<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine Tragkonstruktion für Bauwerke mit mindestens einer vertikalen Stütze und mindestens einem von dieser Stütze getragenen Träger, wobei der Träger eine umfangsgeschlossene Ausnehmung besitzt und durch diese Ausnehmung des Trägers die vertikale Stutze ragt, wobei eine die Ausnehmung im Träger beinhaltende Ebene horizontal liegt.
Solche Tragkonstruktionen für Bauwerke, bestehend aus vertikalen Stützen und Trägem, sind in vielen Ausführungsformen bekannt, und zwar aus verschiedenen Werkstoffen (Stein, Holz, Beton, Stahl).
Bekannt ist aus der DE 14 84 077 A eine Skelettmontagekonstruktion für mehrgeschossige Gebäude. Diese besteht aus durch die Geschosse durchgehenden Stützen und in Erdboden- oder Kellerfussbodennähe hergestellten und an den Stützen mittels Hebezeugen in ihre endgültige Lage hochgezogenen und an denselben befestigten horizontalen Tragwerken. Das horizontale Tragwerk, beispielsweise das Decken- und Dachtragwerk ist aus sich kreuzenden und die Stützen umfassenden, vorgefertigten Hauptbalkenpaaren gebildet, die je aus zwei Einzelbalken mit beliebigem Querschnitt bestehen. Die Querschnitte können zwei oder mehrere Stege aufweisen, die miteinander und mit dem Nachbarsteg des zweiten Einzelbalkens durch Querrippen oder Platten verbunden sind.
Die Stege sind mit Spannkanälen versehen, so dass nach dem Verlegen der Einzelelemente des Hauptbalkenpaares das Einführen von Spanngliedem in beiden Richtungen und über die ganze Länge und Breite eines Tragwerkabschnittes möglich ist Die Einzelelemente sind in Erdboden- oder Kellerfussbodennähe zu einem Balkenrost zusammengespannt.
Eine solche Skelettmontagekonstruktion ist für den praktischen Einsatz nicht verwendbar, denn das daraus zu fertigende Gebäude müsste von oben nach unten hergestellt werden Die hier erwähnten Stützen müssten vorerst in der vorgesehenen Gebäudehöhe erstellt werden, da der erstgefertigte Balkenrost bis zur obersten Etage des zu errichtenden Gebäudes hochgehievt werden müsste, denn die im Zuge eines eventuellen Baufortschrittes nachfolgenden Balkenroste können nur jeweils unterhalb des ersten Balkenrostes liegen.
Die DE 17 08 947 A zeigt und beschreibt eine Verbindung von Gerippewänden aus Stahl-Hohlprofilen. Hier werden zwischen vertikalen Stehem vertikale Gerippewände eingehängt und miteinander verschraubt. Zur gegenseitigen Verspannung der Teile werden hier u. a. auch Keile eingesetzt, wie dies im Bauwesen üblich ist.
Aufgabe und Ziel der Erfindung ist es, eine Tragkonstruktion der oben erwähnten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass sie einen hohen Grad an Genauigkeit durch stahlbaumässige Fertigung und Montage erzielen lässt, dass trotzdem keine tragenden Baustellenschweissungen erforderlich sind, dass sie schwingungsunempfindlich ist und ferner, dass sie rasch montiert werden kann und einen sicheren Brandschutz bietet.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die vertikale Stütze nahe, jedoch unterhalb ihrer oberen Stirnseite zumindest an zwei diametralen Stellen seitlich auskragende Auflager aufweist, dass die umfangsgeschlossene Ausnehmung hinsichtlich ihrer Grösse und Kontur korrespondierend zur Grösse und Kontur des endseitigen, in bzw. durch die Ausnehmung des Trägers ragenden Abschnittes der Stütze ausgebildet ist und diese Ausnehmung mit ihrem Rand an den seitlich auskragenden Auflagem anliegt und der Abstand der seitlich auskragenden Auflager von der benachbarten Stirnseite der Stütze gleich, vorzugsweise grösser ist als die Höhe des Trägers im Bereich der umfangsgeschlossenen Ausnehmung. Zweckmässige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen festgehalten.
Um die Erfindung zu veranschaulichen, wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert, ohne dadurch die Erfindung auf dieses gezeigte Ausführungsbeispiel einzuschränken. Es zeigen
Fig. 1 die aus vertikaler Stütze und horizontalem Träger gebildete Tragkonstruktion in Schrägsicht ;
Fig. 2 die vertikale Stütze und den horizontalen Träger wie Fig. 1, jedoch mit aufgeschnittenem Träger ;
Fig 3 den schachtelartigen Einsatzteil in Schrägsicht ;
Fig. 4 einen vertikalen Schnitt durch die Stütze und den Träger, wobei die Schnittebene in der Längsmittelebene des Trägers verläuft ;
Fig 5 einen Vertikalschnitt durch Stütze und Träger, wobei die Schnittebene normal zur Längsachse des Trägers verläuft ;
Fig. 6 einen Querschnitt des Trägers in Schrägsicht.
Die vertikale Stütze 1, welche nach dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel aus Stahl gefertigt ist, besitzt einen massiven, rechteckigen Querschnitt. Anstelle einer solchen Stahistütze 1 mit
<Desc/Clms Page number 2>
massivem Querschnitt können auch gewalzte Profile zur Herstellung einer solchen Stütze ver- wendet werden. Entweder werden gewalzte Profile einzeln eingesetzt, beispielsweise mit 1- förmigem Querschnitt, oder es werden mehrere gewalzte Profile zusammengefasst, beispielsweise zwei U-förmige Profile, die mit ihren offenen Seiten gegeneinander angestellt und miteinander verschweisst werden. Im Abstand A (Fig. 2) von der oberen Stirnseite 2 der vertikalen Stütze 1 sind an zwei diametral liegenden Längsseiten Auflager 3 angeordnet, die ebenfalls aus Stahl gefertigt und die mit der Stütze 1 verschraubt sind.
In der Stirnseite 2 der Stütze 1 ist eine Zentrierbohrung 4 ausgespart, des weiteren sind oberhalb der Auflager 3, ebenfalls an diametral liegenden
Abschnitten der Stütze 1, Bohrungen 5 vorgesehen
Der Träger 12, der mit der vorstehend erwähnten Stütze 1 verwendet wird, besitzt ein oberes, nach unten offenes, metallisches Profil 6 mit hutförmigem Querschnitt, das seitlich auskragende
Flansche 7 besitzt (Fig. 6) Eine aus quer verlaufenden Armierungseisen 8 und längs verlaufenden
Armierungseisen 9 gebildete Armierung ist über die quer verlaufenden Armierungseisen 8 mit den
Unterseiten der Flansche 7 verschweisst. In der Oberseite des Profiles 6 können noch Laschen 10 freigestanzt und hochgebogen sein Das Profil 6 ist mit Beton 11 gefüllt, der auch die
Armierungseisen 8 und 9 miteinschliesst und überdeckt.
Fig. 6 zeigt, dass die Längsseiten des
Trägers 12 stufenförmig abgesetzt sind, wobei der obere Teil der Längsseiten gegenüber dem unteren Teil der Längsseiten gegen die vertikale Längsmittelebene des Trägers 12 hin versetzt sind
Der Träger 12 besitzt, über seine Länge gesehen, unterschiedliche Querschnitte. In jenen Ab- schnitten des Trägers 12, die für die Verbindung bzw. Auflage mit oder an der Stütze 1 vorgesehen sind, ist in den Träger 12 ein Einsatzteil 13 eingebaut, der in Fig. 3 in Schrägsicht dargestellt ist.
Dieser Einsatzteil 3 weist zu seinen beiden Seiten randseitige und parallel zueinander verbau- fende vertikale Längsstege 14 auf, die mit ihrem unteren Rand mit in Längsrichtung dieser
Längsstege 14 verlaufenden horizontalen Platten 15 verschweisst sind. Die stimseitigen Enden dieser Platten 15 sind mit Längsschlitzen 16 ausgestattet. Bei in den Träger 12 eingebautem Ein- satzteil 13 ragen in diese Längsschlitze 16 die längs verlaufenden Armierungseisen 9, und diese
Armierungseisen sind mit der Platte 15 verschweisst. Zwischen den Längsstegen 14 liegen
Wandscheiben 17. Diese quer zur Längsachse des Einsatzteiles 13 angeordneten Wandscheiben
17 sind etwas schrägstehend angeordnet und konvergieren nach unten.
Diese Wandscheiben 17 und die zwischen ihnen liegenden Abschnitte der Längsstege 14 begrenzen eine Ausnehmung 23
Der mittlere, in Längsrichtung des Trägers 12 gemessene, innere Abstand B der quer zur
Längsachse des Trägers 12 liegenden Wandscheiben 17 des Einsatzteiles 13 ist etwas grösser als die korrespondierende Abmessung des diesen Einsatzteil 13 aufnehmenden oberen Abschnittes der Stütze 1.
Die Stirnseiten der Längsstege 14 sind jeweils mit Querriegeln 18 verbunden
Dieser Einsatzteil 13 ist nun so in den Träger 12 eingebunden, dass seine Unterkante 19 bündig liegt mit der Unterseite 20 des Trägers 12 und seine Oberkante 21 bündig mit der Oberseite 22 des
Trägers oder gegenüber dieser etwas vorsteht In jenem Bereich, in dem der Einsatzteil 13 innerhalb des Trägers 12 angeordnet ist, ist das Profil 6 schlitzartig eingeschnitten, und die oberen
Abschnitte der Längsstege 14 ragen in diese Einschnitte hinein (Fig 6).
Zur Fertigung des Trägers 12 werden vorerst das metallische Profil 6 mit dem hutartigen Quer- schnitt, die Einsatzteile 13 und die Armierungseisen 8 und 9 miteinander verschweisst. Der so gefertigte Metattkörperwird dann mit Beton ausgegossen (Fig. 6). Dies geschieht werksseitig
Auf der Baustelle werden vorerst auf einem geeigneten Fundament die vertikalen Stützen 1 aufgestellt, und dann werden die Träger 12 aufgefädelt. In Längsrichtung des Trägers gesehen (Fig 4) besitzt die umfangsseitig geschlossene Ausnehmung 23 des Einsatzteiles 13 etwas Spiel.
In den so gebildeten Spaltraum werden Keile 24 eingefügt. Ober die Länge des Trägers können mehrere Einsatzteile 13 vorgesehen werden.
In die so gebildete, skelettartige, aus Stützen 1 und Trägem 12 gebildete Tragkonstruktion werden dann Deckenplatten eingehängt, die mit ihren jeweiligen Rändern auf den seitlichen Absätzen der Träger 12 aufliegen, die durch die seitlich auskragenden Flansche 7 gebildet sind. Auf die so gebildete Decke wird dann - evtl. nach Ein- bringung zusätzlicher Armierungseisen - Ortbeton aufgebracht. Diese skelettartige Tragkon- struktion kann mehrere Geschossebenen beinhalten.
Zur Errichtung eines nachfolgenden Ge- schosses wird auf die Stirnseite 2 einer bereits ordnungsgemäss gesetzten und verlegten Stütze eine weitere Stütze aufgesetzt In die Zentrierbohrung 4 wird ein Kegel oder eine Kugel eingelegt, die der Orientierung dient Diese in der Höhe nachfolgende Stütze hat im Bereich ihrer unteren
Stirnseite seitlich angebrachte Flansche mit Bohrungen, und diese Flansche werden dann mit dem oberen Teil der Stütze 1 verschraubt, und zwar mit jenem Teil, der gegenüber dem Träger 12
<Desc/Clms Page number 3>
vorsteht (Fig. 1 - Fig 2). Die Bohrungen 5 dienen dabei zur Aufnahme der hier erforderlichen Befestigungsschrauben.
In der Fig. 2 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit vom Träger 12 nur die Stahlteile gezeigt.
Bei dem in Fig. 3 veranschaulichten Einsatzteil 13 ist die umfangsgeschlossene Ausnehmung 23 als Rechteck ausgebildet, dies korrespondierend zu jenem Querschnitt der Stütze 1, die diesen Einsatzteil aufnimmt Grundsätzlich wäre es möglich, diese umfangsgeschlossene Ausnehmung 23 auch anders zu gestalten, beispielsweise zylinderförmig Dann ist auch das aufnehmende obere Ende der Stütze 1 zu dieser Querschnittsform der Ausnehmung 23 korrespondierend aus- zugestalten.
Die vorstehend anhand der Figuren beschriebene Armierung aus den Armierungseisen 8 und 9 ist hier nur als Beispiel zu verstehen, diese Armierung für den Träger 12 kann auch anders ausgestaltet sein bzw. zusätzliche Armierungseisen enthalten.
Die vertikale Stütze kann aus gewalzten oder geschmiedeten Stahlprofile bestehen Die die Tragkonstruktion bildenden Teile, nämlich die vertikalen Stützen und die Träger 12, werden massgenau und werkstattseitig gefertigt und an der Baustelle vor Ort nunmehr in der geschilderten Weise zusammengefügt Damit ist ein hohes Mass an Winkelgenauigkeit zwischen den Konstruktionsteilen mit maschinenbaumässiger Genauigkeit gewährleistet. Ausserdem entfallen zeitraubende und technologisch und sicherheitstechnisch bedenkliche Baustellenschweissungen, auf die zur Gänze verzichtet werden kann. Eine Decke, wie vorstehend beschrieben, vereint die hervorragende Brandbeständigkeit des Betons und die Präzision und Schnelligkeit des Stahlbaues.
Sämtliche Druckkräfte werden im Feldbereich über den Betonobergurt abgetragen, alle Zugkräfte über die Armierungseisen. Das im Querschnitt hutförmige Profil 6 ist als kaltgewalztes Profil ausgebildet, welches in grossen Serien hergestellt werden kann und dennoch variabel einsetzbar ist. Der Einsatzteil kann mittels eines Roboters geschweisst werden, wodurch eine hohe Genauigkeit und ein hoher Rationalisierungsgrad erreicht werden kann. Der komplette konstruktive Stahlbau und die Hauptbewehrung ist mit einer vor Ort aufgebrachten, ausreichenden Betonüberdeckung versehen. Dadurch entfallen teure Brandschutzplatten, Farbbeschichtungen und Spritzputze, die ansonsten erforderlich wären.
Patentansprüche :
1. Tragkonstruktion für Bauwerke mit mindestens einer vertikalen Stütze (1) und mindestens einem von dieser Stütze (1) getragenen Träger (12), wobei der Träger (12) eine umfangs- geschlossene Ausnehmung (23) besitzt und durch diese Ausnehmung (23) des Trägers die vertikale Stütze (1) ragt, wobei eine die Ausnehmung (23) im Träger (12) beinhaltende
Ebene horizontal liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Stütze (1) nahe, jedoch unterhalb ihrer oberen Stirnseite (2) zumindest an zwei diametralen Stellen seitlich auskra- gende Auflager (3) aufweist, dass die umfangsgeschlossene Ausnehmung (23) hinsichtlich ihrer Grösse und Kontur korrespondierend zur Grösse und Kontur des endseitigen, in bzw.
durch die Ausnehmung (23) des Trägers (12) ragenden Abschnittes der Stütze (1) ausge- bildet ist und diese Ausnehmung (23) mit ihrem Rand an den seitlich auskragenden Aufla- gem (3) anliegt und der Abstand (A) der seitlich auskragenden Auflager (3) von der be- nachbarten Stirnseite (2) der Stütze (1) gleich, vorzugsweise grösser ist als die Höhe des
Trägers (12) im Bereich der umfangsgeschlossenen Ausnehmung (23).