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Vorgelochter Profilstab für Baukonstruktionen
Gegenstand der Erfindung ist ein vorgelochter Profilstab für Baukonstruktionen. dessen mindestens in einem Schenkel angeordnete Löcher gleichen Durchgangsmasses sowohl nach einem rechtwinkligen Raster als auch nach einem Kreisbogenraster geordnet sind, wobei die Kreisbogenmittelpunkte durch ein quadratisches Achsensystem festgelegt sind, dessen, das Grundmass der Lochraster darstellendes Achsen-Abstandsmass gleich dem Radiusmass des Kreisbogenrasters ist.
Derartige Profilstäbe sind in verschiedenen Ausführungen bekannt geworden. Sie haben zumeist Winkelprofil, gegebenenfalls aber auch alle möglichen andern Querschnitte. Die Schlitze und bzw. oder Löcher in den Flanschen der bekannten Konstruktionselemente, zumeist Winkelprofi1sbe, haben verschiedenste Formen und sind in allen möglichen Anordnungen in den Flanschen der Stäbe angebracht. Nach einem älteren Vorschlag sollen in den beiden Flanschen je eine Reihe jeweils gegeneinander versetzter Schlitze angeordnet sein. Nach einem andern Vorschlag sind in den Flanschen Löcher und Schlitze, die jeweils einander abwechseln, vorgesehen.
Die Schlitze bzw. Löcher in den Flanschen brauchen aber nicht nur in einer Reihe zu liegen. Es sind auch bereits Elemente für Baukonstruktionen bekannt geworden, die mehrere, parallel nebeneinanderliegende Reihen mit Schlitzen bzw. Schlitzen und Löchern oder nur mit Löchern aufweisen, wobei die Schlitze usw. ausschliesslich nach einem rechtwinkeligen Raster entweder unmittelbar nebeneinanderliegen oder mehr oder weniger versetzt zueinander angeordnet sind.
Weiterhin werden Konstruktionselemente verwendet, bei denen in den Flanschen winkelförmige bzw. bogenförmige Schlitze oder zur Längsachse des Stabes schräg liegende gerade Schlitze angeordnet sind, u. zw. teils allein und teils zusammen mit Rundlöchein. wobei die Lage der Rundlöcher durch einen Kreisbogenraster bestimmt ist.
Auch sind solche Konstruktionselemente bekannt, bei denen ein System von Löchern mit kleinem und grossem Durchmesser Anwendung findet, wobei für die grossen Löcher in diese einzusetzende Deckscheiben mit einem Bolzenloch für den Verbindungsbolzen notwendig sind. Auch hier bildet ein rechtwinkeliger Raster die Grundlage für die Anordnung der Löcher.
Bei den meisten Konstruktionselementen ist es für das Zusammenfügen zur Herstellung bestimmter Konstruktionen notwendig, verschiedene Verbindungselemente zu benutzen, sei es in Form von Winkelstücken, Knotenblechen od. dgl. Diese Konstruktionsteile sind erforderlich, um die entsprechenden Anschlüsse und ein entsprechend starres bzw. festes Gebilde herzustellen.
Wie umfangreiche Untersuchungen der bekannten Konstruktionselemente ergeben haben, besitzen diese mehr oder weniger schwerwiegende Mängel. Bei der einen Type erfordern beispielsweise die zusätzlich benötigten Glieder für das Zusammenfügen eine umfangreiche Lagerhaltung. Bei andern Systemen sind die Verbindungen an Kreuzungs- bzw. Eckpunkten usw. nicht genügend fest, so dass Verstärkungsstreben, Stützen usw. eingefügt werden müssen. Dies bedingt wiederum einen grösseren Materialverbrauch. Bei einer andern Art von Konstruktionselementen lassen sich ohne einen entsprechenden Aufwand statisch genügend starre Konstruktionen nicht herstellen. Die erwähnten Mängel beruhen ze. m grössten Teil darauf, dass das System der Anordnung der Schlitze bzw. Löcher bzw.
Schlitze und Löcher nicht ausreichend durchdacht ist, um hinsichtlich der Verbindungsstellen optimale Verhältnisse zu erhalten.
Um die Mängel der bekannten Elemente zu vermeiden, sollen die erfindungsgemässen Konstruktions-
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elemente so ausgebildet sein, dass ausser den für die Verbindung der einzelnen Elemente erforderlichen Schrauben keine weiteren Zubehörmaterialien benötigt werden.
Das Rastersystem, nach dem die Bolzenlöcher bzw. Schlitze angeordnet sind, soll nach der Erfindung derart entworfen sein, dass der Winkelstab in kleinste Längen unterteilt werden kann, ohne dass dadurch die Festigkeit des Winkelstabes leidet. Gleichzeitig soll das erfindungsgemässe Rastersystem die Möglichkeit bieten, Anschlüsse von Winkelstäben unter jedem beliebigen Winkel bei grösstmöglicher Festigkeit der Verbindung ausführen zu können.
Ferner sollen sich die Winkelstäbe durch Überlappung miteinander verbinden lassen, wobei auch verschiedenartige Winkelstäbe miteinander verbunden werden können, z. B. Winkelstäbe mit schmäleren Flanschen mit solchen mit breiteren Flanschen.
Im allgemeinen sind Konstruktionen aus vorgelochten Profilstäben höheren statischen Belastungen ausgesetzt als aus normalen Winkeleisen zusammengefügte und statisch berechnete Eisenkonstruktionen. Die Erfindung strebt daher vor allem an, die Anordnung der Lochung so zu wählen, dass auchbei einem Zusammenbau durch einen Nichtfachmann die statische Festigkeit der Konstruktion gewährleistet ist.
Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht bei einem vorgelochten Profilstab für Baukonstruktionen der eingangs geschilderten Art darin, dass die Stablöcher in mindestens zwei, in Stablängsrichtung verlaufenden Reihen angeordnet sind, deren gegenseitiger Mittellinienabstand dem halben Grundmass entspricht, wobei jeweils eine dieser Reihen, nämlich die Hauptreihe auf einer Achse des quadratischen Achsensystems liegt und Rundlöcher aufweist, deren Mittelpunkte mit den Achsschnittpunkten des quadratischen Systems zusammenfallen, und wobei diese.
Hauptreihe ausserdem Schlitzlöcher aufweist, deren quer zur Lochreihe verlaufende Mittellinien das Grundmass zwischen den Rundloch-Mittelpunkten dieser Reihe halbieren, während die zugehörige Nebenreihe DZW. die dazugehörigen Nebenreihen von Schlitzlöchern gebildet werden, deren Lage und Abmessungen jeweils durch die Kreisbogen-Schnittpunkte des Kreisbogenrasters bestimmt sind.
Bei einem Profilstab mit mindestens zwei Lochreihen in einem Schenkel sind erfindungsgemäss die querliegenden Schlitzlöcher der Hauptreihe so gelegt, dass die Mittelpunkte ihrer beiden Lochleibungskreise einerseits auf der Hauptreihen-Mittellinie und anderseits auf den benachbarten Kreisbogen-Schnittpunkten des Kreisbogenrasters liegen.
Bei einem Profilstab mit mehr als zwei Lochreihen in einem Schenkel sieht die Erfindung vor, dass die querliegenden Schlitzlöcher der jeweils zwischen zwei Nebenreihen gelegenen Hauptreihen so gelegt sind, dass die Mittelpunkte ihrer beiden Lochleibungskreise jeweils auf den beiden, der Hauptreihen-Mittellinie benachbarten Kreisbogen-Schnittpunkten des Kreisbogenrasters liegen, während die querliegenden Schlitzlöcher der gegebenenfalls mit Bezug auf die Gesamt-Lochanordnung aussenliegenden Hauptreihen so gelegt sind, dass die Mittelpunkte ihrer beiden Lochleibungskreise einerseits auf der Hauptreihen-Mittellinie und anderseits auf den benachbarten Kreisbogen-Schnittpunkten des Kreisbogenrasters liegen.
Ferner entspricht im Rahmen der Erfindung in einem Profilstab mit einer Lochreihe in mindestens einem Schenkel zur Verwendung in Verbindung mit den erfindungsgemässen Profilstäben diese eine Lochreihe einer Hauptreihe.
Schliesslich ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Flanschbreite eines Winkelschenkel jeweils um ein Raster-Grundmass grösser ist als der Abstand zwischen den Mittellinien der beiden äussersten Lochreihen. Bei gleichschenkeligen Winkelstäben werden vorzugsweise in beiden Flanschen die gleiche Anzahl paralleler Lochreihen vorgesehen. Bei ungleichschenkeligen Winkelstäben ist die Anzahl der Lochreihen in dem schmäleren Flansch entsprechend geringer. Es lassen sich daher Winkelstäbe mit unterschiedlichen Flanschbreiten ohne jede Schwierigkeit miteinander verbinden, da die Löcher in den Schenkeln jeweils nach dem gleichen Rastersystem angeordnet sind.
Dies hat den Vorteil, dass man jeweils einen solchen Winkelstab bei der herzustellenden Konstruktion verwendet, der notwendig ist, um den erstrebten Zweck zu erreichen, sei es aus Gründen der Festigkeit oder aus Gründen der Steifigkeit.
Dadurch, dass die Ausnehmungen an sich nur klein sind und dass diese sehr zweckmässig verteilt sind, ist ein bestimmter Materialmindestquerschnitt an jeder Stelle garantiert, was sich auf Zug-, Biege- und Druckfestigkeit sehr günstig auswirkt.
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele von Winkelstäben mit einer auf Grund der erfindungsgemässen Rasterung angeordneten Lochung dargestellt.
Fig. l zeigt eine Ansicht eines Flansches eines Teiles eines Winkelstabes mit drei Lochreihen, Fig. 2 das gleiche hinsichtlich eines Flansches mit zwei Lochreihen, Fig. 3 das gleiche hinsichtlich eines Winkelstabstückes, in dessen einem Flansch nur eine Lochreihe angeordnet ist und Fig. 4 eine Ansicht eines
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Profiistabstückes mit fünf Lochreihen in einem Flansch.
Aus Fig. l ist das Rastergrundsystem, das auf geometrischer Grundlage aufgebaut ist und nach dem die Löcher in den Flanschen angeordnet sind, erkennbar. Die Schnittpunkte der mehrfach übereinandergreifenden Kreisbogen mit einem dem Rastergrundmass a entsprechenden Radius bilden die Lochmittelpunkte. Daraus ergibt sich, dass bei einer Flanschbreite b, die etwa dem doppelten Rastergrundmass entspricht, drei Lochreihen in dem Flansch, nämlich zwei Hauptreihen I und eine Nebenreihe II angeordnet sind. Längs der beiden äusseren Hauptreihen I sind die Löcher A jeweils im Abstand a des Rastergrundmasses voneinander angeordnet. Die auf dem Kreisbogen c liegenden Löcher B werden senkrecht zur Mittellinie der Lochreihen zu diesen hin als Langlöcher ausgebildet, so dass der äussere Abrundungsradius mit den Löchern auf den Hauptreihen I fluchtet.
Die zwischen den beiden äusseren Hauptreihen I befindlichen Löcher C auf den Schnittpunkten der Kreisbogen c werden, da ihre Mittelpunkte einen geringeren Abstand haben als der doppelte Lochdurchmesser beträgt, zu einem Langloch zusammengefasst. Die Entfernung d der beiden Hauptreihen I von der Nebenreihe II entspricht dem halben Rastergrundmass a. Desgleichen entspricht die Entfernung der Locher B von den Löchern A längs der Hauptreihe I dem halben Rastergrundmass a.
In Fig. 2 ist ein Flansch eines Winkelstabes dargestellt, der eine solche Breite besitzt, dass in ihm zwei Lochreihen, u. zw. eine Hauptreihe I mit den Löchern A, B und eine Nebenreihe II mit den Löchern C angeordnet sind, die den beiden äusseren Lochreihen im Flansch des Winkelstabes gemäss Fig. 1 entsprechen.
Der in Fig. 3 dargestellte Flansch eines Winkelstabes ist so schmal, dass in ihm nur eine Lochreihe angeordnet werden kann. Bei diesem ist nach Art der Hauptreihe I jeweils jedes zweite Loch ein Rundloch bzw. ein Langloch, die sich regelmässig abwechseln. Die Entfernung der Rundlöcher A voneinander entspricht dem Rastergrundmass a. Das gleiche gilt für die Entfernung der Langlöcher B. Der Abstand e vom Langloch zum Rundloch ist gleich dem halben Rastergrundmass a. Der Mittelpunkt der Langlöcher liegt dabei auf der Lochmittelachse.
Bei dem Flansch des in Fig. 4 dargestellten Teilstückes eines Winkelstabes sind fünf Lochreihen, drei Hauptreihen I und zwei Nebenrejhen II vorgesehen, wobei der Abstand der äusseren Lochreihen I voneinander dem doppelten Rastergrundmass entspricht. Im übrigen sind die Löcher A bzw. Langlöcher B, C in gleicher Weise angeordnet wie in den Flanschen der Winkelstäbe gemäss Fig. l bzw. Fig. 2.
Die Flanschen der Winkelstäbe können jeweils gleiche oder unterschiedliche Breiten haben und somit eine mehr oder weniger grosse Anzahl von Lochreihen, die sich insbesondere nach der Fla'1schbreite rich- tet, besitzen.
Es soll nicht unerwähnt bleiben, dass es selbstverständlich auch möglich ist, an Stelle von Winkelstäben Flachstäbe in das System mit einzubauen, wobei diese eine Lochung nach dem gleichen Rastersystem haben müssen. Wie jedoch die Erfahrung lehrte, kommen für die Herstellung verschiedenster Baukonstruktionen mit Hilfe der stabförmigen Elemente in erster Linie Winkelstäbe in Betracht.
Die erfindungsgemässen Stäbe zeichnen sich durch eine Reihe von Vorteilen aus. Insbesondere ist es möglich, besonders steife, starre Konstruktionen mit einem Mindestaufwand an Material auszuführen.
Durch die besondere Anordnung der Löcher bzw. Langlöcher in den Schenkeln lassen sich die Verbindungen an den Schnittpunkten der Stäbe ausserordentlich fest gestalten, so dass besondere Verbindungsod. dgl. Hilfselemente, Versteifungen oder Knotenbleche usw. absolut entbehrlich sind. Durch die Wahl eines geeignet dimensionierten Winkelstabes lässt sich die Konstruktion sämtlichen Erfordernissen anpassen, die sich in der Praxis ergeben.
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