DE4227056A1

DE4227056A1 - Verbundkonstruktion

Info

Publication number: DE4227056A1
Application number: DE19924227056
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Ing Bartel; Karl-Heinz Dipl Ing Bader
Original assignee: BADER KARL HEINZ
Current assignee: BADER KARL HEINZ
Priority date: 1992-08-12
Filing date: 1992-08-12
Publication date: 1994-02-17

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbundkonstruktion aus einem Stahl träger und einer Betonplatte, vorwiegend Verbunddecken.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Durch die Herstellung eines Verbundes zwischen den einzelnen Bau teilen können bei gleichem Baustoffverbrauch die Tragfähigkeit vergrößert bzw. die Bauhöhe verkleinert sowie die Vorteile aus der räumlichen Tragwirkung des Bauwerkes genutzt werden. Bei gleichen Lastannahmen können Baumaterial eingespart sowie die Transport- und Montagemasse reduziert werden, oder es können grö ßere, vorgefertigte Bauteile zum Einsatz kommen.

Bekannt sind Verbundkonstruktionen mit Trägern aus Stahl oder Stahlbeton bzw. Spannbeton und einer Betonplatte, deren mitwir kender Querschnitt mit den Trägern den Verbundquerschnitt bildet. Träger und Betonplatte müssen hierzu entsprechend verdübelt wer den. Diese Verdübelung geschieht bei einer Ortbetonplatte zum Beispiel mit Kopfbolzendübeln, Schlaufendübeln, Blockdübeln. Bei Verwendung von Fertigteilen sind diese mit Dübeleinbauteilen ver sehen, die durch Schweißen mit den Trägern verbunden werden.

Bekannt ist auch eine Verdübelungsart mit einer stehenden/liegen den Lochleiste auf dem Obergurt der Stahlträger. Sie ist mit Längskehlnähten aufgeschweißt. Beim Betonieren füllt der Beton die relativ großen und dicht nebeneinanderliegenden Löcher aus und bildet somit die Verdübelung. Trotz dieser Verbesserung ge genüber einzeln aufgeschweißten Dübeln stellt die Lochleiste ein zusätzliches Bauteil mit großem Herstellungsaufwand dar. Als ste hend angeordneter Flachstahl ist sie außerdem für relativ dünne Betonplatten ein bis in die hochbeanspruchte Zugzone und den schlechten Haftbereich reichendes und damit für den Stahlbetonbau wesensfremdes Bauelement. Ein ähnliches Verbundmittel ist der so genannte Sattelträger, ein gelochtes [-Profil, ebenso auf den Obergurt des Stahlträgers geschweißt und damit ein zusätzliches aufwendiges Bauteil.

Weitere bekannte Vorschläge sind Stahlträger, deren Stege Block dübel, Buckel oder durch Stanzung und Verformung gebildete schub übertragende Scherflächen haben oder deren Obergurt gewellt ist. Mit Ausnahme der Blockdübel wirken diese Verbundmittel wie schrä ge Auflaufflächen und erzeugen in erster Linie große Abtriebs kräfte. Der einbetonierte Stahlträger stellt im Beton einen durchgehenden Spalt dar. Ist der Träger in der Voute angeordnet, kann die erforderliche Spaltzugbewehrung nicht angeordnet werden. Dies geht nur, wenn im Steg zusätzliche Löcher angeordnet werden, durch die die Spaltzugbewehrung gesteckt wird, oder sie wird am Steg angeschweißt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, die Herstellung von Verbundkon struktionen zu vereinfachen und den Herstellungsaufwand zu sen ken, damit diese bewährte und ökonomische Bauweise in noch größe rem Umfang angewandt wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Stahlträger so aus zubilden, daß für die Verdübelung mit dem Beton keine besonderen Verdübelungselemente erforderlich sind. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Obergurt und/oder der Steg des Stahlträgers mit Löchern versehen ist, die der Beton ausfüllt und nach seinem Erhärten die Verdübelung darstellt.

Weitere Erfindungsmerkmale sind, daß der Stahlträger mit beliebi gem Querschnitt aus profilierten Blechen und/oder kaltgewalzten Profilen und/oder Flachstählen, in die die Löcher eingearbeitet sind, hergestellt ist, daß der Obergurt als Hohlquerschnitt aus gebildet ist, daß der Träger ohne Obergurt ausgeführt ist, daß der Stahlträger mit Kammerbeton ausgeführt ist, daß die Löcher mit abgebogenen Lochrändern ausgeführt sind. Bei Verwendung von Fertigteilen erfolgt die Verdübelung in den im gleichen Raster wie die Löcher angeordneten Aussparungen in den Betonfertigtei len. Schließlich kann in die Löcher eine Zusatzbewehrung einge legt werden.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung eignet sich vorwiegend für Blechdicken, die kaltgeformt bzw. gestanzt werden können. Bei ihrer Anwendung entfällt die Herstellung und das Aufschweißen der Verbundmittel. Sie sind im Stahlträger integriert. Die Verdü belungskräfte werden direkt in den Stahlträger eingeleitet. Kalt geformte und gelochte Profilbleche werden seit langem produziert und bereiten technologisch keine Probleme. Das gleiche gilt für die Schweißtechnologie. Die Lochverdübelung ist mit den stehen den/liegenden Lochleisten bzw. gelochten Sattelträgern erprobt. Die maximale Korngröße des Betons ist mit der Lochgröße abzustim men. Ein Stahlträger ohne bzw. mit sehr kleinem Obergurt kann durch Anschweißen an die Plattenbewehrung während des Bauprozes ses stabilisiert werden.

Diese Vorteile gestatten eine Fertigung in größeren Stückzahlen, nicht nur auf Bestellung, sondern auch zum Abruf vom Lager. Es ist möglich, diese Stahlverbunddecken zu katalogisieren:
Aus der Aufgabenstellung: Stützweite, Verkehrslast, Bauhöhe der Decke
folgt aus dem Katalog: der Stahlträger (Höhe, Querschnitt, Stahlsorte), Trägerabstand; Platten dicke, Festigkeitsklasse des Betons, Bewehrung, Betonstahlsorte.

Dadurch können von jedem Baubetrieb Verbunddecken ohne Einschal tung eines Stahlbaubetriebes errichtet werden. Die statische Be rechnung wird durch den geprüften Katalog ersetzt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einigen Ausführungsbeispielen näher erläu tert werden. In den Zeichnungen ist die Rundstahlbewehrung der Stahlbetonquerschnitte nicht dargestellt. Die Stahlträger sind aus profilierten Blechen, kaltgewalzten Profilen und Flachstählen durch Punkt- oder Rollnahtschweißung hergestellt.

Die Verdübelung erfolgt als Lochverdübelung. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt

Fig. 1: einen Verbundquerschnitt mit einem Doppel-Y- Stahlträger;

Fig. 2: die Draufsicht auf den Stahlträger nach Fig. 1;

Fig. 3-Fig. 6: Verbundquerschnitte mit verschieden ausgeführ ten Stahlträgern;

Fig. 7-Fig. 8: Verbundquerschnitte mit Stahlträgern als Hohl profil;

Fig. 9: Verbundquerschnitt mit Stahlträger;

Fig. 10: Verbundquerschnitt mit Betonfertigteil.

Fig. 1 zeigt einen Stahlträger 1, dessen Ober- und Untergurt 2 als Hohlquerschnitt 7 ausgebildet ist. Der Trägersteg 11 besteht aus zwei profilierten Blechen, die mittels Punkt- oder Rollnaht schweißung 8 untereinander und mit der Ober- und Untergurtlamelle 12 verbunden sind. In der Obergurtlamelle 12 befinden sich Löcher 3 mit abgebogenem Rand 5 und Sicken 10 mit Luftloch 9. Die Verdü belung erfolgt direkt in den Löchern 3 der Obergurtlamelle 12. Die Abbiegungen 5 vergrößern die Lochleibungsfläche für die Ort betondübel. Es sind also keine besonderen Verdübelungsteile er forderlich. Die im Hohlquerschnitt 7 des Obergurtes 2 enthaltene Luft kann an den Luftlöchern 9 in den Sicken 10 entweichen.

In Fig. 2 ist die Obergurtlamelle 12 des Stahlträgers 1 nach Fig. 1 dargestellt. Die Luftlöcher 9 sind an den höchsten Punkten des Obergurtes 2 angebracht, damit die enthaltene Luft gut ent weichen kann.

Fig. 3: Für diesen Stahlträger 1 sind zwei [-Profile an ihren Stegen 11 zu einem I-Profil verbunden. In jeweils einem Flansch der [-Profile sind Löcher 3 mit Abbiegungen 5 für die Verdübelung vorhanden.

Fig. 4: Im größeren Flansch (Obergurt 2) eines unsymmetrischen [-Profils und in dessen Steg 11 sind Löcher 3 mit abgebogenen Lochrändern 5 eingearbeitet. Mit der gestrichelten Ausführung ist der Obergurt 2 symmetrisch. Der Untergurt 2 besteht aus einer Un tergurtlamelle 12.

Fig. 5: ein [-Profil mit sehr kurzen Flanschen ist mit einer Un tergurt- und Obergurtlamelle 2 verbunden. Die Obergurtlamelle 2 ist für eine Lochverdübelung wie in Fig. 1 bis Fig. 4 ausgebil det.

Fig. 6: In den Steg 11 eines └- oder [-Profils sind die Löcher 3 mit abgebogenen Rändern 5 eingearbeitet. Dieser Träger 1 besitzt praktisch keinen Obergurt 2. Die in dieser Figur und auch in Fi gur 9 dargestellten Stahlträger 1 ohne Obergurt 2 sind für die Montagelast (Ortbetonlast) nur tragfähig, wenn ihr Steg 11 seit lich gehalten wird, zum Beispiel durch Verschweißen mit der Plat tenbewehrung. Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen sol chen Stahlträger 1 in Kammerbeton 18, wie er in bekannter Weise zur Erhöhung des Feuerwiderstandes angewandt wird, einzubetten.

Fig. 7: Der Stahlträger 1 ist ein Hohlquerschnitt 7. Er besitzt zwei Stege 11. Der Obergurt 2 ist wie in Fig. 1 und Fig. 2 ausge führt und der Untergurt 2 als Sonderprofil 13, wie es zum An schrauben von Aufhängungen für Installationen oder einer Unter decke verwendet wird.

Durch das vollständige Ausfüllen mit Ortbeton 4 des Hohlquer schnittes 7 verbessert sich das Beulverhalten der Stege 11.

Fig. 8: Der Obergurt 2 dieses Stahlträgers 1 ist so breit ausge führt, daß zwei Reihen Löcher 3 für die Verdübelung angeordnet werden können. Er hat analog wie in Fig. 1 und Fig. 2 Luftlö cher 9 und eine Längs-Sicke 10. Die zwei mit Sicken 10 versehe nen abgeknickten Stege 11 sind am Knick durch ein kaltgewalztes [-Profil 14 verbunden. Damit wird auch der mit Ortbeton 4 ausge füllte Obergurt 2 vom übrigen Hohlquerschnitt 7 des Stahlträ gers 1 abgetrennt. Der Untergurt 2 ist ein warmgewalztes [-Pro fil 14 mit Schott 15 und Bohrung zum Anhängen von Lasten (Instal lationen, Unterdecke).

In Fig. 9 wird ein Stahlträger 1 vorgestellt, dessen Gesamtquer schnitt aus einem Blechband geformt ist. Sein Obergurt 2 ragt so weit in die Decke, daß er Auflager für die untere Deckenbewehrung ist und auch mit dieser verschweißt werden kann. Die Verdübelung erfolgt innerhalb der Aufstelzung in den Löchern 3 mit Abbie gung 5 im Steg 11. Die Löcher 3 mit Abbiegung 5 beteiligen sich auch an der Einleitung der Deckenauflagerkräfte in den Steg 11 des Stahlträgers 1. In die Löcher 5 kann Zusatzbewehrung einge legt werden. In den Kammerbeton 18 können an der Fuge 20 übliche Verbundmittel zur Verdübelung mit dem Ortbeton 4 eingelegt wer den.

In Fig. 10 ist der Obergurt 2 eines Stahlträgers 1 ähnlich der Fig. 1 mit einem Betonfertigteil 17 dargestellt. Im Betonfertig teil 17 sind Aussparungen 16 im gleichen Raster wie die Löcher 3 angeordnet. Durch den Ortbeton 4 erfolgt die Verdübelung. Es ist eine Zusatzbewehrung 19 eingelegt. Wird der Hohlquerschnitt 7 vor der Montage des Betonfertigteiles 17 ausbetoniert (Kammerbeton 18), ist die Zusatzbewehrung 19 erforderlich. Diese Art der Verdübe lung mit Aussparungen 16 in Betonfertigteilen 17 ist weitgehend unempfindlich für Maßabweichungen. In dieser Figur sind die Ab biegungen 5 nach oben gerichtet. Das ist für das Entweichen der Luft aus dem Hohlprofil 7 günstig.

Aufstellung der Bezugszeichen für Verbundkonstruktion

1 Stahlträger
2 Obergurt/Untergurt
3 Loch
4 Beton/Ortbeton
5 abgebogener Lochrand
6 Langloch
7 Hohlquerschnitt
8 Widerstandspunkt- bzw. Rollnahtschweißung oder MAG-Punkt schweißung
9 Luftloch
10 Sicke
11 Steg
12 Obergurtlamelle/Untergurtlamelle
13 Sonderprofil
14 [-Profil
15 Schott
16 Aussparung
17 Betonfertigteil
18 Kammerbeton
19 Zusatzbewehrung/Dübel
20 Fuge

Claims

1. Verbundkonstruktion aus einem Stahlträger und einer Betonplat te, dadurch gekennzeichnet, daß der Obergurt (2) und/oder der Steg (11) des Stahlträgers (1) mit Löchern (3) versehen ist, die der Beton (4) ausfüllt und nach seinem Erhärten die Verdü belung darstellt.

2. Verbundkonstruktion nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlträger (1) aus profilierten Blechen und/oder kaltge walzten Profilen und/oder Flachstählen besteht, in die die Lö cher (3) eingearbeitet sind.

3. Verbundkonstruktion nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Obergurt (2) als Hohlquerschnitt (7) ausgebildet ist.

4. Verbundkonstruktion nach Punkt 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlträger (1) ohne Obergurt (2) ausgeführt ist.

5. Verbundkonstruktion nach Punkt 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlträger (1) mit Kammerbeton (18) ausgeführt ist.

6. Verbundkonstruktion nach Punkt 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (3) mit abgebogenen Lochrändern (5) ausgeführt sind.

7. Verbundkonstruktion nach Punkt 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Verdübelung durch den Beton (4) in den im gleichen Ra ster wie die Löcher (3) angeordneten Aussparungen (16) in den Betonfertigteilen (17) erfolgt.

8. Verbundkonstruktion nach Punkt 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß in die Löcher (3) eine Zusatzbewehrung (19) eingelegt ist.