Betonbewehrungsstab, insbesondere Betonrippenstab

Abstract

 Um einen Betonbewehrungsstab (1), der zur Identifizierung der Stahlsorte oder Herkunft eine charakteristische Rippenan­ordnung aufweist, geeignet für eine Gewindeverbindung zu machen, werden zueinander parallele Schrägrippen (2, 3) auf beiden Umfangshälften längs einer Schraubenlinie angeordnet und außerhalb dieser Schraubenlinie liegende Rippen (4, 5) in der Höhe so weit verringert, daß durch sie das Aufschrauben des zu­gehörigen Verankerungs- bzw. Verbindungskörpers nicht be­hindert wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Betonrippenstahl gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Den Rippen eines Betonbewehrungsstabes wird neben der Auf­gabe, einen ausreichenden Verbund im Beton zu gewährleisten - ein Maß für den Verbund ist die sogenannte bezogene Rippenfläche - auch die Aufgabe zugewiesen, das Erzeugnis hinsichtlich Stahlsorte und Herkunft zu kennzeichnen.

[0003] So schreibt die Euronorm 80-85 vor, zur Kennzeichnung der Stahlsorte Fe B 400 zwei einander gegenüberliegende Reihen paralleler Schrägrippen vorzusehen, wobei die Schrägrippen auf den beiden Umfangshälften unterschiedliche Abstände aufweisen müssen. Die Stahlsorte Fe B 500 ist durch zwei Reihen von Schrägrippen zu kennzeichnen, von denen eine Reihe parallele Schrägrippen und die andere Reihe zur Stab­achse alternierend geneigte Schrägrippen aufweist. Erzeu­gerland und Herstellerwerk werden durch eine bestimmte An­zahl von normalen Schrägrippen zwischen verbreiterten Schrägrippen gekennzeichnet. Es wird somit durch unter­schiedliche charakteristische Rippenanordnungen eine Kenn­zeichnung des Betonbewehrungsstabes vorgenommen.

[0004] Durch die DE-Z Beton- und Stahlbetonbau 2/1973, Seiten 25 bis 35, sind als GEWI-Stahl bezeichnete, schraubbare Beton­bewehrungsstäbe bekanntgeworden, bei denen die Rippen längs wenigstens einer Schraubenlinie angeordnet sind und Teile eines ein- oder mehrgängigen Gewindes zum Aufschrauben ei­nes mit einem entsprechenden Gegengewinde versehenen Ver­ankerungs- bzw. Verbindungskörpers bilden. Um bei einer vorgegebenen Belastung die Gewindeverbindung, das heißt den Verankerungs- bzw. Verbindungskörper möglichst kurz halten zu können, wird angestrebt, daß der Längsschnitt des Beton­bewehrungsstabes in einer Axialebene im Bereich der Rippen einen regelmäßigen glatten wellenförmigen Verlauf zeigt (DE-OS 35 17 638). Der lichte Abstand zwischen den Rippen entspricht dann etwa der Rippenbreite.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Betonrippenstahl gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, bei dem die Rippenanordnung und Rippenform zur Identifizierung der Stahlsorte und/oder der Herkunft dient, die Rippen so anzu­ordnen und auszubilden, daß an beliebigen Schnittstellen dieses Betonbewehrungsstabes ein Verankerungs- bzw. Verbin­dungskörper aufschraubbar ist.

[0006] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Ansprüchen zu entnehmen.

[0007] Bei dem erfindungsgemäßen Betonbewehrungsstab besitzen Rip­pen, die eine außerhalb der Schraubenlinie eines eingängi­gen Gewindes bzw. der Schraubenlinien eines zwei- oder mehrgängigen Gewindes liegende Position aufweisen oder ver­breitert sind, eine so weit verringerte Rippenhöhe, daß durch sie das Aufschrauben des zugehörigen Verankerungs- bzw. Verbindungskörpers nicht behindert wird. Diese Rippen können sich damit allerdings nicht an der Tragfunktion der Gewindeverbindung beteiligen, so daß bei gleicher mechani­scher Beanspruchung die Länge des Verankerungs- bzw. Ver­bindungskörpers vergrößert werden muß.

[0008] Dies kann dadurch vermieden werden, daß die Scherfestigkeit des Betonbewehrungsstabes im Rippenbereich entsprechend vergrößert wird, so daß die Rippen, die für die Kraftüber­ tragung herangezogen werden können, eine höhere Kraft über­tragen können. Im Hinblick auf die dynamische Beanspruch­barkeit der Gewindeverbindung wird ergänzend zu der be­schriebenen Form und Anordnung der Rippen vorzugsweise ein Betonstahl verwendet, der im Rand- und Rippenbereich eine gegenüber dem Kern erhöhte Festigkeit besitzt, also zum Beispiel ein Betonstahl, wie er unter dem Handelsnamen Tempcore-Stahl (als Warenzeichen eingetragen) bekanntgewor­den ist. Solche Stähle werden dadurch hergestellt, daß sie beim Austritt aus dem letzten Walzgerüst einer Warmwalzan­lage in der Randzone durch eine Wasserkühlstrecke derart intensiv abgekühlt werden, daß es in dieser Zone zu einem Härtegefüge kommt und die gehärtete Randzone nach Austritt des Stabes aus der Wasserkühlstrecke durch den Wärmeinhalt der Kernzone angelassen wird. Sie weisen nicht nur eine ge­genüber dem Kern erhöhte Festigkeit, sondern auch einen im Vergleich zu anderen warmgewalzten Betonbewehrungsstäben erhöhten Reibwert an ihrer Oberfläche und damit im Rippen­bereich auf. Ein erhöhter Reibwert ist im Hinblick auf die Selbsthemmung der Gewindeverbindung erwünscht.

[0009] Die Erfindung wird durch zwei Ausführungsbeispiele anhand zweier Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Abschnitt eines schraubbaren Betonbeweh­rungsstabes mit einer für die Stahlsorte Fe B 400 charakteristischen Rippenanordnung,

Fig. 2 einen Abschnitt eines schraubbaren Betonbeweh­rungsstabes mit einer für die Stahlsorte Fe B 500 charakteristischen Rippenanordnung.

[0010] Der in Fig. 1 dargestellte Betonbewehrungsstab 1 weist einen kreisförmigen Kernquerschnitt sowie zwei einander ge­genüberliegende Reihen von Rippen 2 bzw. 3 auf. Diese Rip­ pen sind längs einer ersten Schraubenlinie eines eingängi­gen Gewindes angeordnet. Zwischen den Rippen 2 befinden sich Zusatzrippen 4, die längs einer gegenüber der ersten Schraubenlinie um 180° versetzten zweiten Schraubenlinie angeordnet sind, so daß auf der in Fig. 1 oben dargestell­ten Stabhäefte eine Rippenanordnung entsprechend einem zweigängigen Gewinde realisiert ist, während die Rippenan­ordnung auf der unteren Stabhälfte nur einem eingängigen Gewinde entspricht. Im dargestellten Fall weisen die Zu­satzrippen 4 eine gegenüber den Rippen 2 bzw. 3 so weit verringerte Rippenhöhe auf, daß durch sie das Aufschrauben eines zugehörigen eingängigen Verankerungs- bzw. Verbin­dungskörpers nicht behindert wird. Damit können über diese Zusatzrippen 4 auch keine Kräfte in den Verankerungs- bzw. Verbindungskörper eingetragen werden. Dies wird bei der in Fig. 1 dargestellten Rippenanordnung jedoch möglich, wenn die Rippen 4 in gleicher Höhe wie die Rippen 2 ausgebildet werden und der zugehörige Verankerungs- bzw. Verbindungs­körper ein zweigängiges Innengewinde aufweist.

[0011] Auf der unteren Stabhälfte sind einzelne gegenüber den Rip­pen 3 bzw. 2 verbreiterte Rippen 5 vorgesehen. Diese müssen eine so weit gegenüber den Rippen 3 bzw. 2 verringerte Rip­penhöhe aufweisen, daß durch sie das Aufschrauben des zuge­hörigen Verankerungs- bzw. Verbindungskörpers nicht be­hindert wird.

[0012] Selbst wenn die Zusatzrippen 4 als tragende Rippen einer zweigängigen Gewindeverbindung ausgebildet werden, ist we­gen der auf der unteren Stabhälfte fehlenden Zusatzrippen und wegen der verbreiterten Rippen 5 die Tragfähigkeit ge­genüber einer üblichen zweigängigen Gewindeverbindung der gleichen Steigung vermindert. Wenn gleich große Kräfte übertragen werden sollen, müßte deshalb die Länge des Ver­ankerungs- bzw. Verbindungskörpers erhöht werden. Dem kann dadurch entgegengewirkt werden, daß in dem für die Be­lastung der Gewindeverbindung kritischen Bereich, das heißt im Rand- und Rippenbereich des Betonbewehrungsstabes die Festigkeit erhöht wird. Vorzugsweise wird ein Stahl einge­setzt, bei dem mittels einer Abschreck- und Anlaßbehandlung aus der Walzhitze eine gegenüber dem Kern erhöhte Festig­keit im Rand- und Rippenbereich des Betonbewehrungsstabes gebildet ist.

[0013] Bei dem schraubbaren Betonbewehrungsstab nach Fig. 2 ent­spricht die Anordnung der Rippen 2 und 3 der der gleich be­zifferten Rippen des ersten Ausführungsbeispiels nach Fig. 1. Die Zusatzrippen 4 sind hier jedoch nicht längs ei­ner um 180° versetzten Schraubenlinie zur Bildung eines zweigängigen Gewindes angeordnet, sondern besitzen eine ge­genüber den Rippen 2 unterschiedliche Neigung. Die obere Stabhälfte von Fig. 2 weist in der Draufsicht eine Rippen­reihe aus zur Stabachse alternierend geneigten Schrägrippen 2 und 4 auf. Damit müssen die Zusatzrippen 4 eine gegen­über den Rippen 2 so weit verringerte Rippenhöhe aufweisen, daß durch sie das Aufschrauben des zugehörigen Veranke­rungs- bzw. Verbindungskörpers nicht behindert wird. Der in Fig. 2 dargestellte Durchmesser D der zylindrischen Umhül­lenden der Zusatzrippen 4 muß kleiner sein als der Innen­durchmesser des Gewindes des auf den Betonbewehrungsstab aufzuschraubenden Verankerungs- bzw. Verindungs-körpers.

[0014] Auch bei diesem Stab ist es vorteilhaft, wenn die Festig­keit im Rand- und Rippenbereich des Betonbewehrungsstabes erhöht ist, da hier durch den Platzbedarf für die Zusatz­rippen 4 die für die Gewindeverbindung heranziehbaren Rip­pen 2 und 3 verhältnismäßig schmal ausgebildet sein müssen bzw. die Steigung der Schraubenlinie, längs deren diese Rippen angeordnet sind, verhältnismäßig steil sin muß. Da­mit wird aber auch die für das Tragverhalten der Gewinde­ verbindung maßgebende Scherfläche pro Längeneinheit ver­hältnismäßig klein.

[0015] Durch die Zusatzrippen 4 oder auch in anderer Weise ausge­bildete Vorsprünge wird bei beiden Ausführungsbeispielen der Verbund erhöht. Wenn die Zusatzrippen 4 eine wesentlich geringere Höhe als die Rippen 2 bzw. 3 aufweisen, wird ein besonders weicher Verbund erzielt. Gegebenenfalls können zwischen den Rippen 2 bzw. 3 weitere Zusatzrippen 4 von entsprechend geringer Höhe vorgesehen sein. Desgleichen können in dem Betonbewehrungsstab auch Einschnitte bzw. Einprägungen 6 vorgesehen werden, um die Verbundwirkung des Stabes im Beton zu verbessern und gleichzeitig weitere Kennzeichnungsmittel verfügbar zu haben.

[0016] Im Hinblick auf eine ausreichende bezogene Rippenfläche ist es vorteilhaft, wenn sich die Rippen in voller Höhe jeweils nahezu über den halben Stabumfang erstrecken.

Ansprüche

1. Betonbewehrungsstab (1), insbesondere Betonrip­penstab mit kreisförmigem oder nahezu kreisförmigen Kern­querschnitt und zwei einander gegenüberliegenden Reihen von Rippen (2, 3, 4, 5), die zur Identifizierung der Stahlsorte und/oder der Herkunft eine charakteristische Rippenanord­nung und/oder einzelne verbreiterte Rippen (5) aufweisen, wobei wenigstens eine Rippenreihe zueinander parallele Schrägrippen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zueinan­der parallele Schrägrippen (2, 3) auf beiden Umfangshälften längs wenigstens einer Schraubenlinie angeordnet sind und Teile eines ein- oder zweigängigen Gewindes zum Aufschrau­ben eines mit einem entsprechenden Gegengewinde versehenen Verankerungs- bzw. Verbindungskörpers bilden und Rippen (4 bzw. 5), die eine außerhalb der betreffenden Schraubenlinie liegende Position aufweisen oder verbreitert sind, eine so weit verringerte Rippenhöhe besitzen, daß durch sie das Aufschrauben des zugehörigen Verankerungs- bzw. Verbin­dungskörpers nicht behindert wird.

2. Betonbewehrungsstab nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Rippen (2, 4) der einen Rippenreihe längs zweier um 180° gegeneinander versetzter Schraubenli­nien eines zweigängigen Gewindes und die Rippen (3) der ge­genüberliegenden anderen Rippenreihe nur längs einer der beiden Schraubenlinien angeordnet sind.

3. Betonbewehrungsstab nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Rippen (2, 3) beider Rippenreihen längs einer Schraubenlinie angeordnet sind und durch Anord­nung von zueinander parallelen Zusatzrippen (4) mit verrin­gerter Rippenhöhe und anderer Neigung eine Rippenreihe aus zur Stabachse alternierend geneigten Schrägrippen (2, 4) gebildet ist.

4. Betonbewehrungsstab nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rippen we­nigstens einer Rippenreihe Einschnitte oder Einprägungen (6) vorhanden sind.

5. Betonbewehrungsstab nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rippen (2, 3, 4, 5) in voller Höhe jeweils nahezu über den halben Stabumfang erstrecken.

6. Betonbewehrungsstab nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er im Rand- und Rippen-be­reich eine gegenüber dem Kern erhöhte Festigkeit besitzt.

7. Betonbewehrungsstab nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Gewindever-bin­dung ausnutzbaren Rippen (2, 3) eine im Querschnitt tra­pezförmige Rippenform aufweisen, die mit den Definitionen
b = Fußbreite der Rippe
d_s = Nenndurchmesser des Betonstahls
h = Rippenhöhe
ß = Neigungswinkel der Rippenflanke in Altgrad den folgenden Bedingungen genügt
40° < ß < 60°
0,04 ≦ h/d_s ≦ 0,06
1,5 ≦ b/h ≦ 3,3

8. Betonbewehrungsstab nach Anspruch 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß 2,0 ≦ b/h ≦ 3,0.

9. Verfahren zum Herstellen eines Betonbewehrungs­stabes nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß er nach Verlassen des letzten Walzgerüstes einer Warmwalzanlage in der Randzone durch eine Wasserkühl­strecke derart intensiv abgekühlt wird, daß es in dieser Zone zu einer Martensit- und/oder Bainit-Bildung kommt und nach Austritt des Stabes aus der Wasserkühlstrecke die ge­härtete Randzone durch den Wärmeinhalt der Kernzone ange­lassen wird.

Zeichnung