Ankerschiene
Eine Ankerschiene ist ein Profilstahl mit Ankern, der in Beton eingebaut bzw. eingegossen wird. 1913 wurde sie von Anders Jordahl erfunden. Sie besteht aus zwei Elementen: zum einem der Profilstahl in C-Profil aus verzinktem Baustahl oder aus rostfreiem Stahl und zum anderen aus Ankern in unterschiedlichen Formen zur Verankerung im Beton.
Zum System gehören spezielle Schrauben. Sie werden wegen ihrer Form Hammerkopfschrauben, Kerbzahnschrauben oder Hakenkopfschrauben genannt und sichern die Befestigung der Anschlusskonstruktion. Die Ankerschiene wird so einbetoniert, dass nachdem Entfernen des Kunststoffschaums im Profil diese Spezialschrauben eingelegt werden können. Sie sind entlang der Schiene verschiebbar und erlauben damit Justierungen. Ankerschienen dienen als Befestigung für verschiedene Konstruktionsteile wie Lüftungskanäle und Rohrleitungen. Die Markennamen Jordahlschiene, Halfenschiene und Moso-Ankerschiene sind Gattungsnamen für Ankerschienen geworden.
Arten von Ankerschienen
An den einbetonierten Ankerschienen können beliebige Anschlusskonstruktionen mit den entsprechenden Spezialschrauben befestigt werden. Es wird unterschieden zwischen warmgewalzten und kaltgeformten Ankerschienen, je nachdem wie der Stahl in die benötigte Profile geformt wurde. Warmgewalzte Ankerschienen haben bei ähnlicher Geometrie eine höhere zulässige Belastung als kaltgeformte Ankerschienen. Sie sind daher für Befestigungen mit hohen dynamischen Lasten geeignet, wie beispielsweise bei der Befestigung von Führungsschienen im Aufzugsbau. Kaltgeformte Ankerschienen eignen sich für die Befestigung von Versorgungsleitungen.
Im Schlitz der Schiene liegt ab Werk eine Kunststofffüllung, die vor dem Eindringen von Beton beim Betoniervorgang schützt. Die Füllung ist meist ein Polyethylen-Schaum, der sich vollständig aus der Ankerschiene entfernen lässt oder ein Polystyrol-Schaum, der schnell partiell entfernt werden kann. Je nach Anwendung und Umgebungsbedingungen (korrosive Umgebung), sind Ankerschienen als galvanisch verzinkte und feuerverzinkte Varianten sowie in Edelstahl erhältlich.
Ankerschienen sind sowohl mit glattem Profil als auch gezahntem Profil üblich. Mit gezahnten Ankerschienen können außerdem mittels Formschluss die Lastaufnahme in Längsrichtung der Schiene sicherstellen. Die speziellen Profile können dabei sehr hohe dynamische Lasten aufnehmen.
Geschichte
Die Beton- und Eisenbetonbauweise Anfang des 20. Jahrhunderts erforderte neue Möglichkeiten zur Befestigung von verschiedenen Konstruktionen auf der Betonfläche. Für leichtere Lasten wurden trapezförmige Leisten aus Holz mit abgewinkelten Nägeln einbetoniert. Später wurden einbetonierte Stahlträger mit speziellen Klauen zur Befestigung entwickelt. Damit konnten nun auch höhere Lasten in den Beton eingeleitet werden. Eine weitere Entwicklung waren S-förmige Schienen aus Stahl in die Hakenschrauben eingehängt wurden. Anders Jordahl entwickelte 1913 eine durch Bügel zurückgehängte C-förmige Schiene mit Hakenkopfschrauben, die am 11. Dezember 1913 unter der Nummer 292751 patentiert wurde. Seit 1925 wird die Bezeichnung „Ankerschienen“ verwendet und eine industrielle Produktion durchgeführt. Es folgten Weiterentwicklungen von den unterschiedlichen Herstellerfirmen.
Seit 1976 sind in Deutschland allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen des Deutschen Instituts für Bautechnik für Ankerschienen erforderlich.
Vorschriften
2009 wurde die neue europäische Norm CEN/TS 1992-4 veröffentlicht. Sie regelt das Verfahren zur „Bemessung der Verankerung von Befestigungen in Beton“.
Die Normenreihe entspricht den Regeln der Technik und berücksichtigt die aktuellen Erkenntnisse der Forschung auf dem Gebiet der Verankerungstechnik. Damit die darin angegebenen Berechnungsverfahren angewendet werden können, sind hersteller- und produktspezifische Werte für die jeweiligen Ankerschienen, wie Widerstände oder Formbeiwerte erforderlich. Diese Kennzahlen sind wiederum in der europäischen technischen Zulassung des jeweiligen Produkts geregelt.
Anwendungen
Ankerschienen dienen beispielsweise der Befestigung von Betonfertigteilen, Versorgungsleitungen, Verblendmauerwerk, Stahlbetonfassaden, Konsolen und Aufzugsführungsschienen, Vordächern oder anderen Konstruktionen. Im Anlagenbau werden Ankerschienen zur justierbaren Befestigung von verschiedenen Komponenten eingebaut. Gebogene Schienen werden in Tübbingen für die Befestigung von Medien oder Fahrdraht in Tunneln verwendet. Je nach Sortimentbreite des Herstellers können für unterschiedlichste Konstruktionen mit verschiedenen Ansprüchen an Tragfähigkeit, Brandschutz und Korrosionsschutz passende Ankerschienen verwendet werden. Dazu können auch Materialien verschiedener Korrosionsschutzanforderungen kombiniert werden.
Literatur
- Rolf Kindmann, Michael Stracke: Verbindungen im Stahl- und Verbundbau. Ernst & Sohn Verlag, Berlin 2009, ISBN 978-3-433-02916-9.
- P. Gerlach (Hrsg.), M. Coenen, E. Lupberger, A. Schmidt, G. Unold, Fr. Wicke, C. Zietemann: Freytags Hilfsbuch für den Maschinenbau für Maschineningenieure sowie für den Unterricht an technischen Lehranstalten. Achte Auflage, Verlag von Julius Springer, Berlin 1930.
Weblinks
- Verein zur Förderung und Entwicklung der Befestigungs-, Bewehrungs- und Fassadentechnik e. V.: Bemessung von Ankerschienen (Memento vom 29. Oktober 2013 im Internet Archive)
- BEMESSUNG VON ANKERSCHIENEN (abgerufen am 29. Mai 2020)
- Für die Befestigung an Ankerschiene (abgerufen am 29. Mai 2020)
- ANKERSCHIENEN Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abgerufen am 29. Mai 2020)
- Tragverhalten und Bemessung von Ankerschienen unter zentrischer Zugbelastung (abgerufen am 29. Mai 2020)