DE29505968U1 - Steel composite beams - Google Patents
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Description
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Stahlverbundträger üblicher Bauart bestehen aus einem doppel-T-förmigen Stahlprofil und einer Stahlbetonplatte, wobei der Oberflansch des Stahlprofils entweder innerhalb oder unmittelbar unter der Plattenunterseite angeordnet ist. Neuere Stahlverbundträger ( 82 03 302.1) weisen ein T-förmiges Stahlprofil «auf, wobei der Steg oberhalb des Flansches angeordnet ist und in die Stahlbetonplatte hineinragt. Bei dieser Verbundträgervariante übernimmt die Stahlbetonplatte vollständig die Funktion des stählernen Oberflansches, sodaß dieser entbehrlich wird. Da für diese Träger spezielle Maßnahmen zur Stabilitätssicherung beim Transport und Einbau erforderlich werden, hat sich diese Verbundträgervariante noch nicht allgemein durchgesetzt. Steel composite beams of the usual design consist of a double-T-shaped steel profile and a reinforced concrete slab, with the upper flange of the steel profile either inside or directly under the underside of the slab. Newer steel composite beams (82 03 302.1) have a T-shaped steel profile, with the web being arranged above the flange and protruding into the reinforced concrete slab. In this composite beam variant, the reinforced concrete slab completely takes over the function of the steel upper flange, so that this is no longer necessary. Since special measures are required for these beams to ensure stability during transport and installation, this composite beam variant has not yet become generally accepted.
Stahlverbundträger üblicher Bauart weisen als Verbundmittel, die der Überleitung der Schubkräfte aus der Stahlbetonplatte in den Stahlträger dienen, Kopfbolzendübel oder Blockdübel auf. Beide Dübelarten werden beim doppel-T-förmigen Stahlträger am Oberflansch, beim T-förmigen Stahlträger beiderseits des oberen Stegrandes aufgeschweißt. Blockdübel werden wegen der aufwendigen Schweißarbeiten kaum noch verwendet. Das Aufschweißen der Kopfbolzendübel erfordert investitionsaufwendige, elektrische Apparate.Steel composite beams of the usual design have headed bolts or block dowels as connecting elements that serve to transfer the shear forces from the reinforced concrete slab to the steel beam. Both types of dowel are welded onto the upper flange of the double-T-shaped steel beam and onto both sides of the upper web edge of the T-shaped steel beam. Block dowels are hardly used anymore because of the complex welding work involved. Welding the headed bolts requires expensive electrical equipment.
Um wirtschaftlichere Verbundmittel einzuführen, sind Stahlbetondübel|entwickelt und erprobt worden. Diese Dübel bilden sich innerhalb der Stahlbetonplatte als Betonkerne im Bereich von Aussparungen des Stahlträgers, wobei in die Aussparungen (3, 8, 14) zunächst Schubbewehrung (5, 10, 16) eingelegt, und danach der Zwischenraum zwischen der Aussparungswand und der Bewehrung mit Beton verfüllt wird. Die lichte Weite zwischen der Aussparungswand und der Bewhrung muß hierbei größer als das Größtkorn des Betons sein. So entstehen im Aussparungsbereich zweischnittige, dübelartige Verbindungen aus Stahlbeton, die den Verbund zwischen der Stahlbetonplatte und dem Stahlträger bewirken.In order to introduce more economical bonding agents, reinforced concrete dowels have been developed and tested. These dowels form as concrete cores within the reinforced concrete slab in the area of recesses in the steel beam, whereby shear reinforcement (5, 10, 16) is first inserted into the recesses (3, 8, 14), and then the space between the recess wall and the reinforcement is filled with concrete. The clear width between the recess wall and the reinforcement must be larger than the largest grain of concrete. This creates two-section, dowel-like connections made of reinforced concrete in the recess area, which create the bond between the reinforced concrete slab and the steel beam.
Die Aussparungen werden entweder als kreisrunde Durchbrüche (Perfobondleiste) oder als zum Stegrand offene birnenförmige Einschnitte (3, 8, 14) ausgebildet. Das Einfädeln'der Bwehrung ist bei den Durchbrüchen zeitaufwendig; bei Einschnitten hingegen läßt sich die Schubbewehrung (5, 10, 16) schnell und problemlos einlegen. Diese Art der Verdübelung mittels Aussparungen im Stahlträger findet vorzüglich Anwendung bei Stahlverbundträgern mit T-förmigen Stahlprofilen.The recesses are designed either as circular openings (Perfobond strip) or as pear-shaped cuts (3, 8, 14) open to the web edge. Threading the reinforcement into the openings is time-consuming; in the case of cuts, however, the shear reinforcement (5, 10, 16) can be inserted quickly and easily. This type of doweling using recesses in the steel beam is particularly suitable for steel composite beams with T-shaped steel profiles.
Die Tragfähigkeit der Stahlbetondübel ist abhängig sowohl von der Materialgüte des Betons und der Bewehrung, als auch von der Größe der Aussparung. Größere Stahlbetondübel sind in der Lage, entsprechend größere Schubkräfte zu übertragen, Biese Kräfte werden auf dem Weg in den stählernen Steg zunächst von dem kleinsten Stahlquerschnitt im Bereich zwischen den Aussparungen aufgenommen. Größere Schubkräfte bedingen größere Abstände der Aussparungen oder dickere Stegbleche. Somit sind der Wirtschaftlichkeit der Stahlbetondübel insbesondere beim T-förmigen Stahlprofil Grenzen gesetzt.The load-bearing capacity of reinforced concrete dowels depends on the quality of the concrete and the reinforcement, as well as on the size of the recess. Larger reinforced concrete dowels are able to transfer correspondingly larger shear forces. The forces are initially absorbed by the smallest steel cross-section in the area between the recesses on the way into the steel web. Larger shear forces require larger distances between the recesses or thicker web plates. This means that there are limits to the cost-effectiveness of reinforced concrete dowels, particularly with T-shaped steel profiles.
Die im Schutzanspruch 1 genannte Erfindung hat zum Ziel, die auf die TRägerlänge bezogene Tragfähigkeit der bekannten Stahlbetondübel zu verdoppeln, indem eine zweireihige Anordnung angestrebt wird. Hierzu ist ein Rückgriff auf das doppel-T-förmige Stahlprofil (1) erforderlich. Gemäß Schutzanspruch 1 werden die für die Stahlbetondübel erforderlichen Aussparungen (3) im Oberflansch (2) beidseitig des Trägerstegs angeordnet, wobei sich die Anzahl der Stahlbetondübel gegenüber der möglichen Anordnung beim T-förmigen Stahlprofil bei gleichem Abstand der Aussparungen verdoppelt, Dem Einwand, daß ein T-förmiger Stahlträger dem Doppel-T-Träger hinsichtlich des Materialbedarfs überlegen ist, wird mit dem Hinweis auf die wesentlich gesteigerte Gesamttragfähigkeit der Verbundmittel, bezogen -aauf die Träger länge beim Doppel-T-Profil, begegnet. Die vergrößerte Schubtragfähigkeit hat zur' Folge, daß der Gegenstand der Erfindung in Belastungsbereiche eindringt, die dem T-förmigen Stahlträger mit seinen Aussparungen für STahlbetondübel verwehrt ist.The invention mentioned in claim 1 aims to double the load-bearing capacity of the known reinforced concrete dowels, based on the length of the beam, by aiming for a two-row arrangement. For this purpose, recourse is made to the double-T-shaped steel profile (1). According to claim 1, the recesses (3) required for the reinforced concrete dowels are arranged in the upper flange (2) on both sides of the beam web, whereby the number of reinforced concrete dowels is doubled compared to the possible arrangement with the T-shaped steel profile with the same distance between the recesses. The objection that a T-shaped steel beam is superior to the double-T beam in terms of material requirements is countered by pointing out the significantly increased overall load-bearing capacity of the connecting elements, based on the length of the beam with the double-T profile. The increased shear load-bearing capacity means that the object of the invention penetrates into load areas that are not accessible to the T-shaped steel beam with its recesses for reinforced concrete dowels.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 2 angegeben. An advantageous embodiment of the invention is specified in claim 2 .
Bei dieser Variante wird der Oberflansch anfjitegansatz der Länge nach geknickt ausgebildet, wobei die Schenkel (7), die wie nach Anspruch 1 Aussparungen (8) aufweisen, innerhalb der Stahlbetonplatte (9) schräg aufwärts verlaufen. Da ein Abkanten des Oberflansches bei einem gewalzten Doppel-T-Profil technisch problematisch ist, empfiehlt es sich,- einen Stahlblechträger zu verwenden, bei dem das Oberflanschblech nach dem Brennen der Aussparungen abgekantet und gegebenenfalls warm nachbehandelt wird· Möglich ist auch die Verwendung eines gewalzten Winkelstabes (7) als Oberflansch.In this variant, the upper flange is bent lengthwise, whereby the legs (7), which have recesses (8) as in claim 1, run diagonally upwards within the reinforced concrete slab (9). Since bending the upper flange with a rolled double-T profile is technically problematic, it is recommended to use a sheet steel support in which the upper flange sheet is bent after the recesses have been fired and, if necessary, subjected to a heat treatment. It is also possible to use a rolled angle bar (7) as the upper flange.
Durch die Schrägführung der beiden Schenkel (7) des Oberflansches wird erreicht, daß die in die Aussparungen (8) einzuführende Bewehrung (10) horizontal verlegt werden kann. Vorteilhaft ist auch, daß jeweils ein Bewehrungsstab (10) gleichzeitig zwei gegenüber angeordnete Aussparungen (8) durchdringt. In der Regel wird die untere Bewehrungslage der Stahlbeton-Deckenplatte gleichzeitig als Schubbewehrung für die Stahlbetondübel herangezogen werden können, womit zusätzliche Materialeinsparungen bei der Bewehrung der erfindungsgemäßen Stahlverbundträger möglich sind.The inclined guidance of the two legs (7) of the upper flange ensures that the reinforcement (10) to be inserted into the recesses (8) can be laid horizontally. It is also advantageous that one reinforcement bar (10) penetrates two opposite recesses (8) at the same time. As a rule, the lower reinforcement layer of the reinforced concrete ceiling slab can also be used as shear reinforcement for the reinforced concrete dowels, which allows additional material savings in the reinforcement of the steel composite beams according to the invention.
Eine weitere Variante der Erfindung wird im Schutzanspruch 3 zum Ausdruck gebracht.A further variant of the invention is expressed in claim 3.
Hierbei wird als Oberflansch eines Stahlblechträgers ein liegendes U-Profil (12) verwendet, dessen Flansche (13) wie nach Anspruch 1 Aussparungen (14) aufweisenkind innerhalb der Stahlbetonplatte (15) aufwärts gerichtet sind. Als U-Profil kann sowohl ein doppelt abgekantetes Stahlblech, als auch ein gewalztes U-Profil verwendet werden. Das Profil wird in Stegmitte mit dem oberen Stegrand eines T-förmigen Stahlträgers (11) verschweißt. Der so kombinierte Stahlträger kann in Verbindung mit der Stahlbetonplatte (15) so eingesetzt werden, daß die Unterkante des U-Profils (12) bündig mit der Unterkante der STahlbetonplatte (15) liegt. Die Anordnung der Schubbewehrung entspricht der Bewehrungsführung nach Schutzanspruch 2. Von Vorteil gegenüber der Variante nach Anspruch 2 erweist sich die technisch günstigere VerSchweißbarkeit des U-förmigen Oberflansches mit dem Steg des T-förmigen Stahlträgers (11).In this case, a horizontal U-profile (12) is used as the upper flange of a steel sheet girder, the flanges (13) of which have recesses (14) as in claim 1 and are directed upwards within the reinforced concrete slab (15). Both a double-edged steel sheet and a rolled U-profile can be used as the U-profile. The profile is welded to the upper web edge of a T-shaped steel girder (11) in the middle of the web. The steel girder combined in this way can be used in conjunction with the reinforced concrete slab (15) in such a way that the lower edge of the U-profile (12) is flush with the lower edge of the reinforced concrete slab (15). The arrangement of the shear reinforcement corresponds to the reinforcement layout according to claim 2. The technically more favorable weldability of the U-shaped upper flange to the web of the T-shaped steel girder (11) proves to be an advantage over the variant according to claim 2.
Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail using embodiments with reference to the accompanying drawings.
The drawings show:
Figur la die isometrische Darstellung eines doppel-T-förmigen Stahlträgers (l) mit ebenem, rechtwinklig zum Trägerverlaufenden Oberflansch (2), der mit beidseitig des Stegs angeordneten birnenförmigen Aussparungen (3) versehen ist.Figure la is an isometric view of a double-T-shaped steel beam (l) with a flat upper flange (2) running at right angles to the beam and provided with pear-shaped recesses (3) arranged on both sides of the web.
Figur Ib den Querschnitt des doppel-T-förmigen Stahlträgers (1) mit Darstellung der den Oberflansch einschließenden Stahlbetonplatte (4) und der in den Aussparungen (3) eingelegten Schubbewehrung (5),Figure Ib shows the cross-section of the double-T-shaped steel beam (1) showing the reinforced concrete slab (4) enclosing the upper flange and the shear reinforcement (5) inserted in the recesses (3),
Figur 2a die isometrische Darstellung eines T-förmigen Stahlblechträgers (6) mit längs der Oberkante des Trägerstegs aufgeschweißtem Winkelstabes-, dessen aufwärts gerichtete Schenkel (7) mit birnenförmigen Aussparungen versehen sind,Figure 2a is an isometric view of a T-shaped steel sheet beam (6) with an angle bar welded along the upper edge of the beam web, the upwardly directed legs (7) of which are provided with pear-shaped recesses,
Figur 2b den Querschnitt des mit einem Winkelprofil (7) kombinierten T-förmigen Stahlträgers (6) mit Darstellung der das Winkelprofil (7) einschließenden Stahlbetonplatte (9) und der in die Aussparungen (8) eingelegten Schubbewehrung (10),Figure 2b shows the cross-section of the T-shaped steel beam (6) combined with an angle profile (7) showing the reinforced concrete slab (9) enclosing the angle profile (7) and the shear reinforcement (10) inserted into the recesses (8),
Figur 3a die isometrische Darstellung eines T-förmigen Stahlträgers (11) mit längs der Oberkante des Trägerstegs aufgeschweißtem, liegenden U-Profils (12), dessen aufwärts gerichtete Flansche (13) «mit birnenförmigen Aussparungen (14) versehen sind,Figure 3a is an isometric view of a T-shaped steel beam (11) with a horizontal U-profile (12) welded along the upper edge of the beam web, the upwardly directed flanges (13) of which are provided with pear-shaped recesses (14),
Figur 3b den Querschnitt des mit einem liegenden U-Profil (12) kombinierten T-förmigen Stahlträgers (11) mit Darstellung der das U-Profil bedeckenden und füllenden Stahlbetonplatte (15) und der in die Aussparungen (14) eingelegten Schubbewehrung (16).Figure 3b shows the cross-section of the T-shaped steel beam (11) combined with a horizontal U-profile (12) showing the reinforced concrete slab covering and filling the U-profile (15) and the shear reinforcement (16) inserted into the recesses (14).
Claims (3)
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