DE29615019U1

DE29615019U1 - Device for the concentrated application of force in concrete

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Publication number: DE29615019U1
Application number: DE29615019U
Authority: DE
Original assignee: EISENHOFER ANDRE DIPL ING FH; SCHAEFFER WOLFGANG DIPL ING FH
Current assignee: Eisenhofer Andre Dipl-Ing (fh) De; ROJEK, RICHARD, PROF. DR.-ING., DE; Schaeffer Wolfgang Dipl-Ing (fh) De
Priority date: 1996-08-29
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 1996-12-05
Anticipated expiration: 2006-08-30
Also published as: EP0826848A3; EP0826848A2; EP0826848B1; DE59710948D1; ATE294299T1

Abstract

The anchor fitting is designed to transfer a concentrated load to a block of concrete. It has two reinforcing members (1) made of metal rods and joined at their ends to the edges of a metal strap (2). This strap has a number of large holes (4) through it, into which the liquid concrete may flow in order to provide firm keying with interlocking of the metal and concrete components and division of the transferred forces between several contact points. In an alternative arrangement there are a number of cutouts along the edge of the metal strap. These cutouts may form teeth along the edge of the strip which interlock with the concrete when it sets.

Description

Vorrichtung zur konzentrierten Krafteinieitung in BetonDevice for concentrated force application in concrete

Die Erfindung betrifft Bauelemente, mit deren Hilfe Zug- oder Druckkräfte konzentriert in Stahl- und Spannbetonkonstruktionen eingeleitet werden können. Die Elemente können zu diesem Zweck mit herkömmlichen Bewehrungen oder den verschiedenartigsten Sonderelementen verbunden werden oder können auch Bestandteil einer biegesteifen Sonderkonstruktion sein.The invention relates to structural elements with the help of which tensile or compressive forces can be introduced in a concentrated manner into steel and prestressed concrete structures. For this purpose, the elements can be connected to conventional reinforcements or a wide variety of special elements or can also be part of a rigid special construction.

Die häufigste Art der Ausbildung von Zug- oder Druckkraftverankerungen in Stahl- und Spannbetonkonstruktionen besteht in der Anordnung der sogenannten Verankerungslängen für Bewehrungsstäbe, die nach DIN 1045 bzw. ENV DlN 1992-1 auszubilden sind. Diese Verankerungslängen haben den Nachteil, daß für die Einleitung der Kräfte relativ große Längen erforderlich sind. Dieser Nachteil macht sich besonders stark bemerkbar, wenn die Kraftübertragung im Zusammenhang mit einer Fuge im Bauwerk erforderlich wird.The most common way of designing tension or compression anchors in reinforced and prestressed concrete structures is to arrange the so-called anchor lengths for reinforcing bars, which must be designed in accordance with DIN 1045 or ENV DlN 1992-1. These anchor lengths have the disadvantage that relatively long lengths are required to transmit the forces. This disadvantage is particularly noticeable when the force transmission is required in connection with a joint in the structure.

Für den Fall, daß die für eine herkömmliche Verankerung erforderliche Länge nicht zur Verfügung steht oder aus irgendwelchen Gründen stark verkürzt werden soll, werden bislang in der Praxis als Sonderlösung gelegentlich Ankerplatten angeordnet, die am Stabende rechtwinklig zur Stabachse angeschweißt werden. Die Anwendbarkeit dieser Sonderlösung wird aber u. a. dadurch stark eingeschränkt, daß bei den in aller Regel nur wenige Zentimeter von der Betonoberfläche entfernt angeordneten Bewehrungsstäben kein ausreichender Platz für Ankerplatten zur Verfügung steht.In the event that the length required for a conventional anchor is not available or needs to be significantly shortened for some reason, anchor plates are occasionally used as a special solution in practice, which are welded to the end of the bar at right angles to the bar axis. The applicability of this special solution is, however, severely limited by the fact that there is not enough space for anchor plates in the reinforcement bars, which are usually only a few centimeters away from the concrete surface.

Hiervon ausgehend sieht die vorliegende Erfindung vor, die Zug- oder Druckkräfte mit Hilfe von stab- oder scheibenförmigen Verankerungselementen, deren Flächen parallel zu den Stabachsen angeordnet sind, mit keinem oder nur geringem Versatz in den Beton zu leiten.Based on this, the present invention provides for the tensile or compressive forces to be directed into the concrete with little or no offset using rod- or disk-shaped anchoring elements whose surfaces are arranged parallel to the rod axes.

Seite 2 der Gebrauchsmusteranmeldung &ldquor;Lashplatteiwerankerungi'. ^Page 2 of the utility model application "Lash plate anchoring". ^

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus Stahl oder anderen geeigneten Werkstoffen bestehende Ankerelemente, die beliebige Querschnittsund Grundrißformen aufweisen können, durch beliebig geformte Ausnehmungen und / oder entsprechenden durchgehenden Aussparungen im Flächeninnern und / oder an den Rändern die Verankerungskraft über - i. d. R. mehrere - kleine Teilflächen mit Druckkontakt in den Beton übertragen. Dadurch können im Vergleich zu den herkömmlichen Ankerplatten größere Betonspannungen ausgenutzt werden.This object is achieved according to the invention in that anchor elements made of steel or other suitable materials, which can have any cross-sectional and plan shape, transfer the anchoring force through - usually several - small partial areas with pressure contact into the concrete through arbitrarily shaped recesses and / or corresponding continuous recesses in the interior of the surface and / or at the edges. In this way, greater concrete stresses can be exploited compared to conventional anchor plates.

Je nach gewählter Zuordnung zwischen Bewehrungsstab und Ankerelement kann bei der Kraftübertragung vom Stab zum Anker ein Versatzmoment entstehen. Infolge der Biegesteifigkeit des Ankers ist es möglich, dieses Versatzmoment durch ein Kräftepaar, das das Ankereiement in den Beton einleitet, im Gleichgewicht zu halten. Depending on the chosen assignment between the reinforcement bar and the anchor element, a displacement moment can arise during the transfer of force from the bar to the anchor. Due to the bending stiffness of the anchor, it is possible to keep this displacement moment in balance by means of a force couple that the anchor element introduces into the concrete.

Die erfindungsgemäßen Ankerelemente können außer mit Bewehrungsstäben auch mit allen denkbaren flächen- oder stabförmigen Konstruktionsteilen kombiniert werden. Bei biegesteifen Konstruktionen können außer Normalkräften auch Querkräfte über die Ausnehmungen und / oder Aussparungen als Auflagerkräfte in den Beton geleitet werden.The anchor elements according to the invention can be combined with reinforcing bars as well as with all conceivable flat or rod-shaped structural parts. In the case of rigid structures, in addition to normal forces, transverse forces can also be directed into the concrete as support forces via the recesses and/or cutouts.

Somit stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Ankerelement dar, das die Krafteinleitung aus zug- oder druckbeanspruchten Stäben in den Beton mit vergleichsweise sehr kurzen Längen ermöglicht und damit für viele Anwendungsfälle wirtschaftliche Vorteile bietet. Wesentlich ist dabei die mögliche Ausnutzung vergleichsweise großer Betondruckspannungen. Die Ankerelemente sind in der Regel gleich gut geeignet zur Einleitung von Zug- oder Druckkräften. Durch die vollflächige Einbettung der Elemente in den Beton können bei Druckbeanspruchung keine Stabilitätsprobleme entstehen.The device according to the invention therefore represents an anchor element that enables the introduction of force from tensile or compressive bars into the concrete with comparatively very short lengths and thus offers economic advantages for many applications. The possible use of comparatively large concrete compressive stresses is essential here. The anchor elements are generally equally well suited to introducing tensile or compressive forces. Due to the full-surface embedding of the elements in the concrete, no stability problems can arise under compressive stress.

Weiterhin können mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung völlig neuartige, biegesteife Tragkonstruktionen für den Stahl- und Spannbetonbau entwickelt werden, mit denen Kräfte wesentlich günstiger übertragen werden können als mit den bislang bekannten Lösungen.Furthermore, with the aid of the device according to the invention, completely new, rigid supporting structures for reinforced and prestressed concrete construction can be developed, with which forces can be transmitted much more efficiently than with the solutions known to date.

Seite 3 der Gebrauchsmusteranmelamg_f &ldquor;kechplatienvenankerungi^ _t··Page 3 of the utility model application _for &ldquor;kechplatienvenankerungi^ _t ··

Nachstehend werden einige mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:Some possible embodiments of the invention are explained in more detail below using the drawing. Here:

Figur 1 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der zwei Figure 1 is a plan view of a device according to the invention, in which two

Bewehrungsstäbe an einen gemeinsamen Lochplattenanker angeschlossen sind,Reinforcing bars are connected to a common perforated plate anchor ,

Figur 2 einen axial geführten Längsschnitt der Vorrichtung gemäß Figur 1, Figure 2 shows an axially guided longitudinal section of the device according to Figure 1,

Figur 3 einen Querschnitt der Vorrichtung gemäß Figur 1, " Figure 3 shows a cross-section of the device according to Figure 1, "

Figuren 4-7 verschiedene mögliche Querschnitte der Ankerelemente, Figures 4-7 different possible cross sections of the anchor elements,

Figur 8 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der ein Figure 8 is a plan view of a device according to the invention, in which a

einzelner Bewehrungsstab an einem Ankerelement angeschlossen ist,single reinforcement bar is connected to an anchor element,

Figur 9 einen axial geführten Längsschnitt der Vorrichtung gemäß Figur 8, Figure 9 is an axially guided longitudinal section of the device according to Figure 8,

Figur 10 einen Querschnitt der Vorrichtung gemäß Figur 8, Figure 10 shows a cross section of the device according to Figure 8,

Figuren 11,12 eine weitere Form Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Figures 11,12 show a further variant of the device according to the invention and

Figur 13 eine Seitenansicht eines biegesteifen Tragelements, das mit einer Figure 13 is a side view of a rigid support element provided with a

erfindungsgemäßen Verankerungsvorrichtung kombiniert ist.anchoring device according to the invention.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine Lösung, bei der zwei Bewehrungsstäbe 1 mit einem gemeinsamen Lochpiattenanker 2 verschweißt sind. Das Ankerelement übernimmt die Zug- oder Druckkraft der beiden Stäbe und leitet sie im wesentlichen über die Stirnfläche 3 oder 3 a sowie die Lochleibungsflächen der in diesem Beispiel kreisförmigen Aussparungen 4 jeweils als Druckkraft in den Beton.Figures 1 to 3 show a solution in which two reinforcement bars 1 are welded to a common perforated plate anchor 2. The anchor element takes over the tensile or compressive force of the two bars and essentially transfers it as a compressive force into the concrete via the end face 3 or 3a and the hole bearing surfaces of the circular recesses 4 in this example.

In den Querschnittszeichnungen der Figuren 4 bis 7 stellt die Figur 4 ein Ankerelement mit innenliegender, durchgehender Aussparung 5, die Figur 5 ein solches mit innenliegender, einseitiger Ausnehmung 6, die Figur 6 ein weiteres mit innenliegenden, beidseitigen Ausnehmungen 7 und die Figur 7 ein Ankerelement mit an den Rändern angeordneten Aussparungen 8 dar.In the cross-sectional drawings of Figures 4 to 7, Figure 4 shows an anchor element with an internal, continuous recess 5, Figure 5 shows one with an internal, one-sided recess 6, Figure 6 shows another with internal, double-sided recesses 7 and Figure 7 shows an anchor element with recesses 8 arranged on the edges.

Seite 4 der Gebrauchsmusteranmeldtifig _wttchpl${t§ave*räakerun^".Page 4 of the utility model application _w ttchpl${t§ave*räakerun^".

Die Figuren 8 bis 10 zeigen eine Variante, bei der ein Bewehrungsstab 9 einseitig mit einem Ankerelement 10 verschweißt ist. Das Ankerelement überträgt die Zugoder Druckkraft im wesentlichen über die Stirnfläche 11 bzw. 11 a sowie vor allem über die Lochleibungsflächen der in diesem Beispiel halbkreisförmigen Aussparungen 12 an den Rändern in den Beton.Figures 8 to 10 show a variant in which a reinforcing bar 9 is welded on one side to an anchor element 10. The anchor element transfers the tensile or compressive force essentially via the front surface 11 or 11a and above all via the hole bearing surfaces of the semicircular recesses 12 at the edges in the concrete.

Die Figuren 11 und 12 zeigen mit der Draufsicht auf eine weitere Variante, daß es für die Grundrißform bzw. den Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine große Vielfalt von Gestaltungsmöglichkeiten gibt. So weist das Ankerelement 13 beispielhaft einen trapezförmigen Grundriß sowie Aussparungen im Innern (14) und an den Rändern (15) auf. Insbesondere an den Rändern bieten sich auch dreieckförmige Aussparungen an. Figur 11 stellt die Anordnung für eine Zugverankerung, Figur 12 dagegen die Anordnung für eine Druckverankerung dar.Figures 11 and 12 show a top view of another variant, showing that there is a wide variety of design options for the plan shape or cross section of the device according to the invention. For example, the anchor element 13 has a trapezoidal plan and recesses in the interior (14) and on the edges (15). Triangular recesses are also possible, particularly on the edges. Figure 11 shows the arrangement for a tension anchor, while Figure 12 shows the arrangement for a pressure anchor.

Figur 13 zeigt schließlich einen biegesteifen Träger 16 mit z. B. rechteckförmigen Querschnitt, der Lasten des linken Betonteils 17 über die Dehnfuge 18 auf den rechten Betonteil 19 übertragen muß. Um die Funktion der Dehnfuge nicht zu stören, ist er innerhalb des linken Betonteils in einer Hülse 20 längsverschieblich gelagert. Infolge der Kraftübertragung erhält der Träger eine Biegebeanspruchung, die jeweils durch ein vertikales Kräftepaar im Gleichgewicht gehalten wird. Unmittelbar rechts der Fuge entstehen daher nach unten gerichtete Auflagerkräfte, am rechten Ende des Trägers sind die Kräfte nach oben gerichtet. An beiden Stellen werden die Kräfte außer an den Oberflächen zusätzlich mit Hilfe der in diesem Beispiel rechtekkigen Aussparungen 21 in den Beton geleitet. Die Trägerlänge kann dadurch im einbetonierten Teil gegenüber einem vollflächigen Stab bei gleicher Tragfähigkeit deutlich kürzer gewählt werden.Finally, Figure 13 shows a rigid beam 16 with a rectangular cross-section, for example, which must transfer loads from the left concrete part 17 to the right concrete part 19 via the expansion joint 18. In order not to disrupt the function of the expansion joint, it is mounted in a sleeve 20 within the left concrete part so that it can move longitudinally. As a result of the force transfer, the beam is subjected to bending stress, which is kept in balance by a vertical force pair. Immediately to the right of the joint, support forces are directed downwards, while at the right end of the beam the forces are directed upwards. At both points, the forces are directed into the concrete using the recesses 21, which are rectangular in this example, as well as at the surfaces. The beam length in the concreted part can therefore be chosen to be significantly shorter than a full-surface bar with the same load-bearing capacity.

Bei ähnlichen Konstruktionen wie dem Träger 16 können gleichzeitig zu den quergerichteten auch längsgerichtete Verankerungskräfte auftreten. In diesem Fall werden von den Aussparungen und / oder Ausnehmungen die daraus resultierenden Kraftkomponenten schräg zur Trägerachse in den Beton geleitet.In similar structures to the beam 16, longitudinal anchoring forces can occur at the same time as the transverse ones. In this case, the resulting force components are directed into the concrete by the recesses and/or cutouts at an angle to the beam axis.

Claims

Perforated plate anchoring Page 1 Protection claims

1. Device for the concentrated introduction of forces into concrete with an anchoring device that can be interlocked with the concrete and which contains at least one space (4;5;6;7;8;12;15;21) that is open on at least one side, into which concrete can penetrate, and whose edge boundary has, at least in the rear area seen in the direction of force, a reveal surface that runs at least partially transversely to the direction of force.

2. Device according to claim 1, characterized in that the

Anchoring device has at least one anchoring element (2; 10; 13) attached to a building construction element (1; 9) stressed by the forces to be introduced, which is provided with at least one concrete receiving space (4; 12; 15).

3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the building construction element (16) stressed by the forces to be introduced is provided with at least one molded concrete receiving space (21).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one concrete receiving space is designed as an inner, continuous recess (4,5,14).

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one concrete receiving space is designed as an inner bag recess (6,7).

»J-oetoplattanvepankefwncj. Page 2

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one concrete receiving space is designed as an edge recess (8, 12, 15).

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the anchoring element (2,10,13) is designed as an anchor plate provided with at least one concrete receiving space.

8. Device according to claim 7, characterized in that the

Anchor plate forming the anchoring element (13) is trapezoidal in shape.

9. Device according to claim 7 or 8, characterized in that the anchoring element (10, 13) is attached to at least one force transmission element (9) with an axial offset.

10. Device according to claim 9, characterized in that the anchoring element (10, 13) attached with an axial offset to at least one force transmission element is provided with an anti-tilt device.