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Biege- und schubfeste Verbindung von Stahlbetonfertigteilen mit einer
Wand, einem Pfosten, Träger oßdgl., Verfahren zur Herstellung dieser Verbindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine biege- und schubfeste Verbindung von Stahlbetonfertigteilen
mit einer Wand, einem Pfosten, Träger o.dgl., vorzugsweise im Stahlbetonskelettbau
und auf ein Verfahren zur Herstellung dieser Verbindung.
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Seit einiger 2eit ist man im Bauwesen bestrebt, Gebäude zum schnelleren
und auch billigeren Bauen in Fertigbauweise aufzubauen und hochzuziehen, da das
Bauen mit in einer Fabrik vorgefertigten Teilen billiger und schneller durchführbar
ist. Die bisher im Stahlbetonfertigteilbau übliche Baukastenbauweise ging dahin,
daß die Balken und Deckenplatten als beidseitig frei drehbar aufliegende Einfeldträger,
ggf.
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auch als sogenannte Gerberträger ausgeführt und auf Konsolen an ebenfalls
vorgefertigten Stützen oder an sonstigen Unterstützungselementen aufgelegt werden.
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Die Ausführung statisch günstigerer und in sogenannter Ortbeton- und
Mischbauweise allgemein üblicher $ysteme mit kontinuierlicher, d. h. biegefester
Verbindung der einzelnen Bauglieder untereinander, scheiterte gewöhnlich an der
Herstellung praktikabler Verbindungen.
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Dies liegt daran, daß für die Überleitung der Biegezugkraft große
Überdeckungslängen der zumeist oben liegenden Stützbewehrung benötigt werden und
daß der Montageablauf durch lange Erhärtungszeiten nachträglich einzubringenden
Betons erheblich gestört wird. Auch kann die erforderliche Festigkeit für die Überleitung
der Biegedruck- bzw. Hauptdruckkräfte an den Nahtstellen bei Verwendung von normalem
Vergußmörtel nicht erreicht werden.
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Kostenvorteile durch Anwendung günstigerer kontinuierlicher Systeme
werden somit zunichte gemacht.
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Ausgehend von bekannten Bauweisen besteht daher die Aufgabe der Erfindung
darin, eine Verbindung von Ståhlbetonfertigteilen zu schaffen, bei welcher die Nachteile
der bekannten Verbindungen vermieden werden. Insbesondere soll die Herstellung der
Verbindung schnell ausführbar sein; sie soll darüber hinaus auch in ihrer Ausführung
verhältnismäßig klein und auch preisgünstig sein.
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Ferner soll die Verbindung die geforderte Festigkeit aufweisen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in das anzuschließende
Ende des Fertigteiles eine Hafthülse eingesetzt ist, welche mit ihrem einen Ende
mit -den Armierungseisen des Fertigteiles verbunden ist und in deren anderes Ende
mehrere Armierungsstäbe, welche der Verbindung mit anderen Bauteilen dienen, eingeführt
sind, und daß die Hafthülse vollständig mit beim Erhär-.
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ten sein Volumen vergrößerndem Vergußbeton ausgefüllt ist.
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Eine vorteilhafte Ausführung geht dahin, daß bei Anschluß zweier Fertigbauteile
beidseitig zu einer Wand, Pfosten, Träger o.dgl. die dem Anschluß dienenden Armierungsstäbe
durch die Wand, den Pfosten, Träger o. dgl.
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hindurchgeführt sind und auf beiden Seiten der Wand o.
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dgl. jeweils in die Hafthülse der anzuschließenden Fertigteile eingreifen.
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Vorteilhaft ist die Hafthülse an dem nach außen weisenden Ende wulstförmig
nach innen gebogen.
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Zusätzlich kann die Hafthülse an ihrer Innenseite mit einem Innengewinde
versehen sein.
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Auch können zur weiteren Verbesserung der Haftung die in die Hafthülse
eingreifenden Abschnitte der Ar-mierungsstäbe mit Außengewinde versehen sein.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die
in die Hafthülse eingreifenden Armierungsstäbe durch die Wand hindurchgeführt sind,
wobei sie an den außerhalb der Wand befindlichen Abschnitten mittels Schraubverbindungen
gehalten sind.
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Zum Eingießen des Vergußbetons in die Hafthülse ist ein an deren innerem
Ende liegender, nach außen reichender Einfüllstutzen vorgesehen.
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Weiterhin sind die Armierungsstäbe vorteilhaft in ein
Rohr
eingesetzt und mittels Vergießen von Vergußbeton innerhalb des Rohres gehalten.
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Eine weitere Ausbildung der Erfindung geht dahin, daß in der Wand,
dem Pfosten, Träger o.dgl. eine Öffnung vorgesehen ist, in welche das Rohr mit den
Armierungsstäben eingesetzt ist, wobei die Öffnung in der Hohle über der Konsole
angeordnet ist, daß nach Auflegen der Fertigteile die Hafthülse in Höhe der Öffnung
liegt Das Verfahren, mittels dem diese Verbindung hergestellt werden kann, ist dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens ein Fertigbauteil auf eine an einer Wand, einem Pfosten
oder an einem Träger'o.dgl. angeformte Konsole aufgelagert wird, daß durch eine
Öffnung in der Wand, dem Pfosten, Träger o.dgl., welche auf einer Linie mit der
Hafthülse liegt, die Armierungsstäbe eingelegt werden, und daß nach Einschieben
der Armierungsstäbe in die Hafthülse Verguß beton durch den Einfüllstutzen in die
Hafthülse eingegossen wird.
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Eine weitere Verbesserung des Verf ahrens ist darin zu sehen, daß
zuerst das Fertigteil der einen Seite auf die Konsole aufgelagert wird9 daß weiterhin
die in das Rohr eingegossenen Armierungssstäbe durch eine Öffnung in der Wand oder
in dem Pfosten eingesehoben werden, so langes bis die Armierungsstäbe gegen einen
Anschlag in der Hafthülse gelangen, daß darauf daß geenberliegende
Bauteil
auf die gegenüberliegende Konsole aufgesetzt wird, daß das Rohr mit den Armierungsstäben
mittig ausgerichtet wird, und daß in die Einfüllstutzen der Haftbülse eines jeden
Bauteiles Vergußbeton eingegossen wird, so daß nach Aushärten des Vergußbetons die
Armierungsstäbe innerhalb der Hafthülse gehalten sind und daß eine zugfeste Verbindung
zwischen Armierungsstäben und Vergußbeton entsteht.
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Der Anschluß der Biegezugkraft an den Enden der einzelnen über den
Unterstützungen biegefest zu verbindenden Stahlbetonfertigteilen erfolgt also durch
die Hafthülse, welche aus nahtlosen Flußstahlrohren nach DIN 2448 hergestellt wird,
an die die Zugbewehrung, d.h. die Armierungseisen, zur Deckung der Knotenmomente
angeschweißt wird. Für die Rohre erscheint dabei zur Verringerung der Wandungsdicken
die Verwendung von z.B. St. 52 ### ############# zweckmäßig. Vorzugsweise ist für
die Zugbewehrung schweißbarer Betonstabstahl wie BST 42/5o RK vorgesehen. Dabei
sind Hafthülse und Zugbewehrung in das vorgefertigte Teil schon in der Fabrik einbetoniert;
mit der jeweils erforderlichen Haftlänge werden in die jeweils gegenüberliegenden
Hülsen zweier zu verbindender Fertigteile Stäbe eingeführt, für die aus Gründen
der Querschnittsbegrenzung und der damit verbundenen besseren Umhüllung mit Vergußmaterial
gerippter Spannstahl wie etwa SIGMA - ST 80/105 oder Do/1lo vorteilhaft und vorzugsweise
infrage kommt. Selbstverständlich sind auch Stahlgüten mit geringerer zulässiger
Zugspannung für den Anschluß kleinerer
Zugkräfte verwendbar. Durch
die Haftung zwischen Rohr und Vergußmasse einerseits und Vergußmasse und Spannstahl
andererseits erfolgt die Überleitung -der Biegezugkraft. Die Biegedruck- und Scherkräfte
werden mittels einer Vergußfuge zwischen dem Pfosten der Konsole an dem Pfosten
und dem Betonfertigteil übertragen. Im Bereich der Biegedruckspannungen wird die
Fuge der-jeweiligen Neigung dieser Kräfte wenigstens soweit angepaßt, daß reine
Scherbeanspruchungen gering bleiben.
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Als Vergußbeton zum Ausgießen der Hafthülsen kann nur solcher Beton
infrage kommen, welcher beim Aushärten sein-Volumen vergrößert. Dies ist deshalb
notwendig, damit einerseits eine ausreichende Haftkraft zwischen Beton und Hülseninnenwand
und andererseits auch zwischen den Armierungsstäben und dem Beton erzielt wird0
Durch die Volumenvergrößerung entsteht zwischen dem Beton und der Innenfläche der
Hülse eine Flächenpressung, welche die Haftkraft erhöht. Zusätzlich kann die Innenfläche
der Hülse mit einem Innengewinde versehen sein; eine weitere Vergrößerung der Haltekraft
zwischen Hülse und Beton ist durch die Stauchung an dem vorderen Ende der Hülse
zu erzielen.
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Durch Verwendung der nach DIN 1045 dem Fertigteilbau vorbehaltenen
Betongüte Bn 550 für die gesamte Fertigteilkonstruktion lassen sich Konstruktionen
verwirklichen, die den bei Ortbeton- oder Mischbauweise möglichen überlegen sind.
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Anhand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher
erläutert werden.
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Es zeigt Fig. 1 einen einschluß von zwei Nebenunterzügen an einen
Hauptunterzug, Fig. 2 einen Stützenknoten mit Anschluß von zwei Hauptunt er zügen,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Hafthülse in vergrößerter Darstellung, gemäß
Linie IV - IV der Fig. 4, Fig. 4 einen Querschnitt durch die Hafthülse der Fig.
3 nach Linie III - III und Fig. 5 ein-e Aufsicht auf einen Stützknoten zum Anschluß
von zwei Hauptunterzügen gemäß der Fig. 2.
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Ein Gebäude (nicht weiter dargestellt) weist einen Hauptunterzug 1
auf, der selbst wiederum aus einem doppel-T-förmigen Stahlbetonträgerelement 2 mit
angeformten Konsolen 3 aufgebaut ist. Die Konsolen selbst weisen dabei eine Schrägfläche
4 und eine waagerechte Fläche 5 auf; die Schrägfläche 4 dient dabei zur Aufnahme
der Hauptdruckbeanspruchungen aus Biegung und Schutz und die waagerechte Fläche
5 zur Aufnahme der reinen Gewichtsbelastung. Auf diesen Konsolen liegen nun beidseitig
je ein Nebenunterzug 6 auf, dessen Ende der Konsole angepaßt ist und ebenfalls eine
Schrägfläche 7 aufweist. Diese Nebenunterzüge sind in Verbindung mit Deckenplatten
in der Fabrik vorgefertigt,
vorgefertigt, Wobei an ihrem Ende eine
Hafthülse 8 eingesetzt ist, welche an ihrem einen, nach der Mitte des Balkens weisenden
Ende 8 a mit den Armierungseisen 9 des Balkens verbunden,hier verschweißt ist; das
andere Ende 8 b weist zum Ende des Balkens hin und schließt dort bündig ab; es entsteht
hierbei eine Öffnung 8 c, durch welche das Innere der Hülse 8 zugänglich wird. Gleichzeitig
ist im Werk aber auch ein Einfüllstutzen lo vorgesehen, welcher mit dem hinteren
Ende 8 a der Hülse 8 in Verbindung steht. Dieser Einfüllstutzen weist eine verlorene
Schalung 11 auf, welche etwa bogenförmig ausgebildet ist. Innerhalb des Hauptunterzuges
1 ist, nach Auflegen des Balkens 6 auf die Konsole 3, eine Öffnung 12 vorgesehen,
in welche ein Rohr 13 eingeschoben ist; dieses Rohr umfaßt drei Armierungsstäbe
14, welche innerhalb des Rohres 13 durch einen Vergußbeton, 15 gehalten sind. Die
einzelnen Armierungsstäbe sind nun wesentlich breiter als das Rohr 13, welches der
oberen Breite des Hauptunterzuges 1 angepaßt ist. Sie greifen daher nach links und
rechts in die Öffnungen 8 c der Hafthülsen 8 hinein, und zwar so weit, daß bei Vergießen
bzw. Ausgießen der Hafthülse 8 mit einem Vergußbeton eine Haftung zwischen den Armierungseisen
14 und diesem Verguß beton gewährleistet ist. Damit aber der Beton nicht durch die
Armierungseisen 14 aus der Hülse 8 herausgezogen werden kann, ist ein solcher Beton
vorgesehen, welcher bei der Aushärtung sein Volumen vergrößert. Gleichzeitig ist
auch das vordere Ende 8 b nach innen eingezogen, so daß
die vordere
Öffnung 8 c kleiner ist als der Innendurchmesser der Hülse 8 an ihrem geraden Abschnitt.
Zur weiteren Verbesserung der Verbindung Hülse 8 zu Vergußbeton ist ein Gewinde
8 d vorgesehen; der Vergußbeton legt sich in die Gewinderillen ein und erhöht dadurch
auch noch die Haftung des Betons in der Hülse. Die Hülse 8 ist nun nicht direkt
an der vorderen Kante 16 angebracht, sondern um einen bestimmten Abstand von der
Vorderkante 16 in Richtung Balkenmitte; es ist daher ein Absatz 17 vorhanden.
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Bei der Montage der Balken 6 auf den Hauptuntergurt 1 wird nun folgendermaßen
verfahren. Zunächst wird der rechte Balken 6 auf die gerade Fläche 5 der Konsole
3 aufgelagert; dabei ist die Achse der Öffnung 12 auf einer Linie mit der Achse
der Hafthülse 8. Nun wird das schon vorher gefertigte Rohr 13 mit den durch Vergußbeton
15 gehaltenen Armierungsstäben 14 von links in die Öffnung 12 eingeschoben, und
zwar so weit, bis das linke Ende der Armierungsstäbe 14 praktisch in der Öffnung
12 verschwunden ist, so daß nunmehr der linke Balken 6 ohne Behinderung auf die
linke Konsole 3 des Unterzuges aufgelagert werden kann. Danach wird durch Hineingreifen
in den Abstand zwischen dem Untergurt 1 und dem Ende 8 b der Hafthülse 8 bzw. des
Balkens 6 das Rohr 13 mit den Armierungsstäben 14 so weit nach links geschoben,
bis die Armierungsstäbe gleichweit sowohl in die linke als auch in die rechte Hafthülse
8 eingreifen. Der Absatz 17 ist dazu
vorgesehen worden,um eine
bessere Zugänglichkeit zu den Armierungsstäben bzw. zu dem Rohr 13 zu schaffen.
Nachdem die Armierungseisen symmetrisch und gleichweit in die Hafthülsen 8 eingreifen,
werden die Fugen zwischen dem Balkenende und zwischen der Konsole, d.h. zwischen
den schrägen Flächen 4 und 7 bzw. zwischen den geraden Flächen 5 an der Konsole
und der geraden Fläche am Balken mit einem Vergußbeton 18 ausgegossen. Danach wird
durch den Einfüllstutzen 1o die Hülse 8 mit einem beim Aushärten sein Volumen vergrößernden
Vergußbeton ausgegossen. Die Verbindung ist fertig.
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Nach den gleichen Prinzipien wird auch, gemäß Fig. 2, ein Stützenknoten
zum Anschluß von zwei Hauptunterzügen ausgeführt. An einem Stützbalken 21 sind Konsolen
22 angeformt, welche wiederum eine gerade Flache 23 und eine Schrägfläche 24 aufweisen.
Die anzuschließenden Balken sind nun solche, welche als Hauptunterzüge 25 alalog
dem Unter zug 1 der Fig. 1 ausgebildet sind. Das Verfahren zur Anbringung dieser
Hauptgurte 25 zusammen mit den Hülsen 8 und dem Rohr 13 mit Armierungsstäben 14
und Vergußbeton 15 ist nun in der gleichen Weise durchführbar wie das schon anhand
der Fige 1 beschriebene.
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Einen Querschnitt durch eine Hafthülse zeigt nun die Fig, 4. Hierbei
ist deutlich zu erkennen, auf welche Weise die Hafthülse mit den Armierungsstäben
7 des Balkens verbunden sind. Hierzu ist eine Ausnehmung 51 vorgesehen,
welche
beidseitig eine Anschrägung 52 aufweist. In diese Ausnehmung 51 wird nun jeweils
der Armierungsstab 7 eingeführt und mittels einer Schweißnaht 53 mit der Hafthülse
verschweißt.
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Die Fig0 5 zeigt nun die Nebeneinanderanordnung dreier Hafthülsen
mit sich entsprechenden Rohren 13 mit Armierungsstäben 14; selbstverständlich können
je nach Belastung auch mehr Hafthülsen und Rohre nebeneinander angeordnet werden.
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patentansprüche