Vorrichtung zur gemeinsamen Aufnahme von Druck- und Querkräften

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gemeinsamen Aufnahme von Druck- und Querkräften für den Fall, daß eine Konstruktion entweder durch eine Fuge unterbrochen wird, über die die Schnittgrößen übertragen werden müssen oder daß sie an eine Konstruktion aus anderen Baustoffen kraftübertragend angeschlossen werden muß oder bei sonstigen vergleichbaren Gegebenheiten.

[0002] Diese Ausgangssituation tritt beispielhaft im Bauwesen häufig auf im Zusammenhang mit Balkon- und Loggiakonstruktionen, die von den innerhalb der Fassadenhülle angeordneten Bauteilen durch Dämmfugen thermisch getrennt werden. Es kann sich hierbei um frei auskragende oder aber auch um an der Außenseite schräg abgehängte Konstruktionen aus Stahlbeton, Holz, Stahl oder anderen geeigneten Werkstoffen handeln. Die kraftschlüssige Verbindung über die Fuge kann zum jeweils gleichen Baustoff oder auch zu einem der anderen genannten hergestellt werden. Für den Fall frei auskragender Stahlbetonplatten stehen bereits verschiedene Lösungen zur Verfügung, die aber überwiegend dadurch gekennzeichnet sind, daß für die Aufnahme der Biegedruckkräfte sowie der Querkräfte jeweils getrennte Bauelemente angeordnet werden.

[0003] Zu den angesprochenen Lösungen gehören u. a. Bauelemente gemäß den Dokumenten DE 37 22 584 A 1, DE 90 01 016 U, DE 34 03 240 A 1 und DE 93 18 354 U. Das Dokument DE 37 22 584 A 1 stellt verschiedene Lösungen vor, bei denen zur Übertragung der Querkräfte Elemente so schräg angeordnet sind, dass sie von den Querkräften mit Druck beansprucht werden. Für die bei diesen Anwendungsfällen stets zusätzlich auftretenden Biegedruck- und -zugkräfte müssen aber zu deren Aufnahme und Weiterleitung zusätzliche Elemente eingebaut werden. Diese Vorrichtung ist somit nicht geeignet, Querkräfte und Biegedruckkräfte gemeinsam aufzunehmen.

[0004] Im Gegensatz hierzu stellt das Dokument DE 90 01 016 U eine Lösung vor, bei der im unteren Teil des auskragenden Bauteils sowohl die Querkraft als auch die Biegedruckkraft aufgenommen wird - allerdings unabhängig voneinander von zwei getrennten Bauteilen: Die Biegedruckkkraft wird von einer Stirnplatte aufgenommen und mit einem Druckstab über die Fuge geleitet. Die Querkraft wird dagegen vollständig getrennt hiervon von einem girlandenförmigen Element im Bereich der unteren Krümmung neben der Stirnplatte aufgenommen.

[0005] Hiervon abweichend bietet das Dokument DE 34 03 240 A 1 tatsächlich ein Element an, das sowohl Quer- als auch Biegedruckkräfte aufnehmen kann. Bei dieser Lösung sollen zwar beide genannten Kraftkomponenten allein mit Hilfe eines in Druckkraftrichtung angeordneten, biegesteifen Elements über die Fuge geleitet werden. Die Querkraft erzeugt dabei in diesem Element jedoch ein sekundäres Biegemoment, das allerdings auf der lastaufnehmenden Seite kein Gleichgewicht findet. Dieses Beispiel ist daher für die praktische Anwendung nicht geeignet.

[0006] Das gleiche Prinzip liegt auch einer Lösung des Dokuments DE 93 18 354 U zu Grunde. Das auch hier entstehende Versatzmoment findet nur in denjenigen Anwendungsfällen ein Gleichgewicht, bei denen unter der lastaufnehmenden Deckenplatte neben der Dämmfuge noch ein Auflager in Form einer Wand oder eines Unterzugs vorhanden ist. Da aber regelmäßig unter auskragenden Platten Fensteröffnungen bis direkt unter die Platte reichen, ist diese Voraussetzung meist nicht erfüllt.

[0007] Hiervon ausgehend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die beiden genannten Kraftkomponenten Biegedruck und Querkraft mit einem einzigen Element aufzunehmen, um sie dann mit getrennten Elementen über die Fuge zu leiten.

[0008] Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Es wird eine Druckplatte aus Stahl oder sonstigen geeigneten Werkstoffen vorgesehen, die nach Grösse, Lage, Ausrichtung (i. d. R. geneigt), Querschnittsgestaltung und / oder Oberflächenbeschaffenheit so ausgelegt, daß beide Schnittkraftkomponenten von einem einzigen Element aufgenommen werden können.

[0009] Dabei werden jedoch nur die aufgenommenen Biegedruckkraftkomponenten mit Hilfe eines Druckelements über die Fuge geleitet. Zur Übertragung der Querkraft schliessen umittelbar an den lastaufnehmenden Elementen Diagonalen an, die auf Zug beansprucht werden. Durch diese Anordnung werden schwierig aufzunehmende Versatzmomente vermieden. Dadurch werden die bei den bisher bekannten Lösungen auftretenden Nachteile vermieden und die folgenden Vorteile erreicht.

[0010] Gegenüber den bislang bekannten Konstruktionen ergeben sich deutlich wirtschaftlicheren Lösungen, da weniger und kürzere Bauteile erforderlich werden. Weiterhin ist es insbesondere bei Stahl- und Spannbetonkonstruktionen günstig, Querkräfte gemeinsam mit der im Querschnitt unten wirkenden Druckkraft aufzunehmen, weil dann die Querkraft den Beton gleichfalls auf Druck beansprucht. Beton kann bekanntlich Druckkräfte sehr gut, Zugkräfte dagegen nur sehr begrenzt ohne Bewehrung aufnehmen. Weiterhin werden die Tragelemente, die die Querkraft über die Fuge leiten, günstig auf Zug beansprucht.

[0011] Ein ganz wesentlicher Vorteil dieser Vorrichtung ergibt sich vor allem auch aus der extrem kurzen Längenentwicklung, die durch die gemeinsame Aufnahme von Druckund Querkräften erreicht werden kann: Im unten liegenden Druckbereich kann die vorliegende Vorrichtung mit so geringen Überständen über die Fuge ausgebildet werden, dass sie noch leicht eingebaut werden kann, nachdem die übrige Bewehrung der anschließenden Stahlbetonbauteile bereits verlegt wurde. Dies vereinfacht den Arbeitsablauf auf der Baustelle ganz erheblich.

[0012] Nachstehend werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:

Figur 1

den Längschnitt durch eine auskragende Stahlbetonplatte, deren Biegedruck- und Querkräfte gemeinsam mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgenommen werden,

Figur 2

die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Oberfläche der Druckplatte sägezahnartig ausgeformt ist,

Figur 3

eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Figur 2,

Figur 4

die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Oberfläche der Druckplatte profiliert ist und

Figur 5

die Seitenansicht eines auskragenden Stahlträgers, dessen Biegedruck- und Querkraft gemeinsam mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgenommen werden.

[0013] Die Darstellung der aufgeführten Beispiele orientiert sich an Anwendungsbeispielen frei auskragender Balkonkonstruktionen, deren Schnittgrößen über Dämmfugen zu leiten sind. Die Erfindung kann sinngemäß eingesetzt werden, wenn auf der Zeichnung jeweils rechts eine Holz- oder Stahlkonstruktion anschließt. Sie kann weiterhin angewendet werden für den Anschluß einer Konstruktion aus Holz oder sonstigen Werkstoffen an eine Betonkonstruktion oder auch zur Kraftübertragung zwischen Stahl- und Holzbauteilen.

[0014] Die Figur 1 zeigt als Beispiel den Anschluß einer auskragenden Stahlbeton-Balkonplatte 1 an eine innerhalb der Dämmfuge fortgeführte Stahlbetonkonstruktion 2. Für das Gleichgewicht der Kragplatte ist es erforderlich, daß sowohl Biegedruckund -zugkräfte als auch Querkräfte über die Dämmfuge geleitet werden. Die Biegezugkräfte werden am oberen Plattenrand mit der günstig zu stoßenden Konstruktion 3 über die Dämmfuge geleitet. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 4 in Form einer schrägen Druckplatte werden gleichzeitig die horizontal wirkenden Biegedruckkräfte und die vertikal wirkenden Querkräfte aufgenommen. Die horizontalen Kraftkomponenten werden mit einem drucksteifen Element 5 über die Dämmfuge hin zu einer entgegengesetzt geneigten Druckplatte geleitet. Die beiden Druckplatten sind dachförmig gegeneinander geneigt. Die vertikalen Kraftkomponenten werden von zwei an der ersten Druckplatte angreifenden Diagonalen 6 aufgenommen und auf der anderen Seite der Dämmfuge, hier rechts, oben in den Beton geleitet.

[0015] Die Figuren 2 und 3 zeigen eine Ausgestaltung mit einer stark profilierten, hier gezahnten Druckplatte 7 auf der Krafteinleitungsseite. Bei der stark profilierten Druckplatte 7 nach den Figuren 2 und 3 können die Biegedruckkräfte von den vertikalen Flächenanteilen und die Querkräfte von den horizontalen Flächenanteilen aufgenommen werden. Für die Unterstützung der Druckplatte zur Übertragung der horizontalen Kraftkomponenten sind in diesem Beispiel paarweise angeordnete, horizontale Rundstäbe 8 dargestellt. Für die Aufnahme der Querkraft sind gleichfalls paarweise angeordnete, diagonale Rundstäbe 9 vorgesehen. Natürlich sind die lastübernehmenden Elemente beliebig untereinander und mit den verschiedenen Varianten der Druckplatten kombinierbar.

[0016] Der Lösungsansatz nach Figur 4 macht von der Tatsache Gebrauch, daß sich das Verhältnis der Kraftgrößen aus Biegedruck bzw. Querkraft für die praktisch interessanten Anwendungsfälle in bestimmten Grenzen bewegt. Entsprechend gibt es für die Richtung der Resultierenden aus beiden Kräften Grenzwerte, die nicht überschritten werden. Demzufolge reicht eine einfache, eventuell angerauhte oder leicht profilierte Druckplatte 10 aus, die nach der mittleren Richtung der zu erwartenden Kraftresultierenden ausgerichtet wird; davon abweichende Komponenten werden als Reibungskräfte aufgenommen. Als Unterstützung ist nun ein einzelner Druckstab 11 in Kombination mit paarweise angeordneten Rundstäben 12 für die Diagonalen dargestellt.

[0017] Die Figur 5 zeigt als weiteres Anwendungsbeispiel den Anschluß frei auskragender Stahlträger 13 mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung an eine innerhalb der Dämmfuge 14 anschließende Stahlbetonkonstruktion 15. Die Biegezugkräfte werden im oberen Bereich der Stahlträger über eine Schraubverbindung 16 in die Zugstäbe 17 geleitet, die mit einer geeigneten Konstruktion 18 im Beton verankert werden. Mit der eine erfindungsgemäße Vorrichtung bildenden Platte 19 werden gleichzeitig die im unteren Stahlflansch 20 horizontal wirkenden Biegedruckkräfte und die im Steg 21 vertikal wirkenden Querkräfte aufgenommen. Hierzu erhält der Stahlträger zweckmäßigerweise eine Anschlußplatte 22, die parallel zur Platte 19 ausgerichtet ist. Als Montagehilfe und zur Übertragung kleinerer Differenzkräfte kann auf der Platte 19 ein die Anschlußplatte 22 durchgreifender Schraubdom 23 angeordnet werden. Die horizontalen Kraftkomponenten werden mit einem horizontalen, drucksteifen Element 24 über die Dämmfuge geleitet. Die vertikalen Kraftkomponenten werden von den Diagonalen 25 aufgenommen und rechts der Dämmfuge oben in den Beton geleitet. Hierzu können sie - wie dargestellt - mit den vorhandenen Zugstäben verschweißt werden. Alternativ können sie aber auch eine Verlängerung durch angeschweißte, gerippte Betonstahlstäbe erhalten und die entstehenden Zugkraftkomponenten über Verbund direkt in den Beton leiten.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur gemeinsamen Übertragung von Druck- und Querkräften von einem Bauwerksteil (1; 13), vorzugsweise in Form einer auskragenden Platte, auf ein benachbartes, hiervon durch eine Fuge oder einen Stoß getrenntes Bauwerksteil (2; 15), wobei wenigstens eine dem die zu übertragenden Schnittkräfte abgebenden Bauwerksteil (1; 13) zugewandte, an das andere Bauwerksteil (2; 15) druck- und querkraftübertragend angeschlossene Druckplatte (4; 7; 10; 19) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte querkraftnormale und druckkraftnormale Stützflächenkomponenten aufweist und die aufgenommene Biegedruckkraft allein an ein Druckkratielement (5; 8; 11; 24) abgibt und getrennt hiervon die aufgenommene Querkraft in Zugdiagonalen (6; 9; 12; 25) leitet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (4; 7; 10; 19) gegenüber der Querkraftrichtung geneigt ist, vorzugsweise nach der mittleren Richtung der Kraftresultierenden der Druck- und Querkraft ausgerichtet ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (10) eine rauhe, vorzugsweise eine profilierte Oberfläche aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (7) eine gezahnte Oberfläche mit druckkraftnormalen und querkraftnormalen Zahnflanken aufweist.

5. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (4; 7; 10; 19) mittels wenigstens eines drucksteifen, vorzugsweise als Druckstab ausgebildeten Elements (5; 8; 11; 24) mit einer gegenüberliegenden, gegenläufig geneigten Druckplatte verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das der Druckplatte (4; 7; 10; 19) gegenüberliegende Ende der Diagonalanordnung (6; 9; 12; 25) mit einem auf Zug beanspruchten, vorzugsweise die Fuge bzw. den Stoß durchsetzenden Übertragungselement (3) verbunden ist, das kraftübertragend an beide Bauwerksteile (1; 2; 13, 15) angeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das auf Zug beanspruchte Übertragungselement (3) an wenigstens einem Ende ein mit querkraftparalleler Achse angeordnetes Ankerstück hält, das zumindest auf einer Seite eine kreisförmige Umfangskontur aufweist, die von einer Zugschlaufe eines weiterführenden Zugorgans umgriffen ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das kraftabgebende Bauwerksteil (13) eine zur Anlage an der zugeordneten Druckplatte bringbare, hierzu parallele Anschlussplatte (22) aufweist, die vorzugsweise mit der aufnehmenden Druckplatte (19) verschraubbar ist.

Claims

1. A device for combined transfer of compressive and shearing forces from a construction member (1; 13), preferably in the form of a cantilevering slab projecting over to an adjacent construction member (2; 15) which is separated therefrom by an open joint or a web joint, wherein at least one pressure plate (4; 7; 10; 19) for transferring compressive and shearing loads is provided facing the construction member (1; 13) to be relieved of the cutting forces and connected to the other construction member (2; 15), characterized in that the pressure plate has load supporting components for equalizing shearing and compressive forces and passes only the transferred flexional pressure to a compression member (5; 8; 11; 24) and transfers the shearing load separately therefrom to diagonal ties (6; 9; 12; 25).

2. A device according to claim 1, characterized in that the pressure plate (4; 7; 10; 19) is inclined against the direction of the shearing load, preferably aligned in the mean resulting direction of the compressive and shearing forces.

3. A device according to either of the previous claims, characterized in that the pressure plate (10) has a rough, preferably contoured surface.

4. A device according to any of the previous claims characterized in that the pressure plate (7) has a toothed surface with tooth faces rectangular to the compressive resp. shearing forces.

5. A device according to any of the previous claims characterized in that the pressure plate (4; 7; 10; 19) is connected to a pressure plate arranged opposite and inclined in the opposite direction thereto by means of at least one compressively stiff element preferably in the form of a compression member (5; 8; 11; 24).

6. A device according to any of the previous claims characterized in that the extremity of the diagonal tie (6; 9; 12; 25) opposite to the pressure plate (4; 7; 10; 19) is connected to a transfer element (3) under tensile load and that preferably projects over the open joint or the butt joint, conveying forces to both construction members (1; 2; 13, 15).

7. A device according to any of the previous claims characterized in that at least one extremity of the transfer element (3) under tensile load includes a tie member arranged so that its axis is parallel to the shearing load and that on at least one side has a circular profile that is encompassed by a tensioning loop of an externally leading tensioning member.

8. A device according to any of the previous claims characterized in that the construction member (13) that is to be relieved of forces has a connector panel (22) for contacting the pressure plate (19) and that is arranged parallel thereto and can be moved into contact therewith, and can preferably be secured thereto with screws.

Revendications

1. Dispositif pour la transmission commune de forces de pression et de forces transversales d'une partie de bâtiment (1; 13), de préférence sous forme d'une plaque en saillie, à une partie voisine de bâtiment (2; 15) séparée de cette première par un joint ou une jointure, du moins une plaque de pression (4; 7; 10; 19) étant prévue qui montre vers la partie de bâtiment (1; 13) cédant les forces de coupe à transmettre, et qui est jointe à l'autre partie de bâtiment (2; 15) de manière à transmettre des forces de pression et des forces transversales, caractérisé par le fait que la plaque de pression présente des composantes de surface d'appui normales aux forces transversales et aux forces de pression et qu'elle transmet la force reçue de pression par flexion uniquement à un élément de force de pression (5; 8; 11; 24) et conduit, séparément de cela, la force transversale reçue dans des diagonales travaillant à la traction (6; 9; 12; 25).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la plaque de pression (4; 7; 10; 19) est inclinée par rapport à la direction de la force de pression, de préférence qu'elle dirigée suivant la direction moyenne de la résultante de force de la force de pression et transversale.

3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la plaque de pression (10) présente une surface rugueuse, de préférence une surface profilée.

4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la plaque de pression (7) présente une surface dentée avec des flancs de dent normaux aux forces de pression et aux forces transversales.

5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la plaque de pression (4; 7; 10; 19) est reliée par l'intermédiaire d'au moins un élément (5; 8; 11; 24) résistant à la pression, réalisé de préférence comme barre de pression, à une plaque de pression placée en vis-à-vis, inclinée dans la direction opposée.

6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'extrémité de la disposition diagonale (6; 9; 12; 25), qui est placée en vis-à-vis de la plaque de pression (4; 7; 10; 19) est reliée à un élément de transmission (3) soumis à des efforts de traction, qui, de préférence, traverse le joint ou bien la jointure et qui est joint aux deux parties de bâtiment (1, 2; 13, 15) de manière à transmettre des forces.

7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'élément de transmission (3) soumis à des efforts de traction tient, à une extrémité au moins, une pièce d'ancrage qui est disposée avec l'axe parallèle aux forces transversales et qui, d'un côté au moins, présente un contour circonférentiel circulaire qui est enveloppé par une boucle de traction d'un organe continué de traction.

8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la partie de bâtiment (13) cédant les forces présente une plaque de raccordement (22) qui peut être mise en appui sur la plaque associée de pression et s'étend parallèlement à celle-ci et qui, de préférence, peut être vissée avec la plaque de pression (19) qui reçoit.

Zeichnung