DE10136551A1

DE10136551A1 - Zugstrebe für Gebäude

Info

Publication number: DE10136551A1
Application number: DE2001136551
Authority: DE
Inventors: Alfons Jean Knauf
Original assignee: Richter System GmbH and Co KG
Current assignee: Richter System GmbH and Co KG
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2003-02-13
Also published as: RO120859B1; FR2827896B1; BG64653B1; GR20010100482A; GR1005021B; BG106701A; FR2827896A1; TR200103261A2

Abstract

Eine Zugstrebe für Gebäude, insbesondere Diagonal-Zugverstrebung für Gebäude in Stahl-Skelettbauweise, besteht aus einem Zugseil (4) und einem damit verbundenen Stahl-Zuganker (6), wobei der Stahl-Zuganker (6) eine Zuglasche mit beidseitigen Anschlußelementen aufweist und dessen Duktilität höher ist als die des Zugseils (4). Die Zugstrebe weist an der Zuglasche an beiden Enden Anschlußaugen auf, die als Anschlußelemente einstückig angeformt sind. Die Zuglasche besteht aus einem Flachstahl. Der die Zuglasche bildende Flachstahl und die Anschlußaugen weisen die gleiche Dicke auf. Der Übergang von dem die Zuglasche bildenden Flachstahl in die Anschlußaugen ist seitlich abgerundet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zugstrebe für Gebäude, insbesondere Diagonal-Zugverstrebung für Gebäude in Stahlskelettbauweise.
Zugstreben, die im Fachwerk eines Gebäudes ausschließlich Zugkräfte aufzunehmen haben, insbesondere Diagonal- Zugverstrebungen bei der Skelettbauweise von Gebäuden, werden häufig als Seilverstrebungen ausgeführt. Die hierfür verwendeten Zugseile bestehen aus Stahlseil, das eine hohe Zugfestigkeit aufweist. Die Zugfestigkeit derartiger Zugseile für Diagonal-Zugverstrebungen wird so ausgelegt, dass sie unter Berücksichtigung der üblichen Sicherheitszuschläge alle durch die Statik des Gebäudes bedingten Belastungen sicher aufnehmen kann.
Das Bruchverhalten von Stahlseilen ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Überlastung der Bruch nach einer gewissen elastischen Dehnung und nur einem verhältnismäßig geringen Anteil plastischer Dehnung eintritt. Größere Verformungen, die die elastische Dehnung des Zugseils überschreiten, führen daher zum Bruch und somit zum vollständigen Versagen des Stahlskeletts.
Derartige hohe Dehnungen treten bei Gebäuden insbesondere bei Erdbeben in Folge außerordentlich hoher horizontaler Beschleunigungskräfte auf. Aus Sicherheitsgründen ist es wichtig, dass das tragende Skelett des Gebäudes auch unter diesen außerordentlichen hohen Belastungen, beispielsweise bei Erdbeben, nicht vollständig zusammenbricht, sondern - wenn auch unter mehr oder minder großer bleibender Formänderung - im wesentlichen noch standfest bleibt. Dieses für den außerordentlichen Notfall überlebenswichtige Verhalten des tragenden Skeletts eines Gebäudes kann nur erreicht werden, wenn gewährleistet ist, dass auch die Zugstreben, und insbesondere die Diagonal-Zugverstrebungen, nicht reißen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Zugstrebe der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die auch bei hoher Überlastung nicht reißt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Zugstrebe aus einem Zugseil und einem damit verbundenen Stahl-Zuganker besteht, der eine Zuglasche mit beidseitigen Anschlußelementen aufweist und dessen Duktilität höher ist als die des Zugseils.
Das Dehnungsverhalten der aus Stahl bestehenden Zuglasche des Zugankers ist durch hohe Duktilität geprägt, d. h. die Zuglasche weist nach einem verhältnismäßig kleinen elastischen Dehnungsanteil einen hohen plastischen Dehnungsanteil auf, so dass die Zuglasche insgesamt eine sehr große Dehnung ausführt, bevor es zum Bruch kommt. Damit läßt sich für die Zugstrebe insgesamt ein kontrolliertes duktiles Verformungsverhalten erzielen, das dazu führt, dass die in die Zugstreben integrierte Zuglasche eine sehr hohe plastische Verformung zuläßt, ohne dass die Bruchlast des Drahtseils erreicht wird. Die so beschaffene Zugstrebe, beispielsweise Diagonal- Zugverstrebung im Aussteifungsfeld des Stahlskeletts eines Gebäudes, nimmt die bei hoher horizontaler Beschleunigung, insbesondere bei Erdbeben, eintreffende Energie auf und setzt sie in plastische Dehnung der Zuglasche um. Die Energie wird dissipiert, ohne dass es zu einem Bruch der Zugstrebe kommt.
Zwar wird durch die außerordentlich hohe Dehnung der Zuglasche möglicherweise eine so große Längenänderung der Zugstrebe, insbesondere der Diagonal-Zugverstrebung eintreten, dass es zu einer Formänderung des Gebäudes kommt. Da das Gebäude aber nicht einstürzt, ist noch eine ausreichend hohe Sicherheit für die im Gebäude befindlichen Personen gegeben.
Außerdem besteht in vielen Fällen sogar die Möglichkeit, das Gebäude wieder zu richten und den verformten Stahl- Zuganker auszutauschen. Dadurch bleibt die durch ein Erdbeben angegriffene Bausubstanz erhalten und kann mit zumutbaren Maßnahmen wieder instandgesetzt werden.
Vorzugsweise sind an der Zuglasche an beiden Enden Anschlußaugen als Anschlußelemente einstückig angeformt. Dadurch ist in einfacher Weise sichergestellt, dass die Krafteinleitung an beiden Enden der Zuglasche weitestgehend ohne Spannungsspitzen erfolgt, die zu einem vorzeitigen Bruch im Anschlußbereich führen könnten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Zuglasche aus einem Flachstahl besteht, wobei vorzugsweise an den Enden des Flachstahls im wesentlichen kreisringförmige Anschlußaugen angeformt sind. Der so beschaffene Stahl-Zuganker ist einfach herzustellen, beispielsweise durch Stanzen aus Blech oder durch Schmieden, vorzugsweise Gesenkschmieden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Nachfolgend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:
Fig. 1 in räumlicher Darstellungsweise einen Teil eines Stahlskeletts eines Gebäudes, wobei in einem der Felder Diagonal-Zugverstrebungen dargestellt sind,
Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1,
Fig. 3 in räumlicher Darstellungsweise eine Einzelheit des Anschlusses einer der Diagonal-Zugverstrebungen am Fuß einer Stütze mit einem Stahl-Zuganker,
Fig. 4 den Stahl-Zuganker in einer Draufsicht und
Fig. 5 den Stahl-Zuganker in räumlicher Darstellungsweise.
Der in den Fig. 1 und 2 vereinfacht dargestellte Teil eines Stahlskeletts eines Gebäudes weist Stützen 1 auf, die durch Träger oder Riegel 2 miteinander verbunden sind. Die vertikalen Stützen 1 und die horizontalen Riegel 2 bestehen beispielsweise aus Stahl-Hohlprofilen. Die Riegel 2 können Träger oder Unterzüge für Gebäudedecken bilden.
Am Beispiel eines dieser Felder des Stahlskeletts ist gezeigt, dass dieses Feld als Aussteifungsfeld ausgeführt ist. Jeweils eine Zugstrebe 3 bildet eine Diagonal- Zugverstrebung des Feldes.
Jede Zugstrebe 3 weist ein aus Drahtseil bestehendes Zugseil 4 auf, das an seinem einen Ende mittels eines Anschlußelements 5 mit einer der Stützen 1 verbunden ist. Jeweils am anderen Ende ist das Zugseil 4 über einen Stahl- Zuganker 6 und eine Anschlußelement 7 im Fußbereich mit der zugeordneten Stütze 1 verbunden.
Wie in den Fig. 3 bis 5 in Einzelheiten dargestellt, weist jeder Stahl-Zuganker 6 als länglichen Mittelabschnitt eine Zuglasche 8 auf, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Flachstahl besteht, wobei an den beiden Enden des Flachstahls im wesentlichen kreisringförmige Anschlußaugen 9 angeformt sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen der die Zuglasche 8 bildende Flachstahl und die Anschlußaugen 9 gleiche Dicke auf. Der Übergang von dem die Zuglasche 8 bildenden Flachstahl in die Anschlußaugen 9 ist seitlich abgerundet, um das Entstehen von Spannungsspitzen (Kerbwirkung) in diesem Bereich zu verhindern.
Der Stahl-Zuganker ist über (in der Zeichnung nicht dargestellte) durch die Anschlußaugen 9 gesteckte Bolzen einerseits über einen Verbindungsanker 10 mit dem Zugseil 4 und andererseits mit dem Anschlußelement 7 verbunden, das an die Stütze 1 angeschraubt ist.
Das Material und die Abmessungen der Zuglasche 8 sind so ausgewählt, dass der Stahl-Zuganker 6 eine wesentlich höhere Duktilität aufweist als das Zugseil 4. Zu diesem Zweck wird für die Herstellung des Stahl-Zugankers ein Material ausgewählt, das eine hohe Duktilität aufweist. Obwohl in diesem Zusammenhang von einem Stahl-Zuganker 6 gesprochen wurde, versteht es sich, dass hierfür auch ein anderes Material, insbesondere anderes Metall gewählt werden kann, dessen duktiles Dehnungsverhalten den Erfordernissen entspricht.
Im Falle einer Überlastung, beispielsweise beim Auftreten hoher horizontaler Beschleunigungskräfte bei einem Erdbeben oder einem anderen außergewöhnlichen Ereignis, beispielsweise beim Aufprall eines Fahrzeugs auf das Gebäude, wird die dabei in die Zugstrebe 3 eingeleitete hohe Energie vollständig in Verformungsenergie der Zuglasche 8 umgesetzt. Die dadurch verursachte plastische Verformung der Zuglasche 8 führt aber infolge deren duktilem Verhalten nicht zu einem Bruch, sondern nur zu einer Längung der Diagonal-Zugverstrebung 3.

Claims

1. Zugstrebe für Gebäude, insbesondere Diagonal- Zugverstrebung für Gebäude in Stahl-Skelettbauweise, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstrebe (3) aus einem Zugseil (4) und einem damit verbundenen Stahl-Zuganker (6) besteht, der eine Zuglasche (8) mit beidseitigen Anschlußelementen (9) aufweist und dessen Duktilität höher als die des Zugseils (4) ist.

2. Zugstrebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Zuglasche (8) an beiden Enden Anschlußaugen (9) als Anschlußelemente einstückig angeformt sind.

3. Zugstrebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuglasche (8) aus einem Flachstahl besteht.

4. Zugstrebe nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden des die Zuglasche (8) bildenden Flachstahl im wesentlichen kreisringförmige Anschlußaugen (9) angeformt sind.

5. Zugstrebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der die Zuglasche (8) bildende Flachstahl und die Anschlußaugen (9) gleiche Dicke aufweisen.

6. Zugstrebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der. Übergang von dem die Zuglasche (8) bildenden Flachstahl in die Anschlußaugen (9) seitlich abgerundet ist.