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Vorgefertigtes Stahlbetontafelelemente insbesondere zur Herstellung
von Decken Die Erfindung betrifft ein vorgefertigtes dünnwandiges Stahlbetontafelelement
mit-aus der Tafeloberfläche herausragenden, aus Stahl-gebildeten Versteifungerippen
zwischen einem aus längseisen und Quereisen gebildeten Untergurt in der Betontafel
und einem Obergurt zur Verviendung als selb ;.jständiges Bauelement oder als Verbundkörper
mit naohträgliah aufgebrachtem Ortbeton.
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Derartige Stahlbetontafelelemente sind bereits bek*nnt 2
und
erfreuen sich mit zunehmender Ratidnalisierung im Hoohbau durch die einfache Möglichkeit
der Vorfertigung an oder außerhalb der Baustelle wachsender Beliebtheit* Die Tafelelemente
werden
beaondera'fUr den Deckenbau herangezogen und in dem jeweiligen Baukörper angepaßten
Maßen vorfabriziert. Um ein geringes Transportgewicht zu-haben, fertigt man die
Tafelelemente- möglichst dünn, beispielsweise in einer Stärke von nur 4 cm, die
jedoch ausreicht, bei ent«r sprechender Montage-Hilfeunterstützung die Belastungen
im Ubntagezustand aufzunehmen.
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So ist beispielsweise eine vorgefertigte Decke bekanntg die aus einem
dünnwandigen Stahlbetontafelelement bestehtp bei welchem Versteifungerippen aus
Stahl aus der Tafeloberfläche herausragen. Der Untergurt dieses bekannten Tafelelementes
ist dabei von einem geschweißten Gitter gebildetp auf welches kleine aus der Oberfläche
der Platte herausragende Bügel aufgesetzt sind.
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Weiter ist eine ähnliche vorgefertigte Deckenkonstruktion aus einem
dünnwandigen Stahlbetontafelelement beschrieben, bei welcher ein mittels Klemmschrauben
fixierbarer Oberg=t nach Aufbringen des Ortbetons entfernt wird. Die Verbindung
zwischen dem hierbei gleichfalls aus einem Gitterwerk bestehenden Untergurt und
den über die
herausragenden Bügeln bzw. Versteifungsrippen soll dabei durch Schweißen erfolgen.
Die
aus der Tafeloberfläche herausragenden Versteifungerippen dienen zunächst als Transport-
und Montageversteifungen, die es ermöglichen, die dünnen vorfabrizierten,Tafelelemente
ohne unerwünschte bzw. zu große Durchbiegungen einzubauen und allenfalls den Ortbeton
nachträglich aufzubringen.
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Bei der Aufbringung von Ortbeton dient das vorgefertigte Stahlbetontafeleleiment
als Schalung und kann gleichzeitig die Untersicht der Decke bildehp ohne daß eine
nachträg2#te,he Bearbeitung dieser Fläche erforderlich ist.
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Derartige ausgesteifte Stahlbetontafelelemente haben
| gegenübet'--.,--a-e ..-beekömijliclier-,# Trägerdecken erhebliche
Vorteile. |
| Aufgrund-des Zusa&menivirkens mehrerer Versteifungsripi--en
un- |
ter las.ten.#-köiini'en diese schwächer dimensioniert werden und sind daher billiger.
Der wesentlichste Vorteil ist jedoch, die schne#-# -,-..--ir,.e'rlegemöglichkeit,
die es erlaubtl Bauzeit und lo4nkästen zu sparen, Das Ziel bekannter vorgefertigter
Deckenkonstruktionen, mit einer möglichst einfachen" lei-"hten und billigen Armierung
auszukommeng w-*,rd bei den bekannten Deokenkonstruktionen in unerwünschter Uleise
zum Teil dadurch zunichte.gemachtg da:3 man die verwendeten Materialien durch unsachgemäße
Behandlung
schwächt oder ein höherer Materialverbrauch an Armierungsstahl
durch andere Manipulationen entsteht. Geht man nämlich von einem handelsüblichen
Baustahlgitter für die Grundarmierung des Betontafelelemente aus, bei welchem die
Knotenpunkte der sich kreuzenden Längs- und Quereisen miteinander verschweißt sind,
go ergibt sich allen durch diese Schweißverbindung bei Zugrundelegung gleicher Armierungsquerschnitte
eine Verminderung der Zugfestigkeit durch eine Störung der VergUtungsstruktur in
den zugbeanspruchten Profilen. Die gleiche Schwächung wird selbstverständlich auch
durch das Aufschweißen von Versteifungsrippeng -bügeln und dergleichen als Stegverbindung
zu einem Obergurt verursacht. Legt man andererseits Bügel auf das Baustahlgitter
unter Zugabe geeigneter hiaftlängen auf den Untergurt ohne sonstige Verbindung auf,
so ergeben sich gewisse Sch#%lerigkeiten bezUglich der Halterung dieser Bügel vor
dem Vergießen oder man muß sie einzeln mit Draht in ihrer endgU!-tigen Vergußlage
fixieren. Außerdem müssen bei verhältnismäßig dünnen Betontafeln die Verankerungslängen
der parallel zu der Tafeloberfläche verlaufenden Bügelenden verhältnismäßig groß
sein, um die notwendige Verankerung zu gewährleisten, so daß dadurch ein erhöhtir
Stahlverbrauch in Kauf genommen werden muß.
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Es ist daher das Ziel der Erfindung, ein vorgefertigtes Stahlbetontafelelementt
insbesondere zur Herstellung von Decken
der beschriebenen Art zu
schaffene welches die Vorteile be-
kannter Stahlbetontafelelemente besitzt,
ohne deren Nachteile iä Kauf nehmen zu müssen.
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Der Erfinder hat dieses Ziel durch die Übertragung der von ihm bei
der Herstellung von Fachwerkträgern vorgeschlagenen Verbindung des Trägeruntergurts
mit den Stegen zum Obergurt durch Klemmumrollung auf die Herstellung der Armierung
für vorg.efertigte Stahlbetontafelelemente, erreicht, so daß sich das erfindungsgemäße
Tafelelement dadurch aus'zeichnet, daß-diä Verbindung zwischen den Stegen und den
längseisen und gegebenenfalls Quereisen des Untergurts in bei der Trägerkonstruktion
bekannter Weise durch Klemmverbindung gebildet ist. Die Klemm-.verbindung zwischen
den Stegen und den Armierungseisen des Untergurts in der Tafel erfolgt dabei zweckmäßigerweise
durch Klemmumrollung.
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Der Steg zwischen Untergurt und Obergurt des-Versteifungselements
kann dabei als Fachwerk, vorzugsweise als räumliches Fachwerk aus Diagonalen ausgebildet
sein, Diese Stege werden zweckmäßigerweise am Obergurt angesohiiaißty während sie
am Untergurt durch Kemmung befestigt sind. Die Stegkonetruktionen, können in an
sich bekannter Weise ein durchlaufendes ziakzaokaufweisen oder aber auch aus einzelnen
vorzugsweise V-förmigen Streben gefertigt sein, die in gewünsohtem-Abstand zwischen
Üntergurt und Obergurt befestigt sind. Als
Material für die
Versteifungerippen kommt sowohl ein Rundeisenprotil als auch Bleche oder Blechprofile
in Yrage. Zweokmäßigerweise sind an den Klemmetagen oder an den.freien Enden der
angeklemmten Diagonalen der Versteifungerippen unter die Pattenarmierung ragende
Vorsprünge vorgesehen, die als Abstandhalter für die Armierung beim Gießen des Tafelelemente
dienen können.
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Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Tafelelements kann der aus
Steg und Obergurt bestehende Versteifungsteil unverzüglich bei der Herstellung der
Armierung oder aber erst bei der Herstellung des Tafelelemente mit den Längs- bzw.
Quereisen des den Untergurt bildenden Gitters vereinigt werden.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf ebene Stahlbetontafelelemente,
sondern erstreckt sich in vorteilhafter Weise auch auf gewölbte Tafeleleimente.
So lassen sich beispielaweise vorgefertigte Bogensegmente zur Erstellung von Wölbungen
mittels enbprechend geformter Schalungeleeren herstellen, denen die Längestäbe des
Untergurts angepaßt und nach Herstellung dieser Armierung die Versteifungsrippen
angeklemmt werden, welche mit einem entsprechend geformten Obergurt xrersehen sind
oder nachträglich mit einem solchen verschweißt worden.
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Diese gewölbten Tatelelemente können in bezug auf die herausragenden
Versteifungerippea konkav- oder konvex gebogen
hergestellt werden,
so daß z. B. bei unten liegenden Rippen in Gewälben kein Vergußbeton notwendig
*ird.
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Zweckmäßigerweise verwendet man als Grundermierung für die Betontafel
aus den oben genannten-GrUnden keine geschweißte Baustahlgittermatteg um nicht den
durch die Klemmverbindung zwischen Steg und Untergurt zu erreichenden technischen
Fortschritt gegenüber einer Schweißverbindung wieder zunichte zu machen. In besonders
yorteilhafter Weise läßt sieh für das Ziel der Erfindung eine aus Längseisen und
Quereisen gebildete Baustahlgittermatte verwenden, bei der die Knotenpunkte oder
zumindest einige Knotenpunkte mittels Draht verbunden sind. Die Verwendung einer
solchen Baustahlgittermatte zur Bildung des Untergurts'für das Tafelelement ermöglicht
zusätzlich eine Anordnung von Stegen bzw. Rippen in einer zweiten, die erste orthogonal
kreuzenden Richtung-, so daß zusätzlich zur :Längsversteifung auch eine Querversteifung
des Tafelelemerite erreicht wird.
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Pür die Klemmverbindung zwischen dem Steg-und den Eisen des Untergurte
sowie für die Ausbildung des Steges bieten sich verschiedene Möglichkeiten an, auf
die bei der Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele,
einge. gangen werden soll.
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Pig, 1 zeigt eine perspektivieche Draufsicht auf ein vorgefertigtes
Stahlbetontafelelement;
7ig.- 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt
aus einer mit dem Stahlbetontafelelement gemäß Fig. 1 gefertigten Decke in
drei Herstellungsphasen; 7ig. 3 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus einem
Teil des Tafelelements und zeigt V-förmigeg mit ihren freien Enden den an den Längseisen
des Untergurts angeklemmte Stegteile, die paarweise unter Ausbildung eines Raumgitters
mit dem Obergurt verschweißt sind; Pig. 4 zeigt einen Fig. 3 ähnlichen Ausschnitt
aus einem weiteren Ausführungsbeispiel mit zickzackförmigeng durchlaufenden Stegen;
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungebeispiel in gleiieher Darstellungsweise,
bei wälchem die Stegteile V-förmig den Obergurt umgreifen, mit demselben verschweißt
sind und mit ihren freien Enden an benachbarten längseisen des' Untergurte verklemmt
sind; Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem aus Einzelelementen
gebildeten Steg mit T-fö=#igem Querschnitt, dessen Diagonalen gleichfalls aus Rundeisen
gebildet sind; Pig. 7 zeigt ein Fig, 6 ähnliches Ausführungsbeispiel,
bei welchem der Steg jedoch aus einem zickzackförmig durchlaufenden
Eisenbleahband
besteht und die benachbarte Längeeisen umgreifende Klammer gleichfalls aus Blech
gefertigt ist; Fig. 8 zeigt eine Nig. 7 ähnliche Konstruktion, bei
welcher jedoch die einzelnen Stegteile unabhängig voneinander ausgebildet sind;
Pig. 9 zeigt ein aus drei vorgefertigten bogenförmigen Stahlbetontafelelementen
gebildetes. Gewölbel Fig. 10 ist eine vergrößerte Teilansiohteines bogenförmigen
Tafelelements von Fig. 9;
Fig. 11 zeigt ein bogenförmiges Gewölbe,ähnlich
des in Fig. 9 gezeigten, wobei die aus der Tafeloberfläohe herausragenden
Versteifungsrippen nach unten gerichtet sind-.
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Wie man aus Fig. 1 erkenntg besteht das gezeigte Stahlbetontafelelement
aus einerzelativ dünnen Betongrundplatte 1
und 4 Reihen 2 von aus der Tafeloberfläahe
herausragenden Versteifungsrippen. Der Untergurt der Bewehrung cles"Tafololomeate
ist in Fige 1 nicht erkennbar..Die Versteifungsrippen sind hierbei von einem
im Querschnitt dreieakigen Haumgitter gebildety dessen Spitzen mit den Obergurten
3 irersohweißt sind und deren freie Enden 6, viie man aus Fig*'2 erkennt"
um 419 Längseisen 4 das von einer Baustahlmatte gabildeten Untergurts verklemmt
sind" Das in 7 ig. 1 gezeigte Stahlbotontafalelement
kann
in der,dargestellton 'Weine yon- Ort seiner Herstellung an die Baustelle transportiert
und dort in einfacher Weine unter Verwendung von Krinen mit fortschreitendem Bau
an dem Ort seiner Bestimmung einizesetzt und mit Ortbeton aufgefüllt werden. Je
nach der zewünschten Verwendun&sart können die Enden der Länaseisen 4 oder auch
der darüber liegenden Quereisen 5 aus den Seiten 7, 8 des Tafelelemente
hervorragen, um einen besseren Verbund mit dem Ortbeton zu erzielen.
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In Fig. 2 erkennt man den Aufbau einer aus dem erfindungszemäßen Stahlbetontafelelement
gefertiRten Decke. Bei der, PertiLyun'c, kann man in an sich bekannter Weise von
Baustal-,--1-gittermatten als Grundarmierung für das Stahlbetontafelelement bzw.
Untergurt für die Versteifungsrippen auszehen. Vorzugsweise verwendet man eine nicht
geschweißte Baustahlgittermatte, um nicht die Vergütunesstruktur der län-sarmierungseisen
in unerwünschter Weise zu zerstören und damit deren 'westigkeit zu m indern. So
können beispielsweise die Längseisen 4 und die Quereisen 5 an ihren Kreuzunzspunkten
mit Draht verbunden sein.
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Die Versteifung gerippen 2 sind bei dem in den Pig. 1+"'
.0
gezeigten Ausführun;rsbeispiel aus einem räumlichen 'Paohwerk einzelner
aus Rundstahl bestehender V-fÖrmiger Streben 9ap 9b gebildet, deren Knickstellen
10a, 10b mit den Obergurten 3
vormehweißt sind.
Nach einer derärtigen Vorbereitung der Armiärung wird die Grundplatte
1 gegossen, wobe.i da-rauf zu achterl istIr daß die Längseiserl 4, die vorzugsweise
unter den Quereisen 5 arizeordnet sind, in der Platte 1 mögliohat
tief zu liegen-kommen. Nach Einsatz des Stahlbetontafelelemente an Ort seiner Verwendune
wird sohließlich'der Ortbeton 11 auf die Platte 1 bis zu einer Höhe
aufzepossen.,-daß die Eisen 3 der Obergurte unter die Oberfläche 12 der Ortbetonschicht
zu liegen kommen.
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7ig. 3 Zei,-t nochmals einen Ausschnitt aus dem 'Pafelelement
zemäß Pig. 1, wobei die Stahlarmierun- in der Plitte 1 strichpunktiert
dargestellt ist. Die beiden längseiseri 13,
14 des Baustahlgitters bilden
mit dem lännseisen 15 des Obergurte und den V-förmigen Streben
16, 17 eine Art räumlichen Paohwerkträger, der je nach den Bedürfnissen einzelner
Deckenkonstruktionen modifiziert werden kann. So können sich an',das .Streb'enpaar
16, 17 unmittelbar weitere Strebeinpaar 161, 17'... in der in 'Fig.
3 zezeieten Weise anschließen, deren Knickstellen 18, 18q ... mit
dem auf Zug nicht beanspruchten Obergurt verschweißt sind. Bei gerine-erer Belastung
eenüzt es auchy die einzelnen Streben 16, 17 in einem gewiss-en Abstand voneinander
an die lälleseisen 13, 14 anzuklemmen.
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,Ebenso kann man auch das in Piz. 4 gezeiete AusfUhrungsbeispiel für
die Armierunz des 1-1.afelelements verwenden" wobei
die Steae
19 aus einem durchgehendent zickzackförmiaen Profil aebildet sind, dessen
in der Platte llieRende Knickstellen 20, 201 um die Länaseisen 13, 14 geklemmt
sind, während ihre oberen Knickstellen mit dem Längseisen 15 des Obergurts
an den Stellen 21-, 211 ... verschweißt sind.
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Wie man aus den lUg. 5 und 6 erkennt, kann die Verbindung
zwischen den Längseisen 15 des Oberj-urts und den lärizeeisen 13,
14 des Untergurte.auch durch anders geformte Stege erfolgen. So ist in Pig.
5 ein Ausführungebeispiel aezeigt, bei welchem die Versteifungsrippen aus
V-förmiz abgebogenen Rundeisen 229 23 besteheng deren Knickstellen 24 bzw.
25
mit dem Obergurt in unmittelbarer Nachbarschaft voneinander verschweißt
und deren freie Enden 26a, 26b bzw. 27a, 27b die läncaeisen
13, 14 von unten umgreifen und festklemmen. Dabei ergibt sich gleichfalls
ein im Querschnitt dreieckiges räumliches 'Rachwerkträaerprofil, welches die erforderliche
Festigkeit und Biegesteifigkeit beim Transport und Verle-en des Stahlbetontafelelements
gewährleistet.
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Das in Pig. 6 zezeigte Beispiel unterscheidet sich von den.bisher
gezeiuten Versteifunesrippen dadurch, daß der Stege querschnitt umgekehrt T-förr-i-
ist, wobei der Querbalken des CD
T von je einer an die be-;-den -freien Enden
eines V-förmiuen Drahtpro-fils 28 aneeschweißten Klammer 29 bzw.
30 gebildet ist,
deren Enden 31a, 31b bzw. 32at 3Z4
unter Umklemmung der Längseisen 139 14 hakenförmig abeebogen sind. Die Knicketelle
33 defir V-förmigen Steges ist'hier gleichfa-lls mit den länLseisen
15 des Oberzurts verschw#eißt..
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In 9ig. 6 ist ein zweiter Stegteil gestrichelt singezeichnet,
der an der Stelle 34 mit dem Obergurt verschweißt ist und dessen vordere Klammer.35
sich unmittelbar an die hintere Klammer 30 des ersten Stegteils aneahließtg
withrend die zweite Klammer 36 in entsprechendem Abstand dahinter die längseisen
13, 14 umgreift. Wahlweise kann der zweite Stegteil 'auch in einem beliebigen
Abstand. hinter. der erotf3n unter Berücksichtigung der jeweilieen Pestigkeitserfordernisse
angeordnet sein.
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In den Pig. 7 und 8 sind zwei weitere Auaführungsbeispiele
gezeieti bei denen die Diagonalstraben der Versteifühgarippen aus Blechstreifen
gefertigt sind, '-Pig, 7 zeigt ein durchgehendes ziokzackförmizes Blaohprofil
zwiaohen dem vön einem Profileisen 37 gebildeten Obergurt und den Tjängseisen
13t 14 des Untergurts. Das Bleohprofil 38 -ist im Bereiab:'des, Obergurts
37 an diesen angeschweißt und im Bereich-des Untergurte mit Blechklammern
39, 409 41 ... versehang die gleichfalls durch Verschweißen mit dem
Ziakzaokprofil verbunden sein können und deren freie Enden 39a, 39b9 49at
40bp 41a9.41b durch Umrol-. len von unten mit den Tjängseisen 13, 14 verklemmt
sind.
In Fig. 8 ist schließlioh ein letztes Ausführungebeispiel
für die Versteifungsrippen zwischen Untergurt und Obergurt der trägerartigen Deckenversteitung
dargestellt. Hierbei handelt es sich um e--. V-förmiges Blechprofil aus Einzelelementen
429 439 die je naoh Bedarf in dichterem oder weiterem Abstand an der Schiene
37 des Obergurte.anaohweißbar sind. Die.Verbindung mit dem Untergurt erfolgt
ähnlich wie bei Fig. 7
durch Blechstreifen 449 45, deren freie Enden 44a,
44b bzw, 45a"45b um die längseisen 13, 14 unter Klemmschluß gebogen
a ind.
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Die in den Fig. 3 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiele
für Versteifungsrippen eignen sich besonders gut für die Verbindung mit den Längseisen
des Untergurte. Falls nicht nur eine Längsversteifung, sondern auch eine Querversteifung
gewünscht wirdg können die einzelnen Versteifungsrippen auch auf die Quereisen
5 des Baustahlgitters aufgeklemmt"#werden und die Obergurte 15 der
Längsträgerelemente mit den Obergurten entsprechender Querträgerelemente verschweißt
werden.
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Wie bereits erwähnt, ist die Erfindung nicht nur auf ebene, dünnwandige
Stahlbetontafelelemente beschränkty sondern in gleicher Weise auch auf gewölbte
Tafelelemente anwändbar. Drei Ausführungsbeispiele für gewölbte Elemente sind in
lfig. 9, 10 und 11 dargestellt. Während Fig. 9 eine Behematische
perspektivische Ansicht eines aus drei gewölbten Tafelelementen
46,
471 48 bestehenden Gewölbes. zeigtp welches auf* zwei Xauern 49, 50 ruht#
zeigt Fig. 10 die konstruktive Aus-
führung der gewölbten Tafelplatte
48 in einem vergrößerten Ausschnitt-mit zwei Reihen Versteifungsrippen. Eine derariig,0
Konstruktion ist für schwere Belastungen gut geeignet. Normalerweise genügt
die Anordnung einer Versteifungsrippe auf etwa jeden dritten öder vierten
Paar von Längseisen 519* 529 539 54 ... Diese längseisen liegen#-wie
man aus Fig. 10
erkennt, gleichfalls unter*den Quereisen 559 569 57
und sind mit den freien Enden der Versteifungsrippenelemente 589 599
60
unter Klemmsohluß in der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Weise verbunden
uni an ihren Knickpunkten mit den Obergurten 619 62 verschweißt.
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Fig. 11 zeigt ein AusfUhrungsbeispiel einer gewölbten Konstruktion
mit oben liegender Stahlbetontafel 64, ansonsten entspricht die.konstruktive Ausbildung
der Fig. 10. Alleri dings kann bei dieser Ausführung, soweit es die statischen
Verhältnisse erlauben, auf den Verguß der Versteifungsrippen verzichtet werderg
wenn auf andere Weise für entsprechenden Rostschutz der herausragenden-Teile der
Rippen vorgesorgt wird.
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Bei der Herstellung eines solchen gewölbten Tafelelementes geht man
so vor, daß man nach dem Biegen der Untergurtstäbe bzw. des Baustahlgitters auf
einer geeigneten Schablone die
Stegteile 58, 599 60 mit
den Längseisen 51 bis 54 verklemmt, wobei die Obergurte 61, 62 bereits
vorher oder auch nachträglich mit den Stegteilen verschweißt werden können.
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l#-"ach Fertigstellung der Eisenarmierung kann der Beton gegebenenfalls
unter Verwendung von Abstandhaltern und einer Oberschalung für das Tafelelement
gegossen werden. Die Aufbringung des Ortbetons erfolgt hierbei gleichfalls in bekannter
Zeise.