Bauelement Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauele ment mit mindestens teilweise eingebetteter Armierung. Als Bauelement kommt dabei jedes vorfabrizierte oder fest in einen Bauverband einfügbare, armierte Konstruktionselement in Frage.
Armierungen in Bauelementen aus Beton wer den gewöhnlich aus Armierungseisen hergestellt, die einen runden oder quadratischen Querschnitt aufwei sen. Die Haftfähigkeit im Beton wird bei diesen Profilformen durch Kerben, Warzen oder Verdrillen erhöht. Die Armierung wird so verlegt, dass bei Belastung einer armierten Platte der Beton auf Bie gung, die Armierungseisen aber nur auf Zug bean sprucht werden.
Gemäss der Erfindung soll nun die Haftfähigkeit der Armierungseisen und damit die Festigkeit des Bauelementes dadurch erheblich gesteigert werden, dass die Armierung als Gitterrost mit Flachstäben ge bildet ist. Die Armierungseisen können auch zur Aufnahme von Biegungsbeanspruchungen besonders geeignet gemacht werden. Dies gelingt durch Hoch kantstellen eines Flachprofils. Ein rundes Armie- rungseisen von z. B. 8 mm Durchmesser hat einen Querschnitt von 0,5 cm2 und ein Trägheitsmoment von 0,0201 cm-.
Ein querschnittliches Flachprofil von 2 mm Breite und 25 mm Höhe hat ein Träg heitsmoment von 0,260 cm4. Dies bedeutet gegen über dem runden Profil eine Steigerung der Biege steifigkeit um das 13fache.
Die bisher bekannten Armierungssysteme aus Rundstäben sind nicht selbsttragend. Eine gewichts gleiche Armierung aus hochgestellten Flachprofilen nach Art der Gitterroste ist dagegen steif, selbst tragend und je nach Maschenweite und Stabhöhe begehbar.
Gegenüber dem runden Armierungsprofil hat die Rechteckform auch eine grössere Oberfläche, wo- durch die Haftung in z. B. Beton stark verbessert wird. Die Oberflächen verhalten sich bei vorerwähn tem Beispiel wie 1 : 2,15. Die durch Versuch ermittel ten Haftkräfte verhalten sich hierbei wie 8,5 -14. Eine weitere bedeutende Erhöhung der Haftfähigkeit lässt sich durch eine Kerbung der beiden Breitseiten des Flachprofils erreichen.
Die Kerbung kann nach Art eines groben Feilenhiebes kalt in das Profil ein gewalzt werden, wodurch gleichzeitig eine Material- verfestigung erzielt wird. Eine Erhöhung der Haft fähigkeit kann auch durch andere Massnahmen wie Perforation, Sicken, Warzen erzielt werden. Wird ein nach den beschriebenen Gesichtspunkten kon struierter Gitterrost als Armierung zum Beispiel in eine Betonplatte eingebaut, so entsteht ein Bauele ment von aussergewöhnlichen Festigkeitseigenschaf ten.
Die Zeichnungen zeigen verschiedene Ausfüh rungsbeispiele und Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemässen Bauelementes.
Fig. 1 zeigt die bekannte Form eines Armierungs- netzes aus Rundprofil, Fig. 2 zeigt schematisch eine Gitterrostarmierung aus Flachprofilen, Fig. 3 zeigt zwei querschnittsgleiche Armierungs- profile, Fig. 4 zeigt eine zur Erhöhung der Haftfähigkeit gekerbte Seite eines Flachstabes und Fig. 5 einen Längsschnitt durch das gekerbte Profil in vergrössertem Massstab,
Fig. 6 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform eines Gitterrostes mit rechteckigem Füllstab und Fig. 7 eine Ausführungsart mit rundem Füllstab, Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform mit stehenden Längsstäben und liegenden Querstäben, Fig. 9 zeigt ein Armierungsnetz aus aufeinander gelegten Flachstäben, Fig. 10 zeigt ein Armierungsnetz aus geflochte nen Flachstäben,
Fig. 11 zeigt ein Bauelement in Normalbauweise mit Gitterrostarmierung, Fig. 12 zeigt eine Platte mit obenliegender Armie- rung.
Der in Fig. 2 schematisch dargestellte Armie- rungsrost kann in der in Fig. 6 in grösserem Massstab dargestellten Weise. aus vorfabrizierten Stäben oder Bändern hergestellt werden. Die eine Art von Bän dern 1 wird dabei in gleichmässigen Abständen mit hochstehenden Schlitzen 2 und eine zweite Art von Bändern 3 in denselben oder anderen gleichmässigen Abständen mit Kerben 4 versehen.
Zum Zusammen bau einzelner Armierungsroste werden die Bänder 3 in die Schlitze 2 der Bänder 1 eingeschoben, so dass die über den Schlitzen 2 verbleibenden Materialstege 5 der Bänder 1 in die Kerben 4 eingreifen. Zum Sichern der Bänder 1 und 3 in dieser ineinander greifenden gegenseitigen Lage werden dann unter die Bänder oder Stäbe 3 Füllstäbe 6 eingeschoben, die rein prismatische Form mit rechteckigem Querschnitt aufweisen. Alle Bestandteile des Armierungs.rostes können durch Stanzen, welches z.
B. auf geeigneten Maschinen zugleich mit einer Aufrauhung der Stab flächen vorgenommen werden kann, verhältnismässig billig hergestellt werden.
Die Roste werden in praktischen Grössen von beispielsweise 2 X 3 Metern hergestellt. Die aus dem eigentlichen Gitter der Stäbe 1 und 3 vorstehenden Enden 7 werden mit Löchern 8 versehen, wie Fig. 2 deutlich zeigt. Die vorbereiteten Rosteinheiten kön nen daher in einfachster Weise zu grossen Armie- rungen zusammengesetzt werden, indem in die zur Deckung gebrachten Löcher 8 nebeneinanderliegen- der Rosteinheiten Verbindungsstäbe 9 eingeschoben werden.
Damit können Armierungen beliebiger Grösse aus normierten Einheiten leicht zusammengebaut werden.
Anstelle eines Füllstabes 6 mit rechteckigem Querschnitt kann gemäss Fig. 7 auch ein runder Füll stab, z. B. ein normales Armierungseisen 10, verwen det werden. Dabei müssen natürlich anstelle der Schlitze 2 entsprechend geformte Öffnungen 11 in den Stäben 1 vorgesehen werden.
Eine weitere Möglichkeit besteht gemäss Fig. 8 darin, die Schlitze 12 des Stabes 1 nicht hochstehend, sondern in Längsrichtung des Stabes liegend anzu ordnen. Das hat den Vorteil, dass der Querschnitt der Stäbe 1 möglichst wenig geschwächt wird. Die Stäbe 3 und die Füllstäbe 6 können genau gleich aus geführt und eingesetzt werden wie anhand der Fig. 6 erläutert, jedoch flachliegend. Die Armierung nach Fig. 8 ist dann angezeigt, wenn im Bauelement nur in der Ebene der Stäbe 1 liegende Biegemomente auftreten.
Die Armierung kann auch mit Vorteil da verwendet werden, wo sie eine bestimmte Wölbung erfahren soll, weil die flachliegenden Stäbe 2 und 6 leicht gebogen werden können, um den Armierungs- einheiten die gewünschte Wölbung zu erteilen. Sind noch stärkere oder dreidimensionale Wöl bungen zu armieren, so werden vorzugsweise alle Stäbe flachgelegt, wobei Stäbe 13 bzw. 14 gemäss Fig. 9 in zwei Ebenen liegen können,
oder wobei Stäbe 15 und 16 gemäss Fig. 10 verflochten und in beiden Fällen an den Kreuzungsstellen verschweisst oder vernietet sein können. Die Enden der Stäbe 13-16 können zu Ösen gebogen sein, wie Fig. 3 in punktierten Linien andeutet, um Armierungseinhei- ten miteinander verbinden zu können.
Fig. 11 zeigt, wie eine Armierung gemäss Fig. 2 in eine vorfabrizierte Bauplatte 17 eingelegt ist. Es ist darauf zu achten, dass über und unter dem Rost je eine Schicht von Beton oder einem dem gleichen Zweck dienenden Material liegt, die mindestens gleich dick ist wie der Rost selbst. Solche Platten hatten bei Dimensionen von 100 X 100 cm und einer Dicke von 5 cm dem Rande entlang aufgelegt und im Zentrum belastet eine Tragfähigkeit von 1700 bis 1800 kg bis zur ersten Rissbildung und eine Bruch festigkeit von 5000 kg.
Eine der wesentlichsten Eigenschaften der Armie- rung besteht darin, dass die Stäbe an ihren Kreu zungsstellen in dem Sinne fest miteinander verbun den sind, dass eine Verschiebung des einen Stabes in seiner Längsrichtung durch den quer dazu liegenden Stab praktisch vollständig verhindert wird., bis die Armierung reisst. Zugleich stellen sich aber einer Dehnung der Stäbe die in die Maschen des Rostes ragenden starren Materialzapfen, z. B. Betonzapfen, entgegen, denn diese Zapfen stehen in starrer Ver bindung mit der Druckzone des Bauelementes.
Das brüchige und praktisch nicht auf Zug beanspruchte Material wie Beton wird in den Zellen oder Ma schen des Rostes zuverlässig gehalten und die ge kreuzten, fest miteinander verbundenen Gitterstäbe dienen der direkten Druckübertragung der Kräfte an den Beton, womit die ohnehin erhöhte Haftfähig keit der Stäbe am Beton unterstützt wird. In Längs richtung der Stäbe wirkende und an den Beton zu übertragende Kräfte müssen nämlich gar nicht voll ständig durch die Haftung zwischen Beton und Ar- mierung übertragen werden, sondern werden teilweise durch die zur Zugrichtung querliegenden Stäbe als Druck an den Beton übertragen.
Es ist daher auch von besonderer Wichtigkeit, die Verbindungsstellen zwischen Stäben möglichst spielfrei auszuführen, da mit die soeben erwähnte Kraftübertragung auf Quer stäbe tadellos stattfinden kann.
Natürlich können die Roste auch in einer ande ren geeigneten Weise aufgebaut sein. Um zwischen den Armierungsstäben einzelner Rosteinheiten nicht nur Zugkräfte, sondern auch Biegemomente übertra gen zu können, können die S-tabenden anstelle von je einem runden Loch zum Einführen eines Rund- @eisens z. B. in Längsrichtung gegeneinander versetzte oder übereinander liegende Löcher aufweisen oder mit Schlitzen versehen sein, in welche je ein Ver bindungsstab entsprechenden Querschnitts eingesetzt werden kann. Es ist natürlich auch jede andere Ver- Bindung möglich, die gleichzeitig die Übertragung von Zug- und Biegebeanspruchung gestattet.
Die Roste werden z. B. mit einer Höhe von vor zugsweise l2-40 mm und mit einer Maschen- oder Zellengrösse von rund 10 X 10 cm ausgeführt.
Leichtbauplatten mit hoher Tragfähigkeit und weitgehend bestimmbaren Isolationseigenschaften werden erhalten, wenn anstelle von normalem Beton Schaumbeton oder giess- und härtbarer Kunststoff schaum oder Isoliermaterial als Füllmaterial verwen det wird. Eine beispielsweise Verwendungsmöglich keit der beschriebenen armierten Bauelemente nach Fig. <B>11</B> bietet die Verlegung auf Schalungs:träger an stelle von Schalungsbrettern beim Bau von Beton decken.
Wie in Fig. 11 durch punktierte Linien an gedeutet, ergeben nebeneinanderliegende und mit den Armierungen verbundene Platten einen dichten und tragfähigen Plattenbelag, auf welchen Beton auf gebracht werden kann. Nach Erhärtung der aufge brachten Betonschicht und Entfernen der Schalungs- träger entfällt jede weitere Nacharbeit, wobei gleich zeitig die Unterschicht der fertigen Decke bedeutend schöner ist.
Hochbeanspruchte Bodenbeläge in Industriebau ten, wie z. B. Giessereien usw., haben eine begrenzte Lebensdauer. Durch Verlegen von Platten mit oben liegender Gitterrostarmierung nach Fig. 12 entsteht ein verschleissfester Belag, der schwerster Beanspru chung standhält.