AT368603B - Fachwerkrahmen, vorzugsweise ausbaurahmen fuer stollen, tunnel od. dgl. - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft einen Fachwerkrahmen, vorzugsweise einen Ausbaurahmen für Stollen, Tunnel od. dgl., der aus Segmenten zusammengesetzt ist, in welchen insgesamt mindestens drei Gurtstäbe einen   Aussen- und   einen Innengurt bilden, wobei diese Gurte durch Ausfachungen miteinander verbunden sind. 



   Fachwerkrahmen der einleitend angegebenen Gattung sind bereits bekannt, jedoch hat sich gezeigt, dass diese unter den hinsichtlich ihrer Grösse und Verteilung unvorhersehbaren Belastungen, wie sie insbesondere im Berg- und Tunnelbau auftreten, unerwünschte Verformungseigenschaften zeigen. 



   Aus Sicherheitsgründen ist es wünschenswert, dass jedes zum Stollen- oder Tunnelausbau verwendete Material möglichst grossen Verformungen unterliegt, bevor ein Versagen des Materials eintritt. Diese grossen und daher visuell beobachtbaren Verformungen sollen den Bergleuten anzeigen, an welchen Stellen des Stollens Gefahr im Verzug ist und der Stollenausbau daher örtlich verstärkt werden muss. 



   Die bisher bekannten Fachwerkrahmen für den Stollenausbau befriedigen in dieser Hinsicht insoferne nicht, als bei ihnen die ersten Verformungen sehr plötzlich auftreten und dann sofort ganz erhebliche Grösse annehmen. Ursache für dieses Verhalten ist, dass die auf Druck beanspruchten und zwischen ihren Verbindungspunkten mit den Gurten gerade ausgebildeten Ausfachungsstäbe oder Diogonalen zunächst sehr grosse Druckkräfte aufzunehmen vermögen, bevor sie plötzlich ausknicken. In dem Belastungszustand vor dem Ausknicken einer Diagonale,   d. h.   solange diese noch gerade ist, wird sie auf reine Druckspannungen beansprucht, deren Grösse sich aus dem Quotienten Druckkraft geteilt durch Querschnittsfläche des Diagonalstabes ergibt. 



   Sobald eine Diagonale, aus welchen Gründen immer, von der durch die Verbindungsgerade der Anschlusspunkte der Diagonale an den Gurtstäben definierten Wirkungslinie der Druckkräfte seitlich abweicht, addiert sich zu der bereits im Diagonalstab vorhandenen Druckspannung eine zusätzliche Biegespannung, deren Grösse gleich der mit dem Abstand der Kraftwirkungslinie von der verformten Stabachse vervielfachten Kraft, geteilt durch das Widerstandsmoment der Stabquerschnittsfläche ist. 



   Diese plötzlich zu der Druckspannung hinzukommende Biegespannung bewirkt ein weiteres, seitliches Abweichen der Stabachse von der Kraftwirkungslinie, wodurch das Produkt Kraft mal Abstand der Kraftwirkungslinie von der verformten Stabachse weiter vergrössert wird. 



   Die sich aus diesen Zusammenhängen ergebenden Verformungen, die ihrem Charakter nach in Fig. 1 der Zeichnungen durch eine in vollem Strich gezeichnete Linie dargestellt sind, wobei auf der X-Achse die Verformung und auf der Y-Achse die den Stab belastende Kraft aufgetragen ist, kommen erst zur Ruhe, wenn sich das gesamte Fachwerk so weit verformt hat, dass der auf dem Fachwerk lastende Druck weitestgehend abgebaut ist, weil das Fachwerk dem auf ihm lastenden Gestein ausgewichen ist. Dieser Zustand ist dann eingetreten, wenn in Fig. 1 die Verformung den Punkt B erreicht hat. Vergrössert sich durch allmähliches Nachsinken des Gesteins die auf das Fachwerk wirkende Last wieder, so vermag das Fachwerk - sich längs der Linie   B-C   in Fig. l verformend-noch erhebliche zusätzliche Lasten aufzunehmen. 



   Abgesehen davon, dass derartige plötzliche und tiefgreifende Verformungen, wie sie unmittelbar vor dem Punkt B in Fig. 1 auftreten, für die im Stollen befindlichen Bergleute psychologisch unzumutbar sind, sind sie auch gefährlich, weil sie ein plötzliches Nachbrechen der Gesteinsmassen verursachen und damit zur völligen Zerstörung des Grubenausbaues führen können. 



   Die Erfindung soll nun die Aufgabe lösen, einen Fachwerkrahmen, insbesondere einen Ausbaurahmen für Stollen, Tunnel od. dgl. derart auszubilden, dass ein Ausknicken der Diagonalen und die als dessen Folgeerscheinung auftretenden, plötzlichen und sehr starken Verformungen eines Rahmens nach der Erfindung zuerst etwa der strichlierten Linie in Fig. 1 und sodann der Linie   B-C   folgen. 



   Ein diese Aufgabe lösender, nach der Erfindung ausgebildeter Fachwerkrahmen der einleitend angegebenen Gattung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe der Ausfachung zwischen dem Aussengurt und dem Innengurt jedes Segmentes aus der durch die Berührungspunkte dieser Stäbe mit den Gurtstäben definierten Tangentialebene an die Gurtstäbe herausgebogen sind. 



   Auf diese Weise wird von vornherein vermieden, dass Diagonalstäbe im Belastungsfall ausknik- 

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