Aus Eisen und Beton bestehendes Gittertragwerk. Die bekannten Gittertragwerke aus Pro fileisen mit ihrem hohen Eisenverbrauch las sen sieh wenigstens teilweise durch Eisen betonkonstruktionen ersetzen. Insbesondere ist es bekannt, Hallendächer, Brücken, und Leitungsmasten aus Eisenbeton herzustellen. Allerdings sind Gittertragwerke aus diesem Material bisher praktisch nur sehr selten an gewendet worden, weil die Verbindung von Einzelteilen aus Eisenbeton grossen Schwie rigkeiten begegnet. Dazu kommen noch Transportschwierigkeiten und die Erfahrung, dass kleine Teile aus, Eisenbeton zur Rissbil dung und, wenn im Freien aufgestellt, zu nachheriger Verwitterung neigen.
Daher fin den trotz des dringenden Bedürfnisses, Eisen zu eparen, Teile aus Eisenbeton zur Herstel lung von Gittertragwerken nur in Ausnahme fällen Verwendung.
Während bei Gittertragwerken aus Eisen beton das Eisen vom Beton umgeben wird, bildet beim Gittertragwerk nach der Erfin dung das Eisen die Hülle des Betons, indem wenigstens für seine Gurtungen Eisenrohre benutzt werden, die mindestens teilweise mit Beton gefüllt sind.
Zwar sind Masten und andere Baukon struktionselemente bekannt, die aus, einem einzigen, mit Beton gefüllten Eisenrohr be stehen. Sie waren aber ausschliesslich gitter lose Träger und ausschliesslich auf Biegungs beanspruchung bemessen, weshalb sie eine verhältnismässig dicke Rohrwandstärke be nötigten. Im Gegensatz dazu spielt bei Git- tertragwerken die Hauptrolle die Druck- bezw. bei schlanken Bauteilen die Knick beanspruchung. Infolgedessen erweist sich ein völlig anderes Verhältnis der Querschnitte von Eisenhülle und Betonkern als zweck mässig als bei den auf Biegung beanspruch ten, bekannten einteiligen Masten.
Nach demu Verfahren gemäss der Erfindung wird das erfindungsgemässe Tragwerk hergestellt, in dem man die Eisenrohre wenigstens teilweise mit Betonmasse füllt, die man darin abbin den lässt.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbei spiel für die Erfindung ein Gittermast für Hochspanuungsfreileitungen dargestellt,; an welchem auch das Verfahren gemäss der Er findung beispielsweise erläutert wird, und zwar zeigt Fig. 1 den gesamten Mast, wäh rend die übrigen Figuren Einzelheiten, vor allen verschiedene Ausbildungsarten der Knotenpunkte des Gittertragwerkes, veran schaulichen.
Der Mast nach Fig. 1 hat die sogenannte Tannenbaumform. Er hat quadratiscohen Grundriss und besteht aus vier Eckgurten a, :die durch Streben b miteinander verbunden sind, und' aus drei waagrechten dopT:elarmi- gen Auslegern, die ihrerseits aus je vier Eck- guTten c und: Streben d gebildet sind. An den Auslegern sind die Isolatorenketten e für die Leitungsse:11e f angehängt.
Die Eckgurten a, die Streben. b und die Teile c, d der Ausleger .sind' aus mit Beton gefüllten Eisenrohren gebildet, die eine ver- hältnismässig geringe Wandstärke, in der Grössenordnung von 2-5 mm, haben können und daher in ungefülltem Zustand leicht an Gewicht und bequem zu handhaben sind. Bei niedriger Bauhöhe des Mastes und kurzen Baulängen der Ausleger können sämtliche Teile in ausbetoniertem Zustand au den Ar beitsplatz transportiert werden.
Bei hohen Masten, nach Art des in Fig. 1 dargestellten, werden zweekmässig die Rohre der Eckgur- ten a leer, gegebenenfalls in Teilstüoken, transportiert, erst auf der Baustelle zusam mengesetzt und nach der Aufstellung mit Betonmasse gefüllt, die man darin abbinden lässt. Dagegen können die Diagonalen b und die Ausleger c, d bereits in fertigem, ausge fülltem Zustand an die Baustelle geliefert werden.
Falls die Eckgurten aus Teilstücken be stehen, so müssen diese an Ort und Stelle zug-, druck- und bieguugsfest und betondicht miteinander verbunden werden. Dies kann durch Flansch-, Muffen-, Schraub-, Niet- oder Schweissverbindung oder durch eine Verbindung gemäss Fig.2 geschehen. Bei letzterer ist in ein unteres Rohrstück g mit grösserem Durchmesser ein oberes Rohrstück h mit kleinerem Durchmesser te eskopartig eingeschoben, auf das in gewissem Abstand voneinander zwei Ringe i und k z. B. aufge- schweisstoder aufgeschrumpft sind, die als Führung dienen.
Ein Lolch m innobern Füh rungsring i - es könnte auch in der Wand des äussern Rohres g angeordnet sein - dient zum Eingiessen eines flüssigen Bindemittels das nach dem Eingiessen erstarrt, bei verzink ten Rohren z. B. flüssiges Zink.
Bei Wahl einer schweissuugsfreien Ver bindung können Rohre aus nicht schweissbaren Stahlblechen höherer Festigkeit als von nor malem Baustahl (Stahl 37) verwendet werden, gegebenenfalls aus solchen, die dazu noch kor- rmionssicher sind. Je grösser die Festigkeit der Stahlsorte ist, um so dünner kann die Wandstärke des Stahlrohres gewählt werden, wenn die Knickfestigkeit durch den vom Eisen und Beton gebildeten Verbundkörper gewährleistet ist. Nach Fig. 3 und 4 sind. die Gurtungen a des Mastes aus dem Stahlrohr n und seiner Betonfüllung o gebildet. Für die Streben b könnten auch andere Eisenprofile, beispiels weise Winkeleisen, benutzt werden.
Oberhalb einer gewissen Grössenordnung ist aber auch bei Streben die Verwendung von ausbetonier ten Eisenrohren von Vorteil, wie die Fig. 5 und 6 zeigen. Das Eisenrohr p ist an den Enden g zusammengepresst und mit einem Bleehlappen r verschweisst. Dieser wird zweckmässig zwischen die flachgepressten Wandungsteile des Rohrendes eingeschoben. Für den Einguss des Betons können Löcher vorgesehen sein. Zum Anschluss zweier sol cher Streben ist gemäss Fig. 3 und 4 das Gur- tungsrohr n mit einer Rohrmuffe s umgeben, die ein zweitappiges Gabelstück t zur Ver schraubung mit den Lappen r der Streben b trägt. Das Schraubloch zur Verbindung der Streben mit der Eckbgurtung könnte aber auch in dem flacht pressten Rohrende selbst angebracht sein, so dass der angeschweisste Lappen r wegfiele.
Das Anschlussstüek t könnte dann ein einfacher Blechlappen sein und zwischen die flachen Wandungsteile des Rohrendes eingeschoben sein. Auch könnte dieser Lappen an das Rohr n angesehweisst sein. Der Lappen r könnte auch an einer Muffe des Strebenrohres sitzen.
Die Streben b Bind gemäss Fig.7 direkt an das Eisenrohr dier Eckgurtumg a ange schweisst. Sie können auch angenietet oder nach Fig. 8 mit den Stutzen v eines, fitting- artigen Zwischenstückes w verbunden sein, das zweckmässig betondicht in die Gurtung eingebaut ist.
Die Hohlräume der Rohre s.te- \hen miteinander in Verbindung, so dass die Gurtungen a und die Streben b eines. Mastes miteinander in einem Arbeitsgang ausbeto- niert und: so mit einem zusammenhängenden Betonkörper gefüllt werden können, wobei der Beton, wenn er nicht sehr Jünnflüseig ist.
zweckmässig unmittelbar nach dem Einbrin gen :gerüttelt wird.
Die Verwendung erfindungsgemäss aus- betonierter Rohre zum Bau von Gittertrag- werken verbindet die Vorteile des Eisen- hochbaues mit der Möglichkeit, im gleichen Ausmass Eisen einzusparen wie beider Ver wendung von Beton mit eingdbettetem Eisen. Die neue Bauart besitzt aber gegen über Eisenbeton-Konstruktionen weitgehende Vorteile, da sie eine Herstellung von Trag werken aus unzusammenhängenden Einzel teilen gestattet und in bezug lauf Druck-, Knick-, Biege- und Torsionsbeanspruchung sich wesentlich günstiger verhält. Wenn rost gefährdete Aussenflächen z.
B. mit Farb anstrich oder durch Metallisierung gegen Rost geschützt sind, sind die Tragwerke sehr witterungsbeständig. Solche Überzüge wer den zweckmässig bereits vor dem Einfüllen des Betons angebracht. Bei guter Erdung bil den die Tragwerke vorzügliche Blitzableiter. Im Gegensatz zum Eisenbetonbau benötigen die erfindungsgemässen Tragwerke bei dar Herstellung keine Schaung Infolge der me tallischen Aussenhaut sind die fertigen Ein zelteile beim Bau und beim Transport weni ger Beschädigungen ausgesetzt.
Gegebenienfalls kann der Betonkern der Rohre durch zusätzliche Eiseneinlagen armiert sein. Zur Erleichterung des Aus trocknens des Betons oder z. B. zwecks Unter bringenseines Kabels kann in der Beton füllung ein durchgehender Hohlraum aus gespart sein. Dies lässt sich in an sich be kannter Weise leicht dadurch erreichen, dass vor dem Einfüllens des Betons durch dass be treffende Rohr ein Gummiseil oder Gummi band von entsprechendem Querschnitt in der Lagedes gewünschten Kanals gespannt wird. Nach dem Abbinden des Betons kann dann der Gummikern, da er bei Zug seinen Quer schnitt verringert, leicht herausgezogen werden.
Zwecks Erzeugung einer Vorspannung des Eisenrohres kann die Betonmasse mit einem der Vorspannung entsprechenden Druck in die beidseitig abgeschlossenen Rohre eingepresst werden.
Die Gurtungsrohre der Gitterttragwerke können zylindrisch oder gegen ein oder beide Enden zu verjüngt sein, wobei die Verjün- gung entweder durch konische Form oder durch treppenförmige Abstufung, z. B. nach dem Mannesmannverfahren, oder durch An- einandersetzen mehrerer Rohrstücke verschie dener lichter Weite, erzielt sein kann.
Die Rohre des Gittertragwerkes besitzen vorteilhaft kreisrunden Querschnitt, sie kön nen in gewissen Fällen, sei es aus Gründen der Festigkeit, der Windschnittigkeit, der Raumausnützung oder wegen des Aussehens, wenigstens zum Teil einen andern Rohrquer schnitt aufweisen, z. B. kantigen, insbeson dere quadratischen oder rechteckigen, oder elliptischen oder tropfenförmigen Querschnitt besitzen.
Das erfindungsgemässe Gittertragwerk ist auch für Hochbauten, z. B. Hallen, Dächer, Brücken u. a., anwendbar.
Lattice structure made of iron and concrete. The well-known lattice structures made of profiles with their high iron consumption let see at least partially replaced by reinforced concrete structures. In particular, it is known to manufacture hall roofs, bridges and line masts from reinforced concrete. However, lattice structures made of this material have so far only been used very rarely in practice because the connection of individual parts made of reinforced concrete encounters great difficulties. In addition, there are transport difficulties and the experience that small pieces of reinforced concrete tend to form cracks and, if set up outdoors, to subsequent weathering.
Therefore, despite the urgent need to save iron, parts made of reinforced concrete for the manufacture of lattice structures are only used in exceptional cases.
While in lattice structures made of ferrous concrete, the iron is surrounded by concrete, in the case of the lattice structure according to the invention, the iron forms the shell of the concrete by using iron pipes at least partially filled with concrete for its girders.
Masts and other Baukon construction elements are known that are made of a single iron pipe filled with concrete. However, they were exclusively lattice-free girders and designed exclusively for bending stress, which is why they required a relatively thick pipe wall thickness. In contrast, with lattice structures, the main role is played by pressure or in the case of slim components, the buckling stress. As a result, a completely different ratio of the cross-sections of the iron shell and concrete core proves to be useful than in the case of the known one-piece masts stressed on bending.
According to the method according to the invention, the supporting structure according to the invention is produced by filling the iron pipes at least partially with concrete mass which is left to bind.
In the drawing, a lattice mast for high voltage overhead lines is shown as Ausführungsbei game for the invention; at which the method according to the invention is explained, for example, namely Fig. 1 shows the entire mast, while the remaining figures illustrate details, above all different types of training of the nodes of the lattice structure.
The mast according to Fig. 1 has the so-called fir tree shape. It has a square ground plan and consists of four corner chords a,: which are connected to one another by struts b, and 'of three horizontal double arms, which in turn are formed from four corner members c and: struts d. The insulator chains e for the cables: 11e f are attached to the arms.
The corner straps a, the struts. b and parts c, d of the boom .sind 'are made of iron pipes filled with concrete, which can have a relatively small wall thickness, in the order of magnitude of 2-5 mm, and are therefore light in weight and easy to handle when unfilled are. If the mast is low and the boom is short, all parts can be transported to the workstation in the concreted state.
In the case of high masts, like the one shown in FIG. 1, the tubes of the corner chords a are transported empty, possibly in parts, only put together on the construction site and filled with concrete mass after installation, which is then allowed to set. In contrast, the diagonals b and the boom c, d can already be delivered to the construction site in a finished, filled state.
If the corner straps are made up of sections, they must be connected to one another on the spot, resistant to tension, compression and bending, and concrete-tight. This can be done by a flange, socket, screw, rivet or welded connection or by a connection according to FIG. In the latter, an upper tube piece h with a smaller diameter is inserted eskop-like in a lower pipe section g with a larger diameter, on which two rings i and k z at a certain distance from one another. B. are welded or shrunk, which serve as a guide.
A Lolch m innobern Füh approximately ring i - it could also be arranged in the wall of the outer tube g - is used to pour a liquid binder that solidifies after pouring, z. B. liquid zinc.
If a weld-free connection is selected, pipes made of non-weldable steel sheets of higher strength than normal structural steel (steel 37) can be used, if necessary from those that are also corrosion-proof. The greater the strength of the type of steel, the thinner the wall thickness of the steel pipe can be selected if the buckling strength is guaranteed by the composite body formed by iron and concrete. According to Figs. 3 and 4 are. the straps a of the mast from the steel tube n and its concrete filling o formed. For the struts b, other iron profiles, such as angle iron, could be used.
Above a certain order of magnitude, however, the use of reinforced iron pipes is also advantageous for struts, as FIGS. 5 and 6 show. The iron pipe p is pressed together at the ends g and welded to a sheet metal sheet r. This is expediently inserted between the pressed flat wall parts of the pipe end. Holes can be provided for pouring the concrete. To connect two such struts, according to FIGS. 3 and 4, the chord tube n is surrounded by a pipe socket s which carries a two-pronged fork piece t for screwing with the tabs r of the struts b. The screw hole for connecting the struts to the corner bracing could, however, also be made in the flattened pipe end itself, so that the welded-on tab r would fall away.
The connection piece could then be a simple sheet metal tab and be inserted between the flat wall parts of the pipe end. This rag could also be welded to the tube n. The tab r could also sit on a socket of the strut tube.
The struts b Bind according to Fig. 7 are welded directly to the iron pipe dier Eckgurtumg a. They can also be riveted or, according to FIG. 8, connected to the nozzle v of a fitting-like intermediate piece w, which is expediently built into the chord in a concrete-tight manner.
The cavities of the tubes are connected to each other, so that the struts a and the struts b form a. The masts are concreted together in one operation and: can thus be filled with a coherent concrete body, whereby the concrete, if it is not very thin.
It is advisable to shake it immediately after it has been introduced.
The use according to the invention of concreted pipes for the construction of lattice structures combines the advantages of the iron building with the possibility of saving iron to the same extent as when using concrete with embedded iron. However, the new design has far-reaching advantages over reinforced concrete structures, as it allows the production of supporting structures from unrelated individual parts and is much more favorable in terms of pressure, buckling, bending and torsional stress. If rust-prone outer surfaces z.
B. are coated with paint or protected against rust by metallization, the structures are very weatherproof. Such coatings who are expediently attached before pouring the concrete. With good earthing, the supporting structures form excellent lightning conductors. In contrast to reinforced concrete construction, the structures according to the invention do not require any formwork during manufacture. As a result of the metallic outer skin, the finished individual parts are exposed to less damage during construction and transport.
If necessary, the concrete core of the pipes can be reinforced with additional iron inserts. To facilitate the drying of the concrete or z. B. for the purpose of bringing under his cable can be saved from a continuous cavity in the concrete filling. This can easily be achieved in a manner known per se in that before the concrete is poured through the pipe in question, a rubber rope or rubber band of the appropriate cross-section is stretched in the position of the desired channel. After the concrete has set, the rubber core can be easily pulled out because it reduces its cross-section when it is pulled.
In order to generate a pre-tensioning of the iron pipe, the concrete mass can be pressed into the pipes closed on both sides with a pressure corresponding to the pre-tensioning.
The chord tubes of the lattice structures can be cylindrical or tapered towards one or both ends, the tapering either by conical shape or by stepped gradation, e.g. B. according to the Mannesmann method, or by placing several pieces of pipe together, different clear width can be achieved.
The tubes of the lattice structure advantageously have a circular cross-section, they can NEN in certain cases, be it for reasons of strength, aerodynamics, space utilization or because of the appearance, at least in part have a different tube cross-section, z. B. angular, in particular square or rectangular, or elliptical or teardrop-shaped cross-section.
The inventive lattice structure is also suitable for high-rise buildings, e.g. B. halls, roofs, bridges, etc. a., applicable.