ANORDNUNG UND VERFAHREN ZUM NACHTRÄGLICHEN VERSTÄRKEN EINES BAUTEILS MIT MINDESTENS EINEM DISKONTINUITÄTSBEREICH

Abstract

 Eine Anordnung umfasst ein mindestens einen Diskontinuitätsbereich (5) aufweisendes Bauteil (1) und mindestens ein Verstärkungselement (9), das zumindest abschnittsweise innerhalb eines Bohrlochs (6) in dem mindestens einen Diskontinuitätsbereich (5) angeordnet und jeweils endseitig verankert ist.

Beschreibung

[0001] Der Inhalt der deutschen Patentanmeldung DE 10 2022 206 617.0 wird durch Bezugnahme hierin aufgenommen.

[0002] Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum nachträglichen Verstärken eines Bauteils mit mindestens einem Diskontinuitätsbereich.

[0003] DE 10 2019 217 313 A1 offenbart eine Verstärkungsvorrichtung für ein Bestandsbauwerk, wobei an einer Außenfläche des Bestandsbauwerks eine Verstärkungslage anbringbar und mittels eines Verankerungselements an dem Bestandsbauwerk verankerbar ist.

[0004] EP 2 715 013 B1 offenbart eine Durchstanzsicherung bzw. eine nachträgliche Querkraftverstärkung.

[0005] Für die statische Auslegung, also insbesondere die Bemessung und die Konstruktion, von kontinuierlichen Bauteilen gelten Bemessungsregeln, insbesondere erforderliche Biegekraftnachweise und/oder Querkraftnachweise, die auf der Annahme beruhen, dass die Querschnitte in einem Bauteil eben bleiben. Diese Bemessungsregeln sind für Bauteile mit Diskontinuitätsbereichen nicht anwendbar. Diskontinuitätsbereiche sind beispielsweise Rahmenecken, Konsolen und/oder ausgeklinkte Auflager. Ein Diskontinuitätsbereich wird insbesondere durch sprunghafte Querschnittsveränderungen gebildet. Die statische Auslegung eines derartigen Diskontinuitätsbereiches ist insbesondere mit Blick auf die Lebensdauerbewertung oder Lebensdauerberechnung des Bauteils essentiell.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die statische Auslegung von Bauteilen mit einem Diskontinuitätsbereich zu vereinfachen, insbesondere die Lebensdauerbestimmung für das Bauteil zu verbessern und insbesondere das Bauteil mit einer erhöhten Lebensdauer zuverlässig ausführen zu können.

[0007] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst, durch eine Anordnung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Verfahren mit den im Anspruch 14 angegebenen Merkmalen.

[0008] Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein Diskontinuitätsbereich in einem Bauteil vorteilhaft mit einem sogenannten Stabwerksmodell abgebildet werden kann, das Grundlage für die Auslegung, insbesondere für eine statische Bemessung bilden kann. Dadurch ist es möglich, das Tragverhalten des Diskontinuitätsbereichs in Form eines Fachwerks zu modellieren. Das Fachwerk umfasst Zugstreben und Druckstreben. Es wurde gefunden, dass mit einem derartigen Stabwerksmodell ein reales Bauteil, das insbesondere als Verbundbauteil und insbesondere als Bestandsbauwerk aus Stahlbeton ausgeführt ist, vorteilhaft modelliert werden kann. Druckstreben können von einem Grundmaterial des Bauteils, insbesondere Beton, abgebildet werden. Zugstreben können durch separate Verstärkungselemente abgebildet werden. Ein derartiges Verstärkungselement ist insbesondere Bewehrungselement und insbesondere eine Bewehrungsstange, die auch als Bewehrungsstahl, Betonstahl oder Armierungseisen bezeichnet wird. Das mindestens eine Verstärkungselement ist insbesondere ein Zug-/Druckelement. Das Stabwerksmodell ermöglicht es, Zugstreben zu identifizieren, die insbesondere in einem Bestandstragwerk keine ausreichende Festigkeit aufweisen und/oder geschädigt sind. Derart identifizierte Zugstreben können gezielt ersetzt oder durch neue Zugstreben ergänzt werden, um die Tragfähigkeit und die Gebrauchstauglichkeit des Diskontinuitätsbereichs wiederherzustellen und/oder zu steigern. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Überbeanspruchungen der Druckstreben, insbesondere der Betonstreben, erkannt und beseitigt werden können. Verstärkungselemente können zur gezielten Verstärkung der Druckstreben, insbesondere nachträglich, eingebracht werden.

[0009] Das Verstärkungselement kann ursprünglich in dem Bauteil als Bewehrungselement vorhanden sein, insbesondere in dem Grundmaterial, insbesondere Beton, eingegossen. Das Verstärkungselement kann zusätzlich oder alternativ nachträglich in das Grundmaterial, also in den Beton, eingebracht worden sein, insbesondere in ein Bohrloch, das zumindest teilweise innerhalb des Diskontinuitätsbereichs angeordnet ist. Der Diskontinuitätsbereich ist insbesondere beidseitig einer sprunghaften Querschnittsveränderung ausgebildet. Das Verstärkungselement ist insbesondere jeweils endseitig verankert. Wenn das Verstärkungselement initial in dem Grundmaterial eingebettet worden ist, ist es per se endseitig verankert.

[0010] Erfindungsgemäß ist die nachträgliche Verstärkung eines Bauteils mit Diskontinuitätsbereich besonders vorteilhaft, wenn das Bauteil ein Bestandsbauwerk aus Beton und insbesondere aus Stahlbeton ist. Das Bauteil kann aber auch aus anderen Materialien hergestellt sein, insbesondere aus Stein, Mauerwerk, Holz und/oder Kunststoff.

[0011] Es wurde gefunden, dass mit einem nachträglich eingebrachten Verstärkungselement der Diskontinuitätsbereich und damit das Bauteil insgesamt stabilisiert, also verstärkt werden kann. Die Lebensdauer eines derartigen Bauteils ist erhöht. Ein Austausch und/oder eine Neuherstellung eines derartigen Bauteils kann hinausgezögert und insbesondere verhindert werden. Ein derartiges Verfahren ist kosteneffizient und nachhaltig, also ökonomisch und ökologisch sinnvoll.

[0012] Das Verstärkungselement ist insbesondere stabförmig oder stangenförmig ausgeführt und weist insbesondere eine lineare Längsachse auf. An den beiden gegenüberliegenden Stirnseiten ist vorteilhaft eine Verankerung in dem Bauteil möglich. Die Anbringung und Verankerung des Verstärkungselements in dem Bauteil ist unkompliziert und effizient möglich. Die Verstärkung des Bauteils ist unaufwändig.

[0013] Eine Ausführung des Verstärkungselements gemäß Anspruch 2 ist insbesondere für die Anwendung in einem Betonbauteil vorteilhaft. Das Verstärkungselement ist insbesondere als standardisiertes Massenprodukt kosteneffizient, mit definierter Geometrie und genormter Festigkeit verfügbar. Ein derartiges Verstärkungselement ist robust und weist eine hohe Zuverlässigkeit auf. Das Verstärkungselement ermöglicht eine zuverlässige und nachvollziehbare Verstärkung des Bauteils. Ein derart verstärktes Bauteil weist eine vorhersagbare Festigkeit und Stabilität auf.

[0014] Eine Anordnung gemäß Anspruch 3 vereinfacht die Verankerung in dem Bohrloch.

[0015] Eine Ausgestaltung des Verstärkungselements gemäß Anspruch 4 ermöglicht die unmittelbare Verankerung im Bohrloch.

[0016] Eine Anordnung gemäß Anspruch 5 ermöglicht eine flexible Verankerung des Verstärkungselements mittels eines Koppelelements.

[0017] Eine Anordnung gemäß Anspruch 6 ermöglicht eine innenliegend angeordnete und geschützte Verankerung des Verstärkungselements in dem Bauteil.

[0018] Eine Anordnung gemäß Anspruch 7 ermöglicht eine flexible Verstärkung des Bauteils. Eine Anordnung des zweiten Verankerungselements vollständig innerhalb des Bohrlochs ermöglicht eine geschützte und insbesondere optisch ansprechend, weil versteckte Anordnung.

[0019] Eine außenliegende Verankerung des zweiten Verankerungselements, insbesondere derart, dass es an einer das Bohrloch angrenzenden Oberfläche des Bauteils abgestützt ist, vereinfacht die Zugänglichkeit und die Montage des zweiten Verankerungselements. Insbesondere ist eine nachträgliche Lösbarkeit des Verstärkungselements mit einer außenliegenden Verankerung vereinfacht. Eine Abstützung des zweiten Verankerungselements an der Oberfläche kann insbesondere mittels eines Koppelelements erfolgen, das mechanisch mit dem Verstärkungselement koppelbar ist. Das Koppelelement ist beispielsweise eine Schraubmutter, die auf das Verstärkungselement aufschraubbar ist. In diesem Fall weist das zweite Verankerungselement insbesondere ein Koppelgewinde, insbesondere ein metrisches Außengewinde oder ein Außengrobgewinde auf.

[0020] Eine Anordnung gemäß Anspruch 8 ermöglicht eine verbesserte, insbesondere erhöhte, Tragwirkung der verstärkten Anordnung. Eine Oberflächenbewehrung ist insbesondere flächenhaft an der Oberfläche des Bauteils angeordnet und daran befestigt, insbesondere eingebettet. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Oberflächenbewehrung in Form von Textilbeton erwiesen. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Oberflächenbewehrung mechanisch mit dem Verstärkungselement gekoppelt ist. Die Festigkeit ist dadurch zusätzlich erhöht. Die Oberflächenbewehrung ist insgesamt mittels des Verstärkungselements am Bauteil befestigt. Zusätzlich oder alternativ kann Textilbeton als Teil einer Verbundlage integriert am Bauteil ausgeführt sein. Eine separate Befestigung mittels des Verstärkungselements kann entbehrlich sein. Als Oberflächenbewehrung kann auch ein plattenartiges Element, insbesondere eine Metallplatte, insbesondere eine Stahlplatte dienen. Insbesondere können mehrere flächenartige Elemente miteinander verbunden sein, beispielsweise zu einem Winkel-Profilelement und/oder zu einem den ursprünglichen Querschnitt umschließenden Element. Die Oberflächenbewehrung kann formstabil oder biegeschlaff ausgeführt sein.

[0021] Eine Anordnung gemäß Anspruch 9 weist eine zusätzlich erhöhte Festigkeit auf, insbesondere in einem Eckenbereich des Bauteils. Insbesondere in einem konkaven Bereich des Bauteils ist mittels eines Umlenkelements die zielgerichtete Umlenkung der Oberflächenbewehrung an der Oberfläche des Bauteils sichergestellt. Zudem ist die zuverlässige, insbesondere flächenhafte, Anlage der Oberflächenbewehrung an der Oberfläche des Bauteils gewährleistet. Unerwünschte Zwischenräume zwischen der Oberflächenbewehrung und der Oberfläche des Bauteils können reduziert und insbesondere verhindert werden.

[0022] Eine Anordnung gemäß Anspruch 10 ermöglicht eine stabile, also mechanisch robuste, und unaufwändig herstellbare außenliegende Verstärkung. Das mindestens eine Verstärkungselement ist an einer Halteplatte befestigt und insbesondere daran angeschweißt. Die Halteplatte wird an der Oberfläche des Bauteils befestigt

[0023] Eine Anordnung gemäß Anspruch 11 ermöglicht eine verbesserte Aufnahme von Torsionsbeanspruchungen, die insbesondere bezüglich einer Bauteil-Längsachse des mindestens einen Diskontinuitätsbereichs wirken.

[0024] Eine Anordnung gemäß Anspruch 12 gewährleistet eine unkomplizierte Aufnahme der Torsionsbeanspruchungen, insbesondere ohne zusätzliche Bauteile und insbesondere ausschließlich durch geeignete Anordnung mehrerer Zusatz-Verstärkungselemente, insbesondere in Form von Betonschrauben und/oder durchgängig angeordneten Gewindestangen.

[0025] Eine Anordnung gemäß Anspruch 13 ermöglicht eine großflächige Verstärkung, die insbesondere für besonders große Bauteile vorteilhaft ist.

[0026] Ein Verfahren gemäß Anspruch 14 weist im Wesentlichen die Vorteile der Anordnung gemäß Anspruch 1 auf. Besonders vorteilhaft ist es, dass ein Verstärkungselement insbesondere nachträglich an einem bereits existierenden Bauteil angebracht und der Diskontinuitätsbereich des Bauteils und deshalb das Bauteil insgesamt mechanisch verstärkt wird.

[0027] Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Anordnung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.

[0028] Zusätzliche Merkmale, vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1

eine schematische Darstellung eines Bauteils mit Diskontinuitätsbereichen,

Fig. 2

eine vergrößerte, geschnittene Darstellung des Details II in Fig. 1,

Fig. 3

eine vergrößerte, geschnittene Darstellung des Details III in Fig. 1,

Fig. 4

eine vergrößerte, geschnittene Darstellung des Details IV in Fig. 1,

Fig. 5

eine Fig. 2 entsprechende Darstellung einer Konsolverstärkung,

Fig. 6

eine Fig. 2 entsprechende Darstellung einer weiteren Konsolverstärkung,

Fig. 7

eine Fig. 2 entsprechende Darstellung einer Verstärkung an einem ausgeklinkten Auflager,

Fig. 8

eine Fig. 7 entsprechende Darstellung mit einer alternativen Anordnung der Verstärkungselemente,

Fig. 9

eine Seitenansicht eines Bauteils mit einem Diskontinuitätsbereich in Form einer Öffnung,

Fig. 10

eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie X-X in Fig. 9,

Fig. 11

eine Fig. 2 entsprechende Darstellung einer Anordnung für wechselnde Beanspruchungen,

Fig. 12

eine Fig. 3 entsprechende Darstellung einer Knotenverstärkung mit einer Stütze einer Decke und einem Unterzug,

Fig. 13

eine vergrößerte Detaildarstellung des Details XIII in Fig. 12,

Fig. 14

eine Fig. 2 entsprechende Darstellung mit einer Oberflächenbewehrung und einem Umlenkelement,

Fig. 15

eine Fig. 3 entsprechende Darstellung mit Oberflächenbewehrungen und Umlenkelementen,

Fig. 16

eine Fig. 15 entsprechende Darstellung mit einer Oberflächenbewehrung in Form von Metallblechen,

Fig. 17

eine Fig. 16 entsprechende Darstellung mit diagonal angeordneten Verstärkungselementen,

Fig. 18

eine Fig. 3 entsprechende Schnittdarstellung mit mehreren ZusatzVerstärkungselementen, die senkrecht zu einer Bauteil-Längsachse des mindestens einen Diskontinuitätsbereichs angeordnet sind,

Fig. 19

eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie XIX-XIX in Fig. 18,

Fig. 20

eine Fig. 18 entsprechende Seitenansicht eines Bauteils mit einer außenliegenden Verstärkungslage,

Fig. 21

eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie XXI-XXI in Fig. 20.

[0029] Ein in Fig. 1 bis 4 gezeigtes Bauteil 1 umfasst ein Grundmaterial, insbesondere Beton, das insbesondere als Skelettkonstruktion ausgeführt ist. Das Bauteil 1 ist insbesondere ein Bestandsbauwerk. Das Bauteil 1 weist einen Riegel 2 auf, der auch als Riegel 2 bezeichnet wird und der insbesondere horizontal verläuft. Der Riegel 2 ist mittels mehrerer Stützen 3 an einem Untergrund abgestützt. Die Stützen 3 sind gegenüber einer Horizontalrichtung geneigt und insbesondere vertikal orientiert angeordnet. Die Stützen 3 werden auch als Vertikalträger oder als Träger 3 bezeichnet. Das Bauteil 1 ist insbesondere einteilig ausgeführt. Die Stützen 3 sind über den Querträger 2 miteinander verbunden. An ihrem jeweils dem Riegel 2 abgewandten Ende weisen die Stützen 3 ein plattenartiges Stützelement 4 auf. Die Stützelemente 4 werden auch als Stützfüße, Gründungselemente oder Fundamente bezeichnet. Mit den Stützelementen 4 liegt das Bauteil 1 am Untergrund auf. Die Kreuzungsbereiche zwischen dem Riegel 2 und den jeweiligen Stützen 3 werden als Rahmenecken bezeichnet. Diese Rahmenecken bilden jeweils einen Diskontinuitätsbereich 5 des Bauteils 1. Die Diskontinuitätsbereiche können L-, T- oder kreuzförmig ausgeführt sein.

[0030] In Fig. 2 ist ein L-förmiger Diskontinuitätsbereich 5 näher dargestellt. In dem Kreuzungsbereich aus Riegel 2 und Stütze 3 sind in das Bauteil 1 zwei Bohrlöcher 6 eingebracht. Die Bohrlöcher 6 weisen jeweils eine Längsachse 7 auf, die jeweils parallel zur Längserstreckung des Riegels 2 bzw. der Stütze 3 orientiert sind. Bezogen auf eine senkrecht zur Längsachse 7 orientierte Quererstreckung sind die Bohrlöcher 6 an dem Riegel 2 und der Stütze 3 jeweils außermittig und insbesondere in einem Außenbereich angeordnet. Ein jeweiliger Quer-Abstand A in der senkrecht zur Längsachse 7 orientierten Ebene zu der benachbarten, außenliegenden Oberfläche 8 des Riegels 2 bzw. der Stütze 3 ist insbesondere kleiner als die Hälfte der jeweiligen Dicke D, insbesondere gilt A ≤ 0,4 x D, insbesondere A ≤ 0,3 x D, insbesondere A ≤ 0,2 x D, insbesondere A ≤ 0,1 x D und insbesondere A ≤ 0,05 x D.

[0031] In den Bohrlöchern 6 ist jeweils ein Verstärkungselement 9 angeordnet und in dem Diskontinuitätsbereich 5 zweifach verankert. Das Verstärkungselement 9 ist insbesondere zur Übertragung von Zuglasten geeignet. Das Verstärkungselement 9 ist ein Zugelement. Grundsätzlich ist das Verstärkungselement 9 auch zur Übertragung von Drucklasten geeignet. Allgemein ist das Verstärkungselement 9 ein Zug-/Druckelement.

[0032] Das jeweilige Verstärkungselement 9 ist als Bewehrungselement in Form einer Bewehrungsstange ausgeführt, also insbesondere als Betonstahl mit einem Außengrobgewinde. Das Verstärkungselement 9 weist ein erstes Ende 10 und ein gegenüberliegendes zweites Ende 11 auf. An dem jeweils ersten Ende 10 weist das Verstärkungselement 9 ein erstes Verankerungselement 12 auf, das als Außenschneidgewinde ausgeführt ist. Entsprechend ist das erste Verankerungselement 12 bei beiden Verstärkungselementen 9 jeweils einteilig angeformt und integral ausgeführt.

[0033] Anstelle des einteilig am Verstärkungselement 9 ausgeführten Verankerungselements 12 in Form eines selbstschneidenden Außengewindes ist es auch möglich, ein separates Verankerungselement 12 vorzusehen, das fest oder lösbar mit dem Verstärkungselement 9 koppelbar ist. Eine lösbare Kopplung des Verankerungselements 12 mit dem Verstärkungselement 9 ist besonders vorteilhaft mit einer Koppel-Gewindeverbindung möglich, insbesondere indem das Verstärkungselement 9 ein Außengrobgewinde aufweist, auf das das Verankerungselement 12 mit einem korrespondierenden Innengewinde aufschraubbar oder mit einer entsprechenden Durchgangsbohrung aufsteckbar und mittels einer Haltemutter befestigbar ist.

[0034] Eine lösbare Kopplung eines innenliegenden Verstärkungselements wäre beispielsweise durch ein zumindest abschnittsweise hülsenartiges Element möglich. Ein derartiges Hülsenelement kann an seinem Außenumfang mit einem selbstschneidenden Außengewinde und mit einer Innenkontur derart ausgeführt sein, dass es mit dem Verstärkungselement koppelbar ist. Ein derartiges Verstärkungselement kann beispielsweise vorab in das Bohrloch 6 eingedreht und mittels des selbstschneidenden Außengewindes unmittelbar verankert werden, wobei das Verstärkungselement anschließend mit dem im Bohrloch 6 verankerten Verankerungselement 12, 13 gekoppelt wird. Alternativ ist es möglich, das Verankerungselement 12, 13 vorab mit dem Verstärkungselement 9, also außerhalb des Bohrlochs 6, lösbar oder unlösbar zu koppeln und anschließend in der gekoppelten Anordnung in das Bohrloch 6 einzudrehen und dort zu verankern.

[0035] Das Außenschneidgewinde 12 ist derart ausgeführt, dass es beim Eindrehen des Verstärkungselements 9 in das Bohrloch 6 automatisch ein Innengewinde in der Bohrlochwandung schneidet. Das Verstärkungselement 9 ist beim Eindrehen in das Bohrloch 6 automatisch und unmittelbar verankert. Das erste Verankerungselement 12 ist innenlegend angeordnet.

[0036] Das Verstärkungselement 9 ragt mit dem zweiten Ende 11 an der Oberfläche 8 aus dem jeweiligen Bohrloch 6 vor. Das zweite Ende 11 ist bezüglich des Bauteils 1 außenliegend angeordnet. An dem zweiten Ende 11 ist ein zweites Verankerungselement 13 angeordnet, das einen Koppelabschnitt aufweist. Der Koppelabschnitt ist insbesondere als Koppelgewinde, insbesondere als metrisches Gewinde ausgeführt. Vorteilhaft ist es, wenn das Verstärkungselement 9 als Gewindestange ausgeführt ist und ein metrisches Gewinde ohnehin aufweist. Die Ausbildung eines separaten Koppelabschnitts, insbesondere durch Aufwalzen eines Koppelgewindes, ist dann entbehrlich. Als Koppelgewinde kann aber auch das an dem Verstärkungselement 9 ohnehin vorhandene Außengrobgewinde dienen. Der Koppelabschnitt ist insbesondere einteilig und integral an dem Verstärkungselement 9 angeformt. Mit dem Koppelabschnitt wirkt ein, insbesondere separat ausgeführtes Koppelelement 14 zusammen, das gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Befestigungsmutter 14 ausgeführt ist. Die Befestigungsmutter 14 wird an dem zweiten Verankerungselement 13, insbesondere dem Koppelabschnitt, aufgeschraubt und daran befestigt. Mit dem Koppelelement 14 kann das Verstärkungselement 9 am zweiten Verankerungselement 13 an dem Bauteil 1, insbesondere an der Oberfläche 8 abgestützt und verankert werden. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Koppelelement 14 und der Oberfläche 8 eine Stützscheibe 15 angeordnet.

[0037] Allein aus Darstellungsgründen sind die beiden Verstärkungselemente 9 gemeinsam in Fig. 2 dargestellt. Es versteht sich, dass die Bohrlöcher 6, anders als es Fig. 2 vermuten lässt, nicht in ein und derselben Ebene angeordnet und insbesondere in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 2 beabstandet zueinander angeordnet sind.

[0038] Es können mehr als zwei Verstärkungselemente 9 in dem Diskontinuitätsbereich 5 gemäß Fig. 2 angeordnet sein, insbesondere in verschiedenen Ebenen, die einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene gemäß Fig. 2 hintereinander angeordnet sind.

[0039] Es versteht sich, dass die Verankerungselemente 12, 13 an dem Bauteil 1 entweder innenliegend und/oder außenliegend angeordnet sein können. Vorteilhaft ist es, wenn zumindest ein Verankerungselement innenliegend angeordnet ist.

[0040] Wesentlich ist, dass sich der Riegel 2 und die Stütze 3 kreuzen. Dieser Kreuzungsbereich 16 ist gepunktet gekennzeichnet. Vorteilhaft ist es, wenn sich die verschiedenen Verstärkungselemente 9 durch den Kreuzungsbereich 16 hindurch erstrecken und insbesondere beidseitig an dem Kreuzungsbereich überstehen. Wenn der Kreuzungsbereich 16 an einer Oberfläche 8 des Bauteils 1 endet, ist in diesem Bereich insbesondere eine außenliegende Verankerung angeordnet. Andernfalls kann eine innenliegende Verankerung vorteilhaft sein.

[0041] Der Diskontinuitätsbereich 5 gemäß Fig. 3 ist im Wesentlichen kreuzförmig oder plusförmig ausgeführt. Bei dem gezeigten Diskontinuitätsbereich 5 sind vier Verstärkungselemente 9 angeordnet, wobei jeweils zwei Verstärkungselemente 9 der Stütze 3 und die beiden anderen Verstärkungselemente 9 dem Riegel 2 zugeordnet sind.

[0042] Die Bohrlöcher 6 sind mit ihren Längsachsen 7 jeweils gegenüber den Längserstreckungen des Riegels 2 bzw. der Stütze 3 mit einem Neigungswinkel n angeordnet, der gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel 20° beträgt. Durch die geneigte Anordnung der Verstärkungselemente 9 gegenüber der jeweiligen Längserstreckung von Riegel 2 und Stütze 3 gelingt es, die Verstärkungselemente 9 in den Diskontinuitätsbereich 5 und insbesondere an den als Endloskomponenten ausgeführten Riegeln 2 und Stützen 3 einzubringen. Als Endloskomponente wird verstanden, dass die jeweilige Länge von Riegel 2 und Stütze 3 entlang deren Längserstreckung groß ist und insbesondere deutlich größer ist als die Länge der Verstärkungselemente 9. Insbesondere ist die Längserstreckung von Riegel 2 und/oder Stütze 3 jeweils mindestens doppelt so groß wie die Länge des darin angeordneten Verstärkungselements 9, insbesondere fünfmal so groß, insbesondere zehnmal so groß, insbesondere mindestens zwanzigmal, insbesondere mindestens fünfzigmal so groß, insbesondere mindestens einhundertmal so groß. Aufgrund der geneigten Orientierung der Bohrlöcher 6 ist ein seitlicher Zugang für die Verstärkungselemente 9 in das Bauteil 1 möglich. Die Verstärkungselemente sind bezüglich der jeweiligen Längserstreckung von Riegel 2 und Stütze 3 symmetrisch zueinander angeordnet. Die Anordnung kann auch unsymmetrisch sein.

[0043] Die Anordnung der Bohrlöcher 6 ist insbesondere derart, dass sich deren senkrechte Projektion in der Zeichenebene gemäß Fig. 3 in einem zentralen Schnittpunkt S schneiden. Der Schnittpunkt S kennzeichnet eine senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 3 orientierte Schnittlinie, die in den verschiedenen Ebenen angeordneten Verstärkungselemente 9 schneidet. Die Verstärkungselemente 9 sind sternförmig oder strahlenförmig in dem Diskontinuitätsbereich 5 angeordnet.

[0044] Sämtliche in dem Diskontinuitätsbereich 5 verwendeten Verstärkungselemente 9 sind jeweils mit zwei innenliegenden Verankerungselementen 12, 13 ausgeführt. Die Verstärkungselemente 9 können auch mit einem innenliegenden und einem außenliegenden Verankerungselement oder mit zwei außenliegenden Verankerungselementen ausgeführt sein.

[0045] Der Diskontinuitätsbereich 5 gemäß Fig. 4 ist T-förmig ausgeführt und stellt im Wesentlichen eine Kombination der Anordnung und Ausführung der Verstärkungselemente 9 gemäß Fig. 2 und 3 dar.

[0046] Die dem Riegel 2 zugeordneten Verstärkungselemente 9 sind wie in Fig. 3 geneigt angeordnet. Die beiden der Stütze 3 zugeordneten Verstärkungselemente 9 sind jeweils mit einer innenliegenden und einer außenliegenden Verankerung ausgeführt.

[0047] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bauteils beschrieben. Konstruktiv identische Bauteile enthalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten a.

[0048] Das Bauteil 1a weist einen Träger 2a mit einer daran angeformten Konsole 17 auf. Der Träger 2a wird auch als Stütze 2a bezeichnet. Die Konsole 17 ist einteilig an der Stütze 2a angeformt. Die Konsole 17 definiert den Kreuzungsbereich 16 und insbesondere auch den Diskontinuitätsbereich 5a, der sich über die Konsole 17 und den Kreuzungsbereich 16 hinaus in die Stütze 2a zumindest bereichsweise erstreckt. Der Diskontinuitätsbereich 5a ist insbesondere größer als der Kreuzungsbereich 16. Die Konsole 17 dient insbesondere dazu, eine äußere Kraft F aufzunehmen. Die äußere Kraft F bewirkt eine in Fig. 5 gestrichelt angedeutete innere Zugkraft Fz, die auf die Konsole wirkt und in einer Richtung quer und insbesondere senkrecht zur Längserstreckung der Stütze 2a orientiert ist.

[0049] Zur Verstärkung der Konsole 17 ist das Bohrloch 6 in dem Bauteil 1a derart angebracht, dass die Längsachse 7 parallel zur Wirkungslinie der Zugkraft Fz orientiert ist. Das in dem Bohrloch 6 verankerte Verstärkungselement 9 weist eine innenliegende Verankerung und eine außenliegende Verankerung auf. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die außenliegende Verankerung an der freiliegenden Oberfläche 8 der Konsole 17 angeordnet, insbesondere der Oberfläche 8, die senkrecht zur Wirkungslinie der Zugkraft Fz orientiert ist.

[0050] Alternativ kann die außenliegende Verankerung auch an der gegenüberliegenden Oberfläche 8 der Stütze 2a angeordnet sein. Es ist auch denkbar, dass das Verstärkungselement 9 mit zwei innenliegenden Verankerungen ausgeführt ist.

[0051] Entsprechend der Ausgestaltung des Diskontinuitätsbereichs 5 in Fig. 2 ist das Verstärkungselement 9 bei der Konsole 17 derart außenliegend angeordnet, dass es benachbart zu der Oberfläche angeordnet ist, an der die äußere Kraft Fz angreift.

[0052] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bauteils beschrieben. Konstruktiv identische Teile enthalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten b.

[0053] Im Unterschied zu der Konsole gemäß Fig. 5 ist das Bauteil 1b in Fig. 6 im Wesentlichen L-förmig ausgeführt. Die Stütze 2b schließt an seiner Oberseite bündig mit der Konsole 17 ab. Das Trägerelement 2b steht entlang seiner Längserstreckung nur an einer Seite, nämlich nach unten, gegenüber der Konsole 17 vor. Entsprechend ist zusätzlich ein entlang der Längsrichtung des Trägerelements 2b orientiertes, zweites Verstärkungselement in dem Trägerelement 2b angebracht, insbesondere mit einer innenliegenden und einer außenliegenden Verankerung.

[0054] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bauteils beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten c.

[0055] Das Bauteil 1c ist ein Riegel 2c mit einer Ausklinkung 18, also einer Ausnehmung. Der Querträger 2c wird auch als Träger bezeichnet. Das Bauteil 1c ist insbesondere ein Auflagerelement. Aufgrund der Ausklinkung 18 weist das Bauteil 1c einen Diskontinuitätsbereich 5c auf. Der Diskontinuitätsbereich 5c wird durch zwei entlang der Oberflächen der Ausklinkung 18 orientierten Verstärkungselemente 9 verstärkt. Die Verstärkungselemente sind bezüglich der Ausklinkung 18 außenliegend mit dem Abstand A angeordnet. Der Verstärkungselemente 9 sind jeweils mit einer inneren Verankerung und einer außenliegenden Verankerung ausgeführt. Die Verstärkungselemente 9 können auch mit ausschließlich innenliegenden Verankerungen ausgeführt sein.

[0056] Bei dem Ausführungsbeispiel 1d, das ebenfalls ein ausgeklinktes Auflager zeigt, sind die beiden Verstärkungselemente jeweils an der oberen Oberfläche 8 des Bauteils 1d angeordnet und insbesondere von der oberen Oberfläche 8 in das Bauteil 1d eingebracht. Dieses Ausführungsbeispiel ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Zugang von der Seite und/oder von unten an das Bauteil 1d nicht möglich ist. Damit eine vorteilhafte Aufnahme der Betriebslasten möglich ist, insbesondere eine Querbeanspruchung ist eines der Verstärkungselemente 9 gegenüber der Quererstreckung der Konsole geneigt angeordnet.

[0057] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 9 und 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bauteils beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten e.

[0058] Das Bauteil 1e ist als Balken oder Wandelement ausgeführt und weist eine großflächige Öffnung 19 in Form eines Durchbruchs auf. Die Öffnung 19 bewirkt in dem Bauteil 1e einen Diskontinuitätsbereich 5e, insbesondere seitlich und/oder oberhalb und unterhalb der Öffnung 19. Zur Verstärkung dieses Diskontinuitätsbereichs 5e sind an dem Bauteil 1e mehrere Verstärkungselemente 9 vorgesehen.

[0059] Eine erste Gruppe von Verstärkungselementen 9 erstreckt sich jeweils in Dickenrichtung 36 des Bauteils, also senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 9. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind an Vorderseite 20 und Rückseite 21 des Bauteils 1e jeweils vier Reihen von jeweils acht Verstärkungselementen 9 vorgesehen. Jeweils zwei Reihen sind oberhalb der Öffnung 19 und zwei Reihen unterhalb der Öffnung 19 angeordnet. Jede Reihe der Verstärkungselemente 9 ist durch einen außenliegenden Blechstreifen 22 zusammengefasst und mechanisch miteinander gekoppelt. In diesem Bereich sind die Verstärkungselemente 9 mit einer außenliegenden Verankerung ausgeführt. Das jeweils gegenüberliegende Ende der Verstärkungselemente 9 ist mit einer innenliegenden Verankerung ausgeführt, wie dies insbesondere in Fig. 10 dargestellt ist.

[0060] Die Verstärkungselemente der ersten Gruppe sind Zug-/Druckelemente und können eine kontinuierliche Verankerung im Tragwerk aufweisen. Bei den kontinuierlichen Verankerungen können die Zug-/Druckelemente unabhängig voneinander, insbesondere an den gegenüberliegenden Seiten 20, 21 in das Bauteil 1e eingebracht werden. Vorteilhaft ist es, wenn jeweils zwei Zug-/Druckelemente sich wechselseitig übergreifen, also in Dickenrichtung 36 überlappend angeordnet sind. Damit ist ein Kraftübertrag von der einen Seite, beispielsweise der Vorderseite 20, auf die gegenüberliegende Seite, beispielsweise die Rückseite 21, sichergestellt.

[0061] Alternativ können die Zug-/Druckelemente mit zwei Endverankerungen ausgeführt sein. Die Zug-/Druckelemente werden an beiden Seiten 20, 21 des Querschnitts endseitig verankert, sodass insbesondere eine Kraftübertragung von der einen auf die andere Seite ohne Übergreifung ermöglicht ist. Die Anzahl der benötigten Verstärkungselemente ist dadurch reduziert, insbesondere halbiert.

[0062] Eine zweite Gruppe von Verstärkungselementen 9 umfasst Zugelemente, die jeweils quer und insbesondere senkrecht zu den Ebenen orientiert sind, die jeweils von den Blechstreifen 22, die die Verstärkungselemente 9 der ersten Gruppe zusammenfassen, festgelegt werden. Diese zweite Gruppe der Verstärkungselemente 9 ist also in Höhenrichtung H des Bauteils 1e orientiert und an einem die Öffnung 19 umgebenden Randsteg 23 an dem Bauteil 1e angeordnet. Die Verstärkungselemente 9 der zweiten Gruppe erstrecken sich also in einer Richtung, die orientiert ist von einer Unterseite 24 zu einer Oberseite 25 des Bauteils 1e. Die Verstärkungselemente 9 erstrecken sich gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel von der Unterseite 24 in Richtung der Öffnung 19 oder von einer Innenfläche der Öffnung 19 in Richtung der Oberseite 25. Diese Verstärkungselemente sind jeweils mit einer innenliegenden und einer außenliegenden Verankerung ausgeführt und könnten entsprechend auch in umgekehrter Richtung, also von der Öffnung 19 zur Unterseite 24 hin orientiert oder von der Oberseite 25 zur Öffnung 19 hin orientiert angeordnet sein.

[0063] Die an der Vorderseite 20 und Rückseite 21 angebrachten Verstärkungselemente 9 weisen eine Länge derart auf, dass zwischen den innenliegenden Verankerungen dieser Verstärkungselemente ein freier Restquerschnitt verbleibt, in dem das Verstärkungselement der zweiten Gruppe angeordnet ist.

[0064] Jeweils seitlich neben der Öffnung 19 ist ein weiteres Verstärkungselement 9 angeordnet, das eine Länge derart aufweist, die sich im Wesentlichen entlang der gesamten Höhe H des Bauteils 1e erstreckt. Die Länge dieser weiteren Verstärkungselemente 9 ist insbesondere größer als die Höhenerstreckung der Öffnung 19. Diese Verstärkungselemente 9 übergreifen die Öffnung 19 und bilden eine seitliche Einfassung in Höhenrichtung H für die Öffnung 19.

[0065] Die Verstärkungselemente 9 der zweiten Gruppe sind Zugelemente und dienen insbesondere zur Aufnahme von Querkräften.

[0066] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bauteils beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten f.

[0067] Das Bauteil 1f entspricht im Wesentlichen dem in Fig. 2, wobei jeweils zusätzlich innenliegende Verstärkungselemente 9 angeordnet sind, die mit einem Randabstand B benachbart zu den inneren Seitenflächen 26 angeordnet sind. Insbesondere gilt B = A.

[0068] Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass sämtliche Verstärkungselemente jeweils ausschließlich innenliegende Verankerungselemente aufweisen.

[0069] Das Bauteil 1f ist aufgrund der jeweils zweifachen Verstärkung sowohl im Riegel 2 als auch in der Stütze 3 insbesondere dazu ausgeführt, wechselnde, insbesondere dynamisch wechselnde, Lasten aufzunehmen, die beispielsweise in Folge eines Erdbebens auf das Bauteil 1f wirken können. Als wechselnde Lasten werden insbesondere Zug-/Druck-Lasten verstanden.

[0070] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 12 und 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bauteils beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten g.

[0071] Im Gegensatz zu dem Knotenelement in Fig. 3 ist bei dem Bauteil 1g an der Stütze 3g einteilig ein Unterzug 27 befestigt und darauf ein Deckenelement 28 angeordnet. Das Deckenelement 28 weist eine Quererstreckung in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 12 auf, die größer ist als die Quererstreckung des Unterzugs und der Stütze 3g. An einer dem Unterzug 27 gegenüberliegenden Oberseite des Deckenelements 28 ist eine weitere Stütze 3g angeordnet und mit dem Deckenelement 28 fest verbunden. Das Knotenelement des Bauteils 1g weist zumindest bereichsweise infolge des Deckenelements 28 eine stufenweise veränderliche Quererstreckung auf.

[0072] Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass zumindest ein Verstärkungselement 9 mit einer außenliegenden Verankerung ausgeführt ist. Diese au-ßenliegende Verankerung erfolgt mittels einer Montageeinheit 29. Die Montageeinheit 29 weist eine Montageplatte 30, insbesondere aus Stahlmaterial, auf, die an einer äußeren Oberfläche 8 der Stütze 3g angelegt und mit mindestens einem Befestigungselement 31 an der Stütze befestigt und insbesondere verankert werden kann. Das Befestigungselement ist insbesondere eine Befestigungsschraube, die durch entsprechende Öffnungen in der Montageplatte geführt und mittels einer Haltemutter 32 gehalten ist. Das Verstärkungselement 9 ist an der Montageplatte 30 fest und insbesondere unlösbar befestigt, insbesondere angeschweißt.

[0073] Insbesondere werden bei der Montage das Verstärkungselement 9 und die Montageplatte 30 unabhängig voneinander an der Stütze 3g montiert und in der an der Stütze 3 montierten Anordnung miteinander verbunden, insbesondere kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig, insbesondere miteinander verschweißt.

[0074] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 14 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bauteils beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten h.

[0075] Das Bauteil 1h entspricht im Wesentlichen einer Rahmenecke gemäß Fig. 2, wobei zusätzlich sowohl an der äußeren Oberfläche 8 als auch an der inneren Seitenfläche 26 jeweils eine Oberflächenbewehrung 33 angeordnet ist. Die Oberflächenbewehrung ist gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Textilbeton ausgeführt, der insbesondere an dem Bauteil 1h eingebettet ist. Die Oberflächenbewehrung 33 ist flächenhaft ausgeführt und ermöglicht eine Einkleidung des Bauteils 1h. Die Einkleidung des Bauteils 1h kann einseitig, zweiseitig oder auch allseitig erfolgen.

[0076] Bei dem Bauteil 1h sind die Verstärkungselemente jeweils von der inneren Seitenfläche 26 ausgehend angebracht und mit einer außenliegenden Verankerung an der inneren Seitenfläche 26 ausgeführt. Die Verstärkungselemente 9 sind bei dem Bauteil 1h außerhalb des Kreuzungsbereichs 16 in dem Diskontinuitätsbereich 5h angeordnet.

[0077] Um in dem Eckenbereich 34 an der inneren Seitenfläche 26 das Anliegen der Oberflächenbewehrung 33 an dem Bauteil 1h zu gewährleisten, ist ein Umlenkelement 35 vorgesehen, das mittels der Verstärkungselemente 9 im Bereich der außenliegenden Verankerung gehalten ist. Das Umlenkelement ist insbesondere als Winkelblech ausgeführt, insbesondere entsprechend der konkaven Kontur des Bauteils 1h in dem Eckenbereich 34.

[0078] Das Umlenkelement 35 ist optional. Insbesondere können die Verstärkungselemente auch an der äußeren Oberfläche 8 mit der außenliegenden Verankerung ausgeführt sein.

[0079] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 15 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bauteils beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten i.

[0080] Wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel sind an dem Bauteil 1i mehrere Elemente zu Oberflächenbewehrung 33 an dem Bauteil 1i angeordnet. Als Oberflächenbewehrung dient entweder Textilbeton oder Metallblech. Zur Befestigung der Oberflächenbewehrungen 33 an dem Bauteil 1i sind verschiedene Anordnungen der Verstärkungselemente möglich, insbesondere mit einer Orientierung senkrecht zur jeweiligen Oberfläche des Bauteils 1i, wobei die Verstärkungselemente mit einer außenliegenden Verankerung, an der die Oberflächenbewehrung 33 und im jeweiligen Eckenbereich ein Umlenkelement 35 gehalten sind. An einem gegenüberliegenden Ende ist das jeweilige Verstärkungselement mit einer innenliegenden Verankerung ausgeführt.

[0081] Alternativ ist auch ein Verstärkungselement denkbar, das beidseitig mit au-ßenliegender Verankerung ausgeführt ist. In einer weiteren Ausführung ist ein Verstärkungselement vorgesehen, das im Grund des Eckenbereichs 34 angeordnet ist quer zu den sich kreuzenden Oberflächen, insbesondere unter einem 45°-Winkel orientiert ist. Die Anzahl der Verstärkungselemente zum Befestigen des Umlenkelements 35 ist dadurch reduziert. Das quer orientierte Verstärkungselement ist mit einer innenliegenden Verankerung ausgeführt, kann aber alternativ auch durch den Knotenbereich durchgängig mit zwei außenliegenden Verankerungselementen ausgeführt sein.

[0082] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 16 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bauteils beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten j.

[0083] Bei dem Bauteil 1j sind zur Oberflächenbewehrung Metallbleche vorgesehen, die ausschließlich durch jeweils quer zu den Oberflächen 8 orientierte Verstärkungselemente an dem Bauteil 1j gehalten sind. Die Verstärkungselemente sind entweder als durchgängige Verstärkungselemente mit zwei außenliegenden Verankerungen ausgeführt. Alternativ sind an den jeweils gegenüberliegenden Oberflächen 8 die Verstärkungselemente derart angeordnet, dass sich die jeweils innenliegenden Verankerungselemente in Dickenrichtung des Bauteils 1j übergreifen.

[0084] Die übergreifenden Verankerungselemente 9 und die jeweils durchgängigen Verankerungselemente 9 ermöglichen eine zuverlässige Kraftübertragung zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen des Bauteils 1j. Der Vorteil der Verstärkungselemente 9 mit der innenliegenden Verankerung besteht darin, dass sie unkomplizierter montiert werden können. Der Vorteil der durchgängigen Verstärkungselemente 9 besteht darin, dass eine reduzierte Anzahl erforderlich ist.

[0085] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 17 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bauteils beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten k.

[0086] Bei dem Knotenpunkt des Bauteils 1k sind die Oberflächenbewehrungen 33 in den Stegen durch jeweils gegenüberliegend angeordnete und sich bezüglich ihrer Verankerungselemente übergreifende Verstärkungselemente gehalten. In dem Kreuzungsbereich 16 sind diagonal orientierte Verstärkungselemente vorgesehen. Ein Verstärkungselement ist durchgängig ausgeführt mit zwei außenliegenden Verankerungen. In der dazu senkrechten Orientierung sind zwei Verstärkungselemente vorgesehen, die in Diagonalrichtung mit den inneren Verankerungselementen übergreifend angeordnet sind.

[0087] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 18 und 19 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bauteils beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten 1.

[0088] Das Bauteil 11 weist eine Verstärkung auf, die zur Aufnahme von Torsionsbeanspruchungen in Form eines Torsions-Momentes M_T ausgeführt ist.

[0089] Der Diskontinuitätsbereich 51 des Bauteils 11 weist eine Bauteil-Längsachse 37 auf.

[0090] Die verbesserte Aufnahme von Torsionsbeanspruchungen wird gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel insbesondere dadurch gewährleistet, dass eine erste Gruppe von Verstärkungselementen 9 jeweils parallel zueinander und parallel zur Bauteil-Längsachse 37 angeordnet sind. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um Bewehrungsstangen mit Außengrobgewinde, wobei endseitig das erste Verankerungselement 12 als selbstschneidendes Außengewinde und das gegenüberliegende zweite Verankerungselement 13 als Befestigungsmutter ausgeführt sind. Die Befestigungsmutter ist an einem, insbesondere metrischen, Befestigungsgewinde des Verstärkungselements 9 aufgeschraubt und an der außenliegenden Oberfläche 13 des Bauteils 51 abgestützt ist.

[0091] In einer Ebene senkrecht zur Bauteil-Längsachse 37 sind die Verstärkungselemente 9 mit ihren Längsachsen 7 an den Eckpunkten eines fiktiven Rechtecks angeordnet. Das fiktive Rechteck ist insbesondere geometrisch ähnlich zu der Außenkontur des Bauteils 11.

[0092] Die verbesserte Aufnahme von Torsionsbeanspruchungen wird insbesondere weiterhin durch eine Gruppe von Zusatz-Verstärkungselementen 38 ermöglicht. Die Zusatz-Verstärkungselemente 38 sind insbesondere jeweils paarweise gegenüberliegend in einer Ebene senkrecht zur Bauteil-Längsachse 37 angeordnet. In Blickrichtung der Bauteil-Längsachse 37 bilden die Zusatz-Verstärkungselemente 38 einen, insbesondere geschlossenen und insbesondere rechteckförmigen, Verstärkungsrahmen, der die erste Gruppe der Verstärkungselemente 9 einschließt. Die Kontur des Verstärkungsrahmens ist geometrisch ähnlich zu der Außenkontur des Bauteils 11.

[0093] Der Verstärkungsrahmen 39 ist insbesondere oberflächennah in dem Bauteil 11 angeordnet. Das bedeutet insbesondere, dass ein Oberflächenabstand a klein ist bezogen auf die jeweilige Kantenlänge s des Bauteils 11. Der Oberflächenabstand a definiert insbesondere den senkrechten Abstand einer Längsachse 40 des Zusatz-Verstärkungselements 38 von der zugewandten äußeren Oberfläche 8 des Bauteils 11. Insbesondere gilt: a ≤ 0,3 · s, insbesondere a ≤ 0,25 · s, insbesondere a ≤ 0,2 · s, insbesondere a ≤ 0,15 · s, insbesondere a ≤ 0,1 · s, insbesondere a ≤ 0,05 · s, und insbesondere a ≥ 0,01 · s. Die Zusatz-Verstärkungselemente 38 sind gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils als Betonschrauben ausgeführt, die endseitig in dem Bauteil 11 mit einem Schneidgewinde verankert sind. An der jeweiligen Oberfläche 8 sind die Zusatz-Verstärkungselemente 38 mittels einer Befestigungsmutter als zweites Verankerungselement 13 befestigt.

[0094] Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 20 und 21 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bauteils beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten m.

[0095] Das Bauteil 1m ist mit einer Verstärkung zur Aufnahme von Torsionsbeanspruchungen ausgeführt. Das Zusatz-Verstärkungselement 38m ist bei diesem Ausführungsbeispiel als Verstärkungslage ausgeführt, die an der Oberfläche 8 des Bauteils 1m von außen angebracht ist. Die Verstärkungslage 38m ist insbesondere als Textilbeton ausgeführt mit mindestens einer Bindemittelschicht und einer darin eingebundenen und/oder eingebetteten textilen, insbesondere netzartigen flexiblen Bewehrungslage. Die Verstärkungslage 38m ist U-förmig entlang der äußeren Oberfläche 8 des Bauteils 1m angelegt, wie dies in Fig. 21 dargestellt ist. An den beiden Enden der U-Kontur ist die Verstärkungslage 38m mittels mehrerer entlang der Bauteil-Längsachse 37 angeordneter Verstärkungselemente 9 an dem Bauteil 1m befestigt. Die Verstärkungselemente 9 sind insbesondere quer zur Bauteil-Längsachse 37 und insbesondere parallel zueinander an gegenüberliegenden Seitenflächen des Bauteils 1m angeordnet.

[0096] Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Verstärkungselemente 9 als Betonschrauben ausgeführt, die mit einem Schneidgewinde innenliegend in dem Bauteil 1m verankert sind. An dem gegenüberliegenden, au-ßenliegenden Ende sind die Verstärkungselemente 9 mittels einer Befestigungsschraube gehalten.

[0097] Eine vorteilhafte Lastverteilung von den Verstärkungselementen 9 auf die Verstärkungslage 38m erfolgt gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine Halteleiste 41, die insbesondere als Flachstahl ausgeführt ist und Durchgangsbohrungen für die Verstärkungselemente 9 aufweist.

[0098] Optional sind in dem Bauteil 1m zwei Verstärkungselemente 9a vorhanden, die sich mit der jeweiligen Längsachse 7 parallel zueinander und parallel zur Bauteil-Längsachse 37 in dem Bauteil 1m erstrecken. Die Verstärkungselemente 9a sind optional, können also auch entfallen. Die Verstärkungselemente 9a sind bezogen auf den Querschnitt des Bauteils 1m gemäß Fig. 20 untenliegend angeordnet, insbesondere gegenüberliegend der offenen Enden des U der Verstärkungslage 38m und insbesondere gegenüberliegend zu den Verstärkungselementen 9, die zum Befestigen der Verstärkungslage 38m dienen. Insbesondere sind die Verstärkungselemente 9a benachbart zu den Eckenbereichen des Querschnitts senkrecht zur Bauteil-Längsachse 37 angeordnet.

Ansprüche

1. Anordnung mit

a. einem mindestens einen Diskontinuitätsbereich (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e; 5f; 5g; 5h; 5i; 5j; 5k) aufweisenden Bauteil (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j; 1k),

b. mindestens einem Verstärkungselement (9), das zumindest abschnittsweise innerhalb eines Bohrlochs (6) in dem mindestens einen Diskontinuitätsbereich (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e; 5f; 5g; 5h; 5i; 5j; 5k) angeordnet und jeweils endseitig verankert ist.

2. Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verstärkungselement (9) als Bewehrungselement, insbesondere als Bewehrungsstange, insbesondere mit Außengrobgewinde, ausgeführt ist.

3. Anordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verstärkungselement (9) an einem ersten Ende (10) ein erstes Verankerungselement (12) und an einem dem ersten Ende (10) gegenüberliegendem zweiten Ende (11) ein zweites Verankerungselement (13) aufweist.

4. Anordnung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verankerungselement (12) und/oder das zweite Verankerungselement (13) einteilig an dem mindestens einen Verstärkungselement (9) ausgebildet ist, insbesondere als selbstschneidendes Außengewinde.

5. Anordnung gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verankerungselement (12) und/oder das zweite Verankerungselement (13) mehrteilig ausgebildet ist und ein Koppelelement (14) umfasst, das mechanisch mit dem mindestens einen Verstärkungselement (9) koppelbar ist.

6. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verankerungselement (12) vollständig innerhalb des Bohrlochs (6) angeordnet ist.

7. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verankerungselement (13) vollständig innerhalb des Bohrlochs (6) angeordnet oder an einer an das Bohrloch (6) angrenzenden Oberfläche (8, 20, 21, 24, 25, 26) des Bauteils (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j; 1k) abgestützt ist.

8. Anordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit dem mindestens einen Verstärkungselement (9) mechanisch gekoppelte Oberflächenbewehrung (33), die an der Oberfläche (8, 20, 21, 24, 25, 26) des Bauteils (1h; 1i; 1j; 1k) befestigt ist.

9. Anordnung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbewehrung (33) mittels eines Umlenkelements (35) in einem Eckenbereich (34) des Bauteils (1h; 1i; 1j; 1k) gehalten ist.

10. Anordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an der Oberfläche (8, 20, 21, 24, 25, 26) des Bauteils (1g) angeordnete Monageplatte (30), an der das mindestens eine Verstärkungselement (9) befestigt, insbesondere angeschweißt, ist.

11. Anordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Diskontinuitätsbereich (51) eine Bauteil-Längsachse (37) aufweist, wobei mindestens ein Zusatz-Verstärkungselement (38) quer, insbesondere senkrecht, zu der Bauteil-Längsachse (37) orientiert ist.

12. Anordnung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zusatz-Verstärkungselemente (38) vorhanden sind, die in einer senkrecht zur Bauteil-Längsachse (37) orientierten Ebene entsprechend der Außenkontur des Bauteils (11, 1m) im Diskontinuitätsbereich (51) angeordnet sind.

13. Anordnung gemäß Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch eine Verstärkungslage (38m) als Zusatz-Verstärkungselement, insbesondere Textilbeton, die an der Außenseite des Bauteils (1m) angeordnet und mittels des mindestens einen Verstärkungselements (9) an dem Bauteil (1m) gehalten ist.

14. Verfahren zum nachträglichen Verstärken eines einen Diskontinuitätsbereich (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e; 5f; 5g; 5h; 5i; 5j; 5k) aufweisenden Bauteils (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j; 1k) umfassend die Verfahrensschritte

- Bereitstellen des Bauteils (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j; 1k) mit einem Diskontinuitätsbereich (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e; 5f; 5g; 5h; 5i; 5j; 5k),

- Anbringen mindestens eines Verstärkungselementes (9) zumindest abschnittsweise innerhalb eines Bohrlochs (6) in dem Diskontinuitätsbereich (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e; 5f; 5g; 5h; 5i; 5j; 5k),

- endseitiges Verankern des mindestens eines Verstärkungselementes (9) an dem Bauteil (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g; 1h; 1i; 1j; 1k).

Zeichnung