Bauelement Die Erfindung bezieht sich auf ein langgestreck- tes Bauelement in der Form eines Trägers oder Balkens.
Das erfindungsgemässe Bauelement ist gekenn- z-.ichnet durch mindestens einen Stegteil aus platten- förmigen Material, welcher Längsseitenwandteile aufweist, die in zwei parallelen, in einem Abstand angeordneten Ebenen liegen und durch Zwischen winde miteinander verbunden sind, welche sich quer zur Längsrichtung des Stegteiles erstrecken und in Ebenen senkrecht zu den Ebenen der Seitenwand teile liegen, wobei der obere und der untere Rand des Stegteiles,
je an einem Längsverstärkungsgurt be festigt sind, welcher Gurt an den Sestenwandteilen des Stegteiles anliegende Oberflächen aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform be steht der Stegteil aus einem Blechstreifen oder -band, das längs seiner Längsrichtung gewellt ist, so dass der Stegteil im Längsschnitt die Form eines Rechteck- mäand--rs hat, wobei die Mäanderwindungen vorzugs weise in gleichen Abständen angeordnet sind.
Die Längsverstärkungsgurten können ebenfalls aus Blech gebildet sein, und sie können einen kanal- förmigen Ouerschnitt aufweisen, wobei die Längs- seitenflansche mit den Aussenseiten der Seitenwand- teil; des Stegteiles in Berührung stehen können, so dass der letztere von den Gurten umfasst und teil weise eingeschlossen ist.
Die Längsverstärkungsgurten können jedoch auch zwischen die Seitenwandteile des Stegteiles .eingepasst :sein, wobei sie in Ausspa rungen in den Zwischenwänden aufgenommen sein können. Im letzteren Fall können die Längsverstär- kungsgurten voll sein und gewünschtenfalls aus einem nichtmetallischen Material, wie Holz, bestehen.
Die Teile können auf verschiedene Weisen, z. B. durch Schweissen, Schrauben oder Nieten, aneinander b; festigt sein. In der Zeichnung sind einige beispielsweise Aus führungsformen des erfindungsgemässen Bauelementes dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 eine Pvrspektivansicht eines zerlegten Bau- ,elementes, Fig. 2 dasselbe Bauelement zusammengesetzt, Fig. 3 eine Perspektivansicht einer Gruppe von Bauelementen der in Fig. 2 gezeigten Art, zusammen mit verschiedenen Verbindungsstücken, Fig. 4 und 5 Perspektivansichten ähnlich Fig. 1 und 2 eines anderen Bauelementes,
Fig. 6 eine abgebrochene Perspektivansicht einer dritten Ausführungsform, Fig. 7 einen Längsschnitt durch das Bauelement nach Fig. 6, Fig. 8 einen Seitenriss einer vierten Ausführungs form, Fig. 9 eine Ansicht derselben von unten, F.ig. 10 eine Endansicht derselben, Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 9,
Fig. 12 einen horizontalen Schnitt nach der Linie XII-XII in Fig. 11, Fig. 13 eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform, Fig. 14 eine Ansicht eines Stegteiles eines Bau elementes,
Fig. 15 eine Perspektivansicht zur Erläuterung der Anwendung mehrerer Bauelemente bei der Her stellung eines Gebäude-Tragwerkes und Fig. 15a eine Perspektivansicht eines abgeänder ten Pfeiler- oder Säulenträgers.
Das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Bauelement hat die Form eines Balkens oder Trägers, der beson ders zur Verwendung in Gebäude-Konstruktionen, z. B. als Deckentragbalken, geeignet ist. Dieser Bal ken oder Träger enthält einen langgestreckten Steg- teil 1, der längs seiner Längsrichtung gewellt ist.
Der Stegteil 1 ist zwischen zwei im Querschnitt kanalförmigen Längsverstärkungsgurten 2 angeord net, die den Stegteil umfassen und an seinem obe ren bzw. unteren Rand befestigt sind. Die Längs- verstärkungsgurten 2 und der Stegteil 1 bestehen aus Blech.
Der Stegteil 1 wurde vor dem Zusammen bau mit den Gurten 2 mit einer Reihe von in regelmässigen Abständen angeordneten, quer verlau fenden Wellen versehen, so dass er im Querschnitt die Form eines stufenförnugen Rechteckmäanders hat und aufeinanderfolgende flache Seitenwand teile 3 aufweist, die abwechselnd in zwei parallelen, in einem Abstand voneinander angeordneten Ebenen liegen und durch Zwischenwände 4 miteinander ver bunden sind. Die Zwischenwände 4 erstrecken sich quer zur Längsrichtung des Stegteiles 1 und stehen senkrecht zu d:--n Seitenwandteilen 3.
Die Längsränder des Stegteiles 1 sind in die Gur ten 2 eingepasst, so dass der Stegteil 1 von Längs- seitenflanschen 5 der Gurten 2 umfasst und teilweise eingeschlossen ist, welche Längsseitenflansche mit den Aussenseiten der Seitenwandteile 3 in Berüh rung stehen.
Die Gurten 2 und der Stegteil 1 sind an einander befestigt, um eine gegenseitige Verschie bung zu verunmöglichen, .und zwar sind die Längs- seitenflansche 5 durch Punktschweissungen w (Fig.2) an den flachen Seitenwandteilen 3 des Stegteiles befestigt.
Die Länge jeder Mäanderwindung oder -stufe des Stegteiles 1, gemessen als Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Zwischenwänden 4, ist vorteil- hafterweise so gewählt, dass sie ein ganzzahliger einfacher Bruchteil der Gesamtlänge ist, so dass der Stegteil eine ganzzahlige Anzahl von Mäanderwin- dungen aufweist,
wobei jedes Ende des Stegteiles durch eine End-Querwand 414 abgeschlossen ist, ohne die Regelmässigkeit der Mäanderwindungen zu stören.
Solche Balken oder Träger können vorteilhaft in einer Reihe von Standardgrössen hergestellt sein, die je einem Vielfachen einer gemeinsamen Einheit entsprechen. Bei der Herstellung der Einzel teile kann der Stegteil 1 anfänglich in einem konti nuierlichen Prozess gebildet werden, indem ein Blech streifen zwischen Walzen gewalzt wird, welche zusammenwirkende komplementäre radiale Vor sprünge in der Form von Zähnen mit rechtecki gem Querschnitt auf ihren Umfängen aufweisen.
Natürlich könnten zur Bildung der Mäanderwin- dungen auch andere Arten von Biegematrizen ver wendet werden.
A Das Ausmass, in welchem der Stegteil 1 von den Längsverstärkungsgurten 2 umfasst und eingeschlos sen ist, ist durch entsprechende Wahl der Höhe der Längsseitenflansche 5 beliebig wählbar.
Bauelemente der in Fig. 2 gezeigten Art sind dazu geeignet, zu komplizierten Gruppen zusammen gesetzt zu werden, wie es in Fig. 3 beispielsweise dar gestellt ist. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass solche Bau- elemente mittels von überlappenden Kupplungskanal stücken 8 Ende an Ende aneinander angeschlossen werden können. Die Kupplungsstücke 8 passen über benachbarte Endabschnitte von zwei Bauelementen und werden an den Längsseitenflanschen 5 der Längs- verstärkungsgurten 2 befestigt, z.
B. mittels von Schrauben oder Nieten, die sich durch Löcher 9 in den Flanschen erstrecken.
Aus Fig. 3 ist auch ersichtlich, dass mittels von Blechverbindungsstücken 10 und 11 leicht T-Verbin- dungen hergestellt werden können. Die Verbindungs stücke 10 und 11 können ihrerseits aus Blechroh lingen lOa bzw. 1 la hergestellt werden. Ferner können die Bauelemente auch Blechstücke 12 für die Befesti gung von Quergliedern tragen. Das Blechstück 12 kann z. B. in einem Dachaufbau zur Befestigung einer Dachpfette verwendet werden.
Die Verbindungsstücke 10, 11 und 12, die oben beschrieben und in Fig. 3 dargestellt sind, können an den Längsverstärkungsgurten 2 durch Schrauben oder Nieten befestigt werden, die sich z. B. durch Löcher 13 erstrecken; es ist aber klar, dass Verbindungs stücke gewünschtenfalls auch direkt an den flachen Seitenwandtzilen 3 des Stegteiles 1 befestigt werden könnten.
In den Längsverstärkungsgurten 2 können ferner Löcher oder Schlitze 14 vorgesehen sein, um die direkte Verbindung übereinander angeordne ter gleichartiger Balken durch Schrauben oder Nieten zu ermöglichen.
Natürlich könnten die Verbindungsstücke und andere Anschlussteile statt angeschraubt oder ange nietet auch angeschweisst werden. Umgekehrt könn ten der Stegteil 1 und die Gurten 2 statt durch Schweissen auch durch Verschrauben oder Vernie ten miteinander verbunden sein. Zu diesem Zweck könnten in diesen Teilen Löcher für die Befestigungs elemente bei der Herstellung der Teile gebildet wer den.
Bei einer (nicht dargestellten) abgeänderten Aus führungsform könnten zur Befestigung des Stegteiles 1 an den Gurten 2 die Längsseitenflansche 5 der letzteren an ihren Rändern mit in Abständen ange ordneten Lappen versehen sein, welche durch ent sprechende Öffnungen oder Schlitze im Stegteil ge steckt und umgebogen werden können.
Das in den Fig. 4 und 5 gezeigte zweite Aus führungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Aus führungsbeispiel dadurch, dass der Stegteil 1' abge änderte Zwischenwände 4' aufweist, die oben und unten ausgeschnitten sind, so dass zwischen gegen überliegenden Seitenwandteilen 3' eine kanalförmige Aussparung 15 entsteht, in die,ein Längsverstärkungs- gurt 2' eingepasst ist. Die Gurten 2' weisen eine rechteckige Querschnittsform auf, sie können hohl oder voll sein.
In gewissen Fällen können die Gurten 2' auch aus nichtmetallischem Material bestehen. Zum Beispiel können einer oder beide Gurten 2' von vollen Stangen aus Holz gebildet sein.
Die Längsverstärkungsgurten 2' können an den Seitenwandteilen 3', mit denen sie in Berührung stehen, durch Schweissen, Anschrauben oder Annie ten oder im Falle von Gurten aus Holz oder anderem nichtmetallischem Material, durch andere geeignete Befestigungselemente befestigt sein.
Das in den Fig. 6 und 7 dargestellte Bauelement umfasst einen kastenförmigen Stegteil 17 mit inneren, quer verlaufenden Zwischenwänden 18, welche paral lele, in einem Abstand angeordnete Seitenwandteile 19 miteinander verbinden.
Der Stegteil 17 ist zwi schen zwei gegenüberliegenden, im Querschnitt kanal- förmigen, offenen Längsverstärkungsgurten 20 ange ordnet, wobei diese Gurten 20 wie bei der ersten Ausführungsform an den oberen bzw. den unteren Rändern des Stegteiles 17 befestigt sind.
Wie am be sten aus der Schnittansicht in Fig. 7 ersehen werden kann, besteht jede Seitenwand des Stegteiles 17 aus mehreren gleichartigen kanalförmigen, relativ wenig tiefen, breiten Blechgliedern 22, welche Seite an Seite aneinander anliegend angeordnet und miteinander längs ihrer Seitenflansche 23 verschweisst sind, wobei die Böden der Blechglieder 22 die Seitenwandteile 19 bilden.
Die beiden Reihen von aneinanderge- schweissten Blechgliedern 22 sind .einander gegenüber liegend so angeordnet, dass die miteinander ver schweissten Flansche 23 der beiden Reihen in regel mässigen Abständen zwischeneinander liegen.
Die freien Ränder der Flansche 23 sind dann mit den In nenseiten der gegenüberliegenden Seitenwand durch Schweissnähte w verbunden und bilden so die Zwi schenwände 18, welche die Seitenwandteile 19 mit einander verbinden und in Ebenen senkrecht zu den Ebenen der letzteren liegen. Die Längsverstärkungs- gurten 20 bestehen wiederum aus Blech und sind längs ihrer Flansche mit den flachen Aussenseiten der Seitenwandteile 19 des Stegtesles 17 verschweisst. Dadurch entsteht ein vollständig abgeschlossener Balken.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 8 bis 12 weist eine zusammengesetzte Struktur auf und kann für verschiedene Zwecke verwendet werden, so z. B. als Schalung für Beton. Dieses Bauelement besteht ausschliesslich aus Blech und bildet einen kanal förmigen Träger, dessen Wände von zwei gewellten Stegteilen 25 gebildet sind, welche Stegteile dem Steg teil 1 des ersten Ausführungsbeispiels gleichen. Die unteren Längsränder der beiden Steg ,teile 25 sind an einem gemeinsamen Längsverstärkungsgurt 26 befe stigt, der in gleicher Weise wie die Stegteil.e 25 gewellt ist und den Boden des Kanals bildet.
Die Mäander windungen des Gurtes 26 und der Stegglieder 25 pas sen ineinander und sind miteinander, z. B. durch Schweissung, verbunden.
Die oberen Ränder der beiden Steigteile 25 sind an Längsverstärkungsgurten 27 aus Blech befestigt und durch dieselben abgeschlossen. Die Gurten 27 .weisen irn--r a Flansche 28 auf, die sich über die gan zen einwärts gerichteten Oberflächen der Stegteile 25 erstrecken. Eine Blechplatte 29 bedeckt die Mäan- derwindung2n des Gurtes 26, so dass der Kanalträgsr als Ganzes ebene innere Oberflächen aufweist.
Natür- ]ich könnten die beiden Gurten 27 und die Blech platte 29 zusammen aus einem Stück gebildet sein.
Ein anderes zusammengesetztes Bauelement ist in Fig. 13 dargestellt. Dieses Bauelement umfasst eb--nfalls mehr als einen Stegteil, wobei mindestens ein Längsverstärkungsgurt an zwei übereinander ange ordneten Stegteilen befestigt ist. Wie dargestellt, sind zwei Stegteile 1' der im Zusammenhang mit den Fig. 4 und 5 beschriebenen Art übereinander ange ordnet.
Ein gemeinsamer hölzerner Längsverstär- kungsgurt 2", dessen Höhe dem Doppelten der Höhe der Aussparungen 15 in den Zwischenwänden 4' entspricht, ist an den beiden Stegteilen 1' befestigt und verbindet dadurch dieselben miteinander. Diese Konstruktion ist besonders geeignet für Deckenbal ken oder Tragbalken für Sparrerndächer in Gebäu den.
Die Stegteile 1' sind so übereinander @ange- ordnet, dass die Seitenwandteile 3' des einen auf die Seitenwandteile des anderen ausgerichtet sind; sie könnten aber auch gegeneinander in der Längs richtung versetzt sein, so dass die Seitenwandteile des einen Stegteiles über den Lücken .in .der Seiten wand des anderen Stegteiles liegen würden. Die letz tere Anordnung kann in gewissen Fällen Beine etwas steifere Konstruktion ergeben.
Die beschriebenen Bauelemente müssen nicht gerade sein, sie könnten statt dessen auch längs ihrer Länge etwas in Querrichtung gebogen :sein. Im Ver gleich zu den bekannten, im Querschnitt I- oder H-förmigen Balken können Bauelemente der be schriebenen Art und von entsprechender Grösse ein höheres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, eine bessere Steifigkeit und einen grösseren Widerstand gegen Biege- und Torsionsbeanspruchungen aufwei sen.
Dabei sind solche Bauelemente relativ billig herstellbar. Die hohe Festigkeit rührt von der beson deren Konstruktion der Stegteile her. Im Gegen satz etwa zu nur sinusförmig gewellten Stegteilen, die eine nur in begrenztem Ausmass erhöhte Steifigkeit ergeben, sind die beschriebenen Stegteile in allen Richtungen kastenartig versteift, wie aus Fig. 14 ersichtlich ist.
Fig. 14 zeigt eine beispielsweise Aus führungsform eines Stegteiles. Eine Versteifung in Querrichtung wird durch die quer verlaufenden Zwischenwände des Stegteiles bewirkt, welche Kräfte längs der Linie A aufnehmen können. Eine Ver steifung in Längsrichtung ergibt sich durch die recht eckigen Seitenwandteile, welche Kräfte längs der Linien B aufnehmen, und .die vertikale Tragfähigkeit ergibt sich durch Kräfte auf den Linien C.
In der Längsrichtung verlaufende Kräfte werden natürlich im fertigen Bauelement von den zugehörigen Längs- verstärkungsgurten aufgenommen, mittels welcher auch der Stegteil im Bauelement festgehalten ist.
Gewünschtenfalls könnte der Stegteil längs der Linien<I>A</I> und<I>B</I> mit Versteifungsrinnen oder -rippen versehen sein, obwohl solche Rinnen bzw. Rippen im allgemeinen nicht erforderlich sein werden.
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Bau elemente ist darin zu erblicken, dass ihre Festigkeit durch entsprechende Wahl der Blechstärken in weiten Grenzen beliebig gewählt sein kann, ohne dass die Aussenabmessungen der Bauelemente geändert wer den müssen. Die Konstruktion von Tragwerken und Gerüsten aus solchen Bauelementen kann daher in einfacher Weise; von Standardgrössen der Bauele mente ausgehen, die dann mit der gewünschten Festigkeit hergestellt werden können.
Mindestens der Stegteil der Bauelemente wird in den meisten Fällen zweckmässig aus Blech herge stellt sein; in gewissen Fällen können aber auch an dere Materialien, z. B. Kunststoffe, mit Vorteil ver wendet werden.
Eine wichtige Anwendung für Bauelemente dar beschriebenen Art liegt in der Herstellung von Ge bäudetragwerken oder -gerüsten, welche praktisch vollständig aus solchen Bauelementen gebildet werden können.
Bei der Herstellung von Gerüsten für Bauwerke, z. B. Häuser, können z. B. Bauelemente der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Art verwendet werden, bei wzlchen die Längsverstärkungsgurten zwischen den Seitenwandteilen des Stegteiles in Aussparungen in den Zwischenwänden aufgenommen sind. Ein sol ches Gerüst kann z.
B. vertikale Pfeiler oder Säulen an den Ecken und horizontale Querbalken zwischen benachbarten Ecken aufweisen, wobei die Enden der Querbalken auf den Oberseiten der unteren Pfeiler- oder Säulenträger ruhen :und .ihrerseits die Pfeiler- oder Säulenträger eines nächsthöheren Stock werkes tragen.
Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Gerüstes für ein Haus mit zwei Stockwerken ist, in auseinan- dergezogener Ansicht, aus Fig. 15 ersichtlich, wel che eine Ecke des Gerüstes zeigt. Das dargestellte Gerüst umfasst vertikale, in den Ecken angeordnete Pfeilerträger a, welche je zwei Stegteile aufweisen, die Kante an Kante so angeordnet und verschweisst sind, dass sich ein L-förmiger Querschnitt des Trä gers a ergibt.
Die Stegteile sind ähnlich wie der in Fig. 4 und 5 gezeigte; aber die Längsverstärkungsgur- ten haben hier die Form von Blechkanalgliedern, die zwischen die Seitenwandteile der Stegteile eingepasst sind.
Deckplatten b sind an den oberen und unteren Enden jedes Pfeilerträgers a angeschweisst, und die unteren Pfeilerträger sind mittels von Halteschrau ben c an einem Betonboden oder -fundament d be festigt. Die Schrauben c sind im Boden d verankert.
Auf dem oberen Ende jedes unteren Pfeilerträgers ruhen die Enden von zwei horizontalen Querbalken e, welche die Tragbalken für den mittleren Boden des Hauses bilden. Die Tragbalken e entsprechen dem in Fig. 4 und 5 gezeigten Bauelement und umfassen je einen Stegteil aus Blech und zwei Längsverstär- kungsgurten aus Holz.
Das obere Stockwerk des Gerüstes umfasst die oberen Pfeilträger a, die auf den Enden der Querbal ken e ruhen. Die oberen Pfeilträger a tragen ihrer seits horizontale Querbalken e' und e", die ähnlich aufgebaut sind wie die Querbalken e. Der Querbal ken e" ist jedoch etwas weniger hoch als der Quer balken e', da der erstere hölzerne Deckenbalken f tragen soll, deren Oberseiten vorzugsweise mit den Oberseiten der Querbalken e' fluchten.
Auf dem Ganzen kann ein Sparrendach üblicher Konstruktion angeordnet sein, wobei jedoch die Spar ren g vorzugsweise von einer Sparrentragpfette h ge tragen sind, die ähnlich aufgebaut ist wie das Bau element nach Fig. 13 und die auf den Querbalken e' ruht.
Die Enden der horizontalen Querbalken über lappen sich an den Ecken vorzugsweise nicht, so dass eine geringere Anzahl von Standardgrössen verwendet werden kann und dass gewünschtenfalls frei tragende Stüzen, z. B. für die Dachkonstruktion, leicht unter gebracht werden können.
Wenn das Gerüst auch Zwischenwände aufweisen soll, so können im Querschnitt T-förmige Säulenträger der in Fig. 15a gezeigten Art verwendet werden, welche ähnlich aufgebaut sind wie die Pfeilerträger a, jedoch noch einen zusätzlichen dritten Stegteil aufweisen.
Gerüste der beschriebenen Art können leicht und sehr rasch errichtet werden, so dass das Dach relativ früh fertiggestellt werden kann, und der zusammen gesetzte Aufbau der horizontalen Querbalken aus Holz und Metall gestattet das Anbringen von ver schiedenen Abdeckungen oder Verkleidungen zum Bilden der Wände.