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WO2011030178A1 - Reinforcing element for recessed parts in concrete structures - Google Patents

Reinforcing element for recessed parts in concrete structures Download PDF

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Publication number
WO2011030178A1
WO2011030178A1 PCT/IB2009/053923 IB2009053923W WO2011030178A1 WO 2011030178 A1 WO2011030178 A1 WO 2011030178A1 IB 2009053923 W IB2009053923 W IB 2009053923W WO 2011030178 A1 WO2011030178 A1 WO 2011030178A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
force
component
force model
concrete
zone
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.)
Ceased
Application number
PCT/IB2009/053923
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
André Robert
Clément GUTZWILLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GUTZWILLER HOLDING AG
Original Assignee
GUTZWILLER HOLDING AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=41647193&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2011030178(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by GUTZWILLER HOLDING AG filed Critical GUTZWILLER HOLDING AG
Priority to PCT/IB2009/053923 priority Critical patent/WO2011030178A1/en
Priority to EP16205449.8A priority patent/EP3181772B1/en
Priority to CA2773779A priority patent/CA2773779A1/en
Priority to US13/394,556 priority patent/US20120240496A1/en
Priority to PCT/IB2010/053985 priority patent/WO2011030270A1/en
Priority to EP10766337.9A priority patent/EP2475827B1/en
Publication of WO2011030178A1 publication Critical patent/WO2011030178A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/06—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of high bending resistance, i.e. of essentially three-dimensional extent, e.g. lattice girders
    • E04C5/0645—Shear reinforcements, e.g. shearheads for floor slabs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/43—Floor structures of extraordinary design; Features relating to the elastic stability; Floor structures specially designed for resting on columns only, e.g. mushroom floors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/48—Special adaptations of floors for incorporating ducts, e.g. for heating or ventilating
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/16—Auxiliary parts for reinforcements, e.g. connectors, spacers, stirrups
    • E04C5/18—Spacers of metal or substantially of metal

Definitions

  • the present invention relates to a structural element for concrete structures according to the preamble of
  • Concrete structures used as ceilings, walls and beams are used in all modern buildings to house media pipes for water, sewage, ventilation, electrical and communication. Because ventilation ducts usually have large diameters, these were built separately for buildings with air conditioning systems and the ventilation ducts were often rectangular in shape, so that they could be hidden in the infrastructure, eg in suspended ceilings. In the context of energy saving, which is increasingly being used, more and more pipes and ducts for forced ventilation have been installed. This entails that ventilation ducts of large cross section must be inserted. Since no one in private homes and business buildings appreciates openly laid pipes, which, in addition to aesthetic defects, are also dust collectors and dirt zones, all pipes are installed in the concrete structure. In general, as comfort needs to progress, more conduits for media lines such as electric, audio, heaters, and water are being inserted, so that in many cases there is an acute weakening of the concrete structures.
  • Previously known punching systems allow only reinforcements of the concrete structure in the range of force application areas of columns and the like. They are not suitable for solving the problems caused by media lines causing weakening in the midst of concrete structures. This is particularly because the position alignment with respect to the media lines is not taken into account by the craftsmen. Especially the shear capacity in connection with the cavities would have to be done locally at the point of weakening and not just at supports.
  • This disclosure only relates to conduits routed perpendicular to the ceiling and through the ceiling in the immediate vicinity of the support and solves the problems of puncture resistance.
  • the problem is more varied and often causes problems for the structural engineer, because it is difficult to estimate on site and at the time of acceptance and / or control of the reinforcement, how much the strength is greater due to accumulations of media lines and media lines
  • Diameter is weakened. The more perfect an installation is performed today by the sanitary, electrical and ventilation installer, the more and above all, the larger the number and diameter of the pipes, which are installed in a concrete structure for the subsequent storage of the media lines. The structural engineer is usually not reported, he is confronted with the facts on the spot and must take the reinforcement usually under time pressure.
  • the present invention now has the object a component for concrete structures of to improve the type mentioned above in such a way that in the planning phase means are made available, which can reduce the weakenings caused by media lines locally or even eliminated.
  • means can be made available that can be installed locally at the time of removal of the reinforcement, which, after the pouring of the concrete reinforcement of the concrete structure ensured by clear and for the civil engineer by means of easily recognizable force model in the field
  • the invention is based on a method which allows the civil engineer to take effective measures, both in the planning phase and on site, by means of components with clear force models, in order to reinforce the conventional reinforcement locally by suitable means in such a way that the construction is not overly damaged by media lines weakened, respectively, unnecessary unnecessary oversizing of the same must lead to uneconomical building structures.
  • the media lines referred to below as built-in elements 20 are surrounded by components 1, 2, 22, 23, which transmit forces and form clearly identifiable force-neutral zones 31.
  • the shear forces act 16,16 '.
  • the figures show such construction in each case in the horizontal arrangement, but apply to any position.
  • the ZD force model 40 is released by means of ZD component 21, the SB force model 41 is released by an SB component 22, and the requirements of an HS force model 42 are made possible by an HS component 23.
  • the ZD force model 40 is shown in FIG.
  • the force neutral zone 31 is formed by a tensile zone 33 and a pressure zone 32.
  • the compressive forces are absorbed by the concrete 12, while a ZD component 21 with at least one tension element 2 serves to accommodate the thrust forces 16, 16 '.
  • the SB force model 41 is shown in FIG.
  • the force neutral zone 31 is made possible by an M-Q zone 37, which can transmit the bending moments 34 and the thrust forces 36.
  • the bending moments 34 and the thrust forces 36 are taken over by an SB component 22 with at least one rigid element 6.
  • any two force models and force neutral zones can be combined by the connection via an HS force model 42 in such a way that a horizontal thrust zone 35 is formed which absorbs the horizontal thrust forces 18 (FIG. 3).
  • the same combination can be made with a SB-force model 41 and the HS-force model 41, but this is not shown here in the drawing. shows:
  • the figures represent possible embodiments, which will be explained in the following description.
  • the invention ensures in the region of said cavities in the transverse direction, the necessary shear behavior by creating a clear flow of forces.
  • the resulting tensile component is taken from the thrust forces (eg, truss model) by the systems and devices described below. It is created locally by the systems an armored area for power transmission. This happens depending on the force model by means such as Arm michsbügel, frame systems, rings, dowels and the like which are described below.
  • the result is a clearly quantifiable shear resistance of the concrete structure. It allows the necessary arrangement and guidance of the media lines and the suspension of the resulting tensile forces in such a way that the necessary power flows and concrete pressure diagonals can form a straight line. This is done by arranged on the above systems and devices loops, belts, iron, etc. It is also possible to leave the media lines in place and to arrange the new systems so that the necessary pressure diagonals can form freely despite the media lines.
  • FIGS and 5 An embodiment of the component 1 on which the invention is based, the ZD component 21, is shown in FIGS and 5 shown.
  • the most essential part of the ZD component 21 is the drawbar 2.
  • the pull rod 2 may be formed straight or in any conceivable embodiment, for example as a curved rod or frame.
  • anchoring 3 In order to securely anchor the ZD component 21 in the concrete 12, it can be equipped with an anchoring 3 at least at one end.
  • These anchors 3 may consist of round or square upsets, conventional end anchorages such as welded crossbars or bends. They always serve to anchor the drawbar 2 in the concrete 12 after pouring.
  • FIG. 6 shows a built-in ZD component 21.
  • the pressure diagonals 30 act on the drawbar 2 connected to the anchors 3, 3 ', so that the internals 20 can be accommodated in a force-neutral zone 31.
  • the ZD component 21 takes over the transmission of forces, so that even when installing many and / or large installations 20 such as media lines, the concrete structure 10 with a previously designed and existing conventional armor 11 statically little or not weakened.
  • the drawbar 2 or the anchors 3,3 'a holder 4 fixed or detachable connected.
  • FIG. 7 shows which embodiments are possible. Furthermore, it is also thought to form these brackets 4 as wires or bands, which are at least one end of the tie rod 2 or the anchors 3,3 'releasably secured.
  • a ZD component 21, or an SB component 22 and also an HS component 23 still used at the last moment before pouring the concrete 12 and the baffles 20 with the loose at one end holder 4 includes and so be connected to the corresponding component 21,22 or 23. In this case, it is a matter of keeping the internals 20 in the designated cavity, the neutral zone 30, even during the pouring process.
  • FIGS. 8 to 11 forms the Tensile element 2 at the same time also the holder 4 for the fixtures 20.
  • Elements shown in these figures are suitable for the planned installation, so that the craftsmen is given, where they may and should lay your media lines. If a component 21, 22 or 23 is already provided in the planning stage by the plumber, the ventilation technician or the electrician, for example, this can insert its lines into the supports 4 of the components 21, 22 or 23 already present on site.
  • the invention thus offers the builders a way to provide the static security for the installation of fixtures 20 at an early stage.
  • a plurality of components 21, 22 and / or 23 can be connected to one another by connections 5 (FIG. 12). This is necessary if there is a risk that could be moved by the pouring of the concrete 12, the components 21,22 and / or 23 and thereby would not act exactly at the place where the civil engineer wants the reinforcement.
  • the anchoring 3 does not have to be an upset or a welded part as described above. As shown in Figure 13, the tie rod 2 and the anchor 3 also consist of a bent angle. Pull rod 2 and anchoring 3 then take over the thrust forces 16 in the Druckdiagonalen 30 mutually.
  • Tie rod 2 and anchoring 3 can both take over the tensile forces caused by the shear forces 16. They are usually arranged at an angle of 180 °. As shown in FIGS. 13-15, a force-neutral zone 31 can also be created with this arrangement for the internals 20 and especially for large-diameter media lines.
  • FIG. 16 shows such rigid elements 6, which have the advantage of specifying exactly where the force-neutral zone 31 for internals 20 are.
  • the baffles 20 can be bundled with such rigid elements 6 accurately.
  • a rigid element 6 consists e.g. from a frame 7, which takes over the pushing forces 16 in the form of bending moments and transverse forces and thereby represents an SB component 22 according to FIG.
  • FIG. 17 shows a few variations of such SB components 22 in the form of frames 7.
  • Such frames 7 can be connected to each other by means of connections 5.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
  • On-Site Construction Work That Accompanies The Preparation And Application Of Concrete (AREA)

Abstract

Construction elements are disclosed which allow potential weaknesses in the statics caused by recessed media lines to be nearly or fully eliminated. The disclosed construction elements make it possible to integrate the construction units in the planning phase and/or shortly before casting the concrete. Said construction elements provide added security to structural engineers and allow for greater economy since the structure does not need to be reinforced in any other way. The construction elements consist of at least one tensioning element (2), a mounting device (4), and an anchoring device (3).

Description

BEWEHRUNGSELEMENT FÜR EINBAUTEN IN BETONKONSTRUKTIONEN  REINFORCEMENT ELEMENT FOR CONCRETE CONSTRUCTIONS

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauelement für Betonkonstruktionen gemäss Oberbegriff desThe present invention relates to a structural element for concrete structures according to the preamble of

Patentanspruchs 1. Patent claim 1.

Betonkonstruktionen die als Decken, Wände und Träger eingesetzt werden, dienen unter anderen in allen modernen Bauten der Unterbringung von Medienleitungen für Wasser, Abwasser, Lüftung, Elektro und Kommunikation. Weil Lüftungsrohre normalerweise grosse Durchmesser aufweisen, wurden diese für Gebäude mit Klima-Anlagen separat gebaut und die Lüftungskanäle vielfach rechteckig ausgestaltet, so dass sie in der Infrastruktur, z.B. in herunter gehängten Decken versteckt werden konnten. Im Zusammenhang mit dem Energiesparen, das immer mehr Anwendung findet, wurden immer mehr Rohre und Kanäle für Zwangslüftungen eingebaut. Dies bringt es mit sich, dass Lüftungsleitungen grossen Querschnitts eingelegt werden müssen. Da Niemand in Privathäusern und Geschäftsgebäuden offen verlegte Leitungen schätzt, die nebst ästhetischen Mängeln auch Staubfänger und Schmutzzonen sind, werden alle Leitungen in die Betonkonstruktion eingebaut . Allgemein werden durch fortschreitende Bedürfnisse des Komforts mehr Leerrohre für Medienleitungen wie Elektro, Audio, Heizungen und Wasser eingelegt, so dass in vielen Fällen eine akute Schwächung der Betonkonstruktionen vorliegt. Concrete structures used as ceilings, walls and beams, among other things, are used in all modern buildings to house media pipes for water, sewage, ventilation, electrical and communication. Because ventilation ducts usually have large diameters, these were built separately for buildings with air conditioning systems and the ventilation ducts were often rectangular in shape, so that they could be hidden in the infrastructure, eg in suspended ceilings. In the context of energy saving, which is increasingly being used, more and more pipes and ducts for forced ventilation have been installed. This entails that ventilation ducts of large cross section must be inserted. Since no one in private homes and business buildings appreciates openly laid pipes, which, in addition to aesthetic defects, are also dust collectors and dirt zones, all pipes are installed in the concrete structure. In general, as comfort needs to progress, more conduits for media lines such as electric, audio, heaters, and water are being inserted, so that in many cases there is an acute weakening of the concrete structures.

Im Umfeld solcher Medienleitungen entstehen in der Betonkonstruktion mehrere Hohlräume mit einer Längenausdehnung die oftmals grosse Bereiche der Betonkonstruktion durchlaufen. Dadurch wird insbesondere das Schubtragverhalten derIn the environment of such media lines arise in the concrete structure several cavities with a longitudinal extent often go through large areas of the concrete structure. As a result, in particular the shear behavior of the

Betonkonstruktionen massiv beeinträchtigt.Concrete structures massively impaired.

Insbesondere für das Funktionieren der Statik z.B. einer armierten Stahlbetondecke ist jedoch die Biegetragfähigkeit von entscheidender Wichtigkeit. In particular for the functioning of the static, e.g. However, a reinforced concrete floor is the bending capacity of crucial importance.

Bisher bekannte DurchstanzSysteme erlauben nur Verstärkungen der Betonkonstruktion im Bereich von Krafteinleitungsbereichen von Stützen und dergleichen. Sie sind nicht geeignet die Probleme, welche durch Medienleitungen verursachte Schwächungen inmitten von Betonkonstruktionen bringen, zu lösen. Dies insbesondere deshalb, weil die Lageausrichtung hinsichtlich der Medienleitungen von den Handwerkern nicht berücksichtigt wird. Vor allem die Schubtragfähigkeit im Zusammenhang mit den Hohlräumen müsste lokal am Ort der Schwächung und nicht nur bei Stützen erfolgen. Previously known punching systems allow only reinforcements of the concrete structure in the range of force application areas of columns and the like. They are not suitable for solving the problems caused by media lines causing weakening in the midst of concrete structures. This is particularly because the position alignment with respect to the media lines is not taken into account by the craftsmen. Especially the shear capacity in connection with the cavities would have to be done locally at the point of weakening and not just at supports.

Die Schrift DE 19937414A1 beschreibt ein Bauelement, mittels welchem Aussparungen im Stützenbereich von Flachdecken aus Stahlbeton oder Spannbeton verstärkt werden können. In dieser Schrift wird das Problem erkannt, dass die Anordnung von Aussparungen einen elementaren Einfluss auf die Tragfähigkeit der Konstruktion hat. Ebenso wird erkannt, dass die Möglichkeit bestehen muss, solche Vorrichtungen auch noch während der Bauausführung, kurz vor dem Eingiessen des Betons, eingebaut werden zu können. The document DE 19937414A1 describes a component by means of which recesses in the support area of flat slabs of reinforced concrete or prestressed concrete can be reinforced. In this document, the problem is recognized that the arrangement of recesses has a fundamental influence on the carrying capacity of the construction. It is also recognized that there must be the possibility of such devices even during construction, just before the pouring of the concrete to be installed.

Diese Offenbarung betrifft nur senkrecht zur Decke und durch die Decke geführte Leitungen in unmittelbarer Stützennähe und löst die Probleme in Bezug auf Durchstanzfestigkeit . Die Problematik ist aber vielfältiger und bereitet den Baustatiker oft Probleme, weil vor Ort und zum Zeitpunkt der Abnahme und/oder Kontrolle der Armierung schwer abzuschätzen ist, wie stark die Festigkeit durch Ansammlungen von Medienleitungen und Medienleitungen grosserThis disclosure only relates to conduits routed perpendicular to the ceiling and through the ceiling in the immediate vicinity of the support and solves the problems of puncture resistance. However, the problem is more varied and often causes problems for the structural engineer, because it is difficult to estimate on site and at the time of acceptance and / or control of the reinforcement, how much the strength is greater due to accumulations of media lines and media lines

Durchmesser, geschwächt wird. Je perfekter heute eine Installation durch den Sanitär-, den Elektro- und den Lüftungsinstallateur ausgeführt wird, desto mehr und vor allem, desto grösser werden die Anzahl und die Durchmesser der Rohre, die für die spätere Unterbringung der Medienleitungen in eine Betonkonstruktion eingebaut werden. Dem Baustatiker wird normalerweise keine Meldung gemacht, er wird vor Ort mit den Tatsachen konfrontiert und muss die Armierung in der Regel unter Zeitdruck abnehmen. Diameter, is weakened. The more perfect an installation is performed today by the sanitary, electrical and ventilation installer, the more and above all, the larger the number and diameter of the pipes, which are installed in a concrete structure for the subsequent storage of the media lines. The structural engineer is usually not reported, he is confronted with the facts on the spot and must take the reinforcement usually under time pressure.

Bei der statischen Planung, also bei der Auslegung der Armierung einer Beton-Konstruktion wird dieser Tatsache bisher allenfalls bei der Dimensionierung von Trägern Beachtung geschenkt. Für Decken und Wände vertraut man auf die normalerweise mit Reserve und Sicherheiten ausgelegte Armierung. Die Leitungen werden vor dem Eingiessen des Betons, aber vielfach nach der Festlegung der statisch notwendigen Armierung durch die Arbeiter vor Ort eingelegt. Dem Bauingenieur der die Statik vor dem Eingiessen des Betons abnehmen muss und für deren Qualität haftet, wird bisher kein Mittel zur Verfügung gestellt, mit dem er kurzfristig, mit einfachen Mitteln und vor Ort in der Konstruktion, zu diesem Zeitpunkt noch eine statische Verstärkung einbauen könnte. In static planning, ie in the design of the reinforcement of a concrete construction, this fact has so far at best been taken into account when dimensioning beams. For ceilings and walls, one relies on the usually with backup and collateral designed reinforcement. The pipes are laid before the pouring of the concrete, but often after the determination of the statically necessary reinforcement by the workers on site. The structural engineer, who has to relieve the static before pouring the concrete and is responsible for its quality, has not yet been provided with a means by which he could at short notice, with simple means and on site in the construction, incorporate a static reinforcement ,

Die vorliegende Erfindung stellt sich nunmehr die Aufgabe ein Bauelement für Betonkonstruktionen der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass in der Planungsphase Mittel zur Verfügung gestellt werden, welche lokal eingesetzt die Schwächungen durch Medienleitungen reduzieren oder gar eliminieren können. Jedoch auch Mittel zur Verfügung gestellt werden, die noch zum Zeitpunkt der Abnahme der Armierung lokal eingebaut werden können, wobei diese nach dem Eingiessen des Betons die Verstärkung der Betonkonstruktion gewährleistet indem sie mittels klarem und für den Bauingenieur mittels leicht erkennbarem Kräftemodell im Bereich derThe present invention now has the object a component for concrete structures of to improve the type mentioned above in such a way that in the planning phase means are made available, which can reduce the weakenings caused by media lines locally or even eliminated. However, means can be made available that can be installed locally at the time of removal of the reinforcement, which, after the pouring of the concrete reinforcement of the concrete structure ensured by clear and for the civil engineer by means of easily recognizable force model in the field

Medienleitungen das Schubtragverhalten, die Biegetragfähigkeit und die Tragwiderstände derart verstärkt, dass die Statik der Betonkonstruktion den ursprünglich durch den Baustatiker mit der Berechnung der Armierung vorgenommenen Auslegung entweder vollständig oder zumindest in Annäherung entspricht. Media lines the shear behavior, the bending resistance and the load-bearing resistances reinforced so that the statics of the concrete construction of the originally made by the structural engineer with the calculation of the reinforcement design either completely or at least approximated.

Diese Aufgabe löst ein Bauelement für Betonkonstruktionen mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere erfindungsgemässe Merkmale gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor und deren Vorteile sind in der nachfolgenden Beschreibung erläutert . Grundlage der Erfindung ist ein Verfahren, das dem Bauingenieur erlaubt sowohl in der Planungsphase als auch vor Ort mittels Bauelementen mit eindeutigen Kräftemodellen wirksame Massnahmen zu treffen, um die konventionelle Armierung lokal durch geeignete Mittel in der Art zu verstärken, dass die Baukonstruktion nicht durch Medienleitungen übermässig geschwächt wird respektive, nicht unnötige Überdimensionierungen derselben zu unwirtschaftlichen Baukonstruktionen führen müssen. Zu diesem Zweck werden die in der Folge als Einbauten 20 bezeichneten Medienleitungen mittels Bauelementen 1,21,22,23 umgeben, welche Kräfte übertragen und klar erkennbare kraftneutrale Zonen 31 bilden. Auf jede Betonkonstruktion wirken die Schubkräfte 16,16'. Die Figuren zeigen soche Baukonstruktionen jeweils in der Horizontalen Anordnung, gelten aber für jede beliebigen Lage. This object is achieved by a component for concrete structures with the features of claim 1. Further inventive features will become apparent from the dependent claims and the advantages thereof are explained in the following description. The invention is based on a method which allows the civil engineer to take effective measures, both in the planning phase and on site, by means of components with clear force models, in order to reinforce the conventional reinforcement locally by suitable means in such a way that the construction is not overly damaged by media lines weakened, respectively, unnecessary unnecessary oversizing of the same must lead to uneconomical building structures. For this purpose, the media lines referred to below as built-in elements 20 are surrounded by components 1, 2, 22, 23, which transmit forces and form clearly identifiable force-neutral zones 31. On each concrete structure, the shear forces act 16,16 '. The figures show such construction in each case in the horizontal arrangement, but apply to any position.

Im Folgenden werden verschiedene Kräftemodelle beschrieben. Das ZD-Kräftemodell 40 wird mittels ZD- Bauelement 21 gelöst, das SB-Kräftemodell 41 wird durch ein SB-Bauelement 22 gelöst und die Anforderungen eines HS-Kräftemodelles 42 ermöglicht ein HS-Bauelement 23. Das ZD-Kräftemodell 40 ist in Fig 1 dargestellt. Die kraftneutrale Zone 31 wird durch eine Zugzone 33 und eine Druckzone 32 gebildet. Die Druckkräfte werden durch den Beton 12 übernommen, während zur Aufnahme der Schubkräfte 16,16' ein ZD-Bauelement 21 mit mindestens einem Zugelement 2 dient. In the following, different force models are described. The ZD force model 40 is released by means of ZD component 21, the SB force model 41 is released by an SB component 22, and the requirements of an HS force model 42 are made possible by an HS component 23. The ZD force model 40 is shown in FIG. The force neutral zone 31 is formed by a tensile zone 33 and a pressure zone 32. The compressive forces are absorbed by the concrete 12, while a ZD component 21 with at least one tension element 2 serves to accommodate the thrust forces 16, 16 '.

Das SB-Kräftemodell 41 ist in Fig 2 dargestellt. Die kraftneutrale Zone 31 wird durch eine M-Q-Zone 37 ermöglicht, welche die Biegemomente 34 und die Schubkräfte 36 übertragen kann. Die Biegemomente 34 und die Schubkräfte 36 werden durch ein SB-Bauelement 22 mit mindestens einem biegesteifen Element 6 übernommen. The SB force model 41 is shown in FIG. The force neutral zone 31 is made possible by an M-Q zone 37, which can transmit the bending moments 34 and the thrust forces 36. The bending moments 34 and the thrust forces 36 are taken over by an SB component 22 with at least one rigid element 6.

Zwei beliebige Kräftemodelle und kraftneutrale Zonen können durch die Verbindung über ein HS-Kräftemodell 42 in der Art kombiniert werden, dass eine Horizontalschubzone 35 entsteht, welche die Horizontalschubkräfte 18 aufnimmt (Fig 3). Dieselbe Kombination kann mit einem SB-Kräftemodell 41 und dem HS-Kräftemodell 41 gemacht werden, diese ist hier aber nicht zeichnerisch dargestellt. chnung zeigt : Any two force models and force neutral zones can be combined by the connection via an HS force model 42 in such a way that a horizontal thrust zone 35 is formed which absorbs the horizontal thrust forces 18 (FIG. 3). The same combination can be made with a SB-force model 41 and the HS-force model 41, but this is not shown here in the drawing. shows:

ZD-Kräftemodell SB-Kräftemodell ZD Force Model SB Force Model

Kombination von einem ZD-Kräftemodell mit einem HS-Kräftemodell Combination of a ZD Force Model with an HS Force Model

ZD-Bauelement mit runden Endstücken ZD component with round end pieces

ZD-Bauelement mit viereckigen Endstücken ZD component with square end pieces

In der Betonkonstruktion eingebautes ZD- Bauelement Built in concrete construction ZD component

Verschiedene Formen der Halterungen am ZD- Bauelement Various forms of brackets on the ZD component

ZD-Bauelement mit Hohlraum bildender Zugstange ZD component with cavity-forming pull rod

ZD-Bauelement mit Hohlraum bildender Zugstange verstärkt. ZD component reinforced with cavity forming drawbar.

In der Betonkonstruktion eingebautes ZD- Bauelement mit Hohlraum bildender In the concrete structure built ZD component with cavity forming

Zugstange verstärkt.  Reinforced drawbar.

Hohlraum bildende Zugstangen verschiedener Bauart von ZD-Bauelementen. Verbindung von mehreren ZD-Bauelementen. Cavity forming tie rods of various types of ZD components. Connection of several ZD components.

ZD-Bauelement mit winklig angeordneter Zugstange und Verankerung. ZD component with angled drawbar and anchoring.

Kreuzweise und winklig angeordnete Crosswise and angled arranged

Zugstange und Verankerung von ZD- Bauelementen.  Tie rod and anchoring of ZD components.

Eine Vielzahl kreuzweise und winklig angeordnete Zugstangen und Verankerungen von ZD-Bauelementen. A variety of crosswise and angled tie rods and anchors of ZD components.

U-förmiges SB-Bauelement mit Verankerungen. U-shaped SB component with anchors.

Verschiedene Formen von SB-Bauelementen. Various forms of SB devices.

Anordnung eines HS-Bauelementes in der Decke . Arrangement of an HV component in the ceiling.

Verschiedene Ausführungsformen verschiedener HS-Bauelemente . Various embodiments of various HS components.

Die Figuren stellen mögliche Ausführungsbeispiele dar, welche in der nachfolgenden Beschreibung erläutert werden. Die Erfindung gewährleistet im Bereich der genannten Hohlräume in Querrichtung das notwendige Schubtragverhalten durch Schaffung eines klaren Kräfteflusses. So wird die entstehende Zugkomponente herrührend von den Schubkräften (zB. Fachwerk-Modell) durch die nachfolgend beschriebenen Systeme und Vorrichtungen aufgenommen. Es wird lokal durch die Systeme ein armierter Bereich für die Kraftübertragung geschaffen. Dies geschieht je nach Kräftemodell durch Mittel wie z.B. Armierungsbügel, Rahmensysteme, Ringe, Dübel und dergleichen die nachfolgend beschrieben sind. Es resultiert ein klar quantifizierbarer Schubwiderstand der Betonkonstruktion. Sie ermöglicht die notwendige Anordnung und Führung der Medienleitungen und die Aufhängung der entstehenden Zugkräfte dergestalt, dass die notwendigen Kräfteflüsse und Betondruckdiagonalen sich geradlinig ausbilden können. Dies geschieht durch an die oben genannten Systeme und Vorrichtungen angeordneten Schlaufen, Bänder, Eisen etc. Ebenso ist es möglich, die Medienleitungen an Ort zu lassen und die neuen Systeme so anzuordnen, dass sich die notwendigen Druckdiagonalen trotz der Medienleitungen frei ausbilden können. The figures represent possible embodiments, which will be explained in the following description. The invention ensures in the region of said cavities in the transverse direction, the necessary shear behavior by creating a clear flow of forces. Thus, the resulting tensile component is taken from the thrust forces (eg, truss model) by the systems and devices described below. It is created locally by the systems an armored area for power transmission. This happens depending on the force model by means such as Armierungsbügel, frame systems, rings, dowels and the like which are described below. The result is a clearly quantifiable shear resistance of the concrete structure. It allows the necessary arrangement and guidance of the media lines and the suspension of the resulting tensile forces in such a way that the necessary power flows and concrete pressure diagonals can form a straight line. This is done by arranged on the above systems and devices loops, belts, iron, etc. It is also possible to leave the media lines in place and to arrange the new systems so that the necessary pressure diagonals can form freely despite the media lines.

Ein der Erfindung zugrunde liegende Ausführung des Bauelementes 1, das ZD-Bauelement 21 ist in den Fig 4 und 5 abgebildet. Wesentlichster Teil des ZD- Bauelementes 21 ist die Zugstange 2. Diese wirkt als Zugbandelement in beiden Richtungen. Die Zugstange 2 kann gerade oder in jeder denkbaren Ausführung z.B. als gebogener Stab oder Rahmen ausgebildet sein. Um das ZD-Bauelement 21 im Beton 12 sicher zu verankern, kann es mindestens am einen Ende mit einer Verankerung 3 ausgestattet werden. Diese Verankerung 3 können aus runden oder eckigen AufStauchungen, aus konventionellen Endverankerungen wie angeschweissten Quereisen oder Abbiegungen bestehen. Sie dienen immer der Verankerung der Zugstange 2 im Beton 12 nach dem Eingiessen. An embodiment of the component 1 on which the invention is based, the ZD component 21, is shown in FIGS and 5 shown. The most essential part of the ZD component 21 is the drawbar 2. This acts as a drawstring element in both directions. The pull rod 2 may be formed straight or in any conceivable embodiment, for example as a curved rod or frame. In order to securely anchor the ZD component 21 in the concrete 12, it can be equipped with an anchoring 3 at least at one end. These anchors 3 may consist of round or square upsets, conventional end anchorages such as welded crossbars or bends. They always serve to anchor the drawbar 2 in the concrete 12 after pouring.

Fig 6 zeigt ein eingebautes ZD-Bauelement 21. Die Druckdiagonalen 30 wirken auf die mit den Verankerungen 3,3' verbundene Zugstange 2 , so dass die Einbauten 20 in einer kraftneutralen Zone 31 untergebracht werden können. Das ZD-Bauelement 21 übernimmt die Übertragung der Kräfte, so dass auch beim Einbau vieler und/oder grosser Einbauten 20 wie z.B. Medienleitungen die Betonkonstruktion 10 mit einer bereits ausgelegten und vorhandenen konventionellen Armierung 11 statisch wenig oder gar nicht geschwächt wird. Um die Einbauten 20 auch während des Eingiessens des Betons 12 in der kraftneutralen Zone 31, also in dem dafür vorgesehenen Hohlraum für die Führung der Einbauten 20 zu halten, wird mit der Zugstange 2 oder den Verankerungen 3,3' eine Halterung 4 fest oder lösbar verbunden. Diese besteht z.B. aus Stäben, Bändern oder Schlaufen mit welchen der mögliche Hohlraum für die Führung der Medienleitungen begrenzt wird. In Fig 7 ist dargestellt, welche Ausführungsformen möglich sind. Ferner ist auch daran gedacht diese Halterungen 4 als Drähte oder Bänder auszubilden, welche mindestens mit einem Ende an der Zugstange 2 oder den Verankerungen 3,3' lösbar festgemacht sind. Auf diese Weise kann ein ZD- Bauelement 21, oder ein SB-Bauelement 22 und auch ein HS-Bauelement 23 noch im letzten Moment vor dem Eingiessen des Betons 12 noch eingesetzt und die Einbauten 20 mit der am einen Ende losen Halterung 4 umfasst und so mit dem entsprechenden Bauelement 21,22 oder 23 verbunden werden. Es geht bei dieser Handlung ja darum, die Einbauten 20 auch während des Eingiessens im dafür vorgesehenen Hohlraum, der kraftneutralen Zone 30 zu halten. FIG. 6 shows a built-in ZD component 21. The pressure diagonals 30 act on the drawbar 2 connected to the anchors 3, 3 ', so that the internals 20 can be accommodated in a force-neutral zone 31. The ZD component 21 takes over the transmission of forces, so that even when installing many and / or large installations 20 such as media lines, the concrete structure 10 with a previously designed and existing conventional armor 11 statically little or not weakened. In order to keep the internals 20 during the pouring of the concrete 12 in the force neutral zone 31, ie in the space provided for the guidance of the internals 20, with the drawbar 2 or the anchors 3,3 'a holder 4 fixed or detachable connected. This consists for example of rods, bands or loops with which the possible cavity for the management of the media lines is limited. FIG. 7 shows which embodiments are possible. Furthermore, it is also thought to form these brackets 4 as wires or bands, which are at least one end of the tie rod 2 or the anchors 3,3 'releasably secured. In this way, a ZD component 21, or an SB component 22 and also an HS component 23 still used at the last moment before pouring the concrete 12 and the baffles 20 with the loose at one end holder 4 includes and so be connected to the corresponding component 21,22 or 23. In this case, it is a matter of keeping the internals 20 in the designated cavity, the neutral zone 30, even during the pouring process.

Andere Ausführungsformen sind in den Fig 8 bis Fig 11 dargestellt. Bei solchen Ausführungsformen bildet das Zugelement 2 gleichzeitig auch die Halterung 4 für die Einbauten 20. In diesen Figuren dargestellte Elemente eignen sich zum geplanten Einbau, so dass den Handwerkern vorgegeben wird, wo sie Ihre Medienleitungen verlegen dürfen und sollen. Wird ein Bauelement 21,22 oder 23 im frühen Zeitpunkt d.h. z.B. schon in der Planung durch den Sanitärinstallateur, den Lüftungstechniker oder den Elektriker vorgesehen, kann dieser seine Leitungen in die Halterungen 4 der bereits vor Ort vorhandenen Bauelemente 21,22 oder 23 einführen. Die Erfindung bietet so den Bauleuten eine Möglichkeit die statische Sicherheit für das Verlegen von Einbauten 20 zum frühen Zeitpunkt vorzusehen. Other embodiments are shown in FIGS. 8 to 11. In such embodiments forms the Tensile element 2 at the same time also the holder 4 for the fixtures 20. Elements shown in these figures are suitable for the planned installation, so that the craftsmen is given, where they may and should lay your media lines. If a component 21, 22 or 23 is already provided in the planning stage by the plumber, the ventilation technician or the electrician, for example, this can insert its lines into the supports 4 of the components 21, 22 or 23 already present on site. The invention thus offers the builders a way to provide the static security for the installation of fixtures 20 at an early stage.

Um die Position mehrerer Bauelemente 21,22 und/oder 23 in Längsrichtung der kraftneutralen Zone 31 festzulegen, können mehrere Bauelemente 21,22 und/oder 23 durch Verbindungen 5 (Fig 12) miteinander verbunden werden. Dies ist dann notwendig, wenn die Gefahr besteht, dass durch das Eingiessen des Beton 12 die Bauelemente 21,22 und/oder 23 verschoben werden könnten und dadurch nicht genau an dem Ort wirken würden, an dem der Bauingenieur die Verstärkung wünscht . Die Verankerung 3 muss nicht, wie oben beschrieben, eine AufStauchung oder ein angeschweisstes Teil sein. Wie in Fig 13 dargestellt kann die Zugstange 2 und die Verankerung 3 auch aus einem abgebogenen Winkel bestehen. Zugstange 2 und Verankerung 3 übernehmen dann die Schubkräfte 16 in den Druckdiagonalen 30 wechselseitig. Zugstange 2 und Verankerung 3 können beide die Zugkräfte die durch die Schubkräfte 16 entstehen übernehmen. Sie sind in der Regel in einem Winkel von 180° angeordnet. Wie in Fig 13-15 dargestellt kann auch mit dieser Anordnung für die Einbauten 20 und speziell für Medienleitungen mit grossem Durchmesser eine kraftneutrale Zone 31 geschaffen werden. In order to determine the position of a plurality of components 21, 22 and / or 23 in the longitudinal direction of the force-neutral zone 31, a plurality of components 21, 22 and / or 23 can be connected to one another by connections 5 (FIG. 12). This is necessary if there is a risk that could be moved by the pouring of the concrete 12, the components 21,22 and / or 23 and thereby would not act exactly at the place where the civil engineer wants the reinforcement. The anchoring 3 does not have to be an upset or a welded part as described above. As shown in Figure 13, the tie rod 2 and the anchor 3 also consist of a bent angle. Pull rod 2 and anchoring 3 then take over the thrust forces 16 in the Druckdiagonalen 30 mutually. Tie rod 2 and anchoring 3 can both take over the tensile forces caused by the shear forces 16. They are usually arranged at an angle of 180 °. As shown in FIGS. 13-15, a force-neutral zone 31 can also be created with this arrangement for the internals 20 and especially for large-diameter media lines.

Gerade im modernen Bau der den Anforderungen der Gebäude Organisation (FaciIity-Management) genügen muss werden oft sehr viele einbauten 20, vor allem auch Medienleitungen mit grossen Durchmessern eingebaut. Sollte dies nicht schon zum Zeitpunkt der statischen Auslegung der Betonkonstruktion bekannt gewesen sein, kann es zu grossen Problemen führen. Es ist deshalb denkbar, dass eine Vielzahl von kreuzweise angeordneten Kombinationen von winklig abgebogenen Elementen aus Zugstangen 2 und Verankerungen 3 eingesetzt werden. Auf diese Weise wird wie in Fig 15 gezeigt eine Vielzahl kraftneutraler Zonen 31 für die Unterbringung von Einbauten 20 geschaffen, ohne die Betonkonstruktion 10 übermässig zu schwächen. Especially in modern construction, which must meet the requirements of building organization (Facility Management), many installations are often installed, especially large diameter media lines. If this was not already known at the time of the static design of the concrete construction, it can lead to big problems. It is therefore conceivable that a plurality of crosswise arranged combinations of angularly bent elements of tie rods 2 and anchors 3 are used. In this way, as in FIG shown a plurality of power neutral zones 31 created for the placement of fixtures 20 without unduly weaken the concrete structure 10.

In gewissen Fällen kann es sich lohnen oder ist es erforderlich, speziell geformte SB-Bauelemente 22 einzusetzen. Fig 16 zeigt solche biegesteife Elemente 6, welche den Vorteil haben, dass sie genau vorgeben, wo die kraftneutrale Zone 31 für Einbauten 20 sind. Die Einbauten 20 lassen sich mit solchen biegesteifen Elementen 6 zielsicher bündeln. Ein biegesteifes Element 6 besteht z.B. aus einem Rahmen 7, welcher die Schubkräfte 16 in Form von Biegemomenten und Querkräften übernimmt und dadurch ein SB-Bauelement 22 gemäss Fig 2 darstellt. In Fig 17 sind ein paar Variationen solcher SB-Bauelemente 22 in Form von Rahmen 7 dargestellt. Auch solche Rahmen 7 können mittels Verbindungen 5 miteinander verbunden werden. In some cases, it may be worthwhile or necessary to use specially shaped SB devices 22. FIG. 16 shows such rigid elements 6, which have the advantage of specifying exactly where the force-neutral zone 31 for internals 20 are. The baffles 20 can be bundled with such rigid elements 6 accurately. A rigid element 6 consists e.g. from a frame 7, which takes over the pushing forces 16 in the form of bending moments and transverse forces and thereby represents an SB component 22 according to FIG. FIG. 17 shows a few variations of such SB components 22 in the form of frames 7. Such frames 7 can be connected to each other by means of connections 5.

Grundsätzlich sollen alle vorgestellten Varianten dem Baustatiker ermöglichen, auch im letzten Moment vor dem Eingiessen des Betons 12 noch Vorkehrungen zu treffen, dass die Betonkonstruktion 10 keine Schwachstellen aufweist und den Anforderungen entspricht. Es sei nicht das Ziel, dass man die konventionelle Armierung weniger stabil auslege. Das Ziel ist es vielmehr durch ungeplante Einbauten verursachte Schwächungen reduzieren oder sogar eliminieren zu können. In principle, all variants presented to allow the structural engineer to make even at the last moment before pouring the concrete 12 still precautions that the concrete structure 10 has no weaknesses and meets the requirements. It is not the goal that you lay out the conventional reinforcement less stable. The The aim is rather to be able to reduce or even eliminate weakenings caused by unplanned installations.

Claims

Patentansprüche claims 1. Verfahren zur Verstärkung von Zonen in Betonkonstruktionen die lokal durch Einbauten wie z.B. Medienleitungen und andere Hohlräume geschwächt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur konventionellen Bewehrung und vor dem Eingiessen des Betons diese Einbauten mit mindestens einem Bauelement umgeben werden, welches die Kräfte überträgt und damit die Statik der Betonkonstruktion verbessert, indem es das lokale Schubtragverhalten und die lokale Biegetragfähigkeit der Statik im Bereich der Einbauten verstärkt, wobei durch Bauelemente Kräftemodelle entstehen, durch welche kraftneutrale Zonen gebildet werden. 1. A method of reinforcing zones in concrete structures which are defined locally by internals such as e.g. Medium lines and other cavities are weakened, characterized in that in addition to the conventional reinforcement and before pouring the concrete, these installations are surrounded with at least one component which transmits the forces and thus improves the statics of the concrete structure by the local shear behavior and the local Bend strength of the statics in the field of installations reinforced, resulting in components force models, are formed by which force-neutral zones. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein ZD-Kräftemodell (40) gebildet wird, das aus mindestens einer Druckzone (32) und mindestens einer Zugzone (33) besteht. 2. The method according to claim 1, characterized in that a ZD force model (40) is formed, which consists of at least one pressure zone (32) and at least one tension zone (33). 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein SB-Kräftemodell (41) gebildet wird, das aus mindestens einer M-Q-Zone (37) , welche Biegemoment (34) und Schubkräfte (36) übernimmt. 3. The method according to claim 1, characterized in that an SB-force model (41) is formed, which consists of at least one MQ zone (37), which takes bending moment (34) and thrust forces (36). 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein HS-Kräftemodell (42) gebildet wird, das aus mindestens einer Horizontalschubzone (35) besteht. 4. The method according to claim 1, characterized in that an HS force model (42) is formed, which consists of at least one horizontal thrust zone (35). 5. Verfahren nach Anspruch 2 und 4 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kräftemodell aus mindestens einem ZD-Kräftemodell (40) und mindestens einem HS- Kräftemodell (42) besteht. 5. The method according to claim 2 and 4, characterized in that the force model consists of at least one ZD force model (40) and at least one HS force model (42). 6. Verfahren nach Anspruch 3 und 4 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kräftemodell aus mindestens einem SB-Kräftemodell (41) und mindestens einem HS- Kräftemodell (42) besteht. 6. The method according to claim 3 and 4, characterized in that the force model consists of at least one SB-force model (41) and at least one HS force model (42). 7. Vorrichtung zum Verfahren gemäss Anspruch 1 , 2 , 4 , 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (1) aus mindestens einem Zugelement (2) besteht. 7. A device for the method according to claim 1, 2, 4, 5, characterized in that the component (1) consists of at least one tension element (2). 8. Vorrichtung gemäss Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (1) mindesten ein Zugelement (2) und mindestens eine Halterung (4) aufweist . 8. The device according to claim 7, characterized in that the component (1) at least one tension element (2) and at least one holder (4). 9. Vorrichtung gemäss Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (1) mindestens ein Zugelement (2) , mindestens eine Halterung (4) und mindestens eine Verankerung (3) aufweist. 9. The device according to claim 8, characterized in that the component (1) has at least one tension element (2), at least one holder (4) and at least one anchoring (3). 10. Vorrichtung gemäss Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (1) aus mindestens einem verankerten und biegesteifen Element (6) besteht. 10. The device according to claim 1 and 3, characterized in that the component (1) consists of at least one anchored and rigid element (6). 11. Vorrichtung gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das biegesteife Element (6) einen Rahmen (7) bildet. 11. The device according to claim 10, characterized in that the rigid element (6) forms a frame (7). 12. Vorrichtung gemäss Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Bauelemente (1) miteinander verbunden sind. 12. The device according to claim 7 to 11, characterized in that at least two components (1) are interconnected. 13. Vorrichtung gemäss Anspruch 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen mindestens zwei Bauelementen (1) entlang der kraftneutralen Zone (31) angeordnet ist. 13. Device according to claim 1 to 12, characterized in that the connection between at least two components (1) along the force neutral zone (31) is arranged. 14. Vorrichtung gemäss Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen mindestens zwei Bauelementen (1) quer zur kraftneutralen Zone (31) angeordnet ist. 14. The device according to claim 12, characterized in that the connection between at least two components (1) is arranged transversely to the force neutral zone (31).
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