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Verstellbarer Schalungsträger
Die Erfindung betrifft verstellbare Schalungsträger für Betonkonstruktionen und insbesondere verbesser- te Schalungsträger, die sich ineinanderschieben lassen.
. Schalungsträger oder entfernbare Träger, wie sie manchmal bezeichnet werden, sind so konstruiert, dass sie nach dem Giessen und Verfestigen des Betons entfernt und für die nächste Bauarbeit gebraucht werden können. Infolgedessen werden Schalungsträger wiederholt verwendet und von Baustelle zu Bau- stelle befördert oder verladen. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, dass die Schalungsträger so leicht wie möglich ausgebildet werden. Ebenso ist es erwünscht, dass die Schalungsträger aus einem korrosionsbeständigen Metall hergestellt werden, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten und um einen Rostschutzanstrich und andere teuere Erhaltungsmassnahmen zu vermeiden.
Das beste Material für diese Zwecke ist ein Leichtmetall, z. B. Aluminium. Aluminium besitzt den weiteren Vorteil, dass es gezogen werden kann, wodurch es sich gut für die Herstellung von Kastenprofilen besonderer Formen eignet, wie sie für den äusseren Trägerteil eines ineinanderschiebbaren Schalungsträgers verwendet werden.
Trotz dieser Vorteile des Aluminiums haben sich bei Versuchen, Aluminium für ineinanderschiebbare Schalungsträger zu verwenden, viele Schwierigkeiten bei der praktischen Ausführung und bei der Konstruktion ergeben. Eines der grössten Probleme ist das"Ausscheren"des Trägers. Dies wird nachfolgend für einen ineinanderschiebbaren Schalungsträger erläutert, für den ein üblicher hohler äusserer Trägerteil mit Kastenprofil und ein in diesen zwecks Einstellung der Länge der miteinander kombinierten Trägerteile einschiebbarer Träger mit I-Profil verwendet werden.
Es hat sich herausgestellt, dass wenn der ineinanderschiebbare Schalungsträger aus Aluminium hergestellt wird, durch die Drücke, die in dem belasteten Schalungsträger zwischen den aufeinanderliegenden Obergurten und Untergurter. der sich überlappenden Abschnitte der Trägerteile entstehen, Scherkräfte sowohl an dem Obergurt als auch an dem Untergurt des äusseren Kastenträgerteiles auftreten können, die die "Fliessgrenze" des Metalls überschreiten. Die daraus entstehenden Spannungen können verursachen, dass sich der Obergurt und der Untergurt des äusseren Trägerteiles verbiegen. Es ist deshalb eine Hauptaufgabe dieser Erfindung, die Belastungen und unerwünschten Deformierungen, die durch das Ausscheren verursacht werden, zu vermeiden oder innerhalb praktisch erträglicher Grenzen zu halten.
Diese Aufgabe soll ohne Zuhilfenahme von unhandlich schweren Metallteilen oder besondere Verstärkungseinrichtungen gelöst werden.
Unter andern Schwierigkeiten ist besonders diejenige zu nennen, die dadurch auftritt, dass für Baukonstruktionen verwendbare Aluminiumlegierungen einen Elastizitätsmodul besitzen, der nur etwa 1/3 des Moduls von Baustahl ist. Unter Beachtung dieser Tatsache scheint der Vorschlag. Aluminium für den Schalungsträger zu verwenden, mit der Notwendigkeit verknüpft zu sein, den Trägern grössere Höhen und stärkere Querschnitte zu geben, wobei etwas an Grösse und Gewichtsgewinn geopfert werden muss.
Es wurde jedoch eine einzigartige Kombination von Konstruktionsmerkmalen gefunden, die es möglich macht, bei einem Aluminiumträger nahezu dieselbe Höhe wie bei einem vergleichbaren Stahlträger bei etwa gleichen Werten für die Durchbiegung zu verwenden. Hiezu trägt ein verbesserter Schalungsträgerteil in Kastenform bei, der aus zwei gezogenen kanalförmigen Profilen hergestellt ist, von denen eines gewölbt und der andere gerade ist. Diese zwei Trägerprofile werden in einer Weise zusammengeschweisst, dass die Wölbung eines Profiles erhalten bleibt, wobei eine grössere Höhe des Kastenquerschnit-
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tes an der Stelle vorliegt, an der das Biegemoment am grössten ist. Gleichzeitig werden die Seiten die- ses Profilteiles gegen ein Auswellen verstärkt.
Zu dieser Anordnung trägt weiter eine bestimmte Form des
I-förmig gezogenen Trägerteiles bei, dessen Obergurt verstärkt nach oben aufgebogen ist und verstärkte
Ränder besitzt, und dessen Mittelschenkel an seinem oberen Ende stärker wird, um gegen eine Verdre- hung des Obergurtes um eine Achse, an der der Obergurt und der Mittelschenkel zusammenstossen, einen
Widerstand zu leisten.
Gemäss der Erfindung wird ein verstellbarer Schalungsträger aus ineinanderschiebbaren Teilen ge- schaffen, der einen kastenförmigen. Teil besitzt, der gewölbt ist und aus zwei kanalförmigen Profilen besteht, die ineinandergeschachtelt sind, so dass sich Teile der Flansche der kanalförmigen Profile über- lappen. Eines der kanalförmigen Profile ist der Länge nach gewölbt und die überlappenden Teile der
Flansche der zwei Profilteile sind so aneinander befestigt, dass ein Kastenprofil entsteht, das einen ge- wölbten Obergurt und einen geraden Untergurt besitzt. Der Querschnitt des Kastens ist im Mittelteil des zusammengesetzten Schalungsträgers höher als an dem freien Ende des kastenförmigen Teiles.
An Hand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.
Fig. l zeigt einen Aufriss eines erfindungsgemässen Trägers, teilweise im Schnitt, wobei der Träger an Ort und Stelle und gebrauchsfertig dargestellt ist. Die Anfangswölbung des Trägers ist der Deutlich- keithalber etwas vergrössert dargestellt. Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ansicht des unter dem Gewicht des ge- gossenen Betons durchgebogenen Trägers. Fig. 3 zeigt in perspektivischer Ansicht die Enden zweier Trä- ger, wobei die Stützen sowohl des I-förmigen Trägerteiles als auch des Kastenträgerteiles zu sehen sind.
Fig. 4 zeigt einen vergrösserten Vertikalschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. l. Fig. 5 zeigt einen ähnlichen
Querschnitt längs der Linie 5-5 in Fig. l.
Der verstellbare Schalungsträger besitzt ganz allgemein einen gewölbten kastenförmigen Teil 1 und einen I-förmigen Teil 2, der der Länge nach verschiebbar in dem kastenförmigen Teil angeordnet ist, so dass die Länge des Trägers verstellt werden kann.
Klemmeinrichtungen 3, die eine äussere Fläche des I-förmigen Trägerteiles gegen eine innere Flä- che des kastenförmigen Trägerteiles drücken können, sind ebenfalls vorgesehen. Der gewölbte kastenförmige Teil ist aus zwei kanalförmigen Profilen 4 und 5 zusammengesetzt, die ineinandergesteckt sind, so dass die Flanschen 6,6 eines dieser Profile Teile der Flansche 7,7 des andern Profiles überlappen.
Das Profil 4 ist längs des Trägers gewölbt, wie in Fig. 1 dargestellt. Wie aus den Fig. 4 und 5 zu ersehen ist, ist der Obergurt des Trägers in dem in Fig. 5 dargestellten Querschnitt höher als in dem in Fig. 4 dargestellten. Ebenfalls beschreiben die unteren Kanten 8 der Flansche 6 den gleichen Bogen wie der Obergurt des Profiles 4. Das Profil 5 ist jedoch nicht in sich gewölbt, sondern von einem Ende zum andern vollkommen gerade ausgebildet.
Die Ausbildung des kastenförmigen Trägerteiles aus zwei kanalförmigen Teilen, von denen einer gewölbt und der andere gerade ist, führt zu einer Anzahl sehr vorteilhafter Ergebnisse :
1. Die zwei kanalförmigen Profile können einfach durch Ziehen des Aluminiums hergestellt werden ;
2. die Wölbung ist einfach dadurch zu erreichen, dass einmal das obere kanalförmige Profil mit einer üblichen Walzeinrichtung gewölbt wird, wohingegen für die Wölbung eines Kastenträgerteiles eine kom- pliziertere Spezialmaschine erforderlich wäre, und zum zweiten die untere Hälfte des Kastenträgerteiles nicht gewölbt werden muss ;
3. der daraus entstehende Kastenträger ist an den Stellen höher, an denen die Biegemomente am grössten sind (vgl.
Fig. 4 und 5) unddie Stellen, denen die Schnittlinien 4-4 und 5-5 in Fig. l zugeordnet sind ;
4. die sich überlappenden Flansche des gewölbten und des geraden U-Profiles steifen die Seiten des Kastenträgerteiles aus, so dass diese sich nicht wellen können ;
5. da die oberen Kamen der Flansche 7 des unteren U-Profiles völlig gerade sind, ist kein Spezialschweissverfahren oder keine Spezialvorrichtung für die Schweissung erforderlich, um die zwei Profile zusammenzuschweissen, d. h., obwohl das obere Profil 4 gewölbt ist, wird eine gerade Schweissnaht 9 ermöglicht, was dazu führt, dass beide Schweissnähte parallel zu dem geraden Untergurt des Kastenträ- gerteiles verlaufen, wodurch eine übliche automatische Schweissvorrichtung verwendet werden kann ;
und
6. infolge der grösseren Höhe des Querschnittes des Kastenträgerteiles in seiner Mitte wird ein grö- sserer vertikaler Spielraum zwischen den zwei Trägerprofilen in der Mitte erhalten, wodurch ein Trägerteil relativ zu dem andern um einen grösseren Winkel verschwenkt werden kann, so dass der Träger leichter zusammengesetzt und nach Verfestigen des Betons leichter entfernt werden kann, als wenn der Querschnitt des Kastenprofiles an jeder Stelle gleich wäre. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Scha-
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lungsträgers sind die sich überlappenden Teile der Flansche der zwei U-Profile, welche den Kastenträ- gerteil bilden, seitlich gekröpft, so dass die Hauptteile der Flansche 6,6 und 7,7 zueinander parallel ver- laufen.
In der dargestellten bevorzugten Ausführung sind die Flansche 7,7 des unteren Kanalprofiles nach aussen gekröpft, wie bei 10, 10 dargestellt und besitzen Absätze 11, 11, die als Auflageflächen für die unteren Kanten 8,8 der Flansche 6,6 des oberen Kanalprofiles dienen, wenn die zwei Kanalprofile zum Schweissen zusammengesetzt werden. Die gekröpften Teile 10,10 der Flansche 7, 7 sind hinreichend tief, so dass sich die zwei Profile auch an der Stelle des höchsten Querschnittes des Trägers noch überlappen.
Der I-förmige Trägerteil des Schalungsträgers ist vorzugsweise der Länge nach gewölbt ausgebildet, um sich der Wölbung des Kastenträgerteiles anzupassen. Dieser gewölbte, I-förmige Trägerteil besitzt über seine ganze Länge eine gleichförmige Höhe, so dass die grössere Höhe des Querschnittes des Kasten- teiles in der Mitte des zusammengesetzten Schalungsträgers zu einem grösseren vertikalen Spiel zwischen den zwei Trägerteilen in ihrer Mitte führt, wodurch der oben beschriebene, Vorteil des laichteren Ausein- andernehmens des Trägers, nachdem sich der Beton verfestigt hat, erhalten wird.
Das zulässige Biegemo- ment des I-förmigen Trägerteiles ist vergrössert und auf das zulässige Biegemoment der verstärkten ge- wölbten Konstruktion des Kastenträgerteiles abgestimmt, indem die äusseren Flansche 12 des Obergurtes des I-förmigen Trägerteiles nach oben und aussen gebogen sind (s. Fig. 4), indem ferner diese Flansche stärker als die Flansche des Untergurtes sind und indem die äusseren Kanten 13 des Obergurtes verstärkt sind.
Ebenfalls zu einem vergrösserten Biegemoment trägt eine grössere Stärke des oberen Teiles 14 des
Mittelschenkels des I-Trägerteiles relativ zu dem Hauptteil 15 des Mittelschenkels bei. Es wurde gefun- den, dass der verstärkte konische Teil des Mittelschenkeis 14 darüber hinaus noch einen beträchtlichen praktischen Wert als Torsionsversteifung gegen eine Verdrehung der aufgebogenen Flansche 12 um eine
Achse besitzt, die in der Schnittfläche liegt, in der die Flansche des Obergurtes und des Mittelschen- kels 15 zusammenstossen.
Zu der hohen Biegefestigkeit und der geringen Ausschertendenz des verbesserten Schalungsträgers, der aus dem besonderen I-Trägerteil und dem besonderen Kastenträgerteil besteht, trägt das besondere
Konstruktionsprinzip der Befestigungseinrichtung, bei, die die zwei Teile in der richtigen Stellung der vorbestimmten Krümmung zueinander in irgend einer der verschiedenen Stellungen bei verschiedenen Län- gen des Trägers hält. Die wirksamste Übertragung und Verteilung der Kräfte zwischen dem I-förmigen
Trägerteil und dem Kastenträgerteil wird durch die Verwendung einer Spindel 16 gewährleistet, deren
Durchmesser gross genug ist, um direkt mit einer grösseren Fläche des Untergurtes des I-förmigen Trä- gerteiles in Eingriff zu kommen.
Diese Spindel dreht sich in einer Gewindeplatte 17, welche an der In- nenseite des Untergurtes des Kastenträgerteiles ansteht.
Die Spindel 16 besitzt an ihrem oberen Ende einen Kragen 18, der einen Begrenzungsanschlag gegen die Gewindeplatte zu bewirkt. Die aus der Spindel und der Gewindeplatte bestehende Anordnung wird durch das offene Ende des Kastenträgerteiles eingeführt und an Ort und Stelle gebracht und nach dem Zu- sammensetzender zwei Teile des Schalungsträgers durch Anziehen der Spindel gegen die Aussenfläche des
Untergurtes des I-förmigen Trägerteiles eingespannt. Das Anziehen der Spindel kann leicht mittels eines
Schlüssels oder eines geeigneten Domes, der in die Öffnung 19 der Spindel eingesetzt wird, geschehen.
Die Spindel und die Gewindeplatte werden vorzugsweise aus galvanisiertem Stahl hergestellt.
Die Trägerteile sind mit geeigneten Endstützen 20,21 (Fig. 3) versehen, deren Flansche 22,23 auf den Oberseiten von Trägern 24 in üblicher Weise aufliegen. Normalerweise werden die. Träger verwen- det, um Schalungen aus Sperrholz oder andere geeignete Schalungen für den Beton C zu bilden. Ein Ver- gleich der Fig. 1 und 2 zeigt, wie die Wölbung des freien Trägers (in Fig. l ist die Wölbung etwas über- trieben), sich unter der Last des Betons senkt (Fig. 2). Im unbelasteten Zustand ist das obere Kanalprofil
4 gekrümmt und das untere Kanalprofil gerade (Fig. l), wohingegen im belasteten Zustand die Verhältnisse genau umgekehrt sind, d. h. wie in Fig. 2 dargestellt, das obere Kanalprofil ist gerade und das un- tere Kanalprofil nach unten gekrümmt.
Jedenfalls ist die Linie 8 in Fig. 1 gekrümmt und in Fig. 2 gerade, während die Linie 11 in Fig. l gerade und in Fig. 2 gekrümmt ist.
Der verbesserte Schalungsträger und die Trägerteile wurden hauptsächlich im Zusammenhang mit den besonderen Problemen entwickelt, die bei der Herstellung von Trägern aus Aluminiumlegierungen auftra- ten, deren Elastizitätsmodule wesentlich geringer als die Elastizitätsmodule von Stahl sind. Es wird jedoch hervorgehoben, dass einige oder alle Konstruktionsmerkmale, die oben beschrieben wurden, auch auf Träger aus andern Materialien, Stahl nicht ausgenommen, angewendet werden können. Solche Materialien sind beispielsweise Glasfasern oder andere Baustoffe aus Kunstharzprodukten.