DE102016124232A1

DE102016124232A1 - Truss arrangement with mineral matrix material

Info

Publication number: DE102016124232A1
Application number: DE102016124232.2A
Authority: DE
Inventors: Manfred Curbach
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2017-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fachwerkanordnung, umfassend ein mineralisches Matrixmaterial, wobei das Matrixmaterial Gurte und Stege der Fachwerkanordnung ausbildet und innerhalb des Matrixmaterials ein textiles Material in der Weise angeordnet ist, dass es auf das Fachwerk wirkende Kräfte aufnehmen kann.The invention relates to a truss arrangement, comprising a mineral matrix material, wherein the matrix material belts and webs of the framework arrangement is formed and within the matrix material, a textile material is arranged in such a way that it can absorb forces acting on the framework.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fachwerkanordnung, umfassend ein mineralisches Matrixmaterial. Die Fachwerkanordnung ist insbesondere auch als Gitterträger für Tragwerke, insbesondere Betontragwerke, ausgeführt. Ein Gitterträger ist ein Träger, der aus einer Vielzahl von Stäben besteht, die diagonal übereinander gelegt und an den Kreuzungspunkten miteinander zu einem Gitter verbunden werden. Die Ober- und Unterkanten werden mit leichten Stäben fixiert. The invention relates to a framework arrangement comprising a mineral matrix material. The truss arrangement is in particular also designed as a lattice girder for structures, in particular concrete structures. A lattice girder is a girder that consists of a plurality of rods that are placed diagonally above one another and connected to form a grid at the crossing points. The upper and lower edges are fixed with light rods.

Stahlgitterträger kommen häufig im Betonbau zum Einsatz, wo sie zwei Hauptaufgaben bei der Herstellung von Betondecken erfüllen, nämlich die Sicherung des Verbundes zwischen Fertigplatte und Ortbeton im Endzustand und die Verbesserung der Trag- und Gebrauchsfähigkeit (Montagesteifigkeit) der Fertigplatte im Montagezustand. Darüber hinaus können Gitterträger z. B. als Abstandhalter für die obere Bewehrung verwendet werden. Einen solchen allgemein bekannten Gitterträger offenbaren die Druckschriften DE 195 15 638 A1 , DE 20 2013 011 404 U1 und DE 10 2013 210 232 A1 . Beispielhaft seien an dieser Stelle sogenannte Elementdecken (auch als Halbfertigteildecke, Gitterträgerdecke, Filigrandecke bezeichnet) genannt. Steel lattice girders are often used in concrete construction, where they fulfill two main tasks in the production of concrete slabs, namely securing the bond between the finished slab and in-situ concrete in the final state and improving the load-bearing capacity (assembly rigidity) of the finished slab in the assembled state. In addition, lattice girders z. B. can be used as a spacer for the upper reinforcement. Such a well-known lattice girders disclose the publications DE 195 15 638 A1 . DE 20 2013 011 404 U1 and DE 10 2013 210 232 A1 , By way of example, so-called element ceilings (also referred to as semi-finished ceiling, lattice girder ceiling, filigree corner) may be mentioned at this point.

Während der Betonage des Gitterträgers drückt der aufgebrachte Beton auf und gegen freiliegende Bewehrungselemente. Die Steifigkeit textiler Bewehrungselemente, beispielsweise aus Carbon, ist nicht ausreichend hoch, um dem anstehenden Betondruck während der Betonage zu widerstehen. Sie werden aus ihrer ursprünglichen Lage gedrückt und können sich dabei verformen. Formstabilität und Lagesicherheit der Bewehrung von Betonbauteilen beeinflussen maßgeblich deren Tragfähigkeit. During the concreting of the lattice girder, the applied concrete presses on and against exposed reinforcement elements. The stiffness of textile reinforcing elements, for example made of carbon, is not sufficiently high to withstand the upcoming concrete pressure during concreting. They are pushed out of their original position and can become deformed. Dimensional stability and positional stability of the reinforcement of concrete components significantly influence their load bearing capacity.

Bisher gibt es keine Lösung des Problems für Bauteile mit textiler Bewehrung. Gitterträgerartige Bewehrungsstrukturen aus Betonstahl werden zurzeit in Betonfertig- und Halbfertigteilen verbaut. So far, there is no solution to the problem for components with textile reinforcement. Truss-like reinforcing structures made of reinforcing steel are currently being installed in precast concrete and semi-finished parts.

Elementdecken sind sogenannte Halbfertigteile. Sie werden im Betonwerk aus einer etwa 6 cm breiten Betonplatte und Gitterträgern aus Betonstahl vorgefertigt. Nach dem Verlegen auf der Baustelle werden sie durch Zulagen und eine Aufbetonschicht zum fertigen Bauteil ergänzt. Die Gitterträger sind derart steif, dass sie selbst sowie die daran befestigten Zulagen auch während der Betonage formstabil und unverschieblich sind. Element ceilings are so-called semi-finished parts. They are prefabricated in the concrete plant from a concrete slab of about 6 cm wide and reinforced concrete lattice girders. After being laid on the construction site, they are supplemented by allowances and a layer of concrete to form the finished component. The lattice girders are so stiff that they themselves and the attached allowances are dimensionally stable and immovable even during the concreting.

Zurzeit existieren für den Einsatz textiler Bewehrungselemente keine Lösungen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein textiles Bewehrungselement anzubieten, das dem anstehenden Betondruck während der Betonage widersteht. At present there are no solutions for the use of textile reinforcement elements. The object of the invention is therefore to provide a textile reinforcement element which resists the upcoming concrete pressure during concreting.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Fachwerkanordnung, umfassend ein mineralisches Matrixmaterial. Nach der Erfindung bildet das Matrixmaterial Gurte und Stege der Fachwerkanordnung aus und innerhalb des Matrixmaterials ist ein textiles Material in der Weise angeordnet, dass es auf die Fachwerkanordnung wirkende Kräfte aufnehmen kann. Die nachfolgend beschriebene Erfindung soll sicherstellen, dass speziell textile Bewehrungselemente im Montage- und Bauzustand bis zum Endzustand sicher in Form und Lage gehalten werden. The object is achieved by a framework arrangement comprising a mineral matrix material. According to the invention, the matrix material forms straps and webs of the framework arrangement and within the matrix material, a textile material is arranged in such a way that it can absorb forces acting on the framework arrangement. The invention described below is to ensure that especially textile reinforcing elements in the assembly and construction are held securely to the final state in shape and location.

Bewehrte Betonbauteile werden entsprechend den Lastannahmen bemessen. Art, Menge, Geometrie und Position der Bewehrung werden dabei so gewählt, dass das Bauteil oder das Bauwerk den Einwirkungen widersteht und eine sichere Nutzung über die gesamte Lebensdauer gewährleistet ist. Die Erfindung stellt sicher, dass Form und Position textiler Bewehrungselemente vom Montagezustand über den Bau- bis hin zum Endzustand unveränderlich bleiben. Reinforced concrete components are sized according to the load assumptions. The type, quantity, geometry and position of the reinforcement are selected in such a way that the component or the structure resists the effects and safe use over the entire service life is ensured. The invention ensures that the shape and position of textile reinforcing elements remain immutable from the assembly state through the construction to the final state.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fachwerkanordnung wird als Bewehrungselement für ein Betonbauteil ausgeführt, das ausreichend steif ist, um dem anstehenden Betondruck während der Betonage des Betonbauteils zu widerstehen. An embodiment of the truss assembly according to the invention is carried out as a reinforcing element for a concrete component, which is sufficiently rigid to withstand the upcoming concrete pressure during the concreting of the concrete component.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Bewehrung als ein Gitterträger ausgebildet ist. Er bildet dann eine lagesichere textile Bewehrung für Betonbauteile auf Basis der textilen Bewehrung. Die herkömmliche Gitterstruktur wird aus Beton hergestellt. In den Stegen und Gurten dieses Betongitterträgers verlaufen die textilen Bewehrungselemente. Der Betongitterträger mit innenliegender textiler Bewehrung ist deshalb ausreichend steif, um dem anstehenden Betondruck während der Betonage zu widerstehen. It has proved to be particularly advantageous if the reinforcement is designed as a lattice girder. It then forms a position-safe textile reinforcement for concrete components based on the textile reinforcement. The conventional grid structure is made of concrete. In the webs and belts of this concrete lattice girder, the textile reinforcement elements run. The concrete lattice girder with internal textile reinforcement is therefore sufficiently rigid to withstand the upcoming concrete pressure during concreting.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Fachwerkanordnung so ausgestaltet ist, dass das textile Material zur Vorspannung des Betonbauteils genutzt wird. Die Vorspannung kann beispielsweise mittels quellfähigen Betons oder über interne Vorspannung mit sofortigem oder nachträglichem Verbund erfolgen. It is also advantageous if the truss assembly is designed so that the textile material is used for biasing the concrete component. The bias can be done for example by means of swellable concrete or internal bias with immediate or subsequent composite.

Die erfindungsgemäße Herstellung von textilbewehrten Betongitterträgerstrukturen ermöglicht den Einsatz textiler Bewehrung auch im Halbfertigteilbau und verbindet die Vorteile von Vorfertigung und monolithischer Bauweise. The inventive production of textile-reinforced concrete lattice support structures allows the use of textile reinforcement in semi-finished parts and combines the advantages of prefabrication and monolithic construction.

Die erfindungsgemäßen textilbewehrten Betongitterträgerstrukturen unterliegen in Form und Größe keiner Einschränkung. Dadurch ergeben sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. The textile-reinforced concrete lattice support structures according to the invention are subject to no restriction in shape and size. This results in a variety of applications.

Um den Verbund zwischen Gitterträger und Aufbeton zu verbessern, kann die Oberflächenstruktur des Gitterträgers profiliert sein. In order to improve the bond between the lattice girder and the concrete, the surface structure of the lattice girder can be profiled.

Das grundlegende Funktionsprinzip ermöglicht die Ausführung mit größeren Abmessungen oder als separates Bauteil. Ausführungsvarianten können Fachwerkbinder, Unter- oder Überzüge sein. The basic operating principle allows the design with larger dimensions or as a separate component. Variants may be truss binders, underlays or covers.

Bauteilvarianten können sowohl als Rechteck, Trapez oder Bogen ausgeführt werden. Denkbar sind auch Stützen, deren Seitenflächen aus textilbewehrten Betonfachwerken bestehen oder gekrümmte Flächentragwerke. Component variants can be executed as a rectangle, trapezoid or bow. Also conceivable are supports whose side surfaces consist of textile-reinforced concrete frameworks or curved surface structures.

Korrosionsbeständige Materialien als Bewehrungselemente verbessern die Dauerhaftigkeit des bewehrten Bauteils und begünstigen die Materialeffizienz. Corrosion-resistant materials as reinforcing elements improve the durability of the reinforced component and promote material efficiency.

Ein herkömmlicher Aufbau einer Elementdecke umfasst eine Betonstahlbewehrung als Gitterträger, der aus den Gurten und den Stegen gebildet wird. Die unteren Gurte des Gitterträgers sind in Beton eingelassen. A conventional structure of an element ceiling comprises a reinforcing steel reinforcement as a lattice girder, which is formed from the straps and the webs. The lower straps of the lattice girder are embedded in concrete.

Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fachwerkanordnung, speziell ein Betonfachwerk, umfasst textiles Material als Bewehrung, die innerhalb der Gurte, dem Obergurt und dem Untergurt, sowie den Stegen angeordnet ist. Die umgebende Schicht aus dem Matrixmaterial Beton verleiht der textilen Bewehrung Stabilität, beispielsweise bei der Betonage. An embodiment of a truss arrangement according to the invention, especially a concrete truss, comprises textile material as a reinforcement, which is arranged within the belts, the upper belt and the lower belt, and the webs. The surrounding layer of the matrix material concrete gives the textile reinforcement stability, for example in the concreting.

Beispielhaft ist ein textilbewehrter Betonfachwerkbinder mit bogenförmigem Obergurt, während der Untergurt geradlinig ausgeführt ist. Die Bewehrung aus textilem Material in Ober- und Untergurt sowie den Stegen ist durch das Matrixmaterial Beton bedeckt, so dass Ober- und Untergurt sowie die Stege eine höhere Stabilität erhalten. Zudem wird gesichert, dass keine schädigenden Querkräfte auf die Fasern des textilen Materials wirken können. By way of example, a textile-reinforced concrete truss binder with arcuate upper flange, while the lower flange is designed in a straight line. The reinforcement made of textile material in the upper and lower belt and the webs is covered by the matrix material concrete, so that the upper and lower belt and the webs receive a higher stability. In addition, it is ensured that no damaging transverse forces can act on the fibers of the textile material.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19515638 A1 [0002]
DE 202013011404 U1 [0002]
DE 102013210232 A1 [0002]

Claims

Truss assembly, comprising a mineral matrix material, characterized in that the matrix material belts and webs of the truss assembly is formed and within the matrix material, a textile material is arranged in such a way that it can absorb forces acting on the truss assembly.

Truss assembly according to claim 1, wherein the truss assembly is designed as a reinforcing element for a concrete component, which is sufficiently rigid to withstand the upcoming concrete pressure during the concreting of the concrete component.

Truss assembly according to claim 2, wherein the reinforcing element is designed as a lattice girder.

Truss assembly according to claim 2 or 3, wherein the surface of the reinforcing element has a profiled surface structure.

Truss assembly according to one of claims 2 to 4, wherein the textile material is used for prestressing the concrete component.

Truss assembly according to claim 5, wherein the prestressing can be caused by means of swellable concrete or by an internal prestressing with immediate or subsequent bonding.

Truss assembly according to claim 1, wherein the truss assembly is designed as truss, under- or cover, as a rectangle, trapezoid or bow, or wherein the truss assembly is designed as a support, the side surfaces of textile-reinforced concrete trusses, or as a curved surface structure.