DE1812865C3 - Bewehrung fur flächige Betonbauteile - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bewehrung für flachige Betonbauteil, bestehend aus Bewehrungsmatten und Zulagen in Form schmaler Mattenslreifen.

Flächige Bcionbaulcilc. wie /.. B. Deckenplatten, können mit einzelnen Stahlstäben oder mit Bewehrungsmatten bewehrt werden. Bei einer Bewehrung aus Einzelstäben ist es möglich, die in der statischen Berechnung ermittelten erforderlichen Stahlqucrschnitte in der ganzen Vielfalt mit beliebiger Genauigkeit darzustellen. Zur Erzielung eines bestimmten Stahlqucrsehnittes brauchen nur die Abstände der einzelnen Stäbe gleichen Durchmessers verringert bzw. vergrößert zu werden. Ist eine Verringerung oder Vergrößerung der Abstände nicht sinnvoll oder nicht möglich, dann können auch Stäbe unterschiedlichen Durchmessers angeordnet werden. Somit kann jedes Bauteil statisch und konstruktiv richtig bewehrt werden. Eine Bewehrung aus Einzelstäbcn hat jedoch den Nachteil eines großen Arbeitsaufwandes, weil jeder einzelne Stab für sich vorbereitet und eingebaut werden muß.

Die zweite Möglichkeil zur Bewehrung von flächigen Bauteilen aus Beton besteht in der Verwendung von Bewehrungsmatien. Diese Matten besitzen zwei Scharen einander rechtwinklig kreuzender Stäbe — Längs stäbe und Qucrstäbc -, die an den Kreuzungspunktei meist durch Punktschwcißung miteinander verbündet sind. Aus Gründen," die mit der Herstellung und den Transport dieser Malten zusammenhängen, können si< nicht in beliebigen Abmessungen hergestellt werden Sie müssen somit zur Bewehrung eines Bauteiles nc beneinander und mit einer zur Überleitung der Stab Kräfte notwendigen gegenseitigen Überdeckung ver legt werden. Diese Überdeckung bezeichnet man al; Stoß.

Der Vorteil dieser Bewehrungsart liegt darin. daC großflächige Bewehrungseinheiten maßgenau wirt schaftlich hergestellt werden können. Da die bei cinei Bewehrung mit Einzelstäben notwendigen Arbeitsgän ge, wie Biegen, genaues Auslegen und Verknüpfen, entfallen, können Bewehrungsmatten schnell und sichel eingebaut werden. Die starre Verbindung der Längsund Querstäbe in den Schweißpunkten bewirkt außerdem einen ausgezeichneten Verbund zwischen Bewehrung und Beton.

Allerdings ist mit den genannten Vorteilen einer Bewehrung aus Matten eine gewisse Starrheit verbunden. Der Stahlquerschnitt der Längs- und Querstäbc je Breiteneinheit muß nämlich für die Vorfertigung vorbestimpit werden, und zwar sowohl hinsichtlich der Abstände der einzelnen Stäbe voneinander als auch hinsichtlich der zur Verfügung stehenden Durchmesser. Unter Beachtung der von der Drahtindustric angebotenen Stabdurchniesser hat sich im Laufe der Jahre hinsichtlich der Abstände eine Normung ergeben, derart, daß nur Abstände von 50 mm und einem Vielfachen hiervon sowie 75 mm und einem Vielfachen hiervon angewendet werden. Die Wahl der Abstände ist weiter dadurch eingeschränkt, daß tragende Stäbe nur einen größten Abstand von 200 mm voneinander und Querstäbe einen solchen von 333 mm voneinander haben dürfen.

Unter diesen Voraussetzungen läßt sich beispielsweise ein Querschnittsbcrcich von 0,84 bis 7,54 cm² pro Meter Breite durch 18 verschiedene Mattentypen darstellen. Um den Querschnittsbercich zu vergrößern, wurden in der Vergangenheit auch aus zwei dicht nebeneinander angeordneten Stäben bestehende Doppelstäbe verwendet, wodurch der Querschniitsbcrcich bis 15,08 cm² pro Meter Breite und die Typenanzahl auf 2 · 18 = 36 erweitert wurde.

Die Vielfalt der Maitcntypen und die Vielzahl der zu deren Herstellung erforderlichen Stabdurchniesser beeinflussen die Herstellungskosten der Bewehrungsmatten ganz wesentlich. Weiterhin steht diese Vielzahl einer anzustrebenden Automation in der Fertigung entgegen. Auch der für die Lagerung und Vorratshaltung aufzuwendende Anteil an den Gesamtkosten ist beträchtlich.

Trotzdem reicht selbst die genannte Anzahl von 3b unterschiedlichen Mattentypen für die Konstruktion einer wirtschaftlichen Bewehrung in der Praxis in vielen Fällen nicht aus. Man verwendet deshalb oft zwei Lagen von Bcwehrungsmatten übereinander, um die zur Verfügung stehenden Stiihlqiicrschnitlc zu verdoppeln und durch Kombination unterschiedlicher Typen weitere Querschnitte zu erzielen, um damit die Differenzen zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Querschnitten zu verkleinern. Durch diese Maßnahmen werden aber die Kosten für die Verlegung der Malten wesentlich erhöht.

Um dem Nachteil abzuhelfen, daß beispielsweise bei

«tihlbetonplaucn mit einer parabolischen Momeiiien-

ilung der in Fcldmiite für das maximale Bicgcmo-

t erforderliche Siahlquerschniu auch in voller Grö-

R^1C"bis zu den Plaitcnründcrn durchgeführt werden

R wo er in dieser Größe an sich nicht mehr crfor-Hriich wäre, hat man eine sogenannte gestaffelte Be-

hrung verwendet. Dabei wird die jeweils /weite *^C(j von Bcwehrungsmattcn dem Momentcnverlauf ^rnrcchcnd verkürzt angeordnet. Durch diese Maß-^C"l ip vird aber die Anzahl verschiedener Maltenty-"""n undi -grölicn weiterhin vergrößert, so daß der Arbeitsaufwand und der Mattenbedarf an der Baustelle

sich erhöhen.
Ein weiteres Problem bei der Bewehrung mil Bewch-

smatten _!jcgl J₁₁₁-J_n, daß diese zur Sicherung der Kraftübertragung mit einer gegenseitigen Übcrdek verlegt werden müssen. Besitzen die einzelnen Bewchrung*smatten bis zu ihren Rändern Längsstäbe !eichen Stablqucrschnities. dann sind in den Überdekkun»sbcreichen die Längsstäbe zwangläufig doppelt vorhanden. Das führt zu einem gewissen Stahlüberschuß der wegen des großen Abslandes dieser Bereiche voneinander, welcher der jeweiligen Mattenbreite entspricht, nicht über die ganze Bewehrungsbreite eleichmäßig verteilt gedacht werden kann.

Es sind auch schon verschiedene Vorschläge bekanntgeworden. _um Jen in den Überdeekungsberciciien vorhandenen Mehrquerschnitt zu vermeiden. Ein bekannter Vorschlag besteht darin, daß in den Randbcreiehcn auf die Breite des Übcrdeckungsbereichcs nur LHn^ssiäbc angeordnet sind, deren Querschnitt halb so «roß ist wie derjenige der Stäbe im inneren Mattenbereich '(deutsche* Patentschrift 9 73 001). Damit wird durch zwei in einem Überdcekungsstoß übereinandcrlicendc Längsstäbe halben Querschnittes jeweils ein einem normalen Siabquersehnill entsprechender Querschnitt erreicht und eine über die ganze Bcwchrungsbrcitc gleichmäßige Bewehrungsiniensiiät erzielt.

Ein weiterer nicht vorvcröffeniliehter Vorschlag (deutsche Auslcgeschrifl 12 90 322) besteht darin, daß /wischen den Überdcckungsslößcn zweier Matten zur Erzielung von Bewehrungsanhäufungen im inneren Mattenbereich, vorzugsweise in Maltcnmitte. zusätzliche Mattenstreifen angeordnet sind, deren Stäbe den überzähligen Stäben in den Überdcckungsbercichcn entsprechen. Bei diesem Vorschlag dienen die schmalen Mattenstreifen lediglich dazu, eine über die ganze Maticnbreite gleichmäßige Bewehrungsintensität zu erreichen die gleich dem erforderlichen Stahlqucrschnitt ist.

Es ist weiterhin ein Verfahren zur Armierung von Beton unter Verwendung von Bewehrungsmaltcn bekanntgeworden (österreichische Patentschrift 2 38 919). bei dem unterdimensionicrte Bewehrungsmatten verwendet und der in Anpassung an den Momentenverlauf ic Längeneinheit erforderliche Stahlquerschniit durch loses Zulegen von Suihlstäben mit einer eine erhöhte Hartfestigkeil gewährleistenden Oberfläche erreicht wird. Hier handelt es sich im wesentlichen ebenfalls um die bereits erwähnte gestaffelte Bewehrung, wobei als zusätzlicher Nachteil hinzukommt, daß einzelne lose Stahlstäbc verlegt und an die Stäbe der Bewehrungsmaiten angerödeli weiden müssen, um ein Verschieben derselben beim Einbringen des Betons zu vermeiden. Da die lose zugelegten Siahlstäbe nicht mit den andercn Stäben verschweißt sind, dürfen sie auch nicht mit den gleichen Stahlspannungcn ausgenutzt werden, was weitere Schwierigkeiten hinsichtlich der statischen Berechnung zur Folge hat.

Schließlich ist es im Zusammenhang mit einem Bewehrungselement, das zur Verbesserung der Verankerungswirkung aufgeschweißte Querstäbe oder Quer-Mabstücke aufweist, bekanntgeworden (FR-PS 14 37 626) zur örtlichen Verstärkung einer aus Bewehrungsmauen bestehenden Bewehrung schmale, mattenähnliche Streifen unterschiedlicher Länge zu verwen den. die einander rechtwinklig kreuzend ober- und unterhalb der ebenen Bewehrung angeordnet sind. Dabei wird die verbesserte Verankerungswirkung dieser Bewehrungselement ausgenutzt, da es sich bei einer örtlichen Verstärkung einer Mattenbewehrung nicht vermeiden läßt, daß die Zulagen im Zugbercich enden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, um die Vorteile der vorgefertigten Mattenbewehrung mit denjenigen der vielseitig variierbaren Einzelsiabbcwehrung zu verknüpfen und zugleich die diesen Bewehrungsformen eigenen Nachteile zu vermeiden.

Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einer gaitungsgemäßen Bewehrung dadurch, daß die schmalen Mattenstreifen aus mindestens zwei durch Querdrähie verbundenen Längsstäben in solchen Abständen angeordnet sind, daß eine über die ganze Bewehrungsbreite gleiche Bewehrungsintensitäl wirksam ist und daß der Bewehrungsanteil der Matten einschließlich der etwaigen als gleichmäßig verteilt gcnutzien Bewehrungsanhäufung ihrer Überlappungsbcreiche geringer ist als die maximal erforderliche Bewehrung.

Die Bewehrungsmallen können am Rande wie in ihrem mittleren Teil ausgebildet sein. Sie können aber auch infolge Querschniitsverringerung an den Rändern nach der Verlegung einen über die ganze Bewehrungsbreite konstanten Stahlquerschnitt bilden, wobei zwischen zwei Überdeckungsbereichen mindestens zwei Matienstreifcn angeordnet sind und der Abstand der Längsmittellinien der jeweils äußersten Streifen von den Längsmiltellinien der Überdeckungsbereiche halb so groß ist wie der Mittenabstand der Streifen untereinander.

Die schmalen Mattenstreifen können auch in beiden Tragriehtiingen des zu bewehrenden Bauteils jeweils einander übcrkrcuzcnd angeordnet sein.

Schließlich können die Abstände der Längsmittcllinien der Mattcnstrcifcn ganzzahligc Vielfache der Abstände der Stäbe der Bewehrungsmallen sein.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Bewehrungsanordnung ist in erster Linie darin zu sehen, daß die in der unteren (ersten) Lage verlegten Bewehrungsmatten nur den die Grundbewehrung bildenden Qucrsehnilisanlcil enthalten, der zur Bewehrung eines Bauteils von Auflager zu Auflager durchgehen muß. während mit der oberen (zweiten), aus den schmalen Matiensireifen gebildeten Lage der jeweils erforderliche Querschnitt erreicht wird. Mit der Anordnung eier zweiten Lage aus schmalen Mattcnsireifen kann je nach Anzahl und Abstand derselben eine Vielzahl von Bewehrungsquerschnitten bis zum doppelten Wert des Querschnittes der ersten Lage eines Grundmattentyps erzielt werden. Durch die Zweiteilung des Bewehrungsquerschniitcs in eine Grundbewehrung und eine Zulagebewehrung aus schmalen Matienstreil'en wird nicht nur die Kombitutionsmöglichkeii erweitert und damit die Anzahl der vorrätig zu haltenden Mallcmypcn verringert, sondern auch die Herstellung und Vorratshaltung der Matten vereinfacht. So kann mit einer gelingen Anzahl von Matienlypen herkömmlicher Art und höchstens der »!•tii-hnn uprinsTL-n Anzahl von Streil'entypen ein Quci-

gleichen geringen Anzahl von Sireil'entypen ein Quer·

sehnittsbercieh von etwa 1.0 bis 45.0cm-/m gedeckt werden.

Die besonderen Vorteile der neuen Bewehrungsanordnung ergeben sich aus folgender Überlegung:

Wenn beispielsweise mit bekannten Bewehrungsmatten für einen Qucrschnittsbereich von 0.92 bis 22.62 cni²/m zur Bewehrung einachsig bewehrter Bauteile 24 verschiedene Matteniypen erforderlich sind, so besitzen diese 24 Maiienlypcn 24 verschiedene Querschnitte. Da die erforderlichen Stahlquerschnitte aber nur selten der vorbestimmten Querschnittsreihc gleich sind und Unterbewehrungen aus Gründen der Standsi cherheit der Bauwerke nicht vertretbar sind, lassen sich Überbewehrungen nicht vermeiden. Dieser Mehrverbrauch durch Überbewehrung schwankt bei den heute bekannten Maitcnsystemcn zwischen 10 und 20%.

Nach der Erfindung sind zur Erzielung des gleichen Qucrschniltsbcrciches nur 6 Mattentypen handelsüblicher Art und 5 Typen von Mattenstrcifcn erforderlich. Mit diesen 6 Matten- und 5 Streifentypen, die beispielsweise in Abstanden von 1.0: 0,90: 0.80: 0.70: 0.60 und 0.50 in auf die ganze Bewehrungsbreitc verteilt werden, können 6 · 6 · 5 = 180 verschiedene Querschnitte erzielt werden. Während für das handelsübliche Mattenprogramm 18 verschiedene .Stabdurchmesser erforderlich sind, werden bei der erfindungsgemäßen Bewehrung nur 6 verschiedene Stabdurchmesser benötigt, da die Mattentypen der Grundbewehrung aus den gleichen Stäben bestehen können wie die Streifentypen der Zulagebewehrung.

Hin weiterer Vorteil der Kombination einer geschlossenen Grundbewehrung herkömmlicher Art mit einer Zulagebewehrung in Form von schmalen Mattcnstreifcn liegt darin, daß die zugelegten Streifen sowohl wie bisher bei Mattenbewehrungen üblich, im Bereich von Zugspannungen enden können, wobei sie dem Verlauf der Biegemomentc entsprechend verkürzt angeordnet sind, als auch, wie es bislang nur bei Einzclstabbcwehrungcn möglich war. aufgebogen werden können. Damit wird die gestaffelte Bewehrung unter Verwendung von Bewchrungsmalten auch für alle die Bereiche anwendbar, in denen sie bislang wegen der Größe der zu erwartenden und mit Bewehrungsmatten nicht aufnehmbaren Schubspannungen nicht möglich war. Es können nämlich so die im Zugspannungsbereich nichi mehr benötigten Bewchrungsanteilc der Streifen durch Aufbiegen im Druckspannungsbcrcich verankert und bei über mehrere Felder durchlaufenden Platten zur Aufnahme der negativen Biegemomentc im Stützcnbcrcich herangezogen werden.

Ein weiteres Problem liegt darin, daß. je nachdem, ob ein Bauteil einachsig oder zweiachsig zu bewehren ist. unterschiedliche Anteile an Verteilcrbewehrungen vorhanden sein müssen. Das Mindestmaß an Verteilerbewchrung beträgt bei einachsig gespannten Platten 20% des Snihlqüersehniucs der Tragbewehrung. Um auch Zwischenwerte bis zu zweiachsig gespannten Platten mil 100"/(I Verteiicrbcwehrung realisieren /u können, werden verschiedene Mattcntypen gefertigt, bei denen ungefähr 40. 60. 80 und 100% des jeweiligen Stahlquerschniltes der Längsstäbc als Vcrtcilcrbewchrung vorgesehen sind. Dadurch wird die Vielfalt der vorrätig zu haltenden Mattentypen noch weiter gesteigert.

Mh der erfindiingsgeniäßen Bewehrung dagegen lassen sich mit den bereits genannten 6 verschiedenen Matten- und den 5 verschiedenen Streifentypen nicht nur in einer, sondern auch in zwei zueinander senkrechten l<iihiunj.'cn hclicbiL-f StahkiiierschniHi; erzielen.

Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbcispiele. Es zeigt

F i g. 1 einen schemalischen Querschnitt durch eine Bewehrung nach der Erfindung unter Verwendung von Bewehrungsmatten mit Qucrschnittsverringerungen an den Rändern,

F i g. 2a bis 2f Querschnitte durch nach tier Erfindung

ίο ausgebildete schmale Mattenstreifen,

I i g. 3 und 4 in schcmatischcr Darstellung verschiedene Möglichkeiten zur Anordnung von schmalen Mat tenstreifen bezüglich der Grundbewehrung.

In F i g. 1 ist ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bewehrung an Hand eines Ausschnittes aus einem Querschnitt durch eine Betonplatte dargestellt. Die Bewehrungsmatten 1 bestehen aus Querstäben 2 und Längsstäben 3; letztere haben über fast die ganze Mattenbreile gleiche Durchmesser und liegen in Abständen ;i voneinander.

In den Randbcrcichen der Matten 1 sind auf die Breite des jeweiligen Übcrdeckungsberciches l.ängsstäbe 4 angeordnet, deren Querschnitt etwa halb so groß ist wie derjenige der Eängsstäbc 3 im übrigen Mattenbereich. Auf diese Weise wird in der Grundbewehrung eine auch über den Stoßbcrcich hinweg gleichmäßige Bewehrungsintensität erreicht.

Zusätzlich zu der aus Malten 1 bestehenden Grundbewehrung sind zwei Mattenstreifen 5 angeordnet. Dabei sind die Abstände der Längsmiitcllinien der Streifen 5 von der Längsmittcllinic der Stoßbcreiche etwa halb so groß wie der Abstand der Längsmitiellinien der Mattcnsircifcn voneinander. Dadurch sind die Quersehnittsanhäufungen in regelmäßigen Abständen voneinander angeordnet, so daß die rechnerische Verteilung des durch die Stahlanhäufungcn erzeugten Zulagequerschnittes über die ganze Bewehrungsbreite gerechtfertigt ist.

In F i g. 2 sind verschiedene Ausführungsbcispiele von in der erfindungsgemäßen Bewehrungsanordnung zu verwendenden Mattenstreifen aufgezeigt. Der Streifen 6 in F i g. 2a besteht aus zwei Längsstäben 8. die im Abstand b voneinander liegen. Die Längsstäbe 8 sind durch Querdrähte 9 miteinander verbunden. Diese Verbindung kann durch Punktschweißung. durch Verklammcrung oder durch Kunststoff erfolgen.

Wie die F i g. 2b und 2c zeigen, kann einer oder können beide Längsstäbc 8 als Doppelstäbc ausgebildet sein. Schließlich können auf die gleiche Breite des Mattenstreifens auch drei, vier oder fünf Längsstäbe 8 vor handen sein. Der Abstand der äußersten Längsstäbe ί beträgt mindestens 200 mm (F i g. 2d bis 2f).

In den F i g. 3 und 4 sind noch einige weitere Beispie Ie gezeigt, wie die Mattenstreifen bezüglich des sich au:

der Breite der Bewchrungsmatten ergebenden Stoßab Standes angeordnet werden können.-Fi g. 3a zeigt die Grundbewegung aus Matten 11. bei denen im Stoß eint normalerweise nicht nutzbare Slahlanhäufung entsteht Der Abstand der Mittellinien der Stoßbereichc ist mit J bezeichnet, in F i g. 3b liegen im Bereich zwischen dci Stößen zwei Mattenstreifen 12. die einen den Grund querschnitt übersteigenden, über die ganze Bcweh rungsbreitc als gleichmäßig verteilt anzusehenden zu säizlichen Stahlqucrschnitt erbringen. Die Abstand verändern sich mit wachsender Anzahl von Matten streifen jeweils aus ¹A S bzw.'/-, .V(F i g. 3c und 3d).

F i g. 4 zeigt eine der F i g. 3 ähnliche Darstellung ii Zusammenhang mit Mallen, bei denen im Slolibereic

keine Stahlanhäufung entsteht. Die Malten der Grundbewehrung (Fig. 4a) sind hier mit 13 bezeichnet. Zu der Grundbewehrung sind in F i g. 4b zwei Mattenstreifcn 12 gelegt, die einen Abstand vom Sioßbcreich haben, der halb so groß ist wie der Abstand der Streifen 12 untereinander. Dadurch liegen, bezogen auf die gan

ze Bewchrungsbreitc. die allein durch die Streifen erzeugten Querschniitsanhüufungcn in gleichen Abständen voneinander. Auch diese Anordnung läßt sieh mit drei bzw. vier zugelegten Mattenstreifen noch variieren (F i g. 4c und 4d).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Bewehrung für flächige Betonbauteile, bestehend aus Bewehrungsmatten und Zulagen in Form schmaler Mattenstreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die schmalen Mattenslreifen aus mindestens zwei durch Qiierdrähte verbundenen Längsstäben in solchen Abständen angeordnet sind, daß eine über die ganze Bewehrungsbreite gleiche Bewehrungsintensität wirksam ist und daß der Bewehrungsiinteil der Matten einschließlich der etwaigen als gleichmäßig verteilt genutzten Bewehrungs^: anhäufung ihrer Überlappungsbereiche geringer ist als die maximal erforderliche Bewehrung.

2. Bewehrung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungsmatten am Rand wie in ihrem mittleren Teil ausgebildet sind.

3. Bewehrung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungsmatten infolge Rand-Schwächung nach der Verlegung einen über die ganze Bewehrungsbreite konstanten Siahlquerschnitt bilden und daß zwischen zwei Überdekkungsbercichen mindestens zwei Mattenstreifen angeordnet sind, wobei der Abstand der Längsmittellinien der jeweils äußersten Streifen von den Längsmittellinien der Überdeckungsbereiche halb so groß ist wie der Mittenabstand der Streifen voneinander.

4. Bewehrung nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß die schmalen Mattenstreifen in beiden Tragrichtungen des zu bewehrenden Bauteiles jeweils einander übcrkrcuzend angeordnet sind.

5. Bewehrung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der Längsmittellinien der Mattenstreifen ganzzahlige Vielfache der Stababstände der Bewehrungsmatien sind.

6. Bewehrung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aufgebogene Mattenstreifen verwendet sind.