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Dokumentenidentifikation DE3444643A1 19.06.1986
Titel Betonstahlmatten
Anmelder Hochtemperatur-Reaktorbau GmbH, 4600 Dortmund, DE
Erfinder Basyouni-Yehia, Mohamed Shafik, Dipl.-Ing., 7000 Stuttgart, DE;
Fröning, Helmut, Dr.-Ing. Dr., 6800 Mannheim, DE
DE-Anmeldedatum 07.12.1984
DE-Aktenzeichen 3444643
Offenlegungstag 19.06.1986
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.06.1986
IPC-Hauptklasse E04C 5/04

Beschreibung[de]

Betonstahlmatten

Die Erfindung betrifft Betonstahlmatten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und deren Verwendung.

Bei der Herstellung von Betonkörpern ist es bekannt, Stahlbewehrungen vorzusehen, die in Beton eingegossen werden-und so die Ubertragung von Zug-, Biege- und Scherkräften gestatten.

Aus der deutschen Norm DIN 488, Blatt 4, Ausgabe April 1972 sind die Herstellung und der Aufbau geschweißter und nicht geschweißter Betonstahlmatten bekannt. Für geschweißte Betonstahlmatten ist festgelegt, daß sle nur aus Bewehrungsstäben bestimmter Betonstahlsorten hergestellt werden dürfen. Gemäß der Norm ist der Aufbau von Betonstahimatten derart vorgesehen, daß Einfach- oder Doppelstäbe, das heißt zwei dicht nebeneinanderliegende Bewehrungsstäse gleichen Durchmessers mit einem lichten Abstand von etwa Null, oder Stabpaare aus Einzelstäben parallel nebeneinander angeordnet werden. Auf diese Bewehrungsstäbe werden im rechten Winkel ebenfalls paral- lel angeordnete Bewehrungsstäbe des gleichen Durchmessers aufgelegt und fixiert, das heißt durch maschinelle Widerstands-Punktschweißung oder mittels Bindedraht an den Kreuzungsstellen miteinander verbunden. Die nach dieser Norm hergestellten Betonstahlmatten sind flächige Anordnungen rechteckiger Gittermaschen, deren Maschenweite, das heißt der Abstand der Querstäbe bzw. Längsstäbe, standardisiert ist. Auch die Stabdurchmesser und ihre Profilierung sind nach dieser Norm festgelegt.

Bei der Gestaltung von Stahlbetonstukturen werden Bewehrungen oberflächennah, das heißt dicht unterhalb der Oberfläche des Stahlbetonkorpers, angeordnet, da bekanntlich inder Aubenphase die Zugspannung bei Biegebeanspruchung am größten ist. Hierbei ist jedoch auf ausreichende Betonüberdeckung zu achten, um die Verankerung mit der Betonmatrix zu sichern. Üblicherweise werden hierfür 2cm angesetzt. Für die Dimensionierung des Stahlbetonkörpers kann diese Betonüberdeckung nicht genutzt werden. Wirksam ist jeweils nur die Restdicke zwischen den Bewehrungslagen bzw von Mitte Bewehrung bis zur Gegenaußenseite des Bauteils und dies ggf. an der ungünstigsten Stelle. Da die Größe der Betonstahlmatten begrenzt ist, werden bei Stahlbetonkonstruktionen größerer Ausdehnung zur Vergrößerung der Bewehrung Betonstahlmatten nebeneinander gelegt Bei Verwendung der obengenannten genormten Betonstahlmatten kann es zu einer örtlichen Anhäufung von Bewehrung kommen, indem abschnittweise die Bewehrung zwei- oder mehrlagig angeordnet ist, z. B. an der gemeinsamen Uberlappungsstel,e von vier Einzelmatten. Diese Bewehrungsverdickung wirkt sich nachteilig auf die endgültige Dicke der Betonstruk- tur aus, da diese soweit vergrößert werden muß, bis an Stellen örtlicher Bewehrungsanhäufung der aus Dimensionierungsgründen erforderliche Abstand zwischen den Bewehrungslagen erreicht ist. Der infolge der Bewehrungsanhäufung nicht nutzbare Teilquerschnitt muß aber ebenso wie die Betonüberdeckung der Bewehrung mit Beton ausgefüllt werden. Aus diesem Grunde besteht häufig die Notwendigkeit, größere Wanddicken und damit mehr Beton vorzusehen, als bei einer nur theoretisch denkbaren und endlich ausgedehnten Betonstahlmatte als Bewehrung erforderlich wäre.

Diese Matten werden üblicherweise zur Kraftübertragung in der Betonstruktur benutzt. Andererseits ist auch eine Verwendung zur Fixierung von Verankerungselementen bekannt, die an diese Matten angeschlossen werden (DE-PS 32 24 985).

Ein weiterer Nachteil besteht in der geringen Schubsteifigkeit der bekannten nicht einbetonierten Betonstahlmatten. Bereits durch geringe Krafteinwirkung bei der Montage ist es möglich, das rechteckige Maschenformat durch seitliches Auslenken von Bewehrungsstäben in ein Rautenformat zu überführen. Dies hat zwangsläufig zur Folge, daß sich die Knotenpunktabstände in den Diagonalrichtungen und damit auch Verankerungsabstände ändern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Betonstahlmatte anzugeben, die einfach herstellbar ist, und unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Lösungen einen problemlosen und vielseitigen Einsatz gestattet.

Die Lösung der Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Danach handelt es sich um eine Betonstahlmatte, welche aus einer Vielzahl leiterähnlicher Feldelemente zusammengesetzt ist, deren holmartige Längsstäbe von zickzackförmig angeordneten sprossenartigen Querstäben verbunden sind. An den Eckpunkten dieser so in Form gleichseitiger Dreiecke gebildeten Gittermaschen, die jeweils an den Längsstäben liegen, sind die Feldelemente mittels Topflaschen, die konisch oder pyramidenstumpfförmig gestaltet sind, aneinander geschweißt Wichtig bei dieser Stabanordnung ist das Merkmal, daß alle Stäbe in einer Ebene liegen, das heißt, daß Stäbe sich nicht kreuzen und damit eine Dickenerhöhung der Betonstahlmatte unterbleibt.

Gemäß der Erfindung ist es möglich aufgrund des baukastenartigen Grundaufbaus der Betonstahlmatte Bewehrungsgitter beliebiger Breite lediglich durch Aneinanderschweißen von Feldelementen herzustellen. Eine andere Möglichkeit Bewehrungsgitter beliebiger Größe herzustellen, ohne daß die Bewehrung die Dicke von zwei Stabdurchmesserns die der Dicke einer bekannten Stahlbetonmatte entspricht, überschreitet, beruht darauf, erfindungsgemäße Betonstahlmatten so nebeneinander anzuordnen, daß die randnächsten Topflaschen formschlüssig ineinander gleiten. Aufgrund der Dreiecksanordnung der Topflaschen, das heißt an jedem Eckpunkt der dreieckigen Gittermaschen sind Topflaschen angeordnet, entfällt an gemeinsamen Stoßstellen von zwei und mehr Betonstahlmatten der gemeinsame Eckpunkt. Auf diese Weise liegen nie mehr als maximal zwei erfindungsgemäße ßewehrungsgitter übereinander, wodurch sich der nichtnutzbare Teilquerschnitt der Betonstruktur erheblich verringert.

Ein weiterer;Vorteii, der mit der Erfindung erzielt wird, resultiert daraus, daß alle Stäbe in einer Ebene liegen und dadurch ein größtmöglicher Hebelarm zur Aufnahme äußerer Biegemomente im Stahlbetonbauteil zur Verfügung steht.

ZugKräfte in den Bewehrungsstäben können über die Stoßverbindung mit Topflaschen ohne zusätzliche Stoßmaßnahmen übertragen werden ebenso wie innere Kräfte zwischen Bewehrungsstäben und Topflaschen. Die konische oder pyramidenstumpfförmige Gestaltung der Topflaschen zielt dabei darauf ab, die Stapelbarkeit, d. h. das einfache Aufeinandersetzen, der Topflaschen zu ermöglichen, wobei infolge Reibschluß eine gewisse Haftwirkung erreichbar ist.

Die vorgesehene Anordnung der Topflaschen auf beiden Seiten, d. h. auch auf der Gegenseite, gestattet es auf einfache Weise in Verbindung mit Ankerstäben die durch die gegenüberliegenden Topflaschen anschlIeßen, äußere Anschlußkräfte optimal in den Beton abzutragen, c. h möglichst weit auf der Gegenseite.

Bei auf Druck beanspruchten Wänden ist diese Anordnung der Topflaschen bei der erfindungsgemäßen Betonstahlmatte ebenfalls von Vorteil. Hierbei wird mittels der vorgesehenen Ankerstabe, die in erforderlichem Abstand zueinander die Betonstruktur durchdringen, die Tragsicherheit der Betonstruktur erhöht, indem ein Ausknicken der Bewehrung verhindert wird.

Gegenüber den bekannten Lösungen, bei denen im letzten Fail sogenannte S-Haken in entsprechendem Abstand zur Verbindung der Bewehrungslagen in langwieriger Prozedur eingehängt werden, bietet die Erfindung wesentliche praktische Vorteile. Die Bewehrungslagen sind eindeutig fixiert und auch gegen Druck oder Schub bzw. Biegung unempfindlich. Ebenso entfällt bei der Verankerung von Ankerstäben, die bisher erforderliche Ankerplatte auf der Gegenseite zur Rückverankerung.

Ein weiterer Vorteil besteht in der Regelmäigkeit der Topflaschenabstände zueinander. Diese rastermäßige Anordnung ermöglicht die Standardisierung von Anschlußpunkten 2ilr äußere Lasten, d. h. auf diese Weise ist es möglich, die Planung für die Betonstruktur und für Lastanschlußpunkte zeitlich zu trennen. Es ist keine detaillierte Vorausplanung bezüglich der einzelnen Lastanschlußpunkte mehr erforderlich, da die erfindungsgemäße Betonstahlmatte eine große Variationsvielfalt bietet, wobei das gesamte Lastkollektiv selbstverständlich ertragbar sein muß.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Betonstahlmatte werden, wie bereits erläutert, einzelne Feldelemente spiegelbildlich nebeneinander angeordnet und mit einseitig auf die leiterholmähnlichen Längsstäben aufgesetzten Topflaschen verschweißt. Die Topflaschen sind dabei an den Eckpunkten der "Dreieck-Gittermaschen" angeordnet. Die Gittermaschen werden, wie bereits erwähnt, von Querstäben, die zwischen den Längsstäben angeordnet und mit diesen verschweißt sind, begrenzt. Gemäß der Erfindung besteht nun die Möglichkeit, die sprossenähnlichen Querstäbe als einzelne gleichlange Bewehrungsstäbe auszuführen, deren Enden jeweils an den Längsstäben des Feldelementes angeschweißt sind. Eine andere, ebenfalls gemäß der Erfindung vorgesehene, rationellere Ferti- gungsmöglichkeit besteht darin, die Querverbindung der Längsstäbe aus einem einzigen zickzackförmigen vorgebogenen Bewehrungsstab vorzusehen. Auch hier sind die Einzellängen der Schenkel, die zueinander einen Winkel von etwa 60 Grad bilden, gleichlang. Bei dieser Fertigungsweise werden die Bewehrungsstäbe, das heißt die Längs- und Querstäbe, an den Schei-telpunkten der Querstäbe aneinander geschweißt. In jedem Fall liegen die Bewehrungsstäbe in einer Ebene, so daß die räumliche Ausdehnung des Feldelementes den Stabdurchmesser eines Bewehrungsstabes nicht überschreitet.

Ein weiterer Nutzungsvorteil der erfindungsgemäßen Betonstahlmatte besteht darin, die konlschen Topflaschen mit zentral Durchgangsbohrungen zu versehen, durch welche bei der Herstellung einer Bewehrung Spannelemente oder ähnliches durchgeführt werden können. Die Topflaschen können hierbei auch die Funktion von Betonankern übernehmen. Durch geeignete Mittel, die in den konischen Innenraum der Topflaschen eingeführt werden, können die vorgenannten Spannelemente fixiert werden. Auf diese Weise ist es auch möglich, den Abstand zur Betonschalung und damit zur späteren Oberfläche der Betonstruktur, das heißt die Betonüberdeckung, exakt einzustellen.

Gemäß der Erfindung dienen die Topflaschen als Verbindungsstücke der einzelnen Feldelemente. Zweckmäßigerweise sind die Topflaschen als Blechformteile ausgeführt. Dabei kann die zentrale Durchgangsbohrung in einem Arbeitsgang mit dem Ausstanzen des Blechrohlings hergestellt werden. Andererseits besteht auch die Möglichkeit die Topflaschen als Gußstücke oder auch als Gessnkschmiedestücke auszuführen. In allen Fällen ist jedoch auf die Schweißbarkeit des verwendeten Werkstoffes zu achten.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen: Fig. 1 eine Betonstahlmatte gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Verbindungsstelle mit Topflasche in Draufsicht, Fig. 3 eine Verbindungsstelle mit Topflasche im Querschnitt, Fig. 4 Stoßstelle zweiter Betonstahlmatten mit Formschluß der Topflaschen im Querschnitt.

In Fig. 1 ist eine Betonstahlmatte 10 dargestellt, die aus sechs parallel angeordneten Feldelementen 12 zusammengesetzt ist. Die Feldelemente 12 werden gebildet aus paarweise parallel angeordneten Seitenstäben 14, zwischen denen in Zickzackform verlaufende Querstäbe 16 angeordnet sind. Auf diese Weise entstehen in gleichmäßiger Anordnung gleichseitige Dreiecke, die als Gittermaschen 18 von Bewehrungsstäben 14, 16 begrenzet sind.

Während die außenliegenden Längsstäbe 14 gleiche Länge aufweisen sind de innenliegenden Längsstäbe 20 um zwei Dreieckseienlängen länger. An allen Eckpunkten der so gebildeten dreieckigen Gittermaschen 18 sind konisch geformt Topflaschen angeordnet, die von einer Seite auf die Feldelemente 12 aufgesetzt und mit den Längsstäben 14, 20 verschweißt. Die Gestaltung der Betonstahlmatte 10 in diesem BeispieL ist 30 vorgesehen, daß ein Ende 2c der sich in Richtung der Längsstäbe 14, 20 erstreckenden Betonstahlmatte 10 einen zickzackförmigen Abschluß aufweist, während das andere Ende 24 entsprechend der größeren Länge der innenliegenden Längs stäbe 20 einen entsprechenden Vorsprung aufweist. Dieser Vorsprung dient dazu, bei einer Verlängerung der Betonstahlmatte 10 in Längsrichtung eine doppelte Überlappung mit der angrenzenden Betonstahlmatte zu erhalten, um einerseits so die Kraftübertragung an der Stoßstelle, das ist der Anschlußbereich, zu erhöhen und andererseits sicherzustellen, daß an Stoßstellen von mehr als zwei Matten maximal zwei Matten aufeinanderliegen.

In Fig. 2 ist ein Teilausschnitt der in Fig. 1 behandelten Betonstahlmatte 10 wiedergegeben. Es handelt sich dabei um die Verbindungssteile 15 zweier Feldelemente 12, die mittels einer konischen Topflasche 13 m-iteinander verbunden sind Die Topflasche 13 schließt hierbe jeweils mittels einer Schweißnaht 19 an die parallel angeordneten Längsstäbe 20 der Feldelemente 12 an. Die Verbindungsstelle 15 ist so gewählt, daß die Eckpunkte 17 der durch die Querstäbe 16 begrenzten dreieckigen Gittermaschen 18 der nebeneinanderliegenden Feldelemente 12 sich gegenüber liegen. Hierbei sind die Querstabe 16 mittels Schweißnaht 21 mit den Längsstäben 20 verbunden.

Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, sind die Querstäbe 16 aus einem einzelnen zickzackförmig gebogenen Bewehrungsstab gebildet Im Zentrum der in Draufsicht gezeigten Topflasche 13 befindet sich eine Durchgangsbohrung 28.

In Fig. 3 ist die in Fig. 2 dargestellte Verbindungsstelle irn Querschnitt gezeigt. Dabei ist zu erkennen, daß die Topflasche 13 auf die Längsstäbe 20 aufgesetzt ist und mittels Schweißnaht 19 verbunden. An die Längsstäbe 20 schließt seitlich in gleicher Höhe ein Querstab 16 an, der mittels Schweißnaht 21 mit dem Längsstab 20 verbunden ist.

In Fig. 4 ist eine Verbindungsstelle 30 zweier benachbarter Betonstahlmatten 10 dargestellt. Hierbei ist ebenfalls zu erkennen, daß die konisch geformte Topflasche 13 auf Längsstäben 20 aufliegt an die sich mittels Schweißnaht 19 anschließt. Querstäbe 16 sind jedoch nur an einer Seite der Topflasche 13 mit dem Längsstab 20 mittels Schweißnaht 21 verbunden. Aufgrund der konischen Form der Topflasche 13 passen die Topflaschen 13 der gezeigten Betonstahlmatten 10 formschlüssig ineinander. Hierbei liegen die zentralen Durchgangsbohrungen 28 koaxial übereinander.


Anspruch[de]

Ansprüche 1. Betonstahlmatte, insbesondere geschweißte Betonstahlmatte, mit gleichmäßiger Anordnung gleichgroßer Gittermaschen, welche von Bewehrungsstäben begrenzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonstahlmatte (10) aus leiterähnlichen Feldelementen (12) mit dreieckigen Gittermaschen (18) zusammengesetzt ist, wobei an deren Eckpunkten (17) die Feldelemente (12) unter Verwendung von Topflaschen (13), die konisch oder als Pyramidenstumpf gestaltet sind, aneinander geschweißt sind.

2. Betonstahlmatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gittermaschen (18) die Form gleichseitiger Dreiecke haben.

3. Betonstahlmatte nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bewehrungsstäbe (14, 16, 20) in einer Ebene liegen.

4. Betonstahlmatte nach einem der vorherigen A.nsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldelemente (12) aus leiterholmartig paarweise parallel angeordneten Längsstäben (14, 20) mit dazwischen befindlichen diese zickzackförmig verbindenden Querstäben (16) gebildet sind.

5. Betonstahlmatte nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckpunkte (17) der dreieckigen Gittermaschen (18) an den holmartigen Längsstäben (14, 20) liegen.

6. Betonstahimatte nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Aneinanderschweißen von Feldelementen (12) eine geschweißte Betonstahlmatte (10) unbegrenzter Breite herstellbar ist.

7. Betonstahlmatte nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Feldelemente (12) an den Langsstäben (14, 20) aneinandergeschweißt sind.

8. Betonstahlmatte nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldelemente (12) spiegelbildlich zueinander angeordnet sind.

9. Betonstahlmatte nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Topflasche (13) auf die Längsstäbe (14, 20) aufgesetzt ist und mittels SchweiSnaht (19) mit den Längsstäben (14, 20) verbunden ist.

10. Betonstahlmatte nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Topflasche (13) eine zentrale Durchgangsbohrung (28) in ihrem Topfboden (29) aufweist.

11. Betonstahlmatte nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (22) der Betonstahlmatte (10) zickzackförmig begrenzt sind.

12. Betonstahlmatte nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonstahlmatten (10) einfach stapelbar sind, indem die konischen oder pyramidenstumpfförmigeji Topflaschen (13) als Führung dienen, an die sich die Topflaschen (13) der nächstfolgenden Betonstahlmatte (10) forraschlüssig anlegen.

13. Betonstahlmatte nach einem dr vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (22) der Betonstahlmatte (10) einen zickzackförmigen Abschluß aufweist, und das andere Ende (23) abgesetzt von den äußeren Feldelementen einen Vorsprung (28) aufweist zur Vermeidung der Uberlappung von mehr als zwei Matten (10) an Stoßstellen.

14. Verwendung von Betonstahlmatten mit konischen oder pyramidenstumpfförmigen Topflaschen an den Eckpunkten dreieckförmiger Gittermaschen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Betonstahlmatten (10) zwecks Herstellung einer Bewehrung miteinander verbindbar sind, indem die Betonstahlmatten (10) soweit einander überlappen, daß die randnächsten Topflaschen (13) formschlüssig aufeinanderliegen.

15. Verwendung von Betonstahlmatten mit konischen oder pyramidenstumpfförmigen Topflaschen an den Eckpunkten dreieckförmiger Gittermaschen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung einer Bewehrung aus beliebig vielen Betonstahlmatten (10) nur einfache Überlappung erforderlich ist um Kräfte abzuleiten.

16. Verwendung von Betonstahlmatten mit konischen oder pyramidenstumpfförmigen Topflaschen an den Eckpunkten dreieckförmiger Gittermaschen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stoßstellen (30) von Betonstahlmatten (10) innerhalb einer Bewehrung örtlich immer nur zwei Betonstahlmatten (10) überlappen.







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