Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fachwerkgewölbe mit mindestens einem Feld, welches ein aus vorfabrizierten Stäben zusammengesetztes, selbsttragendes Netzwerk aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fachwerkgewölbe zu schaffen, das zu seiner Errichtung an der Baustelle keine Nacharbeiten benötigt, sondern ohne wesentliche maschinelle Hilfsmittel zusammengestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch ein Fachwerkgewölbe der eingangs beschriebenen Art gelöst, bei welchem die Knotenpunkte ausserhalb der Randzone des Feldes des Netzwerkes durch drei Normalstäbe gebildet sind, von denen zwei Stäbe mit ihren Enden in der Mitte des dritten Stabes anstossen und die durch Steckbolzen miteinander verbunden sind, welche Stäbe alle das gleiche Profil, die gleiche Länge, den gleichen Schnittwinkel sowie gleiche Bohrungen für die Steckbolzen und Ausnehmungen aufweisen, wobei das Netzwerk eines Feldes durch einen Rahmen begrenzt ist, und dass die Stäbe innerhalb der Randzone des Netzwerkes mit dem Rahmen verbunden sind.
Dadurch erreicht man, dass man unter Benützung eines Rahmens praktisch beliebig grosse Felder eines selbsttragenden Netzwerkes beliebiger Tragfähigkeit durch fortgesetztes Verbinden von Normalstäben mittels Steckbolzen mühelos erstellen kann.
Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt und nachfolgend beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Fachwerkgewölbes mit vier Feldern,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ansicht auf das Feld eines selbsttragenden Netzwerkes, bestehend aus A-Stäben der einen und B-Stäben der anderen Stabrichtung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ansicht auf einen Knotenpunkt,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV - IV in Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 3,
Fig. 6 eine Darstellung der für die Erstellung eines Feldes notwendigen vorzufabrizierenden Stäbe, wobei a) und b) den Normal-Stab Ao bzw.
Bo mit der Länge L in Auf- und Grundriss, c) den Anschluss-Stab Al mit der Länge 3 L in Aufund Grundriss, d) den Anschluss-Stab A2 und A3 mit der Länge 3 L und mit entgegengesetzt geneigtem Kürzungsschnitt in Auf und Grundriss, e) den Anschluss-Stab A4 mit der Länge · L in Auf und Grundriss, f) den Anschluss-Stab Bl mit der Länge · L in Auf und Grundriss, g) den Anschluss-Stab B2 und B3 mit der Länge · L und mit entgegengesetzt geneigtem Kürzungsschnitt in Auf- und Grurdriss, zeigen,
Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII - VII in Fig. 2 mit einer Ansicht eines Randbogens,
Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII - VIII in Fig. 2,
Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 2,
Fig.
10/11 eine schematische Darstellung eines Fach werkgewölbes mit triangulären Feldern in Auf- und Grund riss,
Fig. 12 einen teilweisen Grundriss zweier zusammenstos sender Felder des Fachwerkgewölbes nach Fig. 10 und 11,
Fig. 13 einen Schnitt nach der Linie XIII - XIII in Fig. 12 und
Fig. 14 einen Schnitt nach der Linie XIV - XIV in Fig. 10.
In Fig. list ein Fachwerkgewölbe dargestellt, das vier
Felder 1-4 eines selbsttragenden Netzwerkes aufweist. Jedes
Feld weist einen Rahmen mit Kämpfer 5, First 6 und zwei Randbogen 7 auf. Das Netzwerk besteht aus Stäben, die in zwei verschiedenen Richtungen, beispielsweise 900 zueinander, angeordnet sind, wobei die Stäbe der einen Richtung als A- und diejenigen der anderen Richtung als B-Stäbe bezeichnet werden.
Der Aufbau eines Feldes ist aus Fig. 2 ersichtlich. Die Felder sind beim Kämpfer 5 mittels Drehgelenken 8 schwenkbar gelagert. Das Netzwerk wird aus einzelnen Stäben zusammengesetzt, wobei die Verbindung der Stäbe an Knotenpunkten 9 erfolgt, welche anhand von Fig. 3-5 näher erläutert werden.
Die Stäbe sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, im rechten Winkel zueinander angeordnet, könnten aber auch rautenförmig angeordnet sein. Die Teile 5, 6 und 7 des Rahmens schneiden die durch die Stäbe A, B gebildeten Quadrate in der Mitte der Quadratseite, was zur Folge hat, dass die am Rahmen anstossenden Stäbe Längen aufweisen, die t · oder 3 der Länge des ungekürzten Stabes sind. Der Rahmen kann auch in anderer Weise die Randquadrate schneiden, doch ergibt sich bei der Verwendung gerader Stäbe eine Vereinfachung, indem die Mitte zweier benachbarter Quadratseiten, die an den Rahmen anstossen, auf derselben Höhe liegen, so dass der Bogen 7 aus geraden Profilen zusammengesetzt werden kann.
Die gegenüber den Normal-Stäben Ao, Bo kürzeren Anschluss-Stäbe sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist mit den Indizes 1-4 bezeichnet. Hierbei sind die Anschluss-Stäbe Al, A2, A3 3 L, der Anschluss Stab A4 · L und die Anschluss-Stäbe Bl, B2 und B3 1,4 L lang (Fig. 7).
Jeder Knotenpunkt 9 wird aus drei Stäben gebildet, entweder aus zwei A-Stäben und einem B-Stab oder aus zwei B-Stäben und einem A-Stab. Der Knotenpunkt liegt immer in der Mitte des einzelnen Stabes.
In Fig. 3 stossen beispielsweise zwei A-Stäbe in der Mitte auf einen B-Stab und werden mittels vier Steckbolzen 10 verbunden. Die Bolzen 10 werden gegen Herausfallen gesichert, beispielsweise wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, durch Muttern 11. Anstelle der Muttern 11 können jedoch auch andere Sicherungen, beispielsweise Splinten, Sprengringe und dgl. verwendet werden.
Da es sich um die Erstellung eines Gewölbes mit geraden Stäben handelt, sind einerseits, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, die beiden A-Stäbe zueinander geneigt, da sie auf Sehnen der Gewölbekrümmung liegen und mit ihren Enden die Gewölbekrümmung berühren. Der dazugehörige B-Stab liegt ebenfalls auf einer Sehne der Gewölbekrümmung und da die Enden der A-Stäbe in der Mitte des B-Stabes anstossen, liegt der B-Stab tiefer als die Enden der beiden A-Stäbe. Da sowohl die A- wie auch die B-Stäbe als Doppel-T-Profil ausgebildet sind, muss an den Enden der Stäbe eine entsprechende Ausnehmung 12 vorgesehen werden. Weiter sind, wie aus
Fig. 5 ersichtlich ist, da sowohl die A- wie auch die B-Stäbe auf einer Schraubenlinie liegen, die Enden der anstossenden
Stäbe, in Fig. 3 der A-Stäbe, gegeneinander verdrillt ange ordnet.
Dies wird dadurch erreicht, dass die durch die Boh rungen für die Steckbolzen 10 gebildeten Achsen 13 - 16 parallel zu den Stegen der drei Stäbe verlaufen. Zudem ver laufen sie an uen Enden der Stäbe, in Fig. 4 an den Enden der A-Stäbe, parallel zur Schnittkante des Profils. In der Mitte des dritten Stabes, in Fig. 3 des B-Stabes, müssen die vier
Achsen 13-16 ebenfalls vorhanden sein und es verlaufen die auf der einen Seite des Steges liegenden Achsen, bei spielsweise 13, 14, mit > gegengesetzter Neigung zu den auf der anderen Seite des Steges angeordneten Achsen 15, 16.
Wesentlich ist nun, dass, wenn die Gewölbekrümmung und die Stablänge festgelegt sind, die Stäbe mit ihren Bohrungs- achsen und dem Schnittwinkel der Schnittkante - -vie mit der entsprechenden Ausnehmung vorfabriziert der Baustelle nur mittels der Steckbolzen 10 zusammengesetzt werden können. Dies ist in Fig. 6 dargestellt. Der die Länge L aufweisende Normal-Stab Ao, Bo weist an seinen Enden einen Schnittwinkel a mit entgegengesetzt gerichteter Neigung, die Ausnehmungen 12 an beiden Enden sowie Bohrungen mit den Achsen 13-16 an den Enden und in der Mitte des Stabes auf. Im Grundriss bedeutet ein voller Kreis eine Bohrung im obern und ein leerer Kreis eine Bohrung im untern Flansch. Der Bo-Stab wird durch Drehung eines Ao-Stabes um 1800 erhalten, wie aus b) ersichtlich ist.
Alle andern in Fig. 6 dargestellten Stäbe sind Anschluss Stäbe, die gegenüber dem Normal-Stab Ao, Bo verkürzt sind.
Aus dem Vergleich mit Fig. 2 ist ersichtlich, wo die Anschluss-Stäbe verwendet werden. Jeweils zwischen den Teilen 5 und 6 einerseits und den Teilen 7 andererseits gegenüberliegende Anschluss-Stäbe sind gleich. Dazu kommt noch ein Anschluss-Stab A4, der auf beiden Seiten gekürzt ist. In jedem Falle ist es jedoch so, dass die nichtgekürzten Enden und die Mitten der Anschluss-Stäbe genau gleich bearbeitet sind wie die Normal-Stäbe Ao, Bo, d.h. sie weisen dieselben Bohrungsachsen und dieselben Ausnehmungen auf wie die Normal-Stäbe.
Aus Fig. 4 und 5 ist ersichtlich, dass die sich kreuzenden Stäbe in unterschiedlicher Höhe zueinander stehen. Wird dagegen ein Schnitt in der Mitte der Quadratseite, d.h. in einem Abstand von · L vom Stabende, so sind an dieser Stelle die beiden Stäbe auf gleicher Höhe. Dies ist der Grund, weshalb der Randbogen (Fig. 7) an diese Stelle gelegt wird.
Es kann dann der Randbogen aus Profilen 20, 21, beispielsweise U-Profilen, hergestellt werden. Die Verbindung der Anschluss-Stäbe mit dem Randbogen ist aus Fig. 8 und 9 ersichtlich. Je nachdem, ob es sich um einen A- oder B-Anschluss-Stab handelt, ist die Neigung, mit welcher der Stab am Randbogen anstösst, verschieden. Dabei weisen die B-Anschluss-Stäbe eine grössere Neigung auf, wie dies auch aus Fig. 2 ersichtlich ist, wo die B-Anschluss-Stäbe über den A Anschluss-Stäben liegen. Die gleichen Verhältnisse treten auch beim First 6 und beim Kämpfer 5 auf, wobei die Befestigung in gleicher Weise wie in Fig. 8 und 9 mittels Steckbolzen 10 erfolgen kann. Das Spiel zwischen den Anschluss Stäben und dem Profil 20, 21 kann durch entsprechende Unterlagsscheiben 23, 24, beispielsweise aus Kunststoff, aufgehoben werden.
Es ist aber auch möglich, die Verbindung zwischen den Anschluss-Stäben und den Rahmenteilen 5, 6, 7 auch anders vorzunehmen, beispielsweise durch Schweissen.
Wie bereits erwähnt, braucht der Rahmen nicht durch die Mitte der Quadratseiten gelegt zu werden, sondern kann auch an anderer Stelle liegen. In jedem Falle müssen die Normal Stäbe beim Übergang auf den Rahmen gekürzt werden, doch wenn die Lage des Rahmens gegenüber dem Netzwerk festliegt, können auch die Anschluss-Stäbe in genau gleicher Weise vorfabriziert werden wie die Normsl-Stäbe. Das in Fig. 2 dargestellte Feld ist in Wirklichkeit immer erheblich grösser, so dass die Anschluss-Stäbe nur einen kleinen Teil der benötigten Stäbe ausmachen. Der überwiegende Anteil besteht jedoch aus Normal-Stäben Ao, Bo, mit denen das Netzwerk durch fortgesetztes Zusammensetzen und Zusam- mensteckeii mittels der Steckbolzen 10 erstellt werden kann.
In Fig. 10 bis 14 ist eine andere Ausführungsform des Feldes dargestellt, das aus Teilfedern in Form eines Dreiecks besteht. Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, können durch Aneinanderfügen mehrerer Teilfelder Fachwerkgewölbe erstellt werden. Bei der Verwendung von vier Teilfeldern kann ein Gewölbe mit quadratischem Grundriss erstellt werden, während bei Verwendung von beispielsweise acht gleichen Teilfeldern gemäss Fig. 10 ein Fachwerkgewölbe nach Fig. 11 erstellt werden kann. Gegenüber dem Feld nach Fig. 2 besteht der Unterschied darin, dass die Teilfelder als Ganzes und ohne Rahmen miteinander zu einem Feld verbunden werden können, wobei bezüglich des Zusammenfügens zweier Teilfelder die in Fig. 12 dargestellte Anordnung möglich ist. Die Stäbe 30, 31 begrenzen die Kathetenseiten des Teilfeldes. Die Anordnung der Anschluss-Stäbe 33, 34 ist aus Fig. 13 zu ersehen.
Die nachfolgenden Anschluss-Stäbe 35, 36 sind umgekehrt angeordnet wie die Stäbe 33, 34, d.h. Stab 35 reicht bis zum Stab 31, während der Stab 36 beim Stab 31 aufhört. Die freien Ränder der Teilfelder weisen dagegen, wie bereits beschrieben, einen Rahmen auf.
Die Ausbildung der Teilfeldbegrenzungen ist unterschiedlich, je nachdem, ob zwei Teilfelder parallel zueinander, wie beispielsweise die Teilfelder 40, 41, 42, oder mit ihren freien Rändern im rechten Winkel zueinander, wie beispielsweise die Teilfelder 39, 42 angeordnet sind. Fig. 13 zeigt die Begrenzung zweier anstossender parallel angeordneter Teilfelder, beispielsweise der Teilfelder 40, 41 oder 41, 42. Fig. 14 zeigt die Begrenzung zweier anstossender Teilfelder, deren freie Ränder im rechten Winkel zueinander angeordnet sind, z.B. die Teilfelder 39, 42. Die Anordnung der Anschluss Stäbe erfolgt in genau gleicher Weise wie in Fig. 13; der Unterschied liegt lediglich darin, dass der Winkel, mit welchem die Anschluss-Stäbe gegeneinander anstossen, grösser ist als in Fig. 13.
Im übrigen erfolgt jedoch auch bei den Teilfeldern der Aufbau des Netzwerkes in genau gleicher Weise wie bei der Ausführung nach Fig. 2 und insbesondere die Ausbildung der Knotenpunkte ist dieselbe.