BASYS. Schubverstärkungen für Rohreinlagen. Rohreinlagen, ein oft unterschätztes Tragsicherheitsproblem

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1 BASYS Schubverstärkungen für Rohreinlagen Rohreinlagen, ein oft unterschätztes ragsicherheitsproblem B a u S y s t e m e für ein sicheres ragverhalten mit möglichem Schubwiderstand von über 100% der ungestörten Decke auch für mehrere Einlagen, ob Elektrotrassee oder Lüftungsrohre einfacher und sicherer Einbau mit kontrollierter Lagesicherung BASYS AG, Bausysteme Industrie Neuhof 33 el Kirchberg Fax info@basys.ch

2 Sicherheitsanforderungen ragsicherheit Situation Stand der echnik/problemstellung Beispiel Gemäss SIA 262 (2013), Artikel werden einbetonierte Leitungen, Leitungsbündel oder Deckeneinlagen wie folgt behandelt: kleiner d/6: können vernachlässigt werden sind zu berücksichtigen, wenn Breite oder Höhe grösser als d/6 ist; in diesem Fall wird die wirksame statische Höhe dv bestimmt, in - dem die statische Höhe d um den grösseren Wert von Breite und Höhe der Einlagen reduziert wird Gemäss Artikel wird empfohlen, beidseitig von einbetonierten Leitungen, Leitungsbündeln und Deckeneinlagen mit bedeutenden Abmessungen eine Querkraftbewehrung anzuordnen! Annahme: Deckenstärke h=260 mm, d=220 mm kleiner d/6: vernachlässigbar Ø a (Rohreinlage) < 36 mm grösser d/6: statisch berücksichtigen Ø a (Rohreinlage) 36 mm Empfehlungen: Bei mehreren Rohreinlagen: liegt der Achsabstand der Rohrein - lagen je nach Situation bei weniger als 3 4 Ø a, so sind die Rohreinlagen ohne entsprechende Massnahmen zu einer umschliessenden, rechteckig - en Öffnung zusammen zu fassen. Maximaler Rohrdurchmesser aussen Ø a (Rohreinlage) d/2 die Lösung für ein echtes Problem Ohne erstärkung: test = 64% x R (SIA 262) Ohne erstärkung: test = 49% x R (SIA 262) Untersuchung Aufgrund der starken Beeinträchtigung der ragsicherheit durch linienartige Rohreinlagen wurde das System und ent - wickelt. Die BASYS AG hat mehrere ersuchsreihen an der Hochschule Luzern HSLU durchgeführt. und Neben dem klaren statischen Modell wurde bereits in der Entwicklung auf einfache erlegbarkeit auf der Bau - stelle Wert gelegt. Zudem ist die Lagesicherung der linienartigen Rohreinlagen am statisch korrekten Ort von grosser Bedeutung. Parallel zu den ersuchen wurden statische Modelle entwickelt, die eine Berechnung der erstärkungsmassnahmen erlauben. Zudem wurden ergleichsrechnungen nach EC2 und SIA 262 durchgeführt, welche eine sehr gute Übereinstimmung mit den durchgeführten ersuchen gezeigt haben. Das ragverhalten und die entsprechenden Bemessungsformeln wurden durch unabhängige Gutachter geprüft. verstärkt mit : test > 100% x R, Decke ohne Rohreinlagen (SIA 262) Resultate und erlauben eine Bestimmung der Schubtragfähigkeit trotz grossen, linienartigen Deckeneinlagen. Die Schubtragwiderstände der erreichen in den er - suchen je nach Anordnung Werte von weit über 100% der Schubtragfähigkeit einer Decke ohne Rohr einlagen. Damit ist es für den Ingenieur möglich, trotz der oft unumgänglichen Einlagen ein statisches System zu finden, das tragsicher und norm konform ist. keine Grauzone für den Ingenieur mehr 2

3 / ragsicherheit und Gebrauchstauglichkeit Schubwiderstand Betondecke Deckenstärke 16 cm bis 35 cm, C20/25 bis C50/60 bei mehreren Rohreinlagen und hohem erforderlichen Schubwiderstand Rd, mit Rohreinlagen und (e = 150) > 100% x Rd, Decke ohne Rohreinlagen (SIA 262, Formel (35)) bei einzelnen Rohreinlagen und geringerem erforderlichen Schubwiderstand Rd, mit Rohreinlagen und (e = 150) > 75% x Rd, Decke ohne Rohreinlagen (SIA 262, Formel (35)) Konstruktive Hinweise ragfähigkeit Rd nach SIA 262 (2013) , Formel (35), wobei die Betonqualität beschränkt zwischen C20/25 bis C50/60 ist. Es gelten grundsätzlich die SIA-Normen, im Speziellen SIA 262 (2013). Ergänzend sei an dieser Stelle ebenfalls auf den «EC2 für Deutschland» verwiesen, der in der kommentierten Fassung einige weitere Grenzwerte bei runden Öffnungen setzt: Zugspannungen sind mit cp < 0 zu berücksichtigen, die günstige Wirkung von Druckspannungen sollte jedoch im Bereich von Öffnungen vernachlässigt werden. Beim Biegenachweis ist der Erhalt der erforderlichen Druckzonenhöhe nachzuweisen. Es ist empfehlenswert, die konstruktiven Festlegungen von Eurocode bzw. SIA-Normen bezüglich des maxi - malen Querabstandes der Querbewehrung auch bei der Anordnung von zu berücksichtigen und den Abstand auf die Quer schnitts - höhe h bzw. 600 mm zu begrenzen. erformungen Die Rohreinlagen bewirken grundsätzlich eine Querschnittsveränderung der Betondecke. Dagegen wirken die schrägen Eisen der und Elemente als zusätzliche Armierung im geschwächten Bereich. Die jeweils symmetrischen Belas - tungsversuche der BASYS AG zeigen denn auch eine praktisch identische Biege-erformung der Seite mit Rohreinlagen und und Elementen und der Seite mit Betonvollquerschnitt. Dauerhaftigkeit Die Mindestbetondeckung der Bewehrungsstäbe wird bereichsweise nicht eingehalten, weil die Bewehrungsstäbe des unmittelbar an der Rohrwandung anliegen können. Das Material des verwendeten Rohres muss daher in der Lage sein, den Sauerstoff- und Wasserzutritt (auch dampfförmig) zum Bewehrungsstahl dauerhaft zu verhindern. Dies kann durch eine geeignete Materialwahl (z. B. HDPE) und eine entsprechende Wanddicke sichergestellt werden. Bei der Wahl von metallischen Rohren muss sichergestellt sein, dass keine elektrochemische Korrosion infolge ungleicher Spannungspotentiale der Metalle (elektrochemische Spannungsreihe) auftreten kann. Armierungen Die und Elemente sind ausgelegt auf eine bauseitige Armierung mit eilung e = 150 mm längs und quer. Grössere eilungen sind ebenfalls möglich, bei engeren eilungen ist lokal die Armierung anzupassen. Brandfall Die Auswirkungen des Brandfalles auf die Querkrafttragfähigkeit sind grundsätzlich zu untersuchen. Inwieweit die immerhin in den Beton vollständig eingebundenen Rohreinlagen eine entsprechende Bedeutung für den Brandfall haben, lässt sich jedoch nicht verallgemeinern (vgl. SIA 262). 3

4 erstärkung mit Systembeschrieb Die Elemente, hergestellt aus Stahl S500, bestehen aus jeweils zwei Grundelementen, welche längs verbunden sind (vgl. Fuss ). Damit die Einlagen wie Lüftungs- und Elektrorohre udgl. einfach verlegt werden können, ist das Element zweiteilig. Der Fuss wird zuerst versetzt und ist oben offen. Somit können die Leitungen problemlos eingelegt werden. Der Deckel mit den schräg abwärts zeigenden erankerungen wird nach dem erlegen der Rohre etc. einfach auf das Fussteil daraufgelegt und mit Bindedrähten fixiert. Die jeweils quer angeschweissten Eisen oben und unten definieren den möglichen Hohlraum vertikal und sorgen dafür, dass die Einlagen an Ort bleiben. Die Grundelemente, welche längs verbunden sind, weisen zwei wählbare eilungen auf: eilung e = 150 mm: für die gegen - über der Armierung parallele er - legung der Einlagen eilung e = 212 mm: für die gegen - über der Armierung schräge erlegung (45 ) der Einlagen (vgl. Seite 6, Anordnung parallel und schräg) Bei orliegen einer Armierung mit eilung e = 150 mm können die Elemente in der Regel problemlos verlegt werden. Gegebenenfalls muss die Armierung im Bereich der Ein - lagen lokal etwas angepasst werden. F = Fuss D = Deckel G = Höhe e = eilung Fuss G-e-F Deckel G-e-D G-e komplett Fuss G-e-F während Einbau Leitungen G-e komplett mit Rohreinlagen 4

5 erlegeanleitung Montagehilfe erlegeanleitung untere Armierung verlegen Fuss G-e-F verlegen Rohreinlagen einbauen Deckel G-e-D verlegen obere Armierung ergänzen betonieren Fixierung Montagehilfe MH- Die Montagehilfen MH- G-a werden vorgängig auf die Elemente aufgeschoben. Es gilt zu beachten, dass die Eisen parallel zu den kurzen Fixierstäben () jeweils oben sind. Je nach projektierter Deckenarmierung kann die entsprechende Montage - hilfe MH- G-a gewählt werden, so dass die Höhenlage des Elementes korrekt ist. Sortiment: a = Abstand UK MH-UK : MH- G-19: a = 19 mm MH- G-29: a = 29 mm MH- G-44: a = 44 mm G = Höhe Betonklötzli (Alternative, bauseits) Alternativ können auch Betonklötzli verwendet werden, welche die Betonüberdeckung gewährleisten und vorgängig an den befestigt werden. Die Höhe der Betonklötzli wird gemäss vorgesehener Betonüberdeckung ausgewählt. Die seitliche Stabilität wird in der Regel mit Hilfe von Montageeisen erreicht, welche im Fussbereich montiert werden. MH- G-a G-e-F mit MH- G-a Rohreinlagen einbauen Detail: 5

6 Abmessungen Querschnitt ein kompletter Korb, eilung e = 150 mm, optional e = 212 mm Ansicht Rd, mit Rohreinlagen und (e = 150) > 100% x Rd, Decke ohne Rohreinlagen (SIA 262, Formel (35)) Wichtig Anordnung mehrerer paralleler Einlagen Der maximal zur erfügung stehende Hohlraum ist durch die theoretischen, maximalen Rohreinlagen definiert (grau schraffiert). Diese dürfen vollumfänglich genutzt werden. Darüber hinaus dürfen jedoch keine weiteren Einlagen angeordnet werden! Anordnung parallel und schräg Die Körbe sind grundsätzlich auf eine eilung der Armierung von 150 mm ausgelegt. Daher ergibt sich auch eine eilung der ragelemente im -Korb von 150 mm (zb ). Damit schräge Bereiche ebenfalls einfach eingelegt werden können, gibt es den -Korb, ebenfalls mit einer eilung von 212 mm (zb ). Die Montagehilfen MH passen sowohl auf eilung 150 mm wie auf eilung 212 mm., e = 150 mm 2x, e = 212 mm, e = 150 mm Bei anderen Armierungsteilungen oder bei erwendung der gleichen -Körben für die schrägen Richtungen muss die Armierung gegebenenfalls angepasst werden. 6

7 Sortiment Decken- eilung Überdeckung Grösse stärke h yp e u und o G ypenbezeichnungen : G-a Montagehilfe: MH- G-a Breite B Decken- eilung Überdeckung Grösse stärke h yp e u und o G Rohrdurchmesser D maximal Rohrdurchmesser D maximal Breite B kurzfristig lieferbar lieferbar innert Arbeitstagen Beispiel Ausschreibungstext R 539 Spezielle Armierungen, liefern und versetzen: Lieferung: BASYS AG Industrie Neuhof Kirchberg el: Fax: R BASYUBE ölpel yp Stk. 20 R BASYUBE ölpel yp Stk. 10 R BASYUBE MH zu ölpel Stk. 30 7

8 erstärkung mit Systembeschrieb Die Elemente, hergestellt aus Stahl S500, bestehen aus jeweils zwei -förmigen Grund - elementen, welche längs verbunden sind (vgl. Fuss ). Damit die Einlagen wie Lüftungs- und Elektrorohre udgl. einfach verlegt werden können, ist das Element zweiteilig. Der Fuss wird zuerst verlegt und ist oben offen. Somit können die Leitungen problemlos eingelegt werden. Der Deckel mit den schräg abwärts zeigenden erankerungen wird nach erlegen der Rohre etc. einfach auf das Fussteil daraufgelegt und mit Bindedrähten fixiert. Die jeweils quer angeschweissten Eisen oben und unten definieren den möglichen Hohlraum vertikal und sorgen dafür, dass die Einlagen an Ort bleiben. Die Grundelemente, welche längs verbunden sind, weisen eine eilung von e = 150 mm auf: Diese eilung ist sowohl für die gegenüber der Armierung parallele erlegung der Einlagen wie auch schräg dazu geeignet. Bei orliegen einer Armierung mit eilung e = 150 mm können die Elemente in der Regel problemlos verlegt werden. Gegebenenfalls muss die Armierung im Bereich der Einlagen lokal etwas angepasst werden. F = Fuss D = Deckel G = Höhe Fuss G-150-F Deckel G-150-D G-150 komplett Fuss G-150-F während Einbau Leitungen G-150-F komplett mit Rohreinlage geeignet : auch für Elektrorohre 8

9 erlegeanleitung Montagehilfe erlegeanleitung untere Armierung verlegen Fuss G-150-F verlegen, mit Montagehilfe MH- G-a Rohreinlagen einbauen und fixieren Deckel G-150-D ver - legen, Rohreinlage seitlich fixieren Fixierung Montagehilfe MH- Die Montagehilfe MH- G-a werden vorgängig auf den Fuss des aufgeschoben. Es gilt zu beachten, dass die langen Eisen parallel zu den kurzen Fixierstäben () jeweils oben sind. Je nach projektierter Deckenarmierung kann die entsprechende Montage - hilfe MH- G-a gewählt werden, so dass die Höhenlage des Elementes korrekt ist. MH- G-a obere Armierung ergänzen Sortiment: a = Abstand UK MH-UK : MH- G-19: a = 19 mm MH- G-29: a = 29 mm MH- G-44: a = 44 mm Einbau MH- G-a betonieren Detail: G-150-F mit MH- G-a Aufschieben der MH- auf den G-150-F erlegen des die G-150-F mit MH- G-a auf der Armierung, so dass in die Zwischenräume der Armierungen zu liegen kommen 9

10 Abmessungen Querschnitt ein kompletter Korb, eilung e = 150 mm generell Ansicht Rd, mit Rohreinlagen und (e = 150) > 75% x Rd, Decke ohne Rohreinlagen (SIA 262, Formel (35)) Wichtig Anordnung mehrerer paralleler Einlagen Der maximal zur erfügung stehende Hohlraum ist durch die theoretische, maximale Rohreinlage definiert (grau schraffiert). Diese darf vollumfänglich genutzt werden. Darüber hinaus dürfen jedoch keine weiteren Einlagen angeordnet werden! Anordnung parallel und schräg Die Körbe sind grundsätzlich auf eine eilung der Armierung von 150 mm ausgelegt. Daher ergibt sich auch eine eilung der -förmigen ragelemente im -Korb von 150 mm., e = 150 mm Aus geometrischen Gründen ist beim -yp für die Leitungsführung im Winkel zur Armierung keine andere eilung des notwendig, so dass hier der normale yp verwendet werden kann. 10

11 Sortiment Decken- eilung Überdeckung Grösse stärke h yp e u und o G ypenbezeichnungen : G-e Montagehilfe: MH- G-a Breite B Decken- eilung Überdeckung Grösse stärke h yp e u und o G Rohrdurchmesser D maximal Rohrdurchmesser D maximal Breite B kurzfristig lieferbar lieferbar innert Arbeitstagen Beispiel Ausschreibungstext R 539 Spezielle Armierungen, liefern und versetzen: Lieferung: BASYS AG Industrie Neuhof Kirchberg el: Fax: R BASYUBE ölpel yp Stk. 20 R BASYUBE MH zu ölpel Stk

12 Bestellliste (Änderungen vorbehalten) Bestellung direkt bei BASYS AG, Bausysteme, Industrie Neuhof 33, CH-3422 Kirchberg el , Fax , Schubverstärkungen bei Rohreinlagen -ölpel -ölpel Montagehilfe MH für ölpel Nr.: Plan Nr.: Datum: Objekt und Bauteil: Strasse, Nr.: Ingenieurbüro: Lieferort: PLZ, Ort: zuständige Person: Bestellung geprüft am: Bauunternehmer: Liefertermin: Kommission: Lieferbemerkung: errechnungsstelle: (Stahl- oder Baumaterialhandel) Bauführer: Baustellentelefon: Pos. BASYUBE yp Anzahl Stück Pos. BASYUBE yp Anzahl Stück Pos. Montagehilfe yp Anz. Stück MH- MH- MH- MH- MH- MH- MH- Pos. Montagehilfe yp Anz. Stück MH- MH- MH- MH- MH- MH- MH- ypenbezeichnungen : ( oder ) G-e Montagehilfe: MH-(yp oder ) G-a Bemerkungen