Konstruktionselement zur Verbindung von Stahlbetonteilen

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Konstruktionselement zur Verbindung von Stahlbetonteilen, insbesondere zur nachträglichen Anbringung von Anbauteilen (2) an bestehende Betonkonstruktionen (1), mit einer zumindest das eine Betonteil (1) durchdringenden und am anderen Betonteil (2) festlegbaren Zugstange (3), die an ihrem einen Ende mit einem Gewinde (5) für eine zum Aufbringen einer Vorspannkraft dienende Mutter (6) versehen ist. Um auch unter ungüstigen Bedingungen die Erzeugung und Aufrechterhaltung der erforderlichen Vorspannkraft sicherzustellen, ist das andere Ende der Zugstange (3) mit einer Kopfplatte (4) versehen, an der sich ein Federelement (13) abstützt, das seinerseits an einem Ringflansch (10) eines die Zugstange (3) im Bereich des anderen Betonteils (2) umgebenden Hüllenrohres (8) abgestützt ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Konstruktionselement zur Verbindung von Stahlbetonteilen, insbesondere zur nachträglichen Anbringung von Anbauteilen an bestehende Betonkonstruktionen, mit einer zumindest das eine Betonteil durchdringenden und am anderen Betonteil festlegbaren Zugstange, die an ihrem einen Ende mit einem Gewinde für eine zum Aufbringen einer Vorspannkraft dienende Mutter versehen ist.

[0002] Im Bauwesen stellt sich häufig die Aufgabe, nachträglich Anbauteile an bestehenden Betonkonstruktionen anzubringen, beispielsweise um Querkräfte zu übertragen. Für die Anbringung werden Konstruktionselemente mit einer zumindest das eine Betonteil durchdringenden und am anderen Betonteil festlegbaren Zugstange verwendet, die an ihrem einen Ende mit einem Gewinde für eine Mutter versehen ist, durch die eine Vorspannkraft über die Zugstange auf die miteinander verbundenen Stahlbetonteile aufgebracht werden kann. Durch diese Vorspannung wird verhindert, daß bei hohen Belastungen ausschließlich die Konstruktionselemente mit Querkräften belastet. werden.

[0003] Die bekannten Konstruktionselemente besitzen jedoch den Nachteil, daß nicht oder zu gering vorgespannte Zugstangen zu grossen Verformungswegen führen. Außerdem können die Konstruktionselemente ihre Vorspannung zum Teil sehr schnell infolge der rheologischen Eigenschaften des Betons verlieren, insbesondere bei Temperaturbeanspruchungen, durch die das Kriechmaß bis auf die vierfachen Werte des Normalwertes steigt, wodurch die Vorspannung stark abgebaut wird. Bei hochfesten Stählen ergibt sich außerdem das Problem der Korrosion, zumal Konstruktionselemente aus nicht rostendem Stahl sehr teuer sind. Schließlich besteht die Gefahr, daß insbesondere bei kurzen Konstruktionselementen Schlupf im Bereich der Gewinde und Unterlegscheiben auftritt, der die Vorspannkraft reduziert und die Rutschlast erniedrigt.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Konstruktionselement der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das die voranstehend aufgeführten Nachteile vermeidet und auch unter ungünstigen Bedingungen die Erzeugung und Aufrechterhaltung der erforderlichen Vorspannkraft sicherstellt.

[0005] Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Zugstange mit einer Kopfplatte versehen ist, an der sich ein Federelement abstützt, das seinerseits an einem Ringflansch eines die Zugstange im Bereich des anderen Betonteils umgebenden Hüllrohres abgestützt ist.

[0006] Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung des Konstruktionselements wird die Formänderungsenergie nicht nur wie bei der bekannten Ausführung im Schaft der Zugstange gespeichert, sondern zusätzlich im Federelement, wobei die Kennlinie dieses Federelementes entsprechend dem jeweiligen Bedarf ausgelegt werden kann. Hierdurch ergeben sich zusätzliche Vorteile bei einer dynamischen Beanspruchung, da durch eine gezielte Wahl der Federkennlinie das Schwingungsverhalten des mit Hilfe der erfindungsgemässen Konstruktionselemente angeschlossenen Betonteils beeinflußt werden kann.

[0007] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Hüllrohr am anderen Ende mit einem Abstützflansch zur Anlage an dem einen Betonteil versehen.

[0008] Erfindungsgemäß können das Hüllrohr mit dem Abstützflansch und dem Ringflansch, die Kopfplatte der Zugstange und das zwischen Kopfplatte und Ringflansch angeordnete Federelement innerhalb des anzubringenden Betonteils angeordnet werden. Hierdurch ergibt sich eine geschützte Unterbringung im Beton dieses Bauteils, so daß ein guter Korrosions- und Brandschutz gegeben ist. Dennoch kann das erfindungsgemäße Konstruktionselement durch die von außen zugängliche Mutter in der erforderlichen Weise vorgespannt werden.

[0009] Mit der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, den zwischen der Kopfplatte der Zugstange und dem Ringflansch des Hüllrohres gebildeten Raum für das Federelement durch eine verformbare Abdeckung abzuschließen. Der Raum kann weiterhin mit einem korrosionsschützenden Material, beispielsweise Fett gefüllt werden. Als Federelement kann vorzugsweise mindestens eine Tellerfeder verwendet werden, so daß die Federkennlinie gezielt auf den jeweiligen Einsatzzweck abgestimmt werden kann.

[0010] Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Konstruktionselemehtes schematisch dargestellt und zwar zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein zur nachträglichen Anbringung eines Betonteils an einer bestehenden Betonkonstruktion eingesetztes Konstruktionselement und

Fig. 2 die Federkennlinie des Konstruktionselementes nach Fig. 1.

[0011] Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Konstruktionselement dient der nachträglichen Anbringung eines Betonteils 2 an einer bestehenden Betonkonstruktion 1. Das Konstruktionselement umfaßt eine Zugstange 3, die die Betonkonstruktion 1 durchdringt und in das anzubringende Betonteil 2 hineinragt. An dem im Betonteil 2 liegenden Ende ist die Zugstange 3 mit einer Kopfplatte 4 versehen. Am anderen, aus der Betonkonstruktion 1 herausragenden Ende trägt die Zugstange 3 ein Gewinde 5, auf das eine Mutter 6 aufschraubbar ist. Diese Mutter liegt unter Zwischenfügen eines Verankerungselements 7 an der einen Seite der bestehenden Betonkonstruktion 1 an.

[0012] Der in das anzubringende Betonteil 2 hineinragende Teil der Zugstange 3 ist von einem Hüllrohr 8 umgeben, das sich mit einem Abstützflansch 9 an der dem Verankerungselement 7 gegenüberliegenden Seite der Betonkonstruktion 1 abstützt. Am anderen Ende des Hüllrohres 8 ist dieses mit einem Ringflansch 10 versehen, der im Abstand von der Kopfplatte 4 der Zugstange 3 liegt und damit einen Raum 11 innerhalb des Betonteils 2 bildet, der durch eine verformbare Abdeckung 12 abgeschlossen ist. In diesem Raum 11 ist ein Federelement 13 angeordnet, das in Fig. 1 als Wendelfeder dargestellt ist und sich mit einem Ende an der Kopfplatte 4 und mit dem anderen Ende an dem Ringflansch 10 abstützt.

[0013] Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wurde das Konstruktionselement bei der Herstellung des anzubringenden Betonteils 2 mit der Kopfplatte 4 der Zugstange 3, dem Hüllrohr 8 und dem durch die Abdeckung 12 gegen Eindringen von Beton geschützten Federelement 13 in das Betonteil 2 eingegossen. Der Raum 11 kann hierbei zum Schutz des Federelementes 13 gegen Korrosion mit einem korrosionsschützenden Material, vorzugsweise Fett gefüllt sein. Zum Anbringen des Betonteils 2 an der bestehenden Betonkonstruktion 1 wird diese an den vorgegebenen Stellen mit Durchgangsbohrungen für die Zugstangen 3 der verteilt im Betonteil 2 angeordneten Konstruktionselemente versehen. Nach dem Ansetzen des Betonteiles 2 an die Betonkonstruktion 1 ragen die Zugstangen 3 mit ihrem mit Gewinde 5 versehenen Enden durch die Betonkonstruktion 1 hindurch. Nach dem Aufsetzen von Verankerungselementen 7 werden die Muttern 6 aufgeschraubt.

[0014] Durch Aufbringen eines vorgegebenen Drehmomentes beim Anziehen der Muttern 6 wird eine definierte Vorspannkraft erzeugt, die zum größten Teil durch das Federelement 13 gespeichert wird. Da durch die Anordnung des Federelements 13 die bei Aufbringen der Vorspannkraft auftretende Verlagerung der Zugstange 3 groß ist, lassen sich im Bereich der Muttern 6 eindeutige Verformungen messen, die in Kenntnis der in Fig. 2 beispielsweise angegebenen Federkennlinie eine exakte Aussage über die aufgebrachte Vorspannkraft ermöglichen. Diese Vorspannkraft wird auch durch rheologische und thermische Einflüsse nur äußert geringfügig reduziert, weil die Vorspannkraft nicht nur in der Zugstange 3, sondern zu einem wesentlichen Teil im Federelement 13 gespeichert ist.

[0015] Da das Federelement 13, das zur Bildung der jeweils erforderlichen Federkennlinie vorzugsweise aus Tellerfedern bestehen kann, geschützt im Betonteil 2 untergebracht ist, ergibt sich ein guter Korrosions- und Brandschutz. Das nachträglich an der Beton - konstruktion 1 angebrachte Betonteil 2 kann somit nicht nur durch statische Kräfte in den drei Koordinatenrichtungen, sondern auch mit Biegemomenten oder dynamischen Beanspruchungen belastet werden.

B e z u g s z e i c h e n l i s t e

[0016] 

1 Betonkonstruktion

2 Betonteil

3 Zugstange

4 Kopfplatte

5 Gewinde

6 Mutter

7 Verankerungselement

8 Hüllrohr

9 Abstützflansch

10 Ringflansch

11 Raum

12 Abdeckung

13 Federelement

Ansprüche

1. Konstruktionselement zur Verbindung von Stahlbetonteilen, insbesondere zur nachträglichen Anbringung von Anbauteilen an bestehende Betonkonstruktionen, mit einer zumindest das eine Betonteil durchdringenden und am anderen Betonteil festlegbaren Zustange, die an ihrem einen Ende mit einem Gewinde für eine zum Aufbringen einer Vorspannkraft dienende Mutter versehen ist,
dadurch gekennzeichnet ,
daß das andere Ende der Zugstange (3) mit einer Kopfplatte (4) versehen ist, an der sich ein Federelement (13) abstützt, das seinerseits an einem Ringflansch (10) eines die Zugstange (3) im Bereich des anderen Betonteils (2) umgebenden Hüllrohres (8) abgestützt ist.

2. Konstruktionselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (8) am anderen Ende mit einem Abstützflansch (9) zur Anlage an dem einen Betonteil (1) versehen ist.

3. Konstruktionselement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (8) mit dem Abstützflansch (9) und dem Ringflansch (10), die Kopfplatte (4) der Zugstange (3) und das zwischen Kopfplatte (4) und Ringflansch (10) angeordnete Federelement (13) innerhalb des anzubringenden Betonteils (2) angeordnet sind.

4. Konstruktionselement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der Kopfplatte (4) und der Zugstange (3) und dem Ringflansch (10) des Hüllrohres (8) gebildete Raum (11) für das Federelement (13) durch eine verformbare Abdeckung (12) abgeschlossen ist.

5. Konstruktionselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der das Federelement (13) aufnehmende Raum (11) mit einem korrosionsschützenden Material gefüllt ist.

6. Konstruktionselement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (13) durch mindestens eine Tellerfeder gebildet ist.

Zeichnung