a central axis of the cone around.
  • the top surface of the displacement body is not arranged centrally above the base surface, resulting in a skew-circular frustum-shaped or obliquely-ellipsoidal frustum-shaped or polygonal obliquely pyramidal truncated or obliquely-curved frustoconical geometry of the displacement body.
  • the base surface and / or the top surface of the displacement body are formed substantially flat. As a result, a simple basic shape can be produced which, in addition, can be processed particularly easily during processing on account of the flat base surface and / or top surface.
  • the transitional areas between base and wall surface and top surface and wall surface are rounded. This makes it possible to achieve that the concrete webs resulting after concreting the reinforced concrete component form a very harmonic and thus stress-compatible transition between the areas of the reinforced concrete component lying above and below the displacement bodies and the areas between the displacement bodies, and thus are designed almost automatically in terms of strength.
  • the radii prevent the existing with other displacement bodies sharp-edged transitions of the concrete webs, which bring an increase in the risk of cracking.
  • the rounded transition region between base and wall surface have a greater radius of curvature than the transition region between the top surface and wall surface, whereby the different sizes of base and top surface is taken into account.
  • displacement body according to the invention in the preparation of the reinforcement of the reinforced concrete component is when in the area of the base and / or the top surface and / or the wall surface receptacles or holding devices for holding and spacer elements are arranged, with which a plurality of displacement body in a predeterminable linear arrangement can be held to one another on holding and spacing elements.
  • the displacement body thus bring with it already suitable recordings or holding devices, with which they can be set in the field of usually wire or rod-shaped reinforcement parts.
  • the displacement body can be set directly to other components of the reinforcement such as the bottom and top usually rod-shaped reinforcing bars or reinforcing mats and do not require additionally introduced into the reinforcement holding and spacer elements.
  • the receptacles or holding devices can recesses, preferably linear limited groove-shaped recesses, in the rod-like holding and spacer elements can be introduced or inserted.
  • Such depressions can be designed so that reinforcing rods or the like. With slight deformation of the walls of the groove-like depressions can be pressed into the recesses clip-like and then lock it.
  • the displacement body can also be approximately pressed against reinforcing bars and thereby the reinforcing rods are introduced into the groove-shaped recesses.
  • the receptacles or holding devices on the base surface or the top surface to the outside of the displacement body protruding Verrastungs might be inserted or inserted.
  • the basic shape of the displacement body is less changed and possibly simplifies the production, without the properties described above for the recessed receptacles or holding devices are adversely affected.
  • a plurality of retaining and spacing elements can be accommodated in the depressions and / or latching devices.
  • two cross-shaped recesses and / or latching devices are used to accommodate two intersecting reinforcing bars simultaneously and thus not only to support the displacers in the longitudinal direction of the reinforcing bars, but also their distance from each other by e.g. uniformly spaced cross bars pretend. This facilitates the processing of the displacement body according to the invention in the preparation of the reinforcement of the reinforced concrete component.
  • the displacement body in the form of preferably thin-walled hollow bodies, preferably made of plastic.
  • the displacement body can be made by injection molding or blow molding very easy from thin-walled plastic material and are therefore inexpensive and economical.
  • Such as hollow bodies e.g. formed from a plastic material displacement body may have stiffening shapes in the region of their outer surfaces and / or in the interior of the displacement body, which increase the compressive strength of the displacement body. This is important in that even thin-walled hollow body must be stabilized as a displacement body against the pressure of the concrete to be processed, so that the displacement body while concreting their shape and size as possible. The thinner the wall of such displacement body is to be formed, the more important is the provision of corresponding stiffening shapes on the displacement body.
  • the displacement bodies designed as hollow bodies have bead-like form elements for stiffening on or on their outer surfaces, preferably bead-like shaped elements running from the top surface to the base surface. The beads stiffen the displacement body significantly, without requiring too much additional material.
  • the displacement body in another embodiment, it is also conceivable to form the displacement body as a solid body of a material which is lightweight relative to the concrete, e.g. from a foam material such as Styrofoam, polystyrene or mineral foamed materials, which may possibly have advantages in terms of fire protection.
  • a foam material such as Styrofoam, polystyrene or mineral foamed materials
  • the invention further relates to holding and spacing elements for use in an arrangement according to claim 1, wherein the holding and spacing elements comprise rod-like elements which are attachable to other parts of the reinforcement of the reinforced concrete component.
  • the holding and spacer elements can have the parallel individual bars, which are preferably connected at equal intervals to each other and connecting the individual bars connecting crossbars.
  • the displacement body are thereby laid firmly with corresponding depressions and / or Verrastungs adopteden eg on the two parallel single bars, the intended mounting position of the displacement body is determined by the position of the transverse bars, which are pressed into a suitable transverse groove or transversely arranged locking means on the displacement body. This makes it immediately clear to the processing person where the displacers are to be arranged and fixed on the holding and spacing elements.
  • the cross bars may also be arranged equally suitably fitting to the two individual bars or a correspondingly higher number of transverse bars in a fixed pitch spaced from each other.
  • the holding and spacing elements form such that they surround the displacement body in a cage-like manner such that the displacement body are secured in their spatial position and arrangement to each other.
  • the invention further relates to a reinforced concrete component, which can be produced using an arrangement of the displacement bodies according to claim 1.
  • FIG. 1 shows a schematic structure of displacement bodies according to the invention and their arrangement in a line-shaped row as well as their attachment to holding and spacing elements
  • FIG. 2 shows a schematic structure of modified displacement bodies according to FIG. 1 and their arrangement in a line-shaped row as well as their attachment to holding and spacing elements
  • FIG. 3 shows a further variant of displacement bodies according to FIG. 1 and their arrangement in a line-shaped row secured in a cage-like arrangement of holding and spacing elements
  • FIG. 4a, 4b - an arrangement of displacement bodies according to the invention according to FIG. 1 in a line-shaped row with changing distances between adjacent displacement bodies (FIG. 4a) or with displacement bodies which change in size in a line-shaped row (FIG. 4b), FIG.
  • FIGS. 5a-5d various variants of conceivable forms of displacement bodies according to FIG. 1,
  • FIG. 6 shows an arrangement of displacement bodies according to the invention according to FIG. 1 in a planar matrix-like arrangement in a three-dimensional view
  • FIG. 7 shows variants of the outer form of displacement bodies according to FIG. 1 with bead-like reinforcements of the outer form
  • FIG. 8 shows further variants of the outer shape of displacement bodies according to FIG. 8
  • Figure 1 with bead-like stiffeners of the outer shape.
  • Figure 1 shows a schematic structure according to the invention displacement body 1 and their arrangement in a line-like row 17 and their attachment to holding and spacing elements 6, 7, wherein in the two above sub-figures a side view and a plan view of such an arrangement can be seen and below Section through the side view and a series of specified detail enlargements.
  • FIGS. 2 and 3 show different variants of the arrangement according to FIG.
  • This linear alternating orientation of the displacement body 1 allows a fairly tight arrangement of the displacement body 1 to each other, as always parts of a displacement body 1 come to rest under the overhanging parts of the adjacent displacement body 1, when the distance between adjacent displacement body 1 is correspondingly low.
  • the distance of the displacement body 1 is used here in the inventive arrangement of the displacement body 1 to free space for casting the concrete component 13 resulting concrete webs 18, which then connect the arranged in the upper belt and the lower belt of the concrete member 13 flat shells together.
  • the concrete webs 18 must be made more or less stable for static reasons in order to ensure the most uniform possible transverse force stress 12 of the concrete component 13.
  • the distances of the displacement body 1 and thus the free spaces for the concrete webs 18 can be arranged uniformly along the line 17 in the formation of the arrangement of the displacement body 1, as can be seen in Figures 1 to 3.
  • the displacement body 1 are to form the relatively dense arrangement to each other basically frusto-conical, with a flat base 2 and a flat top surface 3 and a conical wall surface 4.
  • This basic shape can of course also be varied, for example, with non-planar base 2 or top surface 3, where the base 2 or top surface 3, for example, arched arched outward to make the displacement body 1 statically resistant.
  • the wall surface 4 is not conical form, but this wall surface 4 also, for example, slightly inward or outward to buckle, to absorb the pressure load when introducing the concrete better here.
  • the displacement body 1 are arranged with the aid of holding and spacer elements 6, 7 within the reinforcement of the concrete component 13 and positioned and secured by these holding and spacing elements 6, 7 to each other and the rest of the reinforcement.
  • the approximately rod-like as other parts of the reinforcement formed holding and spacing elements 6, 7, for. formed from two individual, parallel and spaced apart bars 6, which are connected in uniform or uneven intervals of transverse bars 7 H-shaped together.
  • Matching to the parallel bars 6 3 clip-like receptacles or holding devices 8, 9 are provided in the region of the base 2 and the top surface, projecting over the base 2 and the top surface 3 projecting and into which the bars 6 can be pressed latching.
  • the displacement body 1 are supported on the rods 6, the clip-like receptacles or holding devices 9 interact accordingly with the transverse rods 7.
  • 9 are the displacement body 1 secured against displacements during the introduction of the concrete for the concrete component 13 and also can not float.
  • the bars 6 are fixed to other parts of the reinforcement, for example, by fixing their end regions to these other parts of the reinforcement by means of tubular wires.
  • the displacement body 1 have a basically conical basic shape with a cone angle ⁇ , wherein this cone angle can be adjusted depending on the load and dimensions of the concrete component, as shown by way of example in Table 1.
  • transitional regions 5 between the base surface 2 and the top surface 3 of the displacement body 1 may be rounded, the transitional region 5 between the base surface 2 and the wall surface 4 having a greater radius of curvature than the transitional region 5 between the top surface 3 and the wall surface 4.
  • These rounding areas 5 are advantageous in that the concrete which later also fills these rounding areas 5 for the formation of the concrete webs 18 then likewise has these load-compatible curves and therefore no particular notch effect occurs in these rounding areas 5 and cracks will not form there with priority ,
  • FIG. 2 shows modified displacement bodies 1 according to FIG. 1 and their arrangement in a line-shaped row and their attachment to holding and spacing elements 6, 7, wherein the receptacles or holding devices 8, 9 of FIG. 1 have been replaced by groove-shaped depressions 10 below the base 2 and the top surface 3 are embedded in the displacement body 1.
  • the turn rod-like holding and spacing elements 6, 7 are pressed latching into these groove-shaped depressions 10 and the displacement body 1 as before described above in their position to each other and secured to the rest of the reinforcement.
  • FIG. 3 shows a further variant of displacement bodies 1 according to FIG. 1, wherein the displacement bodies 1 are held secured in a cage-like arrangement of holding and spacing elements 6, 7, 11.
  • the holding and spacer elements 1 1 surround the displacement body 1 together with the holding and spacing elements 6, 7 in a manner known per se so closely that the displacement body 1 to the holding and spacing elements 6, 7 and 1 1 can not move.
  • FIGS. 4a and 4b show two variants of the spacing and design of the displacement bodies 1, both variants aiming at adapting the local load capacity of the concrete component 13 by the influence of the displacement bodies 1.
  • FIG. 4a an arrangement in a line-shaped row 17 with changing distances between adjacent displacement bodies 1 is shown in FIG. 4a, wherein the displacement bodies 1 each have an identical size, but the distances for the later formation of the concrete webs 18 from the center area 15 to the support area 14 of the Concrete members 13 become larger. If adjacent displacement bodies 1 almost abut one another in the center region 15, the displacement bodies 1 are clearly spaced apart in the support region 14 to form wide concrete webs 18. This arrangement of the displacement bodies 1 results in the transverse force stress 12 remaining virtually constant along the line 17.
  • FIG. 4b Another possibility for achieving a nearly constant transverse force stress 12 along the line 17 is indicated in FIG. 4b with displacement bodies 1 which vary in size in the line-shaped row 17.
  • the displacement bodies 1 arranged in the center region 15 are significantly larger, in this case wider, than the displacement bodies 1 arranged in the support region 14, which have a smaller diameter.
  • the cone angle ⁇ and the distances a of the displacement body 1 remain the same in Figure 4b, but could in principle also be adapted.
  • FIG. 5 shows various variants of conceivable forms of displacement bodies 1 according to FIG. 1, wherein in FIG. 5a the circular frustoconical basic shape is shown is shown is shown, which is shown in Figures 1 to 4.
  • the displacement bodies 1 could also be embodied in the shape of a truncated pyramid (FIG. 5b), hexagonal in the shape of a truncated pyramid (FIG. 5c) or polygonal in the shape of a truncated pyramid (FIG. 5d). All forms of the displacement body 1 have quite similar properties as described above. Also, for example, ellipsoidal or otherwise closed rounded displacement body 1 are conceivable, but not shown here.
  • FIG. 6 shows an arrangement of displacement bodies 1 according to the invention in a planar matrix-like arrangement in a three-dimensional view, wherein parallel line-like arrangements 17 are vertically nested relative to each other.
  • parallel line-like arrangements 17 are vertically nested relative to each other.
  • FIGS. 7 and 8 depict variants of the outer form of displacement bodies 1 with bead-like stiffeners 16 of the outer form of the displacement body 1, by means of which the displacement body 1 designed as a hollow body can be stiffened with regard to the pressure load during the casting of the concrete.
  • FIGS. 7 and 8 show various shapes, numbers and arrangements of bead-like depressions 16, which can extend from the cover surface 3 via the wall surface 4 to the base surface 2 and are respectively introduced during production of the displacement bodies 1. As a result, only slightly more material is required for each displacement body 1, but nevertheless significantly increases the rigidity of the displacement body 1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Verdrängungskörpern (1) zum Einbringen in Stahlbetonbauteile (13), insbesondere in Stahlbetonplatten (13), wobei die Verdrängungskörper (1) eine kegelstumpfförmige oder mehr- oder vieleckig pyramidenstumpfförmige Grundform mit einer Grundfläche (2) und einer Deckfläche (3) aufweisen und im Stahlbetonbauteil (13) in linienförmiger Anordnung zueinander angeordnet sind, bei der eine Anzahl kegelstumpfförmiger oder mehr- oder vieleckig pyramidenstumpfförmiger Verdrängungskörper (1) linienförmig (17) in einer alternierenden Orientierung von Grundfläche (2) und Deckfläche (3) jeweils benachbarter Verdrängungskörper (1) zueinander und jeweils benachbarte Verdrängungskörper (1) beabstandet voneinander angeordnet sind. Die Verdrängungskörper (1) weisen hierbei kegelstumpfförmige Grundformen auf, bei der Grundfläche (2) und Deckfläche (3) kreisförmig oder ellipsoidförmig oder mit in sich geschlossen gebogener Grundfläche oder mehr- oder vieleckig ausgebildet sein können.

Description

ANORDNUNGEN VON VERDRÄNGUNGSKÖRPERN ZUM EINBRINGEN IN
STAHLBETONBAUTEILE, VERDRÄNGUNGSKÖRPER UND ZUR SICHERUNG DER VERDRÄNGUNGSKÖRPER DIENENDE HALTE- UND ABSTANDSELEMENTE SOWIE
STAHLBETONBAUTEIL
Beschreibung
Die Erfindung betrifft Anordnungen von Verdrängungskörpern zum Einbringen in Stahlbetonbauteile gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 , Verdrängungskörper gemäß Oberbegriff des Anspruchs 15, zur Sicherung der Verdrängungskörper dienende Halte- und Abstandselemente gemäß Oberbegriff des Anspruchs 32 sowie Stahlbetonbauteil gemäß Oberbegriff des Anspruchs 36.
Im Hochbau wird der größte Teil des eingesetzten Betons in Deckenplatten verbaut. Neben vielen günstigen Eigenschaften, die der Baustoff Beton aufweist und die hierbei zum Tragen kommen, besteht ein Nachteil in seinem hohen Eigengewicht. Eine Strategie zur Verringerung dieses Nachteils besteht im Einbau von Hohlkörpern in denjenigen Bereichen der Decken, die statisch schwach beansprucht sind. Neben der Reduzierung des Eigengewichtes der Decke selbst, welche bei gleicher Deckendicke größere Spannweiten erlaubt, führt das geringere Gewicht zu einer Reduzierung des Betonstahlverbrauchs und auch der bis zum Baugrund abzuleitenden Lasten. Dies wiederum führt zu weiteren Massen- und Kostenreduzierungen.
Es ist daher schon seit vielen Jahren bekannt, Verdrängungskörper in Stahlbetonbauteile und insbesondere in Stahlbetondecken vorzusehen, mit denen ein Teil des Betons ersetzt werden kann. Das Einbringen derartiger Verdrängungskörper erfolgt dabei gezielt in den Bereichen des Betonbauteils, in denen die Beanspruchung des Betonbauteils durch Lasten und die Art der Auflagerung eher gering ist und in denen der zwischen den zueinander beabstandet angeordneten Verdrängungskörpern verbleibende Betonanteil zu Erfüllung der Lastabtragung ausreicht. In höher beanspruchten Bereichen, wie bei Decken etwa in der näheren Umgebung der Auflager, werden weniger oder keine Verdrängungskörper angeordnet, damit der Betonanteil hier höhere Lasten aufnehmen und abtragen kann. Die Verdrängungskörper werden typischerweise vor dem Glessen des Betonbauteils mit in die Verschalung eingebracht und an der Stahlbewehrung auf unterschiedlichste Arten befestigt, damit sie ihre Lage innerhalb des vergossenen Betons bis zu dessen Erstarrung beibehalten und nicht aufschwimmen können.
Aufgrund der genannten Vorteile haben in den vergangenen Jahren Hohlkörperdecken erhebliche Marktanteile hinzugewonnen. Durch den Einsatz von Hohlkörpern in Stahlbetondecken lassen sich bis zu 35% Beton und bis zu 20% Stahl einsparen, was zu erheblichen Kostenersparnissen führt. Hierbei sind im Laufe der Zeit verschiedenste Formen und Anordnungen von Verdrängungskörpern vorgeschlagen worden.
Während die Firma BubbleDeck (z.B. WO 2010/076757 A2) ausschließlich kugelförmige Hohlkörper einsetzt, verwendet die Firma Cobiax Technologies kugel- und ellipsoidförmige Hohlkörper (z.B. EP 1 568 827 A1 oder WO 201 1/075856 A1), weitere Systeme sind Beeplate (ellipsoidförmig) und U-Boot/Daliform (quaderförmig).
Aus der DE 100 04 640 A1 sind auch schon auftriebsfreie Hohlkörper in Form von Bewehrungskörben bekannt geworden, die eine kreiskegelstumpfförmige Grundform aufweisen mit einer ebenen Grundfläche und einer ebenen Deckfläche des Kreiskegelstumpfes. Die Bewehrungskörbe sind allerdings nicht geschlossen, sondern in der Regel unterseitig vollständig offen und im Bereich der Oberseite mit Luftaustrittsöffnungen versehen, durch die die in dem Bewehrungskorb befindliche Luft beim Einbringen des Beton austreten kann. Derartige Bewehrungskörbe dienen vor allem als Abstandshalter zwischen einer unterseitigen Bewehrung und einer oberseitigen Bewehrung einer Betondecke und erleichtern das Einbringen der voneinander beabstandeten unteren und oberen Bewehrung. Die Kegelwinkel werden hierbei im wesentlichen durch die Art der Herstellung der Bewehrungskörbe aus Kunststoff und den dafür notwendigen Ausformschrägen beim Entnehmen aus der Kunststoffform bestimmt, daher weisen diese Bewehrungskörbe nur geringe Kegelschrägungen auf. Das unterseitige Eintreten von Beton ist möglich und wird, allerdings hinsichtlich des Maßes der Ausfüllung der Bewehrungskörbe mit Beton, unkontrolliert erfolgen. Damit ist aber eine Aussage über verbleibende Hohlräume und damit auch die statische Belastbarkeit des so hergestellten Betonbauteils äußerst unsicher. Aus der DE 298 21 000 U1 sind weiterhin Bewehrungskörbe bekannt, die eine nicht kreisförmige, sondern vieleckig pyramidenförmige Grundform aufweisen. Beim Vergießen des Betons einer derart bewehrten Betondecke füllen sich die Bewehrungskörbe vollständig mit Beton. Daher können derartige Bewehrungskörbe in keiner Weise die Funktion eines Verdrängungskörpers übernehmen.
Die bislang verwendeten Verdrängungskörper führen aufgrund ihrer Form und ihrer Anordnung in Stahlbetonbauteilen wie etwa Decken zu erheblichen Einbußen in der Tragfähigkeit der Betonbauteile, vornehmlich bei der für Betonbauteile besonders wichtigen Querkrafttragfähigkeit. Bei dem einzigen in Deutschland bauaufsichtlich zugelassenen System der Firma Cobiax wird bei einer Reduktion des Eigengewichtes um ca. 30% eine Querkrafttragfähigkeit erreicht, die nur ca. 50% der Querkrafttragfähigkeit einer Massivdecke, also einer Decke ohne Hohlkörper, entspricht. Dies ist für viele Anwendungen unzureichend und daher unterbleibt häufig der Einsatz entsprechender Verdrängungskörper, wodurch ein erhöhter und eigentlich unnötiger Betonverbrauch mit den schon vorstehend dargestellten negativen Folgerungen einhergeht. Ein wesentlicher Grund für die negative Beeinflussung der Festigkeitseigenschaften ist die Ausbildung der Betonstege, die zwischen den Verdrängungskörpern gebildet werden, wenn der um die Verdrängungskörper herum eingebrachte Beton ausgehärtet ist. Diese Betonstege sind aufgrund der Formgebung und der Anordnung der Verdrängungskörper zueinander in ihren lokalen Querschnitten recht ungleichmäßig und weisen insgesamt negative Lastabtragseigenschaften auf. Daher kommt es, wenn die Verdrängungskörper nicht ausreichend voneinander beabstandet angeordnet werden, im Extremfall zu einen Versagen des gesamten Betonbauteils. Um dies zu vermeiden, werden die Verdrängungskörper häufig recht weit voneinander entfernt angeordnet, damit die Betonstege ausreichende Festigkeiten aufweisen, wodurch aber der Anteil des Betons an dem derart gebildeten Hohlkörperbetonbauteil recht hoch bleibt und das mögliche Einsparpotential an Beton nicht wirklich ausgeschöpft werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine weiterentwickelte Anordnung von Verdrängungskörpern und hierfür geeignete Verdrängungskörper vorzuschlagen, mit denen bei optimierbarer Einsparung von Beton die notwendigen Eigenschaften unter Ein- satz derartiger Verdrängungskörper hergestellter Betonbauteile, insbesondere die Querkrafttragfähigkeit erreicht werden können.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich hinsichtlich der Anordnung der Verdrängungskörper aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 , hinsichtlich der Verdrängungskörper aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 15, hinsichtlich der Halte- und Abstandselemente aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 32 und hinsichtlich der Stahlbetonbauteile aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 36 jeweils in Zusammenwirken mit den Merkmalen des zugehörigen Oberbegriffes. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung hinsichtlich der Anordnung der Verdrängungskörper geht aus von einer Anordnung von Verdrängungskörpern zum Einbringen in Stahlbetonbauteile, insbesondere in Stahlbetonplatten, wobei die Verdrängungskörper eine kegelstumpf- förmige oder mehr- oder vieleckig pyramidenstumpfförmige Grundform mit einer Grundfläche und einer Deckfläche aufweisen und im Stahlbetonbauteil in linienför- miger Anordnung zueinander angeordnet sind. Eine derartige gattungsgemäße Anordnung von Verdrängungskörpern wird dadurch in erfindungsgemäßer Weise weiter gebildet, dass eine Anzahl kegelstumpfförmiger oder mehr- oder vieleckig pyrami- denstumpfförmiger Verdrängungskörper linienförmig in einer alternierenden Orientierung von Grundfläche und Deckfläche jeweils benachbarter Verdrängungskörper zueinander und jeweils benachbarte Verdrängungskörper beabstandet voneinander angeordnet sind. Durch das Zusammenwirken von im Wesentlichen kegelstumpfförmiger Grundform und die alternierende Orientierung jeweils benachbarter Verdrängungskörper zueinander kann eine Verteilung der Verdrängungskörper in dem herzustellenden Stahlbetonbauteil erreicht werden, die eine wesentliche Erhöhung der erzielbaren Festigkeitswerte der mit den Verdrängungskörpern ausgestatteten Stahlbetonbauteile erlaubt. Bildlich gesprochen können die Verdrängungskörper wegen ihrer alternierenden Anordnung zueinander so angeordnet werden, dass die Verdrängungskörper sich teilweise senkrecht an den konischen Wandungsbereichen überlappend dicht zueinander zu liegen kommen und die Betonstege zwischen den jeweils benachbarten Verdrängungskörpern immer etwa gleichen, zumindest aber recht gleichmäßigen Querschnitt haben und daher auch etwa gleich bei der Lastab- tragung beteiligt sind. Anders als bei den bekannten Anordnungen von Verdrängungskörpern ergeben sich nicht, anschaulich ausgedrückt, einseitig dicke und auf der anderen Seite dünne Betonstege zwischen benachbarten Verdrängungskörpern, die bei Belastung natürlich auch ungleichmäßig zur Lastabtragung beitragen. Vielmehr bildet sich eine relativ dicht schachtelbare Anordnung der Verdrängungskörper mit einer homogenen Verteilung der Betonstege etwa gleichbleibenden Querschnitts zwischen den Verdrängungskörpern. Unter linienförmig alternierender Orientierung der Verdrängungskörper zueinander soll im Weiteren verstanden werden, dass benachbart zueinander angeordnete Verdrängungskörper jeweils abwechselnd mit ihrer Grundfläche nach unten, ihrer Deckfläche nach unten, ihrer Grundfläche nach unten und so weiter angeordnet sind. Anschaulich dargestellt sind die Verdrängungskörper in einer Orientierung "Λ V Λ V Λ V Λ V Λ V ..." und so weiter angeordnet. Die Seitenwandung der vorteilhaft gleich ausgebildeten Verdrängungskörper kann so relativ nahe an der Seitenwandung des in der linienförmigen Reihung jeweils nächstliegenden Verdrängungskörpers angeordnet werden, wodurch sich eine recht dichte Packung der Verdrängungskörper z.B. in Bereichen geringer Belastung des Stahlbetonbauteils erreichen lässt, mit der sich ein optimales Ersetzen des Betons durch die Verdrängungskörper und damit eine optimale Einsparung des Betons erreichen lässt. Durch entsprechend größere Abstände zwischen den benachbarten Verdrängungskörpern lassen sich die Einsparung an Beton, damit aber auch gleichzeitig die erreichbaren Festigkeitswerte, insbesondere die Querkrafttragfähigkeit leicht beeinflussen, wobei die Veränderung der Abstände eine entsprechende Veränderung der Betonstege zwischen den Verdrängungskörpern bewirkt, die dann zu der erhöhten Lastabtragung dienen. Die alternierende Anordnung passend geformter Verdrängungskörper ermöglicht damit einen Weg zur Herstellung sehr belastungsorientiert gebildeter Stahlbetonhohlbauteile, die mit herkömmlichen Verdrängungskörpern nicht möglich war. Numerische Berechnungen sowie erste Bauteilversuche im Maßstab 1 :2 zeigen, dass mit der erfindungsgemäßen Form und Anordnung der Verdrängungskörper bei einer Reduktion des Eigengewichtes einer Stahlbetondecke um 30% eine Querkrafttragfähigkeit von ca. 75% der Querkrafttragfähigkeit einer Massivdecke erreicht werden kann. Bei gleicher Gewichtsreduktion erhöht sich also die Querkrafttragfähigkeit im Vergleich zu bisherigen Systemen von Verdrängungskörpern um ca. 50%. Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit den Einsatz von Ver- drängungskörpern auch in denjenigen Bereichen von Decken, in denen eine hohe Querkraftbeanspruchung vorliegt. Der Einsatzbereich der Hohlkörper erhöht sich somit drastisch.
In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung sind die linienförmig alternierend zueinander orientierten Verdrängungskörper entlang einer Linie nebeneinander angeordnet. Hiermit können linienförmige Ersetzungen des Beton erreicht werden, indem die Verdrängungskörper genau in der Richtung in die Bewehrung des Betonbauteils eingebracht werden, in der die Belastung einen Ersatz des Betons durch Hohlräume zulässt.
In weiterer Ausgestaltung ist es auch möglich, mehrere derartige linienförmige Anordnungen nebeneinander in die Bewehrung des Betonbauteils einzubringen, indem z.B. zwei oder mehr alternierend zueinander linienförmig angeordnete Reihen von Verdrängungskörpem parallel nebeneinander angeordnet werden. Hierdurch können feldartige Anordnungen von Verdrängungskörpern geschaffen werden, die einen flächig verteilten Ersatz von Beton in Betonbauteilen, z.B. in den niedrig belasteten Mittenbereichen einer Betondecke ermöglichen.
Hierbei ist es in weiterer Ausgestaltung auch denkbar, dass die Verdrängungskörper der parallel nebeneinander angeordneten Reihen von Verdrängungskörpern in Längsrichtung der linienförmigen Anordnung versetzt zueinander, vorzugsweise um den halben Abstand benachbarter Verdrängungskörper angeordnet sind und die Verdrängungskörper der einen Reihe auf Lücke der jeweils anderen benachbarten Reihe der Verdrängungskörper zu liegen kommen. Dadurch können die Verdrängungskörper benachbarter Reihen ebenso dicht nebeneinander angeordnet werden wie die Verdrängungskörper innerhalb jeder Reihung, wodurch sich die schon beschriebenen Vorteile dieser dichten Reihung der Verdrängungskörper zur Ausbildung einer homogenen Verteilung und gleichmäßiger Querschnitte der Betonstege auch quer zur Reihung erreichen lassen.
In weiterer Ausgestaltung ist es auch denkbar, dass die linienförmig alternierend zueinander orientierten Verdrängungskörper jeweils in zwei oder mehr unterschiedlichen Raumrichtungen jeweils linienförmig alternierend orientiert zueinander angeordnet sind. Damit lassen sich sowohl zweidimensionale als auch ggf. dreidimensio- nale Anordnungen von Verdrängungskörpern mit den vorteilhaften Eigenschaften bilden. Die Raumrichtungen können dabei nicht nur rechtwinklig zueinander angeordnet sein, sondern es sind auch andere Anordnungen mit unter beliebigen Winkeln zueinander orientierten Reihen von Verdrängungskörpern denkbar. Dies könnte z.B. dazu genutzt werden, belastungsabhängige Verteilungen der Verdrängungskörper innerhalb des Stahlbetonbauteils herzustellen.
Stehen die zwei oder mehr unterschiedlichen Raumrichtungen zur Anordnung der Verdrängungskörper senkrecht zueinander, so bilden die jeweils in zwei oder mehr unterschiedlichen Raumrichtungen linienförmig alternierend zueinander orientierten Verdrängungskörper eine flächig oder räumlich matrixförmige Anordnung zueinander aus.
In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung sind die Verdrängungskörper in gleichmäßig voneinander beabstandetem Abstand in der linienförmig alternierend orientierten Anordnung zueinander angeordnet und bilden somit eine homogene Verteilung der Betonstege zwischen den Verdrängungskörpern entlang der ganzen Linienlänge aus, wobei die Betonstege jeweils etwa gleiche Querschnitte und Formen aufweisen. Hierdurch ist eine sehr gleichmäßige Lastabtragung und Betoneinsparung erreichbar. Die Betonstege sind dabei in Richtung der Hauptspannungsbelastung orientiert.
In einer anderen Ausgestaltung ist es aber auch denkbar, die Abstände zwischen jeweils zueinander beabstandet und linienförmig alternierend orientiert angeordneten Verdrängungskörper unterschiedlich auszubilden. Hierdurch ist es möglich, die Verteilung der Verdrängungskörper innerhalb jeder linienförmigen Reihung z.B. an unterschiedliche Belastungswerte innerhalb des Betonbauteils anzupassen. So ist etwa im Bereich der Mitte von Betondecken die Querkraftbeanspruchung häufig gering, so dass gerade dort ein maximaler Anteil an Beton durch die erfindungsgemäßen Verdrängungskörper ersetzt werden kann. Im Bereich der Auflager hingegen ist die Querkraftbeanspruchung deutlich größer, wobei zwischen den Mittenbereichen und den Auflagerbereichen die Beanspruchungen meist mehr oder weniger gleichmäßig zunehmen. Dies kann z.B. dadurch berücksichtigt werden, dass innerhalb der linienförmigen Reihung der Verdrängungskörper der Abstand zwischen benachbarten Verdrängungskörpern im Mittenbereich eher gering gehalten wird und sich in Rieh- tung auf die Auflagerbereiche der Betondecke jeweils ein wenig vergrößert. Damit lässt sich ein gleichbleibender Zuwachs der Querschnitte der Betonstege erreichen, der sehr beanspruchungsgerecht und auch einfach realisierbar den Ersatz von Beton durch die Verdrängungskörper erlaubt. Hierbei können die Abstände jeweils benachbarter Verdrängungskörper zueinander abhängig von der örtlichen Beanspruchung des herzustellenden Stahlbetonbauteils, vorzugsweise von der Querkraftbeanspruchung im Einbauzustand variiert werden.
In weiterer Ausgestaltung ist es ebenfalls denkbar, dass die linienförmig alternierend orientiert angeordneten Verdrängungskörper unterschiedliche geometrische Außenform und/oder unterschiedliche geometrische Abmessungen entlang der linienförmi- gen Reihung aufweisen. Auch dies kann zur beanspruchungsgerechten Anpassung der Anordnung der Verdrängungskörper und deren Auswirkungen auf die Festigkeitsverteilung des herzustellenden Stahlbetonbauteils genutzt werden. Die unterschiedliche geometrische Außenform und/oder die unterschiedlichen geometrischen Abmessungen bedingen ein sich änderndes Volumen der Verdrängungskörper und damit einen sich ändernden Anteil des durch die Verdrängungskörper ersetzten Betons.
Ein möglicher Ansatz für die Ausbildung unterschiedlicher geometrischer Außenformen und/oder unterschiedlicher geometrischer Abmessungen der linienförmig alternierend orientiert angeordneten Verdrängungskörper kann darin bestehen, dass die Verdrängungskörper unterschiedliche Kegelwinkel oder Pyramidenwinkel entlang der linienförmigen Reihung aufweisen. So können z.B. volumenmäßig sehr große Verdrängungskörper mit steilem Kegelwinkel im Bereich geringerer Belastungen des Stahlbetonbauteils vorgesehen werden, wohingegen im Bereich der Auflager des Stahlbetonbauteils Verdrängungskörper mit kleinem Kegelwinkel und damit spitzerer Form zum Einsatz kommen. Ebenfalls ist es denkbar, dass im Bereich der Auflager des Stahlbetonbauteils gleich geformte, aber volumenmäßig kleinere Verdrängungskörper als in Mittenbereichen des Stahlbetonbauteils vorsehbar sind. Diese Verdrängungskörper können z.B. auch gleiche Außenform und Kegelwinkel aufweisen, hinsichtlich ihrer absoluten Abmessungen aber kleiner ausgeführt werden. Auch hierdurch ist eine Anpassung der Wirkung der Verdrängungskörper auf das Festigkeitsverhalten des Stahlbetonbauteils einfach erreichbar. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Verdrängungskörper zur Verwendung in einer Anordnung gemäß Anspruch 1 , bei dem die kegelstumpfförmige Grundform kreiske- gelstumpfförmig oder ellipsoidkegelstumpfförmig oder mit in sich geschlossen gebogener Grundfläche kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Wichtig ist hierbei die kegelstumpfförmige Grundform des Verdrängungskörpers, unabhängig davon, ob die Form der Grundfläche und/oder die Form der Deckfläche nun kreisförmig oder elliptisch oder mehr- bzw. vieleckig oder sonstwie geschlossen gerundet ausgebildet ist. Die besonders vorteilhafte Anordnung der Verdrängungskörper in der vorstehend beschriebenen Weise zueinander lässt sich mit allen diesen spezielleren Formen realisieren. Hierbei kann auch variiert werden, in welchem Größenverhältnis die Größe der Deckfläche zu der Größe der Grundfläche steht, im Grenzfall kann die Größe der Deckfläche auch zu Null werden. Wenn im Weiteren vereinfachend von kegelstumpfförmiger oder konischer Form oder dgl. gesprochen wird, sollen alle vorstehend genannten Berandungen von Grundfläche und Deckfläche und auch immer der Grenzfall des Kegelstumpfes, nämlich der Kegel selbst mit gemeint sein.
In einer ersten Ausgestaltung ist es denkbar, dass die Verdrängungskörper konisch oder pyramidenförmig geneigte Wandungsflächen aufweisen. Hierbei werden im geometrischen Sinn kegelförmige Grundformen beschrieben, deren Berandungsfläche durch das Rotieren einer Gerade um eine Mittelachse herum entsteht. In einer anderen Ausgestaltung ist es aber auch denkbar, dass die Verdrängungskörper konisch oder pyramidenförmig geneigte und in sich in zwei Richtungen gewölbte Wandungsflächen aufweisen, die durch das Rotieren einer in sich gekrümmten Linie um eine Mittelachse des Kegels herum entstehen.
Weiterhin ist es denkbar, dass die Deckfläche des Verdrängungskörpers nicht zentrisch über der Grundfläche angeordnet ist, wodurch sich eine schief-kreiskegel- stumpfförmige oder schief-ellipsoidkegelstumpfförmige oder vieleckig schief-pyrami- denstumpfförmige oder schief-gebogenkegelstumpfförmige Geometrie des Verdrängungskörpers ergibt. Hiermit wären z.B. weitere geometrische Einflussgrößen gegeben, mit denen sich die festigkeitsgerechte Gestaltung der Anordnung der Verdrängungskörper beeinflussen lässt. In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung ist es denkbar, dass die Grundfläche und/oder die Deckfläche der Verdrängungskörper im wesentlichen eben ausgebildet sind. Hierdurch lässt sich eine einfache Grundform erzeugen, die sich zudem bei der Verarbeitung aufgrund der ebenen Grundfläche und/oder Deckfläche besonders einfach verarbeiten lässt.
In weiterer Ausgestaltung ist es denkbar, dass die Übergangsbereiche zwischen Grundfläche und Wandungsfläche sowie Deckfläche und Wandungsfläche abgerundet ausgebildet sind. Hierdurch ist erreichbar, dass die nach dem Betonieren des Stahlbetonbauteils sich ergebenden Betonstege einen sehr harmonischen und damit beanspruchungsgerechten Übergang zwischen den über und unter den Verdrängungskörpern liegenden Bereichen des Stahlbetonbauteils und den Bereichen zwischen den Verdrängungskörpern bilden und damit quasi automatisch festigkeitsgerecht gestaltet sind. Die Radien verhindern die bei anderen Verdrängungskörpern vorhandenen scharfkantigen Übergänge der Betonstege, die eine Erhöhung der Rissgefahr mit sich bringen. Hierbei kann in weiterer Ausgestaltung der abgerundete Übergangsbereich zwischen Grundfläche und Wandungsfläche einen größeren Rundungsradius aufweisen als der Übergangsbereich zwischen Deckfläche und Wandungsfläche, wodurch den unterschiedlichen Größen von Grundfläche und Deckfläche Rechnung getragen wird.
Von besonderem Vorteil für die Verarbeitbarkeit der erfindungsgemäßen Verdrängungskörper bei der Vorbereitung der Bewehrung des Stahlbetonbauteils ist es, wenn im Bereich der Grundfläche und/oder der Deckfläche und/oder der Wandungsfläche Aufnahmen oder Halteeinrichtungen für Halte- und Abstandselemente angeordnet sind, mit denen mehrere Verdrängungskörper in einer vorgebbaren li- nienförmigen Anordnung zueinander an Halte- und Abstandselementen halterbar sind. Die Verdrängungskörper bringen damit schon passende Aufnahmen oder Halteeinrichtungen mit, mit denen sie im Bereich der üblicherweise draht- oder stabartig ausgebildeten Bewehrungsteilen festgelegt werden können. Mit diesen Halte- und Abstandselementen können die Verdrängungskörper direkt an anderen Bauteilen der Bewehrung wie z.B. den unter- und oberseitig üblicherweise stabförmig angeordneten Bewehrungsstäben oder Bewehrungsmatten festgelegt werden und benötigen keine zusätzlich in die Bewehrung eingebrachten Halte- und Abstandselemente. In einer ersten Ausgestaltung können die Aufnahmen oder Halteeinrichtungen Vertiefungen, vorzugsweise linienförmig begrenzte nutförmige Vertiefungen aufweisen, in die stabartige Halte- und Abstandselemente einbringbar oder einsteckbar sind. Derartige Vertiefungen können so ausgelegt werden, dass Bewehrungsstäbe oder dgl. unter leichter Verformung der Wandungen der nutförmigen Vertiefungen clipsartig in die Vertiefungen eingedrückt werden können und dann darin verrasten. Umgekehrt kann der Verdrängungskörper etwa auch passend an Bewehrungsstäbe angedrückt werden und dadurch die Bewehrungsstäbe in die nutförmige Vertiefungen eingebracht werden.
In einer anderen Ausgestaltung ist es auch denkbar, dass die Aufnahmen oder Halteeinrichtungen über die Grundfläche oder die Deckfläche nach außerhalb des Verdrängungskörpers vorstehende Verrastungseinrichtungen, vorzugsweise clipsartig wirkende Klemmstege oder dgl. aufweisen, in die stabartige Halte- und Abstandselemente einbringbar oder einsteckbar sind. Durch derartige vorstehende Aufnahmen oder Halteeinrichtungen wird die Grundform der Verdrängungskörper weniger verändert und die Fertigung ggf. vereinfacht, ohne dass die vorstehend für die vertieft angeordneten Aufnahmen oder Halteeinrichtungen beschriebenen Eigenschaften negativ beeinflusst werden.
Hierbei ist es für beide Ausgestaltungen auch denkbar, dass in den Vertiefungen und/oder Verrastungseinrichtungen mehrere, auch zueinander unter einem Winkel angeordnete Halte- und Abstandselemente aufnehmbar sind. So können z.B. zwei kreuzförmig zueinander angeordnete Vertiefungen und/oder Verrastungseinrichtungen dafür genutzt werden, zwei sich kreuzende Bewehrungsstäbe gleichzeitig aufzunehmen und damit die Verdrängungskörper nicht nur in Längsrichtung der Bewehrungsstäbe zu haltern, sondern auch deren Abstand zueinander durch z.B. gleichmäßig voneinander beabstandete Querstäbe vorzugeben. Dies erleichtert die Verarbeitung der erfindungsgemäßen Verdrängungskörper bei der Vorbereitung der Bewehrung des Stahlbetonbauteils.
Auch ist es denkbar, in den Wandungsflächen angeordnete Vertiefungen und/oder Verrastungseinrichtungen vorzusehen, die z.B. mit Bändern oder Halterungsrahmen oder -streifen wechselwirken und die Verdrängungskörper darüber aneinander festlegen.
Besonders einfach und kostengünstig lassen sich erfindungsgemäße Verdrängungskörper dadurch realisieren, dass die Verdrängungskörper in Form von vorzugsweise dünnwandigen Hohlkörpern, vorzugsweise aus Kunststoff gebildet werden. Hier können die Verdrängungskörper etwa durch Spritzformen oder Blasformen sehr einfach aus dünnwandigem Kunststoffmaterial hergestellt werden und sind dementsprechend preiswert und wirtschaftlich.
Derartige als Hohlkörper z.B. aus einem Kunststoffmaterial ausgebildeten Verdrängungskörper können im Bereich ihrer Außenflächen und/oder im Inneren der Verdrängungskörper versteifende Formgebungen aufweisen, die die Druckfestigkeit der Verdrängungskörper erhöhen. Dies ist insofern wichtig, dass auch dünnwandige Hohlkörper als Verdrängungskörper gegenüber dem Druck des zu verarbeitenden Betons stabilisiert werden müssen, damit die Verdrängungskörper beim Betonieren ihre Form und Größe möglichst beibehalten. Je dünner die Wandung derartiger Verdrängungskörper ausgebildet werden soll, umso wichtiger ist das Vorsehen entsprechend versteifender Formgebungen am Verdrängungskörper. Hierzu kann z.B. auch vorgesehen werden, dass die als Hohlkörper ausgebildeten Verdrängungskörper an oder auf ihren Außenflächen sickenartige Formelemente zur Versteifung aufweisen, vorzugsweise von der Deckfläche zur Grundfläche verlaufende sickenartige Formelemente. Die Sicken versteifen die Verdrängungskörper wesentlich, ohne allzu viel zusätzliches Material zu erfordern.
In einer anderen Ausgestaltung ist es auch denkbar, die Verdrängungskörper als Vollkörper aus einem gegenüber dem Beton leichtgewichtigen Material zu bilden, z.B. aus einem Schaummaterial wie etwa Styropor, Polystyrol oder mineralischen geschäumten Materialien, die im Hinblick auf den Brandschutz ggf. Vorteile aufweisen können.
Die Erfindung betrifft weiterhin Halte- und Abstandselemente zur Verwendung in einer Anordnung gemäß Anspruch 1 , bei denen die Halte- und Abstandselemente stabartige Elemente aufweisen, die an andere Teile der Bewehrung des Stahlbetonbauteils anbringbar sind. So können die Halte- und Abstandselemente z.B. zueinan- der parallele Einzelstäbe aufweisen, die mit vorzugsweise in gleichen Abständen zueinander angeordneten und die Einzelstäbe verbindenden Querstäben verbunden sind. Die Verdrängungskörper werden dabei mit entsprechenden Vertiefungen und/oder Verrastungseinrichtungen z.B. an den beiden parallelen Einzelstäben fest gelegt, wobei die bestimmungsgemäße Montageposition der Verdrängungskörper durch die Lage der Querstäbe vorgegeben wird, die in eine passende Quernut oder quer angeordnete Verrastungseinrichtung an dem Verdrängungskörper eingedrückt werden. Damit ist für die verarbeitende Person unmittelbar klar, wo die Verdrängungskörper an den Halte- und Abstandselementen angeordnet und festgelegt werden sollen. Werden die Verdrängungskörper mit sich verändernden Abständen zueinander angeordnet, so können die Querstäbe ebenfalls gleich passend an den beiden Einzelstäben angeordnet sein oder eine entsprechend höhere Anzahl von Querstäben in einem festen Rastermaß voneinander beabstandet angeordnet sein.
In einer anderen Ausgestaltung ist es auch denkbar die Halte- und Abstandselemente derartig auszubilden, dass sie die Verdrängungskörper käfigartig derart räumlich umgeben, dass die Verdrängungskörper in ihrer räumlichen Lage und Anordnung zueinander gesichert sind.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Stahlbetonbauteil, herstellbar unter Verwendung einer Anordnung der Verdrängungskörper gemäß Anspruch 1.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt die Zeichnung.
Es zeigen
Figur 1 einen schematischen Aufbau erfindungsgemäßer Verdrängungskörper und deren Anordnung in einer linienförmigen Reihe sowie deren Festlegung an Halte- und Abstandselementen,
Figur 2 einen schematischen Aufbau modifizierter Verdrängungskörper gemäß Figur 1 und deren Anordnung in einer linienförmigen Reihe sowie deren Festlegung an Halte- und Abstandselementen, Figur 3 eine weitere Variante von Verdrängungskörpern gemäß Figur 1 und deren Anordnung in einer linienförmigen Reihe gesichert in einer käfigartigen Anordnung von Halte- und Abstandselementen,
Figur 4a, 4b - eine Anordnung von erfindungsgemäßen Verdrängungskörpern gemäß Figur 1 in einer linienförmigen Reihe mit sich ändernden Abständen zwischen benachbarten Verdrängungskörpern (Fig. 4a) bzw. mit sich größenmäßig ändernden Verdrängungskörpern in einer linienförmigen Reihe (Fig. 4b),
Figur 5a-5d - verschiedene Varianten denkbarer Formen von Verdrängungskörpern gemäß Figur 1 ,
Figur 6 - eine Anordnung von erfindungsgemäßen Verdrängungskörpern gemäß Figur 1 in einer ebenen matrixförmigen Anordnung in einer räumlichen Ansicht,
Figur 7 - Varianten der Außenform von Verdrängungskörpern gemäß Figur 1 mit sickenartigen Versteifungen der Außenform,
Figur 8 - weitere Varianten der Außenform von Verdrängungskörpern gemäß
Figur 1 mit sickenartigen Versteifungen der Außenform.
Figur 1 zeigt einen schematischen Aufbau erfindungsgemäßer Verdrängungskörper 1 und deren Anordnung in einer linienförmigen Reihe 17 sowie deren Festlegung an Halte- und Abstandselementen 6, 7, wobei in den beiden obigen Teilfiguren eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf eine derartige Anordnung zu erkennen sind und darunter ein Schnitt durch die Seitenansicht sowie eine Reihe angegebener Detailvergrößerungen. Gleiches gilt ebenfalls für die Figuren 2 und 3, die verschiedene Varianten der Anordnung gemäß Figur 1 zeigen.
In der Darstellung der Figur 1 ist in der Seitenansicht und der Draufsicht zu erkennen, dass die hier vereinfacht kreiskegelstumpfförmig abgebildeten Verdrängungskörper 1 derart entlang einer Linie 17 aneinandergereiht angeordnet sind, dass jeweils abwechselnd ein Verdrängungskörper 1 mit seiner Grundfläche 2 nach unten, der nächste Verdrängungskörper 1 dann mit seiner Deckfläche 3 nach unten, der wiederum nächste Verdrängungskörper 1 dann wieder mit seiner Grundfläche 2 nach unten und so weiter angeordnet sind. Diese Art der Anordnung der Verdrängungskörper 1 soll im weiteren vereinfachend als linienförmige alternierende Orientierung der Verdrängungskörper 1 bezeichnet werden.
Diese linienförmige alternierende Orientierung der Verdrängungskörper 1 ermöglicht eine recht dichte Anordnung der Verdrängungskörper 1 zueinander, da immer Teile des einen Verdrängungskörpers 1 unter den überkragenden Teilen des benachbarten Verdrängungskörpers 1 zu liegen kommen, wenn der Abstand benachbarter Verdrängungskörper 1 entsprechend gering ist. Der Abstand der Verdrängungskörper 1 dient hierbei in der erfindungsgemäßen Anordnung der Verdrängungskörper 1 dazu, Platz für nach dem Vergießen des Betonbauteils 13 entstehende Betonstege 18 freizuhalten, die dann die im Bereich des Obergurts und des Untergurts des Betonbauteils 13 angeordneten ebenen Schalen miteinander zu verbinden. Je nach statischer Belastung des Bereichs des Betonbauteils 13 müssen aus statischen Gründen die Betonstege 18 mehr oder weniger stabil ausgebildet werden, um eine möglichst gleichmäßige Querkraftbeanspruchung 12 des Betonbauteils 13 zu gewährleisten.
Die Abstände der Verdrängungskörper 1 und damit die Freiräume für die Betonstege 18 können dabei entlang der Linie 17 gleichmäßig bei der Bildung der Anordnung der Verdrängungskörper 1 eingerichtet werden, wie dies in den Figuren 1 bis 3 zu erkennen ist. Es ist aber auch denkbar, die Abstände der Verdrängungskörper 1 wie in der Figur 4a zu erkennen ungleichmäßig zu gestalten, etwa in Abhängigkeit von der lokalen statischen Beanspruchung und insbesondere der Querkraftbeanspruchung 12 die Abstände immer größer zu machen, je näher man den Auflagern 14 des Betonbauteils 13 kommt, da hier die Querkraftbeanspruchung 12 größer als in den Mittenbereichen 14 ist.
Die Verdrängungskörper 1 werden dabei zur Erzeugung der relativ dichten Anordnung zueinander grundsätzlich kegelstumpfförmig ausgebildet, mit einer z.B. ebenen Grundfläche 2 und einer z.B. ebenen Deckfläche 3 sowie einer kegelförmigen Wandungsfläche 4. Diese Grundform kann natürlich auch variiert werden, z.B. mit nicht ebener Grundfläche 2 oder Deckfläche 3, wobei die Grundfläche 2 oder Deckfläche 3 z.B. gewölbeartig nach außen vorgewölbt sein könnte, um den Verdrängungskörper 1 statisch widerstandsfähiger zu machen. Auch ist es denkbar, die Wandungsfläche 4 nicht kegelig auszubilden, sondern diese Wandungsfläche 4 ebenfalls z.B. leicht nach innen oder auch außen zu wölben, um auch hier die Druckbelastung beim Einbringen des Betons besser aufnehmen zu können. Derartige Veränderungen von Grundfläche 2, Deckfläche 3 oder Wandungsfläche 4 sind zwar in den Figuren nicht abgebildet, aber von der Erfindung mit umfasst.
Die Verdrängungskörper 1 werden mit Hilfe von Halte- und Abstandselementen 6, 7 innerhalb der Bewehrung des Betonbauteils 13 angeordnet und von diesen Halte- und Abstandselementen 6, 7 zueinander und zur restlichen Bewehrung positioniert und gesichert. Hierzu werden die etwa stabartig wie sonstige Teile der Bewehrung ausgebildeten Halte- und Abstandselemente 6, 7 z.B. aus zwei einzelnen, parallel und beabstandet zueinander angeordneten Stäben 6 gebildet, die in gleichmäßigen oder auch ungleichmäßigen Abständen von Querstäben 7 H-förmig miteinander verbunden sind. Passend zu den parallelen Stäben 6 sind im Bereich der Grundfläche 2 und der Deckfläche 3 clipsartige Aufnahmen oder Halteeinrichtungen 8, 9 vorgesehen, die über die Grundfläche 2 und die Deckfläche 3 auskragend abstehen und in die die Stäbe 6 verrastend eingedrückt werden können. Durch die clipsartigen Aufnahmen oder Halteeinrichtungen 8 werden die Verdrängungskörper 1 an den Stäben 6 gehaltert, die clipsartigen Aufnahmen oder Halteeinrichtungen 9 wechselwirken entsprechend mit den Querstäben 7. Nach dem Eindrücken der Stäbe 6, 7 in die clipsartigen Aufnahmen oder Halteeinrichtungen 8, 9 sind die Verdrängungskörper 1 gegenüber Verschiebungen beim Einbringen des Betons für das Betonbauteil 13 gesichert und können auch nicht aufschwimmen. Die Stäbe 6 werden beispielsweise dadurch an anderen Teilen der Bewehrung festgelegt, dass ihre Endbereiche mittels Rödeldrähten an diesen anderen Teilen der Bewehrung befestigt werden.
Die Verdrängungskörper 1 weisen eine grundsätzlich konische Grundform mit einem Konuswinkel α auf, wobei dieser Konuswinkel je nach Belastung und Abmessungen des Betonbauteils angepasst werden kann, wie dies in der Tabelle 1 beispielhaft dargestellt ist.
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Tabelle 1 : Variation des Konuswinkels α in Abhängigkeit von der Dicke des Betonbauteils
Die Übergangsbereiche 5 zwischen Grundfläche 2 und Deckfläche 3 des Verdrängungskörpers 1 können abgerundet sein, wobei der Übergangsbereich 5 zwischen Grundfläche 2 und Wandungsfläche 4 einen größeren Rundungsradius als der Ü- bergangsbereich 5 zwischen Deckfläche 3 und Wandungsfläche 4 aufweist. Diese Abrundungsbereiche 5 sind insofern von Vorteil, da der später auch diese Abrun- dungsbereiche 5 ausfüllende Beton zur Bildung der Betonstege 18 dann ebenfalls diese belastungsgerechten Rundungen aufweist und daher in diesen Abrundungsbe- reichen 5 keine besondere Kerbwirkung auftritt und sich Risse dort nicht vorrangig bilden werden.
Die Figur 2 zeigt modifizierte Verdrängungskörper 1 gemäß Figur 1 und deren Anordnung in einer linienförmigen Reihe sowie deren Festlegung an Halte- und Abstandselementen 6, 7, wobei die Aufnahmen oder Halteeinrichtungen 8, 9 der Figur 1 durch nutförmige Vertiefungen 10 ersetzt worden sind, die unterhalb der Grundfläche 2 und der Deckfläche 3 in den Verdrängungskörper 1 eingelassen sind. Die wiederum stabartigen Halte- und Abstandselemente 6, 7 werden in diese nutförmigen Vertiefungen 10 verrastend eingedrückt und die Verdrängungskörper 1 wie schon vorstehend beschrieben in ihrer Lage zueinander und zur restlichen Bewehrung gesichert.
In der Figur 3 ist eine weitere Variante von Verdrängungskörpern 1 gemäß Figur 1 dargestellt, wobei die Verdrängungskörper 1 gesichert in einer käfigartigen Anordnung von Halte- und Abstandselementen 6, 7, 1 1 gehalten sind. Die Halte- und Abstandselemente 1 1 umgeben die Verdrängungskörper 1 zusammen mit den Halte- und Abstandselementen 6, 7 in an sich bekannter Weise derart eng, dass sich die Verdrängungskörper 1 zu den Halte- und Abstandselementen 6, 7 und 1 1 nicht verschieben können.
In den Figuren 4a und 4b sind zwei Varianten der Beabstandung und Ausbildung der Verdrängungskörper 1 dargestellt, wobei beide Varianten eine Anpassung der lokalen Belastbarkeit des Betonbauteils 13 durch den Einfluß der Verdrängungskörper 1 bezwecken. Hierzu wird in der Figur 4a eine Anordnung in einer linienförmigen Reihe 17 mit sich ändernden Abständen zwischen benachbarten Verdrängungskörpern 1 dargestellt, wobei die Verdrängungskörper 1 jeweils eine identische Größe aufweisen, die Abstände zur späteren Bildung der Betonstege 18 aber vom Mittenbereich 15 hin zum Auflagerbereich 14 des Betonbauteils 13 größer werden. Liegen benachbarte Verdrängungskörper 1 im Mittenbereich 15 nahezu aneinander an, sind die Verdrängungskörper 1 im Auflagerbereich 14 deutlich beabstandet zur Bildung breiter Betonstege 18. Diese Anordnung der Verdrängungskörper 1 führt dazu, dass die Querkraftbeanspruchung 12 entlang der Linie 17 nahezu konstant bleibt.
Eine andere Möglichkeit zur Erzielung einer nahezu konstanten Querkraftbeanspruchung 12 entlang der Linie 17 ist in der Figur 4b mit sich größenmäßig ändernden Verdrängungskörpern 1 in der linienförmiger Reihe 17 angegeben. Hierbei sind die im Mittenbereich 15 angeordneten Verdrängungskörper 1 deutlich größer, hier breiter, als die im Auflagerbereich 14 angeordneten Verdrängungskörper 1 , die einen kleineren Durchmesser aufweisen. Die Konuswinkel α und die Abstände a der Verdrängungskörper 1 bleiben hierbei in der Figur 4b gleich, könnten grundsätzlich aber auch angepasst werden.
Die Figur 5 zeigt verschiedene Varianten denkbarer Formen von Verdrängungskörpern 1 gemäß Figur 1 , wobei in der Figur 5a die kreiskegelstumpfartige Grundform abgebildet ist, die in den Figuren 1 bis 4 dargestellt ist. Die Verdrängungskörper 1 könnten aber auch rechteckig pyramidenstumpfartig ausgebildet werden (Fig. 5b), sechseckig pyramidenstumpfartig (Fig. 5c) oder vieleckig pyramidenstumpfartig (Fig. 5d). Alle Formen der Verdrängungskörper 1 weisen recht ähnliche Eigenschaften wie vorstehend beschrieben auf. Auch z.B. ellipsoid- oder auf sonstige Art geschlossen gerundete Verdrängungskörper 1 sind denkbar, hier aber nicht weiter abgebildet.
In der Figur 6 ist eine Anordnung von erfindungsgemäßen Verdrängungskörpern 1 in einer ebenen matrixförmigen Anordnung in einer räumlichen Ansicht dargestellt, wobei jeweils parallele linienartige Anordnungen 17 zueinander senkrecht geschachtelt sind. Hierbei erkennt man die aufgrund der gleichen Abstände zwischen den Verdrängungskörpern 1 erreichbare dichte Packung der Verdrängungskörper 1 , die z.B.. in einem Mittenbereich 15 eines Betonbauteils 13 Anwendung finden könnte.
In den Figuren 7 und 8 sind Varianten der Außenform von Verdrängungskörpern 1 mit sickenartigen Versteifungen 16 der Außenform der Verdrängungskörper 1 abgebildet, durch die etwa als Hohlkörper ausgebildete Verdrängungskörper 1 im Hinblick auf die Druckbelastung beim Gießen des Betons versteift werden können. In den Figuren 7 und 8 sind verschiedene Formen, Anzahlen und Anordnungen von sickenartigen Vertiefungen 16 zu erkennen, die sich von der Deckfläche 3 über die Wandungsfläche 4 zur Grundfläche 2 erstrecken können und jeweils beim Herstellen der Verdrängungskörper 1 mit eingebracht werden. Hierdurch wird nur unwesentlich mehr an Material für jeden Verdrängungskörper 1 benötigt, gleichwohl aber die Steifigkeit der Verdrängungskörper 1 deutlich erhöht.
Sachnum m e r nliste
Verdrängungskörper
Grundfläche
Deckfläche
Wandungsfläche
Abrundung
Bewehrungsstab
Querstab
Clips
Clips
- nutförmige Vertiefung
- Käfigstab
- Querkraftverlauf
- Stahlbetonbauteil in Deckenform
- Auflager
- Mittenbereich
- sickenartiges Versteifungselement - Anordnungslinie
- Raum für Betonstege/Abstand
- Abstand Verdrängungskörper

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung von Verdrängungskörpern (1) zum Einbringen in Stahlbetonbauteile (13), insbesondere in Stahlbetonplatten (13), wobei die Verdrängungskörper (1) eine kegelstumpfförmige oder mehr- oder vieleckig pyramidenstumpfförmige Grundform mit einer Grundfläche (2) und einer Deckfläche (3) aufweisen und im Stahlbetonbauteil (13) in linienförmiger Anordnung zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl kegelstumpfförmiger oder mehr- oder vieleckig pyramidenstumpf- förmiger Verdrängungskörper (1) linienförmig (17) in einer alternierenden Orientierung von Grundfläche (2) und Deckfläche (3) jeweils benachbarter Verdrängungskörper (1) zueinander und jeweils benachbarte Verdrängungskörper (1) beabstandet voneinander angeordnet sind.
2. Anordnung von Verdrängungskörpern (1) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die linienförmig (17) alternierende Orientierung der Verdrängungskörper (1 ) zueinander derart gebildet ist, dass benachbart zueinander angeordnete Verdrängungskörper (1 ) jeweils abwechselnd mit ihrer Grundfläche (2) nach unten, ihrer Deckfläche (3) nach unten, ihrer Grundfläche (2) nach unten und so weiter angeordnet sind.
3. Anordnung von Verdrängungskörpern (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die linienförmig alternierend zueinander o- rientierten Verdrängungskörper (1) entlang einer Linie (17) nebeneinander angeordnet sind.
4. Anordnung von Verdrängungskörpern (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr alternierend zueinander linienförmig (17) angeordnete Reihen von Verdrängungskörpern (1 ) zueinander parallel nebeneinander angeordnet sind.
5. Anordnung von Verdrängungskörpern (1) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängungskörper (1 ) der parallel nebeneinander angeordneten Reihen von Verdrängungskörpern (1) in Längsrichtung der linien- förmigen (17) Anordnung versetzt zueinander, vorzugsweise um den halben Abstand benachbarter Verdrängungskörper (1) angeordnet sind und die Verdrängungskörper (1) der einen Reihe (17) auf Lücke der jeweils anderen benachbarten Reihe (17) der Verdrängungskörper (1 ) zu liegen kommen.
6. Anordnung von Verdrängungskörpern (1 ) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die linienförmig (17) alternierend zueinander orientierten Verdrängungskörper (1) jeweils in zwei oder mehr unterschiedlichen Raumrichtungen jeweils linienförmig (17) alternierend orientiert zueinander angeordnet sind.
7. Anordnung von Verdrängungskörpern (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils in zwei oder mehr unterschiedlichen Raumrichtungen linienförmig (17) alternierend zueinander orientierten Verdrängungskörper (1) eine flächig oder räumlich matrixförmige Anordnung zueinander ausbilden.
8. Anordnung von Verdrängungskörpern (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängungskörper (1) in gleichmäßig voneinander beabstandetem Abstand (a) in der linienförmig (17) alternierend orientierten Anordnung zueinander angeordnet sind.
9. Anordnung von Verdrängungskörpern (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen jeweils zueinander beabstandet und linienförmig (17) alternierend orientiert angeordneten Verdrängungskörper (1) unterschiedlich ausgebildet sind.
10. Anordnung von Verdrängungskörpern (1) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände jeweils benachbarter Verdrängungskörper (1 ) zueinander abhängig von der örtlichen Beanspruchung des herzustellenden Stahlbetonbauteils (13), vorzugsweise von der Querkraftbeanspruchung (12) im Einbauzustand variierbar sind.
11. Anordnung von Verdrängungskörpern (1) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände jeweils benachbarter Verdrängungskörper (1 ) zueinander im Bereich (14) von Auflagern des Stahlbetonbauteils (13) größer sind als in Mittenbereichen (15) des Stahlbetonbauteils.
12. Anordnung von Verdrängungskörpern (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die linienförmig (17) alternierend orientiert angeordneten Verdrängungskörper (1 ) unterschiedliche geometrische Außenform und/oder unterschiedliche geometrische Abmessungen entlang der linienförmigen Reihung (17) aufweisen.
13. Anordnung von Verdrängungskörpern (1 ) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die linienförmig (17) alternierend o- rientiert angeordneten Verdrängungskörper (1 ) unterschiedliche Kegelwinkel (a) oder Pyramidenwinkel (a) entlang der linienförmigen Reihung (17) aufweisen.
14. Anordnung von Verdrängungskörpern (1 ) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich (14) der Auflager des Stahlbetonbauteils (13) volumenmäßig kleinere Verdrängungskörper (1 ) als in Mittenbereichen (15) des Stahlbetonbauteils (13) vorsehbar sind.
15. Verdrängungskörper (1) zur Verwendung in einer Anordnung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die kegelstumpfförmige Grundform kreiskegelstumpfförmig oder ellipsoidkegel- stumpfförmig oder mit in sich geschlossen gebogener Grundfläche kegel- stumpfförmig oder mehr- oder vieleckig pyramidenstumpfförmig ausgebildet ist.
16. Verdrängungskörper (1 ) gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängungskörper (1 ) konisch oder pyramidenförmig geneigte Wandungsflächen (4) aufweisen.
17. Verdrängungskörper (1 ) gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängungskörper (1) konisch oder pyramidenförmig geneigte und in sich gewölbte Wandungsflächen (4) aufweisen.
18. Verdrängungskörper (1 ) gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckfläche (3) des Verdrängungskörpers (1 ) nicht zentrisch über der Grundfläche (2) angeordnet ist, wodurch sich eine schief- kreiskegelstumpfförmige oder schief-ellipsoidkegelstumpfförmige oder vieleckig schief-pyramidenstumpfförmige oder schief-gebogenkegelstumpfförmige Geometrie des Verdrängungskörpers (1 ) ergibt.
19. Verdrängungskörper (1) gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche (2) und/oder die Deckfläche (2) der Verdrängungskörper (1 ) im wesentlichen eben ausgebildet sind.
20. Verdrängungskörper (1) gemäß einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsbereiche (5) zwischen Grundfläche (2) und Wandungsfläche (4) sowie Deckfläche (3) und Wandungsfläche (4) abgerundet ausgebildet sind.
21. Verdrängungskörper (1) gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der abgerundete Übergangsbereich (5) zwischen Grundfläche (2) und Wandungsfläche (3) einen größeren Rundungsradius aufweist als der Übergangsbereich (5) zwischen Deckfläche (3) und Wandungsfläche (4).
22. Verdrängungskörper (1 ) gemäß einem der Ansprüche 15 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Grundfläche (2) und/oder der Deckfläche (3) und/oder der Wandungsfläche (4) Aufnahmen oder Halteeinrichtungen (8, 9, 10) für Halte- und Abstandselemente (6, 7) angeordnet sind, mit denen mehrere Verdrängungskörper (1 ) in einer vorgebbaren linienförmigen (17) Anordnung zueinander an Halte- und Abstandselementen (6, 7) halterbar sind.
23. Verdrängungskörper (1 ) gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen oder Halteeinrichtungen (8, 9, 10) Vertiefungen (10), vorzugsweise linienförmig begrenzte nutförmige Vertiefungen (10) aufweisen, in die stabartige Halte- und Abstandselemente (6, 7) einbringbar oder einsteckbar sind.
24. Verdrängungskörper (1) gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen oder Halteeinrichtungen (8, 9, 10) über die Grundfläche (2) o- der die Deckfläche (3) nach außerhalb des Verdrängungskörpers (1) vorstehende Verrastungseinrichtungen (8, 9), vorzugsweise clipsartig wirkende Klemmstege (8, 9) aufweisen, in die stabartige Halte- und Abstandselemente (6, 7) einbringbar oder einsteckbar sind.
25. Verdrängungskörper (1) gemäß einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass in den Vertiefungen (10) und/oder Verrastungseinrichtungen (8, 9) mehrere, auch zueinander unter einem Winkel angeordnete Halte- und Abstandselemente (6, 7) aufnehmbar sind.
26. Verdrängungskörper (1) gemäß einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängungskörper (1) in Form von vorzugsweise dünnwandigen Hohlkörpern, vorzugsweise aus Kunststoff gebildet sind.
27. Verdrängungskörper (1 ) gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die als Hohlkörper ausgebildeten Verdrängungskörper (1) im Bereich ihrer Außenflächen (2, 3, 4) und/oder im Inneren der Verdrängungskörper (1) versteifende Formgebungen aufweisen, die die Steifigkeit der Verdrängungskörper (1 ) erhöhen.
28. Verdrängungskörper (1) gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die als Hohlkörper ausgebildeten Verdrängungskörper (1 ) an oder auf ihren Außenflächen (2, 3, 4) sickenartige Formelemente (16) zur Versteifung aufweisen, vorzugsweise von der Deckfläche (3) zur Grundfläche (2) verlaufende sickenartige Formelemente (16).
29. Verdrängungskörper (1) gemäß einem der Ansprüche 15 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängungskörper (1 ) als Vollkörper aus einem gegenüber dem Beton leichtgewichtigen Material gebildet sind
30. Verdrängungskörper (1) gemäß einem der Ansprüche 15 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Konuswinkel (a) bzw. Pyramidenwinkel (a) der Verdrängungskörper (1 ) an die jeweilige statische Belastung des Stahlbetonbauteils (13) anpassbar ist.
31. Verdrängungskörper (1) gemäß einem der Ansprüche 15 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen und Konuswinkel (a) der Verdrängungskörper (1) passend zu typischen Dicken von Betonbauteilen (13) auslegbar sind.
32. Halte- und Abstandselemente (6, 7) zur Verwendung in einer Anordnung von Verdrängungskörpern (1) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Halte- und Abstandselemente (6, 7) stabartige Elemente aufweisen, die an andere Teile der Bewehrung des Stahlbetonbauteils (13) anbringbar sind.
33. Halte- und Abstandselemente (6, 7) gemäß Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte- und Abstandselemente (6, 7) zueinander parallele Einzelstäbe (6) aufweisen, die vorzugsweise in gleichen Abständen zueinander angeordnete und die Einzelstäbe (6) verbindende Querstäbe (7) aufweisen.
34. Halte- und Abstandselemente gemäß Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Querstäbe (7) mit entsprechend gegengleich geformten Vertiefungen (10) und/oder Verrastungseinrichtungen (8, 9) an den Verdrängungskörpern (1) wechselwirken und mögliche Fixierungen der Position einzelner Verdrängungskörper (1 ) in einer belastungsrecht ausgelegten alternierenden Anordnung von Verdrängungskörpern (1 ) bilden.
35. Halte- und Abstandselemente (6, 7) gemäß Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte- und Abstandselemente (6, 7) derartig ausgebildet sind, dass sie die Verdrängungskörper (1 ) derart käfigartig räumlich umgeben, dass die Verdrängungskörper (1 ) in ihrer räumlichen Lage und Anordnung zueinander gesichert sind. Stahlbetonbauteil (13), herstellbar unter Verwendung einer Anordnung der Verdrängungskörper (1 ) gemäß Anspruch 1 sowie der Verdrängungskörper (1) gemäß Anspruch 15.
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