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Auf Biegung beanspruchtes Eisenbetontragwerk.
Die Erfindung bildet eine neue Bauart für auf Biegung beanspruchte Eisenbetontragwerke, die durch eine eigenartige Ausbildung der Druckgurte und Drucktrajektorien des Tragwerkes die Schaffung eines, von der Güte des Betonverhundes nahezu unabhängigen Tragwerkes gewährleistet, das überdies gegenüber gleichwertigen Tragwerken normaler Bauart erhöhte Tragfpstigkeit aufweist.
Dieser Zweck wird der Erfindung gemäss dadurch erreicht, dass in dem Tragwerk im Riehtungsverlauf seiner Dmckgurte bzw. Drucktrajektorien Kerne ans druckfestem Baustoff eingebaut werden, die durch geeignete Verbindungselemente mit den Zugeinlagen des Tragwerkes verbunden sind.
In der Zeichnung ist die neue Bauweise an verschiedenen, auf Biegung beanspruchten Bauwerken, wie Balken, Fachwerken, Gewölben u. dgl. veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt in Ansicht einen Teil eines gemäss der Erfindung hergestellten Verbundbalkens ; die Betonumhüllung der Armierung erscheint hiebei als durchsichtig angenommen.
Fig. 2 veranschaulicht eine Seitenansicht auf das linke Auflager des Verbundbalkens. Die Figuren 3, 4, 5 und 6 zeigen Schnitte nach den Linien III-III, IV-IV, V-V, VI-VI der Fig. 1. Die Figuren 7 und 8 veranschaulichen zwei der Erfindung gemäss ausgestattete Fachwerkträger in Ansicht. Fig. 9 zeigt die Ausgestaltung eines diagonalfreien Fachwerkes (System Vierendeel) in Ansieht. Fig. 10 zeigt die Ausgestaltung eines Raluuentr. lgwerkes. Die Figuren 11 und 12 veranschaulichen das Detail XI des Fachwerkträgers gemäss Fig. 7 in Ansicht und im Schnitte. Die Figuren 13 und 14 veranschaulichen das Detail XIII des Fachwerkträgers gemäss Fig. 7 in Ansicht und im Schnitte.
In den Figuren 15, IC ist das Detail XV des Fachwerkträgers gemäss Fig. 8 in Ansicht und im Schnitte dargestellt. Die
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Gewölbes gemäss der vorliegenden Erfindung. Fig. 20 zeigt den Querschnitt eines Gurtgewölbes, Fig. 21 den Querschnitt eines Schalengewolbes. Die Figuren 22, 23 und 24 veranschaulichen verschiedene elementare Druckglieder der Kerne in perspektivischer Ansicht. Die Figuren 25, 26 und 27 veranschaulichen in schematischer'Weise das Verfahren zur Herstellung eines Verbundbalkens gemäss Fig. 1 der Zeichnung.
Bevor die Herslellungsweise des neuen Tragwerkes näher erläutert werde, sei vorerst die Armatur desselben rein konstruktiv beschrieben. Der Verbundbalken gemäss den Figuren 1-0 weist in seinem Oberteil einen in der Richtung seines Druckgurtes verlaufenden Kern x auf, der im Nachstehenden kurzweg #Druckgurtkern" genannt sei. Gegen den Druckgurtkern x stützen sich eine Reihe diagonal verlaufender Kerne y, die in der Richtung der Drucktrajektorien des Balkens verlaufen und im nachstehenden kurzweg als #Drucktrajektorienkerne" bezeichnet sind.
Die Druckgurtkeme wie auch die Drucktrajektorienkerne sind bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele aus mehreren Druckgliedern aus druckfestem Baustoff (z.B.Natur-oderKunststein)zusammengesetzt.
Die Zugeinlagen z des Verbundbalkens sind im Untergurt in bekannter Weise angeordnet
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glied 2, das mit vorspringenden Köpfen versehen ist. (Vergl. Fig. 2). An dem oberen Ende de, Dmcktrajektorienkemes ist ein mit keilförmigen Flächen versehenes Druckglied 7 vorgesehen. das sich einerseits gegen das Druckglied 2 des Druckgurtkernes. r und anderseits gegen ein nach abwärts reichende Stützfläche des Druckgliedes 8 stützt. Die Zugeinlagen : sind durct geeignete Mittel mit dem Druckgurtkern. f bzw. den Drucktrajektorienkernen y des Dalkens verbunden.
Die Verbindung der Zugeinlagen mit den Druckkemen des Balkens, kann auf die verschiedenartigste Weise erfolgen, beispielsweise durch Verankerung der Enden der Zugeinlagpn an oder in den Drurkgliedern der Kerne. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die äusseren Zugeinlagen si, z2 auf einem Druckgliede 2 des Drucktrajektorienkernes y
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ankert ist, der auf dem Enddruckglied 7 des Drucktrajektonenkernes gelagert ist. Der Druckgurtkern, erforderlichenfalls auch der Drucktrajektorienkern ist von einer beliebig ausgestalteten Armatur umstrickt, die aus einer Längsarmatur 10 mit entsprechend dichter Querarmatur 11 besteht. Die Anordnung und Ausgestaltung dieser Armatur ist der jeweiligen Beanspruchung des Bauwerkes anzupassen.
Die Herstellung von Verbundbalken der vorstehend beschriebenen Bauart kann auf die verschiedenartigste Weise erfolgen. Nachstehend sei an der Hand der Figuren 23. 2 (j. =27 eine besonders geeignete Bauweise zur Herstellung derartiger Verbundbalken beschrieben :'
Bei dieser Bauweise werden zunächst aus mehreren elementaren Druckgliedern 1. Kern- stücke, r1 von bestimmter Länge geformt. Dies geschieht am einfachsten dadurch, dass eine Gruppe lose aneinander gereihter Druckglieder 1 in ein Winkeleisengerippe 20 (Fig. 25) eingeschoben und dieses Gerippe mit einer Drahtwicklung verstrickt wird. Hierauf wird in genau der gleichen Weise die für den Verbundbalken erforderliche Zahl von Drucktrajektorienkernen y1 geformt.
Ist dies geschehen, so werden die Druckgurtkerne und Drucktrajektorienkerne auf ein
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bzw. Verankerdruckglieder 2 ausgefüllt. Hierauf werden die Zugeinlagen z des Verbundbalkens in bereits erläuterter Weise auf den Druckkernen des Balkens verankert, Druck-und Zugeinlagen eventuell noch miteinander verstrickt und die so erhaltene Balkenarmatur durch die Schalungswände 22, : 23 eingeschalt. Hierauf wird die Schalung 21, 22, 23 mit der in ihr eingeschlossenen Balkenarmatur, in die lotrechte Lage aufgestellt und die Schalung in an sich bekannter Weise ausbetoniert, womit das Herstellungsverfahren des Verbundbalkens beendet ist.
Ein wesentlicher Vorteil der so konstruierten Balken liegt derin, dass bei diesen die in den Druckzonen auftretenden Beanspruchungen durch Druckglieder von vorerwählter Druckfestigkeit aufgenommen werden, während bei dem Balken normaler Bauart, die in den Druckzonen auftretenden Beanspruchungen vom Beton selbst aufgenommen werden müssen. Durch den Einbau von, dem Richtungsverlauf der Druckgurt-und Drucktrajektorien folgenden Kerne aus druckfesten Baustoffen wird sohin ein Tragwerk geschaffen, das von der Güte des Verbundes des Betons nahezu vollständig unabhängig ist. Dem Beton fällt bei der neuen Tragwerkskonstruktion nur die Aufgabe zu. Zug-und Druckglieder des Balkens einzuhüllen. dem Balken das übliche Aussehen zu geben bzw. die Feuersicherheit des Balkens zu erhöhen.
Verbundbalken der vorstehend beschriebenen Konstruktion lassen sich bei gleicher Trag-
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Konslruktionshöhe eine weitaus höhere Tragfestigkeit.
Die vorstehend beschriebene Tragwerksbauart lässt sich bei entsprechender. Mudinkation in der Anordnung der Druckgurt- und Drucktrajektorienkerne auch für Fachwerke. exzentrisch beanspruchte Ständer, Gewölbe u. dgl. anwenden und sind diesbezügliche Ausführungsformen derartiger Tragwerke in schematischer Weise in den Figuren 7,8, 9, 10 der Zeichnung ver- anschaulicht. Die Druckgurt-bzw. Drucktrajektorienkerne sind in diesen Figuren kontinuierlich mit a ; bezeichnet, wobei zur Vereinfachung der zeichnerischen Darstellung, die Druekkerne a]- homogene Kernstücke mit Weglassung aller Längs-und Querarmaturen dargestellt worden sind.
Die Zugeinlagen sind durch strichpunktierte Linien z angedeutet, wobei gleichfalls zur Vereinfachung der Zeichnung, die besonderen Mittel zur Verbindung der Zugeinlagen mit den Druck-
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kernen bzw. die Ausbildung der sogenannten Knoten des Fachwerkes. nicht näher dargestellt worden ist. Die Ausbildung der Fachwerkknoten kann auf die verschiedenartigste Weise erfolgen ; die in den Figuren 11-18 dargestellten Knotenausbildungen sind nur als besonders geeignete Ausführungsformen anzusehen.
Die Zugeinlagenverbindung im Knoten XI des Fachwerkes gemäss Fig. 7 erfolgt durch eine auf dem Verbindungsdruckglied 30 aufgesetzte schuhförmige Eisenkonstruktion 31, an welche die aus Flach-oder Profileisen bestehende Zugeinlage : : : angenietet ist. Der Schuh 31 selbst besteht aus zwei Blechen 32, 33, zwischen welchen je eine auf dem Verankerdruck- glied 30 sich anlegende Stützplatte 3, 35 vernietet ist. Die Zugeinlagenverbindung im Knoten YIII des Fachwerkes gemäss Fig. 7 erfolgt gleichfalls durch einen Schuh 40, in welchen das unterste Druckglipd. e@ des Drucktrajektorienkernes eingesetzt ist.
Der Schuh 40 selbst besteht aus zwei zwischen den Zuggurteinlagen z eingebauten Platten 41, 42, die vermittelst Winkeleisen an den Zuggurteinlagen angenietet sind. Das gegen den Knoten XIII verlaufende
Zugtrajektorienglied z ist in der aus Fig. 13 ersichtlichen Weise an den Zuggurteinlagen z befestigt. Die in den Figuren 1) und l R dargestellte Knotenausbildung (Knoten xr. Fig-8) ist in ähnlicher Weise ausgebildet, wie der Knoten XI. Sie unterscheidet sich von dieser nur dadurch, dass der entprechend ausgestaltete Verankel'11ngsschuh 50 mit Mittel 51 ausgestattet ist, auf welchen rundeisenförmige oder kabelförmige Zugeinlagen z befestigt sind.
Ebenso ist die Zugeisenverbindung Y1Y7 (Fig. 17. 18) des Fachwer-ke-gemäss Fig. 8 der Zeichnung in ähnlicher Weise ausgebildet wie der Knoten XIII (Fig. 13).
Die vorstehend beschriebenen Detailkonstruktionen der Knotenausbildungen sollen nur die Möglichkeit eines statisch sicheren Verbandes zwischen Druckgurt- bzw. Drucktrajektorienkernen und Zugeinlagen veranschaulichen. Die Ausgestaltung der Verbindungen selbst. kann ohne Änderung des Erfindungsgedankens beliebig geändert werden.
Die Erfindung lässt sich in besonders vorteilhafter Weise auch für exzentrisch gedrückte Tragwerkkonstruktionen verwenden und sind beispielsweise Ausführungsformen derartiger Bauwerke in den Figuren 9. 10, 19, 20 und 21 der Zeichnung veranschaulicht. Fig. 9 zeigt ein gemäss der Erfindung ausgestaltetes diagonalfreies Fachwerk (einen sogenannten Vierendeelträger), Fig. 10 die Bauart eines ein- oder mehrstöckigen Rahmentragwerkes. während die Figuren 19, : 20 und 21 in Ansicht und in Querschnitten die Ausgestaltung von Gurt-und Schalengewölben gemäss der Erfindung veranschaulichen.
Die Armatur dieser Bauwerke dürfte an der Hand der Zeichnung ohneweiters verständlich sein, wenn festgehalten wird, dass in diesen Zeichnungen die in den Druckzonen des Bauwerkes angeordneten Kernarmaturen aus druckfestem Baustoff mit. f und die in den Zugzonen angeordneten Zugeinlagen mit z bezeichnet sind. Die Erfindung gewährleistet in ihrer Anwendung für Rahmen- und Balkentragwerke den Vorteil, dass die nach der üblichen Eisenbetonbauweise bei derartigen Tragwerken erforderlichen massiven Vouten und Druckgurtanordnungen entfallen, ohne die Tragfestigkeit und Bauweise der Tragkonstruktionen ungünstig zu beeinflussen.
Das Material der Druckkernarmatur, die Form und Ausgestaltung der die Druckkerne zusammensetzenden elementaren Druckglieder, wie auch ihr Verband und ihre Materialbeschaffenheit können im Rahmen des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipes beliebig geändert werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Auf Biegung beanspruchtes Eisenbetontragwerk dadurch gekennzeichnet. dass es in der Richtung seiner, Druckgnrt''bzw. in der Richtung seiner Druckgurte und Drucktrajektorien von
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die mittelbar oder unmittelbar mit den Zugeinlagen (z) des Tragwerkes verbunden sind.