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(11) | EP 0 566 539 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Bewehrung für ein Mauerwerk |
| (57) Bei einer Bewehrung für ein Mauerwerk aus einer Mehrzahl von übereinander gemauerten
Mauersteinen (2 ;2a,..,2d), zwischen denen mit Mörtel gefüllte Fugen (3) vorhanden
sind, und welche Bewehrung wenigstens ein Bewehrungselement (1) umfasst, das zumindest
teilweise in einer der Fugen (3) angeordnet und in den Mörtel eingebettet ist, wird
zur Vereinfachung des Einsatzes und zur Verbesserung der Standfestigkeit wenigstens
ein elastisch biegsames Längselement (4) in Form eines Fadens und/oder dünnen Stabes
vorgesehen, das aus einem betonverträglichen, zugfesten und nichtmetallischen Material
besteht. |
TECHNISCHES GEBIET
[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Hochbaus. Sie betrifft eine Bewehrung für ein Mauerwerk aus einer Mehrzahl von übereinander gemauerten Mauersteinen, zwischen denen mit Mörtel gefüllte Fugen vorhanden sind, welche Bewehrung wenigstens ein Bewehrungselement umfasst, welches zumindest teilweise in einer der Fugen angeordnet und in den Mörtel eingebettet ist.
[0002] Eine solche Bewehrung ist zum Beispiel als metallischer Lochbandanker für zwei stumpf aneinanderstossende Mauerwerkswände (Stumpfstosstechnik) oder als metallischer Bewehrungsträger in Form eines Drahtgeflechts aus dem Stand der Technik bekannt.
STAND DER TECHNIK
[0003] Bewehrungen für ein Mauerwerk haben im wesentlichen zwei Aufgaben: Zum Einen können die Bewehrungselemente bei einer Mauerwerkswand in Mauerlängsrichtung in den Mörtel der horizontalen Fugen eingebettet werden und erhöhen so die Bruchfestigkeit des Mauerwerks, so dass die derart bewehrten Mauerwerkswände bei gleicher Festigkeit dünner ausgeführt werden können.
[0004] Zum Anderen können sie als Maueranschlussanker dazu dienen, zwei unverzahnte, rechtwinklig stumpf aneinanderstossende Mauerwerkswände miteinander fest zu verbinden. Bei dieser Anwendung werden die Maueranker beim Aufmauern der einen Wand an der Anschlussstelle so in die dafür vorgesehenen Fugen eingelegt, dass sie seitlich teilweise aus der Mauer herausragen und mit dem herausragenden Teil in die entsprechende Fuge der anzuschliessenden Wand eingebettet werden können.
[0005] In beiden Fällen werden im Stand der Technik metallische Bewehrungselemente verwendet, die z.B. aus einem verzinkten Eisenlochband oder aus verzinkten oder kunststoffummantelten Eisen- oder aber Edelstahldrähten bestehen. Durch die Verwendung von metallischen Werkstoffen ergeben sich jedoch verschiedene Probleme: Es ist generell nicht auszuschliessen, dass die Werkstoffe in der Fuge korrodieren und ein Nachlassen der Bewehrung verursachen. Weiterhin können die metallischen Bewehrungselemente zwar auf der Baustelle gebogen werden; bei längeren Elementen ist es jedoch schwierig, ein einmal verbogenes Element in die für eine Fuge wünschenwerte ebene Form zurückzubiegen. Beim Einsatz als Anschlussanker schliesslich stellen starr herausstehende Anker eine erhebliche Verletzungsgefahr dar; oder die Anker werden mit Scharnieren klappbar ausgeführt, wobei die Scharniere aber eine für die Festigkeit nachteilige Schwachstelle bilden.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[0006] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mauerbewehrung zu schaffen, welche auf der Baustelle einfach zu handhaben, sicher einsetzbar, wirkungsvoll und dauerhaft ist.
[0007] Die Aufgabe wird bei einer Bewehrung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
(a) das Bewehrungselement wenigstens ein elastisch biegsames Längselement in Form eines Fadens und/oder dünnen Stabes aufweist; und
(b) das wenigstens eine Längselement aus einem betonverträglichen, zugfesten und nichtmetallischen Material besteht.
[0008] Der Kern der Erfindung besteht darin, als Bewehrungselement Längselemente aus einem flexiblen, hochfesten nichtmetallischen Material zu verwenden, welches gleichzeitig betonverträglich, d.h. insbesondere auch alkalibeständig ist.
[0009] Als Material für die Längselemente, aber auch für die anderen in der Bewehrung eingesetzten Elemente, kommen vorzugsweise Kohlefasern oder aromatische Polyamide in Betracht, wie sie z.B unter dem Handelsnamen "Aramid", "Twaron" oder "Kevlar" bekannt sind.
[0010] Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass innerhalb des Bewehrungselementes
(a) eine Mehrzahl von parallel in einer Elementebene verlaufenden Längselementen vorgesehen sind;
(b) zur Fixierung der Lage der Längselemente eine Mehrzahl von quer zu den Längselementen und untereinander parallel in der Elementebene verlaufenden Querelementen in Form von Fäden und/oder dünnen Stäben vorgesehen sind;
(c) die Querelemente ebenfalls als Material Kohlefasern oder aromatische Polyamide enthalten; und
(d) die Längselemente und Querelemente miteinander fest, vorzugsweise in Form eines Gewebes, verbunden sind.
[0011] Hierdurch ergibt sich ein in sich formstabiles, zugfestes Bewehrungselement, welches sich zugleich leicht den äusseren Gegebenheiten anpassen lässt und mit dem Mörtel der Fuge eine innige Verbindung eingeht.
[0012] In einer Weiterentwicklung dieser Ausführungsform weist das Bewehrungselement in der Elementebene verteilt eine Mehrzahl von Abstandshaltern auf, welche, zu mindestens einer Seite aus der Elementebene herausragen und das Bewehrungselement zumindest einseitig in einem vorbestimmten Abstand zu den Mauersteinen halten, whelche an die jeweilige Fuge angrenzen.
[0013] Eine zweite bevorzugte Ausführungsform, bei welcher das Bewehrungselement als Anschlussanker für zwei unverzahnte, stumpf aufeinanderstossende Mauerwerkswände dient, ist dadurch gekennzeichnet, dass
(a) wenigsten zwei elastisch biegsame Ankerstäbe vorgesehen sind;
(b) als Material für die Ankerstäbe Kohlefasern oder aromatische Polyamide verwendet werden; und
(c) die Ankerstäbe im wesentlichen parallel und zuraufnahme von Scherkräften beim Uebergang von einer Mauerwerkswand zur anderen Mauerwerkswand zumindest teilweise über Kreuz verlaulen.
[0014] Diese Art des Mauerankers ist ohne spezielles Scharnier im unverbundenen Zustand flexibel und verringert dadurch massgeblich die Verletzungsgefahr.
[0015] Eine dritte bevorzugte Ausführungsform, bei welcher das Bewehrungselement als Anschlussanker für zwei parallel verlaufende Mauerwerkswände dient, ist dadurch gekennzeichnet, dass
(a) Längselemente und Querelemente zu einem Gewebe verbunden sind, welches mit den Längselementen parallel zu den Mauerwerkswänden verläuft und entsprechende Fugen beider Mauerwerkswände verbindet; und
(b) in das Gewebe wenigstens ein elastisch biegsamer Ankerstab zur Aufnahme einer Druckbelastung eingearbeitet ist, welcher zwischen den entsprechenden Fugen beider Mauerwerkswände verläuft; und
(c) als Material für den Ankerstab Kohlefasern oder aromatische Polyamide verwendet werden. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
[0016] Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1a-c in der Seitenansicht verschiedene Ausführungsbeispiele für eine gewebeartige Mauerbewehrung mit Abstandshaltern zur Verbesserung der Einbettung in den Mörtel;
Fig. 1d im Detail den Aufbau eines druckknopfartigen Abstandshalters gemäss Fig. 1c;
Fig. 2a-c die verschiedenen Mauerbewehrungen gemäss Fig. 1a-c in der Draufsicht;
Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Maueranker nach der Erfindung mit einer Kombination aus Gewebe und Ankerstäben;
Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Maueranker nach der Erfindung mit speziell geformten Ankerstäben;
Fig. 5 ein Ausführungbeispiel eines Mauerankers nach der Erfindung für zwei parallel verlaufende Mauerwerkswände mit einer Kombination aus Gewebe und Ankerstab; und
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel für einen mit einem gewebeartigen Bewehrungselement versehenen Mauerstein.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
[0017] Zunächst soll unter Einbeziehung der Fig.1a-d und 2a-c ein Ausführungsbeispiel für eine Bewehrung nach der Erfindung erläutert werden, die für eine erhöhte Bruchfestigkeit innerhalb einer einzelnen Mauerwerkswand dient.
[0018] In Fig. 1a sind in der Seitenansicht zwei aufeinanderliegende Mauersteine 2a und 2b einer Mauerwerkswand gezeigt, die zwischen sich eine horizontale Fuge 3 bilden. Die Fuge 3 nimmt ein flächiges Bewehrungselement 1 auf, das in den (hier nicht dargestellten) Mörtel der Fuge 3 eingebettet wird und über mehrere horizontal benachbarte Steine reicht.
[0019] Das Bewehrungselement 1 besteht vorzugsweise aus mehreren parallel in einer Elementebene verlaufenden Längselementen 4 (siehe auch Fig. 2a) in Form von Fäden und/oder dünnen, elastisch biegsamen Stäben, die vorzugsweise aus Kohlenstofffasern oder aromatischen Polyamiden (insbesondere in Faserform) hergestellt sind. Die Längselemente nehmen im wesentlichen eine auf der Mauerwerkswand liegende Zugbelastung in Längsrichtung auf.
[0020] Quer zu den Längselementen 4 ist zur Fixierung der Längselemente eine Vielzahl von ebenfalls parallel zueinander und in der Elementebene verlaufenden Querelementen 5 angeordnet und mit den Längselementen fest verbunden. Die Verbindung wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass Längs- und Querelemente nach Art eines Gewebes 13 miteinander verknüpft sind.
[0021] Um eine vollständige Einbettung des Bewehrungselementes 1 in den Fugenmörtel und damit die maximale Zugfestigkeit der Mauer zu erreichen, sind über die Elementebene verteilt im Bewehrungselement 1 Abstandshalter 6 vorgesehen, die dafür sorgen, dass gerade die für die Festigkeit massgeblichen Längselemente 4 genügend Abstand von beiden Mauersteinen 2a und 2b haben, um allseitig ausreichend vom Mörtel umschlossen zu werden.
[0022] Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1a bzw. Fig. 2a werden die Abstandshalter 6 dadurch gebildet, dass die Querelemente 5 (z.B. durch einen Verformungsprozess) in der gezeigten Weise zickzackartig verformt werden. Hierdurch ergibt sich ein besonders einfach herzustellendes Bewehrungselement 1 mit integrierten Abstandshaltern, was zudem in nahezu beliebiger Länge für den Transport aufgerollt werden kann.
[0023] Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 b bzw. 2b werden dem Gewebe 13 bzw. dem Gitter aus Längs- und Querelementen von beiden Seiten Verdickungen angeformt, die rund, quadratisch, länglich oder von einer anderen Form sein und in Längsrichtung, schräg oder quer verlaufen können. Die Verdickungen können dabei aus einem betonverträglichen Kunststoff hergestellt sein.
[0024] Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1c bzw. 2c bestehen die Abstandshalter 6 - wie in Fig. 1d im Detail dargestellt - jeweils aus einem Oberteil 7a und einem Unterteil 7b, die mittels einer an einem Teil (7a oder 7b) angeformten Einrastnase nach Art eines Druckknopfes von beiden Seiten durch eine Masche des aus den Längselementen 4 und Querelementen 5 gebildeten Gitters gesteckt und einrastend miteinander verbunden sind. Der Vorteil dieser Abstandshalter besteht darin, dass sie getrennt gefertigt und besonders einfach maschinell am Bewehrungselement 1 angebracht werden können.
[0025] In den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen könnten die Abstandshalter 6 auch so ausgebildet sein, dass sie im wesentlichen nur zu einer Seite, beispielsweise nach unten zum Mauerstein 2b hin, aus der Elementebene herausragen.
[0026] In Fig. 3 und 4 sind Bewehrungselemente 1 wiedergegeben, die in der Stumpfstosstechnik die Aufgabe von Anschlussankern haben. Bei der Stumpfstosstechnik stossen zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Mauerwerkswände 11a und 11 b unverzahnt, d.h. stumpf aufeinander und sind nur durch entsprechende Anschlussanker (Bewehrungselement 1) kraftschlüssig miteinander verbunden.
[0027] Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 hat das entsprechende Bewehrungselement 1 einen Aufbau, der ein Gewebe 13 mit wenigstens zwei Ankerstäben 8a und 8b kombiniert. Das Gewebe 13 besteht wiederum aus miteinander verbundenen Längs- und Querelementen 4 bzw. 5. Die Ankerstäbe 8a und 8b sind in der Elementebene in das Gewebe 13 eingeflochten. Sie sind vorzugsweise aus Kohlenstofffasern oder aromatischen Polyamiden hergestellt und haben z.B. einen Durchmesser von 3 mm. Besonders günstig für eine feste Verbindung mit dem Fugenmörtel ist es, die Ankerstäbe 8a,b, wie auch alle anderen im Bewehrungselement verwendeten Stabformen, mit rauher Oberfläche auszuführen, um die Verzahnung zwischen Stab und Mörtel zu verbessern.
[0028] Das Bewehrungselement 1 der Fig. 3 wird mit einer ersten Teillänge so in eine Fuge der ersten Mauerwerkswand 11 a eingebettet, dass eine zweite Teillänge zunächst seitlich herausragt und dann beim Aufmauern der zweiten Mauerwerkswand 11 b in eine entsprechenden Fuge der zweiten Mauerwerkswand 11 b eingebettet werden kann. Die Ankerstäbe 8a und 8b sind dabei zur Aufnahme von Querkräften derart angeordnet, dass sie sich beim Uebergang von der einen Mauerwerkswand 11 a zur anderen Mauerwerkswand 11 b überkreuzen. Auch hier ist es vorteilhaft, die aus Fig. 1a-c bekannten Abstandshalter 6 vorzusehen, um die Einbettung in den Mörtel zu optimieren.
[0029] Das Bewehrungselement 1 der Fig. 4 kommt ohne ein Gewebe aus. In diesem Ausführungsbeispiel bilden wenigstens zwei Ankerstäbe 9a und 9b die Längselemente 4. Der eine (aussen verlaufende) Ankerstab 9a nimmt dabei die Zugund Druckkräfte auf, der andere (innen verlaufende) Ankerstab 9b überkreuzt sich beim Uebergang vom einer Mauerwerkswand 11a zur anderen Mauerwerkswand 11 b und nimmt so hauptsächlich Querkräfte auf. Beide Ankerstäbe 9a,b bilden auf der der anstossenden Mauerwerkswand 11 b zugewandten Seite eine geschlossene Schleife, so dass keine Stabenden nach aussen ragen. Innerhalb der Mauerwerkswand 11a sind die Ankerstäbe 9a,b nach aussen gebogen, um die Krafteinleitung zu verbessern. Zur Fixierung der Lage beider Ankerstäbe 9a,b werden vorzugsweise Fixierungsbügel 10a-c eingesetzt, die gleichzeitig als Abstandshalter innerhalb der Fuge dienen.
[0030] Es versteht sich von selbst, dass nicht nur die in Fig. 3 und 4 gezeigten Bewehrungselementformen für die Stumpfstosstechnik geeignet sind, sondern im Rahmen der Erfindung auch andere konfigurationen von zwei oder mehr Ankerstäben denkbar sind.
[0031] In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Bewehrung nach der Erfindung dargestellt, welches sich auf die gegenseitige Verankerung von zwei parallel verlaufenden Mauerwerkswänden 17a und 17b bezieht. Eine solche Anwendung ist z.B. dann gegeben, wenn an einer ersten Mauerwerkswand 17a aus normalen Mauersteinen 2a-d eine vorgebaute zweite Mauerwerkswand 17b aus dünnen Klinkersteinen 12a-d mit einem Wandzwischenraum 16 befestigt werden soll. Das Beispiel geht wiederum von einem aus Längs- und Querelementen 4 bzw. 5 bestehenden Gewebe 13 aus (in Fig. 5 nur in der rechten Hälfte dargestellt), in welches wenigstens ein elastisch biegsamer Ankerstab 14 wellenförmig eingeflochten ist. Die Wellenamplitude ist dabei so gewählt, dass der Ankerstab 14 abwechselnd in den Fugen der beiden Mauerwerkswände 17a und 17b eingebettet ist. Zur Fixierung des Ankerstabes 14 können hier ebenfalls als Abstandshalter wirkende Fixierungsbügel 15a-c vorgesehen werden, die entsprechende Bohrungen zum Durchführen des Ankerstabes 14 aufweisen.
[0032] Das Gewebe 13 dient zur Verankerung beider Mauerwerkswände 17a,b untereinander, aber auch zur Bewehrung der einzelnen Mauern in Längsrichtung. Wenn auf eine solche Bewehrung verzichtet werden kann, ist es auch denkbar, das Bewehrungselement 1 ohne Gewebe 13 zu verwenden.
[0033] In der Fig. 6 ist schliesslich ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem ein Mauerstein 2 bereits von vornherein, d.h. fabrikmässig, auf der einen Seite mit einem vorzugsweise gewebeförmigen Bewehrungselement fest verbunden ist. Das Gewebe 13 ragt dabei wenigstens auf einer Querseite über den Mauerstein 2 hinaus und überlappt so beim Einsetzen in ein Mauerwerk den auf derselben Ebene benachbarten Stein. Ist dieser ebenfalls mit einem solchen Gewebe 13 versehen, so ist es von Vorteil, wenn sich die Gewebe 13 beider Mauersteine gegenseitig überlappen. Wird die gebildete horizontale Fuge oberhalb der Steine dann mit Mörtel aufgefüllt, ergibt sich eine von Stein zu Stein reichende Bewehrung, welche die Bruchfestigkeit des Mauerwerks erhöht. Gerade bei grossformatigen Steinen aus Gasbeton oder dergleichen ist es zweckmässig, das Bewehrungselement direkt auf den Stein zu kleben. Es ist aber auch denkbar, das Bewehrungselement bei der Herstellung des Mauersteins 2 in den Stein mit einzubetten.
[0034] Wie bereits eingangs erwähnt, werden für das Gewebe 13, die Längselemente 4, die Querelemente 5 und die Ankerstäbe 8a,b, 9a,b und 14 vorzugsweise auf aromatischen Polyamiden basierende Materialien eingesetzt, die unter den Namen "Aramid", "Kevlar" oder "Twaron" bekannt sind. Diese Stoffe werden dann in Form dünner Fasern zu Gewebe verarbeitet oder direkt in Stabform verwendet.
[0035] Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung eine Mauerbewehrung, die leicht herzustellen, dauerhaft, einfach anzuwenden und vielseitg einsetzbar ist.
BEZEICHNUNGSLISTE
[0036]
1 Bewehrungselement
2 Mauerstein
2a,..,2d Mauerstein
3 Fuge
4 Längselement
5 Querelement
6 Abstandshalter
7a Oberteil (Abstandshalter)
7b Unterteil (Abstandshalter)
8a,b Ankerstab
9a,b Ankerstab
10a,b,c Fixierungsbügel
11a,b Mauerwerkswand
12a,..,12d Klinkerstein
13 Gewebe
14 Ankerstab
15a,b,c Fixierungsbügel
16 Wandzwischenraum
17a,b Mauerwerkswand
(a) das Bewehrungselement (1) wenigstens ein elastisch biegsames Längselement (4) in Form eines Fadens und/oder dünnen Stabes aufweist; und
(b) das wenigstens eine Längselement (4) aus einem betonverträglichen, zugfesten und nichtmetallischen Material besteht.
(a) eine Mehrzahl von parallel in einer Elementebene verlaufenden Längselementen (4) vorgesehen sind;
(b) zur Fixierung der Lage der Längselemente (4) eine Mehrzahl von quer zu den Längselementen (4) und untereinander parallel in der Elementebene verlaufenden Querelementen (5) in Form von Fäden und/oder dünnen Stäben vorgesehen sind;
(c) die Querelemente (5) ebenfalls als Material Kohlefasern oder aromatische Polyamide enthalten; und
(d) die Längselemente (4) und Querelemente (5) miteinander fest, vorzugsweise in Form eines Gewebes (13), verbunden sind.
(a) wenigsten zwei elastisch biegsame Ankerstäbe (8a,b bzw. 9a,b) vorgesehen sind;
(b) als Material für die Ankerstäbe (8a,b bzw. 9a,b) Kohlefasern oder aromatische Polyamide verwendet werden; und
(c) die Ankerstäbe (8a,b bzw. 9a,b) im wesentlichen parallel und zur Aufnahme von Scherkräften beim Uebergang von einer Mauerwerkswand (11 a) zur anderen Mauerwerkswand (11 b) zumindest teilweise über Kreuz verlaufen.
(a) eine Mehrzahl von parallel in einer Elementebene verlaufenden Längselementen (4) vorgesehen sind;
(b) zur Fixierung der Lage der Längselemente (4) eine Mehrzahl von quer zu den Längselementen (4) und untereinander parallel in der Elementebene verlaufenden Querelementen (5) in Form von Fäden und/oder dünnen Stäben vorgesehen sind;
(c) die Querelemente (5) ebenfalls als Material Kohlefasern oder aromatische Polyamide enthalten;
(d) die Längselemente (4) und Querelemente (5) miteinander in Form eines Gewebes (13) verbunden sind; und
(e) die Ankerstäbe (8a,b) in das Gewebe (13) eingeflochten sind.
(a) die Ankerstäbe (9a,b) selbst die Längselemente (4) bilden; und
(b) zur Fixierung der Lage der Ankerstäbe (9a,b) querverlaufende Fixierungsbügel (10a,b,c) vorgesehen sind.
(a) Längselemente (4) und Querelemente (5) zu einem Gewebe (13) verbunden sind, welches mit den Längselementen (4) parallel zu den Mauerwerkswänden (17a,b) verläuft und entsprechende Fugen beider Mauerwerkswände (17a,b) verbindet; und
(b) in das Gewebe (13) wenigstens ein elastisch biegsamer Ankerstab (14) zur Aufnahme einer Druckbelastung eingearbeitet ist, welcher zwischen den entsprechenden Fugen beider Mauewerkswände (17a,b) verläuft; und
(c) als Material für den Ankerstab (14) Kohlefasern oder aromatische Polyamide verwendet werden.