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Vorgespannte Baukonstruktion Baukonstruktionen, bei welchen die Tragglieder aus druckfesten Körpern, beispielsweise Betonkörpern, bestehen und eine vorgespannte Bewehrung aufweisen, sind an sich bekannt. Solche Tragglieder werden üblicherweise in Form von Trägern in einem Spannbett hergestellt und hierauf an die Baustelle transportiert. Wegen des Transportes an die Baustelle ist die Länge solcher Tragglieder beschränkt und zur Verlegung auf der Baustelle ist ein Gerüst erforderlich. Wenn solche vorgespannte Tragglieder an der Baustelle selbst hergestellt werden, so ist ein Baugerüst für die Verlegung der druckfesten Körper bzw. für die Betonierung erforderlich, welches erst nach Einbringen und Vorspannen der Bewehrungsglieder entfernt werden kann.
In allen diesen Fällen aber verursacht das Baugerüst wesentliche Kosten, was insbesondere bei weitgespannten freitragenden Konstruktionen ins Gewicht fällt.
Es ist ferner eine Baukonstruktion bekannt, bei welcher zur Bildung eines vorgespannten Daches vorgefertigte Platten auf Spannglieder aufgelegt werden, welche nach Auflage dieser Platten angespannt werden. Bei dieser vorgespannten Baukonstruktion handelt es sich um eine vorgespannte Fläche, nämlich um die Dachfläche. Derartige vorgespannte Flächen besitzen den Nachteil, dass sie, da die Spannglieder nicht voneinander unabhängig sind, unkontrollierbare Spannungen aufweisen, so dass die Vorspannung nicht auf das optimale Mass eingestellt werden kann.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, diese Nachteile bei einer vorgespannten Baukonstruktion, bei welcher auf zwischen Widerlagern in Seillinie angeordneten Spanngliedern druckfeste Fertigelemente angeordnet sind, wobei die Spannglieder nach Aufbringung der Fertigelemente angespannt sind, zu vermeiden und besteht im wesentlichen darin, dass zur Bildung von nach der Seillinie verlaufenden Traggliedern die gegebenenfalls aus armiertem Beton bestehenden druckfesten Fertigelemente einen zentralen Kanal aufweisen, welcher ein Spannglied oder Spanngliedbündel umschliesst und in welchem ein seitlicher Schlitz einmündet, dessen Breite zumindest der Stärke des Spanngliedes bzw. des Spanngliedbündels entspricht, wobei zweckmässig der zentrale Kanal und der seitliche Schlitz mit adhäsivem Werkstoff, wie Mörtel oder Beton, gefüllt sind.
Die erfindungsgemässe Baukonstruktion weist den Vorteil auf, dass die Tragglieder unabhängig voneinander so gespannt werden können, dass sie in gespanntem Zustand in der gewünschten Fläche liegen, wobei die Spannung aller Spannglieder kontrollierbar und auf das optimale Mass einstellbar ist. Durch entsprechende Wahl der Länge der Fertigelemente kann dabei die Länge jedes einzelnen Traggliedes bestimmt werden. Weiters ermöglicht die Erfindung, Tragglieder von grossen Längen zu schaffen, die ebenso wie vorgespannte Träger üblicher Art grosse Belastungen aufnehmen können, wobei die Kosten einer Gerüstung bei der Herstellung erspart werden können.
Die Tragglieder können eine grosse Länge aufweisen, da sie nicht transportiert werden müssen, sondern. unmittelbar in der durch die Konstruktion bedingten Lage aufgebaut werden. Gegenüber einem gespannten Seil bieten sie wesentliche Vorteile insofern, als sie durch Belastung keine merkliche Verlängerung erfahren, da sie bis zu einer hohen Spannungsgrenze vorgespannt sind. Abgesehen davon bieten sie alle Vorteile von vorgespannten Bauelementen in bezug auf die Widerlager, da sie nach Art von Trägern belastbar sind und die auf die Widerlager ausgeübte Zugkraft wesentlich geringer ist als bei Verwendung von gewöhnlichen Stahlseilen.
Dadurch, dass die Fertigelemente einen seitlichen, in den zentralen Kanal mündenden Schlitz auf- weisen, dessen Breite der Stärke des oder der Bewehrungsglieder entspricht, können die Fertigelemente ohne weiteres von der Seite auf die Spannglieder aufgebracht werden, so lange bis die Reihe der Fertig-
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elemente von einem Widerlager zum andern reicht. Gegebenenfalls vorhandene Lücken können durch Fer- tigelemente von entsprechender Länge ausgeglichen werden, so dass dann nach dem Vorspannen die ge- wünsche Gesamtlänge des Traggliedes gewährleistet ist. Dadurch, dass der zentrale Kanal und der seit- liche Schlitz mit adhäsivem Werkstoff, wie Mörtel, Beton, Zementmilch od. dgl. gefüllt sind, werden j die Spannglieder nicht nur vor Korrosion geschützt, sondern auch in den Fertigelementen durch Oberflä- chenhaftung festgehalten.
Es könnte aber auch ein plastisch kohäsiver Werkstoff für die Ausfüllung der
Hohlräume verwendet werden, welcher lediglich dem Korrosionsschutz dient, ohne ein Nachspannen der
Bewehrung zu verhindern. Die Anordnung ist zweckmässig so getroffen, dass der seitliche Schlitz ausser- mittig in den zentralen Kanal mündet, so dass die auf die Spannglieder aufgereihten Fertigelemente dort sicher hängen und gegen Herabfallen gesichert sind. Der seitliche Schlitz kann dann durch Abdeckglieder abgeschlossen werden, welche zweckmässig im seitlichen Schlitz versenkt liegen und durch Mörtel oder
Beton abgedeckt sind, so dass die in Reihe hintereinander angeordneten Kanäle der einzelnen Fertigele- mente einen durchgehenden zentralen Kanal des Traggliedes bilden, welcher leicht durch Injektion von den Enden her ausgefüllt werden kann.
Die seitlichen Schlitze könnenhiebei an den der Seite zugewen- deten Flächen der Fertigelemente angeordnet sein. Es erscheint aber zweckmässig, die seitlichen Schlitze in an der Oberseite des Traggliedes bzw. der Fertigelemente mündende Schlitze münden zu lassen, um die Untersicht nicht zu beeinträchtigen. In diesem Falle kann dann der die Spannglieder aufnehmende zentrale Kanal der Fertigelemente durch einen nach unten ragenden Bund von dem an der Oberseite mün- denden Schlitz distanziert sein, so dass auch hier wieder die Fertigelemente an den Spanngliedern aufge- hängt werden können und in ihrer Lage gegen Herabfallen gesichert sind. Der zentrale Kanal der hinter- einander angeordneten Spannglieder ist an einer Seite durch die den seitlichen Schlitz abdeckenden Ab- deckglieder begrenzt.
Es erscheint daher zweckmässig, den seitlichen Schlitz mit die Eindringtiefe der
Abdeckglieder bestimmenden Absätzen auszubilden, welche vorzugsweise so bemessen sind, dass die Ab- deckglieder mit der Wand des zentralen Kanals bündig abschneiden. Dies hat den Vorteil, dass die Wände des zentralen Kanals der Tragglieder, welcher von den zentralen Kanälen der hintereinander angeordne- ten Fertigelemente gebildet ist, nahezu stufenlos ineinander übergehen, wodurchdie Injektion des Betons od. dgl. erleichtert wird.
Wenn der seitliche Schlitz in einen an der Oberseite der Fertigelemente mün- denden Schlitz mündet, so ist gemäss der Erfindung die Möglichkeit gegeben, die in den an der Obersei- te mündenden Schlitz eingesetzten Abdeckglieder mit nach aussen ragenden Verankerungsbüg0ln oder Bol- zen auszubilden, welche die Befestigung von andern Bauteilen, beispielsweise die Festlegung der Dach- haut auf den Traggliedern erleichtern. Hiebei weist zweckmässig der an der Oberseite mündende Schlitz nach aussen zu eingezogene Flächen zur besseren Verankerung des den Schlitz ausfüllenden Mörtels oder
Betons auf, so dass diese Verankerungsbügel oder-bolzen auch grössere Kräfte aufnehmen können.
Die hintereinander angeordneten Fertigelemente können gemäss der Erfindung so gegeneinander ver- setzt sein, dass in den benachbarten Fertigelementen der seitliche Schlitz zu verschiedenen Seiten des zentralen Kanals liegt. Durch diesen seitlichen Schlitz erhalten die Fertigelemente einen etwa U-förmi- gen Querschnitt und diese Versetzung-ermöglicht nun eine gegenseitige Verankerung, welche einer Spren- gung der Fertigelemente im Sinne einer Aufweitung der U-Form des Querschnittes entgegenwirkt. Zwischen den hintereinander gereihten Fertigelementen können Folien aus nachgiebigem Material, insbesondere
Blei, eingelegt sein, deren Form dem Querschnitt der Fertigelemente entspricht.
Es genügt beispielswei- se eine Folie von einer Stärke von etwa 1/2 mm oder 1 mm, um ein sattes Anliegen der Fertigelemen- te aneinander zu gewährleisten. Gegebenenfalls können aber auch die Fertigelemente unmittelbar oder unter Zwischenschaltung einer Mörtelschicht aneinandergereiht werden. Da bei der Herstellung der Trag- glieder von über grossen Längen frei aufgehängten bzw. gespannten Spanngliedern ausgegangen wird, so
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die Tragglieder, sofernesienichtsenkrechtdiese Kurve und durch die Bedingung, dass sie leicht verlegt werden können sollen, ist die Länge der Fertigelemente beschränkt. Trotzdem aber hat es sich als zweckmässig erwiesen, langgestreckte Fertigelemente zu verwenden, welche beispielsweise eine Länge von etwa 1/2 m aufweisen können. Zweckmässig beträgt die Länge dieser Fertigelemente etwa das dreifache ihrer Höhe.
Um nun eine Einstellung
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und eine konkavestirnfläche aufweist. Diese Formung nach Zylindern hat überdies noch den Vorteil, dass die. hintereinander angeordneten Fertigelemente in ihrer Lage relativ zueinander gesichert werden und sich nicht gegeneinander verdrehen können, so dass das fertige Tragglied dann die Form eines glatten Balkens aufweist. Der Zylinderradius kann beispielsweise etwa der Länge des Fertigelementes entsprechen.
Solche erfindungsgemässe Baukonstruktionen haben ein umfangreiches Anwendungsgebiet. Es kann
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beispielsweise ein Hängedach derart gebildet werden, dass die Tragglieder parallel zueinander angeordnet sind. Gemäss der Erfindung können dabei zwischen einzelnen der gereihten Fertigelemente die Endteile von benachbarte : Traggliedcr verbindenden Abstandhaltern eingesetzt sein, wobei die Endteile eine dem Querschnitt der Fertigelemente entsprechende Form aufweisen. Dadurch werden die Tragglieder genau parallel und überall in gleichem Abstand gehalten. Ein solches Hängedach kann eine grosse freie Spannweite von. beispielsweise 30 bis 90 m und darüber aufweisen, wobei die Herstellung infolge der Verwendung der erfindungsgemässen Tragglieder äusserst einfach ist.
Es können die Spannglieder nebeneinander zwischen den Widerlagern freigespannt bzw. aufgehängt werden, wobei sie ohne weiteres zur Bildung der Dachfläche ausgerichtet werden können. Beim Aufbringen der Fertigelemente auf die Spannglieder können die benachbarten Spannglieder oder die bereits vorgespannten benachbarten Tragglieder als Auflage für eine Arbeitsbrücke dienen, so dass jedwede Gerüstung erspart werden kann. Durch die Abstandhalter ist hiebei bereits das Gerippe für die Dachhaut gegeben.
Hiebei können die Abstandhalter in den benachbarten, zwischen den Traggliedern gebildeten Feldern gegeneinander in der Längsrichtung der Tragglieder versetzt angeordnet sein, wobei das Ausmass der Versetzung zweckmässig der halben Entfernung der Abtandhalter eines Feldes voneinander entspricht. Die Tragglieder und die Abstandhalter bieten dann eine formschöne Untersicht für das Hängedach.
In der Zeichnung ist die Erfindung ar1 Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert.
Fig. 1 zeigt in Seitenansicht ein zwischen Widerlagern angeordnetes Tragglied. Fig. 2 und 3 zei-
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te durch verschiedene Ausbildungen eines Fertigelementes nach Fig. 4. Fig. 7 zeigt die Anordnung von Traggliedern zur Bildung eines Hängedaches in der Draufsicht, Fig. 8 zeigt ein Detail nach Fig. 7, Fig. 9 zeigt einen Schnitt nach Linie IX-IX der Fig. 7 durch ein Hängedach, wobei auf den Traggliedern bereits die Dachhaut aufgebracht ist.
Fig. 1 zeigt ein Tragglied 1. welches sich zwischen zwei Widerlagern erstreckt. Die Widerlager sind von Scheiben 2 und 3 gebildet, welche auf angedeuteten Stützen 4 und 5 angeordnet sind. Die Spannweite a des Traggliedes 1 kann 30 - 90 m und mehr betragen. Das Tragglied besteht, wie Fig. 2 und 3 im Detail in grösserem Massstab zeigt, aus einem vorgespannten Spanngliedbündel 6, welches in einen zentralen Kanal 7 von auf diesem Spanngliedbündel aufgereihten Fertigelementen 8 geführt ist. Die Widerlagerscheiben 2 und 3 weisen Kanäle 9 für die Aufnahme dieser Spannglieder 6 auf und 10,11 stellt einen üblichen Spannkopf dar, wobei 11 ein innen konischer Teil ist, in welchem durch den Keil 10 die Spannglieder geklemmt werden. Die Spannpresse 12 ist strichliert angedeutet.
Die Herstellung der Tragglieder 1 erfolgt in der Weise, dass zwischen den Widerlagern 2 und 3 zuerst das Spanngliedbündel 6 gespannt bzw. aufgehängt, jedoch nicht vorgespannt wird. Die Spanngliederhängen, wie Fig. 1 zeigt, in Seillinie durch. Auf diese Spannglieder 6 werden die Fertigelemente 8 aufgereiht, wobei die seitliche Aufbringung ohne weiteres durch einen seitlichen Schlitz 13 ermöglicht ist. Sobald alle Fertigteile 8 auf die Spannglieder 6 aufgereiht sind, erfolgt die Vorspannung der Spannglieder 6 auf den gewünschten Wert, wodurch sich das in Fig. 1 dargestellte, in Seillinie durchgehend vorgespannte Tragglied ergibt.
Vor oder nach dem Vorspannen werden die seitlichen Schlitze 13 in den Fertigelementen 8 in irgend einer geeigneten Weise abgeschlossen und nach dem Vorspannen wird dann der zentrale Kanal 7 durch Injektionen von Beton, Zementmilch, Mörtel od. dgl. ausgefüllt.
Wie Fig. 3 zeigt, ergibt sich durch den seitlichen Schlitz 13 ein U-ähnlicher Querschnitt der Fertigelemente. Um eine Sprengwirkung im Sinne einer Aufweitung der U-Schenkel zu vermeiden, können in
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aussermittig, u. zw. unterhalb der Mitte des Fertigelementes 8 angeordnet, so dass der zentrale Kanal 7 sich über den seitlichen Schlitz 13 nach oben erstreckt und dadurch das auf die Spannglieder 6 aufgehängteFertigelement 8 in seiner Lage gegen Herabfallen gesichert ist. Zwischen den einzelnen Fertigelementen können in die Stossfugen 14 Bleifolien oder Folien aus anderem Material eingelegt werden, um eine satte Auflage der einzelnen Fertigelemente 8 aneinander unter der Vorspannkraft zu gewährleisten.
Es genügen hiefür Bleifolien von einer Stärke von etwa 1/2 bis 1 mm und es können gegebenenfalls auch Folien aus anderem nachgiebigem Material verwendet werden. Gegebenenfalls kann auch in an sich bekannter Weise eine Mörtelschicht eingebracht werden.
Fig. 4 zeigt ein solches Fertigelement 8 in Seitenansicht in grösserem Massstab. Die Fertigelemente
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sind langgestreckt und können beispielsweise eine Länge aufweisen, welche etwa dem dreifachen ihrer
Höhe entspricht. Es kann beispielsweise die Länge der Fertigelemente mit etwa 1/2 m gewählt werden, wodurch sich Fertigelemente ergeben, welche einerseits leicht zu handhaben sind und anderseits auch ohne weiteres ein Folgen der Seillinie gemäss Fig. 1 ermöglichen. Zu diesem Zweck sind die Stirnflächen der i Fertigelemente 8 zylindrisch ausgebildet, wobei bei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung der Zylinder- radiusr etwa der Länge des Fertigelementes entspricht.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung ist das linke Stirnende 15 konvexzylindrisch und das rechte Stirnende 16 konkavzylindrisch ausgebildet.
Fig. 5 zeigt nun eine Ausbildung eines solchen Fertigelementes 8 im Querschnitt. In den zentralen
Kanal 7, welcher die Spannglieder 6 aufnimmt, mündet der seitliche Schlitz 13, welcher das seitliche Aufbringen des Fertigelementes 8 auf die Spannglieder 6 ermöglicht. Nachdem die Spannglieder aufge- bracht sind, muss nun dieser seitliche Schlitz 13 abgeschlossen werden, um das Füllen des zentralen Kanals
7 durch Injektion zu ermöglichen. Um nun beim Abschluss dieses seitlichen Schlitzes 13 den Kanal 7 frei- zuhalten, ist ein Abdeckglied 17 in den seitlichen Schlitz 13 eingesetzt. Durch eine Mörtel-od. dgl.
Schicht 18 wird dann dieses Abdeckglied 17 im seitlichen Schlitz 13 festgehalten. Um nun das Füllen des
Kanals 7 durch Injektion zu erleichtern, sollen die Wände des Kanals nach Möglichkeit glatt sein. Wie im Zusammenhang mit Fig. 3 erwähnt, werden die Fertigelemente zweckmässig so aneinandergereiht, dass beiden aufeinanderfolgenden Fertigelementen 8 der seitliche Schlitz 13 abwechselnd links und rechts angeordnet ist. Es soll daher die innere Stirnfläche 19 des Abdeckgliedes 17 mit den Wänden des Kanals 7 fluchten, um Stufen zu vermeiden. Dies wird dadurch erreicht, dass der seitliche Schlitz 13 einen Absatz
20 aufweist, welcher mit einem Bord 21 des Abdeckgliedes 17 zusammenwirkt und die Eindringtiefe des
Abdeckgliedes 17 in dem seitlichen Schlitz 13 begrenzt.
Bei verschiedenen Konstruktionen, beispielsweise bei Hängedächern, sollen die Tragglieder 1 unmit- telbar die Untersicht darstellen. Um eine formschöne Untersicht zu erreichen, ist es daher vorteilhaft. den seitlichen Schlitz 13 in einen an der Oberseite des Fertigelementes 8 mündenden Schlitz 13'münden zu lassen, wie dies Fig. 6 zeigt. Dieser an der Oberseite mündende Schlitz 13'ist seitlich des zentralen Ka- nals 7 vorgesehen und der seitliche Schlitz 13 weist einen nach unten vorspringenden Bord 22 auf, so dass das Fertigelement 8 in seiner Lage gesichert ist, sobald es auf die Spannglieder 6 aufgehängt ist. Die Ab- deckglieder sind nun von Teilen 23 gebildet, welche bis zum Schlitzgrund des an der Oberseite münden- den Schlitzes 13'reichen können.
Die Abdeckglieder sind wieder durch eine Mörtel- oder Betonfüllung
18 in ihrer Lage gehalten. Es können nun diese Abdeckglieder auch mit beliebigen Verankerungselemen- ten, wie beispielsweise Bügeln 24 oder gegebenenfalls auch Schraubenbolzen, versehen sein, welche nach oben aus dem an der Oberseite mündenden Schlitz 13'herausragen und beispielsweise bei Hängedächern die Verankerung der Dachhaut ermöglichen. Um nun diese Verankerungsglieder 24 auch stärkeren Zug- beanspruchungen aussetzen zu können, sind die Wände des an der Oberseite mündenden Schlitzes 13'oben bei 25 nach innen zu erweitert ausgebildet, so dass sich eine feste Verankerung ergibt.
Auch bei Verle- gung dieser Fertigelemente gemäss Fig. 6 kann nun so vorgegangen werden, dass der seitliche Schlitz 13 samt dem an der Oberseite mündenden Schlitz 13'bei den hintereinander angeordneten Fertigelementen
8 einmal auf der linken Seite und einmal auf der rechten Seite des Zentralkanals 7 liegt, wobei eben zwei Typen solcher Fertigelemente vorgesehen werden können.
Diese Tragglieder 1 können nun beispielsweise für eine Hängedachkonstruktion verwendet werden.
Fig. 7 zeigt nun in der Draufsicht eine solche Konstruktion unter Weglassung der Dachhaut, wobei Fig. 1 als Seitenriss zu Fig. 7 in verkleinertem Massstab dient. Die Tragglieder 1 sind in Abstand voneinander angeordnet und dienen als Auflager für die Dachplatten 26, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Auf diesen Dachplatten ist dann eine Dachhaut 27 angeordnet. Das Prinzip der erfindungsgemässen Baukonstruktion ermöglicht es ohne weiteres, die Spannglieder so aufzuhängen, dass sie in der Ansicht nach Fig. 1 fluchten, so dass sich eine glatte Dachform ergibt. Beim Aufbringen der Fertigelemente auf die Spannglieder können die benachbarten Spannglieder oder die bereits fertig vorgespannten benachbarten Tragglieder als Auflage für eine Arbeitsbrücke dienen, so dass ohne weiteres auf ein Baugerüst verzichtet werden kann.
Um die Tragglieder untereinander in richtigem Abstand zu halten, sind Abstandhalter 28 zwischen den Traggliedern 1 vorgesehen, welche in grösserem Massstab in Fig. 8 dargestellt sind. Auch diese Tragglieder können aus armiertem Beton, zweckmässig aus schlaff armiertem Beton vorfabriziert sein. Die Endteile 29 dieser Abstandhalter 28 entsprechen dem Querschnitt der jeweils für die Tragglieder 1 verwendeten Fertigelemente 8 und werden zwischen je zwei Fertigelementen 8 zwischengeschaltet. In den benachbartenFeldernzwischen diesen Traggliedern 1 sind die Abstandhalter, wie Fig. 7 zeigt, in der Längsrichtung der Tragglieder gegeneinander versetzt. Dies ergibt einerseits eine günstigere Form des gesamten Traggliedgerippes und bietet anderseits eine formschöne Untersicht.
Da die Endteile 29 in ihrer
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Form dem Querschnitt der verwendeten Fertigelemente entsprechen, ist auch die Aufbringung dieser Ab- standhalter 28 in gleicher Weise wie die Aufbringung der Fertigelemente 8 auf die Spannglieder 6 ermög- licht. Die Verankerungselemente 24 gemäss Fig. 6 können nun in vorteilhafter Weise zur Verankerung der Dachhaut 27 bzw. der Dachplatten 26 ausgenützt werden. Es können hiebei auch die Dachplatten 26 i Bohrungen aufweisen und es können die Verankerungselemente 24 von Schraubenbolzen gebildet sein, o dass die Dachplatten 26 auf das von den Traggliedern 1 und den Abstandhaltern 28 gebildete Gerippe auf- geschraubt werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorgespannte Baukonstruktion, bei welcher auf zwischen Widerlagern in Seillinie angeordneten
Spanngliedern druckfeste Fertigelemente angeordnet sind, wobei die Spannglieder nach Aufbringung der Fertigelemente angespannt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung von nach der Seillinie verlau- fenden Traggliedern (1) die gegebenenfalls aus armiertem Beton bestehenden druckfesten Fertigelemen- te (8) einen zentralen Kanal (7) aufweisen, welcher ein Spannglied oder Spanngliedbündel (6) umschliesst und in welchem ein seitlicher Schlitz (13) einmündet, dessen Breite zumindest der Stärke des Spannglie- des bzw. des Spanngliedbündels (6) entspricht, wobei zweckmässig der zentrale Kanal (7) und der seit- liche Schlitz (13) mit adhäsivem Werkstoff, wie Mörtel oder Beton gefüllt sind.