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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur übertragung von Zugkräften zwischen unter spitzem Winkel zusammentreffenden Stahlbetonfertigträgern.
Die Probleme von Verbindungen solcher Art lassen sich am besten am Beispiel eines Dreigelenkbogens mit
Zugband aufzeigen. Um hier die Zugkräfte in den Kämpfer zu übertragen, wurden bisher zahlreiche Lösungen vorgeschlagen.
So wurden Zugbänder aus Rundstahlstangen durch vorbereitete Löcher im Kämpfer geführt und verschraubt, mit angeschweissten Stahlplatten oder mit Schrauben an Stahlplatten verankert, die die Kräfte in die
Bogenträger übertragen. Es wurden Profilstahlzugbänder an mit der Bewehrung des Bogens verschweisste
Stahlplatten angeschweisst. Auch Spannbetonzugbänder sind bekannt geworden, bedingen jedoch besonders hohen konstruktiven und finanziellen Aufwand. Andere Lösungen wichen dem eigentlichen Problem dadurch aus, dass sich die Dreigelenkbogenträger auf durch Zugbänder zusammengespannten Auflagern abstützen.
Schliesslich sind noch Vorschläge zu nennen, bei denen Betonsparren mit besonders ausgebildeten Enden auf Vorsprüngen von mehrteiligen, an Ort und Stelle zusammenzusetzenden Betonzugbändern oder auf in die oberste Decke eingelassenen, eigenen Sparrenschuhen abgestützt sind. Neben allen Nachteilen, die sie mit andern
Vorschlägen gemeinsam haben, ist hier besonders zu bemängeln, dass solche Sparren nicht über die
Verbindungsstelle hinaus verlängert werden können, wie dies z. B. für Vordächer oder mehrschiffige Hallen oft erforderlich ist.
Alle vorstehend aufgezählten Konstruktionen gemeinsam müssen als kompliziert und aufwendig bezeichnet werden ; sie bedingen alle zahlreiche, besonders ausgebildete Formen und Stahlteile, deren Fertigung und
Anbringung an sich schon die Herstellung hemmt und den Betoniervorgang erschwert. Ausserdem muss die endgültige Verbindung durch Schweissen oder Schrauben meist in grosser Höhe erfolgen und erfordert zusätzliche
Gerüstungen und Hilfskonstruktionen. Oft stören auch die Stahlteile am fertigen Bauwerk und schliesslich müssen insbesondere freiliegende Zugbänder unter zusätzlichem Aufwand gegen Korrosion geschützt werden.
Die Stahlbetonfertigteilbauweise ist jedoch vor allem dann wirklich wirtschaftlich und voll ausgenützt, wenn die vorgefertigten Teile ohne sonstige Hilfsmassnahmen nacheinander und aufeinander verlegt werden können, d. h. im Augenblick des Aufsetzens in kraftschlüssiger Verbindung mit den bereits montierten Teilen stehen und selbst voll belastbar sind.
Zur Vermeidung aller Nachteile bei Konstruktionen der eingangs genannten Arten sieht die Erfindung daher vor, dass der eine Träger eine Ausnehmung innerhalb seines Betonquerschnittes aufweist, in die ein ebenfalls innerhalb des Regelquerschnittes liegender Vorsprung des andern Trägers eingreift, und dass an Ausnehmung und Vorsprung im montierten Zustand aufeinanderliegende Druckflächen ausgebildet sind, die zumindest annähernd senkrecht zur Längskraft in dem die Ausnehmung aufweisenden Träger liegen.
Durch diese Anordnung werden gleichzeitig mehrere Vorteile erreicht.
Zunächst sind keinerlei zusätzliche, an den Betonteilen anzubringende Verbindungsmittel wie Bolzen, Laschen od. dgl. erforderlich, anderseits kann einer der Träger ohne wesentliche Querschnittsänderung und damit Verminderung seiner Belastbarkeit an der Verbindungsstelle durchlaufen. Weiters ist die Lage der Träger zueinander durch die erfindungsgemässe Ausbildung selbst ohne jede weitere Massnahme zwingend vorgeschrieben.
Die Träger können nur in der richtigen Stellung ineinandergefügt werden. Schliesslich ist als wesentlichster Vorteil zu nennen, dass die Konstruktion im Augenblick des Einsetzens in ihrer Lage gesichert und voll belastbar ist. Nach dem Auflegen ist keine weitere Massnahme zur Fertigstellung der Verbindung erforderlich.
Die Anpassung der Trägerformen bei der Herstellung an die jeweils erforderlichen Formen ist bei der erfindungsgemässen Konstruktion besonders einfach, weil sowohl die Ausnehmung als auch der Vorsprung innerhalb des Regelquerschnittes des Trägers liegt, d. h. durch Querschnittsverminderungen gebildet ist.
Da die aufzunehmenden Kräfte bei den in dieser Anordnung zur Verfügung stehenden Druckflächen die wirtschaftlich erreichbaren Betonfestigkeiten häufig überschreiten, erfolgt die Einleitung der im Bereich der Verbindungsstelle als Druck auftretenden Zugkräfte in weiterer Ausbildung der Erfindung gegebenenfalls durch im Bereich von Vorsprung und Ausnehmung in Richtung der Längskräfte verlaufende Betonrundstähle, deren Stirnflächen in den Druckflächen von Vorsprung und Ausnehmung liegen und sich im montierten Zustand decken.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben, bei denen beide Träger ein an sich bekanntes T-Profil aufweisen, wobei die Flanschen an der Innenseite des spitzen Winkels liegen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf solche Träger beschränkt, sondern lässt sich mit entsprechender Anpassung auch an zahlreichen andern Profilen und Trägerlagen anwenden.
Fig. l zeigt die Verbindung eines waagrechten auf einer Säule aufliegenden Trägers mit einem schräg auf seinem Ende aufgelegten, gegen Abrutschen zu sichernden zweiten Träger, von der Seite gesehen ; Fig. 2 zeigt den oberen Träger, an der Verbindungsstelle von unten gesehen, und Fig. 3 das Ende des unteren Trägers in axonometrischer Darstellung. Fig. 4 stellt dieselben Träger in teilweisem Schnitt dar. Fig. 5 zeigt eine besonders' vorteilhafte Anwendung der Erfindung an einer schematisch dargestellten Hallendachkonstruktion. Fig. 6 zeigt eine Detailansicht eines Trägerkopfes nach Fig. 7 und 8, in welchen eine Ausbildung des Firstpunktes nach Fig. 5 in Ansicht und Draufsicht dargestellt ist.
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Der Flansch --21-- des auf einer Säule aufliegenden horizontalen Trägers --2-- ist im Bereich der Durchdringung mit dem Träger-l-längs der Untersicht des Flansches --11-- abgeschnitten zu denken, was z. B. durch entsprechende Einlagen in die Trägerschalung erreicht wird. Es entsteht dabei eine breite Auflagerfläche-26-für den Flansch --11-- des oberen Trägers --1-- (Fig. 3). Der am Kopf des Trägers
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-2-- verbleibende Steg --24-- bildetFlansch --11-- und Steg --14-- des Trägers --1-- vorgeschen ist. Dabei kommt die Druckfläche --25-- an der Druckfläche --15-- des oberen Trägers --1-- zu liegen.
Damit ist eine sichere Aufnahme der durch das schräge Auflager und das Gewicht des Trägers-l-im Träger-2-aufzunehmenden Zugkräfte gewährleistet. Ausserdem werden eventuelle Querkräfte von den Seitenflächen des Vorsprunges --22-- bzw. der Ausnehmung --12-- übertragen. Somit ist mit dem Auflegen des Trägers-l-auf den
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benötigt. Ausserdem können statisch günstige, im Profil des Trägers --1-- tiefliegende und diesen statisch entlastende Übertragungspunkte gewählt werden. Die Umlenkkräfte und Spreizkräfte werden in beiden Trägern durch die Bügel --31-- aufgenommen.
Die Fig. 5 zeigt eine konkrete Anwendungsform der Erfindung an einer Hallendachkonstruktion, bei der sich die Vorteile dieser Anordnung besonders wirtschaftlich ausnützen lassen.
Bei Satteldächern in Fertigteilkonstruktion ist an sich die Verwendung von trapezförmigen Trägern naheliegend, welche jedoch schwer sind und komplizierte Schalungsformen erfordern. Eine wesentlich günstigere
Lösung stellt der Dreigelenkbogen mit Zugband dar. Wird dabei jedoch das Zugband bei Ausführung aus Stahl durch Spannschlösser verkürzbar ausgebildet, so werden die die Dachbalken tragenden Säulen ebenfalls zueinander gezogen und brechen im Fusspunkt. Ausserdem bereitet die Kraftübertragung in den Kämpfer des Dreigelenkbogens konstruktive Schwierigkeiten.
Bei Anwendung der erfindungsgemässen Konstruktion ist nun der Anschluss der schrägen Dreigelenkbogen-(Dach-)träger --10-- an das Zugband-20- (Fig. 5) sowie die Krafteinleitung in dieses in besonders wirtschaftlicher Weise möglich ; ausserdem kann in vorteilhafter Weiterbildung von Konstruktionen mit mehr als zwei Säulenreihen eine Unterstützung des Firstpunktes durch freies Auskragen der oberen Enden der Träger--10--, zumindest während der Montage, entfallen.
Besonders vorteilhaft wird diese Konstruktion, wenn der Dreigelenkbogenträger als T-Profil mit untenliegendem Flansch bzw. Untergurt verwendet wird. Es ist dann möglich, die Dachzwischenkonstruktion auf den Untergurt aufzulegen. Dieses Profil ist jedoch nur dann vorteilhaft, wenn die überwiegenden Druckspannungen unten (also im unten liegenden Gurtbereich) auftreten. Dies ist erreichbar, wenn entweder starke Randauskragungen (Vordächer) vorgesehen sind oder bzw. und wenn die Druckkräfte des Dreigelenkbogens in die Unterseite eingeleitet werden.
Konstruktionsentsprechend und erfindungsgemäss wird das Zugband als Stahlbetonträger mit starker Zugbandbewehrung und ebenfalls T-förmigem Querschnitt ausgeführt. Damit kann für den Anschluss der schrägen Dreigelenkbogenträger an das Zugband die in den Fig. l bis 4 gezeigte Anordnung verwendet werden, wobei sich als besonderer Vorteil die Möglichkeit ergibt, gleiche Trägerprofile ohne wesentliche Profiländerung im Verbindungsbereich zu verwenden. Das Zugband kann anderseits natürlich auch anders, z. B. mit Rechteckquerschnitt, ausgebildet werden.
Die Ausbildung des Firstpunktes kann dabei einerseits nach bekannten Ausführungen so erfolgen, dass die oberen Enden der Träger-10-unverbunden nebeneinanderliegen, d. h. dass der obere Teil der Träger frei auskragt und dabei die die Anordnung des verkehrten T-Profils rechtfertigenden Druckkräfte an der Unterseite des Flansches --11-- entstehen.
Da jedoch die erfmdungsgemässe Konstruktion die Einleitung wesentlich grösserer Kräfte, als bei dieser Ausbildung entstehen, in das Zugband -- 20-- gestattet, ist es nun anderseits auch möglich, die Enden der Träger-10-durch gegenseitige Verspannung am Firstpunkt genau auszurichten, ihre durch die Auskragung bedingte Durchbiegung zu beseitigen und so eine wesentlich stabilere Konstruktion zu erreichen (Fig. 6 bis 8).
Hiezu ist in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen, dass nach der Verlegung der Träger-10- ein an einem Schraubbolzen --35-- befestigter Keil --33-- (Fig.7) von unten zwischen ihre oberen Enden
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eingeführt wird, der durch Anziehen der Mutter --36-- gegen die Platte-34--, die auf der Oberkante der Träger--10--aufliegt, zwischen den Trägern längs ihrer Ausnehmung--37--eingezogen werden kann.
Dadurch vergrössert sich der Abstand der Trägerköpfe bei gleichzeitiger Hebung derselben, bis der Abstand etwas grösser als vorgesehen ist. Nun werden Differenzplatten --32-- in entsprechender Dicke zwischen den Trägerköpfen, in denen wieder Rundstähle-17-für die Druckübertragung eingelassen sind, eingeführt und der Keil nachgelassen. Dadurch werden die Differenzplatten eingeklemmt und übertragen die Scheitelkraft zwischen den Trägern.
Der Keil besteht bei der in Fig. 7 in Ansicht und in Fig. 8 im Grundriss gezeigten Ausführung aus zwei an dem Schraubbolzen --35-- angeschweissten, dreieckigen Stahlplatten-33-. Nach dem Einlegen der Differenzplatten kann diese Spann- und Einrichtvorrichtung entfernt und beim nächsten Trägerpaar verwendet werden.
Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemässe Konstruktion mit ihren Weiterbildungen besonders leichte und stahlsparende Fertigteilkonstruktionen sowie eine äusserst einfache Montage derselben nach dem Baukastensystem.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Übertragung von Zugkräften zwischen unter spitzem Winkel zusammentreffenden
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innerhalb seines Betonquerschnittes aufweist, in die ein ebenfalls innerhalb des Regelquerschnittes liegender Vorsprung (22) des andern Trägers (2) eingreift, und dass an Ausnehmung und Vorsprung im montierten Zustand aufeinanderliegende Druckflächen (15,25) ausgebildet sind, die zumindest annähernd senkrecht zur Längskraft in dem die Ausnehmung aufweisenden Träger (1) liegen.
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