Verankerungselement für Stahlbetonbauten

Abstract

 Ein Verankerungselement (11) besteht aus einer Gußplatte, die zwei nach oben stehende Ansätze (16) aufweist, in denen mit Gewindeabschnitten versehene Durchgangslöcher (18) ausgebildet sind. Vor dem Ausrollen von Bewehrungsmatten für Stahlbetondecken werden die Verankerungselemente 11 unter zwei Querstäbe (38) der unteren Bewehrungslage an einer Schalung angenagelt. Nach dem Ausrollen der Flächenbewehrung lassen sich von oben Bewehrungsstäbe (40) für eine Überzugs- oder Wandscheibenbewehrung einschrauben. Die Verankerungselemente (11) erlauben eine Vielzahl anderer Anwendungen im Stahlbetonbau, insbesondere zur Herstellung von Anschlußbewehrungen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verankerungselement für Stahlbetonbauten. Im Stahlbetonbau tritt häufig das Problem auf, daß Stahlteile, z.B. Stahlstützenfüße am Ortbeton oder an Fertigteilen befestigt oder, daß Bewehrungsstäbe verankert werden müssen. Die Verwendung von in Bohrlöcher eingesetzten Dübeln ist keine optimale Lösung. Ein direkter Anschluß an Verankerungselemente wäre die bessere und schnellere Lösung. Auch für das nachträgliche Einbauen geschlossener Bewehrungsbügel gibt es bisher keine praktikable Lösung.

[0002] Aufgabe der Erfindung ist es ein universel verwendbares Verankerungselement zu schaffen, mit dem Verankerungsstäbe miteinander und mit Stahlteilen im Stahlbetonbau verbunden werden können.

[0003] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Scheibe, die eine Deckfläche und eine Bodenfläche sowie im allseitigen Randabstand einen, von der Deckfläche vorspringenden Ansatz aufweist, in dem ein wenigstens angenähert im Bereich der Bodenfläche offenes und zu ihr rechtwinkliges Durchgangsloch mit Innengewinde ausgebildet ist, in das von beiden Seiten her mit Außengewinde-Abschnitten versehene Verankerungsstäbe einschraubbar sind und durch einen, an der Scheibe einstückig ausgebildeten, im Dickenbereich zwischen deren Deck- und Bodenflächen verlaufenden Verlängerungsarm.

[0004] Ein solches einfaches Verankerungselement wird z. B. auf den Außengewinde-Abschnitt eines hakenförmigen Bewehrungsstabes oder eines Nelsonkopfbolzens geschraubt, wozu der Verlängerungsarm hilfreich ist. Diese Verankerungseinheit wird dann in eine Decke oder eine Wand einbetoniert. Von der Außenseite kann in dem freigebliebenen Teil des Durchgangsloches ein Anschlußstab oder eine, die Bodenplatte eines Stützfußes durchsetzende Schraube eingeschraubt werden.

[0005] Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht nun darin, daß der Verlängerungsarm im Abstand vom Ansatz einstückig mit einer weiteren Scheibe verbunden ist, die einen weiteren Ansatz aufweist, daß beide Ansätze von der Deckflächenebene gleichweit vorstehen und die gleiche Gewindeausbildung aufweisen. Der Verlängerungsarm bildet dann einen, die beiden Scheiben einstückig zu einer Grundplatte miteinander verbindenden Verbindungsabschnitt. Der Abstand der beiden Durchgangslöcher in den beiden Ansätzen wird vorzugsweise passend für eine Wandscheibe von 20 cm Dicke bestimmt. Damit kann ein und derselbe Typ eines Verankerungselementes aber auch für dünnere Wände und auch für dickere Wände verwendet werden, da im ersten Fall das Verankerungselement diagonal positioniert werden kann und im zweiten Fall einfach ein zusätzliches Verankerungselement eingebaut wird, um den vorgegebenen Abstand zwischen Außen- und Innenbewehrungen einzuhalten.

[0006] Gemäß einer Ausführungsform sind die Ansätze an den Scheiben einstückig ausgebildet. Das Durchgangsloch erstreckt sich dann durch den Ansatz und durch die Dicke der Scheibe hindurch und die Länge des Durchgangsloches ist so bestimmt, daß genügend lange Gewindeabschnitte der beiden Anschlußeisen aufgenommen werden können. Alternativ ist es auch möglich, die Ansätze in eigene Gewindelöcher der Scheiben einzuschrauben, womit es z.B. möglich ist eine, die beiden Ansätze aufweisende Grundplatte an Gewindeabschnitten von vorher einbetonierten Bewehrungseisen anzuschrauben. Während des Aufschraubens der Ansätze auf die einbetonierten Stangen findet gleichzeitig das Einschrauben der Ansätze in die Grundplatte statt. Schließlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung , die mit den durchgehenden Gewindelöchern versehenen Ansätze in Löchern der Grundplatte drehbar zu lagern. Die Ansätze können vorzugsweise mit einem Stützflansch versehen sein, der die Grundplatte beim Aufschrauben der Ansätze auf die Bewehrungseisen gegen die Betonfläche spannt. Für den Stützflansch kann in der Grundplatte eine entsprechende Bodenausnehmung vorgesehen sein, so daß sich eine ebene Befestigungsfläche für Stahlbauteile ergibt. Schließlich müssen nicht notwendigerweise die beiden Ansätze der Grundplatte entweder einstückig oder lösbar mit der Grundplatte verbunden sein, vielmehr ist auch eine Kombination derart denkbar, daß ein Ansatz mit der Grundplatte einstückig ausgebildet und der andere Ansatz in der Grundplatte drehbar gelagert ist. Ein solches Verankerungselement läßt sich ebenfalls an zwei einbetonierten Bewehrungseisen befestigen, indem zuerst der plattenfeste Ansatz durch das Schwenken der ganzen Grundplatte an einem Eisen festgeschraubt wird, bis die Platte an der Betonfläche anliegt, wonach nach Ausrichten der Platte der separate Ansatz gleichzeitig in die Platte ein- und auf den anderen Bewehrungstab aufgeschraubt wird.

[0007] Eine wichtige Weiterbildung der Erfindung ist dann darin zu sehen, daß der Durchmesser des Innengewindes des Durchgangsloches im mittleren Höhenbereich des Ansatzes, und zwar gemessen zwischen der Bodenfläche der Scheibe und der deckseitigen Stirnfläche des Ansatzes, kleiner als an mindestens einem Ende des Durchgangsloches ist. Dank dieser Konzeption kann das Innengewinde aus mehreren Gewindeabschnitten bestehen, die sich von mindestens einem Ende des Durchgangsloches wenigstens zu dessen Mitte hin stufenweise im Durchmesser verringern. Damit ist es möglich, im mittleren Bereich des Ansatzes z.B. ein metrisches 10 mm-Gewinde und beidseitig nach außen anschließend jeweils ein 14 mm-Gewinde und ein 20 mm-Gewinde vorzusehen. Ein und derselbe Typ des Verankerungselementes ist dann für die unterschiedlichsten Anschlußkonfigurationen geeignet. Alternativ kann das Innengewinde wenigstens einen Kegelgewinde-Abschnitt aufweisen, dessen gröerer Durchmesser an einem Ende des Durchgangsloches angeordnet ist, so daß sich das Gewinde zum Ansatzende hin öffnet.

[0008] Die andere Hälfte des Durchgangsloches kann ein metrisches Gewinde oder gestufte Gewindeabschnitte oder ebenfalls ein, sich zum anderen Ansatzende hin erweiterendes Kegelgewinde aufweisen.

[0009] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß die Scheibe mit Ausnahme des Bereiches des Verlängerungsarms eine kreisförmige, zum Durchgangsloch koaxial liegende Außenkontur aufweist. In diesem Fall, ist die, zwei Scheiben aufweisende Grundplatte, durch zwei gegenüberliegende Halbkreise und diese miteinander verbindende Geraden oder konkave Verbindungslinien außen konturiert. Die Doppelscheibenausführung ist vorzugsweise spiegelsymetrisch zu einer, die Achsen der Durchgangslöcher kreuzenden Längsmittellinie und auch zu einer dazu rechtwinkligen Breitenmittellinie ausgebildet. Das Verankerungsselement weist ein oder mehrere Nagellöcher auf, die vorzugsweise im Verbindungsabschnitt zwischen beiden Scheiben angeordnet sind und dazu dienen, das Verankerungselement auf einer Verschalung anzunageln.

[0010] Anhand der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele und Anwendungsmöglichkeiten veranschaulicht, wird die Erfindung näher beschrieben.

[0011] Es zeigt:

FIG.1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des neuen Verankerungselementes,

FIG.2 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungform des Verankerungselementes mit zwei Scheiben und diesen zugeordneten Ansätzen,

FIG.3 eine Schnittansicht längs der Linie 3 - 3 der Figur 2,

FIG.4 eine Schnittansicht ähnlich FIG.3 jedoch mit von der Grundplatte lösbaren Ansätzen,

FIG.5 ein erstes Anwendungsbeispiel des neuen Verankerungselementes zur nachträglichen Montage eines stehenden Bügels an einer positionierten Bewehrung,

FIG.6 einen Stützenanschluß unter Verwendung des neuen Verankerungselementes,

FIG.7 eine Arbeitsfugenausbildung,

FIG.8 die Ausbildung einer Querkraftfuge unter Verwendung zusätzlicher Hülsen,

FIG.9 die Befestigung eines Stützenfußes auf einer Betondecke,

FIG.10 einen Treppenanschluß an eine Betondecke unter Verwendung des neuen Verankerungselementes,

FIG.11 einen Schnitt durch einen Unterzug mit kurzem Auflager,

FIG.12 einen Schnitt durch eine Aufhängung,

FIG.13 einen Anschluß einer Stahlkonstruktion an einer Betondecke,

FIG.14 einen Anschluß einer abgewandelten Stahlkonstruktion,

FIG.15 eine Anschlußbewehrung von Balkon und Decke mit zwischenliegender Wärmedämmung,

FIG.16 eine sogenannte Dübelleiste im Schnitt zur Abdeckung von Schubspannungen,

FIG.17 eine Unteransicht einer Dübelleistenanordnung unter Verwendung von Positionierbändern und

FIG.18 einen Auflagerschuh im Holzbau.

[0012] Das Verankerungselement 10 gemäß FIG.1 besteht aus einem Gußteil, das eine flache, kreisförmig konturierte Scheibe 12 mit einem tangential angesetzten Verlängerungsarm 14 aufweist. Von der Scheibe 12 ragt zentral ein Ansatz 16 nach oben der ein Durchgangsloch 18 aufweist, in welchem mehrere Gewindeabschnitte 20, 22, 24 axial hintereinanderliegend, ausgebildet sind. Die Scheibe 12 ist mit einer Anzahl radialer Stege 26 versehen, die bis an den Ansatz 16 heranreichen. Im Verlängerungsarm 14 befindet sich ein Nagelloch 28. Die Anordnung der Gewindeabschnitte 20 - 24 wird bei Erläuterung der Ausführungsform gemäß Figuren 2 - 4 näher beschrieben.

[0013] FIG.2 zeigt eine weitere Ausführungsform, nämlich ein Verankerungselement 11, das - grob gesagt - eine Verdoppelung des Verankerungselementes 10 darstellt. Auch das Verankerungselement 11 besteht aus einem Gußteil, das jeweils eine Scheibe 12 mit jeweils einem Verlängerungsarm 14 aufweist. Die Verlängerungsarme 14 sind jedoch mit der jeweils anderen Scheibe 12 durch zwickelförmige, etwas vertiefte Verbindungsabschnitte 30 miteinander verbunden. Zwischen den beiden Verlängerungsarmen 14 wird ein länglicher Durchbruch 32 gebildet. Die beiden Scheiben 12 mit den Verlängerungsarmen 14 und den zwickelförmigen Verbindungsabschnitten 30 bilden eine einstückige Grundplatte. Die beiden Ansätze 16 sind gemäß FIG. 3 einstückig mit der Grundplatte 12, 14, 30 verbunden, bilden also ein einstückiges Gußteil, während sie gemäß FIG.4 in Gewindelöcher 34 der Grundplatte eingeschraubt sind. Die Durchgangslöcher 18 in den Ansätzen 16 weisen stufenweise abgesetzte Bohrungsabschnitte 20, 22, 24 auf, wobei sich das Durchgangsloch von beiden Enden her zur mittleren Höhe des Ansatzes 16 hin verjüngt. In die Durchgangslöcher 18 können also von beiden Seiten her wahlweise Gewindebolzen mit Durchmessern von 20 mm, 14 mm und 10 mm als Beispiel eingeschraubt werden. Mit 36 sind Abdeckkappen bezeichnet, die einmal als Abstandsfüße heim Aufsetzen des Verankerungselementes 10 oder 11 auf der Schalung dienen und zum anderen den Eintritt von Beton in die Durchgangslöcher 18 verhindern.

[0014] Die Länge des Verankerungselementes 11 beträgt etwas weniger als 20 cm und ist damit der am häufigsten verwendeten Wandscheibendicke angepaßt. Die in die beiden Ansätze 16 einzuschraubenden Bewehrungseisen liegen dann in den Wandbewehrungs-Ebenen. Obwohl nicht dargestellt, weisen die Scheiben 12 ebenfalls die radialen Stege26 auf, die der Schubkraftaufnahme dienen.

[0015] FIG.5 veranschaulicht eine Anschlußbügelbewehrung für Überzüge, bei der die Deckenbewehrung aus mehreren Lagen ausgerollter Matten hergestellt ist. Solche aus der Deckenbewehrung herausragenden Bügeleisen lassen sich weder vor noch nach dem Ausrollen der Deckenbewehrungen ohne das neuartige Verankerungselement montieren. Mit dem Verankerungselement 11 ist dies nun sehr einfach möglich, indem dieses Verankerungselement 11 mit den bodenseitig eingeschraubten Abdeckkappen 36 vor dem Einbau der querverlaufenden Bewehrungstäbe 38 auf der Schalung in der richtigen Position angenagelt wird. Dazu dienen die Nagellöcher 28 (FIG.2). Nach dem Einbau der Deckenbewehrung werden die stehenden Bügeleisen 40 in die Durchgangslöcher der Ansätze 16 eingeschraubt. Das Verankerungselement 11 bildet dann das Joch eines Anschlußbügels für den Überzug oder eine Wandscheibe 42. Die Abdeckkappen 36 wirken gleichzeitig als Abstandshalter, womit eine Betondeckung erzielt wird.

[0016] FIG.6 zeigt die Anwendung des Verankerungselementes 11 als Stützenanschluß auf Fundamenten und Stahlbetondecken 44, wobei in die deckseitigen Ansätze des Verankerungselementes 11 Nelsonkopfbolzenstäbe eingeschraubt werden, die der Verankerung in der Betondecke 44 dienen, wobei das Verankerungselement 11 kopfstehend, d.h. also mit der Bodenfläche 46 oben und mit der Oberfläche der Betondecke 44 bündig liegend montiert wird. Von der Deckfläche 48 des Verankerungselementes 11 ragen die Ansätze mit den in sie eingeschraubten Nelsonkopfbolzen-Stäben 50 nach unten. Von oben her werden Stützenbewehrungstäbe 52 in die Durchgangslöcher des Verankerungselementes 11 eingeschraubt.

[0017] FIG.7 zeigt die Ausbildung einer Arbeitsfuge, bei der Verankerungselemente 11 gemäß FIG.4 nämlich mit einschraubbaren Ansätzen 16 verwendet werden. Die aus den beiden Scheiben 12, den Verlängerungsarmen 14 und Verbindungsabschnitten 30 bestehenden Grundplatten werden auf die in FIG.7 fehlende Schalung genagelt und die Nelsonkopfbolzen 50 eingeschraubt. Nach dem Betonieren und Entfernen der Schalung werden die Ansätze 16 in die Grundplatte des Verankerungselementes 11 eingeschraubt und anschließend werden die Bewehrungsstäbe 52 in die Ansätze 16 eingeschraubt.

[0018] FIG.8 erläutert die Ausbildung einer Querkraftfuge 54 mit und ohne einachsiger Beweglichkeit durch Hülsen 56. Die Ansätze 16 der Verankerungselemente 11 bilden hier die querkraftübertragenden Elemente.

[0019] FIG.9 veranschaulicht die Montage eines Stahlstützenfußes 58 auf einer Betondecke. Die Verankerungselemente 11 sind hier kopfstehend wie bei der Ausführung gemäß FIG.6 mit eingeschraubten Verankerungshaken 60 in die Betondecke eingebaut. Der Stahlstützenfuß 58 wird anschließend auf der Betondecke befestigt, wozu Schrauben 62 dienen, die in die Durchgangslöcher des Verankerungselementes 11 eingeschraubt werden.

[0020] Ist ein Abstand des Stützenfußes von der Betondecke erwünscht, um einer möglichen Korrosion zu begegnen kann das Verankerungselement 11 auch in aufrechter Position, d.h. mit den Ansätzen 16 nach oben zeigend und aus der Betondecke herausragend eingebaut werden. Auch hier ist die Ausführung gemäß FIG.4 praktisch, die es ermöglicht, die Grundplatte allein, d.h. mit in die Gewindelöcher 34 eingeschraubten Abdeckkappen zu montieren und die Ansätze 16 erst nach dem Betonieren der Decke in die Grundplatte einzuschrauben.

[0021] FIG.10 zeigt eine Anwendung des Verankerungselementes 11, um ein Treppenfertigteil 64 an einer Ortbetondecke 66 zu befestigen.

[0022] FIG.11 veranschaulicht die Ausbildung eines Unterzuges mit kurzem Auflager 68 unter Verwendung des Verankerungselementes 11.

[0023] In FIG. 12 ist ein Beispiel für die Aufhängung einer Kranlast 70 gezeigt, wobei das Verankerungselement 11 kopfstehend in ein Bügelbewehrungssystem eingehängt ist. In die Ansätze 16 sind von unten her Tragbolzen mit Gewindeabschnitten M 20 eingeschraubt. Eine solche Aufhängung ist in der Lage Lasten bis zu 20 t zu tragen.

[0024] Die Figuren 13 und 14 zeigen Anschlüsse von Stahlkonstruktionen an Stahlbetonteilen unter Verwendung der Verankerungselemente 10 oder 11.

[0025] FIG.15 veranschaulicht einen thermopysikalisch abgedämmten Anschluß eines Balkons 72, bei dem die Stahlübergangsteile im Bereich der Wärmedämmung 74 so dick sind, daß eine Ausführung in Edelstahl nicht erforderlich ist. Die Anschlußbewehrung von Balkon 72 und Decke 76 erfolgt dann problemlos durch Einschrauben in das Verankerungselement 11.

[0026] Die Figuren 16 und 17 zeigen die Anwendung von Verankerungslementen 11 für eine sogenannte Dübelleiste zur Abdeckung von Schubspannungen. Ein Kranz von Verankerungselementen 11 wird mittels Positionierbändern auf die Schalung genagelt. Diese Positionierbänder 76 sind mit einer Reihe von Lochpaaren versehen, in deren Löcher die Ansätze 16 gerade noch hineinpasssen. Der Lochmittenabstand ist gleich dem Achsabstand der beiden Ansätze 16 eines Verankerungselementens 11 und die Ansätze 16 weisen unmittelbar angrenzend an die Deckfläche der Grundplatte Ringnuten 78 auf, in die die Lochränder der Bänder 76 eingreifen. Nach den statischen Vorgaben werden die Abstände der Lochpaare in den Bändern 76 bestimmt. Die Verankerungselemente 11 werden dann mit auf die Schalung genagelt, wonach die Nelsonkopfbolzen 50 von oben eingeschraubt werden. FIG.17 zeigt dieses, wobei die von unten eingeschraubten Abstandkappen 36 als Abstandsfüße zur Betondeckung dienen. Das neue System vermeidet eine Einzelanfertigung der Durchstanzbewehrung, denn das Verankerungselement 11 erlaubt das Einschrauben unterschiedlich hoher Nelson-Kopfbolzen 50 für verschiedene Deckendicken und durch die Wahl der Abstände der Lochpaare in den Positionierbändern und die Anzahl der Lochpaare für je ein Verankerungselement ist eine Eignung für beliebige Schubkraftverhältnisse gegeben.

[0027] Schließlich zeigt FIG. 18 eine Anwendung der Verankerungselemente 10 oder 11 im Holzbau, wobei diese Verankerungselemente als Auflager aus Stahl unter Holzkonstruktionen mit eingeleimten Bewehrungstäben zur Vertikalkraftübertragung dienen.

Ansprüche

1. Verankerungselement für Stahlbetonbauten, gekennzeichnet durch eine Scheibe (12), die eine Deckfläche (48) und eine Bodenfläche (46) sowie in allseitigem Randabstand einen, von der Deckfläche (48) vorspringenden Ansatz 16 aufweist, in dem ein wenigstens angenähert im Bereich der Bodenfläche (46) offenes und zu ihr rechtwinkliges Durchgangsloch (18) mit Innengewinde (20, 22, 24) ausgebildet ist, in das von beiden Seiten her, mit Außengewindeabschnitten versehene Verankerungsstäbe (40, 50, 52, 60) einschraubbar sind und gekennzeichnet durch einen, an der Scheibe (12) einstückig ausgebildeten, im Dickenbereich zwischen deren Deck- und Bodenflächen (48, 46) verlaufenden Verlängerungsarm (14).

2. Verankerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlängerungsarm (14) im Abstand vom Ansatz (16) einstückig mit einer weiteren Scheibe (12) verbunden ist, die einen weiteren Ansatz (16) aufweist, und daß beide Ansätze (16) von der Deckflächenebene gleichweit vorstehen und diesselbe Gewindeausbildung (18) aufweisen.

3. Verankerungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (16) oder wenigstens einer der Ansätze (16) als separates Rohrstück mit einem Außengewindeabschnitt ausgebildet und in ein Gewindeloch (34) der Scheibe (12) eingeschraubt ist.

4. Verankerungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Innengewindes (20, 22, 24) des Durchgangsloches (18) im mittleren Höhenbereich des Ansatzes (16) - gemessen zwischen der Bodenfläche (46) der Scheibe (12) und der deckseitigen Stirnfläche des Ansatzes (16) - kleiner als an mindestens einem Ende des Durchgangsloches (18) ist.

5. Verankerungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde aus mehreren Gewindeabschnitten (20, 22, 24) besteht, die sich von mindestens einem Ende des Durchgangsloches (18) wenigstens zu dessen Mitte hin stufenweise im Durchmesser verringern.

6. Verankerungselement nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde (18) wenigstens einen Kegelgewindeabschnitt aufweist, dessen größerer Durchmesser am einen Ende des Durchgangsloches liegt.

7. Verankerungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (12) mit Ausnahme des Bereiches des Verlängerungsarmes (14) eine kreisförmige, zum Durchgangsloch (18) koaxial liegende Außenkontur aufweist.

8. Verankerungselement nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es zu einer, die Achsen der Durchgangslöcher (18) kreuzenden Längsmittellinie und einer dazu rechtwinkligen Breitenmittellinie jeweils spiegelsymetrisch ausgebildet ist.

9. Verankerungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es außerhalb des Ansatzes (16) oder der Ansätze (16) mindestens ein Nagelloch (28) aufweist und/oder es einschließlich seiner Gewindeausbildung ein Stahlgußteil ist.

10. Verankerungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckfläche (48) der Scheibe (12) oder jeder Scheibe (12) höher liegt, als diejenige des Verlängerungsarms (14) oder der Verlängerungsarme (14) und mit sich vorzugsweise radial erstreckenden Rippen (26) versehen ist und/oder daß die Bodenfläche (46) uneben, vorzugsweise in Form eines Waffelmusters ausgebildet ist.

Zeichnung