WO2021063451A1 - Verfahren zur herstellung einer textilen querkraftbewehrung stützvorrichtung, querkraftbewehrung, betonbauteil und garnablagedatei - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer textilen querkraftbewehrung stützvorrichtung, querkraftbewehrung, betonbauteil und garnablagedatei Download PDF

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WO2021063451A1
WO2021063451A1 PCT/DE2020/100848 DE2020100848W WO2021063451A1 WO 2021063451 A1 WO2021063451 A1 WO 2021063451A1 DE 2020100848 W DE2020100848 W DE 2020100848W WO 2021063451 A1 WO2021063451 A1 WO 2021063451A1
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WO
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yarn
support device
transverse force
support
reinforcement
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Application number
PCT/DE2020/100848
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English (en)
French (fr)
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Iurii VAKALIUK
Maria Patricia GARIBALDI
Steffen Rittner
Original Assignee
Technische Universität Dresden
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Publication date
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    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/12Mounting of reinforcing inserts; Prestressing
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/07Reinforcing elements of material other than metal, e.g. of glass, of plastics, or not exclusively made of metal
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04CSTRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/06Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of high bending resistance, i.e. of essentially three-dimensional extent, e.g. lattice girders
    • E04C5/0645Shear reinforcements, e.g. shearheads for floor slabs

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a textile transverse force reinforcement, formed from at least one yarn that includes fibers suitable for load transfer, and a support device for producing textile transverse force reinforcement, formed from at least one yarn which includes fibers suitable for load transfer.
  • the invention also relates to a transverse force reinforcement formed from at least one yarn, a use of a transverse force reinforcement, a concrete component comprising two-shell concrete structure modules, and a yarn storage file.
  • a lattice girder and a method for its production are known, with flocks of thread-like or yarn-like individual elements being provided. These are arranged as sections of a belt and struts and in such a way that their multiplicity leads to an overall load-bearing capacity of the lattice girder.
  • Lattice girders that are stretched in a straight line can be produced, but they are not suitable for components with different shapes.
  • reinforcement structures are also provided which are designed as three-dimensional textile lattice structures, and a further structural textile is known from the document DE 10 2014 200 792 A1.
  • a box-lattice structure is also known from the publication WO 2013 102 593 A1.
  • the document DE 10 2007 038 932 A1 describes a textile-matrix composite for the production of components with an elliptical or circular cross-section, which consists of a grid-like, pre-curved narrow textile embedded in a matrix.
  • the textile-matrix composite can be bent as desired in the longitudinal direction, but is made from the prefabricated lattice-like narrow textile so that no significant load transfer is possible in the longitudinal direction.
  • the publication DE 20 2005 019 077 U1 also describes the production of textile transverse force reinforcement (cf. FIG. 2 and claims 1, 4, 10, 13, 19), made from fibers suitable for load transfer, with the transverse force reinforcement in at least one plane is made curved perpendicular to its cross section. However, it is not described how such a production can take place.
  • the publication WO 2018/185 600 A1 discloses a method for producing a textile reinforcement (see. Figures 1 and 3, claims 1 and 2), formed from at least one yarn 8, which comprises fibers suitable for load transfer, the reinforcement in at least one Plane can be produced curved perpendicular to its cross-section (see FIGS. 1 and 3) by depositing the yarn 8 to form the reinforcement on individual fixing pins 5 which are arranged transversely to a longitudinal line curved in the plane.
  • the object of the present invention to offer a method and a supporting device for producing a textile transverse force reinforcement, formed from at least one yarn, whereby a curvature of the transverse force reinforcement should be possible in at least one plane. It is a further object of the present invention to propose a transverse force reinforcement, its use as well as a concrete component and a yarn storage file. The object is achieved by a method for producing a textile transverse force reinforcement, formed from at least one yarn. According to the invention, it is provided that the transverse force reinforcement can be produced in a curved manner in at least one plane perpendicular to its cross section by depositing the yarn to form the transverse force reinforcement on a support device that can be bent in the plane.
  • the support device consists of support elements articulated to one another in one degree of freedom. After the hardening of a hardenable matrix material, the finished shear reinforcement is removed from the support device. A longitudinal direction of the shear reinforcement is considered to be perpendicular to the cross section.
  • the yarn is placed on the articulated support elements. According to a preferred embodiment of the method, the yarn is impregnated with the hardenable matrix material.
  • the process sequence according to the invention is designed in such a way that the support device is placed in a linearly stretched form on a support surface.
  • This support surface which can be designed as a table, for example, is designed as a flat surface with a suitable surface property with which a controlled movement of the support device is possible.
  • the bearing surface can be provided with an additional layer, for example to reduce the friction between the surface and the components.
  • the support surface can consist of metal or a sheet steel, as is also customary for the conventional manufacture of concrete components on a formwork table.
  • the second step of the manufacturing process is the adjustment of the support device in order to bring it into a shape corresponding to the horizontal projection of the intended curvature of the reinforcement element to be manufactured, the transverse force reinforcement within the meaning of the invention.
  • the intended curvature of the support device for the horizontal projection of the curvature of the reinforcement element to be manufactured is set by deflecting individual or, in particular, several of the support elements from their initially straight or other existing alignment. This can be done, for example, by means of shape actuators which, in particular, act mechanically on the support elements in a motorized manner, move the support elements in this way and thus achieve the required deflection.
  • shape actuators which, in particular, act mechanically on the support elements in a motorized manner, move the support elements in this way and thus achieve the required deflection.
  • the design and function of the form actuators will be discussed in greater detail in the description of the device according to the invention.
  • the next step within the production process of the transverse force reinforcement according to the invention is the depositing of the yarn, which forms the transverse force reinforcement and absorbs forces when used in a component, on the support device. This takes place in accordance with a planned yarn course, which ensures, for example, load-appropriate load transfer in the later concrete component.
  • the yarn is in an uncured state, held by the support device in order to then harden to form the transverse force reinforcement according to the invention.
  • Different methods and materials are provided for fixing the yarns after they have been deposited.
  • a hybrid fiber is used as the yarn, to which thermoplastic and thus thermally activated fibers were added during production.
  • the thermoplastic fibers melt and connect the fibers suitable for load transfer, e.g. B. carbon fibers, with each other.
  • the hardening of the matrix material takes place as soon as the thermoplastic fibers have cooled down and returned to their solid state.
  • the yarn is impregnated with a hardenable matrix material. This can be done during the manufacture of the yarn, the yarn then being used pre-impregnated and having to be protected from undesired premature hardening prior to use.
  • the yarn is also impregnated with a hardenable matrix material, but immediately before it is placed on the support device.
  • the curable matrix material used for impregnation is preferably reactive resins, such as. B. epoxy resin, or aqueous dispersions, e.g. B. based on acrylate or styrene butadiene, into consideration.
  • reactive resins such as. B. epoxy resin
  • aqueous dispersions e.g. B. based on acrylate or styrene butadiene
  • the last step is carried out and the hardened shear reinforcement is removed from the support device.
  • the method according to the invention is thus ended and the transverse force reinforcement is completed.
  • the invention further relates to a support device for producing a textile transverse force reinforcement, formed from at least one yarn, which comprises fibers suitable for load transfer.
  • the support device can be bent in the longitudinal direction in at least one plane perpendicular to its cross-section, the support device being provided for depositing the yarn and consisting of support elements connected to one another by means of joints that realize a degree of freedom.
  • the support surface for supporting the support device is provided with a friction-reducing coating.
  • a yarn depositing device for automated yarn depositing is also provided, which particularly preferably also impregnates the yarn with a suitable matrix material immediately before depositing it.
  • the transverse force reinforcement can thus be produced curved in the longitudinal direction in at least one plane perpendicular to the cross section.
  • the support device Before it is used, the support device can be assembled from the associated parts, in particular the support elements, in the intended dimensions, in particular the required length for the transverse force reinforcement to be produced. For other shear reinforcements to be produced in the same dimensions, the support device can be left installed, cleaned or repaired if necessary.
  • the yarn used is simple yarns or multiple yarns, which are suitable for reinforcement due to a corresponding proportion of load-bearing fibers.
  • These can be, for example, yarns based on carbon fibers, basalt fibers or alkali-resistant glass fibers (AR glass).
  • a further advantageous embodiment of the present invention provides that the support elements are deflected relative to one another by means of motor-driven form actuators which can exert a force on the support elements in such a way that the intended curvature of the support device is achieved.
  • An advantageous further development provides form actuators acting in the plane from both sides of the support elements, possibly including associated compensation strips. This results in a higher precision of the alignment.
  • the transverse force reinforcement can thereby be bent in the longitudinal direction in at least one plane perpendicular to the cross section. That means a deflection at a certain angle with respect to the tangent.
  • the curvature can take place over the length of the transverse force reinforcement in alternating directions, but according to a preferred embodiment always in the horizontal plane of the transverse force reinforcement.
  • Alternative embodiments also provide a curvature in other planes, up to and including the generation of a free form.
  • the free form includes a single curvature, a double curvature, a ruled surface that is composed of straight lines in a certain way, a surface of revolution, a translational surface, a non-uniform rational B-spline (NURBS, a mathematically defined curve or surface for modeling any shape) and geometrically undefined surfaces.
  • NURBS non-uniform rational B-spline
  • the plane of curvature perpendicular to the cross-section of the shear reinforcement is usually a horizontal plane that is formed by a support surface or a table.
  • the support device is placed on the support surface and the corresponding curvature is set in preparation for the upcoming yarn deposit.
  • the joints of the support elements around which the curvature takes place are advantageously formed by interacting with a central chain, in that each of the support elements has a central cylindrical recess in which a corresponding cylindrical joint head of the central chain can be received.
  • the connection between the joint head and the support element is preferably designed to be movable in order to avoid collisions of the support elements.
  • the middle chain in turn consists of articulated links connected with a degree of freedom.
  • the structure of the middle chain from links and the support elements that can be placed on it enable the support device to be put together flexibly and according to requirements for each individual case. By omitting fixing pins or entire support elements, larger distances can be created for storing the yarn.
  • the support element comprises at least one magnet, so that the support element is held on the joint head by means of magnetic force and at the same time two links of the central chain are held together at their joint by means of this magnetic force. So there are three different elements held together.
  • Such a type of connection not only enables a secure connection between the elements involved, but also ensures the required mobility, for example by choosing a correspondingly high magnetic force, taking into account the friction between the elements of the central chain or between the support surface and the central chain.
  • the bearing surface is made of steel.
  • the magnets also hold the whole Support device in the form provided for the yarn deposit, in particular the curvature desired according to the invention, firmly on the support surface.
  • the links of the central chain can advantageously be detached from one another and reassembled. In this way, a support device of any length can be created. It is provided that each support element is carried by a link of the central chain, in particular at a junction point of the central chain. This fixation at the nodal point enables a rotation at a certain angle around the axis of the nodal point of the respective link.
  • Each support element comprises a base body and at least one fixing pin, preferably two fixing pins arranged opposite one another.
  • the base body has a recess on its side facing the central chain, into which the central chain engages and which enables rotation at a certain angle around the axis of the node of the respective link of the chain.
  • the recess also makes it possible for both the central chain and each support element to lie flat on the support surface and to give the support device the best possible hold.
  • at least two adjacent support elements are mechanically coupled for coordinated movement. This coupling can be achieved, for example, in such a way that each support element has a gear segment and, as a result, the support elements are in engagement with one another by means of the gear segments.
  • Such a coordinating mechanical coupling prevents unforeseen and unstable movement behavior of the support elements relative to the central chain.
  • the supporting device comprises fixing pins around which the yarn is placed when it is deposited and thereby deflected.
  • the fixing pins can preferably be arranged on the two ends of the support element facing away from the central cylindrical recess.
  • the fixing pins have grooves and / or a soft pin coating to secure the yarn in position.
  • the design of the fixing pins is of particular importance, as these ultimately determine the position of the yarn in the transverse force reinforcement to be produced.
  • the yarn is after its filing directly connected to the fixing pins and remains there at least until the matrix material has hardened.
  • the fixing pins therefore require such a design that, on the one hand, allows enough flexibility in production, but on the other hand also enables the yarn to be securely fixed during the first process stage, in which the yarn is placed on the support device.
  • Fixing pin on a pin base body, a head and corresponding grooves In particular, the area of the fixing pins that comes into contact with the yarn is of particular importance.
  • the grooves can be beveled in the direction in which the yarn, which has cured after being deposited, is then pulled off the support device as a finished transverse force reinforcement, in order to facilitate removal from the mold
  • the fixing pins are advantageously designed to be exchangeable in order to adapt them to corresponding requirements, for example to adapt the arrangement of the groove or several grooves in the fixing pin to the intended position of the yarn in the subsequent storage.
  • a selection of fixing pins of different or a certain length can also influence the height of the shear reinforcement to be produced.
  • the fixing pins have a specially shaped pin head which enables mechanical gripping from a magazine and insertion in the support element or vice versa.
  • the fixing pins are preferably made of steel.
  • the basic pen body can for example be continuously cylindrical and with a special surface, in particular a soft pen coating, all around, but at least on the side on which the thread rests on the inserted pen.
  • This soft pin coating enables local deformation after the yarn is laid under tension. This deformation forms a temporary local depression, which ensures the position of the yarn after it has been laid.
  • This enables flexible storage, especially with regard to the height of the yarn, without having to use specific fixing pins with a fixed, predetermined arrangement of the grooves.
  • the filing of the yarn at different heights on the fixing pins enables a further dimension in the formation of the transverse force reinforcement with the height perpendicular to the plane.
  • fixing pins Another alternative in the design of the fixing pins are telescopic fixing pins, so that their lengths can be varied without having to insert new fixing pins each time. As a result, standardized fixing pins can be used and there is no need to change them depending on the transverse force reinforcement to be produced.
  • the fixing pins are provided with a thread, for example at one end, so that they can be screwed into the support element.
  • Other types of closure are contemplated, such as a rotary snap lock.
  • the form actuators for. B. hydraulically, pneumatically or electrically driven, are designed for preferably bilateral lateral force action on the support elements with the direction of action in the plane of curvature. The action takes place until the intended curvature of the support device is achieved by a corresponding deflection of the support elements.
  • the compensation strips distribute the force of the form actuators evenly on the support elements. As a result, a uniform deformation of the support device, the desired curvature, is formed.
  • the compensation strips are preferably made of a correspondingly flexible, elastic material such as rubber, silicone or the like.
  • the transverse force reinforcement has, for example, a C, double T, Z, I or L-shaped cross section .
  • the profile can change over the length of the shear reinforcement, e.g. B. from a C to a double T profile.
  • the shear reinforcement can also be used as bending, tensile or compression reinforcement in columns, girders, slabs and cross frames.
  • the shear force reinforcement is formed by the yarn arranged in the form of a scissor lattice, the shear lattice arrangement of the yarn forming the walls of the shear force reinforcement.
  • transverse force reinforcement according to claim 14 also contributes to achieving the object according to the invention.
  • the shear reinforcement is used to reinforce two shells of a concreted sandwich structure and at the same time to connect them at a distance from one another.
  • the present invention makes it possible to produce concrete elements that require appropriately shaped reinforcement.
  • the object of the invention is therefore also achieved by a concrete component comprising two-shell concrete structure modules, the shells of which are reinforced and connected by means of transverse force reinforcement according to claim 14, the concrete structure modules having yarn loops and being connected to the concrete component by means of the yarn loops by edge connectors.
  • the concrete elements can be single or modular elements, for example having a convex or concave shape.
  • the direct shaping of the reinforcement fibers on the basis of the present invention helps to avoid waste when cutting reinforcement material and thus contributes to material savings, since all fibers used are used as reinforcement.
  • the concrete elements according to the invention include both prefabricated parts, in particular prefabricated concrete structure modules, and concrete components that are designed as in-situ concrete.
  • the present invention makes it possible to achieve high tensile and compressive stability of the transverse force reinforcement or of the later concrete component.
  • a complex layout can be done within a very small space reserved for shear reinforcement. Every special concrete component, in particular a sandwich element, can be tailored to requirements and in almost any shape
  • the textile transverse force reinforcement as it can be produced by the present invention, is particularly suitable for use in the sandwich element.
  • the two concrete modules, the inner and outer shell, can be connected to one another.
  • the method according to the invention enables high flexibility in production and, despite high productivity, a good possibility for individual adaptation.
  • the yarn can be deposited with the highest precision and efficiency and, at the same time, the production of complex shapes is made possible.
  • a high stability can be achieved be secured against tension and pressure.
  • a complex layout can be carried out within small available spaces.
  • the invention also relates to a thread storage file according to claim 17.
  • the thread storage file comprises a procedure or an algorithm for controlling an automated or computer-controlled thread storage device according to claim 5.
  • 1 a schematic perspective illustration of an embodiment of a support device according to the invention with the transverse force reinforcement according to the invention
  • 2 a schematic perspective exploded view of an embodiment of a support device according to the invention with the one according to the invention
  • FIG. 3 schematically, an embodiment of the process sequence according to the invention
  • 4 a schematic perspective illustration of a central chain with an attached support element of an embodiment of a support device according to the invention
  • 5 a schematic perspective exploded view of a central chain with an embodiment of a supporting element placed thereon;
  • FIG. 9 a schematic sectional illustration of a support element with magnets
  • 10 a schematic perspective illustration of three different embodiments of the transverse force reinforcement according to the invention
  • FIG. 11 a schematic perspective illustration of an embodiment of a concrete component.
  • Fig. 1 shows schematically a perspective representation of an embodiment of a support device 1 according to the invention with a textile according to the invention Shear reinforcement 5, the supporting device 1 being curved in the plane. The curvature is made possible by a central chain 3, which comprises individual links 15.
  • Each link 15 of the central chain 3 can be connected to a support element 2 in the area of a node 19.
  • the support element 2 can be provided with fixing pins 7 over which a yarn 17 can be placed.
  • the transverse force reinforcement 5, which can be produced with the support device 1 according to the invention, is obtained by appropriate placement of the yarn 17 around the fixing pins 7.
  • the desired curvature can be achieved without manual intervention by means of shape actuators 6.
  • Fig. 2 shows schematically a perspective exploded view of a
  • Embodiment of a support device 1 according to the invention with the transverse force reinforcement 5 to be produced is caused by the central chain 3, which connects the individual links 15 with the two
  • the compensating strips 4 transmit the force effect of the shape actuators 6 and enable a uniform curvature over the entire length of the support device 1, although the shape actuators 6 per se only act locally on the support device 1.
  • Fig. 3 shows schematically an embodiment of the invention
  • the support device 1 is placed on a support surface 18 on which the central chain 3 and the individual support elements 2 of the support device 1 provided with fixing pins 7 can slide as well as possible, at least during the alignment or curvature.
  • the curvature has already been established.
  • the filing of the yarn 17 over the fixing pins 7 until the complete transverse force reinforcement 5 has been formed is carried out in accordance with letter c).
  • the yarn 17 has preferably been impregnated with a hardenable material before being deposited. After its hardening, the now completed transverse force reinforcement 5 can be removed from the fixing pins 7 of the support device 1 and is thus ready for use.
  • the completed, Shear reinforcement 5 released from the support device 1 is shown under letter d).
  • Fig. 4 shows schematically a perspective view of the central chain 3 with the attached support element 2 of an embodiment of an inventive
  • the central chain 3 comprises the individual links 15, which are each provided with one of the nodes 19 so that the links 15 can pivot about a node axis 20 by a certain angle. This enables the curvature of the central chain 3 and thus the intended position of the support elements 2 arranged on the central chain 3.
  • Support element base body 13 is placed centrally on the central chain 3 in the area of the node 19.
  • the support element 2 has on each of its two arms pointing away from the central chain 3 a pin receptacle 12 into which a
  • Fixing pin 7 with its pin seat 8 can be used.
  • a recess 14 on the underside of the support element 2 facing the central chain 3 also enables its mobility relative to the central chain 3
  • the recess 14 only ensures the mobility of the members 15 when they are in the area of a support element 2.
  • the recess 14 thus defines the angle by which the links 15 can be brought or pivoted around the node axis 19 to one another.
  • the joint 27 is formed by the joint head 25 and the recess 26 in the support element 2.
  • FIG. 5 shows schematically in a perspective exploded view a central chain 3 with an attached support element 2, shown in a sectional view, of an embodiment of a support device 1 according to the invention.
  • Each link 15 has an elevation, a joint head 25, onto which an annular element, a joint ring 28, of the next following link 15 can be placed.
  • the main part of the joint 27 forming the node 19 is formed by the interaction of the joint head 25 and the joint ring 28.
  • the joint 27 is accordingly formed by the joint head 25, the joint ring 28 and also the recess 26 in the support element 2.
  • the recess 14 on the underside of the support element base body 13 enables a pivoting movement of the support element 2 in the plane.
  • FIG. 6 shows schematically in a perspective representation a support element 2 with dismantled fixing pins 7 or in the position before assembly as part of an embodiment of a support device 1 according to the invention is recorded during assembly.
  • the thread is placed in the groove 10 when the thread is laid and, provided that there is sufficient thread tension, it is secured against slipping.
  • the upper end of the fixing pin 7 facing away from the support element 2 is formed by a head 11.
  • the recess 26 and the recess 14 enable the support element 2 to be pivoted.
  • FIG. 7 shows schematic and partially sectioned side views of different embodiments of fixing pins 7 as they are used in the support device 1 according to the invention.
  • a fixing pin 7 is shown under letter a), as is already known from the previous figures.
  • a special feature, however, is the screw head 24 which, in cooperation with the threaded pin seat 8, enables the fixing pin 7 to be screwed into the support element 2 or the support element base body 13. The screwing in can take place manually or automatically, with the advantageous removal of the fixing pins 7 from a magazine in the latter case.
  • a further embodiment of the fixing pin 7 can be seen under letter e), again including the deposited yarn 17.
  • the pen base body 9 is designed telescopically and can be lengthened and shortened according to the specific requirements.
  • the groove 10 is arranged in the upper, movable part of the fixing pin 7. By pulling out or pushing in the telescopically movable part of the basic pin body 9, the vertical position of the groove 10 can be set up and adjusted accordingly.
  • Fig. 8 shows a schematic representation of mechanically coupled support elements 2 of an embodiment of the support device 1 according to the invention with a partially curved central chain 3 adjacent support elements 2 are mechanically coupled to one another.
  • the mechanical coupling is implemented via gearwheel segments 23, the teeth of the gearwheel segments 23 of the adjacent support elements 2 being in engagement with one another.
  • 9 shows a schematic sectional illustration of a support element 2 with a magnet 21.
  • the magnet 21 makes it possible to fix the central chain 3 and also the support element 2 on the support surface 18.
  • the support surface 18 must consist of a magnetic material, for example steel.
  • the support element 2 is equipped with a magnetic element, in the illustrated embodiment the magnet 21.
  • the magnet 21 not only ensures a secure connection between the individual parts joined together in the area of the node 19, but also enables the elements thus connected to one another to move appropriately.
  • a clinging effect arises at least between three parts, the two links 15 of the central chain 3, which lie one above the other at the junction 19 as a joint 27 (shown here in a simplified manner without a joint ring) and the support element base body 13.
  • a joint 27 shown here in a simplified manner without a joint ring
  • one of the links 15 between the following link 15 and the support element base body 13 clamped by the magnetic force. This effect is achieved even if no support surface 18 made of a magnetic material is used.
  • transverse force reinforcement 5 shows a schematic perspective illustration of three different embodiments of the transverse force reinforcement 5 according to the invention formed by means of yarn 17 with different cross-sections, with which the two shells of a concreted sandwich structure can be reinforced and connected at the same time.
  • the transverse force reinforcement 5 has a U-shaped profile
  • the illustration under letter b) has the cross-section of a double T-beam (wide flange beam).
  • a different cross-sectional shape is shown in letter c) and underlines the large variety of cross-sectional shapes that can be produced. All three exemplary embodiments have in common that the transverse force reinforcement 5 is designed to be curved in the longitudinal direction.
  • FIG. 11 shows a schematic perspective illustration of an embodiment of a concrete component 70.
  • this is shown as a sandwich element comprising two shells.
  • Concrete structure modules 72 of the two shells are each connected with a separate edge connection 40.
  • the area shown without concrete cover illustrates the interlocking of Yarn loops 30, which each belong to a reinforcement mat 50 of both concrete structure modules 72.
  • transverse force reinforcement 5 which both engages in the two shells of the sandwich element and represents the connection and spacing structure between the two shells.
  • a tubular reinforcement 48 is provided, which enables the introduction of high forces in the intended direction, the longitudinal extension of the tubular reinforcement 48, and dissipates them.
  • the tubular reinforcement 48 is also suitable for dissipating forces across several concrete structure modules 72.
  • a reinforcement cable 49 is preferably inserted into the interior of the lattice-shaped reinforcement 48 and connects the concrete structure modules 72. In this way, additional protection can be achieved, especially in the event of a building being overloaded.
  • the tubular reinforcement 48 can also be guided over a plurality of concrete structure modules 72 if the concreting takes place only after the concrete structure modules 72 have been connected.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Stützvorrichtung (1) zur Herstellung einer textilen Querkraftbewehrung, ausgebildet als aus wenigstens einem Garn (17), das zum Lastabtrag geeignete Fasern umfasst. Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Querkraftbewehrung (5) bzw. die Stützvorrichtung (1) in zumindest einer Ebene senkrecht zum Querschnitt der Querkraftbewehrung (5) gekrümmt herstellbar bzw. krümmbar ist, wobei eine Ablage des Garns (17) zur Ausbildung der Querkraftbewehrung (5) auf der Stützvorrichtung (1) erfolgt. Die Stützvorrichtung (1) besteht aus miteinander in einem Freiheitsgrad gelenkig verbundenen Stützelementen (2). Die Erfindung betrifft weiterhin eine Querkraftbewehrung und deren Verwendung, um zwei Schalen einer betonierten Sandwichstruktur zu bewehren und zugleich miteinander zu verbinden. Die Erfindung betrifft auch ein Betonbauteil und eine Garnablagedatei.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER TEXTILEN QUERKRAFTBEWEHRUNG, STÜTZVORRICHTUNG, QUERKRAFTBEWEHRUNG, BETONBAUTEIL UND
GARN ABLAGEDATEI Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer textilen Querkraftbewehrung, ausgebildet aus wenigstens einem Garn, das zum Lastabtrag geeignete Fasern umfasst, und eine Stützvorrichtung zur Herstellung einer textilen Querkraftbewehrung, ausgebildet aus wenigstens einem Garn, das zum Lastabtrag geeignete Fasern umfasst. Die Erfindung betrifft auch eine Querkraftbewehrung, ausgebildet aus wenigstens einem Garn, eine Verwendung einer Querkraftbewehrung, ein Betonbauteil, umfassend zweischalige Betonstrukturmodule, sowie eine Garnablagedatei.
Aus der gattungsbildenden Druckschrift DE 10 2016 124226 A1 ist ein Gitterträger und ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt, wobei Scharen von faden- oder garnförmigen Einzelelementen vorgesehen sind. Diese sind als Abschnitte von einem Gurt und von Streben und in der Weise angeordnet, dass ihre Vielzahl zu einer Gesamttragfähigkeit des Gitterträgers führt. Es sind geradlinig gestreckte Gitterträger herstellbar, die für andersartig geformte Bauteile jedoch nicht geeignet sind.
Auch nach der Druckschrift EP 3 017 123 A1 sind Bewehrungsstrukturen vorgesehen, die als dreidimensionale textile Gitterstrukturen ausgebildet sind, und aus der Druckschrift DE 10 2014200 792 A1 ist ein weiteres Bautextil bekannt. Ebenso ist aus der Druckschrift WO 2013 102 593 A1 eine Kasten-Gitter-Struktur bekannt.
Die Druckschrift DE 10 2007 038 932 A1 beschreibt einen Textil- Matrix- Verbund zur Fertigung von Bauteilen mit elliptischem oder kreisförmigem Querschnitt, der aus einem gitterartigen, vorgekrümmten, in einer Matrix eingebetteten Schmaltextil besteht. Der Textil-Matrix-Verbund ist zwar beliebig in Längsrichtung krümmbar, wird aber aus dem vorgefertigten gitterartigen Schmaltextil hergestellt, sodass keine wesentliche Lastabtragung in Längsrichtung möglich ist.
Aus der Druckschrift DE 20 2005 019 077 U1 ist zudem die Herstellung einer textilen Querkraftbewehrung (vgl. Fig. 2 sowie die Ansprüche 1, 4, 10, 13, 19), ausgebildet aus zum Lastabtrag geeigneten Fasern, wobei die Querkraftbewehrung in zumindest einer Ebene senkrecht zu ihrem Querschnitt gekrümmt hergestellt ist. Es ist allerdings nicht beschrieben, auf welche Weise eine solche Herstellung erfolgen kann. Die Druckschrift WO 2018/ 185 600 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer textilen Bewehrung (vgl. Figuren 1 und 3, Ansprüche 1 und 2), ausgebildet aus wenigstens einem Garn 8, das zum Lastabtrag geeignete Fasern umfasst, wobei die Bewehrung in zumindest einer Ebene senkrecht zu ihrem Querschnitt gekrümmt herstellbar ist (vgl. Figuren 1 und 3), indem eine Ablage des Garns 8 zur Ausbildung der Bewehrung auf einzelnen Fixierungsstiften 5 erfolgt, die quer zu einer in der Ebene gekrümmt verlaufenden Längslinie angeordnet sind.
Allen aus dem Stand der Technik bekannten textilen Bewehrungsstrukturen bzw. Bewehrungsstrukturen, die auf Garnen, Rovings oder anderen textilen Fasern beruhen, ist gemein, dass diese nur in geradlinig gestreckter bzw. ebener, zweidimensionaler Form hergestellt werden können. Das gilt insbesondere für solche Bewehrungsstrukturen, die aus einem ebenen textilen Gitter zu einem zweidimensionalen Querschnitt nachträglich umgeformt werden. Damit gehen Nachteile bei der Lastaufnahme einher, verbunden mit einem erhöhten Aufwand bei der Fertigung.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Stützvorrichtung zur Herstellung einer textilen Querkraftbewehrung, ausgebildet aus wenigstens einem Garn, anzubieten, wobei eine Krümmung der Querkraftbewehrung in wenigstens einer Ebene möglich sein soll. Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Querkraftbewehrung, deren Verwendung sowie ein Betonbauteil und eine Garnablagedatei vorzuschlagen. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer textilen Querkraftbewehrung, ausgebildet aus wenigstens einem Garn. Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Querkraftbewehrung in zumindest einer Ebene senkrecht zu ihrem Querschnitt gekrümmt herstellbar ist, indem eine Ablage des Garns zur Ausbildung der Querkraftbewehrung auf einer in der Ebene krümmbaren Stützvorrichtung erfolgt. Die Stützvorrichtung besteht aus miteinander in einem Freiheitsgrad gelenkig verbundenen Stützelementen. Nach dem Aushärten eines aushärtbaren Matrixmaterials wird die fertige Querkraftbewehrung von der Stützvorrichtung abgenommen. Als senkrecht zum Querschnitt wird eine Längsrichtung der Querkraftbewehrung betrachtet. Auf den gelenkig verbundenen Stützelementen wird das Garn abgelegt. Das Garn ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens mit dem aushärtbaren Matrixmaterial imprägniert. Der erfindungsgemäße Verfahrensablauf gestaltet sich in der Weise, dass die Stützvorrichtung in linear gestreckter Form auf eine Auflagefläche aufgelegt wird. Diese Auflagefläche, die beispielsweise als ein Tisch ausgebildet sein kann, ist als eine ebene Oberfläche mit einer geeigneten Oberflächeneigenschaft ausgeführt, mit der eine kontrollierte Bewegung der Stützvorrichtung möglich wird. Um diese Oberflächeneigenschaften zu erreichen, kann die Auflagefläche mit einer zusätzlichen Schicht, beispielsweise um die Reibung zwischen der Oberfläche und den Komponenten zu verringern, versehen werden. Beispielsweise kann die Auflagefläche aus Metall bzw. einem Stahlblech bestehen, wie dies auch für die herkömmliche Fertigung von Betonbauteilen auf einem Schaltisch üblich ist.
Der zweite Schritt des Herstellungsverfahrens, wie es die Erfindung vorsieht, ist die Justierung der Stützvorrichtung, um sie in eine Form entsprechend der horizontalen Projektion der vorgesehenen Kurvatur des zu fertigenden Bewehrungselements, der Querkraftbewehrung im Sinne der Erfindung, zu bringen. Mit der Justierung wird die vorgesehene Krümmung der Stützvorrichtung für die horizontale Projektion der Kurvatur des zu fertigenden Bewehrungselements eingestellt, indem einzelne oder insbesondere mehrere der Stützelemente aus ihrer zunächst geradlinigen oder sonstigen vorliegenden Ausrichtung ausgelenkt werden. Dies kann beispielsweise durch Formaktoren erfolgen, die insbesondere motorisch auf die Stützelemente mechanisch einwirken, die Stützelemente auf diese Weise verschieben und damit die erforderliche Auslenkung erreichen. Auf die Ausführung und die Funktion der Formaktoren wird bei der Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher eingegangen.
Der nächste Schritt innerhalb des Fertigungsprozesses der erfindungsgemäßen Querkraftbewehrung stellt die Ablage des Garns, das die Querkraftbewehrung ausbildet und beim Einsatz in einem Bauteil Kräfte aufnimmt, auf die Stützvorrichtung. Dies erfolgt entsprechend eines vorgesehenen Garnverlaufs, der beispielsweise für einen belastungsgerechten Lastabtrag im späteren Betonbauteil sorgt. Entsprechend liegt das Garn unmittelbar nach der Garnablage in einem ungehärteten Stadium vor, gehalten durch die Stützvorrichtung, um danach zu der erfindungsgemäßen Querkraftbewehrung auszuhärten. Für das Fixieren der Garne nach der Ablage sind unterschiedliche Methoden und Materialien vorgesehen. Nach einer ersten Methode wird als Garn eine Hybridfaser eingesetzt, der bei der Herstellung thermoplastische und damit thermisch aktivierbare Fasern zugesetzt wurden. Bei der thermischen Aktivierung nach der Garnablage schmelzen die thermoplastischen Fasern auf und verbinden die zum Lastabtrag geeigneten Fasern, z. B. Carbonfasern, miteinander. Das Aushärten des Matrixmaterials erfolgt in dem Fall, sobald die thermoplastischen Fasern abgekühlt und in den festen Aggregatzustand zurückgekehrt sind. Nach einer zweiten Methode wird das Garn mit einem aushärtbaren Matrixmaterial imprägniert. Das kann bei der Herstellung des Garns erfolgen, wobei das Garn dann vorimprägniert zum Einsatz kommt und vor einem unerwünschten vorzeitigen Aushärten vor dem Einsatz geschützt werden muss. Nach einer dritten Methode wird als Garn ebenfalls mit einem aushärtbaren Matrixmaterial imprägniert, jedoch unmittelbar vor der Ablage auf der Stützvorrichtung. Als aushärtbares Matrixmaterial zur Imprägnierung kommen bevorzugt Reaktivharze, wie z. B. Epoxidharz, oder wässrige Dispersionen, z. B. auf Basis von Acrylat oder Styrolbutadien, in Betracht.
Sobald das Aushärten des Matrixmaterials erfolgt ist, wird der letzte Schritt ausgeführt und die ausgehärtete Querkraftbewehrung von der Stützvorrichtung entnommen. Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren beendet und die Querkraftbewehrung fertiggestellt.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Stützvorrichtung zur Herstellung einer textilen Querkraftbewehrung, ausgebildet aus wenigstens einem Garn, das zum Lastabtrag geeignete Fasern umfasst. Die Stützvorrichtung ist in Längsrichtung in zumindest einer Ebene senkrecht zu ihrem Querschnitt krümmbar, wobei die Stützvorrichtung zur Ablage des Garns vorgesehen ist und aus miteinander mittels Gelenken, die einen Freiheitsgrad verwirklichen, verbundenen Stützelementen besteht. Es ist weiterhin eine Auflagefläche zur Auflage der Stützvorrichtung vorgesehen.
Es ist nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, die Auflagefläche zur Auflage der Stützvorrichtung mit einer reibungsmindernden Beschichtung auszustatten. Bevorzugt ist auch eine Garnablageeinrichtung zur automatisierten Garnablage vorgesehen, die besonders bevorzugt auch die Imprägnierung des Garns mit einem geeigneten Matrixmaterial unmittelbar vor der Ablage vornimmt. Nach der Erfindung ist die Querkraftbewehrung somit in Längsrichtung in zumindest einer Ebene senkrecht zum Querschnitt gekrümmt herstellbar.
Die Stützvorrichtung kann vor ihrem Einsatz aus den zugehörigen Teilen, insbesondere den Stützelementen, in den vorgesehenen Dimensionen, insbesondere der erforderlichen Länge für die zu fertigende Querkraftbewehrung, zusammengesetzt werden. Für weitere in denselben Dimensionen zu fertigende Querkraftbewehrungen kann die Stützvorrichtung montiert belassen, bei Erfordernis gereinigt oder repariert werden.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Ablage des Garns automatisiert mittels einer Garnablageeinrichtung und damit in besonders hoher Präzision, Effizienz und Formenvielfalt erfolgt. Als Garn kommen einfache Garne oder Mehrfachgarne, die durch einen entsprechenden Anteil lastabtragender Fasern zur Bewehrung geeignet sind, zum Einsatz. Dies können beispielsweise Garne auf Basis von Carbonfasern, Basaltfasern oder alkaliresistenten Glasfasern (AR-Glas) sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Stützelemente mittels motorisch angetriebener Formaktoren, die eine Kraftwirkung auf die Stützelemente bewirken können, in der Weise gegeneinander ausgelenkt werden, dass die vorgesehene Krümmung der Stützvorrichtung erreicht wird. Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht von beiden Seiten der Stützelemente in der Ebene wirkende Formaktoren, ggf. einschließlich zugehöriger Ausgleichsstreifen, vor. Dadurch wird eine höhere Präzision der Ausrichtung erreicht.
Die Querkraftbewehrung ist dadurch in Längsrichtung in zumindest einer Ebene senkrecht zum Querschnitt krümmbar. Das bedeutet eine Auslenkung in einem bestimmten Winkel gegenüber der Tangente. Die Krümmung kann über die Länge der Querkraftbewehrung hinweg in wechselnden Richtungen, nach einer bevorzugten Ausführungsform jedoch stets in der horizontalen Ebene der Querkraftbewehrung, erfolgen. Alternative Ausführungsformen sehen auch eine Krümmung in anderen Ebenen vor, bis hin zur Erzeugung einer Freiform. Die Freiform umfasst eine einfache Krümmung, eine doppelte Krümmung, eine Regelfläche die auf bestimmte Weise aus Geraden zusammengesetzt ist, eine Rotationsfläche, eine translatorische Fläche, einen nicht-uniforme rationalen B-Spline (NURBS, eine mathematisch definierte Kurve oder Fläche zur Modellierung beliebiger Formen) und geometrisch nicht definierte Flächen.
Die Ebene der Krümmung senkrecht zum Querschnitt der Querkraftbewehrung ist in der Regel eine horizontale Ebene, die durch eine Auflagefläche oder einen Tisch gebildet wird. Auf der Auflagefläche wird die Stützvorrichtung abgelegt und in Vorbereitung der bevorstehenden Garnablage die entsprechende Krümmung eingestellt. Vorteilhafterweise werden die Gelenke der Stützelemente, um die die Krümmung erfolgt, durch Zusammenwirken mit einer Mittelkette gebildet, indem jedes der Stützelemente eine zentrale zylindrische Ausnehmung aufweist, in der ein entsprechender zylindrischer Gelenkkopf der Mittelkette aufgenommen werden kann. Die Verbindung zwischen Gelenkkopf und Stützelement ist bevorzugt beweglich ausgebildet, um Kollisionen der Stützelemente zu vermeiden. Die Mittelkette besteht ihrerseits aus gelenkig mit einem Freiheitsgrad verbundenen Gliedern.
Der Aufbau der Mittelkette aus Gliedern und die darauf aufsetzbaren Stützelemente ermöglichen ein anforderungsgerechtes und flexibles Zusammenstellen der Stützvorrichtung für den jeweiligen Einzelfall. So können durch Weglassen von Fixierungsstiften oder ganzen Stützelementen größere Abstände für die Ablage des Garns geschaffen werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Stützelement wenigstens einen Magneten, sodass das Stützelement mittels Magnetkraft auf dem Gelenkkopf gehalten wird und zugleich jeweils zwei Glieder der Mittelkette an ihrem Gelenk mittels dieser Magnetkraft aneinander gehalten werden. Es werden also drei unterschiedliche Elemente aneinandergehalten. Eine solche Art der Verbindung ermöglicht nicht nur eine sichere Verbindung zwischen den beteiligten Elementen, sondern sichert auch die erforderliche Beweglichkeit, indem beispielsweise unter Berücksichtigung der Reibung zwischen den Elementen der Mittelkette oder zwischen Auflagefläche und Mittelkette eine entsprechend hohe Magnetkraft gewählt wird.
In dem Zusammenhang ergibt sich ein weiterer Vorteil, wenn die Auflagefläche aus Stahl besteht. In dem Fall halten die Magneten darüber hinaus die gesamte Stützvorrichtung in der für die Garnablage vorgesehenen Form, insbesondere der erfindungsgemäß erwünschten Krümmung, auf der Auflagefläche fest.
Vorteilhafterweise sind die Glieder der Mittelkette voneinander lösbar und wieder zusammensetzbar. Dadurch kann eine Stützvorrichtung beliebiger Länge geschaffen werden. Es ist vorgesehen, dass jedes Stützelement von einem Glied der Mittelkette getragen wird, insbesondere an einem Knotenpunkt der Mittelkette. Diese Fixierung am Knotenpunkt ermöglicht eine Rotation in einem bestimmten Winkel um die Achse des Knotenpunkts des jeweiligen Glieds.
Jedes Stützelement umfasst einen Grundkörper und wenigstens einen Fixierungsstift, bevorzugt zwei einander gegenüber angeordnete Fixierungsstifte. Darüber hinaus weist der Grundkörper an seiner zur Mittelkette weisenden Seite eine Freisparung auf, in die die Mittelkette eingreift und die die Rotation in einem bestimmten Winkel um die Achse des Knotenpunkts des jeweiligen Glieds der Kette ermöglicht. Durch die Freisparung ist es zudem möglich, dass sowohl die Mittelkette als auch jedes Stützelement flach auf der Auflagefläche aufliegen und der Stützvorrichtung den bestmöglichen Halt geben. Nach einer Ausführungsform der Mittelkette sind wenigstens zwei benachbarte Stützelemente zur koordinierten Bewegung mechanisch gekoppelt. Diese Kopplung kann beispielsweise so erreicht werden, dass jedes Stützelement ein Zahnradsegment aufweist und dadurch die Stützelemente mittels der Zahnradsegmente miteinander in Eingriff stehen. Eine solche koordinierende mechanische Kopplung verhindert ein unvorhergesehenes und unstabiles Bewegungsverhalten der Stützelemente gegenüber der Mittel kette.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Stützvorrichtung Fixierungsstifte umfasst, um die das Garn bei der Ablage gelegt und dadurch umgelenkt wird. Die Fixierungsstifte sind bevorzugt an den beiden von der zentralen zylindrischen Ausnehmung abgewandten Enden des Stützelements anordenbar.
Weiterhin ist es günstig, wenn die Fixierungsstifte Nuten oder/und eine weiche Stiftbeschichtung zur Lagesicherung des Garns aufweisen. Die Ausführung der Fixierungsstifte ist von besonderer Bedeutung, da diese letztlich die Position des Garns in der zu fertigenden Querkraftbewehrung bestimmen. Das Garn ist nach seiner Ablage unmittelbar mit den Fixierungsstiften verbunden und verbleibt dort zumindest bis zum Aushärten des Matrixmaterials. Deshalb erfordern die Fixierungsstifte eine solche Gestaltung, die einerseits genug Flexibilität in der Produktion, andererseits aber auch eine sichere Fixierung des Garns während der ersten Verfahrensstufe, bei der das Garn auf der Stützvorrichtung abgelegt wird, ermöglicht. Hierzu weist jeder
Fixierungsstift einen Stiftgrundkörper, einen Kopf und entsprechende Nuten auf. Insbesondere der Bereich der Fixierungsstifte, der mit dem Garn in Berührung kommt, ist von besonderer Bedeutung. In der Richtung, in der das nach der Ablage ausgehärtete Garn, dann als fertige Querkraftbewehrung, von der Stützvorrichtung abgezogen wird, können die Nuten abgeschrägt sein, um das Entformen, die
Entnahme der fertigen, ausgehärteten Querkraftbewehrung von der Stützvorrichtung, zu erleichtern.
Vorteilhafterweise sind die Fixierungsstifte auswechselbar ausgeführt, um diese an entsprechende Erfordernisse anzupassen, beispielsweise um die Anordnung der Nut oder mehrerer Nuten im Fixierungsstift an die vorgesehene Lage des Garns bei der nachfolgenden Ablage anzupassen. Auch durch eine Auswahl von Fixierungsstiften unterschiedlicher bzw. einer bestimmten Länge kann Einfluss auf die Höhe der zu fertigenden Querkraftbewehrung genommen werden. Zum vereinfachten und insbesondere automatisierten Auswechseln bzw. Einsetzen der Fixierungsstifte haben diese nach einer bevorzugten Ausführungsform einen speziell ausgeformten Stiftkopf, der das maschinelle Ergreifen aus einem Magazin und Einsetzen im Stützelement bzw. umgekehrt ermöglicht. Die Fixierungsstifte bestehen bevorzugt aus Stahl. Anstelle der Nuten kann der Stiftgrundkörper, auch ohne Nuten, beispielsweise durchgehend zylindrisch ausgeführt und mit einer speziellen Oberfläche, insbesondere einer weichen Stiftbeschichtung, ringsherum, zumindest aber an der Seite, an der am eingesetzten Stift das Garn anliegt, ausgeführt sein. Diese weiche Stiftbeschichtung ermöglicht eine lokale Deformation, nachdem das Garn unter Spannung abgelegt ist. Diese Deformation bildet eine temporäre lokale Vertiefung, wodurch die Position des Garns nach der Ablage gesichert wird. Dies ermöglicht eine flexible Ablage, vor allem hinsichtlich der Höhenlage des Garns, ohne bestimmte Fixierungsstifte mit einer fest vorgegebenen Anordnung der Nuten einsetzen zu müssen. Die Ablage des Garns in unterschiedlichen Höhen auf den Fixierungsstiften ermöglicht mit der Höhe senkrecht zur Ebene eine weitere Dimension bei der Ausbildung der Querkraftbewehrung. Eine weitere Alternative bei der Ausführung der Fixierungsstifte stellen teleskopartig ausgeführte Fixierungsstifte dar, so dass deren Längen variiert werden können, ohne jeweils neue Fixierungsstifte einsetzen zu müssen. Dadurch können standardisierte Fixierungsstifte eingesetzt werden und ein Auswechseln dieser in Abhängigkeit von der zu fertigenden Querkraftbewehrung entfällt.
Um die Auswechselbarkeit zu sichern, sind die Fixierungsstifte beispielsweise an einem Ende mit einem Gewinde versehen, um in das Stützelement eingeschraubt werden zu können. Andere Arten des Verschlusses sind vorgesehen, wie beispielsweise ein Dreh-Rastverschluss.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind Formaktoren und Ausgleichstreifen vorgesehen, wobei die Formaktoren, z. B. hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch angetrieben, zur bevorzugt beidseitigen seitlichen Krafteinwirkung an die Stützelemente mit Wirkrichtung in der Ebene der Krümmung ausgeführt sind. Die Einwirkung erfolgt, bis die vorgesehene Krümmung der Stützvorrichtung durch entsprechende Auslenkung der Stützelemente erreicht wird. Die Ausgleichstreifen verteilen die Kraftwirkung der Formaktoren gleichmäßig auf die Stützelemente. In der Folge bildet sich eine gleichmäßige Deformation der Stützvorrichtung, die gewünschte Krümmung, aus. Die Ausgleichstreifen bestehen bevorzugt aus einem entsprechend flexiblen, elastischen Material wie Gummi, Silikon oder ähnlichem.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Querkraftbewehrung, ausgebildet aus wenigstens einem Garn nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5. Die Querkraftbewehrung weist beispielsweise einen C-, Doppel-T-, Z-, I- oder L-förmigen Querschnitt auf. Das Profil kann sich über die Länge der Querkraftbewehrung ändern, z. B. von einem C- zu einem Doppel-T-Profil. Die Querkraftbewehrung kann auch als Biege-, Zug- oder Druckbewehrung in Säulen, Trägern, Platten und Querrahmen verwendet werden. Die Querkraftbewehrung wird durch das in Form eines Scherengitters angeordnete Garn gebildet, wobei die scherengitterförmige Anordnung des Garns die Wände der Querkraftbewehrung ausbildet.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe trägt auch die Verwendung einer Querkraftbewehrung gemäß Anspruch 14 bei. Die Querkraftbewehrung wird verwendet, um zwei Schalen einer betonierten Sandwichstruktur zu bewehren und zugleich zueinander beabstandet miteinanderzu verbinden.
Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, Betonelemente herzustellen, die eine entsprechend geformte Bewehrung erfordern. Die Aufgabe der Erfindung wird daher auch gelöst durch ein Betonbauteil, umfassend zweischalige Betonstrukturmodule, deren Schalen mittels einer Querkraftbewehrung gemäß Anspruch 14 bewehrt und verbunden sind, wobei die Betonstrukturmodule Garnschlaufen aufweisen und mittels der Garnschlaufen durch Randverbinder zu dem Betonbauteil verbunden sind. Es wird damit die Serienfertigung von verschiedenen Formen in flacher oder komplex geformter Struktur möglich. Die Betonelemente können einzelne oder modulare Elemente sein, die beispielsweise eine konvexe oder konkave Form aufweisen. Die unmittelbare Formgebung der Bewehrungsfasern auf Grundlage der vorliegenden Erfindung hilft Abfall beim Zuschnitt von Bewehrungsmaterial zu vermeiden und trägt damit zur Materialeinsparung bei, da alle eingesetzten Fasern als Bewehrung zum Einsatz kommen. Zudem ist es möglich, die Querkraftbewehrung optimiert und lastbezogen herzustellen. Die erfindungsgemäßen Betonelemente umfassen sowohl Fertigteile, insbesondere vorgefertigte Betonstrukturmodule, als auch Betonbauteile, die als Ortbeton ausgeführt sind.
Durch die vorliegende Erfindung kann eine hohe Zug- und Druckstabilität der Querkraftbewehrung bzw. des späteren Betonbauteils erreicht werden. Ein komplexes Layout kann innerhalb eines sehr kleinen, für die Querkraftbewehrung vorgesehenen Raums ausgeführt werden. Jedes spezielle Betonbauteil, insbesondere ein Sandwichelement, kann bedarfsgerecht und in nahezu beliebigen Formen und
Dimensionen hergestellt werden.
Besonders geeignet ist die textile Querkraftbewehrung, wie sie durch die vorliegende Erfindung hergestellt werden kann, für den Einsatz in dem Sandwichelement. Dabei können die zwei Betonmodule, die innere und die äußere Schale, miteinander verbunden werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine hohe Flexibilität der Produktion und trotz hoher Produktivität eine gute Möglichkeit zur individuellen Anpassung. Insbesondere aber kann die Garnablage mit höchster Präzision und Effizienz erfolgen und dabei zugleich die Fertigung komplexer Formen ermöglicht werden. Während der Herstellung der Querkraftbewehrung kann eine hohe Stabilität gegenüber Zug und Druck gesichert werden. Ein komplexes Layout kann innerhalb kleiner verfügbarer Räume ausgeführt werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Garnablagedatei gemäß Anspruch 17. Die Garnablagedatei umfasst dabei eine Prozedur oder einen Algorithmus zur Steuerung einer automatisierten bzw. computergesteuerten Garnablageeinrichtung gemäß Anspruch 5.
Anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und ihrer Darstellung in den zugehörigen Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1: schematisch eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stützvorrichtung mit der erfindungsgemäßen Querkraftbewehrung; Fig. 2: schematisch eine perspektivische Explosivdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stützvorrichtung mit der erfindungsgemäßen
Q u e rkraftbewe h ru ng ;
Fig. 3: schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs; Fig. 4: schematisch eine perspektivische Darstellung einer Mittelkette mit aufgesetztem Stützelement einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stützvorrichtung; Fig. 5: schematisch in perspektivischer Explosivdarstellung eine Mittelkette mit einer Ausführungsform eines aufgesetzten Stützelements;
Fig. 6: schematisch in perspektivischer Darstellung ein Stützelement mit Fixierungsstiften vor der Montage als Teil einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stützvorrichtung; Fig. 7: schematische und teils perspektivische Darstellungen verschiedener
Ausführungsformen von Fixierungsstiften;
Fig. 8: eine schematische Darstellung von mechanisch gekoppelten Stützelementen einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stützvorrichtung;
Fig. 9: eine schematische Schnittdarstellung eines Stützelements mit Magneten; Fig. 10: eine schematische perspektivische Darstellung von drei unterschiedlichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Querkraftbewehrung und Fig. 11 : eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Betonbauteils. Fig. 1 zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stützvorrichtung 1 mit einer erfindungsgemäßen textilen Querkraftbewehrung 5, wobei die Stützvorrichtung 1 in der Ebene gekrümmt ist. Die Krümmung wird durch eine Mittelkette 3, die einzelne Glieder 15 umfasst, ermöglicht.
Jedes Glied 15 der Mittelkette 3 kann im Bereich eines Knotenpunkts 19 mit einem Stützelement 2 verbunden werden. Das Stützelement 2 kann mit Fixierungsstiften 7 versehen werden, über die ein Garn 17 gelegt werden kann. Durch entsprechende Ablage des Garns 17 um die Fixierungsstifte 7 herum ergibt sich die Querkraftbewehrung 5, die mit der erfindungsgemäßen Stützvorrichtung 1 hergestellt werden kann. Mittels Formaktoren 6 kann die gewünschte Krümmung ohne manuellen Eingriff erreicht werden.
Fig. 2 zeigt schematisch eine perspektivische Explosivdarstellung einer
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stützvorrichtung 1 mit der herzustellenden Querkraftbewehrung 5. Die Krümmung der Stützvorrichtung 1 mit den Stützelementen 2 wird durch die Mittelkette 3, die die einzelnen Glieder 15 mit den jeweils zwei
Knotenpunkten 19 umfasst, ermöglicht und durch Einwirkung der Formaktoren 6 hervorgerufen. Neben den Formaktoren 6 sind auch Ausgleichstreifen 4 an dem Hervorrufen der Krümmung beteiligt. Die Ausgleichstreifen 4 übertragen die Kraftwirkung der Formaktoren 6 und ermöglichen eine gleichmäßige Krümmung über die ganze Länge der Stützvorrichtung 1 hinweg, obwohl die Formaktoren 6 an sich nur lokal auf die Stützvorrichtung 1 einwirken.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrensablaufs zur Herstellung der Querkraftbewehrung 5 mithilfe der erfindungsgemäßen Stützvorrichtung 1 in vier Schritten a) bis d). Zunächst wird gemäß Buchstabe a) die Stützvorrichtung 1 auf eine Auflagefläche 18 aufgelegt, auf der die Mittelkette 3 und die einzelnen, mit Fixierungsstiften 7 versehenen Stützelemente 2 der Stützvorrichtung 1 zumindest während der Ausrichtung bzw. Krümmung möglichst gut gleiten können.
In der zweiten Darstellung unter Buchstabe b) ist die Krümmung bereits hergestellt. Die Ablage des Garns 17 über den Fixierungsstiften 7 bis zur Ausbildung der vollständigen Querkraftbewehrung 5 erfolgt gemäß Buchstabe c). Das Garn 17 ist bevorzugt vor der Ablage mit einem aushärtbaren Material imprägniert worden. Nach dessen Aushärten kann die nun fertiggestellte Querkraftbewehrung 5 von den Fixierungsstiften 7 der Stützvorrichtung 1 abgenommen werden und ist damit einsatzbereit. Die fertiggestellte, von der Stützvorrichtung 1 gelöste Querkraftbewehrung 5 ist unter Buchstabe d) dargestellt.
Fig. 4 zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung der Mittelkette 3 mit dem aufgesetzten Stützelement 2 einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Stützvorrichtung 1. Die Mittelkette 3 umfasst die einzelnen Glieder 15, die jeweils mit einem der Knotenpunkte 19 versehen sind, sodass die Glieder 15 um eine Knotenpunktachse 20 um einen bestimmten Winkel schwenken können. Dies ermöglicht die Krümmung der Mittelkette 3 und damit die vorgesehene Position der auf der Mittelkette 3 angeordneten Stützelemente 2.
Weiterhin ist das Stützelement 2 dargestellt, wie es mit seinem
Stützelementgrundkörper 13 mittig auf die Mittelkette 3 im Bereich des Knotenpunkts 19 aufgesetzt ist. Das Stützelement 2 weist an seinen beiden von der Mittelkette 3 wegweisenden Armen jeweils eine Stiftaufnahme 12 auf, in die jeweils ein
Fixierungsstift 7 mit dessen Stiftsitz 8 eingesetzt werden kann.
Neben der Möglichkeit, das Stützelement 2 mit dem jeweiligen Glied 15 bei Krümmung der Mittelkette 3 in einer begrenzten Rotationsbewegung bzw. einer Schwenkbewegung zu bewegen, ermöglicht eine Freisparung 14 an der zur Mittelkette 3 hin gewandten Unterseite des Stützelements 2 auch dessen Beweglichkeit gegenüber der Mittelkette 3. Darüber hinaus sichert die Freisparung 14 überhaupt erst die Beweglichkeit der Glieder 15, wenn sie sich im Bereich eines Stützelements 2 befinden. Die Freisparung 14 definiert damit den Winkel, um den die Glieder 15 um die Knotenpunktachse 19 herum zueinander gebracht bzw. verschwenkt werden können. In der Knotenpunktachse 19 wird das Gelenk 27 durch den Gelenkkopf 25 und die Ausnehmung 26 im Stützelement 2 gebildet. Zum besseren Verständnis des Aufbaus des Gelenks 27 wird auf Fig. 5 verweisen. Fig. 5 zeigt schematisch in perspektivischer Explosivdarstellung eine Mittelkette 3 mit aufgesetztem, in geschnittener Darstellung gezeigtem Stützelement 2 einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stützvorrichtung 1. Im Wesentlichen ist die Situation aus Fig. 4 gezeigt, wobei die von der Mittelkette 3 abgetrennten Glieder 15 Aufbau und Wirkungsweise der Knotenpunkte 19 zeigen. Dabei hat jedes Glied 15 jeweils eine Erhebung, einen Gelenkkopf 25, auf die ein ringförmiges Element, ein Gelenkring 28, des nächstfolgenden Glieds 15 aufgesetzt werden kann. Der den Hauptteil des Gelenks 27 bildende Knotenpunkt 19 bildet sich durch das Zusammenwirken von Gelenkkopf 25 und Gelenkring 28 heraus. Das Gelenk 27 wird demnach durch den Gelenkkopf 25, den Gelenkring 28 und auch die Ausnehmung 26 im Stützelement 2 gebildet. Die Freisparung 14 an der Unterseite des Stützelementgrundkörpers 13 ermöglicht eine Schwenkbewegung des Stützelements 2 in der Ebene.
Fig. 6 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung ein Stützelement 2 mit demontierten Fixierungsstiften 7 bzw. in der Position vor der Montage als Teil einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stützvorrichtung 1. Die Fixierungsstifte 7 weisen jeweils den Stiftsitz 8 auf, der durch die Stiftaufnahme 12 im Stützelementgrundkörper 13 bei der Montage aufgenommen wird.
An den Stiftsitz 8 schließt sich ein Stiftgrundkörper 9 an, der eine Nut 10 aufweist. In die Nut 10 wird das Garn bei der Garnablage eingelegt und ist dort, eine ausreichende Garnspannung vorausgesetzt, gegen ein Abrutschen gesichert. Das obere, vom Stützelement 2 abgewandte Ende des Fixierungsstifts 7 wird durch einen Kopf 11 gebildet. Die Ausnehmung 26 und die Freisparung 14 ermöglichen das Schwenken des Stützelements 2.
Fig. 7 zeigt schematische und teils geschnittene Seitenansichten verschiedener Ausführungsformen von Fixierungsstiften 7, wie sie in der erfindungsgemäßen Stützvorrichtung 1 zum Einsatz kommen. Dabei ist unter Buchstabe a) ein Fixierungsstift 7 gezeigt, wie er bereits aus den vorherigen Figuren bekannt ist. Eine Besonderheit ist jedoch der Schraubenkopf 24, der in Zusammenwirken mit dem als Gewinde ausgeführten Stiftsitz 8 ein Einschrauben des Fixierungsstifts 7 in das Stützelement 2 bzw. den Stützelementgrundkörper 13 ermöglicht. Das Einschrauben kann dabei manuell oder automatisiert erfolgen, wobei im letzteren Fall die vorteilhafte Entnahme der Fixierungsstifte 7 aus einem Magazin erfolgt.
Dieselbe Ausführungsform des Fixierungsstifts 7, jedoch in teilgeschnittener Darstellung und mit dem abgelegten Garn 17, das in die Nut 10 eingelegt ist, zeigt Buchstabe b). Eine ähnliche Ausführungsform zeigt Buchstabe c), jedoch mit einer größeren Länge des Stiftgrundkörpers 9. Dadurch befindet sich die Nut 10 an anderer Position und ermöglicht die Herstellung einer Querkraftbewehrung mit anderen Maßen, insbesondere mit einer größeren Höhe. Eine ebenso große Länge des Fixierungsstifts 7 zeigt die Darstellung unter Buchstabe d), wobei zusätzlich zu der oberen Nut 10, wie sie bei der Darstellung unter Buchstabe c) erkennbar ist, eine darunter angeordnete weitere Nut 10 vorhanden ist. Diese weist in der Darstellung nach Buchstabe d) ebenfalls ein eingelegtes Garn 17 auf. Weiterhin sind eine Stiftachse 16, der Kopf 11, der Stiftgrundkörper 9 und der Stiftsitz 8 dargestellt und bezeichnet.
Eine weitere Ausführungsform des Fixierungsstifts 7 ist unter Buchstabe e) zu sehen, wiederum einschließlich des abgelegten Garns 17. Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsformen ist im Stiftgrundkörper 9 keine Nut vorhanden, stattdessen eine Stiftbeschichtung 22. Diese ist weich genug, damit das unter Spannung abgelegte Garn 17 eine temporäre Vertiefung hinterlässt. In dieser Vertiefung ist das Garn 17 fixiert und gesichert gegen ein ungewolltes Bewegen entlang der Stiftachse 16, insbesondere gegen ein Abrutschen nach unten.
Bei der Darstellung gemäß Buchstabe f) ist der Stiftgrundkörper 9 teleskopartig ausgebildet und lässt sich entsprechend den konkreten Anforderungen verlängern und verkürzen. Dabei ist die Nut 10 im oberen, beweglichen Teil des Fixierungsstifts 7 angeordnet. Durch Ausziehen oder Einschieben des teleskopisch beweglichen Teils des Stiftgrundkörpers 9 lässt sich damit die vertikale Position der Nut 10 entsprechend einrichten und anpassen.
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung von mechanisch gekoppelten Stützelementen 2 einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stützvorrichtung 1 bei teilweise gekrümmter Mittelkette 3. Dabei sind die Stützelemente 2 bzw. deren Stützelementgrundkörper 13 gegenüber der Mittelkette 3 und um den Knotenpunkt 19 nicht mehr frei beweglich schwenkbar, sondern jeweils benachbarte Stützelemente 2 sind miteinander mechanisch gekoppelt. Dies ermöglicht eine definierte relative Bewegung. Unvorhersehbare, falsche oder unstabile Positionen der einzelnen Stützelemente 2 werden vermieden. Die mechanische Kopplung wird im dargestellten Ausführungsbeispiel über Zahnradsegmente 23 realisiert, wobei die Zähne der Zahnradsegmente 23 der benachbarten Stützelemente 2 miteinander im Eingriff stehen. Fig. 9 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Stützelements 2 mit einem Magneten 21. Der Magnet 21 ermöglicht es, die Mittelkette 3 sowie auch das Stützelement 2 auf der Auflagefläche 18 zu fixieren. Dazu muss die Auflagefläche 18 aus einem magnetischen Material, beispielsweise aus Stahl, bestehen. Weiterhin wird das Stützelement 2 mit einem magnetischen Element, im dargestellten Ausführungsbeispiel dem Magneten 21 ausgestattet.
Der Magnet 21 sichert nicht nur eine sichere Verbindung zwischen den einzelnen im Bereich des Knotenpunkts 19 zusammengefügten Teilen, sondern ermöglicht auch noch eine angemessene Beweglichkeit der somit verbundenen Elemente untereinander. Es entsteht ein Klammereffekt zumindest zwischen drei Teilen, den beiden Gliedern 15 der Mittelkette 3, die im Knotenpunkt 19 als (hier vereinfacht ohne Gelenkring dargestelltes) Gelenk 27 übereinander liegen sowie dem Stützelementgrundkörper 13. Alternativ wird eines der Glieder 15 zwischen dem darauffolgenden Glied 15 und dem Stützelementgrundkörper 13 durch die Magnetkraft eingeklemmt. Dieser Effekt wird auch dann noch erzielt, wenn keine Auflagefläche 18 aus einem magnetischen Material zur Anwendung kommt. Fig. 10 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung von drei unterschiedlichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen mittels Garn 17 gebildeten Querkraftbewehrung 5 mit unterschiedlichen Querschnitten, mit denen sich jeweils die zwei Schalen einer betonierten Sandwichstruktur bewehren und zugleich verbinden lassen. Unter Buchstabe a) hat die Querkraftbewehrung 5 ein U-förmiges Profil, während die Darstellung unter Buchstabe b) den Querschnitt eines Doppel-T-Trägers (Breitflanschträger) aufweist. Eine hiervon abweichende Querschnittsform zeigt Buchstabe c) und unterstreicht die große Vielfalt herstellbarer Querschnittsformen. Allen drei Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass die Querkraftbewehrung 5 in Längsrichtung gekrümmt ausgeführt ist.
Fig. 11 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Betonbauteils 70. In der dargestellten Ausführungsform ist dieses als Sandwichelement, umfassend zwei Schalen, dargestellt. Betonstrukturmodule 72 der beiden Schalen sind jeweils mit einer gesonderten Randverbindung 40 verbunden. Der ohne Betonüberdeckung gezeigte Bereich verdeutlicht das Ineinandergreifen von Garnschlingen 30, die jeweils zu einer Bewehrungsmatte 50 beider Betonstrukturmodule 72 gehören.
Weiterhin wird die Querkraftbewehrung 5 gezeigt, die sowohl in die beiden Schalen des Sandwichelements eingreift, als auch die Verbindungs- und Abstandsstruktur zwischen den beiden Schalen darstellt.
Weiterhin ist eine gitterrohrförmige Bewehrung 48 vorgesehen, die die Einleitung hoher Kräfte in der vorgesehenen Richtung, der Längsausdehnung der gitterrohrförmigen Bewehrung 48, ermöglicht und diese ableitet. Die gitterrohrförmige Bewehrung 48 ist auch geeignet, Kräfte über mehrere Betonstrukturmodule 72 hinweg abzuleiten. Dazu ist bevorzugt ein Bewehrungsseil 49 in das Innere der gitterrohrförmigen Bewehrung 48 eingeführt und verbindet die Betonstrukturmodule 72. Vor allem im Fall einer Überlastung eines Bauwerks lässt sich hierdurch eine zusätzliche Absicherung erreichen.
Nach einer alternativen Ausführungsform kann auch die gitterrohrförmige Bewehrung 48 über mehrere Betonstrukturmodule 72 hinweg geführt werden, wenn die Betonage erst nach dem Verbinden der Betonstrukturmodule 72 erfolgt.
Bezugszeichenliste
1 Stützvorrichtung
2 Stützelement
3 Mittel kette
4 Ausgleichstreifen
5 Querkraftbewehrung
6 For aktor
7 Fixierungsstift
8 Stiftsitz
9 Stiftgrundkörper
10 Nut
11 Kopf (Fixierungsstift)
12 Stiftaufnahme
13 Stützelementgrundkörper
14 Freisparung
15 Glied (Mittelkette)
16 Stiftachse
17 Garn
18 Auflagefläche
19 Knotenpunkt (Mittelkette)
20 Knotenpunktachse
21 Magnet
22 Stiftbeschichtung
23 Zahnradsegment
24 Schraubenkopf
25 Gelenkkopf
26 Ausnehmung
27 Gelenk
28 Gelenkring
30 Garnschlaufen
40 Randverbinder
48 gitterrohrförmige Bewehrung
49 Bewehrungsseil
50 Bewehrungsmatte

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer textilen Querkraftbewehrung (5), ausgebildet aus wenigstens einem Garn (17), das zum Lastabtrag geeignete Fasern umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Querkraftbewehrung (5) in zumindest einer Ebene senkrecht zu ihrem Querschnitt gekrümmt herstellbar ist, indem eine Ablage des Garns (17) zur Ausbildung der Querkraftbewehrung (5) auf einer in der Ebene krümmbaren Stützvorrichtung (1) erfolgt, die aus miteinander in einem Freiheitsgrad gelenkig verbundenen Stützelementen (2) besteht, und wobei nach dem Aushärten eines aushärtbaren Matrixmaterials die Querkraftbewehrung (5) von der Stützvorrichtung (1) abgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Garn (17) mit dem Matrixmaterial vorimprägniert wird oder unmittelbar vor der Ablage mit der Imprägnierung durch das Matrixmaterial versehen wird, oder wobei als Matrixmaterial thermoplastische Fasern vorgesehen werden, die thermisch aktiviert werden können und zusammen mit den zum Lastabtrag geeigneten Fasern ein Hybridgarn bilden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stützelemente (2) in der Weise gegeneinander ausgelenkt werden, dass die vorgesehene Krümmung der Stützvorrichtung (1) erreicht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Stützelemente (2) mittels Formaktoren (6) ausgelenkt werden.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Ablage des Garns (17) automatisiert mittels einer computergesteuerten Garnablageeinrichtung erfolgt.
6. Stützvorrichtung (1) zur Herstellung einer textilen Querkraftbewehrung (5), ausgebildet aus wenigstens einem Garn (17), das zum Lastabtrag geeignete Fasern umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung (1) in Längsrichtung in zumindest einer Ebene senkrecht zu ihrem Querschnitt krümmbar ist, wobei die Stützvorrichtung (1) zur Ablage des Garns (17) vorgesehen ist und aus miteinander mittels Gelenken (27), die einen Freiheitsgrad verwirklichen, verbundenen Stützelementen (2) besteht, wobei weiterhin eine Auflagefläche (18) zur Auflage der Stützvorrichtung (1) vorgesehen ist.
7. Stützvorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei die Gelenke (27) zwischen den Stützelementen (2) durch Zusammenwirken mit einer Mittelkette (3) gebildet werden, indem jedes der Stützelemente (2) eine zentrale zylindrische Ausnehmung (26) aufweist, in der ein entsprechender zylindrischer Gelenkkopf (25) der Mittelkette (3) aufgenommen werden kann, wobei die Mittelkette (3) ihrerseits aus gelenkig mit einem Freiheitsgrad verbundenen Gliedern (15) besteht.
8. Stützvorrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei das Stützelement (1) wenigstens einen Magneten (21) umfasst, der so angeordnet ist, dass das Stützelement (1) mittels Magnetkraft auf dem Gelenkkopf (25) gehalten wird und zugleich jeweils zwei Glieder (15) der Mittelkette (3) an ihrem Gelenk (27) mittels dieser Magnetkraft aneinander gehalten werden.
9. Stützvorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Glieder (15) der Mittelkette (3) voneinander lösbar und wieder montierbar sind und eine Stützvorrichtung (1) beliebiger Länge geschaffen werden kann.
10. Stützvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei wenigstens zwei benachbarte Stützelemente (2) zur koordinierten Schwenkbewegung mechanisch gekoppelt sind.
11. Stützvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Stützvorrichtung (1) Fixierungsstifte (7) umfasst, um die das Garn (17) bei der Garnablage gelegt werden kann.
12. Stützvorrichtung (1) nach Anspruch 11, wobei die Fixierungsstifte (7) Nuten (10) oder eine weiche Stiftbeschichtung (22) zur Lagesicherung des Garns (17) und/oder eine teleskopartige Ausführung zur Änderung der Länge aufweisen.
13. Stützvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei Formaktoren (6) und Ausgleichstreifen (4) vorgesehen sind, wobei die Formaktoren (6) zur Krafteinwirkung auf die Stützelemente (2) in der Ebene der Krümmung zur Einstellung der vorgesehenen Krümmung der Stützvorrichtung (1) von zumindest einer Seite ausgeführt sind und die Ausgleichstreifen (4) die Kraftwirkung der Formaktoren (6) auf die Stützelemente (2) verteilen.
14. Querkraftbewehrung (5), ausgebildet aus wenigstens einem Garn (17) nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
15. Verwendung einer Querkraftbewehrung (5) gemäß Anspruch 14, um zwei Schalen einer betonierten Sandwichstruktur zu bewehren und zugleich zueinander beabstandet miteinanderzu verbinden.
16. Betonbauteil, umfassend zweischalige Betonstrukturmodule (72), deren Schalen mittels einer Querkraftbewehrung (5) gemäß Anspruch 14 bewehrt und verbunden sind, wobei die Betonstrukturmodule (72) Garnschlaufen (30) aufweisen und mittels der Garnschlaufen (30) durch Randverbinder (40) zu dem Betonbauteil (70) verbunden sind.
17. Garnablagedatei zur Ausführung eines Verfahrens zur Herstellung einer textilen Querkraftbewehrung (5) auf einer computergesteuerten Garnablageeinrichtung gemäß Anspruch 5.
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