WO2019210968A1 - Querkraftanker - Google Patents

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WO2019210968A1
WO2019210968A1 PCT/EP2018/061459 EP2018061459W WO2019210968A1 WO 2019210968 A1 WO2019210968 A1 WO 2019210968A1 EP 2018061459 W EP2018061459 W EP 2018061459W WO 2019210968 A1 WO2019210968 A1 WO 2019210968A1
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WO
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load introduction
component
force
transmitted
transverse
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/061459
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Bomplitz
Original Assignee
B.T. Innovation Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to JP2020561640A priority patent/JP7111391B2/ja
Priority to US17/052,712 priority patent/US11486131B2/en
Priority to RU2020134751A priority patent/RU2753333C1/ru
Priority to PCT/EP2018/061459 priority patent/WO2019210968A1/de
Priority to TW108115562A priority patent/TWI753253B/zh
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    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/38—Connections for building structures in general
    • E04B1/41—Connecting devices specially adapted for embedding in concrete or masonry
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    • E04B1/38—Connections for building structures in general
    • E04B1/48—Dowels, i.e. members adapted to penetrate the surfaces of two parts and to take the shear stresses
    • E04B1/483—Shear dowels to be embedded in concrete
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04B1/41—Connecting devices specially adapted for embedding in concrete or masonry
    • E04B1/4114—Elements with sockets
    • E04B1/4121—Elements with sockets with internal threads or non-adjustable captive nuts

Definitions

  • the present invention relates to a transverse force anchor as a connecting means for transmitting higher transverse forces, within components, transverse to the component direction, a connecting structure of such a transverse force anchor and the component and a method for ensuring a transmission of a force in a certain direction between any two bodies by a defined Section.
  • inserts dowel-type fastening systems or anchor channels with headed bolts and other more complex shapes.
  • insert results from the manufacturing process, since they are inserted attached to the formwork before concreting.
  • Load-bearing means in the form of anchors for precast concrete parts are known, for example, from the prior art with reference to FIG. 1 of the document EP 0 122 521 B1.
  • anchors are embedded in concrete precast concrete and loaded in the component on tensile and shear force. To remove the loads, the anchor calculations are dimensioned and integrated accordingly. Classically, these anchors are installed centrally in relation to the component thickness, since the armatures are most sensibly positioned with respect to each load. To absorb tensile loads, the anchors are provided with bolts or carry, for example, corrugated steel anchors. Due to the resulting undercuts, these anchors are anchored in the concrete and secured against tearing out under tensile load.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problem. It is therefore an object to provide a connecting means for transmitting higher lateral forces, which allows the use of components in a slim design.
  • a transverse force anchor for transmitting transverse forces transversely to the longitudinal direction of a component within components made primarily of concrete, comprising: a connection portion for introducing at least one transverse force into the transverse force armature, with at least one load introduction portion is connected, which is contactable with the component to at least one component Kraftkom transmitted in the direction of the transverse force to be transmitted in the component, characterized in that the connection portion is spaced from the load introduction portion in the direction of the transverse force to be transmitted.
  • At least one transverse force can be introduced into the transverse force anchor via the connection section.
  • the transverse force can not only be transferred directly to the connection section into the component via the load introduction section, but also at least partially at the load introduction section, wherein the load introduction section is in direct contact with the component and transmits at least one component in the direction of the transverse force to be transmitted.
  • the load introducing portion is spaced from the terminal portion in a direction opposite to the direction of the lateral force to be transmitted.
  • the transverse force anchor has two load introduction portions for transmitting opposite transverse forces, wherein the first load introduction portion can transmit a force component in a direction of the transverse forces to be transmitted in the component, and the second load introduction portion can transmit a force component in the other direction of the transverse forces to be transmitted in the component and spaced from the first load introducing portion in the one direction of the lateral forces to be transmitted, and wherein the connecting portion is connected to both load introducing portions.
  • Such a transverse force anchor is ideally suited for transmitting opposite or alternating transverse forces, wherein a load introduction section transmits, at least component by component, the lateral force in one direction and the other the transverse force at least component by component in the other direction. Since the two load introduction sections are connected to one another, the opposite transverse forces can be introduced into the transverse force anchor via a connection section and transferred from the respective load introduction section into the component. Characterized in that the second load introduction portion is spaced from the first load introduction portion in the one direction of the transverse forces to be transmitted, a large component thickness is available for the transmission of the respective force component in the direction of each transverse force to be transmitted by the respective load introduction portion.
  • the transverse force anchor additionally has at least one
  • Load introduction prevention section the power transmission with a component in the direction of each by the respective load introduction portion to be transmitted in each case transverse force in the component partially, but preferably completely, prevents.
  • the lateral force can largely be transmitted to the component only at the defined portion of the load introduction portion.
  • the load introduction prevention section thus causes the at the respective Load introduction portion transmitted force component is increased in the direction of each transverse force to be transmitted.
  • a large force component is transmitted in the direction of each transverse shaft to be transmitted over a large component thickness in the component.
  • the load introduction prevention section can be provided in sections at the respective load introduction section and be provided at least in sections at the connection section.
  • the load introduction prevention portion may be provided spaced from the respective load introduction portion toward the lateral force to be transmitted.
  • the load introduction prevention portion spaced from the respective load introduction portion toward the lateral force to be transmitted, it can be reliably ensured that a large component thickness is used for transmitting the respective lateral force into the component. Since the load introduction prevention section is provided in the direction of the lateral force in front of the respective load introduction section, a smaller portion of the component thickness than the respective load introduction section is available from the load introduction prevention section in the direction of the lateral force to be transmitted, according to the above described installation position. Since the lateral force is largely transmitted to the component via the load introduction section, a large part of the component thickness is used to transmit the lateral force.
  • a further aspect of the invention provides that the force component to be transmitted from the respective load introduction section into the component can be greater in the direction of the transverse force to be transmitted than the force component to be transferred from the load introduction prevention section into the component in the direction of the transverse force to be transmitted in each case. Accordingly, the transmission of the respective transverse force into the component takes place predominantly through the respective load introduction section.
  • the load introduction preventing portion may transmit a force component in the direction of the lateral force, it is always smaller than the force component in the direction of the lateral force transmitted through the load introducing portion into the component.
  • a further aspect of the invention provides that the respective load introduction section can have at least one load introduction surface, which can be contacted with the component and whose technological surface normal has a component in the direction of the transverse force to be transmitted in each case.
  • the load introduction surface having a technological surface normal which is the normal of the load introduction area facing away from the respective load input surface of the respective load introduction portion having a component in the direction of the lateral force to be transmitted, causes a compressive stress in the component.
  • the failure form can be specifically brought about by an excavation cone, which results in pressure stress transversely to the component longitudinal direction.
  • the plurality of load introduction surfaces of the respective load introduction section may be arranged in one plane.
  • the load introduction surfaces of the respective load introduction section are preferably perpendicular to the direction of the transverse force to be transmitted in each case. With load application surfaces lying in one level, an easy production of the transverse force anchor can be ensured. Furthermore, a more uniform load of the component is achieved.
  • the load introduction surfaces of the respective load introduction section are perpendicular to the direction of the lateral force to be transmitted, the lateral force vector and the surface normal vector of the load introduction surface are parallel, which promotes the formation of a fracture cone.
  • the component is stressed transversely to the component longitudinal direction by the transferred from the load application surfaces of the respective load-introduction section component of the transverse force purely to pressure. Thus, no shear occurs at the boundary between the load introduction surface and the component.
  • the load introduction prevention section can be provided at least in sections on all surfaces which lie in the direction of the respective transverse force to be transmitted from the load introduction surfaces of the respective load introduction section and whose technological surface normals have a component in the direction of the transverse force to be respectively transmitted.
  • a large component of the transverse force can be specifically introduced into the component over a large component thickness, since on all surfaces which lie in the direction of the transverse force to be transmitted in front of the load introduction surfaces of the respective load introduction section and whose technological surface normals are a component in the direction of each have to be transmitted transverse force, a power transmission with a component in the direction of the lateral force to be transmitted in the component partially, but preferably completely, is suppressed.
  • the formation of the fracture cone thus takes place reliably away from the load introduction surfaces of the respective load introduction section, and with the greatest possible distance from the edge of the component.
  • the load introduction prevention portion is provided on all surfaces except the load input surfaces of the respective load introduction portion.
  • a lateral force anchor having a large-area load introduction prevention section can further reduce the sound transmission or vibration.
  • connection section can extend from the connection section to both sides, which establishes the connection to the respective load introduction section. Since the connection section is provided between the two load introduction areas, no additional installation space for the connection section in the component must be provided. The lateral force to be transmitted in each case is conducted via the webs to the respective load introduction section, the web representing a structurally simple form of the connection between connection section and load introduction sections.
  • connection portion is a sleeve.
  • the sleeve allows easy attachment of connecting elements for introducing forces in the transverse force anchor.
  • connecting elements can be screwed into the sleeve via a thread. If the axis of the sleeve runs preferably in the component longitudinal direction perpendicular to the transverse forces to be transmitted, a bolt for load introduction into the transverse force anchor and an anchor bolt for anchoring tensile forces in the component can be mounted in the sleeve.
  • the load introduction bolt can be attached to the sleeve from one direction, whereby the anchor bolt can be attached to the sleeve from the opposite direction.
  • the anchor bolt prevents a tearing in component longitudinal direction with tensile load in the component longitudinal direction.
  • the load introduction prevention section may be made of a compressible elastic material, preferably of closed-cell foam.
  • the load introduction preventing portion can elastically deform in the direction of the lateral force, and by this elastic deformation, a springing effect occurs, whereby the lateral force is transmitted to the component only to a very small extent.
  • a compressible material also permits deformations under compressive stress of the load introduction prevention section when the load introduction prevention section is surrounded on all sides by concrete and thereby transverse expansions are prevented.
  • the connection portion, the webs and the respective load introduction portions may consist of a stiffer material than that of the load introduction prevention portion, preferably of galvanized steel.
  • a stiffer pressure-loaded connection of the load introduction surfaces of the load introduction sections to the component results as the connection to the component by the load introduction prevention section, wherein the transverse force to be transmitted is for the most part transmitted to the component via this rigid connection and only to a very small extent via the elastically resilient load introduction prevention section.
  • the principle is taken advantage of that when a force can be transmitted in one direction at several sections in a component, the majority of the force is transmitted to the connection with the greatest rigidity.
  • the galvanized steel also allows good corrosion protection.
  • connection structure consisting of a component and a transverse force anchor according to the invention, wherein the load introduction prevention section may be at least partially provided as a gap between the component and transverse force anchor.
  • an elastic material can be partially or completely dispensed with and weight and material can be saved. If there is a gap, no component in the region of the gap is transferred to the component at all in the direction of the transverse force.
  • a support structure such as a core is to be provided during the concrete pouring, which keeps the concrete at a distance. This support structure can then be removed after casting, for example by etching.
  • the transverse force anchor may be provided with a dissolving material to form a gap, which dissolves after the concrete casting.
  • the invention relates to a method for ensuring a transmission of a force in a certain direction between any two bodies by a defined
  • a load introduction portion wherein the one body has the defined load introduction portion, through which it is in contact with the other body and the load introduction portion can transmit a force component in the direction of the force in the specific direction in the other body, and in which one body all sections except of
  • Load introduction portion which can transmit a force component in the direction of the force in the specific direction in the other body, provided with a covering these sections, compared to the load introduction portion easily deformable layer and over this deformable layer in contact with the other body, wherein deforms under load of the one body by the force in the particular direction of the deformable layer and thereby transmit the force in the particular direction with a smaller component than by the load introduction portion in the other body becomes.
  • FIG. 1a shows a perspective view of the transverse force anchor (1) according to the invention in a first embodiment with load introduction prevention section (3),
  • 1 b shows a sectional view of the transverse force armature according to the invention of the first first embodiment with load introduction prevention section (3)
  • Fig. 2 shows a perspective view of the transverse force anchor according to the invention
  • FIG. 3 shows a perspective view of the transverse force anchor according to the invention
  • FIG. 6 shows an exploded view of the transverse force armature (201) according to the invention according to FIG. 5 without load introduction prevention section (3), anchor bolts (8) and
  • Fig. 7a shows a perspective view of a plastic cap (16) as
  • Fig. 7b shows a perspective view of a section of the plastic cap (16) according to the sectional plane in Fig. 7a
  • Fig. 8 shows a perspective view of a modified transverse force anchor with parallelepiped load introduction sections similar to the first and two embodiments
  • FIG. 9 shows a perspective view of a modified transverse force anchor with cylindrical load introduction sections similar to the third embodiment
  • Fig. 10 shows an armature according to the prior art
  • Fig. 11 shows an illustration of an excavation cone of a conventional
  • FIG. 12 shows a representation of the resulting fracture cone in accordance with the theoretical assumption of the transverse force anchor according to the invention
  • FIG. 1 a shows a perspective view of the transverse force anchor 1 according to the invention in a first embodiment for transmitting higher transverse forces primarily for components 10 with small component thicknesses.
  • FIG. 1 b shows the transverse force anchor 1 in a sectional view, the section having been drawn along the arrows A from the dashed-dotted line.
  • the transverse force anchor 1 according to the invention has a connection section 2, can be initiated by the forces in the transverse force armature. Through the connection section, at least one transverse force should be able to be introduced into the transverse force anchor 1.
  • the lateral force anchor 1 has load introduction portions 51 and 52 on both sides of the terminal portion 2 for transmitting alternating lateral forces into the component 10, namely, a first right parallelepiped load input portion 51 for transmitting a force component in a direction of the opposite transverse forces to be transmitted to the component 10 and a second left cuboid load introduction section 52 for transmitting a force component in the other direction of the transverse forces to be transmitted in the member 10.
  • the load introduction portions 51 and 52 are connected to the terminal portion via lands 41 and 42 extending on both sides from the terminal portion 2.
  • Each of the two load introduction sections 51 and 52 has a first rectangular load introduction surface 61 and a second rectangular load introduction surface 62.
  • the load introduction portions 51 and 52 are formed in addition to the load introduction surfaces 61 and 62 each still by the resulting in the creation of the load introduction surfaces 61 and 62 surfaces. As shown in FIGS. 1 a and 1 b, in the case of the cuboid load introduction sections 51 and 52, these are the rear surface 63 of the load introduction surfaces 61 and 62, the two side surfaces 64, the upper surface 65 in FIG. 1 a and those in FIG. 1 a Thus, a dumbbell-shaped appearance of the lateral force anchor 1 is provided.
  • a load-introducing prevention portion 3 is provided on the lateral force anchor 1 over a large area, but not on the load-introducing surfaces 61 and 62 and the upper surface 65 of the load-introducing portions 51 and 52 and the upper surface adjacent thereto of the bridges.
  • the load introduction prevention portion 3 is provided on the rear side 63 of the respective load introduction surfaces 61 and 62, that is, on a surface on the opposite side of the load introduction surfaces 61 and 62.
  • the load introduction portion is also on the side surfaces of the transverse force anchor along the axis ll, as shown in Fig. 2, both on the side surfaces 64 of the load introduction portions 51 and 52 and on the side surfaces of the webs 41 and 42, and on the lower surfaces 66 of Load introduction portions 51 and 52 and attached to the lower surfaces of the webs 41 and 42.
  • Load introduction prevention section 3 partially, but preferably completely, stops a power transmission with a component in the direction of the lateral force to be transmitted through the load introduction sections 51 and 52, respectively.
  • the term component is used because the lateral force to be transmitted each can be largely transmitted only through the load introduction portions 51 and 52, and a small portion can be transmitted through the load introduction prevention portion 3 as well.
  • the force component to be transmitted from the respective load introduction section 51 and 52 into the component 10 in the direction of the lateral force to be transmitted is greater than the force component to be transmitted into the component by the load introduction prevention section 3 in the direction of the lateral force to be transmitted, preferably at least 20 times so big.
  • connection section 2 is designed in the first embodiment shown as a sleeve having an internal thread 7.
  • the transverse force anchor 1 according to the invention in combination with the anchor bolt 8 and the load introduction pin 9 is applicable, while the anchor bolt 8 and the load introduction pin 9 are screwed into the internal thread 7 of the transverse force anchor.
  • tensile, compressive and shear forces can be transmitted to the transverse force anchor 1 according to the invention.
  • the load introduction pin 9 primarily along the component longitudinal axis or axis ll-ll, which is the axis of the sleeve and the load introduction pin 9 and the anchor bolt 8, acting tensile forces on the transverse force anchor 1 forwarded to the opposite anchor bolt 8 and in the component 10th anchored.
  • the load introduction prevention portion 3 is not provided on the anchor bolt 8.
  • the anchor bolt 8 and the load introduction bolt 9 can be screwed into the sleeve far enough that they meet in a form-fitting manner in the sleeve.
  • the axis ll-ll ie the axis of the sleeve, the load introduction bolt 9 and the anchor bolt 8 as centrally as possible between the two component outer surfaces 11 and 12, as shown in Fig. 3, runs in the longitudinal direction of the component, since on both sides a large edge distance is created.
  • the anchors of the prior art would be introduced by the load introduction pin 9 in the terminal portion 2 and along the axis ll, which is perpendicular to the axis ll-ll, acting transverse forces through the connecting portion forming surfaces are introduced into the component, and thus be introduced very close to the axis ll-ll in the component.
  • the transverse force anchor 1 With the transverse force anchor 1 according to the invention, transverse forces can be transmitted through sections which are closer to the component outer surfaces 11 and 12 and thus spaced from the connection section 2. Thus, a large part of the component thickness between the outer surfaces 1 1 and 12 can be used.
  • the transverse force introduction portions located close to the component outer surfaces 11 and 12 are the load introduction portions 51 and 52 respectively spaced from the terminal portion 2 in the direction of the lateral force to be transmitted respectively.
  • the load introduction portions 51 and 52 at least partially overlap the terminal portion 2 along the direction of the lateral force to be transmitted respectively.
  • the load introduction portions 51 and 52 are configured so that they can transmit a force component in the direction of the lateral force to be transmitted in the component.
  • the load introduction portions have the load introduction surfaces 61 and 62 which, in the embodiment shown, are perpendicular to the direction of the transverse force to be transmitted along the axis ll.
  • Transverse force anchor is arranged so that the axis ll-ll extends in the component longitudinal direction and the axis l-l transverse thereto in the component thickness direction.
  • the load introduction surfaces 61 and 62 are perpendicular to the axis L-l and thus perpendicular to the transverse force to be transmitted.
  • the component is subjected to pressure transversely to the component longitudinal direction in the direction of the transverse force to be transmitted, which causes the formation of an escape cone.
  • Fig. 3 is by a transverse force acting in the direction of the axis ll and zu hit on the component outer surface 1 1, the portion of the component, which extends from the load application surfaces 61 and 62 of the right load introduction portion 51 to the left component outer surface 11 on Stress claimed.
  • the indicated breakaway cone 13 results.
  • the embodiment shown, wherein the load introduction surfaces 61 and 62 are perpendicular to the direction of the transverse force to be transmitted along the axis L-1, is a preferred
  • the transverse force introduction takes place through surfaces on the load introduction section 51 or 52, whose destructive surface normals have only one component in the direction of the transverse force to be transmitted.
  • the technological surface normal is the surface normal, which points away from the respective surface of the load introduction section 51 or 52. It is thus possible that the technological surface normal of a load introduction surface forms an angle with the direction of the transverse force to be transmitted, or in other words the load introduction surfaces need not necessarily be perpendicular to the direction of the transverse force to be transmitted, but may also extend obliquely thereto.
  • the component would be claimed by the transverse force to be transmitted not only to pressure across the component longitudinal direction, but also to shear.
  • each surface whose technological surface normal has a component in the direction of the transverse force to be transmitted can act as a load introduction surface. It is also conceivable, the transverse force not flat, but linear or punctiform of the
  • Load introduction surfaces 61 and 62 of the respective load introduction portions 51 and 52 can be introduced into the component, the initiation of the transverse force is preferably by other portions which would be able to initiate a force component in the direction of the transverse force to be transmitted in the component 10 to prevent.
  • the load introduction prevention section 3 is provided so that the surfaces of these sections are completely separated from the
  • Load introduction prevention section 3 are covered. Specifically, the load introduction prevention portion 3 is provided at the terminal portion 2 and in sections, except for the load introduction surfaces 61 and 62, at the load introduction portions 51 and 52. As shown in Fig. 3, the load introduction prevention portion 3 is provided spaced from the respective load introduction portions 51 and 52 in the direction of the lateral force to be transmitted respectively. By the load introduction surfaces 61 and 62 of the load introduction portion 51, a lateral force can be transmitted to the component 10, which acts in the direction of the axis ll and is dressed on the component outer surface 11.
  • the load introduction prevention portion 3 is inter alia at the connection portion 2, which is spaced in the direction of the transverse load to be transmitted by the load introduction portion 51, as well as on the component outer surface 11 facing surface 63 of the second load introduction portion 52, which from the first load introduction portion 51 in the direction of is spaced by the load introduction portion 51 to be transmitted transverse force provided.
  • the terminal portion 2 and the surface 63 of the second load introducing portion 52 facing the component outer surface 11 are located in a direction of the lateral force to be transmitted by the load introducing portion 51 in front of the load introducing portion 51, and without the load introduction preventing portion provided thereon, would be a large component in the direction of to be transmitted by the load introduction portion 51 to be transmitted lateral force in the component 10.
  • connection section 2 and the surface 63 of the second load introduction section 52 facing the component outer surface 11 have technological surface normals which have a component in the direction of the transverse force to be transmitted by the load introduction section 51. This would also be through these sections, the component 10 with a large Force component in the direction of the load to be transmitted by the load transfer section 51 transverse force. As can be seen in FIG.
  • the transverse force anchor 1 is mounted in the component in such a way that as far as possible from the load introduction section 51 in the direction of the transverse force to be transmitted through the load introduction section 51 along the component thickness direction to the component edge 11, the latter is located Connecting portion 2 and the component outer surface 1 1 facing surface 63 of the second load introduction portion 52 in the direction of the load introduction portion 51 to be transmitted transverse force in front of the load introduction portion 51.
  • the spaced in the direction of the load introduction portion 51 to be transmitted lateral force load introduction prevention section 3 partially, but preferably completely a power transmission with a component in the direction of the transverse force to be transmitted by the load introduction portion 51 by the lateral force anchor in all portions extending in the direction of the load introduction portion 51 to over carrying lateral force before the load introduction portion 51 are located.
  • a large part of the component thickness for transmitting a large component toward the lateral force to be transmitted by the load introduction portion 51 can be utilized.
  • the respective load introduction surfaces 61 and 62 of the two load input portions 51 and 52 are arranged in sections transverse to the component longitudinal direction on a component edge 1 1 and 12 opposite to the direction of each lateral force to be transmitted side.
  • a large part of the component thickness can be used to transmit a large component in the direction of each transverse force to be transmitted.
  • the Load introduction prevention section 3 may be provided.
  • the load introduction prevention section provided at least in sections, since these surfaces without the load introduction prevention section 3 would be particularly suitable to transfer a large component in the direction of the lateral force to be transmitted in the component 10.
  • the load introduction prevention section 3 can be partially attached to the surfaces just described or even omitted as long as the force component to be transmitted from the respective load introduction section 51 and 52 into the component 10 in the direction of the lateral force to be transmitted in each case the largest force component to be transmitted in the direction of each is to be transmitted shear force.
  • the transverse force anchor shown in FIGS. 1a-3 is suitable for transmitting alternating or opposite transverse forces, since it has two load introduction sections 51 and 52 with the respective load introduction surfaces 61 and 62.
  • the load introduction prevention section 3 is at least partially provided. The same applies to the surfaces of the right load introduction section 51, whose technological
  • the load input surfaces 61 and 62 of the two load input portions 51 and 52 need not be parallel to each other as long as each load input portion 51 and 52 can initiate a component in the direction of the lateral force to be transmitted into the component.
  • Load introduction portion 51 extend obliquely to the axis ll.
  • both are Load introduction portions 51 and 52 load input surfaces 61 and 62 are provided, the metallic surface normal have a component in the direction of the opposite opposite to be transmitted transverse forces.
  • the respective technological surface normals of the load input surfaces 61 and 62 of two load input portions 51 and 52 for transmitting opposite lateral forces preferably have components facing each other.
  • the illustrated embodiments illustrate transverse force anchors having two load introduction portions 51 and 52 for transmitting opposite lateral forces, wherein a load introduction portion 51 can transmit a force component in a direction of transverse forces to be transmitted into the component, and the second load introduction portion 52 transmits a force component in the other direction Can transfer lateral forces in the component.
  • only one load introduction section 51 can be provided.
  • the load introduction prevention portion 3 is configured to deform in the direction of the lateral force under the acting lateral force, whereby the load introduction prevention portion 3 preferably elastically deforms and a springing effect occurs, which transfers the lateral force to the component only to a very small extent.
  • the load introduction prevention portion 3 is preferably attached to surfaces whose technological surface normals have a component in the direction of the lateral force to be transmitted.
  • the component 10 as well as the load introduction prevention section is subjected to pressure by the transverse force to be transmitted.
  • the load introduction portion 3 should be compressible under compressive stress. If the transverse force anchor, as shown in Figs.
  • the load introduction prevention portion 3 is preferably made of a compressible elastic material.
  • Such elastically deformable and compressible materials are preferably closed-cell foams, which further prevent moisture from entering the foam, or even open-cell foams. These foams can be glued to the anchor or even be attached self-adhesive.
  • the load introduction prevention section 3 is formed by an elastic layer.
  • the basis for these foams are materials such as polyurethane, TPE, EPDM, PE or melamine resin foam. But soft elastic MS polymers are also conceivable as material for the load introduction prevention section 3.
  • a gel pad which has a film with internal gel core are glued to the transverse force anchor.
  • the load introduction prevention section 3 has the possibility of deforming, thus providing clearance or clearance between the concrete and the transverse force anchor, plastically deformable materials such as wax can also be used.
  • the just described embodiments of the load-prevention section 3 can also be combined in various ways; for example, the load introduction section 3 can be provided in sections as a gap between the transverse force anchor and the component and in sections as a closed-cell foam.
  • load introduction prevention section 3 in the form of an elastic material can further the sound transmission or vibration between two components, such as a staircase, which is connected to a staircase, can be reduced.
  • the elastic layer dampens the registered vibrations and significantly reduces the sound transmission into the component.
  • the load introduction prevention section 3 is not provided on the respective upper surface 65 of the load introduction sections 51 and 52 and the adjoining upper surface of the webs. This is because these surfaces, as shown in Fig. 3 with the component surface of the component 10 complete and therefore are not in contact with the component.
  • each of the upper surface 65 of the load introduction portions 51 and 52 does not terminate with the component 10, but a portion of the back surfaces 63 of the respective load introduction portions 51 and 52 protrudes from the component 10 and accordingly not with the component 10 is contactable.
  • the load introduction prevention portion 3 is then unnecessary, and the load introduction prevention portion 3 can then be provided on the back surfaces 63 in sections.
  • the other portions of the lateral force armature than the load introduction prevention portion 3, ie, webs 41 and 42, terminal portion 2 and load introduction portions 51 and 52 with the associated load introduction surfaces 61 and 62, are made of a stiffer material than the load introduction prevention portion 3. They are made of plastic, but preferably steel , The connection section 2 should be protected against corrosion. Therefore suitable for him stainless steel or galvanized or chromated steel. Also, the bars 41 and 42 and the Load introduction sections 51 and 52 may be made of galvanized steel or of structural steel.
  • the load introduction surfaces provide a rigid pressure-loaded connection of the load introduction surfaces 61 and 62 of the load introduction Sections 51 and 52 to the component 10, wherein the transverse force to be transmitted is largely introduced via this rigid connection in the component and only to a very small extent on the elastically deformable load introduction section.
  • the principle is taken advantage of that when a force can be transmitted in one direction at several sections in a component, the majority of the force is transmitted to the connection with the greatest rigidity.
  • the lateral force to be transmitted in each case can be transmitted to the load introduction surfaces 61 and 62 of the respective load introduction section 51 and 52 into the component 10 in a defined manner.
  • the transverse force armature thus has the load introduction sections 51 and 52, via which it is in contact with the component 10 and can transmit a force component in the direction of the transverse force to be transmitted in each case into the component 10.
  • the lateral force anchor 1 all the portions except the load input surfaces 61 and 62 of the load introduction portions 51 and 52 which can transmit a force component in the direction of each lateral force to be transmitted in the specific direction into the component are covered with these portions as compared with FIG the load introduction portions 51 and 52 easily deformable layer 3 is provided.
  • this deformable layer 3 of the transverse force anchor 1 is also in contact with the component 10, which deforms under load of the transverse force anchor 1 by the respective lateral force, the deformable layer 3 and thereby each to be transmitted lateral force with a smaller component than by the respective load introduction portion 51st and 52 is transferred to the other body.
  • the position of the transverse force anchor 1 within the component 10 may vary depending on the design. As shown in FIG. 4, the transverse force armature 101 is shown in a rotated by 180 ° about the axis ll according to a zwitter embodiment, resulting in a lower position of the webs 41 and 42, the load introduction portions 51 and 52 and the load introduction surfaces 61 and 62nd.
  • the screwing in of the anchor bolt 8 and of the load introduction bolt 9 as well as the described principle of the load transmission takes place analogously to the first shown in FIGS Embodiment of the transverse force armature 1.
  • the load introduction prevention section 3 is provided on the transverse force armature 101 on all surfaces except the load introduction surfaces 61 and 62 and the exposed upper surface of the sleeve 2, which, when according to FIG. 3, is fitted with the component surface.
  • each load introduction section 51 and 52 each had two load introduction surfaces 61 and 62, and the two load introduction surfaces 61 and 62 were arranged in a plane and disposed on both sides of the respective web 41 and 42.
  • This allows a simple production of the transverse force anchor 1 and a uniform load of the component 10.
  • more than two load introduction surfaces can be provided, which need not necessarily lie in one plane.
  • lands and cylindrical load introduction portions 251 and 252 may be performed as the head bolts 14.
  • each load introduction section has only one circular load introduction area 261 in each case.
  • the screwing of the anchor bolt 8 and the load introduction bolt 9 and the described principle of load transfer is analogous to that shown in Fig. 2 and 3 embodiment of the transverse force anchor 1. Also on the transverse tweezers 201 is on all surfaces except the load introduction surfaces 261 and the exposed upper surface of the Sleeve of the load introduction prevention section 3 is provided.
  • Fig. 6 shows an exploded view of the transverse force armature 201 of Fig. 5 with head bolts 14, wherein the load introduction prevention section 3 is not shown.
  • the central connecting portion 2 in the form of a sleeve shows two receiving points 15 for the webs of the head bolt 14, which can be considered either as welds or can represent threads into which the head bolts can be screwed.
  • the webs 241 and 242 can be particularly easily attached to a sleeve located between the load introduction sections 251 and 252.
  • the connection section 2 can also be carried out in other ways, as long as a connection element can be connected to it in a materially, positively or non-positively connected manner for introducing forces into the transverse force anchor 1.
  • connection section can also be designed as a flange.
  • a plastic cap 16 is shown, which is suitable as a load introduction prevention section 3 for the transverse force armature 201 shown in Fig. 6.
  • Fig. 7a shows the first load introduction section 251 connected to the bridge 241 and the plastic cap 16 attached to the first load introduction section.
  • FIG. 7b shows the plastic cap 16 in half section according to the sectional plane shown in FIG. 7a.
  • Such a plastic cap 16 may be provided on the load introducing portion 251 by means of the click members 17 mounted inside the plastic cap in the circumferential direction.
  • the click elements 17 are connected via a web-shaped connection 18 with the lateral surface of the plastic cap 16.
  • the plastic cap 16 is thus an example of a load introduction prevention section in which a gap at least partially exists as a load introduction prevention section 3.
  • the plastic cap 16 integrally has the gap serving as the load introduction preventing portion 3, and thus the plastic cap 16 itself functions as the load introduction preventing portion 3.
  • a gap may be provided between the transverse force anchor and the component by acting on the lateral force anchor
  • a self-dissolving material is attached.
  • Such plastic caps can be provided in a similar manner for other portions of the transverse force armature 201, for example, for the webs 241 and 242.
  • Such plastic caps can be manufactured by injection molding, which is why other forms of plastic cap can be realized.
  • the plastic cap can also be used for the transverse force anchors 1 and 102 with cuboid load introduction sections 51 and 52.
  • FIG. 8 shows a perspective view of a modified transverse force anchor according to the invention, similar to the first and second embodiment with parallelepiped load introduction sections 51 and 52.
  • two load introduction sections 51 and 52 arranged in parallel are connected, for example, via a sleeve-shaped hollow cylinder as connection section 2 with or without internal thread ,
  • a connection element can be provided in the connection section 2 via a bore 19 in the load introduction sections 51 and 52.
  • These anchors can, for example, as a connection or Punching reinforcement for columns, columns, etc. serve.
  • connection portion 2 is in the direction of the respective transverse forces to be transmitted, the connection portion itself is spaced from the respective load introduction sections but in the direction of each transverse force to be transmitted.
  • FIG. 9 shows a modified transverse force anchor according to the invention with cylindrical load introduction sections 251 and 252 similar to the third embodiment.
  • the elastic layer as a load introduction prevention portion is not shown.
  • a transverse force anchor according to the invention is superior to conventional connecting means, since the spacing of the connecting section from the
  • the transverse force anchors according to FIGS. 8 and 9 are used as connection for e.g. Studrails. Again, however, a load introduction prevention section in the form of an elastic layer is advantageous. If this anchor is loaded with lateral force, the load introduction surfaces are subjected to pressure in the direction in which the lateral force acts. In particular, at the rear surfaces 63 of the load introduction sections 51 and 52 or 251 and 252, this pressure load is then absorbed via the elastic layers and not introduced into the underlying concrete and a punching difficult. On the uncoated surface of the load introduction surfaces, the force is introduced directly into the component. Due to the low anchoring high forces can be absorbed without punching.
  • transverse force anchors according to the invention are also advantageous for lifting and erecting horizontal precast concrete elements. Due to the load introduction areas, the acting transverse forces are introduced into the component over a large part of the component thickness and the concrete can be utilized more effectively without the anchors tearing out of the concrete.
  • such an anchor can also be provided with more than two load introduction sections, for example four. Such an anchor can not only remove lateral force along one axis, but along two axes. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Querkraftanker (1) zur Übertragung von Querkräften quer zur Längsrichtung eines Bauteils (10) innerhalb von Bauteilen vornehmlich aus Beton, aufweisend: einen Anschlussabschnitt (2) zur Einleitung von zumindest einer Querkraft in den Querkraftanker (1), der mit zumindest einem Lasteinleitungsabschnitt (51) verbunden ist, der mit dem Bauteil (10) kontaktierbar ist, um zumindest eine Kraftkomponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft in das Bauteil (10) zu übertragen. Um große Querkräfte bei gleichzeitg schlanker Ausführung des Bauteils (10) zu übertragen, ist der Anschlussabschnitt (2) zudem von dem Lasteinleitungsabschnitt (51) aus in Richtung der zu übertragenden Querkraft beabstandet.

Description

Querkraftanker
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Querkraftanker als Verbindungsmittel zur Übertragung höherer Querkräfte, innerhalb von Bauteilen, quer zur Bauteilrichtung, einer Verbindungsstruktur aus einem solchen Querkraftanker und dem Bauteil sowie ein Verfahren zur Gewährleistung einer Übertragung einer Kraft in eine bestimmte Richtung zwischen zwei beliebigen Körpern durch einen definierten Abschnitt.
Aus dem Betonbau sind Befestigungssysteme zur Einleitung von Lasten in den Beton bekannt, die zumeist aus Metall oder Kunststoff bestehen. Während bei nachträglichen Befestigungssystemen, die nach dem Betonieren angebracht werden, vorwiegend Dübel angewendet werden, handelt es sich bei den sogenannten Einlegeteilen um dübelförmige Befestigungssysteme oder um Ankerschienen mit Kopfbolzen und anderen komplexeren Formen. Die Bezeichnung„Einlegeteil“ resultiert aus dem Herstellungsprozess, da sie vor dem Betonieren an der Schalung befestigt eingelegt werden.
Lastaufnehmende Mittel in Form von Ankern für Betonfertigteile sind beispielsweise anhand der Fig. 1 des Dokuments EP 0 122 521 B1 aus dem Stand der Technik bekannt.
Diese Anker werden in Betonfertigteile einbetoniert und im Bauteil auf Zug- sowie Querkraft belastet. Zum Abtrag der Lasten sind die Ankerberechnungen entsprechend dimensioniert und eingebunden. Klassischerweise werden diese Anker mittig auf die Bauteildicke bezogen eingebaut, da dort auf jede Last bezogen die Anker am sinnvollsten positioniert sind. Zur Aufnahme von Zuglasten sind die Anker mit Bolzen versehen oder tragen beispielsweise gewellte Stahlverankerungen. Durch die dabei entstehenden Hinterschneidungen werden diese Anker im Beton verankert und gegen Herausreißen bei Zuglast gesichert.
Zuglast stellt bei solchen Ankern jedoch häufig nicht den kritischen Lastfall dar, sondern rechtwinklig zu den Zugkräften wirkendende Querkräfte. Bei Einleitung von Querkraft bis zum Betonversagen bilden sich von diesen Ankern ausgehend Betonausbruchkegel aus. Ausgehend von einer durch den Anker eingeleiteten Querkraft bildet sich in Kraftrichtung ein sogenannter Ausbruchskegel im Winkel von 60° hin zum Bauteilrand aus. Das Sicherheitskonzept gegen diesen Betonkantenbruch sieht vor, dass der Anker einen ausreichenden Randabstand zum abschließenden Bauteilrand besitzt. Diese einzuhaltenden Randabstände werden durch die Querkräfte dominiert, was dazu führt, dass diese die Bauteildicke zumeist maßgeblich bestimmen, wobei mit zunehmender Bauteildicke die Versagenslast erhöht werden kann und die aufnehmbare Querkraft gesteigert werden kann.
Es besteht daher das Problem, große Querkräfte zu übertragen bei gleichzeitig schlanker Bauteilausführung.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf oben genanntes Problem gemacht. Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verbindungsmittel zur Übertragung höherer Querkräfte zu schaffen, das einen Einsatz von Bauteilen in schlanker Ausführung ermöglicht.
Für eine Steigerung der aufnehmbaren Querkraft ist es wünschenswert, einen größeren Teil der Bauteildicke zu nutzen, um die wirkenden Lasten in die Bauteile zu übertragen. Im Versagensfall vergrößert sich deshalb auch der Bruchkegel, weshalb er einen größeren Widerstand zu überwinden hat, was die Versagenslast erhöht.
Auf Basis dieser Überlegung wird zur Lösung des oben beschriebenen Problems ein Querkraftanker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereitgestellt.
Dazu wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung als Verbindungsmittel ein Querkraftanker zur Übertragung von Querkräften quer zur Längsrichtung eines Bauteils innerhalb von Bauteilen vornehmlich aus Beton bereitgestellt, welcher Folgendes aufweist: einen Anschlussabschnitt zur Einleitung von zumindest einer Querkraft in den Querkraftanker, der mit zumindest einem Lasteinleitungsabschnitt verbunden ist, der mit dem Bauteil kontaktierbar ist, um zumindest eine Kraftkom ponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft in das Bauteil zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt von dem Lasteinleitungsabschnitt aus in Richtung der zu übertragenden Querkraft beabstandet ist.
Mit einem Querkraftanker gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann über den Anschlussabschnitt zumindest eine Querkraft in den Querkraftanker eingeleitet werden. Über den Lasteinleitungsabschnitt kann die Querkraft nicht nur direkt an dem Anschlussabschnitt in das Bauteil übertragen werden, sondern zusätzlich zumindest teilweise an dem Lasteinleitungsabschnitt, wobei der Lasteinleitungsabschnitt in direktem Kontakt mit dem Bauteil steht und zumindest eine Komponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft überträgt. Da der Anschlussabschnitt von dem Lasteinleitungsabschnitt aus in Richtung der zu übertragenden Querkraft beabstandet ist, ist umgekehrt der Lasteinleitungsabschnitt von dem Anschlussabschnitt in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung der zu übertragenden Querkraft beabstandet. Wird solch ein Querkraftanker so in das Bauteil eingelegt, dass sich von dem Lasteinleitungsabschnitt in Richtung der zu übertragenden Querkraft entlang der Bauteildickenrichtung bis zum Bauteilrand ein möglichst großer Abstand ergibt, steht zumindest für die von dem Lasteinleitungsabschnitt in Richtung der Querkraft übertragene Kraftkomponente ein großer Teil der Bauteildicke zur Ausbildung des Bruchkegels zur Verfügung. Das führt zur Erhöhung der Versagenslast.
Vorzugsweise weist der Querkraftanker zwei Lasteinleitungsabschnitte auf zur Übertragung entgegengesetzter Querkräfte, wobei der erste Lasteinleitungsabschnitt eine Kraftkomponente in eine Richtung der zu übertragenden Querkräfte in das Bauteil übertragen kann, und der zweite Lasteinleitungsabschnitt eine Kraftkomponente in die andere Richtung der zu übertragenden Querkräfte in das Bauteil übertragen kann und von dem ersten Lasteinleitungsabschnitt in der einen Richtung der zu übertragenden Querkräfte beabstandet ist, und wobei der Anschlussabschnitt mit beiden Lasteinleitungsabschnitten verbunden ist.
Ein solcher Querkraftanker eignet sich ideal zum Übertragen entgegengesetzter bzw. wechselnder Querkräfte, wobei ein Lasteinleitungsabschnitt zumindest komponentenweise die Querkraft in die eine Richtung überträgt und der andere die Querkraft zumindest komponentenweise in die andere Richtung. Da die beiden Lasteinleitungsabschnitte miteinander verbunden sind, können die entgegengesetzten Querkräfte über einen Anschlussabschnitt in den Querkraftanker eingeleitet werden und von dem jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt in das Bauteil übertragen werden. Dadurch, dass der zweite Lasteinleitungsabschnitt von dem ersten Lasteinleitungsabschnitt in der einen Richtung der zu übertragenden Querkräfte beabstandet ist, steht für die Übertragung der jeweiligen Kraftkomponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft durch den jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt eine große Bauteildicke zur Verfügung.
Vorzugsweise weist der Querkraftanker zusätzlich zumindest einen
Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt auf, der eine Kraftübertragung mit einer Komponente in Richtung der durch den jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt jeweils zu übertragenden Querkraft in das Bauteil teilweise, vorzugsweise aber vollständig, unterbindet.
Da zusätzlich ein Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt vorgesehen ist, der so ausgestaltet ist, dass durch ihn so gut wie keine Kraftkomponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft auf das Bauteil übertragen wird, kann die Querkraft größtenteils nur an dem definierten Abschnitt des Lasteinleitungsabschnitts in das Bauteil übertragen werden. Der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt bewirkt also, dass die an dem jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt übertragene Kraftkomponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft vergrößert wird. Somit wird eine große Kraftkomponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkaft über eine große Bauteildicke in das Bauteil übertragen.
Weiterhin kann der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt abschnittsweise an dem jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt vorgesehen sein und zumindest abschnittsweise an dem Anschlussabschnitt vorgesehen sein. Dadurch wird eine Übertragung einer großen Kraftkomponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft in das Bauteil durch den Anschlussabschnitt verhindert und die Übertragung der Querkraft durch den jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt findet in einem definierten Bereich des jeweiligen Lasteinleitungsabschnitts statt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt von dem jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt aus in Richtung der zu übertragenden Querkraft beabstandet vorgesehen sein.
Dadurch, dass der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt von dem jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt aus in Richtung der zu übertragenden Querkraft beabstandet vorgesehen ist, kann zuverlässig sichergestellt werden, dass eine große Bauteildicke zum Übertragen der jeweiligen Querkraft in das Bauteil genutzt wird. Da der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt in Richtung der Querkraft vor dem jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt vorgesehen ist, steht gemäß oben beschriebener Einbaulage von dem Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt aus in Richtung der zu übertragenden Querkraft ein geringerer Teil der Bauteildicke zur Verfügung als von dem jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt aus. Da die Querkraft zum großen Teil über den Lasteinleitungsabschnitt in das Bauteil übertragen wird, wird ein großer Teil der Bauteildicke zur Übertragung der Querkraft genutzt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die vom jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt in das Bauteil zu übertragende Kraftkomponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft größer sein kann als die vom Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt in das Bauteil zu übertragende Kraftkomponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft. Demnach findet die Übertragung der jeweiligen Querkraft in das Bauteil überwiegend durch den jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt statt. Der Lasteinleitungsverhinderungabschnitt mag zwar eine Kraftkomponente in Richtung der Querkraft übertragen können, jedoch ist diese immer kleiner als die Kraftkomponente in Richtung der Querkraft, die durch den Lasteinleitungsabschnitt in das Bauteil übertragen wird. Damit kann erreicht werden, dass gemäß obiger Einbaulage des Querkraftankers im Bauteil, wobei der Abstand von dem jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt in Richtung der zu übertragenden Querkraft entlang der Bauteildickenrichtung bis zum entsprechenden Bauteilrand möglichst groß ist, für die größte zu übertragende Komponente in Richtung der Querkraft die größte Bauteildicke zur Verfügung steht.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der jeweilige Lasteinleitungsabschnitt zumindest eine Lasteinleitungsfläche aufweisen kann, die mit dem Bauteil kontaktierbar ist und deren wegweisende Flächennormale eine Komponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft aufweist.
Dadurch wird sichergestellt, dass die Kraftübertragung in das Bauteil durch den Lasteinleitungsabschnitt flächig geschieht, wobei die Querkraft gleichmäßiger eingeleitet werden kann und somit Spannnungsspitzen vermieden werden können. Die Lasteinleitungsfläche mit einer wegweisenden Flächennormale, welche die Normale der Lasteinleitungsfläche ist, die von der jeweiligen Lasteinleitungsfläche des jeweiligen Lasteinleitungsabschnitts wegzeigt, die eine Komponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft aufweist, bewirkt eine Druckbeanspruchung im Bauteil. Damit kann gezielt die Versagensform durch einen Ausbruchskegel herbeigeführt werden, der sich bei Druckbeanspruchung quer zur Bauteillängsrichtung ergibt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung können die mehrere Lasteinleitungsflächen des jeweiligen Lasteinleitungsabschnitts in einer Ebene angeordnet sein. Vorzugsweise stehen die Lasteinleitungsflächen des jeweiligen Lasteinleitungsabschnitts auf der Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft senkrecht. Mit in einer Ebene liegenden Lasteinleitungsflächen lässt sich eine einfache Fertigung des Querkraftankers sicherstellen. Weiterhin wird auch eine gleichmäßigere Belastung des Bauteils erreicht. Stehen zudem die Lasteinleitungsflächen des jeweiligen Lasteinleitungsabschnitts senkrecht auf der Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft, verlaufen Querkraftvektor und Flächennormalenvektor der Lasteinleitungsfläche parallel, was die Ausbildung eines Bruchkegels begünstigt. Dabei wird das Bauteil quer zur Bauteillängsrichtung durch die von den Lasteinleitungsflächen des jeweiligen Last-einleitungsabschnitts übertragene Komponente der Querkraft rein auf Druck beansprucht. Somit tritt keine Scherung an der Grenze zwischen Lasteinleitungsfläche und Bauteil auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann an allen Flächen, die von den Lasteinleitungsflächen des jeweiligen Lasteinleitungsabschnitts aus in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft liegen und deren wegweisende Flächennormalen eine Komponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft aufweisen, der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt zumindest abschnittsweise vorgesehen sein. Damit kann eine große Komponente der Querkraft gezielt über eine große Bauteildicke in das Bauteil eingeleitet werden, da an allen Flächen, die in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft vor den Lasteinleitungsflächen des jeweiligen Last-einleitungsabschnitts liegen und deren wegweisende Flächennormalen eine Komponente in Richtung der zu jeweils zu übertragenden Querkraft aufweisen, eine Kraftübertragung mit einer Komponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft in das Bauteil teilweise, vorzugsweise aber vollständig, unterbunden wird. Die Ausbildung des Bruchkegels geschieht somit zuverlässig von den Lasteinleitungsflächen des jeweiligen Lasteinleitungsabschnitts weg, und mit möglichst großem Abstand vom Bauteilrand.
Vorzugsweise ist an allen Flächen außer an den Lasteinleitungsflächen des jeweiligen Lasteinleitungsabschnitts der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt vorgesehen.
Somit kann die Kraftübertragung in Richtung der Querkraft noch zuverlässiger an den Lasteinleitungsflächen des jeweiligen Lasteinleitungsabschnitts stattfinden. Ferner kann ein Querkraftanker mit großflächig vorgesehenem Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt weiterhin die Schallübertragung oder Vibration reduzieren.
Ein weiterer Aspekt der Erfindug sieht vor, dass sich von dem Anschlussabschitt zu beiden Seiten ein Steg erstrecken kann, der die Verbindung zu dem jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt herstellt. Da der Anschlussabschnitt zwischen den beiden Lasteinleitungsbereichen vorgesehen wird, muss kein zusätzlicher Einbauraum für den Anschlussabschnitt im Bauteil vorgesehen werden. Die jeweils zu übertragende Querkraft wird über die Stege zum jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt geleitet, wobei der Steg eine konstruktiv einfache Form der Verbindung zwischen Anschlussabschnitt und Lasteinleitungsabschnitten darstellt.
Vorzugsweise ist der Anschlussabschnitt eine Hülse.
Die Hülse erlaubt eine einfache Anbringung von Anschlusselementen zur Einleitung von Kräften in den Querkraftanker. So können beispielsweise Anschlusselemente in die Hülse über ein Gewinde eingeschraubt werden. Verläuft die Achse der Hülse dabei vorzugsweise in Bauteillängsrichtung senkrecht zu den zu übertragenden Querkräften, können in der Hülse ein Bolzen zur Lasteinleitung in den Querkraftanker als auch ein Ankerbolzen zur Verankerung von Zugkräften im Bauteil angebracht werden.
Ist die Achse der Hülse in Bauteillängsrichtung ausgerichtet, können durch den Lasteinleitungsbolzen auch leicht Zug- und Druckkräfte in Bauteillängsrichtung in den Querkraftanker eingeleitet werden. Der Lasteinleitungsbolzen kann aus einer Richtung an der Hülse angebracht werden, wobei der Ankerbolzen von der gegenüberliegenden Richtung an der Hülse angebracht werden kann. Der Ankerbolzen verhindert ein Rausreißen in Bauteillängsrichtung bei Zugbelastung in Bauteillängsrichtung.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der Lasteinleitungs-verhinderungsabschnitt aus einem kompressiblen elastischen Material, vorzugsweise aus geschlossenzelligem Schaumstoff bestehen.
Somit kann sich der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt unter der wirkenden Querkraft in Richtung der Querkraft elastisch verformen und durch diese elastische Verformung tritt ein Federungseffekt auf, aufgrund dessen die Querkraft nur in sehr geringem Maße in das Bauteil übertragen wird. Ein kompressibles Material lässt dabei auch Verformungen unter Druckbeanspruchung des Lasteinleitungsverhinderungsabschnitts zu, wenn der Last- einleitungsverhinderungsschnitt an allen Seiten von Beton umgeben ist und dadurch Querdehnungen unterbunden werden. Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Anschlussabschitt, die Stege und die jeweiligen Lasteinleitungsabschnitte aus einem steiferen Material als das des Lasteinleitungs- verhinderungsabschnitts bestehen können, vorzugsweise aus verzinktem Stahl.
So ergibt sich mit den gegenüber dem Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt steiferen Lasteinleitungsflächen eine steifere auf Druck belastete Anbindung der Lasteinleitungs-flächen der Lasteinleitungsabschnitte an das Bauteil als die Anbindung an das Bauteil durch den Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt, wobei die zu übertragende Querkraft größtenteils über diese steife Anbindung in das Bauteil übertragen wird und nur zu einem sehr geringen Teil über den elastisch federnden Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt. Dabei wird sich das Prinzip zu Nutze gemacht, dass wenn eine Kraft in eine Richtung an mehreren Abschnitten in ein Bauteil übertragen werden kann, der Großteil der Kraft an der Anbindung mit der größten Steifigkeit übertragen wird. Der verzinkte Stahl erlaubt zudem einen guten Korrosionsschutz.
Weiterhin sieht ein Aspekt dieser Erfindung eine Verbindungstruktur vor bestehend aus einem Bauteil und einem erfindungsgemäßen Querkraftanker, wobei der Last- einleitungsverhinderungsabschnitt zumindest teilweise als Spalt zwischen Bauteil und Querkraftanker vorgesehen sein kann.
Somit kann auf ein elastisches Material teilweise oder ganz verzichtet werden und Gewicht sowie Material eingespart werden. Ist ein Spalt vorhanden, wird in dem Bereich des Spalts gar keine Komponente in Richtung der Querkraft auf das Bauteil übertragen. In den Bereichen, in denen der Spalt vorzusehen ist, ist während des Betongießens eine Stützstruktur wie ein Kern vorzusehen, die den Beton auf Abstand hält. Diese Stützstruktur kann dann nach dem Guss entfernt werden, zum Beispiel durch Ätzen. Alternativ kann der Querkraftanker zur Ausbildung eines Spalts mit einem auflösenden Material versehen sein, dass sich nach dem Betonguss auflöst.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Gewährleistung einer Übertragung einer Kraft in eine bestimmte Richtung zwischen zwei beliebigen Körpern durch einen definierten
Lasteinleitungsabschnitt, wobei der eine Körper den definierten Lasteinleitungsabschnitt aufweist, über den er mit dem anderen Körper in Kontakt steht und der Lasteinleitungsabschnitt eine Kraftkomponente in Richtung der Kraft in die bestimmte Richtung in den anderen Körper übertragen kann, und bei dem einen Körper alle Abschnitte mit Ausnahme des
Lasteinleitungsabschnitts, die eine Kraftkomponente in Richtung der Kraft in die bestimmte Richtung in den anderen Körper übertragen können, mit einer diese Abschnitte bedeckenden, im Vergleich zum Lasteinleitungsabschnitt leicht verformbaren Schicht versehen sind und über diese verformbare Schicht mit dem anderen Körper in Kontakt stehen, wobei sich bei Belastung des einen Körpers durch die Kraft in die bestimmte Richtung die verformbare Schicht verformt und dabei die Kraft in die bestimmte Richtung mit einer kleineren Komponente als durch den Lasteinleitungsabschnitt in den anderen Körper übertragen wird.
Dieses Verfahren beschreibt das oben genannte Prinzip, wonach, wenn eine Kraft in eine Richtung an mehreren Abschnitten in ein Bauteil übertragen werden kann, der Großteil der Kraft an der Anbindung mit der größten Steifigkeit übertragen wird. Dadurch, dass sich die verformbare Schicht leichter verformen lässt als der Lasteinleitungsabschnitt, genauer gesagt als die Anbindung des Lasteinleitungsabschnitts an den anderen Körper, wird ein Großteil der Kraft in die bestimmte Richtung durch den Lasteinleitungsabschnitt auf den anderen Körper übertragen. Auf diesem Prinzip beruht der erfindungsgemäße Querkraftanker, welcher durch die nachfolgenden Zeichnungen detaillierter beschrieben wird
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1a zeigt eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Querkraftankers (1 ) in einer ersten Ausführungsform mit Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt (3),
Fig. 1 b zeigt eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Querrkraftankers der ersten ersten Ausführungsform mit Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt (3),
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Querkraftankers
(1 ) der ersten Ausführungsform mit Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt (3), Ankerbolzen (8) und Lasteinleitungsbolzen (9),
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Querkraftankers
(1 ) der ersten Ausführungsform mit Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt (3) innerhalb eines Bauteils (10),
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Querkraftankers
(101 ) mit Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt (3), Ankerbolzen (8) und Lasteinleitungsbolzen (9) und einer zweiten um die Achse l-l um 180° gedrehten Ausführungsform,
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Querkraftankers
(201 ) mit Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt (3), Ankerbolzen (8) und Lasteinleitungsbolzen (9) in einer dritten Ausführungsform mit Kopfbolzen (14) Fig. 6 zeigt eine Explosionsansicht des erfindungsgemäßen Querkraftankers (201 ) gemäß Fig. 5 ohne Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt (3), Ankerbolzen (8) und
Lasteinleitungsbolzen (9).
Fig. 7a zeigt eine perspektivische Darstellung einer Kunststoff kappe (16) als
Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt (3)
Fig. 7b zeigt eine perspektivische Darstellung eines Schnitts der Kunststoffkappe (16) gemäß der Schnittebene in Fig. 7a
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Darstellung eines modifizierten Querkraftankers mit quaderförmigen Lasteinleitungsabschnitten ähnlich der ersten und zwieten Ausführungsform
Fig. 9 ziegt eine perspektivische Darstellung eines modifizierten Querkraftankers mit zylinderförmigen Lasteinleitungsabschnitten ähnlich der dritten Ausführungsform
Fig. 10 zeigt einen Anker gemäß dem Stand der Technik
Fig. 11 zeigt eine Darstellung eines Ausbruchskegels eines konventionellen
Bolzenankers
Fig. 12 zeigt eine Darstellung des entstehenden Bruchkegels entsprechend der theoretischen Annahme des erfindungsgemäßen Querkraftankers
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Mit den aus dem Stand der Technik bekannten Ankern gemäß Fig. 10 ergibt sich bei Versagen durch Querkraft ein Ausbruchskegel wie in Fig. 1 1 gezeigt. Das Sicherheitskonzept gegen diesen Betonkantenbruch sieht vor, dass der Anker einen ausreichenden Randabstand zum abschließenden Bauteilrand besitzt. Diese einzuhaltenden Randabstände werden durch die Querkräfte dominiert, was dazu führt, dass diese die Bauteildicke zumeist maßgeblich bestimmen, wobei mit zunehmender Bauteildicke die Versagenslast erhöht werden kann und die aufnehmbare Querkraft gesteigert werden kann. Um eine ausreichende Versagenslast sicherzustellen, werden deshalb gerade bei wechselnden bzw. entgegengesetzten Querkräften häufig Bauteile mit großer Bauteildicke bereitgestellt.
Die Erfinder dieser Anmeldung haben erkannt, dass sich die Bauteildicke auch bei entgegengesetzt wirkenden Querkräften reduzieren lässt, wenn ein größerer Teil der Bauteildicke genutzt wird, um die wirkenden Lasten in die Bauteile einzuleiten. Im Versagensfall vergrößert sich deshalb auch der Ausbruchkegel, weshalb er einen größeren Widerstand zu überwinden hat, was die Versagenslast erhöht. Dieses Prinzip ist in Fig. 12 dargestellt, wobei eine wirkende Querkraft V fast über die gesamte Bauteildicke eingeleitet werden kann. Dieses Prinzip wird verwirklicht durch ein Verbindungsmittel in Form eines Querkraftankers, der nachfolgend detaillierter beschrieben wird. Begriffe wie„rechts“,„links“,„oben“,„unten“,„erster“ oder „zweiter“ sind nicht einschränkend zu verstehen, sondern dienen lediglich der Unterscheidung ähnlicher Abschnitte.
Die Fig. 1 a zeigt eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Querkraftankers 1 in einer ersten Ausführungsform zur Übertragung höherer Querkräfte vornehmlich für Bauteile 10 mit geringen Bauteildicken. Fig. 1 b zeigt den Querkraftanker 1 in einer Schnittansicht, wobei der Schnitt von der Strichpunktlinie aus entlang der Pfeile A gezogen wurde. Dabei weist der erfindungsgemäße Querkraftanker 1 einen Anschlussabschnitt 2 auf, durch den Kräfte in den Querkraftanker eingeleitet werden können. Durch den Anschlussabschnitt sollte zumindest eine Querkraft in den Querkraftanker 1 eingeleitet werden können. Ferner weist der Querkraftanker 1 zu beiden Seiten des Anschlussabschnitts 2 Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 zur Übertragung wechselnder bzw. entgegengesetzter Querkräfte in das Bauteil 10 auf, nämlich einen ersten rechten quaderförmigen Lasteinleitungsabschnitt 51 zur Übertragung einer Kraftkomponente in eine Richtung der entgegengesetzten zu übertragenden Querkräfte in das Bauteil 10 sowie einen zweiten linken quaderförmigen Lasteinleitungsabschnitt 52 zur Übertragung einer Kraftkomponente in die andere Richtung der zu übertragenden Querkräfte in das Bauteil 10. Die Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 sind über Stege 41 und 42, die sich zu beiden Seiten von dem Anschlussabschnitt 2 erstrecken, mit dem Anschlussabschnitt verbunden. Jeder der beiden Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 weist eine erste rechteckige Lasteinleitungsfläche 61 sowie eine zweite rechteckige Lasteinleitungsfläche 62 auf. Die Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 werden neben den Lasteinleitungsflächen 61 und 62 jeweils noch von den bei der Schaffung der Lasteinleitungsflächen 61 und 62 entstehenden Oberflächen gebildet. Wie in Fig. 1a und 1 b gezeigt, sind dies im Falle der quaderförmigen Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 die rückseitige Fläche 63 der Lasteinleitungsflächen 61 und 62, die beiden Seitenflächen 64, die in Fig. 1a obere Fläche 65 und die in Fig. 1 a untere Fläche 66. Somit ergibt sich ein hantelförmiges Aussehen des Querkraftankers 1. Ein Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 ist großflächig an dem Querkraftanker 1 vorgesehen, jedoch nicht an den Lasteinleitungsflächen 61 und 62 und der oberen Fläche 65 der Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 sowie die sich daran anschließende obere Fläche der Stege. An den Lasteinleitungsabschnitten 51 und 52 ist der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 auf der Rückseite 63 der jeweiligen Lasteinleitungsflächen 61 und 62, also auf einer Fläche auf der abgewandten Seite der Lasteinleitungsflächen 61 und 62, vorgesehen. Ferner ist der Lasteinleitungsabschnitt auch an den Seitenflächen des Querkraftankers entlang der Achse l-l, wie in Fig. 2 gezeigt, sowohl an den Seitenflächen 64 der Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 als auch an den Seitenflächen der Stege 41 und 42, und an den unteren Flächen 66 der Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 als auch an den unteren Flächen der Stege 41 und 42 angebracht. Der
Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 unterbindet teilweise, vorzugsweise aber vollständig eine Kraftübertragung mit einer Komponente in Richtung der durch die Last- einleitungsabschnitte 51 und 52 jeweils zu übertragende Querkraft. Der Begriff Komponente wird verwendet, da die jeweils zu übertragende Querkraft auch nur größtenteils durch die Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 übertragen werden kann, und ein geringfügiger Teil auch durch den Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 übertragen werden kann. In jedem Fall ist die von dem jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt 51 und 52 in das Bauteil 10 zu übertragende Kraftkomponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft größer als die von dem Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 in das Bauteil zu übertragende Kraftkomponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft, vorzugsweise mindestens 20 mal so groß.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Querkraftankers der ersten Ausführungsform wird mit Hinblick auf die Figuren 2 und 3 erklärt. Der Anschlussabschnitt 2 ist in der gezeigten ersten Ausführungsform als Hülse ausgeführt, die ein Innengewinde 7 aufweist. Wie die Fig. 2 zeigt, ist der erfindungsgemäße Querkraftanker 1 in Kombination mit dem Ankerbolzen 8 und dem Lasteinleitungsbolzen 9 anwendbar, dabei werden in den innenliegenden Gewindegang 7 des Querkraftankers 1 der Ankerbolzen 8 sowie der Lasteinleitungsbolzen 9 eingeschraubt. So können Zug-, Druck und Querkräfte auf den erfindungsgemäßen Querkraftanker 1 übertragen werden. Dabei werden über den Lasteinleitungsbolzen 9 vornehmlich, entlang der Bauteillängsrichtung bzw. Achse ll-ll, welche die Achse der Hülse als auch des Lasteinleitungsbolzens 9 und des Ankerbolzens 8 ist, wirkende Zugkräfte über den Querkraftanker 1 an den gegenüberliegenden Ankerbolzen 8 weitergeleitet und im Bauteil 10 verankert. Zur Einleitung der Zugkräfte ist der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 nicht an dem Ankerbolzen 8 vorgesehen. Zur besonders effizienten Übertragung von Druckkräften können der Ankerbolzen 8 und der Lasteinleitungsbolzen 9 soweit in die Hülse eingeschraubt werden, dass sie in der Hülse formschlüssig aufeinandertreffen.
Für die Einleitung von Zugkräften in das Bauteil 10 ist es wünschenswert, dass die Achse ll-ll, also die Achse der Hülse, des Lasteinleitungsbolzens 9 und des Ankerbolzens 8 möglichst mittig zwischen den beiden Bauteilaußenflächen 11 und 12, wie in Fig. 3 dargestellt, in Bauteillängsrichtung verläuft, da so zu beiden Seiten ein großer Randabstand geschaffen wird. Gemäß den Ankern aus dem Stand der Technik würden durch den Lasteinleitungsbolzen 9 in den Anschlussabschnitt 2 eingeleitete und entlang der Achse l-l, welche senkrecht auf der Achse ll-ll steht, wirkende Querkräfte durch die den Anschlussabschnitt bildenden Flächen in das Bauteil eingeleitet werden, und damit sehr nah an der Achse ll-ll in das Bauteil eingeleitet werden. Dabei wird jedoch nur ein unzureichend kleiner Bereich der Bauteildicke zwischen den beiden Außenflächen 11 und 12 genutzt, was die Versagenslast bei Querkraftversagen beschränkt. Mit dem erfindungsgemäßen Querkraftanker 1 können Querkräfte durch Abschnitte übertragen werden, die sich näher an den Bauteilaußenflächen 11 und 12 befinden und somit beabstandet sind vom Anschlussabschnitt 2. Somit kann ein großer Teil der Bauteildicke zwischen den Außenflächen 1 1 und 12 genutzt werden. Im Falle des erfindungsgemäßen Querkraftankers sind die Abschnitte zur Einleitung von Querkräften, die sich nahe an den Bauteilaußenflächen 11 und 12 befinden, die Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52, die jeweils von dem Anschlussabschnitt 2 in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft beabstandet sind. Die Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 überlappen zumindest teilweise den Anschlussabschnitt 2 entlang der Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft. Dabei wirken bei Querkraftübertragung keine oder nur sehr geringe Momente auf den Querkaftanker. Die Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 sind so ausgestaltet, dass sie eine Kraftkomponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft in das Bauteil übertragen können. So ist es auch möglich, die Querkraft durch reine Scherbeanspruchung auf das Bauteil zu übertragen, wenn eine hinreichend schersteife Anbindung des Lasteinleitungsabschnitts an das Bauteil vorgesehen ist. Vorzugsweise weisen die Lasteinleitungsabschnitte aber, wie in den Fig. 1a - 3 gezeigt, die Lasteinleitungsflächen 61 und 62 auf, die in der gezeigten Ausführungsform auf der Richtung der zu übertragenden Querkraft entlang der Achse l-l senkrecht stehen. Der
Querkraftanker ist so angeordnet, dass die Achse ll-ll in Bauteillängsrichtung verläuft und die Achse l-l quer dazu in Bauteildickenrichtung. Die Lasteinleitungsflächen 61 und 62 stehen senkrecht auf der Achse l-l und damit senkrecht auf der zu übertragenden Querkraft. Dabei wird das Bauteil quer zur Bauteillängsrichtung in Richtung der zu übertragenden Querkraft auf Druck beansprucht, was die Ausbildung eines Ausbruchskegels bewirkt. In Fig. 3 wird durch eine Querkraft, die in Richtung der Achse l-l wirkt und auf die Bauteilaußenfläche 1 1 zugerichtet ist, der Bereich des Bauteils, der sich von den Lasteinleitungsflächen 61 und 62 des rechten Lasteinleitungsabschnitts 51 bis zur linken Bauteilaußenfläche 11 erstreckt, auf Druck beansprucht. Bei Versagen ergibt sich der eingezeichnete Ausbruchkegel 13. Die gezeigte Ausführungsform, wobei die Lasteinleitungsflächen 61 und 62 auf der Richtung der zu übertragenden Querkraft entlang der Achse l-l senkrecht stehen, ist eine bevorzugte
Ausführungsform. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Querkraftlasteinleitung durch Flächen an dem Lasteinleitungsabschnitt 51 bzw. 52 geschieht, deren wegweisende Flächennormalen lediglich eine Komponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft aufweisen. Die wegweisende Flächennormale ist dabei die Flächennormale, die von der jeweiligen Fläche des Lasteinleitungsabschnitts 51 bzw. 52 wegzeigt. Es ist somit möglich, dass die wegweisende Flächennormale einer Lasteinleitungsfläche mit der Richtung der zu übertragenden Querkraft einen Winkel bildet, oder mit anderen Worten die Lasteinleitungsflächen nicht notwendigerweise senkrecht auf der Richtung der zu übertragenden Querkraft stehen muss, sondern auch schräg dazu verlaufen kann. Damit würde das Bauteil durch die zu übertragende Querkraft nicht ausschließlich auf Druck quer zur Bauteillängsrichtung, sondern auch auf Scherung beansprucht werden. Es kann also jede Fläche, deren wegweisende Flächennormale eine Komponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft aufweist, als Lasteinleitungsfläche fungieren. Auch ist es denkbar, die Querkraft nicht flächig, sondern linienförmig oder punktförmig von den
Lasteinleitungsabschnitten in das Bauteil 10 zu übertragen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Lasteinleitungsflächen 61 und 62 von den Flächen, deren wegweisende
Flächennormale eine Komponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft aufweist, die am weitesten in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung der jeweils durch sie zu übertragenden Querkraft liegenden Flächen. Somit kann ein großer Teil der Bauteildicke zwischen den Außenflächen 11 und 12 genutzt werden.
Damit die Querkraft zum Großteil (mit einer großen Komponente) von den
Lasteinleitungsflächen 61 und 62 der jeweiligen Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 in das Bauteil eingeleitet werden kann, ist die Einleitung der Querkraft vorzugsweise durch andere Abschnitte, welche in der Lage wären eine Kraftkomponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft in das Bauteil 10 einzuleiten, zu unterbinden. Dazu ist an dem Querkraftanker 1 der ersten Ausführungsform, wie in den Figuren 1a - 3 gezeigt, an allen Abschnitten, die eine Kraftkomponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft in das Bauteil 10 einleiten könnten, mit Ausnahme der Lasteinleitungsflächen 61 und 62 der beiden Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52, der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 vorgesehen und zwar so, dass die Oberflächen dieser Abschnitte vollständig von dem
Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 bedeckt sind. Insbesondere ist der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 an dem Anschlussabschnitt 2 und abschnittsweise, mit Ausnahme der Lasteinleitungsflächen 61 und 62, an den Lasteinleitungsabschnitten 51 und 52 vorgesehen. Gemäß Fig. 3 ist der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 jeweils von dem jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt 51 und 52 in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft beabstandet vorgesehen. Durch die Lasteinleitungsflächen 61 und 62 des Lasteinleitungsabschnitts 51 kann eine Querkraft in das Bauteil 10 übertragen werden, die in Richtung der Achse l-l wirkt und auf die Bauteilaußenfläche 11 zugerichtet ist. Der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 ist dabei unter anderem an dem Anschlussabschnitt 2, welcher in Richtung der durch den Lasteinleitungsabschnitt 51 zu übertragenden Querkraft beabstandet ist, als auch an der der Bauteilaußenfläche 11 zugewandten Fläche 63 des zweiten Lasteinleitungsabschnitts 52, welcher von dem ersten Lasteinleitungsabschnitt 51 in Richtung der durch den Lasteinleitungsabschnitt 51 zu übertragenden Querkraft beabstandet ist, vorgesehen. Insbesondere der Anschlussabschnitt 2 als auch die der Bauteilaußenfläche 11 zugewandte Fläche 63 des zweiten Lasteinleitungsabschnitts 52 befinden sich in einer Richtung der durch den Lasteinleitungsabschnitt 51 zu übertragenden Querkraft vor dem Lasteinleitungsabschnitt 51 und wären ohne den an ihnen vorgesehenen Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt geeignet, eine große Komponente in Richtung der durch den Lasteinleitungsabschnitt 51 zu übertragenden Querkraft in das Bauteil 10 zu übertragen. Denn sowohl der Anschlussabschnitt 2 als auch die der Bauteilaußenfläche 11 zugewandte Fläche 63 des zweiten Lasteinleitungsabschnitts 52 weisen wegweisende Flächennormalen auf, die eine Komponente in Richtung der durch den Lasteinleitungsabschnitt 51 zu übertragenden Querkraft aufweist. Damit würden auch durch diese Abschnitte das Bauteil 10 mit einer großen Kraftkomponente in Richtung der durch den Lasteinleitungsabschnitt 51 zu übertragenden Querkraft beansprucht. Wie in Fig. 3 zu sehen, ist der Querkraftanker 1 so im Bauteil angebracht, dass sich von dem Lasteinleitungsabschnitt 51 in Richtung der durch den Lasteinleitungsabschnitt 51 zu übertragenden Querkraft entlang der Bauteildickenrichtung bis zum Bauteilrand 11 ein möglichst großer Abstand ergibt, damit befinden sich der Anschlussabschnitt 2 und die der Bauteilaußenfläche 1 1 zugewandte Fläche 63 des zweiten Lasteinleitungsabschnitts 52 in Richtung der durch den Lasteinleitungsabschnitt 51 zu übertragenden Querkraft vor dem Lasteinleitungsabschnitt 51. Der in Richtung der durch den Lasteinleitungsabschnitt 51 zu übertragenden Querkraft beabstandete Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 unterbindet teilweise, vorzugsweise aber vollständig eine Kraftübertragung mit einer Komponente in Richtung der durch den Lasteinleitungsabschnitt 51 zu übertragenden Querkraft durch den Querkraftanker in allen Abschnitten, die sich in Richtung der durch den Lasteinleitungsabschnitt 51 zu übertragenden Querkraft vor dem Lasteinleitungsabschnitt 51 befinden. Somit kann ein großer Teil der Bauteildicke zur Übertragung einer großen Komponente in Richtung der durch den Lasteinleitungsabschnitt 51 zu übertragenden Querkraft genutzt werden.
Ein unerwünschter Lastübertrag durch die entlang der Achse l-l wirkenden Querkräfte wird somit durch den Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 unterbunden, sodass die jeweils zu übertragende Querkraft entgegen ihrer Wirkrichtung durch den entsprechenden Steg 41 bzw. 42 zurückgehängt und über die dort an den Lasteinleitungsabschnitten 51 und 52 angeordneten Lasteinleitungsflächen 61 und 62 gezielt auf das Bauteil 10 übertragen wird. Dabei erfolgt die Ausbildung des Ausbruchkegels 13 in Wirkrichtung der Querkraft erst ab diesen Lasteinleitungsflächen 61 und 62. Auf dieser geometrischen Grundlage wird die aufnehmbare Querkraft erhöht, weil der maßgebende Randabstand zu den seitlichen Außenflächen des Bauteils 1 1 und 12 effektiv vergrößert wird. Wie in Fig. 3 gezeigt, sind die jeweiligen Lasteinleitungsflächen 61 und 62 der beiden Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 in Schnitten quer zur Bauteillängsrichtung auf einer vom Bauteilrand 1 1 und 12 aus entgegen der Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft liegenden Seite angeordnet. Somit kann für beide Richtungen der entgegengesetzten zu übertragenden Querkräfte ein großer Teil der Bauteildicke zur Übertragung einer großen Komponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft genutzt werden.
Allerdings muss nicht an allen Abschnitten, die eine Kraftkomponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft in das Bauteil 10 einleiten können, mit Ausnahme der Lasteinleitungsflächen 61 und 62 der beiden Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52, der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 vorgesehen sein. Für eine Einleitung der Querkraft über einen möglichst großen Teil der Bauteildicke ist aber vorzugsweise zumindest an allen Flächen, die von der Lasteinleitungsfläche aus in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft liegen und deren wegweisende Flächennormalen eine Komponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft aufweisen wie z.B die der Bauteilaußenfläche 1 1 zugewandte Fläche 63 des zweiten Lasteinleitungsabschnitts 52, der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt zumindest abschnittsweise vorgesehen, da diese Flächen ohne den Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 besonders geeignet wären, eine große Komponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft in das Bauteil 10 zu übertragen. Dies liegt daran, dass diese Flächen eine Druckbeanspruchung im Bauteil hervorrufen, mit der eine große Komponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft in das Bauteil 10 übertragen werden kann. Andere Flächen, deren wegweisende Flächennormalen keine Komponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft haben, würden ohne spezielle Anbindung an das Bauteil 10 ohnehin keine Kraftkomponente in Richtung der Querkraft übertragen. Der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 kann abschnittsweise an den eben beschriebenen Flächen angebracht werden oder sogar ganz weggelassen werden, solange die von dem jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt 51 und 52 in das Bauteil 10 zu übertragende Kraftkomponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft die größte zu übertragende Kraftkomponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft ist.
Der in den Fig. 1a - 3 gezeigte Querkraftanker eignet sich zur Übertragung wechselnder bzw. entgegengesetzter Querkräfte, da er zwei Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 mit den jeweiligen Lasteinleitungsflächen 61 und 62 aufweist. Für eine Lasteinleitung einer Querkraft, die entlang der Achse l-l wirkt und auf die linke Außenfläche 11 zugerichtet ist, ist es durch die Lasteinleitungsflächen 61 und 62 des rechten Lasteinleitungsabschnitts 51 vorteilhaft, dass an den Flächen des zweiten linken Lasteinleitungsabschnitts 52, deren wegweisende
Flächennormalen eine Komponente in Richtung dieser wirkenden Querkraft aufweisen, der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 zumindest abschnittsweise vorge-sehen ist. Analog gilt das für die Flächen des rechten Lasteinleitungsabschnitts 51 , deren wegweisende
Flächennormalen eine Komponente in der anderen Richtung der zu übertragenden Querkraft aufweisen, wenn eine Querkraft zu übertragen ist, die auf die rechte Außenfläche 12 zugerichtet ist. Auch müssen die Lasteinleitungsflächen 61 und 62 der beiden Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 nicht parallel zueinander sein, solange jeder Lasteinleitungabschnitt 51 und 52 eine Komponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft in das Bauteil einleiten kann. So können beispielsweise die Lasteinleitungsflächen 61 und 62 des linken
Lasteinleitungsabschnitts 51 schräg zur Achse l-l verlaufen. Vozugsweise sind an beiden Lasteinleitungsabschnitten 51 und 52 Lasteinleitungsflächen 61 und 62 vorgesehen, deren wegweisende Flächennormalen eine Komponente in Richtung der jeweils entgegengesetzten zu übertragenden Querkräfte haben. Somit haben die jeweiligen wegweisenden Flächennormalen der Lasteinleitungsflächen 61 und 62 von zwei Lasteinleitungsabschnitten 51 und 52 zur Übertragung entgegengesetzter Querkräfte vorzugsweise aufeinander zugerichtete Komponenten. Die gezeigten Ausführungsformen stellen Querkraftanker mit zwei Lasteinleitungsabschnitten 51 und 52 dar zur Übertragung entgegengesetzter Querkräfte, wobei ein Lasteinleitungsabschnitt 51 eine Kraftkomponente in eine Richtung der zu übertragenden Querkräfte in das Bauteil übertragen kann, und der zweite Lasteinleitungsabschnitt 52 eine Kraftkomponente in die andere Richtung der zu übertragenden Querkräfte in das Bauteil übertragen kann. Muss eine Querkraft allerdings nur in eine Richtung übertragen werden, kann auch nur ein Lasteinleitungsabschnitt 51 vorgesehen werden.
Der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 ist so ausgestaltet, dass er sich unter der wirkenden Querkraft in Richtung der Querkraft verformen kann, wobei sich dabei der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 vorzugsweise elastisch verformt und ein Federungseffekt auftritt, der die Querkraft nur in sehr geringem Maße an das Bauteil überträgt. Wie bereits oben geschildert, ist der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 vorzugsweise an Flächen angebracht, deren wegweisende Flächennormalen eine Komponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft aufweisen. Somit wird durch die zu übertragende Querkraft das Bauteil 10 als auch der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt auf Druck beansprucht. Um den gewünschten Effekt des Unterbindens einer Übertragung einer Komponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft in das Bauteil 10 zu erhalten, sollte sich der Lasteinleitungsabschnitt 3 unter Druckbeanspruchung komprimieren können. Ist der Querkraftanker, wie in den Fig. 1a - 3 gezeigt, gänzlich von dem Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 umschlossen, ist eine Kompression in Richtung der wirkenden Querkraft nur unter Verwendung eines kompressiblen Materials möglich, da Querausdehnungen durch den angrenzenden Beton unterbunden werden. Deshalb besteht der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 vorzugsweise aus einem kompressiblen elastischen Material. Solche elastisch verformbaren und kompressiblen Materialien sind vorzugsweise geschlossenzellige Schaumstoffe, die ferner ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Schaumstoff verhindern, oder auch offenzeilige Schaumstoffe. Diese Schaumstoffe können auf den Anker aufgeklebt werden oder auch selbstklebend angebracht sein. So wird der Lasteinleitungsverhinderungabschnitt 3 durch eine elastische Schicht gebildet. Die Basis für diese Schaumstoffe bilden Materialien Polymere wie Polyurethan, TPE, EPDM, PE oder auch Melaminharzschaum. Es sind aber auch weiche elastische MS- Polymere als Material für den Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 denkbar. Ferner kann ein Gelkissen, welches eine Folie mit innenliegendem Gelkern aufweist, auf den Querkraftanker geklebt werden. Hat der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 die Möglichkeit sich zu verformen, wird folglich Spiel bzw. ein Spalt zwischen Beton und Querkraftanker vorgesehen, können auch plastisch verformbare Materialien wie Wachs genutzt werden. Es ist jedoch auch möglich den Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 vollständig als Spalt zwischen Beton und Querkraftanker vorzusehen, wobei dann der Querkraftanker mit einem sich auflösenden Material versehen sein müsste. Die gerade beschriebenen Ausführungsformen des Lastverhinderungsabschnitts 3 lassen sich auch auf verschiedene Arten kombinieren, beispielsweise kann der Lasteinleitungsabschnitt 3 abschnittsweise als Spalt zwischen Querkraftanker und Bauteil vorgesehen sein und abschnittsweise als geschlossenzelliger Schaumstoff. Mit einem großflächig vorgesehenem Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 in Form eines elastischen Materials kann weiterhin die Schallübertragung oder Vibration zwischen zwei Bauteilen, etwa einer Treppe, die an ein Treppenhaus angeschlossen ist, reduziert werden. Die elastische Schicht dämpft die eingetragenen Schwingungen und reduziert die Schallübertragung in das Bauteil signifikant. Für eine möglichst hohe Schallabsorption empfiehlt es sich, eine möglichst große Fläche des Ankers mit einem elastischen Material zu überziehen. In der Ausführungsform gemäß der Fig. 1a - 3 ist der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 nicht an der jeweils oberen Fläche 65 der Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 sowie der sich daran anschließenden oberen Fläche der Stege vorgesehen. Das liegt daran, dass diese Flächen, wie in Fig. 3 gezeigt mit der Bauteiloberfläche des Bauteils 10 abschließen und daher nicht in Kontakt mit dem Bauteil stehen. Es sind auch Einbaulagen des Querkraftankers vorstellbar, wobei jeweils die obere Fläche 65 der Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 nicht mit dem Bauteil 10 abschließt, sondern ein Bereich der rückseitigen Flächen 63 der jeweiligen Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 aus dem Bauteil 10 hervorsteht und dementsprechend nicht mit dem Bauteil 10 kontaktierbar ist. In diesen hervorstehenden Bereichen der rückseitigen Flächen 63 ist der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 dann überflüssig, wobei der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 dann an den rückseitigen Flächen 63 abschnittsweise vorgesehen werden kann.
Die anderen Abschnitte des Querkraftankers als der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3, also Stege 41 und 42, Anschlussabschnitt 2 und Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 mit den dazugehörigen Lasteinleitungsflächen 61 und 62, bestehen aus einem steiferen Material als der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3. Sie bestehen aus Kunststoff, vorzugsweise aber aus Stahl. Der Anschlussabschnitt 2 sollte vor Korrosion geschützt sein. Deshalb eignen sich für ihn Edelstahl oder verzinkter bzw. chromatierter Stahl. Auch die Stege 41 und 42 als auch die Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 können aus verzinktem Stahl oder auch aus Baustahl bestehen.
Mit der beschriebenen Konfiguration aus elastischem Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 und steifen Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt und den Lasteinleitungsflächen 61 und 62, deren wegweisende Flächennormalen eine Komponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft aufweisen, ergibt sich über die Lasteinleitungsflächen eine steife auf Druck belastete Anbindung der Lasteinleitungsflächen 61 und 62 der Lasteinleitungs-abschnitte 51 und 52 an das Bauteil 10, wobei die zu übertragende Querkraft größtenteils über diese steife Anbindung in das Bauteil eingeleitet wird und nur zu einem sehr geringen Teil über den elastisch verformbaren Lasteinleitungsabschnitt 3.
Dabei wird sich das Prinzip zu Nutze gemacht, dass wenn eine Kraft in eine Richtung an mehreren Abschnitten in ein Bauteil übertragen werden kann, der Großteil der Kraft an der Anbindung mit der größten Steifigkeit übertragen wird.
Durch die Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 kann die jeweils zu übertragende Querkraft definiert an den Lasteinleitungsflächen 61 und 62 des jeweiligen Lasteinleitungsabschnitts 51 und 52 in das Bauteil 10 übertragen werden. Der Querkraftanker weist also die Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 auf, über die er mit dem Bauteil 10 in Kontakt steht und eine Kraftkomponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft in das Bauteil 10 übertragen kann. Andererseits sind an dem Querkraftanker 1 alle Abschnitte mit Ausnahme der Lasteinleitungsflächen 61 und 62 der Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52, die eine Kraftkomponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft in die bestimmte Richtung in das Bauteil übertragen können, mit einer diese Abschnitte bedeckenden, im Vergleich zu den Lasteinleitungsabschnitten 51 und 52 leicht verformbaren Schicht 3 versehen. Über diese verformbare Schicht 3 steht der Querkraftanker 1 ebenfalls mit dem Bauteil 10 in Kontakt, wobei sich bei Belastung des Querkraftankers 1 durch die jeweilige Querkraft die verformbare Schicht 3 verformt und dabei die jeweils zu übertragende Querkraft mit einer kleineren Komponente als durch den jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt 51 und 52 in den anderen Körper übertragen wird.
Die Lage des Querkraftankers 1 innerhalb des Bauteils 10 kann je nach Ausführung variieren. Wie die Fig. 4 zeigt, ist der Querkraftanker 101 gemäß einer zwieten Ausführungsform in einer um 180° um die Achse l-l gedrehten Lage dargestellt, daraus resultiert eine tiefere Lage der Stege 41 und 42, der Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 und der Lasteinleitungsflächen 61 und 62. Das Einschrauben des Ankerbolzens 8 und des Lasteinleitungsbolzen 9 sowie das beschriebene Prinzip der Lastübertragung erfolgt analog der in Fig. 2 und 3 dargestellten ersten Ausführungsform des Querkraftankers 1. Da nun aber auch die jeweils obere Fläche 65 der Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 sowie die sich jeweils daran anschließende obere Fläche der Stege mit dem Bauteil in Kontakt stehen würden, sind nun auch diese Flächen mit dem Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 versehen. Damit ist an dem Querkraftanker 101 an allen Oberflächen mit Ausnahme der Lasteinleitungsflächen 61 und 62 und der freiliegenden oberen Fläche der Hülse 2, die, wenn gemäß Fig. 3, verbaut mit der Bauteiloberfläche abschließt, der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 vorgesehen.
Weiter kann auch die Form und konstruktive Ausgestaltung des Querkraftankers 1 variieren. Bisher hatte jeder Lasteinleitungsabschnitt 51 und 52 jeweils zwei Lasteinleitungsflächen 61 und 62, wobei die beiden Lasteinleitungsflächen 61 und 62 in einer Ebene angeordnet sind und zu beiden Seiten des jeweiligen Stegs 41 und 42 angeordnet waren. Das erlaubt eine einfache Fertigung des Querkraftankers 1 und eine gleichmäßige Belastung des Bauteils 10. Allerdings können auch mehr als zwei Lasteinleitungsflächen vorgesehen sein, die nicht notwendigerweise in einer Ebene liegen müssen. Alternativ können, wie anhand des Querkraftankers 201 gemäß einer dirtten Ausführungsform in Fig. 5 gezeigt, Stege und zylinderförmige Lasteinleitungsabschnitte 251 und 252 als Kopfbolzen 14 ausgeführt werden. Somit weist jeder Lasteinleitungsabschnitt jeweils nur noch eine kreisförmige Lasteinleitungsfläche 261 auf. Das Einschrauben des Ankerbolzens 8 und des Lasteinleitungsbolzens 9 sowie das beschriebene Prinzip der Lastübertragung erfolgt analog der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform des Querkraftankers 1. Auch an dem Querkaftanker 201 ist an allen Oberflächen mit Ausnahme der Lasteinleitungsflächen 261 und der freiliegenden oberen Fläche der Hülse der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 vorgesehen.
Fig. 6 zeigt eine Explosionsansicht des Querkraftankers 201 aus Fig. 5 mit Kopfbolzen 14, wobei der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 nicht dargestellt ist. Der zentrale Anschlussabschnitt 2 in Form einer Hülse zeigt zwei Aufnahmepunkte 15 für die Stege des Kopfbolzens 14, welche entweder als Schweißstellen aufgefasst werden können oder auch Gewinde darstellen können, in welche die Kopfbolzen eingeschraubt werden können. Somit lassen sich die Stege 241 und 242 an eine zwischen den Lasteinleitungsabschnitten 251 und 252 liegende Hülse besonders einfach anbringen. Der Anschlussabschnitt 2 kann auch auf andere Weise ausgeführt werden, solange ein Anschlusselement damit stoffschlüssig, formschlüssig oder kraftschlüssig zur Einleitung von Kräften in den Querkraftanker 1 verbunden werden kann. So kann der Anschlussabschnitt beispielsweise auch als Flansch ausgeführt werden. In Fig. 7a und 7b ist eine Kunststoffkappe 16 dargestellt, welche sich als Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 für den in Fig. 6 gezeigten Querkraftanker 201 eignet. Fig. 7a zeigt dabei den ersten Lasteinleitungsabschnitt 251 , der mit dem Steg 241 verbunden ist und die Kunststoffkappe 16, die an dem ersten Lasteinleitungsabschnitt angebracht ist. Fig. 7b zeigt die Kunststoffkappe 16 im Halbschnitt gemäß der in Fig. 7a eingezeichneten Schnittebene. So eine Kunststoffkappe 16 kann auf dem Lasteinleitungsabschnitt 251 mit Hilfe der Klickelemente 17, die im Inneren der Kunstoffkappe in Umfangsrichtung angebracht sind, vorgesehen werden. Die Klickelemente 17 sind über eine stegförmige Anbindung 18 mit der Mantelfläche der Kunststoffkappe 16 verbunden. Somit ergibt sich zwischen der Bodenfläche der Kunststoff kappe 16, die der rückseitigen Fläche 63 des Lasteinleitungsabschnitts 251 gegenüberliegt, und dem Klickelement 17, sowie zwischen dem Klickelement 17 und der Mantelfläche der Kunststoffkappe ein Luftspalt. Dieser Luftspalt ermöglicht bei wirkender Querkraft eine Verformung, weshalb eine Übertragung einer Kraftkomponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft stark reduziert wird, lediglich über die Anbindung 18, die die Verformung zu ermöglichen hat, kann eine geringe Kraftkomponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft weitergeleitet werden. Die Kunststoff kappe 16 ist somit ein Beispiel für einen Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt, bei dem ein Spalt zumindest teilweise als Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 existiert. In dieser Ausführungsform weist die Kunststoffkappe 16 integral den Spalt auf, der als Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3 dient und somit fungiert die Kunststoffkappe 16 selbst als Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt 3. Allerdings kann, wie bereits geschildert, ein Spalt zwischen dem Querkraftanker und dem Bauteil vorgesehen sein, indem auf dem Querkraftanker beispielsweise ein selbstauflösendes Material angebracht wird. Solche Kunststoffkappen können in ähnlicher Weise auch für andere Abschnitte des Querkraftankers 201 vorgesehen werden, beispielsweise für die Stege 241 und 242. Solche Kunststoffkappen können im Spritzgussverfahren hergestellt werden, weshalb auch andere Formen der Kunstoffkappe realisiert werden können. So kann die Kunststoffkappe beispielsweise auch für die Querkraftanker 1 und 102 mit quaderförmigen Lasteinleitungsabschnitten 51 und 52 verwendet werden.
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Darstellung eines modifizierten erfindungsgemäßen Querkraftankers ähnlich der ersten und zweiten Ausführungsform mit quaderförmigen Lasteinleitungsabschnitten 51 und 52. Bei dieser Art der Ausführung sind zwei parallel angeordnete Lasteinleitungsabschnitte 51 und 52 beispielsweise über einen hülsenförmigen Hohlzylinder als Anschlussabschnitt 2 mit oder ohne Innengewinde verbunden. Über eine Bohrung 19 in den Lasteinleitungsabschnitten 51 und 52 kann in dem Anschlussabschnitt 2 ein Anschlusselement vorgesehen werden. Diese Anker können z.B, als Anschluß bzw. Durchstanzbewehrung für Stützen, Säulen etc. dienen. Sie eignen sich ebenfalls zur Übertragung entgegengesetzter Querkräfte quer zur Bauteillängsrichtung, wobei die Achse des Anschlussabschnitts 2 in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkräfte liegt, der Anschlussabschnitt selbst von den jeweiligen Lasteinleitungsabschnitten aus aber in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft beabstandet ist.
Fig. 9 zeigt einen modifizierten erfindungsgemäßen Querkraftanker mit zylinderförimgen Lasteinleitungsabschnitten 251 und 252 ähnlich der dritten Ausführungsform. In Fig. 8 und 9 ist die elastische Schicht als Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt nicht gezeigt. Selbst ohne elatische Schicht ist ein erfindungsgemäßer Querkraftanker herkömmlichen Verbindungsmitteln überlegen, da durch die Beabstandung des Anschlussabschnitts von dem
Lasteinleitungsabschnitt aus in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft, zumindest eine Kraftkom ponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft über eine große Bauteildicke in das Bauteil übertragen wird.
Die Querkraftanker gemäß Fig. 8 und 9 finden Anwendung als Anschluss für z.B. Durchstanzbewehrung. Auch hier ist aber ein Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt in Form einer elastischen Schicht vorteilhaft. Wird dieser Anker mit Querkraft belastet, werden die Lasteinleitungsflächen in der Richtung, in die die Querkraft wirkt, auf Druck belastet. Insbesondere an den rückseitigen Flächen 63 der Lasteinleitungsasbchnitte 51 und 52 bzw. 251 und 252 wird diese Druckbelastung dannüber die elastischen Schichten absorbiert und nicht in den darunter liegenden Beton eingeleitet und ein Durchstanzen erschwert. Auf der unbeschichteten Fläche der Lasteinleitungsflächen wird die Kraft direkt in das Bauteil eingebracht. Aufgrund der tief liegenden Verankerung sind hohe Kräfte ohne Durchstanzen aufnehmbar.
Vorteilhaft sind die erfindungsgemäßen Querkraftanker auch zum Abheben und Aufrichten horizontal liegender Betonfertigteile. Durch die Lasteinleitungsbereiche sind die wirkenden Querkräfte über einen großen Teil der Bauteildicke in das Bauteil eingeleitet und der Beton kann effektiver ausgenutzt werden, ohne dass die Anker aus dem Beton ausreißen.
Alternativ kann ein solcher Anker auch mit mehr als zwei Lasteinleitungsabschnitten versehen sein, beispielsweise vier. Ein solcher Anker kann Querkraft nicht nur entlang einer Achse abtragen, sondern entlang zweier Achsen. Bezugszeichenliste
1 , 101, 201 Querkraftanker
2 Ankerhülse (Anschlussabschnitt)
3 Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt
41, 42, 241, 242 Stege
51, 52, 251, 252 erster und zweiter Lasteinleitungsabschnitt
61, 62, 261 Lasteinleitungsflächen
63 Rückseitige Fläche bzw. Bauteilaußenfläche zugewandte Fläche eines
Lasteinleitungsabschnitts
64 Seitenflächen eines Lasteinleitungsabschnitts
65 obere Fläche eines Lasteinleitungsabschnitts
66 untere Fläche eines Lasteinleitungsabschnitts
7 Innengewinde
8 Ankerbolzen
9 Lasteinleitungsbolzen
10 Bauteil
11 linke Außenfläche
12 rechte Außenfläche
13 Ausbruchkegel
14 Kopfbolzen
15 Aufnahmepunkte für Stege
16 Kunststoff kappe 17 Klickelement
18 Anbindung Klickelement
19 Bohrung für Anschlusselement

Claims

Patentansprüche
1. Querkraftanker (1 , 101 , 201 ) zur Übertragung von Querkräften quer zur Längsrichtung eines Bauteils (10) innerhalb von Bauteilen vornehmlich aus Beton, aufweisend: einen Anschlussabschnitt (2) zur Einleitung von zumindest einer Querkraft in den
Querkraftanker (1 , 101 , 201 ), der mit zumindest einem Lasteinleitungsabschnitt (51 , 251 ) verbunden ist, der mit dem Bauteil (10) kontaktierbar ist, um zumindest eine
Kraftkomponente in Richtung der zu übertragenden Querkraft in das Bauteil (10) zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (2) von dem
Lasteinleitungsabschnitt (51 , 251 ) aus in Richtung der zu übertragenden Querkraft beabstandet ist.
2. Querkraftanker (1 , 101 , 201 ) nach Anspruch 1 , wobei der Querkraftanker (1 , 101 , 201 ) zwei Lasteinleitungsabschnitte (51 , 52, 251 , 252) aufweist zur Übertragung
entgegengesetzter Querkräfte, wobei der erste Lasteinleitungsabschnitt (51 , 251 ) eine Kraftkomponente in eine Richtung der zu übertragenden Querkräfte in das Bauteil (10) übertragen kann, und der zweite Lasteinleitungsabschnitt (52, 252) eine
Kraftkomponente in die andere Richtung der zu übertragenden Querkräfte in das Bauteil (10) übertragen kann und von dem ersten Lasteinleitungsabschnitt (51 , 251 ) in der einen Richtung der zu übertragenden Querkräfte beabstandet ist, und wobei der
Anschlussabschnitt (2) mit beiden Lasteinleitungsabschnitten (51 , 52, 251 , 252) verbunden ist.
3. Querkraftanker (1 , 101 , 201 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Querkraftanker (1 , 101 , 201 ) zusätzlich zumindest einen Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt (3) aufweist, der eine Kraftübertragung mit einer Komponente in Richtung der durch den jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt (51 , 52, 251 , 252) jeweils zu übertragenden Querkraft in das Bauteil teilweise, vorzugsweise aber vollständig, unterbindet.
4. Querkraftanker (1 , 101 , 201 ) nach Anspruch 3, wobei der Lasteinleitungs- verhinderungsabschnitt (3) abschnittsweise an dem jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt (51 , 52, 251 , 252) vorgesehen ist und zumindest abschnittsweise an dem
Anschlussabschnitt (2) vorgesehen ist.
5. Querkraftanker (1 , 101 , 201 ) nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Lasteinleitungs- verhinderungsabschnitt (3) von dem jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt (51 , 52, 251 ,
252) aus in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft beabstandet vorgesehen ist.
6. Querkraftanker (1 , 101 , 201 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die vom
jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt (51 , 52, 251 , 252) in das Bauteil (10) zu übertragende Kraftkomponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft größer ist als die von dem Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt (3) in das Bauteil (10) zu übertragende Kraftkomponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft.
7. Querkraftanker (1 , 101 , 201 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der jeweilige Lasteinleitungsabschnitt (51 , 52, 251 , 252) zumindest eine
Lasteinleitungsfläche (61 , 261 ) aufweist, die mit dem Bauteil (10) kontaktierbar ist und deren wegweisende Flächennormale eine Komponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft aufweist, vorzugsweise aber die Lasteinleitungsflächen (61 ,
62, 261 ) des jeweiligen Lasteinleitungsabschnitts (51 , 52, 251 , 252) auf der Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft senkrecht stehen, und/oder die mehreren
Lasteinleitungsflächen (61 , 62, 261 ) des jeweiligen Lasteinleitungsabschnitts (51 , 52,
251 , 252) in einer Ebene liegen.
8. Querkraftanker (1 , 101 , 201 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei an allen Flächen (63), die von den Lasteinleitungsflächen (61 , 62, 261 ) des jeweiligen
Lasteinleitungsabschnitts (51 , 52, 251 , 252) aus in Richtung der jeweils zu
übertragenden Querkraft liegen und deren wegweisende Flächennormalen eine
Komponente in Richtung der jeweils zu übertragenden Querkraft aufweisen, der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt (3) zumindest abschnittsweise vorgesehen ist.
9. Querkraftanker (1 , 101 , 201 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei an allen Flächen außer an den Lasteinleitungsflächen (61 , 62, 261 ) des jeweiligen
Lasteinleitungsabschnitts (51 , 52, 251 , 252) der Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt (3) vorgesehen ist.
10. Querkraftanker (1 , 101 , 201 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei sich von dem Anschlussabschitt (2) zu beiden Seiten ein Steg (41 , 42, 241 , 242) erstreckt, der die Verbindung zu dem jeweiligen Lasteinleitungsabschnitt (51 , 52, 251 , 252) herstellt.
1 1. Querkraftanker (1 , 101 , 201 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Anschlussabschnitt (2) eine Hülse ist.
12. Querkaftanker (1 , 101 , 201 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 1 1 , wobei der
Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt (3) aus einem kompressiblen elastischen Material, vorzugsweise aus geschlossenzelligem Schaumstoff, ist.
13. Querkraftanker (1 , 101 , 201 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 12, wobei der
Anschlussabschitt (2), die Stege (41 , 42) und die jeweiligen Lasteinleitungsabschnitte (51 , 52, 251 , 252) aus einem steiferen Material als das des
Lasteinleitungsverhinderungsabschnitts (3) bestehen, vorzugsweise aus verzinktem Stahl.
14. Verbindungstruktur bestehend aus einem Bauteil (10) und einem Querkraftanker (1 , 101 , 201 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der
Lasteinleitungsverhinderungsabschnitt (3) zumindest teilweise als Spalt zwischen Bauteil (10) und Querkraftanker (1 , 101 , 201 ) vorgesehen ist.
15. Verfahren zur Gewährleistung einer Übertragung einer Kraft in eine bestimmte Richtung zwischen zwei beliebigen Körpern (1 , 10) durch einen definierten
Lasteinleitungsabschnitt (51 , 251 ), wobei der eine Körper den definierten
Lasteinleitungsabschnitt (51 , 251 ) aufweist, über den er mit dem anderen Körper in Kontakt steht und der Lasteinleitungsabschnitt (51 , 251 ) eine Kraftkomponente in
Richtung der Kraft in die bestimmte Richtung in den anderen Körper übertragen kann, und bei dem einen Körper alle Abschnitte mit Ausnahme des Lasteinleitungsabschnitts (51 , 251 ), die eine Kraftkomponente in Richtung der Kraft in die bestimmte Richtung in den anderen Körper übertragen können, mit einer diese Abschnitte bedeckenden, im Vergleich zum Lasteinleitungsabschnitt (51 , 251 ) leicht verformbaren Schicht (3) versehen sind und über diese verformbare Schicht mit dem anderen Körper in Kontakt stehen, wobei sich bei Belastung des einen Körpers durch die Kraft in die bestimmte Richtung die verformbare Schicht (3) verformt und dabei die Kraft in die bestimmte Richtung mit einer kleineren Komponente als durch den Lasteinleitungsabschnitt (51 , 251 ) in den anderen Körper übertragen wird.
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