<Desc/Clms Page number 1>
Aus Ober- und Untergurt sowie Verbindungsstegen bestehender
Träger, insbesondere Binder für Dachkonstruktionen
Neben Trägern, die aus Walzprofilen einheitlichen Querschnittes hergestellt sind, kennt man solche, die aus Ober- und Untergurt sowie zwischen Ober- und Untergut angeordneten Verbindungsstegen aufgebaut sind. Derartige Träger sind im allgemeinen Profileisenkonstruktionen, wobei Ober- und Untergurt wie auch die Verbindungsstege bekannte Querschnittsformen, wie T-oderI-Profil, aufweisen und zumeist durch Schweissen miteinander verbunden sind.
Bei einer andern Ausführungsform sind Ober- und Untergurt Blechstreifen, deren Widerstandsmoment durch in Trägerlängsrichtung verlaufende Abkantungen erhöht ist, und wobei die Verbindungsstege von Ober- und Untergurt aus diesen ausgestanzt und als Zunge abgebogen sowie miteinander verschweisst oder anderweitig verbunden sind. - Diese Trägerkonstruktionen sind an sich bewährt, jedoch insofern nicht frei von Nachteilen, als sie bezüglich Gestaltung und Fertigung werkstoffgebunden sind, praktisch nur aus Metall hergestellt werden können, insbesondere nicht aus Holz od. ähnl.
Werkstoffen, z. B. Faserpressstoffen, Kunststoffen u. dgl., oder als Holz- bzw. Beton-Stahl-Verbundkonstruktion herstellbar sind. Darüber hinaus sind in statischer Hinsicht Verbesserungen möglich, insbesondere wegen mangelhafter Torsionssteifheit der Stege, was zu Nachteilen bei Torsionsbeanspruchungen und bei solchen Biegebeanspruchungen der Träger führt, deren Biegemoment in der Stegebene liegt.
Im übrigen ist es bei Trägern, die als Binder für Dachkonstruktionen gestaltet sind, bekannt, den Obergurt in die Dachhaut als tragendes Element einzubeziehen, ihn also im Sinne der Statik nicht als Balken, sondern zur Platte bzw. Scheibe gegebenenfalls auch als Schale auszubilden, die man aus einem Flächenwerkstoff, wie Wellplatten, geeigneten Materials herstellt. Auch hier hat man im übrigen jedoch den eingangs beschriebenen Aufbau von Untergurten und Stegen beibehalten.
Ausserdem sind aus Ober- und Untergurt sowie gekrümmten Verbindungsstegen bestehende Träger bekannt. Bei diesen bekannten Trägern sind die Verbindungsstege Wellprofile, deren Wellenerstreckung (Richtung von Wellenberg und Wellental) quer zur Erstreckung von Ober- und Untergurt verläuft. Auch diese Ausführungsform ist nicht frei von Nachteilen. Tatsächlich haben die Stege derartiger aus Ober- und Untergurt sowie gekrümmten Verbindungsstegen bestehender Träger bei den üblichen Belastungen der Träger hauptsächlich Querkräfte aufzunehmen. Zur Aufnahme von derartigen Querkräften ist jedoch ein Wellenprofil, das übrigens im Sinne der Statik keine Schale darstellt, wenig geeignet, da die Querkräfte quer zur oben festgelegten Richtung der Wellen verlaufen und die Steifigkeit eines Wellblechs bei derartigen Beanspruchungen bekanntlich gering ist.
Die Beulsteifigkeit und Stabilität der Stege ist daher nicht befriedigend, u. zw. auch unter Berücksichtigung der Tatsache nicht, dass die Ränder des gewellten Steges im Ober- und Untergurt eingespannt sind. Insbesondere ist dabei zu beachten, dass bei einem regelmässig kontinuierlichen Wellenzug die Wellentiefe um die Mittellinien nach beiden Seiten in gleicher Höhe schwankt. Die maximal mögliche Amplitude, die für die Stabilität und Beulsteifigkeit massgebend ist, ist daher durch die Breite von Ober- und Untergurt gegeben und stets sogar um den überstehenden Rand kleiner als die Breite von Ober- und Untergurt.
Im ganzen fehlt also ein Bauprinzip für Träger, insbesondere für Binder von Dachkonstruktionen, welches bei Verbesserung der bekannten Konstruktionen in statischer Hinsicht den Aufbau der Träger und insbesondere Binder aus beliebigen Werkstoffen, vor allem aus Holz, Faserpressstoffen, wie Holzfaserplatten, Asbestzementplatten usw. zulässt. Letzteres zu verwirklichen ist Aufgabe der Erfindung.
Die Erfindung betrifft einen aus Ober-und Untergurt sowie gekrümmten Verbindungsstegen bestehen-
<Desc/Clms Page number 2>
den Träger, insbesondere Binder für Dachkonstruktionen.
Sie besteht darin, dass die Verbindungsstege aus einer Vielzahl von einfach gekrümmten Schalen gebildet und diese mit ihren geraden Erzeugenden zwischen Obergurt und Untergurt orthogonal oder schiefwinkelig zur Ober-bzw. Untergurterstreckung angeordnet sind. Schalen sind dabei im Sinne der Statik definiert als gekrümmte Flächentragwerke, die ihre Lasten vorwiegend durch gleichmässig über die Wand-
EMI2.1
nen Teilen, z. B. Stützen hin abtragen. Man kann auch sagen, Schalen sind gektümmte Flächentragwerke, die durch einen Membranzustand als Haupttragwirkung charakterisiert sind. Es kann sich erfindungsgemäss um Zylinderschalen, Kegelschalen oder auch andere handeln.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch ausgezeichnet, die in Längsrichtung des Trägers angeordneten Schalen so anzuordnen, dass sie abwechselnd in verschiedenen Richtungen gekrümmt sind, so dass bei gedachter Verbindung der einzelnen Schalenelemente im wesentlichen eine Wellenform entsteht. Eine andere Ausführungsform sieht vor, je zwei Schalen nebeneinander und dabei diese Schalen mit ihren konvexen oder konkaven Seiten einander gegenüberliegend anzuordnen.
Ein besonderer Vorschlag der Erfindung besteht darin, den Obergurt in an sich bekannter Weise als Platte oder ebenfalls als Schale auszubilden, um es so zu ermöglichen, dass dieser Obergurt als tragende Dachhaut oder als Deckenteil in eine Dachhaut bzw. eine Decke einbezogen wird. Hier besteht die Möglichkeit, den Obergurt zugleich, z. B. durch einen Kunstharzanstrich oder eine Kunstharzauflage od. dgl. zu isolieren, so dass nach Anordnung der beschriebenen Binder mit zur Platte oder Schale entartetem Obergurt lediglich noch eine Verbindung und Abdichtung der Stossstellen nötig ist, um die Dachkonstruktion zu verwirklichen.
Besonders in diesem Falle, bei dem also der Obergurt als Platte oder Schale ausgebildet ist, aber auch in andern Fällen, empfiehlt die Erfindung, dass die Schalen in in Trägerlängsrichtung aufgenommener Projektion V-förmig angeordnet sind, also gleichsam vom Untergurt zum Obergurt hin ge- spreizt geführt sind. Dabei können entweder je zwei Schalen nebeneinander und diese V-förmig angeordnet sein, oder die in Trägerlängsrichtung hintereinander angeordneten Schalen sind lediglich in der Projektion V-förmig gestellt. Im übrigen können die Schalen mit ihren geraden Erzeugenden orthogonal zur Erstrekkung von Ober- und Untergurt stehen oder auch schräg dazu angeordnet sein, z. B. so, dass in allen räumlichen Hauptprojektionen die Schalen V-förmig zueinander stehen.
Statisch besonders vorteilhaft ist es, den Untergurt vorzuspannen, wobei man auch diese Massnahmen insbesondere dann verwirklichen wird, wenn in der beschriebenen Weise der Obergurt zur Platte oder Schale entartet ist.
Die erfindungsgemässe Trägerkonstruktion lässt sich in den verschiedensten Werkstoffen verwirklichen.
Insbesondere ist es möglich, Ober- und Untergurt der Schalen aus Holz herzustellen, wobei für die Schalen Sperrholz oder Holzfaserplatten Verwendung finden. Die Verbindung der einzelnen Elemente kann dabei durch Kleben erfolgen, wobei im übrigen die Möglichkeit besteht, die Schalen in nutenförmigen Ausnehmungen des Ober-bzw. Untergurtes einzusetzen und in diesen festzukleben.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, dass die erfindungsgemässen Träger und insbesondere Binder fürDachkonstruktionen aus beliebigen Werkstoffen einfach hergestellt werden können, z. B. nicht nur in der besonders beanspruchten Weise aus Holz, sondern auch in Form von Beton-BlechVerbundkonstruktionen, wobei aus Beton beispielsweise der Untergurt und aus Blech die Schalenelemente bestehen. In allen Fällen erreicht man eine leichte und leicht zu verwirklichende Konstruktion, die infolge der besonderen, an sich zwar bekannten statischen Eigenschaften der als Verbindungsstege herangezogenen Schalen, die erfindungsgemäss in funktionell neuer Hinsicht eingesetzt werden, bekannten Schalen auch in statischer Hinsicht überlegen sind.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeich-
EMI2.2
ausitihrlictier erläutert ;Ansicht einer ändern Ausführungsform mit zur Platte entartetem Obergurt, Fig. 5 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 6, Fig. 6 die Stirnansicht des Gegenstandes nach Fig. 4, Fig. 7 in einer der Fig. 6 entsprechenden Ansicht eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 4, Fig. 8 eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 4, Fig. 9 mit den Teilfiguren 9a, 9b und 9c schematisch mögliche Anordnungen der Schalen und Fig. l0 mit den Teilfiguren 10a, lOb, lOc verschiedene Systeme erfindungsgemässer Träger.
Wie die Fig. 1-3 erkennen lassen, bestehen erfindungsgemässe Träger, die für die verschiedensten Verwendungszwecke eingesetzt werden können, aus Obergurt 1 und Untergurt 2 sowie Verbindungsstegen 3 zwischen Ober- und Untergurt 1 bzw. 2. Die Verbindungsstege 3 sind im Sinne der Statik als Schalen, d. h. als gekrümmte Flächentragwerke ausgeführt, u. zw. handelt es sich um einfach gekrümmte Schalen,
<Desc/Clms Page number 3>
die Zylindermantelausschnitte darstellen, wobei die Begrenzungslinien dieser Schalen mit Mantellinien der Zylinder zusammenfallen. Diese Schalen 3 sind mit ihren geraden Erzeugenden zwischen Ober- und Untergurt 1 bzw. 2 angeordnet. Die über die Längsrichtung der Träger verteilt angeordneten Schalen 3 sind dabei abwechselnd in verschiedenen Richtungen gekrümmt.
Ober- und Untergurt 1 bzw. 2 bestehen im Ausfüirungsbeispiel nach den Fig. 1-3 aus Holz, wobei die Schalen 3 in Nuten la, 2b des Ober- bzw. Untergurtes 1 bzw. 2 eingesetzt und mit diesen Gurten verklebt sind.
Die Ausführungsform nach den Fig. 4-8 unterscheidet sich von der nach den Fig. 1-3 dadurch, dass der Obergurt 1 in an sich bekannter Weise als Platte (Fig. 4-6) oder als Schale (Fig. 7 und 8) ausgebildet ist.
Der Obergurt 1 ist somit selbst als tragende Dachhaut oder gegebenenfalls auch als Deckenteil heranziehbar. Bei Verwendung als Dachhaut wird man auf der Oberseite des als Platte oder Schale ausgebildeten Obergurtes 1 eine Isolierung schon bei der Herstellung der Binder vorsehen.
Die Ausführungsform nach den Fig. 4-8 findet insbesondere als Binder Anwendung. Wie Fig. 5 erkennen lässt, sind bei der Ausführungsfo. m nach den Fig. 4-6 auch hier die Schalen 3 in Längsrichtung des Trägers abwechselnd in verschiedenen Richtungen gekrümmt angeordnet. Das entspricht einer Anordnung, wie sie im Grundsätzlichen auch in der nur schematischen Fig. 9 mit den Teilfiguren 9a, 9b und 9c ange-
EMI3.1
der Umriss des Untergurtes 2 in Aufsicht dargestellt und ist darin angedeutet, wie die einzelnen Schalen zwischen Ober- und Untergurt orientiert sind.
Soweit dabei Träger mit als Platte oder Schale ausgebildetem Obergurt 1 Verwendung finden sollen und folglich die Schalen 3, wie in der Fig. 6 und in den Fig. 7 und ö erkennbar, V-iormig vom Untergurt 2 zum Obergurt 1 gespreizt sein sollen, ist dabei in der Fig. 9 durch die Pfeile 4 angedeutet, nach welcher Richtung hin die einzelnen Schalenelemente 3 schräg gestellt sind. Dabei kann (Fig. 9) die Anordnung auch so verwirklicht werden, dass je zwei Schalen 3 nebeneinander und dabei mit ihrer konvexen oder konkaven Seite aneinander angeordnet sind.
Wo es die statischen Verhältnisse verlangen, wird man letztere Ausführungsform auch dort verwirk-
EMI3.2
blieben ist.
Im übrigen besteht die Möglichkeit, den Untergurt 2 vorzuspannen, was in Fig. 6 durch die Vorspannarmierung 5 angedeutet sein.
Wie die Fig. 10 erkennen lässt, lassen sich die verschiedensten Systeme nach dem beschriebenen Grundprinzip aufbauen. Im Ganzen ist daher ein Bauprinzip verwirklicht, welches allgemeine Anwendung finden kann und die Verwendung der beliebigsten Werkstoffe zulässt, obwohl im Ausführungsbeispiel vor allem an den Werkstoff Holz gedacht worden ist, wobei die Schalen 3 bevorzugt aus Sperrholz bestehen, und der als Platte oder Schale ausgebildete Obergurt 1 ebenfalls aus Sperrholz oder Holzfaserplatte od. dgl. aufgebaut sein kann.
Die Ausführungsbeispiele zeigen Schalen, deren gerade Erzeugende orthogonal zur Erstreckung von Ober- und Untergurt verlaufen, diese geraden Erzeugenden können aber auch schräg dazu angeordnet sein,
EMI3.3
oder 9 V-förmig zueinander stehen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Aus Ober- und Untergurt sowie gekrümmten Verbindungsstegen bestehender Träger, insbesondere Binder für Dachkonstruktionen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstege aus einer Vielzahl von einfach gekrümmten Schalen (3) gebildet und diese mit ihren geraden Erzeugenden zwischen Obergurt (1) und Untergurt (2) orthogonal oder- schiefwinkelig zur Ober- bzw. Untergurterstreckung angeordnet sind.