DE102007001651A1 - Verbundsysteme unter Verwendung von Kunststoffen in Kombination mit anderen Werkstoffen - Google Patents
Verbundsysteme unter Verwendung von Kunststoffen in Kombination mit anderen Werkstoffen Download PDFInfo
- Publication number
- DE102007001651A1 DE102007001651A1 DE102007001651A DE102007001651A DE102007001651A1 DE 102007001651 A1 DE102007001651 A1 DE 102007001651A1 DE 102007001651 A DE102007001651 A DE 102007001651A DE 102007001651 A DE102007001651 A DE 102007001651A DE 102007001651 A1 DE102007001651 A1 DE 102007001651A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- composite system
- plastic
- composite
- materials
- tougher
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
- E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
- E04C3/29—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
- E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
- E04C3/28—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of materials not covered by groups E04C3/04 - E04C3/20
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
- Floor Finish (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Panels For Use In Building Construction (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
Die Erfindung beschreibt ein Tragsystem, das aus mehreren Komponenten unterschiedlicher Materialien besteht. Dabei besteht mindestens eine lastabtragende Komponente aus Kunststoff. Die Lastübertragung der verschiedenen Komponenten wird durch einen kraftschlüssigen Verbund durch mindestens eine Verbindungstechnik realisiert. Der Kunststoff kann transparent ausgeführt sein.
Description
- Beschreibung der Erfindung
- Beschrieben wird ein Tragsystem, das aus mehreren Komponenten unterschiedlicher Materialien besteht. Dabei besteht mindestens eine lastabtragende Komponente aus Kunststoff. Die Lastübertragung der verschiedenen Komponenten wird durch einen kraftschlüssigen Verbund realisiert.
- Das hier beschriebene Tragsystem nutzt die unterschiedlichen Festigkeiten und spezifischen Materialeigenschaften aus, um ein möglichst schlankes, trotzdem sehr tragfähiges und je nach Ausführung der Kunststoffkomponenten teilweise transparentes, transluzentes oder opakes Tragwerk zu ermöglichen. Das Tragsystem kann sowohl horizontal zum Beispiel als Biegeträger als auch vertikal als Stütze verwendet werden.
- Darüber hinaus sind auch noch weitere Tragsysteme wie Fachwerke, Vierendeel-Träger, Bögen, aber auch dreidimensionale Konstruktionen, wie Scheiben, Platten, Faltwerke oder Schalentragwerke möglich.
- Stand der Technik
- Verschiedene, auch transparente, Verbundträger sind bekannt.
- Holz-Glas-Träger: In der Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Schweiz wurde nach Prof. Julius Natterer und Dr. Klaus Kreher ein Träger in der Kombination von Holz und Glas entwickelt. Der Träger besteht aus einer vertikalen Glasscheibe, auf die beidseitig ein Rahmen aus Holz aufgeklebt wird. Der Holzrahmen verteilt die Lasten und stellt eine Zugverstärkung für die Glasscheibe für den Fall dar, daß die Scheibe bei überschrittener Biegezugfestigkeit des Glases reißt. Verwendet wurden diese Holz-Glas-Verbundträger beim Bau eines Hotels in der Schweiz. (QUELLE: Dissertation Klaus Kreher, EPFL Lausanne, 2002)
- Beton-Glas-Träger: An der TU in Graz, Österreich wurden durch Herrn Freytag Versuche mit einem Beton-Glas-Träger durchgeführt. Es wurden gläserne Scheiben, die die Schubabtragung übernehmen, mit Stahlbetongurten kombiniert. (QUELLE: Dissertation B. Freytag, Technische Universität Graz, Oktober 2002)
- Holz-I-Träger: Trus Joist produziert im Jahr 1969 als erstes Unternehmen weltweit einen I-Träger, der komplett aus Holz besteht. Für die Tragfähigkeit der Träger sorgt die Zusammensetzung aus Furnierschichtholz als Gurtmaterial und OSB als Stegmaterial. Beide Basismaterialien werden durch eine wasserresistente Verleimung durch Hitze und Druck zusammengefügt. (QUELLE: Internet: http://www.trusjoist.com/GerSite/)
- In
WO 2003/023162 wird ein transparentes Konstruktionselement mit einer Scheibe beschrieben, das seine tragenden und aussteifenden Eigenschaften durch einen die Platte allseitig umgebenden Rahmen bezieht. Bei der Scheibe handelt es sich um ein Mehrschicht-Element bestehend aus Glas und/oder Polymervarianten, die mit einander verklebt wurden. Verschiedene Kunststoffe sind erwähnt (Anspruch 8 bis 10), aber nur in Kombination von mehreren Schichten. Im Speziellen werden Polycarbonat (PC), Polyurethan (PU) und Polyvinylchlorid (PVC) verwendet. - Polymethyl(meth)acrylate (PMMA) und weitere transparente Polymere wie Polystyrol (PS), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), Styrol-Acrylnitril-Copolymere (SAN), Polyolefine, etc. sind nicht erwähnt. PMMA-Glas-Laminate als Steg- und Scheibematerial eines Tragwerks werden ebenfalls nicht erwähnt. Das aussteifende Rahmenmaterial wurde weiterhin als Schichtwerkstoff beschrieben.
- Nachteile zum Stand der Technik
- Betrachtet man transparente Tragsysteme, so sind Verbundträger mit Beteiligung von Glas ausgesprochen bruchempfindlich.
- Sowohl bei einem Holz-Glas-Träger als auch bei einem Beton-Glas-Träger ist das Glas das steifere Material. Dies führt bei Beanspruchung dazu, dass das relativ spröde und biegesteife Glas die Last anzieht. Folglich ist im Glas ist die Spannung höher, als in den verwendeten Verbundmaterialien. Das Glas ist damit auch der Werkstoff, der als erstes versagt, lange bevor die Kombinationsmaterialien überhaupt ihre Tragfähigkeit einbringen können.
- Durch die fehlende Transparenz eines Holz-I-Trägers oder anderen Verbundträgern sind dieser zwar wirtschaftlich herstellbar, aber nicht als gestalterisches und transparentes Element mit Vorteilen in der Licht- und Beleuchtungstechnik zu verwenden.
- Aufgabe und Lösung
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Verbundträger zu entwickeln, bei dem Kunststoffe ihren Materialeigenschaften entsprechend eingesetzt werden. Die Kunststoffe zeichnen sich im Vergleich zu den herkömmlichen Baumaterialien wie beispielsweise Holz, Stahl, Aluminium, Glas etc. durch einen vergleichbar niedrigen Elastizitätsmodul und eine hohe Duktilität aus.
- Der vermeintliche Nachteil des geringen Elastizitätsmoduls wird durch den intelligenten Verbund mit anderen Werkstoffen zum Vorteil. Durch die Kombination werden die hohen Zug- und Druckspannungen von den stärkeren Materialien aufgenommen und die relativ geringen Schubspannungen von den weicheren Materialien. Die Erfindung stellt im Vergleich zu bekannten anderen Tragsystemen ein rahmenloses Tragwerk dar, das mehrere, mindestens aber einen kraftschlüssigen Verbund, von Last aufnehmenden Teilen unterschiedlicher Materialien aufweist. Kunststoffelemente können mehrschichtig, bevorzugt aber auch einschichtigen aus homogenen Werkstoffen bestehen. Des Weiteren ist es möglich, teilweise transparente, bunte oder sogar leuchtende Tragsysteme zu entwickeln. Als Beleuchtungselemente können neben Glühbirnen oder Leichtstoffröhren auch LED verwendet werden. So kann auf fast jeden individuellen Wunsch an die Optik des Trägers eingegangen werden. Durch die Transparenz der Kunststoffelemente wirkt das Tragwerk sehr filigran und leicht. Des Weiteren ist es möglich, Stützen und Biegeträger zu einem Bausystem zusammen zu fügen.
- Durch die Kombination von Kunststoffen mit anderen Werkstoffen kann ein filigranes Tragsystem hergestellt werden. Mit Tragsystem wird hier ein System gemeint, daß an einer Lastabtragung beteiligt ist. Es kann sowohl in horizontaler Richtung Lasten weiterleiten, wie ein Biegeträger oder ein Kragarm, oder die Lasten in Vertikaler Richtung weiterleiten, wie eine Stütze.
- Bei einem Biegeträger besteht der obere und untere Teil, hier Gurt genannt, aus einem steifen, herkömmlichen Material wie beispielsweise Holz, Stahl, Aluminium oder Glas und der mittlere Teil, hier Steg genannt, aus einem oder mehreren Kunststoffen. Durch den deutlichen Unterschied der Steifigkeiten zieht bei einer Belastung das herkömmliche Material die Lasten an, der Steg dient nur zum Erreichen des Gleichgewichts zwischen Ober- und Untergurt. Die Verbindung zwischen den beiden Materialien erfolgt entweder durch mechanische Verbindungsmittel, wie zum Beispiel verschiedene Schrauben, Dübel, Nieten, Spannstifte, Bolzen usw. oder durch geklebte Verbindungen. Auch anders geartete kraftschlüssige Verbindungen sind hier denkbar. Die Wahl der Verbindungstechnik hängt mit der Art der Kraftübertragung und damit auch mit dem vorliegenden Tragsystem zusammen.
- Bei einer Stütze besteht das Tragsystem z.B. aus mehreren kleinen Querschnitten aus herkömmlichen Materialien, deren Knicksicherung durch eine Verbindung der Querschnitte mit Kunststoffscheiben realisiert wird.
- Materialienauswahl
- Als steiferes Material können herkömmliche Materialien verwendet werden, wie beispielsweise Holz, Holzwerkstoffe, Metalle, Glas oder Beton aber auch Hochleistungskunststoffe oder verstärkte Kunststoffe.
- Als weniger steifes Material können Kunststoffe verwendet werden die einen Elastizitätsmodul (gemessen nach DIN EN ISO 527) von mindestens 150 N/mm2 aufweisen, wie beispielsweise Poly(meth)acrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), Styrol-Acrylnitril-Copolymere (SAN), Polyvinylchlorid (PVC) oder Polystyrol (PS) verwendet werden. Das PMMA wird unter der Marke Plexiglas® von der Röhm GmbH vertrieben. Besonders gut eignen sich für diese Verwendung die Plexiglas® GS-Typen, die durch Gußpolymerisation hergestellt werden. Es können auch gefüllte PMMA-Typen eingesetzt werden, diese werden beispielsweise unter den Namen Corian® oder Creanit® in den Handel gebracht. Es können auch Laminate unterschiedlicher Kunststoffe oder Schichtwerkstoffe verwendet werden.
- Herstellen der Verbundträger
- Beim Herstellen des Erfindungsgegenstandes werden die stabförmigen, herkömmlichen Werkstoffe mit Verbindungsmitteln an einem flächenförmigen Kunststoffbauteil befestigt. Das flächenförmige Kunststoffbauteil zeichnet sich dadurch aus, daß es in Tragrichtung sehr viel länger ist als senkrecht zu der Tragrichtung. Das Verhältnis von Höhe zu Länge zwischen zwei benachbarten Haltepunkten des Bauteils, auch Auflager genannt, beträgt beispielsweise zwischen 1:1 und 1:80, bevorzugt zwischen 1:5 und 1:40 und ganz besonders bevorzugt zwischen 1:10 und 1:25. Die Höhe des Bauteils beträgt beispielsweise 10 bis 300 cm, bevorzugt 15 und 120 cm und ganz besonders bevorzugt 20 bis 80 cm. Die Dicke des Bauteils kann beispielsweise zwischen 3 und 500 mm liegen. Die Länge des Bauteils wird entsprechend den baulichen Anforderungen gewählt, das flächenförmige Kunststoffbauteil kann durch Verkleben auf die erforderliche Länge gebracht werden. An den langen Kanten werden die stabförmigen, herkömmlichen Werkstoffe befestigt. Die Verbindung zwischen dem Kunststoff und dem herkömmlichen Material wird durch Verbindungsmittel hergestellt.
- Herstellbeispiel 1:
- An einer transparenten Scheibe aus 10 mm dickem Plexiglas®, deren Länge 3 m beträgt und deren Breite 25 cm ist, werden mit der Hilfe von Schraubzwingen an den längeren Kanten jeweils zwei handelsübliche Dachlatten mit einem Querschnitt von 24·48 mm und einer Länge von 3 m befestigt, so daß die sich gegenüber an der Kunststoffscheibe befinden. Durch diese beiden Holzlatten und die dazwischen liegende Kunststoffschicht werden in regelmäßigen Abständen (ca. 10 cm) Löcher mit einem Durchmesser von 8 mm gebohrt. Durch diese Löcher werden Sechskantschrauben gesteckt und mit einer Mutter gesichert. Die Schraubzwingen werden nach der Montage entfernt.
- Herstellbeispiel 2:
- An einer transparenten Scheibe aus PMMA, deren Länge wesentlich größer ist als die Breite, wird entlang der längeren Kanten beidseitig ein Kleber aufgebracht, der das Material anlöst, wie beispielsweise der Kleber, der unter der Marke Acrifix® von der Röhm GmbH vertrieben wird. Es werden Holzlatten von beiden Seiten gegen die Klebeflächen gedrückt und mit Schraubzwingen fixiert. Nach dem Aushärten und damit stoffschlüssigem Verbund zwischen Kunststoff und Holz werden die Schraubzwingen entfernt.
- Herstellen des Werkstoffverbunds (Verbindungsmittel)
- Dem eigentlichen Werkstoffverbund zwischen den einzelnen Last abtragenden Elementen kommt besondere Bedeutung zu, da dieser maßgeblich zur Stabilität und Belastbarkeit des Tragwerks beiträgt.
- Idealist eine stoffschlüssige, nicht mehr lösbare Verbindung, bei denen die Verbindungspartner auf atomarer oder molekularer Ebenen zusammengehalten werden. Kleben, (Schweißen, Löten) oder Vulkanisieren wären hier gängige Verfahren.
- Als alternatives Verfahren sind kraft- oder formschlüssige Verbindungstechniken denkbar, die auch zu ausreichend stabilen Verbunden führen. Als kraftschlüssige Verbindungstechnik wären hierbei das Klemmen sowie in besonderem Maße das Schrauben zu nennen.
- Möglichkeiten über Formschluss die beschriebenen Tragsysteme herzustellen, bestehen durch Nieten, Verstiften (Dübeln), Quetschen, Schrumpfen, Druckfugen oder Warmverformen der Materialkomponenten. Im Folgenden werden einige günstige Verbindungstechniken präzisiert:
Denkbar sind auch partielle Kombinationen der verschiedenen Verbindungstechniken. - Verbunde durch Kleben
- Kleben sollte die bevorzugte stoffschlüssige Verbindungstechnik zur Herstellung des hier beschriebenen Tragwerks aus verschiedenen Materialien sein.
- Je nach Materialwahl sind vielfältige Klebstoffsysteme in der Literatur bekannt, die in der Regel folgende Kombinationen abdecken:
Metall-Kunststoff, Holz-Kunststoff,
Metall-Glas, Metall-Holz, etc. - Gemäß DIN 16920 handelt es sich bei einem Klebmittel um einen nichtmetallischen Werkstoff, der Fügeteile durch Flächenhaftung und innere Festigkeit miteinander verbindet. Geeignete Verbundklebstoffe müssen daher mindestens zwei Anforderungen genügen: Sie müssen sowohl zum einen, als auch zum anderen Material ausreichend hohe Haftung aufbauen und sie müssen selbst in der Klebschicht Festigkeit aufbringen. Die Beurteilung eines „geklebten" Werkstoffverbundes richtet sich nach der in der Anwendung typischen Beanspruchungsart. Im vorliegenden Fall eines Verbundtragwerks liegt die überwiegende Beanspruch als Scherung vor, selten auf Zug oder gar Schälung. Ein ausreichend gutes Beurteilungskriterium für Klebstoffverbunde ist daher die so genannte Zugscherfestigkeit, bei der die Fügeteile in paralleler Richtung auseinander gezogen werden. Je mehr Kraft hier erforderlich ist, desto besser ist der Werkstoffverbund.
- Schweißen oder Löten ist eher Tragwerken aus einheitlichen Werkstoffen vorbehalten kann aber in Sonderfällen auch z. B. bei Metall-Leichtmetall-Varianten oder Kunststoff A-Kunststoff B-Kombinationen als Verbundtechnik zum Einsatz kommen.
- Verbunde durch Schrauben
- Bei der Verbindung durch Schrauben können fast alle Arten von Schrauben verwendet werden. Hierbei wird eine kraftschlüssige Verbindung erstellt.
- Bei weicheren Materialien können selbst bohrende Holzschrauben verwendet werden. Ist mindestens ein hartes Material am Verbund beteiligt, muss über Lochleibung, Gewindeschrauben und Gewindemutter eine Verbindung der Werkstoffpartner hergestellt werden.
- Dabei besteht der Mechanismus der Kraftübertragung im Wesentlichen in der Lochleibung. Es muss sichergestellt werden, daß die zulässigen Spannungen in den Materialien im jeweiligen Lochleibungsbereichen nicht überschritten werden, damit keine das Tragwerk schwächenden Risse oder Ausbrüche auftreten können.
- In der Regel ist die Lochleibungsbohrung geringfügig größer als der Schraubendurchmesser zu wählen. Entsprechende Methoden der Schraubensicherung sind je nach Einsatz des Tragwerks zu wählen.
- Verbunde durch Dübel
- Als Dübel werden hier sowohl Holzdübel als auch jegliche andere Arten von Dübel, wie Stahlstifte oder Federn angesehen. Diese Dübel sollen in vorgebohrten Löchern eine Lochleibungsverbindung zwischen den Werkstoffen herstellen.
- Verbunde durch Thermoformieren
- Zwischen dem Kunststoff und dem weiteren Werkstoff kann auch ein Verbund durch das thermische Umformen erfolgen. Dabei hat der herkömmliche Werkstoff eine unregelmäßige Nut, in die sich ein erhitzter Thermoplastischer Werkstoff einfügt. Durch die Unregelmäßigkeit in der Nut ergeben sich Hohlräume, in das sich der Thermoplastische Werkstoff einfügt und somit „festhält".
- Verbunde durch Schrumpfen
- Durch eine Kältebehandlung wird z. B. das Kunststoffteil auf eine sehr niedrige Temperatur gebracht. Dadurch zieht sich dieses Kunststoffteil zusammen. Nun wird das Kunststoffteil paßgenau zwischen zwei Bauteile aus herkömmlichen Material eingebracht. Durch das Erwärmen des Kunststoffbauteils auf gebräuchliche Temperatur dehnt es sich aus und klemmt sich so zwischen das herkömmliche Material.
Verbindungsmittel: Schrauben, Bolzen, Dübel, Kleber, Nieten, Spannstifte, Sintern, alle bekannten mechanischen und geklebten Verbindungstechniken. - Beispiele:
- I-Profil Holz-PMMA
- Ein mögliches Beispiel für den Einsatz des beschriebenen Tragsystems im Bauwesen ist der Biegeträger mit einem I-Querschnitt, der sich aus verschiedenen Werkstoffen zusammensetzt. Der Ober- und Untergurt des Trägers besteht hierbei aus einem traditionellen Baumaterial, wie zum Beispiel Metall oder Holz, während der Steg aus einem Kunststoff hergestellt wird. Idealerweise besitzt der Steg eine geringere Steifigkeit als die beiden Gurte, da so gewährleistet ist, dass der größere Teil der Normalspannungen in den Gurten auftritt. Der Kunststoffsteg überträgt die Schubkräfte zwischen den beiden Gurten. Die Verbindung der beiden unterschiedlichen Materialien erfolgt mit stiftförmigen mechanischen Verbindungsmittel. Hierbei können zum Beispiel Bolzen oder Dübel verwendet werden. Es wäre auch eine entsprechende Verbindung durch Kleben möglich. Ein transparenter Kunststoff, wie beispielsweise PMMA verleiht dem Träger eine scheinbare Leichtigkeit, die von hohem ästhetischem Wert ist.
- Die Höhe des Trägers variiert zwischen 10 und 300 cm, wobei die Dicke der Kunststoffstege zwischen 3 und 500 mm beträgt. Die Querschnittsfläche der Gurte liegt bei Holz im Bereich von 5 bis 3000 cm2, bei Stahl im Bereich von 1 bis 500 cm2.
- In dem gebauten Beispiel (siehe Zeichnung Nr. 1) wurde ein 25 cm hoher Träger mit einer 10 mm dicken PMMA Scheibe aus Plexiglas® XT 20070 gebaut. Als Gurtmaterial wurden jeweils zwei handelsübliche Dachlatten der Abmessung 24·48 mm verwendet. Als Verbindungsmittel wurden Schrauben mit einem Durchmesser von 8 mm mit einem Abstand von ca. 10 cm eingesetzt. Bei einer Belastung von 5000 kg (wie in Zeichnung 6 gezeigt) wurde eine Durchbiegung von ca. 2 cm gemessen.
- Unterspannter Träger
- Eine weitere Möglichkeit für ein Tragsystem aus transparenten Kunststoffen in der Verbindung mit bekannten Konstruktionstypen ist ein unterspannter Träger aus einem bekannten Werkstoff, wie zum Beispiel Aluminium oder Holz, einem Kunststoff und einer Seilverspannung. Der Träger hat einen Obergurt, der die Druckkräfte aufnimmt, und einem möglicherweise transparenten Kunststoffsteg, der an der Unterseite eine eingefräste Nut besitzt, die als Führung für ein Kabel dient. Der Träger hat eine Fischbauchform, so dass das Kabel am Ende des Trägers mit dem Druckgurt verbunden werden kann. Dabei kann sowohl der Obergurt als auch die Unterseite des Trägers eine Bogenform haben.
- Massiver Träger
- Darüber hinaus kann das hier beschriebene System auch auf einen massiven Balken angewendet werden. Dabei werden zwei Lamellen eines herkömmlichen Baumaterials auf der Ober und Unterseite als Bewehrung auf einen massiven Kunststoffbalken aufgeklebt oder mit mechanischen Verbindungsmitteln fixiert. Auch in diesem Fall übernimmt der jeweilige Gurt wieder in erster Linie die Normalspannungen. Bei der Materialwahl ist hier als Gurtmaterial auch Glas zu nennen, da dadurch bei einer Kombination mit einem transparenten Kunststoff ein völlig lichtdurchlässiger Träger möglich ist. Als Variation ist auch ein massiver Kunststoffbalken mit einer Sehne aus Stahl am oberen und unteren Trägerrand denkbar. Diese Stahlsehne übernimmt die Zugkräfte und stellt somit ähnlich dem Stahlbeton eine Art Bewehrung des Kunststoffträgers dar.
- Stütze
- Eine extrem schlank wirkende Stütze ist durch die Verbindung von herkömmlichen Werkstoffen mit mehreren transparenten Kunststoffscheiben möglich. Bei diesem mehrteiligen Druckglied übernehmen beispielsweise vier Metallstäbe die Druckkräfte, während die Kunststoffscheiben die einzelnen Druckstäbe stabilisieren und dadurch ein Ausknicken verhindern. Dabei spielt das Trägheitsmoment der Stütze eine größere Rolle als die Querschnittsfläche, so dass ein aufgelöster Querschnitt eine deutlich filigranere, leichtere und dazu Material sparende Alternative darstellt. Für die Anordnung der einzelnen Druckglieder und Scheiben im Grundriss sind mehrere Varianten und Formen denkbar, wobei die Lage der Metall- bzw. Holzelemente aufgrund der statischen Effizienz möglichst weit vom Schwerpunkt entfernt sein sollte.
-
- 1
- Herkömmliches Material
- 2
- Kunststoff
- 3
- Verbindungsmittel
- 4
- Stahlseil
- 5
- Gewicht (1000 kg)
Claims (32)
- Verbundtragsystem, dadurch gekennzeichnet, daß Kunststoffe mit mindestens einem weiteren Material zu einem Tragsystem zusammengefügt werden.
- Verbundsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Materialien unterschiedliche Elastizitätsmodule aufweisen.
- Verbundsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial ein Elastizitätsmodul von mehr als 150 N/mm2 aufweist.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das steifere Material weiter von der Schwerachse entfernt liegt.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das weichere Material ein transparenter Kunststoff ist.
- Das Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das weichere Material ein transluzenter Kunststoff ist.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das weichere Material ein eingefärbter Kunststoff ist.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das weichere Material ein Licht abstrahlender Kunststoff ist.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem weicheren Material Aussparungen befinden.
- Verbundsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das weichere Material ein Kunststofflaminat sein kann.
- Verbundsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das weichere Material ein Schichtwerkstoff sein kann.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das härtere Material Holz oder ein Holzwerkstoff ist.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das härtere Material ein metallener Werkstoff ist. (Eisen, Stahl, Aluminium)
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das härtere Material Glas ist.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das härtere Material Beton oder ein Naturgestein ist.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das härtere Material ein gefüllter oder glasfaser verstärkter Kunststoff ist.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsmittel Schrauben gewählt wurden.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsmittel Stifte oder Spannstifte gewählt wurden.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsmittel Bolzen gewählt wurden.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsmittel Nieten gewählt wurden.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsmittel Klebstoff gewählt wurde.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung auf Reibung beruht.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung mit Hilfe einer thermischen Verformung hergestellt wurde.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kombination von Verbindungsmitteln aus Anspruch 15 bis 24 verwendet wurden.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß es horizontal als Biegeträger belastet wird.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß es vertikal als Stütze belastet wird.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Materialien I-förmig verbaut werden.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien zu einem massiven Träger verbunden werden.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß es im Querschnitt eine mehreckige Kastenform darstellt.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß es im Querschnitt ein Faltwerk darstellt.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem steiferen Material unterspannt ist.
- Verbundsystem nach Anspruch 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kombination von Anspruch 25 bis 31 verwendet wird
Priority Applications (12)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007001651A DE102007001651A1 (de) | 2006-12-18 | 2007-01-11 | Verbundsysteme unter Verwendung von Kunststoffen in Kombination mit anderen Werkstoffen |
CA002671937A CA2671937A1 (en) | 2006-12-18 | 2007-09-03 | Composite support systems using plastics in combination with other materials |
RU2009127499/03A RU2009127499A (ru) | 2006-12-18 | 2007-09-03 | Композитные поддерживающие конструкции с применением пластмасс в комбинации с другими материалами |
PCT/EP2007/059158 WO2008074524A1 (de) | 2006-12-18 | 2007-09-03 | Verbundtragsysteme unter verwendung von kunststoffen in kombination mit anderen werkstoffen |
KR1020097012521A KR20090092282A (ko) | 2006-12-18 | 2007-09-03 | 다른 재료와 조합하여 플라스틱을 사용하는 복합 지지 시스템 |
EP07803145A EP2102428A1 (de) | 2006-12-18 | 2007-09-03 | Verbundtragsysteme unter verwendung von kunststoffen in kombination mit anderen werkstoffen |
BRPI0721071-0A BRPI0721071A2 (pt) | 2006-12-18 | 2007-09-03 | Sistemas de suporte compósitos usando plásticos em combinação com outros materiais |
AU2007334810A AU2007334810A1 (en) | 2006-12-18 | 2007-09-03 | Composite support systems using plastics in combination with other materials |
MX2009006568A MX2009006568A (es) | 2006-12-18 | 2007-09-03 | Sistemas de soporte compuestos utilizando sustancias plasticas en combinacion con otros materiales. |
US12/516,209 US20100018143A1 (en) | 2006-12-18 | 2007-09-03 | Composite support systems using plastics in combination with other materials |
JP2009541928A JP2010513755A (ja) | 2006-12-18 | 2007-09-03 | プラスチックを他の材料と組み合わせて使用した複合支持系 |
TW096147465A TW200833915A (en) | 2006-12-18 | 2007-12-12 | Composite load-bearing systems using plastics in combination with other materials |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006060160 | 2006-12-18 | ||
DE102006060160.2 | 2006-12-18 | ||
DE102007001651A DE102007001651A1 (de) | 2006-12-18 | 2007-01-11 | Verbundsysteme unter Verwendung von Kunststoffen in Kombination mit anderen Werkstoffen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007001651A1 true DE102007001651A1 (de) | 2008-06-19 |
Family
ID=38686654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102007001651A Withdrawn DE102007001651A1 (de) | 2006-12-18 | 2007-01-11 | Verbundsysteme unter Verwendung von Kunststoffen in Kombination mit anderen Werkstoffen |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20100018143A1 (de) |
EP (1) | EP2102428A1 (de) |
JP (1) | JP2010513755A (de) |
KR (1) | KR20090092282A (de) |
AU (1) | AU2007334810A1 (de) |
BR (1) | BRPI0721071A2 (de) |
CA (1) | CA2671937A1 (de) |
DE (1) | DE102007001651A1 (de) |
MX (1) | MX2009006568A (de) |
RU (1) | RU2009127499A (de) |
TW (1) | TW200833915A (de) |
WO (1) | WO2008074524A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008054628A1 (de) | 2008-12-15 | 2010-06-17 | Evonik Röhm Gmbh | Kraftschlüssige Verbindung zwischen Trägerbauteilen und Trägerelemente aus Kunststoff |
CH700137A1 (de) * | 2008-12-19 | 2010-06-30 | Swissfiber Ag | Biegeträger-verbundelement aus holz und faserverstärktem kunststoff. |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5558744B2 (ja) * | 2009-06-25 | 2014-07-23 | 株式会社Cfcデザイン | 複合材梁の接合構造 |
US8910455B2 (en) * | 2010-03-19 | 2014-12-16 | Weihong Yang | Composite I-beam member |
DE102011088147A1 (de) | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Evonik Industries Ag | Verbundkörper, umfassend ein Verbundmaterial |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2650850A1 (fr) * | 1989-08-09 | 1991-02-15 | Sipeg | Element de renforcement d'une poutre en bois existante, ses procedes et installation de fabrication, ses utilisations et poutre renforcee ainsi obtenue |
WO1995018277A1 (fr) * | 1993-12-23 | 1995-07-06 | Compagnie Generale D'innovation Et De Developpement Cogidev | Structure porteuse pouvant etre utilisee comme poteau ou poutre |
US5556673A (en) * | 1991-07-08 | 1996-09-17 | Compagnie Generale D'innovation Et De Developpement Cogidev | Transparent composite structural elements and methods for producing same |
DE19822417C2 (de) * | 1997-05-21 | 1999-08-12 | Erwin Fetterle | Bauteil mit erhöhter Festigkeit |
DE19530572C2 (de) * | 1995-04-15 | 2001-06-13 | Seele Gmbh | Gebäude-Tragkonstruktion |
WO2003023162A1 (en) * | 2001-09-12 | 2003-03-20 | Michel Palumbo | Structural element, in particular for the building industry |
DE10148269A1 (de) * | 2001-09-28 | 2003-04-17 | Ulrich Kraemer | Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
DE20208538U1 (de) * | 2002-05-29 | 2003-10-16 | Arnold Christian | Tragelement und hieraus herstellbares Stützgerüst |
WO2004022885A1 (en) * | 2002-09-03 | 2004-03-18 | Ian Nicholas Coles | Modular truss assembly |
DE10251651B3 (de) * | 2002-11-06 | 2004-04-08 | Feldmeier, Franz, Prof. Dr. | Profile für Fenster, Türen und Fassaden aus einer Werkstoffpaarung |
DE202004018766U1 (de) * | 2004-12-04 | 2005-03-31 | Seele Gmbh & Co Kg | Glasträger |
DE102004050214A1 (de) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Bauhaus-Universität Weimar Dezernat Forschungstransfer und Haushalt | Profil aus Glas-Kunststoff-Verbund |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3817010A (en) * | 1971-04-09 | 1974-06-18 | C Stegmuller | Beam strengthening method and apparatus |
DE2547897A1 (de) * | 1975-10-25 | 1977-05-05 | Karl Welte | Profiltraeger |
US4413459A (en) * | 1981-03-16 | 1983-11-08 | Boise Cascade Corporation | Laminated wooden structural assembly |
US5096525A (en) * | 1989-09-12 | 1992-03-17 | The Boeing Company | Apparatus and method for forming and bonding a thermoplastic part from thermoplastic blanks |
US5048256A (en) * | 1989-09-27 | 1991-09-17 | A/S Selvaagbygg | Composite beam |
GB9408884D0 (en) * | 1994-05-05 | 1994-06-22 | Ollis William J B | Building elements incorporation timber and insulation materials |
US5609006A (en) * | 1995-10-17 | 1997-03-11 | Boyer; Robert W. | Wall stud |
JP3786502B2 (ja) * | 1996-10-02 | 2006-06-14 | 宇部日東化成株式会社 | 繊維強化複合成形体およびその製造方法 |
ES2211070T3 (es) * | 1998-02-24 | 2004-07-01 | GLASFABRIK LAMBERTS GMBH & CO. KG | Elemento constructivo de vidrio para formar una seccion o elemento de pared, de tejado o de cubierta autosoportante. |
US20020157329A1 (en) * | 1998-12-11 | 2002-10-31 | Clarke Berdan | Resilient construction member and retrofit system using same |
AUPR704501A0 (en) * | 2001-08-14 | 2001-09-06 | University Of Southern Queensland, The | A method of manufacturing structural units |
JP2004060406A (ja) * | 2002-07-31 | 2004-02-26 | Nippon Oil Corp | Frp製構造用部材 |
ES2385983T3 (es) * | 2003-03-17 | 2012-08-06 | Tech-Wood International Ltd | Método para fabricar un perfil de plástico reforzado |
US7213379B2 (en) * | 2004-08-02 | 2007-05-08 | Tac Technologies, Llc | Engineered structural members and methods for constructing same |
JP2006125034A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Shoichi Hirata | 複合横架材 |
DE102005002302A1 (de) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Thyssenkrupp Steel Ag | Profilelement und Verwendungen eines solchen Profilelements |
JP2006328684A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Toray Ind Inc | 補強木材構造物 |
US20090249742A1 (en) * | 2007-05-11 | 2009-10-08 | International Contractors Services Llc | Composite construction beam |
US7628111B2 (en) * | 2007-06-11 | 2009-12-08 | Trinity Industries, Inc. | Temperature controlled railway car support post |
-
2007
- 2007-01-11 DE DE102007001651A patent/DE102007001651A1/de not_active Withdrawn
- 2007-09-03 AU AU2007334810A patent/AU2007334810A1/en not_active Abandoned
- 2007-09-03 MX MX2009006568A patent/MX2009006568A/es not_active Application Discontinuation
- 2007-09-03 US US12/516,209 patent/US20100018143A1/en not_active Abandoned
- 2007-09-03 JP JP2009541928A patent/JP2010513755A/ja active Pending
- 2007-09-03 WO PCT/EP2007/059158 patent/WO2008074524A1/de active Application Filing
- 2007-09-03 CA CA002671937A patent/CA2671937A1/en not_active Abandoned
- 2007-09-03 KR KR1020097012521A patent/KR20090092282A/ko not_active Application Discontinuation
- 2007-09-03 RU RU2009127499/03A patent/RU2009127499A/ru not_active Application Discontinuation
- 2007-09-03 EP EP07803145A patent/EP2102428A1/de not_active Withdrawn
- 2007-09-03 BR BRPI0721071-0A patent/BRPI0721071A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2007-12-12 TW TW096147465A patent/TW200833915A/zh unknown
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2650850A1 (fr) * | 1989-08-09 | 1991-02-15 | Sipeg | Element de renforcement d'une poutre en bois existante, ses procedes et installation de fabrication, ses utilisations et poutre renforcee ainsi obtenue |
US5556673A (en) * | 1991-07-08 | 1996-09-17 | Compagnie Generale D'innovation Et De Developpement Cogidev | Transparent composite structural elements and methods for producing same |
WO1995018277A1 (fr) * | 1993-12-23 | 1995-07-06 | Compagnie Generale D'innovation Et De Developpement Cogidev | Structure porteuse pouvant etre utilisee comme poteau ou poutre |
DE19530572C2 (de) * | 1995-04-15 | 2001-06-13 | Seele Gmbh | Gebäude-Tragkonstruktion |
DE19822417C2 (de) * | 1997-05-21 | 1999-08-12 | Erwin Fetterle | Bauteil mit erhöhter Festigkeit |
WO2003023162A1 (en) * | 2001-09-12 | 2003-03-20 | Michel Palumbo | Structural element, in particular for the building industry |
DE10148269A1 (de) * | 2001-09-28 | 2003-04-17 | Ulrich Kraemer | Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
DE20208538U1 (de) * | 2002-05-29 | 2003-10-16 | Arnold Christian | Tragelement und hieraus herstellbares Stützgerüst |
WO2004022885A1 (en) * | 2002-09-03 | 2004-03-18 | Ian Nicholas Coles | Modular truss assembly |
DE10251651B3 (de) * | 2002-11-06 | 2004-04-08 | Feldmeier, Franz, Prof. Dr. | Profile für Fenster, Türen und Fassaden aus einer Werkstoffpaarung |
DE102004050214A1 (de) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Bauhaus-Universität Weimar Dezernat Forschungstransfer und Haushalt | Profil aus Glas-Kunststoff-Verbund |
DE202004018766U1 (de) * | 2004-12-04 | 2005-03-31 | Seele Gmbh & Co Kg | Glasträger |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008054628A1 (de) | 2008-12-15 | 2010-06-17 | Evonik Röhm Gmbh | Kraftschlüssige Verbindung zwischen Trägerbauteilen und Trägerelemente aus Kunststoff |
CH700137A1 (de) * | 2008-12-19 | 2010-06-30 | Swissfiber Ag | Biegeträger-verbundelement aus holz und faserverstärktem kunststoff. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2102428A1 (de) | 2009-09-23 |
TW200833915A (en) | 2008-08-16 |
CA2671937A1 (en) | 2008-06-26 |
BRPI0721071A2 (pt) | 2014-02-04 |
AU2007334810A1 (en) | 2008-06-26 |
KR20090092282A (ko) | 2009-08-31 |
MX2009006568A (es) | 2009-10-26 |
WO2008074524A1 (de) | 2008-06-26 |
RU2009127499A (ru) | 2011-01-27 |
US20100018143A1 (en) | 2010-01-28 |
JP2010513755A (ja) | 2010-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2227605B1 (de) | Verfahren zum herstellen einer längsverbindung für holzbauteile sowie ein entsprechendes holzbauteil | |
DE102007001651A1 (de) | Verbundsysteme unter Verwendung von Kunststoffen in Kombination mit anderen Werkstoffen | |
DE4445018A1 (de) | Ein Verbindungssystem von Holzwerkstoffen und Werkstoffen jeder Art mit Hilfe von Klebern | |
WO2002044497A1 (de) | Verfahren zum befestigen von wärmedämmplatten sowie dübel dafür | |
DE10254043B4 (de) | Verbundkonstruktion hoher Tragfähigkeit | |
WO1999032738A1 (de) | Armierung für oberflächen von bauteilen oder bauwerken | |
DE2700089A1 (de) | Kraftschluessige verbindung von bauelementen | |
DE102006041305A1 (de) | Bauplatte und Verfahren zur Herstellung einer Bauplatte | |
CH707947A1 (de) | Bauteil, Verfahren zur Verbindung von Holzelementen, Computerprogramm. | |
DE2731604A1 (de) | Hochfeste leichtbauplatten, insbesondere fuer kleine bungalows,-krafteinleitung in sandwichplatten mit duenner beplankung | |
DE102009057795A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Befestigen eines Beschlagelements an einer Leichtbauplatte sowie entsprechendes Bauteil | |
EP2196592B1 (de) | Holzdeckenelement oder Holzwandelement aus von aneinander zusammengefügten Holzbrettern | |
WO2006114068A1 (de) | Bauelement aus stein oder glas | |
DE202007001771U1 (de) | Hohlkastenträger | |
DE102015001635A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Holz oder Holzwerkstoffen mit Klebstoff und Verbindungselementen | |
DE202011104783U1 (de) | Konstruktionsteile und Bauteile aus faserverstärktem Basaltgestein | |
EP3591130B1 (de) | Deckenkonstruktion | |
EP2664455A1 (de) | Plattenförmige Tragstruktur | |
DE2556016C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer lichtdurchlässigen und lichtstreuenden Kunstharzplatte in Sandwichbauweise | |
DE102007006123A1 (de) | Hohlkastenträger | |
DE102010035769A1 (de) | Kragarmverbindung | |
WO2008003276A2 (de) | Plattenförmiges bauelement | |
DE2051164A1 (de) | Fertigbau Verbundelement | |
CH700137A1 (de) | Biegeträger-verbundelement aus holz und faserverstärktem kunststoff. | |
DE202007005496U1 (de) | Plattenförmiges Bauelement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120801 |