DE4328187C2 - Process for producing a composite beam and composite beam - Google Patents
Process for producing a composite beam and composite beamInfo
- Publication number
- DE4328187C2 DE4328187C2 DE19934328187 DE4328187A DE4328187C2 DE 4328187 C2 DE4328187 C2 DE 4328187C2 DE 19934328187 DE19934328187 DE 19934328187 DE 4328187 A DE4328187 A DE 4328187A DE 4328187 C2 DE4328187 C2 DE 4328187C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- concrete
- steel profile
- steel
- stress
- profile
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 67
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 67
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 59
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 14
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 10
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 7
- 230000036316 preload Effects 0.000 claims description 6
- 238000009415 formwork Methods 0.000 claims description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 3
- 239000011513 prestressed concrete Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 241000022844 Praxis Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009435 building construction Methods 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- RJMIEHBSYVWVIN-UHFFFAOYSA-N indoprofen Chemical compound C1=CC(C(C(O)=O)C)=CC=C1N1C(=O)C2=CC=CC=C2C1 RJMIEHBSYVWVIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
- E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
- E04C3/29—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures
- E04C3/293—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures the materials being steel and concrete
- E04C3/294—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures the materials being steel and concrete of concrete combined with a girder-like structure extending laterally outside the element
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundträgers, der mindestens ein Stahlprofil enthält, das vor der Betonummantelung einer Vorbiegung unterzogen wird sowie einen Verbundträger.The invention relates to a method for producing a composite carrier, which at least contains a steel profile that is subjected to a pre-bend before the concrete casing as well as a composite beam.
Zur Einleitung der Vorspannung in den Untergurtbeton bei der Herstellung von Verbund trägern sind zwei Methoden mit kombinierter Lasteintragung bekannt.To initiate the pre-tensioning in the lower flange concrete during the production of composite Carriers are known two methods with combined load entry.
In der DE-PS 22 54 908 ist eine Methode beschrieben, bei der die Einleitung der Vorspan ung des Untergurtbetons zum einen durch Biegung und zum zweiten durch Einsatz von Spanngliedern erzielt wird. Diese Methode der Lasteintragung verschiebt lediglich das eingesparte Material des Stahlträgers zu den zusätzlichen Spanngliedern. Von Vorteil ist hier eine günstigere Lasteintragung bezüglich der Lage der Lasteinwirkung zum Beton querschnitt. Der erforderliche Mehraufwand durch das zusätzliche Vorspannen verhindert weitgehend eine wesentliche Verringerung der Kosten. Probleme entstehen bei der Ver ankerung der Spannglieder. Spannlitzen mit sofortigem Verbund können nicht angewandt werden, da infolge der eingetragenen Vorbiegung bei der Entlastung eine Verkürzung der Randfasern und somit der Spannlitzen eintritt, was die Verringerung der Vorspannung der Spannlitzen zur Folge hat und kaum nachvollziehbare Spannungszustände ereugt.In DE-PS 22 54 908 a method is described in which the initiation of the preload of the bottom chord concrete on the one hand by bending and on the other hand by using Tendons is achieved. This method of load entry only postpones that saved material of the steel girder to the additional tendons. Is an advantage here a more favorable load entry with regard to the position of the load to the concrete cross-section. The additional effort required by the additional prestressing prevented largely a substantial reduction in costs. Problems arise with the Ver anchoring of tendons. Stretch cords with an immediate bond cannot be used will be, as a result of the shortening of the Edge fibers and thus the prestressing strands occurs, which reduces the pretension of the Has tension cords and barely comprehensible stress conditions.
Eine andere Verfahrensweise ist aus der DE-PS 23 00 733 bekannt. Bei diesem Verfahren erfolgt die erste Lasteintragung durch Vorbiegung und die zweite Lasteintragung durch die Einleitung einer Längskraft. Diese Gesamtheit der Lasteintragung ermöglicht die Ver ringerung des Materialeinsatzes im Obergurt des Stahlträgers, hat allerdings fertigungs technische Abhängigkeiten zur Folge. Eine Verringerung des Untergurtes des Stahlträ gers ist nicht möglich. Die Eintragung der Längskraft erfordert einen hohen gerätetechni schen und energetischen Aufwand bei der Fertigung.Another procedure is known from DE-PS 23 00 733. With this procedure the first load is entered by pre-bending and the second load is entered by the initiation of a longitudinal force. This set of load entry enables Ver reduction in the use of material in the upper chord of the steel girder, but has manufacturing result in technical dependencies. A reduction in the lower flange of the steel door gers is not possible. The entry of the longitudinal force requires a high level of equipment and energy expenditure in manufacturing.
Eine Weiterentwicklung dieses Verfahrens ist in der EP-PS 01 13 650 beschrieben, bei dem die metallische, starre Armierung wenigstens einer Belastung mittels nach Größe und Lage bestimmter Kräfte unterzogen wird, damit in der Armierung die im Laufe der Herstellung entstandenen inneren Spannungen völlig unterdrückt werden. Eine Querschnittsverringerung wird erreicht, indem zu den vertikal wirkenden Lasten zusätz lich eine exentrisch wirkende Längskraft eingetragen wird. Dies führt zu einer Material einsparung im Stahlobergurt und einer günstigeren Spannungsverteilung im vorgedrück ten Betongurt. Bei der Herstellung mehrerer Träger in einer Schaltung werden diese mit einander gekoppelt und es entsteht fertigungstechnologisch eine Abhängigkeit. Dennoch ist bei diesem Verfahren eine große Krafteinleitung und ein entsprechend hoher Einsatz an Material im Untergurt des Stahlträgers notwendig.A further development of this method is described in EP-PS 01 13 650, in which the metallic, rigid reinforcement by means of at least one load certain size and location is subjected to certain forces so that the reinforcement in the Internal tensions arising during the manufacture can be completely suppressed. A Cross-sectional reduction is achieved by adding to the vertically acting loads Lich an eccentric longitudinal force is entered. This leads to a material Saving in the steel top flange and a more favorable tension distribution in the pre-pressed area concrete belt. When producing multiple carriers in a circuit, these are included coupled with each other and there is a dependency in terms of production technology. Yet is a large force application and a correspondingly high effort with this method of material in the lower flange of the steel beam necessary.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundträ gers, aus mindestens einem Stahlprofil, bei dem mindestens ein Teil mit einer Betonummantelung versehen wird, zu schaffen, das den Einsatz eines in seinem Querschnitt reduzierten Stahlprofiles ermöglicht, ohne nachteilige Auswirkungen auf die Gesamttragfähigkeit des Verbundträgers, und bei dem eine Erhöhung der Produktionsleistung erzielt werden kann. Außerdem soll ein neuer Verbundträger geschaffen werden.The invention was based on the object of a method for producing a composite carrier gers, from at least one steel profile, in which at least a part with a Concrete cladding is provided to create the use of one in its Cross section of reduced steel profile allows without adverse effects on the Total load-bearing capacity of the composite beam, and in which an increase in Production output can be achieved. In addition, a new composite beam is said to be created.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht aus folgenden Verfahrensschritten:The process according to the invention consists of the following process steps:
- a) an dem oberen Teil des Stahlprofiles mindestens ein querschnittserweiterndes, schubfest verbundeses Druckelement lösbar befestigt, das Stahlprofil wird mittels mindestens einer von außen eingetragenen Vorspannkraft belastet und dann der untere Teil des vorgebogenen Stahlprofiles mit Beton ummantelt,a) at least one cross-sectional widening on the upper part of the steel profile, shear-proof connected pressure element releasably attached, the steel profile is by means of at least one externally entered preload and then the lower part of the pre-bent steel profile covered with concrete,
- b) nach dem Erreichen einer Betonmindestfestigkeit das vorgebogene Stahlprofil von der Vorspannkraft entlastet, um eine erste Spannungs- und Formänderung zu erreichen, wodurch ein Vorspannen der Betonummantelung des auf Zug beanspruchten Stahlprofiles in der Weise bewirkt wird, daß die Betonummantelung durch die im Stahlprofil erzeugten Spannungen vorgedrückt wird, ohne daß zu diesem Zeitpunkt die zulässigen Betondruckspannungen vollständig ausgenutzt werden,b) after reaching a minimum concrete strength, the pre-bent steel profile relieved of the biasing force to make a first change in tension and shape reach, whereby a prestressing of the concrete casing of the stressed train Steel profile is caused in such a way that the concrete casing is pressed forward by the stresses generated in the steel profile without this When the permissible concrete compressive stresses are fully utilized,
- c) nach dem Aushärten der Betonummantelung wird das Druckelement oder werden die Druckelemente vom oberen Teil des Stahlprofiles entfernt, um eine zweite Spannungs- und Formänderung zu erreichen, von der durch die eingetretene Querschnittsverringerung eine innere Spannungsumlagerung bewirkt wird, die zu einer Erhöhung der zu diesem Zeitpunkt in der Betonummantelung vorhandenen Druck spannung führt und die in der Betonummantelung vorhandene Restzugspannung des Stahlprofiles verringert, wodurch die Überhöhung des Trägers vergrößert wird.c) after the concrete casing has hardened, the pressure element or elements become away from the upper part of the steel profile to create a second stress and to achieve a change in shape, by the reduction in cross-section that has occurred an internal stress redistribution is caused, which leads to a Increase the pressure in the concrete casing at this time tension and the residual tension existing in the concrete casing of the steel profile is reduced, causing the cant of the beam is enlarged.
Mit diesem neuen Verfahren werden erstmalig bei der Herstellung von Verbundträgern zwei zeitlich und gegebenenfalls auch räumlich getrennte Spannungs- und Formänderungs vorgänge ausgelöst, die sich durch die Wirkung der Krafteinleitung unterscheiden. Durch diese spezifische Verfahrensweise der Vorspannung der Stahlprofilträger ist es möglich, die Wanddicke der einzusetzenden Träger wesentlich zu verringern, ohne nachteilige Auswirkungen auf die Tragfähigkeit der so hergestellten Verbundträger. Diese Material einsparung ist dadurch möglich, weil während der ersten Spannungs- und Formänderung die Betonummantelung geringer belastet wird.This new process will be used for the first time in the production of composite beams two temporally and possibly spatially separated stress and strain changes processes triggered that differ in the effect of the application of force. By this specific procedure of prestressing the steel profile beams makes it possible to significantly reduce the wall thickness of the supports to be used, without disadvantageous Effects on the load-bearing capacity of the composite beams produced in this way. This material saving is possible because during the first change in tension and shape the concrete coating is less stressed.
Das in seinem Querschnitt deutlich verringerte Stahlprofil, z. B. ein Doppel-T-Träger, wird vor der Belastung durch die von außen einwirkenden Vorspannkräfte durch ein schubfest verbundenes Druckglied im Obergurt versteift.The steel profile, which is significantly reduced in cross-section, e.g. B. is a double-T beam before being loaded by the pre-stressing forces from outside by a shear resistant connected pressure member stiffened in the top chord.
Der folglich hochliegende Gesamtschwerpunkt bewirkt bei einer verminderten Lasteintra gung der von außen eingetragenen Vorspannkräfte eine hohe Spannungsauslastung des auf Zug beanspruchten Teiles des Stahlprofiles. Stabilitätsprobleme treten bei dieser Be anspruchung nicht auf. Als Druckelement kann ein Druckglied eingesetzt werden oder es können auch mehrere Druckelemente zur Anwendung kommen. Die Druckelemente müs sen mit dem Stahlprofil schubfest verbunden sein. Die Anzahl der Druckelemente und deren Querschnittsfläche werden durch die zu erzielenden Belastungswerte des Verbund trägers bestimmt. Während der ersten Spannungs- und Formänderung kann infolge der schubfest verbundenen Druckglieder mit dem Stahlprofil, nach dem Vorspannen der Be tonummantelung eine geringere Druckspannung eingetragen werden. Durch den hochlie genden Schwerpunkt wird eine günstige Verteilung der Druckspannungen in der Beton ummantelung erreicht.The consequent high center of gravity results in a reduced load intra a high stress utilization of the part of the steel profile subjected to tension. Stability problems occur with this loading stress on. A pressure element can be used as the pressure element or it several printing elements can also be used. The pressure elements must must be connected to the steel profile in a shear-resistant manner. The number of printing elements and their cross-sectional area are determined by the load values of the composite determined carrier. During the first change in tension and shape, the thrust-resistant pressure members connected to the steel profile after prestressing the loading a lower compressive stress can be entered. Due to the high The main focus will be a favorable distribution of the compressive stresses in the concrete sheathing reached.
Nach dem Aushärten der Betonummantelung wird auf die nun höherfeste Betonummante lung ein zweiter Spannungs- und Formänderungsanteil eingetragen, indem das schubfest verbundene Druckglied vom auf Druck beanspruchten Teil des Stahlprofiles gelöst wird. Der zweite Spannungsanteil kann so groß gewählt werden, daß die bis zu diesem Zeit punkt eingetretenen Spannungsminderungen, welche infolge der Materialeigenschaften der Betonummantelung auftreten, aufgehoben werden. Das mit der Betonummantelung im Verbund befindliche Stahlprofil weist nach der ersten Spannungs- und Formänderung eine Restzugspannung auf, welche durch den zweiten Anteil der Spannungs- und Formände rung wesentlich verringert wird, wodurch eine Erhöhung der Gesamttragfähigkeit, insbe sondere der Standsicherheit im Fall von Brandeinwirkung, eintritt. Infolge der Verbund wirkung wird zwischen dem Stahlprofil und der Betonummantelung ein inneres Kräftepaar erzeugt. Der zweite Vorgang der Krafteinleitung wird durch die Verringerung des Querschnittes und somit durch die Veränderung der inneren Hebelarme ereugt. Mit der Veränderung der inneren Hebelarme verändert sich auch die Wirkung der inneren Kräfte auf den Verbundträger.After the concrete coating has hardened, the now higher-strength concrete coating is applied a second stress and strain change portion entered by the shear resistant connected pressure member is released from the part of the steel profile subjected to pressure. The second voltage component can be chosen so large that up to this time point occurred stress reductions, which due to the material properties of the concrete coating occur. That with the concrete casing in Composite steel profile shows a after the first change in tension and shape Residual tensile stress, which is due to the second portion of the stress and form changes tion is significantly reduced, which increases the overall load capacity, in particular especially stability in the event of fire. As a result of the Verbund effect becomes an internal force pair between the steel profile and the concrete casing generated. The second process of force application is by reducing the Cross-section and thus evidenced by the change in the inner lever arms. With the Changing the inner lever arms also changes the effect of the inner forces on the composite beam.
Durch den zweiten Spannungs- und Formänderungsanteil wird ein Überdrücken der bis zu diesem Zeitpunkt eingetretenen Spannungsabminderung in der Betonummantelung, wel che durch die Eigenschaften des Betons bedingt sind, erreicht. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß im technologischen Verfahrensablauf der betonummantelte Träger bereits nach dem ersten Vorspannvorgang, nach dem Erreichen einer Betonmin destfestigkeit und der Entlastung, dem Verfahrensschritt b), aus der Schalung genommen werden kann und zur Aushärtung zwischengelagert bzw. an einen anderen Ort umgesetzt wird. Entsprechend der Anzahl der zur Verfügung stehenden Formen bw. Schalungen kann dadurch die Ausstoßleistung beim Hersteller beträchtlich erhöht werden.The second part of the tension and deformation allows the up to at this point in time there was a reduction in tension in the concrete casing, wel due to the properties of the concrete. Another advantage of this The method consists in the fact that in the technological process sequence the concrete sheathed Beam already after the first prestressing process, after reaching a concrete min least strength and the relief, process step b), removed from the formwork can be stored temporarily for curing or relocated to another location becomes. According to the number of shapes available. Formwork this can significantly increase the manufacturer's output.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren können die von außen eingetragenen Vor spannkräfte entweder durch Längskräfte und/oder Querkräfte erzeugt werden. Das Stahl profil mit einem oder mehreren Druckelementen kann bis zur zulässigen Grenze vorgebo gen werden. Vorteilhaft ist es, wenn die zur Erreichung des ersten Spannungs- und Form änderungsanteils eingetragene Vorspannkraft durch eine oder mehrere von außen wirkende senkrecht in bezug auf die Längsachse des Trägers gerichteten Kräfte eingetragen wird. Die Größe des Druckelementes bzw. der Druckelemente kann bzw. können variiert werden, um unterschiedliche Spannungs- und Formänderungsanteile zu erreichen. Bevorzugterweise wird als Druckelement eine Stahllamelle verwendet, die mittels Schubsicherungen an dem Stahlprofil lösbar befestigt wird. Die Druckelemente können nach dem Entfernen von dem Stahlprofil wieder für den nächsten Produktionszyklus verwendet werden. Vor der Betonummantelung werden an dem unteren Teil des Stahlprofiles, bei einem Doppel-T-Träger an dem Untergurt, Schubsicherungen angebracht. Als Stahlprofil werden bevorzugt Doppel-T-Träger eingesetzt, wobei jedoch auch der Einsatz anderer Profilarten für die Herstellung der Verbundträger geeignet ist. Nach der eigentlichen Herstellung der Verbundträger werden am oberen Teil des Stahl profiles noch Schubsicherungen für den später aufzubringenden Ortbeton angebracht. Für die Betonummantelung des unteren Teils ist besonders ein Beton geeignet, der im ausgehärteten Zustand eine Druckfestigkeit von mehr als 45 N/mm² aufweist, da beim Gesamttragverhalten im Endzustand dem Beton eine wesentlich größere Bedeutung zukommt. Im Hinblick auf die Verwendung höherfester Betone, deren qualitätsgerechte Fertigung unter Werkstattbedingungen heute bereits gewährleistet werden kann, wird eine Optimierung des Stahleinsatzes im Verhältnis zum Betonquerschnitt erzielt, welche die Marktfähigkeit derart hergestellter Teile wesentlich verbessert. Die Eintragung zweier Spannungs- und Formänderungsanteile gestattet gleichfalls die Verwendung von Bau stählen mit geringeren zulässigen Spannungen, da die Stahlrandspannungen der ver wendeten Stahlprofile durch die Größe der eingetragenen Lastanteile optimiert werden können. Durch die räumliche und zeitliche Trennung der beiden Spannungs- und Form änderungsanteile werden bisherige Anhängigkeiten beim Herstellungsprozeß aufgehoben. Erfindungsgemäß wird ferner noch ein Verbundträger, bestehend aus mindestens einem Stahlprofil und einer Betonummantelung vorgeschlagen, bei dem das Stahlprofil aus einem oder mehreren Walzträgern oder geschweißten Profilen, die durch zusätzliche Druckelemente verstärkt sind, besteht, wobei das Verhältnis der gezogenen Querschnittsfläche des Trägers bzw. Profiles zum Querschnitt der spannungsmäßig aus gelasteten vorgespannten Betonummantelung bis 1 : 15 beträgt.According to the method of the invention, the externally entered in front clamping forces are generated either by longitudinal forces and / or transverse forces. The steel profile with one or more pressure elements can be pre-banned up to the permissible limit be. It is advantageous if the to achieve the first tension and form part of the preload entered by one or more from outside forces acting perpendicular to the longitudinal axis of the beam is entered. The size of the printing element or the printing elements can or can be varied to give different stress and strain components to reach. A steel lamella is preferably used as the pressure element is releasably attached to the steel profile by means of thrust locks. The printing elements can be removed again for the next after removing from the steel profile Production cycle can be used. Before the concrete sheathing are on the bottom Part of the steel profile, with a double-T beam on the lower flange, thrust protection appropriate. Double-T beams are preferably used as the steel profile, however the use of other types of profiles is also suitable for the production of the composite beams. After the actual manufacture of the composite beams are on the upper part of the steel profiles still shear protection for the in-situ concrete to be applied later. A concrete is particularly suitable for the concrete sheathing of the lower part cured state has a compressive strength of more than 45 N / mm², since at Overall load-bearing behavior in the final state of the concrete is of much greater importance comes to. With regard to the use of higher strength concretes, their high quality Manufacturing under workshop conditions can already be guaranteed today Optimization of the steel use in relation to the concrete cross-section achieved, which the The marketability of parts manufactured in this way is significantly improved. The entry of two Tension and deformation components also allow the use of construction steel with lower permissible stresses, since the steel edge stresses of the ver used steel profiles can be optimized by the size of the load components entered can. Due to the spatial and temporal separation of the two tension and form Modifications are removed from previous dependencies in the manufacturing process. According to the invention is also a composite carrier consisting of at least one Steel profile and a concrete casing proposed, in which the steel profile one or more rolled beams or welded profiles, which are supported by additional Pressure elements are reinforced, the ratio of the drawn Cross-sectional area of the beam or profile to the cross-section of the voltage loaded pre-stressed concrete casing is up to 1:15.
Ein solcher Verbundträger wird nach der zuvor beschriebenen Verfahrensweise herge stellt.Such a composite beam is produced using the procedure described above poses.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Materialeinsatz für die zu verwendenden Stahlprofile erheblich reduziert werden kann. Auch unter Berücksichtigung eines höheren Herstellungsaufwandes lassen sich im Vergleich zu den bisher in der Pra xis eingesetzten Verbundträgern, wie z. B. den sogenannten Preflex-Trägern, Kostenein sparungen von ca. 20% erzielen. Ferner ist es möglich, durch eine Optimierung der Ver formungsanteile beider Formänderungen auf eine Vorverformung der Stahlprofile zu verzichten. Bisher ist es für bestimmte Anwendungsfälle erforderlich, daß die für die Her stellung der Verbundträger benötigten Stahlprofile vor der Vorspannung und der Beton ummantelung noch einer Vorverformung unterzogen werden müssen.The main advantage of the invention is that the use of materials for the using steel profiles can be significantly reduced. Also taking into account a higher manufacturing effort can be compared to the previously in Pra xis composite beams used such. B. the so-called Preflex beams, cost achieve savings of approx. 20%. It is also possible to optimize the Ver shaping shares of both shape changes towards a pre-deformation of the steel profiles dispense. So far, it has been necessary for certain applications that for the Her Position of the composite beams required steel profiles before prestressing and the concrete sheathing must be subjected to a pre-deformation.
Die erfindungsgemäßen Verbundträger werden im Hochbau, insbesondere beim Bau von Tiefgaragen, Gesellschafts- und Industriebauten eingesetzt. Außerdem erfolgt die Anwen dung im Brückenbau. Mit diesen Verbundträgern kann die bisher bei den Eisenbahnver waltungen angewandte Bauweise "Walzträger im Beton" abgelöst werden. Durch die Ma terialoptimierung in Verbindung mit einem späteren geringeren Erhaltungsaufwand tritt gegenüber der "Walzträger im Beton"-Bauweise eine erhebliche Senkung des materiellen Aufwandes für das Gesamtbauwerk ein. Durch die wesentliche Reduzierung des Stahlein satzes der Träger kann der Energieaufwand zur Herstellung der Träger erheblich gesenkt werden und die erfindungsgemäßen Verbundträger gewährleisten somit ein umweltge rechtes Bauen.The composite beams according to the invention are used in building construction, in particular in the construction of Underground garages, company and industrial buildings. The application also takes place in bridge building. With these composite beams, the previously at the Eisenbahnver applied design "roller beams in concrete". By the Ma material optimization in connection with a later lower maintenance effort occurs compared to the "roller beams in concrete" construction, a significant reduction in material Effort for the entire structure. Due to the substantial reduction in steel rate of the carrier, the energy expenditure for producing the carrier can be considerably reduced are and the composite carrier according to the invention thus ensure an environmentally right building.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigtThe invention will be explained below using an example. In the associated Drawing shows
Fig. 1 einen Querschnitt durch das Walzprofil mit aufgesetzter Stahllamelle, Fig. 1 shows a cross section through the roll profile with attached steel disk,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Walzprofil gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a longitudinal section through the roller profile shown in FIG. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen noch im Herstellungsprozeß befindlichen Verbundträger der unter Einwirkung einer Vorspannkraft steht, Fig. 3 shows a cross-section of the stands by a still in the manufacturing process of the composite support under the action of a biasing force,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Verbundträger gemäß Fig. 3, Fig. 4 shows a longitudinal section through the composite carrier according to Fig. 3,
Fig. 5 einen Querschnitt durch den Verbundträger im entlasteten Zustand, Fig. 5 shows a cross section through the composite beam in the unloaded state,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch den Verbundträger gemäß Fig. 5, Fig. 6 shows a longitudinal section through the composite carrier according to Fig. 5,
Fig. 7 einen Querschnitt durch den Verbundträger nach Entfernung der Stahllamelle und Fig. 7 shows a cross section through the composite carrier after removal of the steel lamella and
Fig. 8 einen Längsschnitt durch den Verbundträger gemäß Fig. 7. Fig. 8 is a longitudinal section through the composite carrier according to Fig. 7.
In den Fig. 1 bis 8 sind die wesentlichen Verfahrensschritte zur Herstellung des Ver bundträgers dargestellt.In FIGS. 1 to 8, the essential method steps are shown for producing the composite carrier Ver.
Die Fig. 1 zeigt das zum Einsatz kommende Stahlprofil im Querschnitt. Das Stahlprofil ist ein Walzprofil 1, das als Doppel-T-Träger ausgebildet ist. Im Bereich des Obergurtes 8 ist das Walzprofil 1 mittels einer Stahllamelle 2 verstärkt, die durch entsprechende Schubsi cherungen 3 mit dem Obergurt 8 des Walzprofiles 1 schubfest verbunden ist. Am Unter gurt 9 des Walzprofiles 1 sind Schubsicherungen 5 für die spätere Betonummantelung angeordnet. Aus dem in Fig. 2 dargestellten Längsschnitt ist erkennbar, daß ein derart vorbereiteter Träger eine definierte Überhöhung f₂ aufweist, welche ein den Berechnun gen des Endzustandes entsprechendes Differenzmaß beinhaltet, um eine im Endzustand gewünschte Tragwerksgeometrie zu erzeugen. In den Fig. 3 und 4 ist zu sehen, daß nunmehr auf die Stahllamelle 2 von außen Vorspannkräfte 7 eingetragen werden. Der Ein trag der Vorspannkräfte 7 erfolgt vertikal über der Längsachse und die Vorspannkräfte 7 wirken als Einzellast, beziehungsweise als Gruppe von Einzellasten, hier von zwei in den Viertelspunkten eingetragenen Lasten, auf das Walzprofil 1 ein. Fig. 1 shows the steel profile used in cross section. The steel profile is a rolled profile 1 , which is designed as a double-T beam. In the area of the upper chord 8 , the rolled section 1 is reinforced by means of a steel lamella 2 , which is secured by appropriate Schubsi 3 with the upper chord 8 of the rolled section 1 in a shear-resistant manner. On the lower belt 9 of the rolled profile 1 shear protection 5 are arranged for the later concrete coating. From the longitudinal section shown in Fig. 2 it can be seen that a carrier prepared in this way has a defined cant f₂, which includes a difference dimension corresponding to the calculations of the final state in order to produce a desired structural geometry in the final state. In FIGS. 3 and 4 it can be seen that now be added to the steel plate 2 from outside biasing forces. 7 The prestressing forces 7 are carried vertically along the longitudinal axis and the prestressing forces 7 act on the rolled section 1 as an individual load or as a group of individual loads, here of two loads entered in the quarter points.
Nach erfolgter Lasteintragung wird mindestens ein Teil des durch Zug beanspruchten Stahlquerschnittes des Walzprofiles 1 mit einer Betonummantelung 4 aus möglichst hochwertigem Beton versehen. Aus Fig. 4 ist zu erkennen, daß durch die von außen eingetragenen Vorspannkräfte 7 eine Verformung f₄ erreicht wird. Gemäß dem weiteren Verfahrensablauf werden nach dem Erreichen einer Betonmindestdruckfestigkeit die von außen eingetragenen Vorspannkräfte zurückgenommen. Dieser Zustand ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Die Zurücknahme der eingetragenen Vorspannkräfte bewirkt eine er ste Spannungs- und Formänderung. Das Walzprofil 1 hat nun infolge des Bestrebens seine ursprüngliche Geometrie wiederzuerlangen bzw. seine eingetragenen Spannungen abzugeben die Betonummantelung 4 vorgedrückt, wodurch sich infolge der Kraftübertra gung der inneren Kräfte des Walzprofiles 1 durch die Schubsicherung 5 in der Betonum mantelung 4 ein Gleichgewicht zwischen den inneren Restkräften im Walzprofil 1 und den Druckkräften in der Betonummantelung 4 einstellt. Eine Formänderung ergibt sich derart, daß der ursprüngliche Zustand der Überhöhung infolge Vorverformung des Walzprofiles 1 nicht mehr erreicht wird. Bei diesem Beispiel wird in diesem Zustand ein Radius der Über höhung von unendlich erreicht, wie aus Fig. 6 ersichtlich. Nach dem Aushärten der Be tonummantelung wird die mit dem Obergurt 8 des Walzprofiles 1 verbundene Stahllamelle 2 nach dem Lösen der Schubsicherungen 3 von dem Obergurt 8 entfernt. Dieser Zustand ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Durch Entfernen der als Druckelement dienenden Stahllamelle 2 wird eine zweite Spannungs- und Formänderung bewirkt. Infolge der Ver änderung des Querschnittes des Trägers ändern sich auch die Werte seiner Belastbarkeit. Dies geschieht unter Beibehaltung der bereits eingetragenen inneren Kräfte, was eine Verlagerung der inneren Belastung zur Folge hat. Das auf den jetzt vorhandenen Quer schnitt einwirkende innere Kräftepaar beansprucht die Betonummantelung 4 durch zu sätzliche Druckspannungen und vermindert die in der Betonummantelung 4 vorhandene Restzugspannung des Walzprofiles 1. Nach diesem zweiten Lasteintragungsvorgang kann das Aufbringen der Schubsicherungen 6 für den Ortsbetonbereich, wie in Fig. 7 ge zeigt, erfolgen. In Fig. 8 ist erkennbar, daß sich aus dem zweiten Lasteintragungsvor gang auch eine entsprechende Verformung f₈ ergibt.After the load has been introduced, at least part of the steel cross section of the rolled section 1, which is subjected to tension, is provided with a concrete casing 4 made of the highest quality concrete. From Fig. 4 it can be seen that a deformation f₄ is achieved by the preload forces 7 entered from the outside. According to the further procedure, the prestressing forces entered from outside are reduced after a minimum concrete compressive strength is reached. This state is shown in FIGS. 5 and 6. The withdrawal of the entered preload forces causes a change in tension and shape. The rolled profile 1 has now, as a result of the endeavor to regain its original geometry or to release its registered stresses, the concrete casing 4 , whereby due to the force transmission of the internal forces of the rolled section 1 by the shear protection 5 in the concrete casing 4, a balance between the internal residual forces in the rolled section 1 and the compressive forces in the concrete casing 4 . A change in shape results in such a way that the original state of the cant due to pre-deformation of the rolled profile 1 is no longer achieved. In this example, a radius of infinity is reached in this state, as can be seen from FIG. 6. After the Beumumantelung Be hardened the steel lamella 2 connected to the upper chord 8 of the rolled section 1 is removed from the upper chord 8 after releasing the thrust locks 3 . This state is shown in FIGS. 7 and 8. By removing the steel plate 2 serving as a pressure element, a second change in tension and shape is brought about. As a result of the change in the cross section of the beam, the values of its load capacity also change. This is done while maintaining the already entered internal forces, which results in a shift in the internal load. The internal force pair acting on the cross section now present stresses the concrete casing 4 by additional compressive stresses and reduces the residual tensile stress of the rolled section 1 present in the concrete casing 4 . After this second load entry process, the application of the shear locks 6 for the in-situ concrete area, as shown in FIG. 7, can take place. In Fig. 8 it can be seen that there is also a corresponding deformation f₈ from the second load entry operation.
Claims (11)
- a) an dem oberen Teil des Stahlprofiles wird mindestens ein querschnittserweiterndes, schubfest verbundenes Druckelement lösbar befestigt, das Stahlprofil wird mittels mindestens einer von außen eingetragenen Vorspannkraft belastet und dann der untere Teil des vorgebogenen Stahlprofiles mit Beton ummantelt,
- b) nach dem Erreichen einer Betonmindestfestigkeit wird das vorgebogene Stahlprofil von der Vorspannkraft entlastet, um eine erste Spannungs- und Formänderung zu erreichen, wodurch ein Vorspannen der Betonummantelung des auf Zug beanspruchten Stahlprofiles in der Weise bewirkt wird, daß die Betonummantelung durch die im Stahlprofil erzeugten Spannungen vorgedrückt wird, ohne daß zu diesem Zeitpunkt die zulässigen Betondruckspannungen vollständig ausgenutzt werden,
- c) nach dem Erhärten der Betonummantelung wird das Druckelement oder werden die Druckelemente vom oberen Teil des Stahlprofiles entfernt, um eine zweite Spannungs- und Formänderung zu erreichen, indem durch die eingetretene Querschnittsverringerung eine innere Spannungsumlagerung bewirkt wird, die zu einer Erhöhung der zu diesem Zeitpunkt in der Betonummantelung vorhandenen Druckspannung führt und die in der Betonummantelung vorhandene Restzugspannung des Stahlprofiles verringert, wodurch die Überhöhung des Trägers vergrößert wird.
- a) on the upper part of the steel profile, at least one cross-section-expanding, shear-proof pressure element is detachably fastened, the steel profile is loaded by means of at least one preload force entered from the outside and then the lower part of the pre-bent steel profile is covered with concrete,
- b) after a minimum concrete strength has been reached, the pre-bent steel profile is relieved of the prestressing force in order to achieve a first change in tension and shape, as a result of which the prestressing of the concrete casing of the steel profile under tension is effected in such a way that the concrete casing is produced by those in the steel profile Stresses are pressed without the permissible concrete compressive stresses being fully utilized at this point in time,
- c) after the concrete casing has hardened, the pressure element or elements are removed from the upper part of the steel profile in order to achieve a second change in stress and shape, by means of the reduction in cross-section which results in an internal stress redistribution which leads to an increase in the stress at that time leads to compressive stress in the concrete casing and reduces the residual tensile stress of the steel profile in the concrete casing, which increases the cant of the beam.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19934328187 DE4328187C2 (en) | 1993-08-21 | 1993-08-21 | Process for producing a composite beam and composite beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19934328187 DE4328187C2 (en) | 1993-08-21 | 1993-08-21 | Process for producing a composite beam and composite beam |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4328187A1 DE4328187A1 (en) | 1995-02-23 |
| DE4328187C2 true DE4328187C2 (en) | 1995-06-22 |
Family
ID=6495728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19934328187 Expired - Fee Related DE4328187C2 (en) | 1993-08-21 | 1993-08-21 | Process for producing a composite beam and composite beam |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4328187C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10259584A1 (en) * | 2002-04-04 | 2004-07-15 | Gerhards, Karl, Dipl.-Ing. | Manufacturing method for steel flexure beam e.g. for high-speed train track carrier or bridge structure, has pre-stressed base profile combined with plate for completing beam cross-sectional profile |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1283189B1 (en) * | 1996-03-05 | 1998-04-16 | Italcementi Spa | METHOD FOR THE REALIZATION OF A COMPOSED BEAM AND BEAM MADE IN THIS |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE777891A (en) * | 1972-01-10 | 1972-05-02 | Lipski Raphael | PRE-TIRED RIGID REINFORCEMENT BEAM. |
-
1993
- 1993-08-21 DE DE19934328187 patent/DE4328187C2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10259584A1 (en) * | 2002-04-04 | 2004-07-15 | Gerhards, Karl, Dipl.-Ing. | Manufacturing method for steel flexure beam e.g. for high-speed train track carrier or bridge structure, has pre-stressed base profile combined with plate for completing beam cross-sectional profile |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4328187A1 (en) | 1995-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE19536701C2 (en) | Method for tensioning a tension member from a plurality of individual elements | |
| DE2501692A1 (en) | PROCEDURE FOR PRESETCHING AND COUNTERBENDING A REINFORCED CONCRETE BEAM | |
| DE1402867A1 (en) | Process for the production of reinforced components | |
| DE69517015T2 (en) | SHAPING THREAD | |
| DE4328187C2 (en) | Process for producing a composite beam and composite beam | |
| EP0621381A1 (en) | Prestressed reinforcement element | |
| DE19525508A1 (en) | Laminate coating for reinforced concrete or brickwork | |
| DE69931544T2 (en) | Method for producing a connection end on a deformed reinforcing bar for reinforced concrete | |
| DE690179C (en) | moldings | |
| DE1018083B (en) | Shear-resistant connection of concrete slab and steel girders in composite girders | |
| DE2300733C2 (en) | Method of making a composite beam | |
| AT505270B1 (en) | CONCRETE PROP | |
| DE908030C (en) | Process for the manufacture of reinforced concrete trusses consisting of tension and compression bars with slack reinforcement | |
| DE3341957A1 (en) | Ribbed concrete reinforcing steel as well as process for its production | |
| DE2410488C3 (en) | Method of manufacturing T-beam elements for concrete floors | |
| DE2629373B2 (en) | Composite component made of rigid foam with reinforcing steel inserts | |
| DE903219C (en) | Process and device for the production of components and structures from prestressed concrete | |
| BE1028946B1 (en) | METHOD OF REINFORCEMENT FOR STEEL PIPE COLUMN WITH CONCRETE FILLING ON THE BASE OF TEXTILE | |
| DE102006060695B4 (en) | Process for the production of two or more field composite steel bridges | |
| DE2727458C2 (en) | Composite component made of plastic rigid foam | |
| EP2047046B1 (en) | Reinforcing element, method for producing a reinforcing element of this type, and component which is equipped with a reinforcing element | |
| DE4131214A1 (en) | Frame for multi-span deck bridge - has transverse girders formed as bridge bearing beams, supported on piers | |
| DE853203C (en) | Reinforced concrete structure with grid-like reinforcement | |
| DE2325611A1 (en) | PROCESS FOR MANUFACTURING REINFORCEMENT RODS FROM STEEL | |
| DE3204590C2 (en) | Composite beams |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |