Träger und Verfahren zu seiner Herstellung Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein neuer Träger, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung. Er kennzeichnet sich durch wenigstens einen aus einer senkrecht zu ihrer grössten Ausdehnung ge bogenen oder geknickten Metallplatte bestehenden Trägersteg, der längs der Flanschen mit diesen ver- schweisst ist und die Form von fortlaufenden V s, Wellen oder Trapezen besitzt, wobei die Flanschen aus kanalförmigen oder auch flachen Elementen be stehen.
Die Flanschen können je eine in Längs richtung verlaufende Öffnung zur Aufnahme des Ste ges bilden.
Die Vorteile eines solchen Trägers können sein 1. Verringertes Gewicht, d. h. für eine bestimmte Stützweite mit bestimmter und relativ leichter Be lastung wird bei Verwendung dieses neuen Trägers weniger Material gebraucht, wodurch geringere Kosten pro Quadratmeter bebauter Fläche entstehen, was vom volkswirtschaftlichen Standpunkt aus ge sehen sehr wichtig ist.
2. Diese Ersparnis wird grundlegend dadurch er reicht, dass die Form des Trägersteges und eventuell seiner Flanschen abgeändert ist. Bei den neuen Trä gern besteht der Steg z. B. aus einer verhältnismässig dünnen Metallplatte, die senkrecht zu ihrer grössten Ausdehnung gebogen oder geknickt ist und längs- seitig mit den Flanschen in unterschiedlichen Ab ständen verschweisst wird und die Form von auf einanderfolgenden V's, Wellen oder Trapezen an nimmt, wie aus den Fig. 2, 3 und 4 der beiliegenden, horizontale Längschnitte darstellenden Zeichnungen ersichtlich.
Auf der anderen Seite bestehen die oberen und unteren Flanschen des neuen Trägers z. B. aus kanal- förmigen Elementen mit einer in Längsrichtung ver- laufenden Öffnung, in welche der Steg wie in Fig. 11, 12 und 13 angegeben eingeführt wird. Diese Ab bildungen zeigen lediglich Ausführungsbeispiele. Jede dieser Ausführungsformen der Flanschen dient, aus- ser zum Auffangen der Bewegungs- und Scherbe- anspruchung dazu, um die Steifheit des Steges zu verstärken und die Möglichkeit eines Einknickens desselben zu verringern. 3.
Bei den gewöhnlichen Doppel-T-Trägern aus Metall übersteigt die Dicke des Steges bei weitem das notwendige Mass, wenn wir lediglich die Scher- beanspruchung in Betracht ziehen, welcher sie aus gesetzt sind. Indessen, die Dicke des Steges wird bestimmt von dem Grad der zum Vermeiden des Einknickens notwendigen Steifheit und um eine ge nügende Festigkeit des Trägerquerprofils zu erzielen.
Zum Beispiel: Der leichteste zwölfzöllige, von der Cia. Siderurgica Nacional hergestellte T-Träger hat eine Stegstärke von 1,17 cm. Dieser Träger wird vielfach bei Dachkonstruktionen von Fabrikgebäuden mit Spannweiten von z. B. 10 Meter verwendet.
Bei dieser Konstruktion ist der Träger einer über belastung von 400 kg/m. ausgesetzt, bei einer Scher- beanspruchung von höchstens 2000 kg an' den Stüt-
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zen, <SEP> was <SEP> einer <SEP> Scherspannung <SEP> von <SEP> <U>2000</U>
<tb> =
<tb> 30 <SEP> X <SEP> 1,17
<tb> 57 <SEP> kg/cm2 <SEP> entspricht.
Dabei könnte der Steg nach den brasilianischen Normen eine Beanspruchung von 1200 kg/cm2 aus halten, das heisst seine Dicke ist rund zwanzig mal grösser als erforderlich, um der Scherbeanspruchung standzuhalten, ohne Berücksichtigung der nötigen Steifheit, die bei den Trägern mit geradem Steg nur mittels Vergrösserung der Dicke dieses erzielt wer- den kann, was jedoch bei dem neuen Träger, Gegen stand dieser Erfindung, durch den gewellten oder geknickten Steg erreicht wird. Der vorerwähnte CSN 12" Träger wiegt 60,71 kg/m.
Dank der Erfindung kann die gleiche Spannweite mit derselben Belastung z. B. durch einen Träger im Gewicht von etwa 28 kg/in überbrückt werden, wo durch eine Materialgewichtsersparnis von über 50 % und demzufolge eine beträchtliche Verminderung der Kosten erzielt wird.
4. Ausser dem eigentlichen Biegen oder Knicken der Stegplatte kann man sich noch eines weiteren Mittels bedienen, um die Steifheit des Steges noch mehr zu verstärken und somit die Stegdicke noch weiter zu verringern. Man bringt noch zusätzliche Biegungen an, die V-, Wellen- oder Trapezform ha ben können, d. h. man biegt die Platte erst in klei nen Abständen und dann noch einmal in grösseren, so dass jedes Stück zwischen zwei Hauptbiegungen noch mehrere Unterbiegungen aufweist, wie aus Fig.5 der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich. So wird eine Doppelwelle erzeugt. Die Hauptbiegung ist gestrichelt und die Nebenbiegungen sind in voller Linie eingezeichnet.
5. Der in Frage stehende Träger kann auch mehr als nur einen Steg aufweisen, d. h. so viele wie nach den statischen Berechnungen -erforderlich, wie in Fig. 6 und 7 der beiliegenden Zeichnungen ange geben.
6. Zur Zeit gibt es keine Einrichtungen zum Walzen dieser neuen Vorrichtung, d. h. des gebo genen oder geknickten Steges, so dass diese Träger heute nur mittels Schneiden und Schweissen von Metallplatten oder -profilen hergestellt werden kön nen. Daraus ergibt sich, und zwar ohne Erhöhung des Arbeitslohnes, ein weiterer wirtschaftlicher Vor teil, d. h. man kann Träger unterschiedlich dimen sionierten Querschnitts herstellen (siehe Fig.9 und 10 der Zeichnungen), je nach den Erfordernissen der Beanspruchung (Biegungsmoment und Scher- beanspruchung), denen der Träger ausgesetzt ist und die auf seiner ganzen Länge nie gleichmässig auf treten.
So können diese Träger grössere Ausmasse an den Stellen stärkerer Beanspruchung und kleinere an denjenigen, wo die Beanspruchung geringer ist, aufweisen. Auch in dieser Hinsicht weisen die neuen Träger Vorteile gegenüber den bisher gebräuchlichen gewalzten Trägern auf. Auch hier gibt es heute noch keine Einrichtungen zur Herstellung von Trägern unterschiedlichen Querschnitts, wodurch eine weitere Materialverschwendung gegeben ist, denn die Träger sind über ihre ganze Länge für die grösste ihnen zu gemutete Beanspruchung vorgesehen. An den Stel len, an welchen die üblichen gewalzten Träger nicht der Höchstbeanspruchung ausgesetzt sind, ist also ein Übermass und folglich Materialverschwendung vorhanden.
Die Zeichnungen stellen lediglich einige Aus führungsbeispiele der Erfindung dar Fig. 1 ein vollständiger Träger mit Zickzack- Steg (1), Flanschen aus offenen kanalförmigen Ele menten (2) und Schweisstellen zwischen Steg und Flansch (3) und (4).
Fig. 2 horizontaler Längsschnitt durch einen Trä ger mit Steg aus aufeinanderfolgenden eV s (5), Schweisstellen (6) und unterem Flansch (7).
Fig. 3 horizontaler Längsschnitt durch einen Trä ger mit Trapeze bildendem Steg (8). Fig. 4 zeigt einen wellenförmigen Steg (9).
Fig. 5 zeigt einen mehrfach geknickten Steg (10), wobei die Hauptbiegung gestrichelt, die Nebenkurve durch volle Linien eingezeichnet ist.
Fig. 6 zeigt einen doppelten parallel geführten Steg (11).
Fig. 7 zeigt einen doppelten versetzt geführten Steg (12).
Fig. 8 Seitenansicht eines Trägers mit gleich- mässig verlaufendem Querschnitt.
Fig. 9 Seitenansicht eines Trägers mit unregel- mässig verlaufendem Querschnitt.
Fig. 10 Seitenansicht eines Trägers mit unregel- mässig verlaufendem Querschnitt.
Fig. 11 und 12 Querschnitt in der Mitte und an den Auflagestellen der Träger nach Fig. 9 und 10, bzw. in der Mitte der Spannweite und an den Stütz punkten, zwecks Darstellung des Unterschieds an den Punkten mit grösserer und geringerer Bean spruchung, (13) zeigt den Steg und (14) kanalförmige Flanschen mit längsseitiger Öffnung.
Fig.13 Querschnitt durch einen Träger, dessen Flansche (15) eine andere als die in Fig. 11 und 12 gezeigte Form aufweisen.
Fig.14 Querschnitt durch einen Träger, dessen Flansche (16) eine andere als die in Fig. 11, 12 und 13 gezeigte Form aufweisen.
Aus dem oben Gesagten geht hervor, dass die Erfindung nicht nur eine Neuheit darstellt, sondern auch technische und wirtschaftliche Vorteile mit sich hrinat
Carrier and process for its production The present invention relates to a new carrier and a process for its production. It is characterized by at least one support web consisting of a metal plate bent or bent perpendicularly to its greatest extent, which is welded along the flanges to these and has the shape of continuous V s, waves or trapezoids, the flanges being channel-shaped or flat elements are also available.
The flanges can each form an opening running in the longitudinal direction for receiving the Ste.
The advantages of such a carrier can be 1. Reduced weight; H. For a certain span with a certain and relatively light load, less material is needed when using this new beam, which results in lower costs per square meter of built-up area, which is very important from an economic point of view.
2. This saving is fundamentally enough that the shape of the carrier web and possibly its flanges is modified. In the case of the new Trä like, the web z. B. from a relatively thin metal plate that is bent or kinked perpendicular to its greatest extent and is welded lengthways to the flanges at different distances and takes the form of successive V's, waves or trapezoids, as shown in Figs. 2, 3 and 4 of the accompanying drawings showing horizontal longitudinal sections.
On the other hand, the upper and lower flanges of the new beam consist e.g. B. of channel-shaped elements with an opening running in the longitudinal direction, into which the web is inserted as indicated in FIGS. 11, 12 and 13. From these illustrations only show exemplary embodiments. Each of these embodiments of the flanges is used, apart from to absorb the movement and shear stresses, to increase the stiffness of the web and to reduce the possibility of it buckling. 3.
With the usual double-T-beams made of metal, the thickness of the web by far exceeds the necessary dimension if we only take into account the shear stress to which they are subjected. Meanwhile, the thickness of the web is determined by the degree of rigidity necessary to avoid buckling and to achieve sufficient strength of the cross-section of the carrier.
For example: The lightest twelve-inch, from the Cia. Siderurgica Nacional's T-beam has a web thickness of 1.17 cm. This carrier is often used in roof structures of factory buildings with spans of z. B. 10 meters used.
With this construction, the carrier is subjected to an overload of 400 kg / m. exposed to a shear stress of no more than 2000 kg on the support
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zen, <SEP> what <SEP> a <SEP> shear stress <SEP> of <SEP> <U> 2000 </U>
<tb> =
<tb> 30 <SEP> X <SEP> 1.17
<tb> 57 <SEP> kg / cm2 <SEP> corresponds.
According to the Brazilian standards, the web could withstand a load of 1200 kg / cm2, i.e. its thickness is around twenty times greater than necessary to withstand the shear stress, without taking into account the necessary rigidity, which is only possible with the girders with a straight web Increasing the thickness of this can be achieved, but this is achieved in the new carrier, the subject of this invention, by the corrugated or kinked web. The aforementioned CSN 12 "beam weighs 60.71 kg / m.
Thanks to the invention, the same span with the same load z. B. be bridged by a carrier weighing about 28 kg / in, where a material weight saving of over 50% and consequently a considerable reduction in costs is achieved.
4. In addition to the actual bending or kinking of the web plate, another means can be used to increase the rigidity of the web even more and thus reduce the web thickness even further. You add additional bends that can have a V, wave or trapezoid shape, d. H. you bend the plate only in small NEN intervals and then again in larger ones, so that each piece between two main bends still has several sub-bends, as can be seen from Figure 5 of the accompanying drawings. This creates a double wave. The main bend is dashed and the secondary bends are drawn in full line.
5. The carrier in question can also have more than one web, i. H. as many as required by the static calculations, as indicated in FIGS. 6 and 7 of the accompanying drawings.
6. There are currently no rolling facilities for this new device; H. of the curved or kinked web, so that these carriers can only be produced today by cutting and welding metal plates or profiles. This results in a further economic advantage, i.e. without increasing wages. H. one can produce girders with differently dimensioned cross-sections (see Fig. 9 and 10 of the drawings), depending on the requirements of the load (bending moment and shear stress) to which the girder is exposed and which never occur evenly over its entire length.
Thus, these carriers can have larger dimensions at the points of greater stress and smaller ones at those where the stress is lower. In this respect, too, the new carriers have advantages over the rolled carriers customary up to now. Here, too, there are still no facilities for the production of girders of different cross-sections, which results in a further waste of material, because the girders are intended over their entire length for the greatest stress that is expected of them. At the points where the usual rolled beams are not exposed to the highest stress, there is an excess and consequently a waste of material.
The drawings show only a few exemplary embodiments of the invention. Fig. 1 shows a complete carrier with a zigzag web (1), flanges made of open channel-shaped elements (2) and welds between the web and flange (3) and (4).
Fig. 2 is a horizontal longitudinal section through a Trä ger with a web of successive eV s (5), welds (6) and lower flange (7).
Fig. 3 is a horizontal longitudinal section through a Trä ger with trapezoidal web (8). Fig. 4 shows a wave-shaped web (9).
Fig. 5 shows a multiple kinked web (10), the main bend is shown in dashed lines, the secondary curve is shown by full lines.
Fig. 6 shows a double web (11) guided in parallel.
Fig. 7 shows a double offset guided web (12).
8 side view of a carrier with a uniform cross section.
9 side view of a carrier with an irregularly running cross section.
10 side view of a carrier with an irregularly running cross section.
Fig. 11 and 12 cross-section in the middle and at the support points of the carrier according to Fig. 9 and 10, or in the middle of the span and at the support points, for the purpose of showing the difference at the points with greater and lesser stress, ( 13) shows the web and (14) channel-shaped flanges with a longitudinal opening.
13 cross-section through a carrier, the flanges (15) of which have a shape other than that shown in FIGS. 11 and 12.
14 cross-section through a carrier, the flanges (16) of which have a shape other than that shown in FIGS. 11, 12 and 13.
From what has been said above, it can be seen that the invention is not only a novelty, but also has technical and economic advantages