Verbindungsvorrichtung zum Anschliessen einer Betondecke an eine Stütze sowie Bauwerk

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung mit einem horizontal anzuordnenden, rahmenartigen Randträger zum Anschliessen einer Betondecke an wenigstens eine Stütze sowie ein Bauwerk mit mindestens einer Vorrichtung.

[0002] Es ist bekannt, dass beim Abstützen von Betondecken auf Stützen, wenn nicht besondere Massnahmen getroffen werden, ein sog. Stanzeffekt auftritt, wobei die Stütze als Stempel auf die Betondecke wirkt und einen sich in der Decke normalerweise erweiternden Teil wegen übermässiger Spannungen ausstanzt.

[0003] Es sind seit langem entsprechende Vorkehrungen getroffen worden, um Kräftespitzen beim Ueberleiten der Kräfte aus der Betondecke in die Stütze so zu führen, dass derartige Stanzerscheinungen ausbleiben.

[0004] In diesem Sinne ist ein Stützenkopf zum Anschluss einer Betonmassivdecke an eine Stahlprofilstütze mit einem vertikalen Durchlass für Versorgerleitungen bekannt geworden, bei welcher Konstruktion der Kopfteil der Stahlprofilstütze mit vertikalen, flügelartigen Stahlblechen versehen wird. Dabei ist ein Verankerungsteil vorgesehen, der aus Reihen von Kopfbolzendübeln besteht, die an den flügelartigen Stahlblechen der Stahlprofilstütze angeschweisst sind. Dieser Stützenkopf vermeidet Spitzenbelastungen, was insbesondere aufgrund des Verankerungsteils, der aus Kopfbolzendübeln besteht, erreicht wird. (DE-OS 29 20 044) Dieser Stützenkopf ist nur für Stahlprofilstützen verwendbar; der offenbarte Grundgedanke ist mithin nicht für reine eisenarmierte Betonbauwerke zu verwenden. Auch dienen die verwendeten Kopfbolzendübel ausschliesslich zum Auflegen und nicht zum mechanischen Verbinden mit Betonbewehrungseisen.

[0005] Es ist ferner eine Stahlbetondecke mit wenigstens einer vertikalen Stütze bekannt geworden, bei welcher die Verbindung von Decke und Stütze oder Stützen an der bzw. an jeder Verbindungsstelle durch ein aus Stahlprofil gebildetes, mindestens zweiwinklig zueinander stehende Schenkel aufweisendes, horizontal angeordnetes Element gebildet ist. Die freien Schenkel dieses Elementes sind durch wenigstens ein Stahlglied miteinander verbunden. Zwischen den Schenkeln des horizontalen Elementes und dem zugehörigen Stahlverbindungsglied besteht betonfreier Raum zur Durchführung von Leitungen. (CH-PS 430 128)

[0006] Ferner ist ein metallischer Säulenknauf bekannt, welcher als Verbindungselement zwischen einer stützenden Säule, auf welcher er befestigt ist und einer armierten Betonplatte dient, in welcher Platte er eingegossen ist. Dieser Säulenknauf besteht aus mehreren Stäben, welche miteinander verschweisst sind und welche ein Polygon umschreiben, wobei die von diesem Polygon abstehenden Enden der Stäbe freitragend sind. Diese Stäbe oder Profile sind mit, gegen das Innere des Polygons weisenden, Stiften versehen, welche der Verankerung im Beton dienen. (CH-A- 596 399) Das als Verbundelement dienende U-Profil weist zudem einen oberen horizontalen durchlaufenden Schenkel auf, welcher dem Einbringen von Armierungen Schwierigkeiten bereitet.

[0007] Diese wie auch die vorerwähnte Konstruktion vermögen den heutigen Anforderungen nicht mehr gerecht zu werden.

[0008] Es gehört ferner ein Bauwerk zum Stande der Technik, bei welchem ein Pilz eine mittlere Oeffnung zum Einschieben einer Stütze von oben her besitzt. Dabei wird die in der mittleren Oeffnung befindliche Platte nachträglich mit dem Pilz verbunden, z.B. verschweisst.

[0009] Diese Vorveröffentlichung zeigt den Nachteil bisheriger Konstruktionen, indem nämlich die Verbindung zwischen Pilz und weiteren Armierungselementen z.T. durch Schweissung erfolgt. Dieses Verfahren ist aufwendig und daher kostspielig. Es verlangt besondere Massnahmen am Ort der Erstellung der Baute. (EP-A-128 494)

[0010] Zum Stande der Technik gehört ferner eine wenigstens mit einer vertikalen Stahlstütze versehene Abstützvorrichtung einer Eisenbetondecke, wobei zur Verbindung von Decke und Stütze an der Verbindugnsstelle ein aus Stahlprofil gebildetes, mindestens zweiwinklig zueinander stehende Schenkel aufweisendes, horizontal angeordnetes Element dient, dessen Schenkel durch wenigstens ein Stahlelement miteinander zu einem Stahlpilz verbunden sind. (CH-A 382 950)

[0011] Diese Konstruktion verlangt wegen des oberen durchgehenden Schenkels des Stahlelementes ein äusserst sorgfältiges Einlegen der Bewehrungen in die Abstützvorrichtung zum Anschliessen der Betondecke an die Stütze, eine zeitraubende und daher kostspielige Arbeit, die sehr gewissenhaftes Arbeiten voraussetzt.

[0012] Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung einer Verbindungsvorrichtung, welche gegenüber dem Stand der Technik einen geringeren Stahlverbrauch aufweist, ein müheloses, sicheres Einlegen von Armierungsstählen der Betondecke sicherstellt, vorteilhafte Kräfteverhältnisse im Bereich der Abstützung der Decke auf der Stütze schafft und umweltfreundlich ist.

[0013] Eine derartige Verbindungsvorrichtung ist gekennzeichnet durch den Wortlaut des Anspruchs 1.

[0014] Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand einer Zeichnung erläutert.

[0015] Es zeigen in rein schematischer Darstellung:

Fig. 1

einen Ausschnitt aus einer auf einer Stütze gelagerten Betondecke mit angedeutetem Stanzeffekt,

Fig. 2

einen Ausschnitt aus einer Betondecke mit Stütze mit angedeuteter Abstützungsvorrichtung der Stahlbetondecke mit dem Einbau der Verbindungsvorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung und der Darstellung des Kraftflusses,

Fig. 3

eine Aufsicht auf die erfindungsgemässe Verbindungsvorrichtung gemäss Fig. 2,

Fig. 4,

die erfindungsgemässe Vorrichtung mit

Fig. 4a

Walzprofilen als Randträger mit Verbundmitteln,

Fig. 5,

die erfindungsgemässe Vorrichtung bei der

Fig. 6

Verwendung mit einer Randstütze,

Fig. 7

eine Aufsicht analog Fig. 5 auf eine Eckstütze,

Fig. 8

eine Innenstütze mit Bereich für Durchdringungen,

Fig. 9 bis 12

Aufsichten auf Formvarianten von erfindungsgemässen Vorrichtungen auf Mittelstützen analog Fig. 3,

Fig. 13

Ausschnitte mit Querschnittsvarianten der Vorrichtung,

Fig. 14

einen Ausschnitt aus einer Armierungsführung für eine statisch einwandfreie Verankerung.

[0016] In Fig. 1 ist eine Stütze 1 ersichtlich, mit einer Betondecke 2, bei welcher Konstruktion keine besonderen Massnahmen zur Kräfteüberleitung von der Betondecke 2 in die Stütze 1 vorgesehen sind, also insbesondere auch kein Stützkopf. Es tritt dann der bekannte Ausbruch 4 auf, welcher die Decke zum Einsturz bringen kann.

[0017] Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte erfindungsgemässe Konstruktion zeigt eine Stütze 16 mit einen Rahmen, der als Randträger 19 dient und aus Flachstahl, glasfaserarmiertem Kunststoff o. dgl. hergestellt ist. Ferner sind äussere und innere Verbundmittel 20 und 24 nach aussen und innen vom Randträger 19 igelartig vorstehend angeordnet.

[0018] Von den nach innen abstehenden Verbundmitteln 24 wird die Kraft über den Beton rein ideell dargestellt als kraftleitende Druckstrebe 27, ohne Einbau eines Kreuzes 17, der Stütze 16 übergeben.

[0019] Allfällige Momente sowie nicht von Betondruckstreben übernommene Kräfte können durch Einbau eines Kreuzes 17 aus Trägern übergeben werden. Eine Druckplatte 21, zentrisch angeordnet, übergibt diese Kräfte an die Stütze 16.

[0020] In den Fig. 4 und 4a wird die erfindungsgemässe Konstruktion gezeigt mit einer Stütze 16 sowie einem Rahmen 28 aus einem Z-Profil als Randträger. Auch hier können ein Kreuz 17 und eine Druckplatte 21 vorgesehen werden. Der Randträger 19 kann mithin über Betondruckstreben 27 oder Stahlprofile in Form des Kreuzes 17 mit der Stütze 16 wirkverbunden sein.

[0021] Die Fig. 5 bis 12 zeigen verschiedene Variationen und Anwendungen erfindungsgemässer Vorrichtungen beim Stützen von Betondecken. Dabei sind die Formen quadratisch, rechteckig, vieleckig, kreisförmig, oval oder es sind andere Formen vorgesehen.

[0022] Fig. 13 zeigt Ausschnitte u.a. aus den Fig. 2 und 4, in verschiedenen Ausführungsvarianten. Als Hauptgebilde können Randträger 19 und 28 mit oder ohne im Kreuz 17 angeordneten oder in die Diagonalen verlegten Ergänzungsträgern 17 verwendet werden. Als Formen können für diese Flach- bzw. Breitflachbleche, Doppel-T- oder T-Walzprofile oder andere Arten zusammengesetzter Profile und Verbundkonstruktionen aus entsprechenden Materialien Anwendung finden.

[0023] Die Randträger 19, 28, hier als Flacheisen oder Z-Profile dargestellt, können aber auch als L-Profile, als Kastenprofile oder in irgendeiner Zusammensetzung bzw. als Verbundkonstruktionen ausgeführt werden.

[0024] Fig. 14 zeigt einen Ausschnitt aus einer Armierungsführung für eine statisch einwandfreie Verankerung. Auf dem obern Ende der Stütze 16 ist in einer Betondecke 18 der Randträger 19 mit den Verbundmitteln 20 einbetoniert, wie dies analog z.B. anhand der Fig. 2 und 3 erläutert ist. Die Decke 18 ist mittels Armierungsstählen 30 armiert. Aus der Darstellung ist ersichtlich, wie hier der U-förmig gebogene Armierungsstahl über die Verbundmittel 20 mit dem Randträger 19 verbunden ist, dessen Aussenfläche 31 und Innenfläche 32 in den Fig. 2 und 14 bezeichnet sind.

[0025] Diese Ausführungsart erlaubt eine einwandfreie, übersichtliche Kräfte-Uebertragung von der Decke 18 in die Stütze 16. Dank dieser neuen Konstruktion gehören die leidigen Probleme mit der unteren Armierung, hier in Form des Stahles 30, bezüglich Verankerung, Schnittlängen und Schweissverbindungen endgültig der Vergangenheit an; denn die, z.B. als Bolzen 20 ausgebildeten Verbundmittel werden mit dem Armierungsnetz nicht verschweisst, wobei der Boden der U-förmig gebogenen Stähle 30 vorzugsweise den Rahmen berührt.

[0026] Als Verbundmittel dienen Schweissbolzen, Bügel aus Stahl oder schrauben- bzw. spiralförmig gewundene Stäbe, Walz-Profilabschnitte oder Rohrabschnitte beliebiger Formen und Materialien, insbesondere auch Z-Profilrahmen.

[0027] Für die Kopfplatten wird normalerweise Flach- bzw. Breitflachblech verwendet. Deren Form kann quadratisch, rechteckig, kreisförmig oder sternförmig sein. Es ist aber auch möglich, ohne diese Kopfplatten zu konstruieren und entsprechend die Kreuze zu dimensionieren.

[0028] Die erfindungsgemässen Vorrichtungen erlauben horizontale und vertikale Aussparungen in der Decke. Sie eignen sich insbesondere für mittlere bis grosse Lasten, sind aber für diese material- und damit kostensparend. Sie bilden komplette Einheiten mit relativ kleinem Verlegegewicht und sind in jeder Beziehung kostengünstig. Sie entsprechen im übrigen der Norm SIA 160, 162.

[0029] Bei diesen, auf einer gemeinsamen Grundidee fussenden Konstruktionen werden die äusseren Kräfte über äussere Verbundmittel auf ein rahmenartiges Gebilde übertragen und von dort auf innere Verbundmittel. Von hier gelangen diese Kräfte als Druckkräfte auf eine Druckstrebe, welche diese Kräfte auf die Stütze weiterleitet.

[0030] Dabei müssen die inneren Verbundmittel 24 näher bei der oberen, normal zur Stütze liegenden Abschlussebene der Decke liegen als die äusseren Verbundmittel 20, damit die in der Druckstrebe eingeführten Druckkräfte mit dieser Abschlussebene einen Mindest-Neigungswinkel ψ bilden, der gemäss SIA-Normen grösser als 25° sein soll. Würde dieser Winkel zu klein, so sind mehrere Rahmen mit Verbundmitteln vorzusehen, um die Zuführung der Kräfte unter einem Winkel >25° zur Stütze sicherzustellen.

[0031] Die in Einzelheiten erläuterte neue Konstruktion bietet ein grösstmögliches Mass an Sicherheit und verbessert die Biegefestigkeit im Auflagebereich. Zudem ermöglicht sie eine einwandfreie Bewehrungsführung und dadurch eine optimale Krafteinleitung. Sie ist damit insbesondere hervorragend zur Aufnahme von hohen Durchstanzlasten geeignet.

[0032] Dabei ist mithin vorteilhafterweise

a) keine Schubarmierung notwendig, da

eff. < Als

zul.

b) alles vollständig einbetoniert. Es gibt keine vorstehenden Teile.

c) eine einfache Bewehrungsführung sichergestellt, da alle Verbundmittel, z.B. die Bolzen 20, in einer Ebene liegen.

[0033] Diese Verbindungselemente werden als "Igel" bezeichnet, insbesondere als Riss-Igel.

[0034] Es kann, insbesondere bei Aussparungen innerhalb der Randträger, nötig werden, diesen durch z.B. kreuzartige mittige Träger zu verstärken.

Ansprüche

1. Verbindungsvorrichtung mit einem horizontal anzuordnenden, rahmenartigen Randträger (19) zum Anschliessen einer Betondecke (18) an wenigstens eine Stütze (16), dadurch gekennzeichnet, dass der Randträger (19) ausserhalb des Bereiches seines unteren Randes eine ebene Aussenfläche (31) aufweist und dieser Bereich ausschliesslich mit nach aussen weisenden Verbundelementen (20) versehen ist und der Bereich des oberen Randes des Randträgers (19) auf seiner Innenfläche (32) mit ins Innere des Randträgers (19) vorstehenden Verbundelementen (24) versehen ist, zum Zwecke, in der Baute (16, 18) von aussen auf die nach aussen weisenden Verbundelemente (20) wirkenden Kräfte (R) über den Randträger (19) auf die ins Innere des Randträgers (19) vorstehenden Verbundelemente (24) und von diesen über den Beton (27) im Randträger (19) auf die Stütze (16) zu übertragen und beim Errichten der Baute (16, 18) für das Einlegen von die Aussenflächen (31) des Randträgers (19) fast berührenden oder berührenden Armierungen (30) von oben her freien Zugang zu schaffen. (Fig. 2)

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Randträger als teilweise offener Rahmen (19) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundelemente (20, 24) Schweissbolzen, Bügel, Schrauben- oder Schraubenbolzen, Walzprofil- oder Rohrabschnitte oder gewundene Stäbe, sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundelemente in den Rahmenseiten in gleichen Ebenen liegende Gruppen bilden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen oder mehrere kreuzweise im Randträger angeordnete Mittelträger (17).

6. Bauwerk mit mindestens einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckplatte (21) auf die Stütze (16) aufgelegt ist.

7. Bauwerk nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch mehrere durchgehende Randträgerrahmen (28, 19).

8. Bauwerk nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Verbundelemente (20) der Vorrichtung, sich mit Armierungsteilen (30) berührend, lose mit diesen wirkverbunden sind. (Fig. 14)

Claims

1. A connection device comprising a framelike edge beam (19) to be disposed horizontally for connecting a concrete ceiling (18) to at least one support (16), characterized in that the edge beam (19) has a flat outer surface (31) outside the region of its bottom edge, with said region being provided exclusively with outwardly facing connecting members (20) and the region of the top edge of the edge beam (19) being provided on its inner surface (32) with connecting members (24) projecting into the interior of the edge beam (19), so that forces (R) acting in the construction (16, 18) from outside on the outwardly facing connecting members (20) are transmitted through the edge beam (19) to the connecting members (24) projecting into the interior of edge beam (19), and therefrom to the support (16) through the concrete (27) in the edge beam (19), and on erection of the construction (16, 18) free access is provided from above for fitting reinforcements (30) almost in contact or in contact with the outer surfaces (31) of the edge beam (19) (Figure 2).

2. The device according to claim 1, characterized in that the edge beam is provided in the form of a partially opened frame (19).

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the connecting members (20, 24) are welded pins, stirrups, bolts or tie rods, laminated profile or tube sections or twisted bars.

4. The device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the connecting members form groups located in the same planes in the frame sides.

5. The device according to one of claims 1 to 4, characterized by one or several central beams (17) disposed crosswise in the edge beam.

6. A building with at least one device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a compression plate (21) is laid on the support (16).

7. The building according to claim 6, characterized by several continuous edge beam frames (28, 19).

8. The building according to claim 6 or 7, characterized in that connecting members (20) of the device in contact with reinforcement parts (30) are loose operatively coupled therewith (Figure 14).

Revendications

1. Dispositif d'assemblage comportant une poutre de rive (19) en forme de cadre à placer horizontalement pour le raccordement d'un plafond en béton (18) à au moins un élément de soutènement (16), caractérisé en ce que la poutre de rive (19) présente à l'extérieur de la zone de son bord inférieur une surface extérieure plane (31), en ce que cette zone est munie exclusivement d'éléments d'assemblage (20) tournés vers l'extérieur et en ce que la zone du bord supérieur de la poutre de rive (19) est munie sur sa surface intérieure (32) d'éléments d'assemblage (24) en saillie à l'intérieur de la poutre de rive (19), de telle manière que les forces (R) agissant dans la construction (16, 18) depuis l'extérieur sur les éléments d'assemblage (20) tournés vers l'extérieur soient transmises par l'intermédiaire de la poutre de rive (19) aux éléments d'assemblage (24) en saillie a l'intérieur de la poutre de rive (19) et de ceux-ci à l'élément de soutènement (16), par l'intermédiaire du béton (27) présent dans la poutre de rive (19), et de telle manière que lors de l'érection de la construction (16, 18) un accès libre soit ménagé depuis le haut pour la pose d'armatures (30) presque en contact ou en contact avec les surfaces extérieures (31) de la poutre de rive (19) (figure 2).

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la poutre de rive est conçue sous forme d'un cadre (19) en partie ouvert.

3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments d'assemblage (20, 24) sont des goujons soudés, des étriers, des boulons ou des tirants, des tronçons de profilés laminés ou de tubes ou des barres tordues.

4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments d'assemblage constituent des groupes situés dans les mêmes plans dans les côtés du cadre.

5. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par une ou plusieurs poutres centrales (17) placées en croix dans la poutre de rive.

6. Bâtiment avec au moins un dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une plaque de compression (21) est posée sur l'élément de soutènement (16).

7. Bâtiment suivant la revendication 6, caractérisé par plusieurs cadres de poutres de rive (28, 19) continus.

8. Bâtiment suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les éléments d'assemblage (20) du dispositif qui sont en contact avec des éléments d'armature (30) coopèrent avec ceux-ci selon une liaison flottante (figure 14).

Zeichnung