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Verfahren zur Herstellung eines als räumliches Gitter ausgebildeten Trägers
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines als räumliches Gitter ausgebildeten Trägers für Decken od. dgl., mit einem aus Baustahl bestehenden Druckgurt (Obergurt), einer unter Vorspannung bewehrten Betonleiste als Zuggurt (Untergurt) und dazwischenliegenden Verbindungsstäben, die mit dem Druckgurt kraftschlüssig und biegesteif verbunden sind.
Vorgefertigte Träger, z. B. für Fertigteildecken, sind in zahlreichen Ausführungsformen bekanntgeworden. Den geringsten Aufwand bei der Vorfertigung erfordern Spannbetonleisten, die in der Zugzone des fertigen Bauteiles zu liegen kommen. Sie lassen sich entgegen einer weitverbreiteten Meinung bei entsprechend sorgfältiger Anordnung der Bewehrung trotz ihres geringen Querschnittes verwerfungsfrei herstellen, erfordern aber durch ihr geringes Trägheitsmoment zahlreiche Unterstützungen im Montagezustand.
Demgegenüber weisen zumindest annähernd über die volle Höhe des fertigen Bauteiles reichende Träger, z. B. Betonträger mit I-Profil oder Gitterträger mit schlaffer Bewehrung, ein ausreichend grosse, Trägheitsmoment auf, bedingen jedoch, besonders durch die Berücksichtigung der Transport-und Montagebelastungen, einen hohen Stahl-und Betonaufwand, der im fertigen Bauteil nur teilweise ausgenutzt werden kann. Ihr dadurch gegebenes hohes Gewicht führt auch zu Schwierigkeiten und erhöhten Nebenkosten bei Transport und Montage.
Es wurde daher schon mehrfach versucht, bei Gitterträgern, die zur Gewichtseinsparung einen Ober-bzw. Druckgurt aus Baustahl und einen als bewehrte Betonleiste ausgebildeten Unter-bzw. Zuggurt aufweisen, die Bewehrung der Betonleiste vorzuspannen, um so mit möglichst kleinen Stahlquerschnitten auszukommen und die Betonleiste zur Aufnahme von Druckspannungen heranzuziehen.
Dabei trat das Problem der durch die Vorspannung auftretenden Längendifferenzen zwischen Ober-und Untergurt sowie einer daraus resultierenden Verwerfung des fertigen Trägers auf. Um diese zu vermeiden, wurde vorgeschlagen, den Obergurt mitsamt den als Schubbewehrung dienenden Verbindungsstäben vor dem Einsetzen in den Beton des Untergurtes um den Betrag vorzulängen, um den sich die Betonleiste nach Lösen der Vorspannung verkürzt (österr. Patentschrift Nr. 241080). Ein anderer Vorschlag sieht vor, den Baustahldruckgurt erst nach der Herstellung der Betonleiste mit den bereits in ihr eingebetteten Verbindungsstäben zu verschweissen (deutsche Auslegeschrift 1138531).
Weiters wurde vorgeschlagen, den Untergurt aus zwei übereinanderliegenden Betonleisten zu bilden, wobei die untere Betonleiste eine unter Vorspannung eingebettete Bewehrung sowie aus dieser Betonleiste ausragende Drahtösen aufweist, mit denen die unteren Enden der bereits an den nicht gelängten Baustahlobergurt angeschweissten Verbindungsstäbe eingehängt werden. Zusätzlich werden die unteren Enden der Verbindungsstäbe sowie die Ösen in eine nachträglich direkt auf die untere Betonleiste aufgebrachte und nicht unter Vorspannung stehende weitere Betonleiste eingebettet (brit. Patentschrift Nr. 994, 152).
Diese Verfahren sind aufwendig und umständlich in der Durchführung und machen einen Grossteil der durch die Vorspannung erzielbaren Vorteile zunichte.
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Die Erfindung ermöglicht es, die aufgezeigten Nachteile bei der Herstellung von Trägern der eingangs definierten Art zu vermeiden und gleichzeitig weitere Vorteile zu erzielen. Dies wird nach dem erfindungsgemässen Verfahren dadurch erreicht, dass die unteren Enden der Verbindungsstäbe, deren obere Enden bereits mit Baustahldruckgurt verbunden sind, bei ungelängtem Baustahldruckgurt in den noch feuchten Beton des Zuggurtes mit für eine biegesteife Verbindung ausreichender Haftlänge versetzt werden, wobei während des Aushärtens des Betons die Längsbewehrung der Betonleiste des Zuggurtes unter Vorspannung steht.
Es ist zwar bereits bekanntgeworden, ein aus einem schlaffen Baustahldruckgurt und Verbindungsstäben bestehendes Bewehrungselement mit den unteren Enden der Verbindungsstäbe in den Beton des Zuggurtes einzusetzen (österr. Patentschrift Nr. 226426), doch handelte es sich in diesem bekannten Fall um einen Zuggurt mit schlaffer Bewehrung.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass bei sorgfältiger Anordnung der Spannbewehrung entgegen der bisher in Fachkreisen herrschenden Meinung die infolge der Verkürzung des Untergurtes nach Lösen der Vorspannung gegenüber dem mitgefertigten, nicht vorgelängten Obergurt bisher befürchtete Verwerfung nicht in Form unerwünschter, unkontrollierbarer Verbiegungen auftritt, sondern dass sich der Träger durch die erfindungsgemässe, biegesteife Verbindung sowohl des Ober-als auch des Untergurtes mit den Verbindungsstäben nur in seiner vertikalen Längsebene nach oben verbiegt. Da diese Verbiegung auf Grund der jeweiligen Gegebenheiten berechenbar ist, weist ein erfindungsgemässer Träger eine durchaus erwünschte, in ihrem Ausmass vorherbestimmbare Überhöhung auf, wodurch sich die unterstellungsfreien Spannweiten, z.
B. bei der Deckenverlegung vergrössern.
Ausser der Vorspannung des Untergurtes tritt also in bezug auf den fertigen Gitterträger eine zusätzliche Vorspannung des Druckstabes auf, so dass auch der Obergurt sowohl bei der Montage als auch im fertigen Bauteil zur Lastaufnahme herangezogen wird.
Damit wird nicht nur eine wirtschaftliche Herstellung und Verwendung z. B. von Fertigteildeckenträgern erreicht, sondern auch, dass der fertige Bauteil bei endgültiger Belastung keine oder nur eine geringe Durchbiegung aufweist.
Im folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele an Hand von Zeichnungen näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.
Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils einen bereits mit den Verbindungsstäben verschweissten Druckstab aus Baustahl für einen erfindungsgemäss hergestellten Träger im Schrägriss, die Fig. 3 und 4 stellen die beiden dazugehörigen, fertigen Träger im Querschnitt dar. Fig. 5 zeigt einen fertigen Träger mit abgebundenem Beton des Untergurtes nach Lösen der Vorspannung.
An einem Druckstab --1--, der im Beispielsfall aus Baurundstahl besteht, sind die Verbindungsstäbe-2-angeschweisst, die nach Fig. 2 an ihren oberen Enden auch paarweise zu
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auch durch entsprechende Klemmung und Kaltverformung erfolgen kann, und dass die ebenfalls biegesteif im Beton des Untergurtes--5--verankerten Enden--4--der Stäbe einzeln und unverbunden bleiben.
Im Untergurt sind, symmetrisch in sich und bezüglich der Längsachse zueinander, die Spanndrahtbündel --6,6'-- eingebettet (Fig.3 und 4), die in bekannter Weise vorgespannt werden ; gleichzeitig werden die bereits mit dem Druckstab-l-fest verbundenen Verbindungsstäbe mit ihren Enden--4, 4'-- in den noch feuchten Beton der Leiste--5--versetzt. Ihre Haftlänge im Beton ist dabei nach den auftretenden Kräften zu bemessen ; vorteilhafterweise untergreifen die U-förmigen Enden --4'-- symmetrisch zueinander liegende Spanndrähte-6'-oder Spannstäbe, ohne mit ihnen jedoch anders als durch den Beton des Untergurtes --5-- verbunden zu sein.
Fig. 5 veranschaulicht einen fertigen Träger, dessen Untergurt --5-- sich nach Lösen der
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Obergurt--l--zu einer (überhöht dargestellten) Verbiegung führt, die sich als willkürlich dimensionierbare Überhöhung-7-auswerten lässt.
Die Erfindung ermöglicht also die Herstellung eines Gitterträgers, der die Vorteile bekannter Träger mit vorgespanntem Betonfuss mit denen der Überhöhung zur Vermeidung von Durchbiegungen bei endgültiger Belastung verbindet, ohne dass die Nachteile der bisher für erforderlich gehaltenen, umständlicheren Herstellung und/oder stärkerer als der im fertigen Bauwerk erforderlichen Dimensionierung in Kauf genommen werden mussten.