[0001] Die Erfindung betrifft eine einzubetonierende Einlage zur Sicherstellung einer vorgegebenen
Betondeckung für mehr als eine Bewehrungslage von Stahlbetonbauteilen mit den im Oberbegriff
genannten Merkmalen.
[0002] Für den Bestand einer Stahlbetonkonstruktion ist die Einhaltung der Bewehrungsüberdeckung
von ausschlaggebender Bedeutung. Die gravierenden Schädan an Stahlbetonbauteilen sind
größtenteils auf die Nichteinhaltung der erforderlichen Bewehrungsüberdeckung zurückzuführen.
Bei der Verlegung der Bewehrung bedarf es daher sorgfältiger Sicherstellung einer
ausreichenden Betonüberdeckung. Namentlich in horizontalen Platten, wo die Auflast
des Frischbetons eine Durchbiegung der Bewehrung bewirkt, kommt es daher entscheidend
darauf an, die Unterstützung der Bewehrung in dem notwendigen, engen Abstand vorzunehmen
auch für die Bewehrungslage zur Abdeckung negativer Momente, die nahe der Plattenoberfläche
mit der der Berechnung zugrundegelegten Nutzhöhe verlegt werden muß.
[0003] Elemente, die eine Unterstützung wie z. B. untergelegte Mörtelstücke und einen Mindestabstand
der Bewehrung zur geschalten Fläche herstellen sollen, besitzen den Nachteil, daß
sie während des Rüttelns sich verlagern und oftmals unwirksam sind. Andere Ausführungen,
die an der Bewehrung mit Rödeldraht oder dergl. festgelegt werden verursachen hohe
Lohnkosten und sind nicht wirtschaftlich, weil sie einen erheblichen zeitlichen Aufwand
für den Einbau bedingen.
[0004] Einzubetonierende Einlagen der angegebenen Art (OS 25 45 442 und OS 25 45 448) bestehen
aus vorgefertigten Bewehrungskörben, die in die Schalung eingelegt werden, um ausschließlich
für die obere Bewehrungslage eine Abstützung zur Schalung zu gewährleisten. Nachteilig
ist, daß die Fußpunkte der Körbe, die in einer relativ engen Teilung in einer Flucht
auf der Schalung aufruhen, den Rißverlauf im Beton mit bestimmen. Diese Körbe werden
in Längen bis zu 2 m als Abstützungen aus sehr dünnem Betonrundstahl hergestellt und
weisen auf Grund ihrer besonderen Formge bung bereits die Merkmale einer Konstruktion
aus Betonstahl auf mit der ausschließlichen Aufgabe, die obere Bewehrungslage in der
geforderten Höhe zu halten. Für diese Funktion stellen dergleichen Bewehrungsstützkonstruktionen
aber eine sehr aufwendige Lösung dar, zumal ihre Nutzung sich auf die relativ kurze
Zeit der Betoneinbringung und Erhärtung sich beschränkt. Bei derartigen Bewehrungskörben
sind die auf der Schalung aufstehenden freien Enden durch einen Anstrich vor Rost
zu schützen. Da die Bügel einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt haben, drücken
sich ihre freien Enden in die Schalung ein. Nach dem Ausschalen stehen diese Enden
nach unten über der Betonuntersicht vor.
[0005] Die Erfindung hat sich deshalb zur Aufgabe gemacht, eine Bewehrungsunterstützung
so auszubilden, daß sie die Nachteile bekannter Systeme ausschließt und zusätzlich
als ein konstruktives Mittel im Sinne einer Bewehrung oder Verankerung, also Verstärkung
des Stahlbetonbauteils, genutzt werden kann und dadurch zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit,
aber auch zum rationelleren Einbau von Bewehrungen in mehr als einer Bewehrungslage
und rationellerem Herstellen einer Verbindung, beiträgt.
[0006] Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß mindestens zwei zur Schalung
hin offene, U-förmige Bügel mittels Längsstäben zu einer Einheit zusammengeschweißt
sind, die an den freien Bügelschenkeln Verdickungen in Form von Hülsen besitzen. Diese
sind mit Halteelementen ausgestattet, welche in einem Abstand zur Schalung angebracht
sind, so daß sie die untere Bewehrungslage mit einer Betondeckung ü
u sichern und für die obere Bewehrungslage mittels der Bügelstege oder der Längsstäbe
eine Betonüberdeckung ü
o sicherstellen, indem die Höhe der Bügel auf die Sollage der oberen Bewehrungslage
abgestimmt ist, entsprechend dem Bewehrungskonzept. Einzelheiten gehen aus dem kennzeichnenden
Teil des Hauptanspruchs und aus den Unteransprüchen und den zeichnerischen Darstellungen
hervor.
[0007] Im einzelnen zeigen:
Fig. 1: Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, aus zwei Bügeln gebildeten
einzubetonierenden Einlage in isometrischer Darstellurg;
Fig. 2: Ausschnitt aus einem Betonbauteil mit der stirnseitigen Ansicht der einzubetonierenden
Einlage;
Fig. 3: Die Längsansicht der in Fig. 1 dargestellten einzubetonierenden Einlage;
Fig. 4: Bügelfußpunkt im Teilschnitt mit Konsolhalterung für durchmesserabhängige
Überdeckung üu.
[0008] Bei der erfindungsgemäßen Ausführung der einzubetonierenden Einlage stehen die Bügelenden
auf der Schalung senkrecht auf. In die mit einem Stopfen (6) verschloßene Bügelenden
in Form von Innengewindehülsen, kann nach dem Ausschalen und Entfernen des Stopfens
eine Schraube eingreifen, die ein Zwischenbauteil (7) oder anderes Bauteil direkt
gegen das Betonbauteil anklemmt. Nach Anspruch 2 ist das mit den erfindungsgemäßen
Einlagen ausgestattete Bauteil nun "schraubbar".
[0009] Im Unteranspruch 3 wird eine Ausführung der einzubetonierenden Einlage unter Schutz
gestellt, bei der die Spreizung (s) der Bügel so gewählt ist, daß die Bügelenden die
Längsbewehrung der unteren Bewehrungsmatte seitlich berühren und in der Weise gehalten
werden, daß die elastische Rückstellkraft der Bügelenden diese an der Längsbewehrung
festsetzt. Die am Bügelende vorgesehene Halterung 4, im dargestellten Beispiel als
innenverzahnte Fächerscheibe oder Krallenklemmscheibe ausgebildet, stellt sicher,
daß die Hauptbewehrung der unteren Bewehrungslage L
u die vorgesehene Betondeckung erhält.
[0010] Bei einer bevorzugten Ausführungsart der Einlage ist die Spreizung s der Bügelschenkel
so gewählt, daß sie mit der Y-Teilung standardisierter Mattenbewehrungen in Übereinstimmung
ist. Sinngemäß kann auch der Bügelabstand a auf die X-Teilung vorgefertigter Mattenbewehrungen
vorteilhaft abgestimmt werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß sich die in Fig.
2 und 3 dargestellte Einlage paßgenau in die Maschenöffnung der Mattenbewehrung einsetzen
läßt noch bevor die Matte in die Schalung verlegt wird.
[0011] Solcherart gebildete Einlagen ermöglichen einen rationellen Einbau der Bewehrungsmatten
in die Schalung, weil die verlegte, noch vor dem Einbau mit Einlagen ausgestattete
Matte so abgestützt ist, daß die vorgesehene Betonüberdeckung ü
u mit dem Auflegen auf die Schalung sichergestellt ist.
[0012] Die rationelle Verlegung von Bewehrung erzielt man auch bei hohem Be wehrungsgehalt,
wenn Bewehrungsstäbe größeren Durchmessers verlegt werden müssen, indem eine Mattenbewehrung
zuerst eingebaut wird, gewissermaßen als Verteilungsbewehrung.
[0013] Die Einlage läßt sich natürlich auch aus mehreren Bügeln zusammensetzen. Ein Durchstecken
der Einlage durch die Maschen der Bewehrungsmitte ist dann allerdings nicht mehr möglich.
Im Einzelfall mag es von Vorteil sein, mehrere Bügel zu einer Einheit zu integrieren.
[0014] In einer bevorzugten Ausführung sieht die erfindungsgemäße Einlage Innengewindehülsen
aus nichtrostendem Stahl vor, die den optimalen Korrosionsschutz bieten. Selbstverständlich
sind bei Stahlbetonkonstruktionen, die nur vermindertem Korrosionsschutz genügen müssen,
auch Ausführungen der Innengewindehülse mit feuerverzinkter oder galvanisch verzinkter
Oberfläche möglich.
[0015] Die Erfindung sieht u.a. auch die Verwendung von Betonrippenstahl zur Herstellung
der Bügel 2 vor. In solchen Fällen läßt sich die kraftschlüssige Verbindung zur Hülse
mittels Formschluß in vorteilhafter Weise durch Verpressen herstellen neben anderen
Verfahren, wie z. B. Schrauben, wenn die Stäbe eine Gewinderippung besitzen. Eine
kraftschlüßige Verbindung von Bügelstab mit Hülse ist auch durch Reib- oder Preßverschweißen
möglich.
[0016] Stellvertretend für die Ausbildungsvielfalt der Halterung (4) für die untere Bewehrungslage
sollen 2 Beispiele dienen. Die an der Hülsenoberfläche fest verschweißte Konsolhalterung
zeigt Fig. 4. Eine versetzbare Halterung mit innenverzahnten Fächerscheiben zeigen
die Fig. 1 bis 3. Ausführungen mit derart verstellbaren Halteelementen haben den Vorteil,
daß die Abstützkonstruktion variabel einsetzbar ist, sowohl für Konstruktionen mit
kleiner als auch großer Betondeckung.
[0017] Bei der in Fig. 4 abgebildeten Ausbildung wird selbsttätig eine durchmesserabhängige
Überdeckung ü
u eingehalten, wie sie in den einschlägigen Normen gefordert werden, wenn der Öffnungswinkel
der Auflagergabel 40 Grad beträgt.
[0018] Die Konsolhalterung kann sowohl in der Ebene der Bügel, als auch senkrecht zu dieser
Ebene angeordnet werden, aus einem Stück bestehen, ein- oder zwei-schenkelig in einer
Richtung oder zwei-schenkelig in zwei Richtungen um die Hülse gefaltet angeschweißt
sein.
[0019] Zur Sicherung der Sollage ist im Grunde genommen eine Halterung (4) je Einlage ausreichend.
Daher sieht die Erfindung auch Ausführungen vor, wo beispielsweise nur eine Hülse
je Einlage eine Halterung (4) aufweist. Auch sind Kombinationen eines Bügels mit in
der Bügelebene angeordneter Halterung mit einem weiteren Bügel von Fall zu Fall vorteilhaft,
dessen Halterung senkrecht zur Bügelebene befestigt ist. Die Erfindung sieht auch
Ausführungen vor, wo an einer Hülse zwei zueinander senkrecht orientierte Konsolhalterungen
angeschweißt sind. Auch andere Ausführungsformen der Halterung mögen von Fall zu Fall
vorteilhaft sein.
[0020] In allen Fällen ist es jedoch erforderlich, daß die Bügelhöhe H entsprechend dem
Bewehrungskonzept und der Bauteildicke gewählt werden muß. Das Sortiment der Einlagen
sieht eine breite Palette von Ausführungen vor, bei der die charakteristischen Maße
der Spreizung s, des Bügelabstandes a und der Bügelhöhe H variieren.
[0021] Zum Schutz des Innengewindes der Hülse (3) ist bei der erfindungsgemäßen Ausführung
der Einlage ein Gewindestopfen (6) vorgesehen, um zu vermeiden, daß - namentlich während
des Betonierens - Zement u.dgl. mit dem Gewinde in Berührung kommt und die Gängigkeit
beeinträchtigt. Selbstverständlich lassen sich auch andere Stopfen als die beschriebenen
anwenden.
[0022] Die dargestellte einzubetonierende Einlage ist nur ein Beispiel für die Gestaltung
von erfindungsgemäßen Einlagen zur Abstützung von Bewehrungslagen. Beispielsweise
ist es zweckmäßig, für den Fall von Standardmatten mit quadratischer Teilung die Spreizung
s und den Bügelabstand a gleich groß zu wählen. Von Fall zu Fall ist es ferner nützlicher,
die Spreizung s und den Abstand a der Bügel zu vergrößern, um die Last der Bewehrungslagen
auf der Schalung besser zu verteilen und eine flächenartige Abstützung zu erzielen.
Auch andere Anordnungen der Längsstäbe 1 als dargestellt sind von Fall zu Fall zweckmäßig,
beispielsweise dann, wenn die Bauteildicke gering ist und der Bügelboden mit einer
Betondeckung ü
o verlegt werden soll. In solchen Fällen wäre es zwangsläufig notwendig, die Längsstäbe
1 an den Schenkeln der Bügel 2 anzuordnen, wobei es auch von Vorteil ist, diese nicht
auf der Innenseite, sondern auf der Außenseite anzubringen.
[0023] Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Einlagen bestehen darin, daß sie über
die temporäre Nutzung zur Sicherstellung der richtigen Lage der Bewehrung im Betonquerschnitt
hinaus für eine Dauernutzung zur Schub-Verdübelung oder Lasteinleitung äußerer Lasten
in die Zugzone herangezogen werden können, wobei die Bügel die Funktion einer Rückhängebewehrung
übernehmen.
[0024] Die erfindungsgemäße einzubetonierende Einlage zur Sicherstellung der Sollage von
Bewehrungslagen dient daher auch der Aufgabe das Stahlbetonbauteil zu verstärken.
Die mehrfache Nutzung:
- temporär zunächst zur Sicherstellung der Sollage für die Bewehrung und
- später dauernd als konstruktives Mittel hängende Lasten in die Zugzone einzuleiten
oder die Schubverdübelung herzustellen, zeichnen den Erfindungsgegenstand als von
hoher wirtschaftlicher Bedeutung aus.
[0025] Es versteht sich von selbst, daß bei Bügel statischer Nutzung der Einlagen die Abmessungen
nach den auftretenden Beanspruchungen dimensioniert werden müssen und mit einer entsprechend
engeren Teilung im Bereich hoher Querkräfte verlegt werden müssen. In Sonderfällen
mag bei der Nutzung als Schubbewehrung die Wahl großer Bügelquerschnitte zweckmäßig
sein, um die hohen Schubkräfte abzudecken. Dabei kommt auch der Ausbildung der Verdickung
des Bügels am Fuß durch die Hülse eine größere Bedeutung zu. In derartigen Fällen
empfehlen sich dickwandigere Hülsen oder die Heranziehung einer außerhalb des Betonquerschnitts
liegende Kopfplatte als Endverankerung. Auch Kombinationen von Einlagen deren Bügel
unterschiedliche Spreizung besitzen, wird man wählen, um dort wo hohe Schubkräfte
in der Platte abgedeckt werden müssen, den erforderlichen Stahlquerschnitt einzubauen.
[0026] In all jenen Fällen, wo die Bügel voll statisch zur Schubverdübelung genutzt werden,
das ist z. B. der unmittelbare Auflagebereich von Decken können keine zusätzlichen
äußeren Lasten mehr eingeleitet werden. Dort ist eine Kennzeichnung erforderlich.
Hierfür sieht die Erfindung Stopfen (6) vor, die keine Ausnehmung (8) aufweisen.
[0027] Die Ausnehmungen (8) dienen zur Aufnahme von Indikatoren, welche bei Be rührung
mit Frischbeton einen Farbumschlag bewirken und die Lage der Hülsenstirnfläche nach
dem Ausschalen anzeigen. Darüberhinaus ermöglichen sie das Einsetzen eines Werkzeuges,
um die Stopfen herausdrehen zu können, wenn eine Schraube eingeschraubt werden soll.
Der Indikator kann auch als flächiger Auftrag auf die Stopfenoberfläche oder in anderer
Weise angeordnet sein.
[0028] Im Zusammenhang mit dem Ausbau eines Bauwerkes fällt allenthalben die Aufgabe an,
deckenunterseitig Lasten einzuleiten. Die heute allgemein übliche, aber äußerst unwirtschaftliche
Vorgehensweise, über Kopf Löcher zu bohren, um Dübel zu versetzen, ist zeitaufwendig,
kostspielig und obendrein unsicher, da das Dübeln in stark bewehrten Bauteilen häufig
zu Fehlbohrungen führt und zu nachlässigem Arbeiten verleitet. Dies kann mit Hilfe
der erfindungsgemäßen Einlagen auf einfache Weise vermieden werden, wodurch Einsparungen
erzielt werden.
[0029] Die im Raster einzubetonierenden Einlagen zur Sicherung der Betondeckung, erfindungsgemäß
eingebaut, eröffnen somit weit über den temporären Nutzungsrahmen hinausreichende
Möglichkeiten Befestigungen wirtschaftlich vorzunehmen.
[0030] Der Erfindungsgegenstand macht das Stahlbetonbauteil "schraubbar" und trägt somit
zum rationellen Herstellen einer Verbindung bei.
[0031] Die einzubetonierenden Einlagen sind in abgewandelter Form auch für Wandbauteile
anwendbar namentlich dort, wo es sich um einen hohen Bewehrungsgrad handelt wie Z.B.
im Reaktorbau, wo ein nachträglicher Einbau von Befestigungsmitteln wegen der dichten
Bewehrung ganz besondere Schwierigkeiten bereitet.
[0032] Beim Ausbau von Stahlbeton-Bauwerken ist die Installation von Ver- und Entsorgungsleitungen
an der Deckenunterseite ebenso erforderlich, wie der Einbau von Be- und Entlüftungsleitungen,
Kabelpritschen zur Energieversorgung und Kommunikationssysteme, Wasser- und Heizungsleitungen,
die allesamt unter der Decke geführt werden, eigene Verteilungen erfordern und nur
dann sicher und wartungsfreundlich angehängt werden können, wenn hierfür ausreichende
Befestigungspunkte vorhanden sind, in welche die Lasten eingeleitet werden können.
Bei Dübeln, die in der Zugzone des Betonbauteils angeordnet werden, sind große Abstände
einzuhalten, die mit den Erfordernissen auf der Baustelle nicht in Einklang zu bringen
sind. Untergehängte Decken sind darüberhinaus ebenso wie schwere Einbauten in Form
von Beleuchtungsaggregaten, Anzeigetafeln Kommunikationsanlagen und dergl. müssen
mitunter eingebaut werden, so daß die Zugänglichkeit zu den Leitungssystemen nicht
behindert wird.
[0033] Die flächige Verteilung der Befestigungspunkte ist durch die Erfordernisse der Bewehrungsabstützung
vorgegeben. Befestigungsmöglichkeiten sind deshalb in ausreichender Anzahl vorhanden.
Extremer Beanspruchung im Katastrophenfall wie Brand, Erdbeben od. dergl. setzen
die Befestigungen durch die geschützte Lage im Beton einen hohen Widerstand entgegen
und erlangen aus sicherheitstechnischen Gründen eine noch höhere Bedeutung als konstruktives
Mittel zur Schubverdübelung des Betonbauteils.
Liste der Symbole
[0034] 1 Längsstab
2 Rundstabbügel
3 Innengewindehülse
4 Halteelement - (verstellbare Krallenklemmscheibe, feste Konsolhalterung)
5 Rillen zum Festsetzen der Halteelemente für die den Normen entsprechenden Betonüberdeckungen
6 Gewinde-Schutzstopfen
7 Zwischenbauteil oder Kopfplatte einer Hängesäule, Traverse oder dgl.
8 Stirnseitige Ausnehmung im Stopfen
s Spreizung der Bügelschenkel
a Abstand der Bügel
H Höhe der Bügel
ü
u untere Betonüberdeckung
ü
o obere Betonüberdeckung
L
u untere Bewehrungslage
L
o obere Bewehrungslage
1. Einzubetonierende Einlage für vorwiegend plattenförmige Stahlbetonbauteile aus
mindestens zwei, etwa U-förmigen Bewehrungsstahl-Bügeln, mit mindestens zwei, die
Bügel verbindenden dort angeschweißten Längsstäben aus Bewehrungsstahl, wobei die
beiden freien Enden der Bügelschenkel gegenüber der Schalung des Stahlbetonbauteils
abgestützt sind und die Längs- oder Querstäbe in ihrer Sollage unterstützen , die
als obere von der abstützenden Schalung abgewandte Bewehrung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,
- daß an jedem freien Ende eines Bügelschenkels eine Hülse (3) aus bedarfsweise nichtrostendem
Werkstoff festgelegt ist, die senkrecht auf der Schalung aufsteht und mit einem Stopfen
(6) aus nichtrostendem Werkstoff verschlossen ist,
- daß die Hülse mindestens ein Halteelement (4) für die Unterstützung von Bewehrungsstäben
oder -matten in Sollage oder deren, die Sollage sicherstellenden Hilfsstäbe aufweist,
die als schalungsnahe, in plattenförmigen Bauteilen untere Bewehrung (Lu) vorgesehen
und als Verdickung der Bügelschenkelenden ausgebildet ist.
2. Einzubetonierende Einlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß in das auf der Schalung aufstehende Ende der Hülse (3) nach dem Ausschalen eine
Schraube eingreift, die ein Bauteil, einen Gegenstand oder ein Zwischenbauteil (7)
direkt gegen das Betonbauteil anklemmt.
3. Einzubetonierende Einlage nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet , daß die Enden der Bügelschenkel in der Bügelebene gering nach außen gespreizt sind
und das Maß der Spreizung (s) auf die standardisierte Y-Teilung von Mattenbewehrungen
abgestimmt ist, so daß sich die freien Bügelschenkel selbsttätig elastisch rückfedernd
seitlich an die Bewehrung anlegen.
4. Einzubetonierende Einlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Bügelabstand (a) mit oder ohne Spreizung auf die standardisierte X-Teilung
jeweils einer vorgefertigten Mattenbewehrung abgestimmt ist.
5. Einzubetonierende Einlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (3) aus nichtrostendem Stahl besteht.
6. Einzubetonierende Einlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Bügel (2) aus Betonrippenstahl bestehen.
7. Einzubetonierende Einlage nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß dle Hülse (3) in dem Betonrippenstahl durch Formschluß, beispielsweise durch
Verpressung oder Verschraubung festgelegt ist.
8. Einzubetonierende Einlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (3) mit den Bügelenden reib- oder preßverschweißt sind.
9. Einzubetonierende Einlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß in der vom Bügel gebildeten Ebene als Halteelement (4) an die Hülse (3) ein
konsolenartiges Rundstab- oder Flachstahlstück stumpf so angeschweißt ist, daß der
Bewehrungsstab der schalungsnahen Bewehrungslage seine Sollage seinem Stabdurchmesser
entsprechend von selbst einnimmt, dadurch daß die von der Hülse einerseits und der
der Hülse zugewandten geneigten Flanke des Halteelementes andererseits einen Winkel
von 40 Grad aufweist.
10. Einzubetonierende Einlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß jedes Halteelement (4) gegenüber der Hülse in Stufen verstellbar ausgebildet
ist, beispielsweise als innenverzahnte Fächerscheibe, Krall-Klemmscheiben o.ä., die
in den Rillen (5) in vorgegebenen Höhenhorizonten einrasten.
11. Einzubetonierende Einlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (6) mit einer Ausnehmung (8) und mit Farbindkator ausgestattet ist.