DE102014118584A1

DE102014118584A1 - Balken für Bauzwecke

Info

Publication number: DE102014118584A1
Application number: DE102014118584.6A
Authority: DE
Inventors: Lung Ching Shih
Original assignee: Sucoot Ind Co; SUCOOT INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: Sucoot Ind Co; SUCOOT INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2014-05-09
Filing date: 2014-12-12
Publication date: 2015-11-12
Also published as: CN105089265A; TWM491702U; KR20150128576A; FR3020825A1; US20150322675A1; GB2526199A; SG10201503591YA; ES2550529B1; ES2550529A2; GB2526199B; KR20180041109A; ES2550529R1; JP5944469B2; GB201506479D0; CA2887970A1; FR3020825B1; AU2015202492A1; JP2015214880A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Balken für Bauzwecke, welcher einen Hauptkörper (20) umfasst, der länglich ausgebildet ist, wobei der Hauptkörper (20) zwei senkrechte Wände (21), eine obere Wand (22), die in Querrichtung an den oberen Rand der beiden senkrechten Wände (21) angeschlossen ist, und zwei untere Mauern (23) umfasst, die sich jeweils vom unteren Rand der beiden senkrechten Wände (21) nach innen erstrecken, wobei sich eine senkrechte Mauer (24) von der jeweiligen freien Kante der beiden unteren Mauern (23) nach oben in eine angemessene Höhe erstreckt, wobei zwischen den beiden senkrechten Wänden (21) des Hauptkörpers (20) eine Vielzahl von Trennbaugruppen (30) angeordnet ist, durch welche die beiden senkrechten Wände (21) so festgedrückt werden, dass sie in einem festen Abstand zueinander gehalten werden. Zum Anlegen von Holzlatten (70) an den Balken (10) können die Holzlatten (70) mittels einer Befestigungsbaugruppe (40) am Balken (10) befestigt werden, um das Anlegen von Formplatten (71) zu erleichtern. Zudem können zwei Balken (10) auch mittels einer Verbindungsbaugruppe (50) in axialer Richtung miteinander verbunden werden, um einen Stützbalken mit gewünschter Länge zu erhalten.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Gebrauchsgegenstand für Bauzwecke, insbesondere einen Balken für Bauzwecke.
Stand der Technik
Beim Bau eines Gebäudes wird üblicherweise Beton gegossen, um einen harten Teil des Gebäudes damit auszubilden. In der gängigen Bauweise werden beim Gießen von Fließbeton Holzlatten eingesetzt, um die Formplatten festzudrücken, wobei die Holzlatten durch Balken gestützt werden, damit die Formplatten dem Gewicht bzw. dem Druck des Betons widerstehen können.
Für Bauzwecke werden meistens Holz- und Metallbalken eingesetzt, wobei Holzbalken jedoch eine mangelhafte konstruktive Stärke aufweisen und nicht recycelbar sind, sodass beschädigte Holzbalken direkt weggeworfen werden und nicht für weitere Zwecke verwendbar sind. Aus diesem Grund sind Holzbalken hinsichtlich des Umweltschutzes keine gute Wahl.
Die herkömmlichen Metallbalken sind einfach profiliert und können deshalb nur einem geringen Druck widerstehen. Eine etwas größere Last führt häufig zu einer Verformung oder einem seitlichen Biegen des Balkens, sodass der Balken einer größeren Kraft nicht widerstehen kann.
Des Weiteren werden die beim Gießen von Fließbeton eingesetzten Formplatten durch die Holzlatten gestützt, die wiederum durch den Balken getragen werden. Jedoch ist sowohl bei Holzbalken als auch bei Metallbalken keine Vorrichtung zur Befestigung der Holzlatten vorgesehen, sodass die Holzlatten bei einem heftigeren Gießen von Fließbeton vibrieren und sich dadurch von den ursprünglichen Stellen lösen und verschieben können oder sogar vom Balken herunterfallen können, wodurch die Formplatten zerlegt werden, sodass der Beton herausläuft. Darüber hinaus sind die herkömmlichen Balken in einer festgelegten Länge gefertigt und können nicht für eine größere Gesamtlänge miteinander verbunden werden. Ist der mit Fließbeton zu begießende Bereich länger als ein Balken, so werden die Balken so angebracht, dass die Formplatten durch asymmetrische, versetzt angeordnete Balken gestützt werden, wodurch verschiedene Teile der Formplatten mit unterschiedlichen Kräften gestützt werden.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Balken für Bauzwecke zu schaffen, der stärker belastbar und robuster ist und dadurch eine längere Lebensdauer aufweist.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, einen Balken für Bauzwecke zu schaffen, der im Zusammenwirken mit mehreren Befestigungsbaugruppen Holzlatten trägt, sodass Formplatten an den Holzlatten angelegt werden können.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, einen Balken für Bauzwecke zu schaffen, der im Zusammenwirken mit einer Verbindungsbaugruppe in axialer Richtung an einem weiteren Balken anschließbar ist, sodass mehrere Balken für eine gewünschte Fläche, in der Beton vergossen werden soll, wahlweise zu einem längeren Stützbalken zusammengeschlossen werden können.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Balken für Bauzwecke, der Folgendes umfasst:
einen Hauptkörper, der länglich ausgebildet ist und ein Einzelprofil aufweist, wobei der Hauptkörper zwei senkrechte Wände, eine obere Wand, die an den oberen Rand der beiden senkrechten Wände angeschlossen ist, und zwei untere Mauern aufweist, wobei sich die beiden unteren Mauern jeweils vom unteren Rand der beiden senkrechten Wände horizontal nach innen erstrecken, wobei sich jeweils eine senkrechte Mauer von der freien Kante der beiden unteren Mauern nach oben in eine angemessene Höhe erstreckt,
eine Vielzahl von Trennbaugruppen, die zwischen den beiden senkrechten Wänden des Hauptkörpers angeordnet sind, wobei die beiden Enden der jeweiligen Trennbaugruppen jeweils fest gegen die beiden senkrechten Wände drücken, und
eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen, die durch die beiden senkrechten Wände des Hauptkörpers verlaufen.
Erfindungsgemäß sind die Trennbaugruppen an den beiden senkrechten Wänden des Hauptkörpers angeordnet, wobei die beiden senkrechten Wände durch die Trennbaugruppen so festgedrückt werden, dass sie in einem bestimmten Abstand zueinander gehalten werden und sich somit unter einer Kraftlast nicht leicht absenken oder verformen.
Die Durchgangsöffnung des Balkens kann im Zusammenwirken mit einem durchgeführten Verbindungselement mit einer Befestigungsbaugruppe verbunden werden, mit welcher eine Holzlatte befestigt werden kann und somit nicht unerwünscht wackelt. Daher werden die Formplatten optimal gestützt, sodass die Bauarbeiten ungehindert ausgeführt werden können.
Ein Ende des Balkens kann mittels mindestens einer Schraubbaugruppe an einem Ende einer Verbindungsbaugruppe angeschlossen werden, wobei das andere Ende des Balkens an einem weiteren Balken angeschlossen ist. Auf diese Weise werden Balken in axialer Richtung aneinander angeschlossen und zu einem Stützbalken mit gewünschter Länge für die mit Fließbeton zu begießende Fläche zusammengebaut, um Formplatten zu stützen. Die Stützbalken können regelmäßig angeordnet sein, damit die Formplatten gleichmäßig optimal abgestützt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Balkens für Bauzwecke,
2 zeigt eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Balkens aus 1,
3A zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 3-3 aus 1,
3B zeigt eine weitere Schnittansicht des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels,
4A und 4B zeigen jeweils eine perspektivische Ansicht einer Befestigungsbaugruppe,
5 zeigt den Zustand, in dem der erfindungsgemäße Balken mit Befestigungsbaugruppen verbunden ist,
6 zeigt eine schematische Darstellung, wobei Holzlatten an den erfindungsgemäßen Balken angeordnet sind,
7 zeigt eine Frontansicht der 6,
8 zeigt eine perspektivische Ansicht zweier erfindungsgemäßer Balken und einer Verbindungsbaugruppe,
9 zeigt die Verbindung des erfindungsgemäßen Balkens mit der Verbindungsbaugruppe,
10 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 10-10 aus 9,
11 zeigt eine perspektivische Ansicht zweier in axialer Richtung aneinander angeschlossener erfindungsgemäßer Balken,
12 zeigt eine Schnittansicht eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Balkens für Bauzwecke,
13 zeigt ein Kurvendiagramm zum Vergleich des erfindungsgemäßen Balkens mit vier herkömmlichen Balken,
14 zeigt eine Tabelle zum Vergleich des erfindungsgemäßen Balkens mit vier herkömmlichen Balken.
Wege der Ausführung der Erfindung
Im Folgenden werden die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die Erfindung soll nicht auf die Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschränkt werden.
Wie in 1 bis 3 gezeigt, umfasst der erfindungsgemäße Balken für Bauzwecke gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel einen Hauptkörper 20 und eine Vielzahl von Trennbaugruppen 30.
Der Hauptkörper 20 ist als länglicher Körper aus Metall ausgebildet und weist ein Einzelprofil auf, wobei die Profilstruktur zwei in einem angemessenen Abstand parallel angeordnete senkrechte Wände 21, eine in Querrichtung an den oberen Rand der beiden senkrechten Wände 21 angeschlossene obere Wand 22 und zwei sich vom unteren Rand der beiden senkrechten Wände 21 horizontal nach innen erstreckende untere Mauern 23 aufweist, wobei sich jeweils eine senkrechte Mauer 24 an der freien Kante der beiden unteren Mauern 23 nach oben in eine angemessene Höhe erstreckt. Es ist eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 25 beabstandet in Längsrichtung des Hauptkörpers 20 angeordnet, welche durch die beiden senkrechten Wände 21 verlaufen, wobei sich die Durchgangsöffnungen 25 nahe dem oberen Rand der beiden senkrechten Wände 21 befinden. Mindestens zwei Verbindungsöffnungen 27 verlaufen durch die beiden senkrechten Wände 21 und befinden sich jeweils nahe den beiden Enden des Hauptkörpers 20, wobei an jedem Ende des Hauptkörpers 20 zwei Verbindungsöffnungen 27 vorgesehen sind, die in Längsrichtung des Hauptkörpers 20 angeordnet sind. Eine vorgegebene Anzahl von Verstärkungsteilen 211, welche zwischen den beiden senkrechten Wänden 21 angeordnet sind, ist durch Stanzen uneben ausgebildet, wobei im Zentrum der jeweiligen Verstärkungsteile 211 ein Loch ausgebildet ist. Eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen 28 verläuft durch die beiden senkrechten Wände 21.
Betrachtet man dieselbe Seite des Hauptkörpers 20, so ist zwischen der senkrechten Wand 21, der unteren Mauer 23 und der senkrechten Mauer 24 eine Aufnahme 26 ausgebildet.
In diesem Ausführungsbeispiel sind vier Trennbaugruppen 30 im Hauptkörper 20 in einem gleichen Abstand angeordnet, wobei jede Trennbaugruppe 30 ein Trennelement 31 und eine Begrenzungsbaugruppe umfasst.
Das Trennelement 31 ist als Rohr ausgebildet und weist einen Durchbruch 32 auf. Die Trennelemente 31 sind im Hauptkörper 20 angeordnet, wobei die beiden Enden der jeweiligen Trennelemente 31 gegen die Innenwände der beiden senkrechten Wände 21 drücken. Wie in 3A gezeigt, ist der Durchbruch 32 einer Durchgangsbohrung 28 des Hauptkörpers 20 entsprechend ausgeführt. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Begrenzungsbaugruppen um Schraubbaugruppen, die jeweils einen Gewindebolzen 36 und eine Schraubenmutter 37 aufweisen, wobei die Schäfte der Gewindebolzen 36 der Begrenzungsbaugruppen durch die Durchbrüche 32 der Trennelemente 31 und die Durchgangsbohrungen 28 der beiden senkrechten Wände 21 geführt werden und sodann in die Schraubenmuttern 37 eingeschraubt werden, um die Trennelemente 31 zwischen den beiden senkrechten Wänden 21 zu sichern. Wie in 3A gezeigt, bilden die beiden Enden des Trennelements 31 zwei innere Abstützränder 33 der Begrenzungsbaugruppe, die gegen die inneren Wandflächen der beiden senkrechten Wände 21 drücken. Das Kopfteil des Gewindebolzens 36 und die Schraubenmutter 37 bilden jeweils zwei äußere Abstützränder 34 der Begrenzungsbaugruppe, die gegen die äußeren Wandflächen der beiden senkrechten Wände 21 drücken, sodass die beiden senkrechten Wände in einem festen Abstand gehalten werden und sich nicht annähern oder voneinander entfernen könbnen, wodurch die Steifigkeit und die Stabilität des Hauptkörpers sichergestellt werden.
Es ist denkbar, dass die Begrenzungsbaugruppen als Nieten 38 ausgebildet sind. Wie in 3B gezeigt, sind die Nieten 38 durch die Durchbrüche 32 der Trennelemente 31 und durch die Durchgangsbohrungen 28 der beiden senkrechten Wände 21 geführt, wobei die beiden Enden der Nieten 38 die äußeren Abstützränder 34 bilden, die gegen die äußeren Wandflächen der beiden senkrechten Wände 21 drücken, um die beiden senkrechten Wände 21 in einem festen Abstand zu positionieren.
Wie aus 4 und 5 ersichtlich, ist mindestens eine Befestigungsbaugruppe 40 vorgesehen, die eine Platte 41, zwei senkrechte Wände 43 und zwei überstehende Wände 45 umfasst. Die Platte 41 ist rechteckig ausgebildet und weist vier Seiten 42 auf. Die beiden senkrechten Wände 43 sind parallel zueinander an einem Paar von Seiten 42 der Platte 41 angeordnet und erstrecken sich nach oben. Die beiden überstehenden Wände 45 sind an einem weiteren Paar von Seiten angeordnet und erstrecken sich nach unten. Zwischen der Platte 41 und den beiden überstehenden Wänden 43 wird ein Aufnahmeraum 47 ausgebildet. Die Befestigungsbaugruppe 40 ist an dem Balken 10 über dessen beiden länglichen Seiten angeordnet, und die Platte 41 steht mit der oberen Wand 22 in Kontakt. Die beiden überstehenden Wände 45 stehen jeweils mit den beiden senkrechten Wänden 21 des Hauptkörpers 20 in Kontakt. Ein Verbindungselement 48 ist durch die Verbindungslöcher 46 der beiden überstehenden Wände 45 und durch die Durchgangsöffnungen 25 der beiden senkrechten Wände 21 geführt, wobei an einem Ende des Verbindungselements 48 ein Blockierteil 481 vorgesehen ist, während an dem anderen Ende des Verbindungselements 48 ein Blockierelement 482 schwenkbar gelagert ist, wobei sich das Blockierelement 482 selbsttätig lotrecht dreht, nachdem das Verbindungselement 48 durch die beiden überstehenden Wände 45 und die beiden senkrechten Wände 21 geführt wurde, wie in 4A gezeigt wird, sodass sich das Verbindungselement 48 von der Befestigungsbaugruppe löst. Die Befestigungsbaugruppe 40 kann mittels des Verbindungselements 48 an den Balken 10 angeschlossen werden.
In 6 ist der Einsatzzustand des Ausführungsbeispiels dargestellt. Mehrere Balken 10 sind in einem angemessenen Abstand parallel zueinander angeordnet, wobei an jedem Balken mehrere Befestigungsbaugruppen 40 angebracht sind. Eine Vielzahl von Holzlatten 70 überbrückt die Aufnahmeräume 47 der Befestigungsbaugruppen 40 der Balken 10, wobei ein Riegel 49 durch die Befestigungsöffnungen 44 der senkrechten Wände 43 der Befestigungsbaugruppe geführt (siehe 4) ist, um die Holzlatte 70 zu sichern, wobei der Riegel 49 ein Mittel zur Befestigung oder zum Anschlagen sein kann, wie z.B. ein Schraubbolzen, eine selbstschneidende Schraube oder ein Nagel. Wenn die Holzlatte 70 und die Befestigungsbaugruppe 40 miteinander verbunden sind, wird außerdem eine Formplatte 71 auf die Holzlatte 70 gelegt, wie in 7 gezeigt wird. Bezugnehmend auf 7 wird der Fließbeton oberhalb der Formplatte 71 gegossen, wobei das Gewicht des Betons die Formplatte 71 gleichmäßig belastet, wobei die Formplatte 71 wiederum das Gewicht des Betons auf die Holzlatten 70 verteilt, wobei die Holzlatten 70 wiederum das Gewicht auf die Balken 10 verteilen. Da die Holzlatten 70 durch die Befestigungsbaugruppen 40 befestigt sind, verschieben sie sich trotz des Krafteintrags durch den Fließbetons nicht leicht und erhalten dadurch eine höhere Belastbarkeit. Die senkrechten Wände 21 und die senkrechten Mauern 24 der Balken 10 befinden sich genau in Richtung der Schwerkraft des Fließbetons, sodass die Balken das Gewicht tragen können. Die zwischen den senkrechten Wänden 21 der Balken 10 angeordneten Trennelemente 31 bewirken somit, dass die beiden senkrechten Wände 21 durch die inneren Abstützränder 33, welche an beiden Enden des Trennelements 31 ausgebildet sind, derart gestützt werden, dass sie in einem bestimmten Abstand zueinander gehalten werden und sich somit nicht nach innen zusammenziehen. Die äußeren Abstützränder 34 einer Begrenzungsbaugruppe (beispielsweise der Kopf eines Gewindebolzens 36 und eine Schraubenmutter 37) drücken gegen die Außenwandflächen der beiden senkrechten Wände 21, um die beiden senkrechten Wände in einem bestimmten Abstand festzuhalten und sie dadurch an der Ausweitung und Verformung zu hindern. Auf diese Weise werden die beiden senkrechten Wände 21 in einem bestimmten Abstand gehalten, wodurch eine gewisse konstruktive Stärke der Balken 10 sichergestellt wird. Ferner tragen die Verstärkungsteile 211 des Balkens 10 zu einer höheren Belastbarkeit des Balkens bei. Die beiden senkrechten Wände 21 und die beiden senkrechten Mauern 24 des Balkens liegen einander gegenüber und sind parallel zueinander und befinden sich in Richtung des Drucks des Fließbetons, wobei diese Ausgestaltung zur Erhöhung der konstruktiven Stärke der Balken 10 beiträgt, sodass die Balken 10 einem größeren Vorwärtsdruck standhalten können.
Soll ein größerer Bereich mit Fließbeton ausgegossen werden, so werden längere Balken 10 benötigt. Wie in 8 gezeigt, stellt die Erfindung eine Verbindungsbaugruppe 50 bereit, mit welcher zwei Balken 10 miteinander axial verbunden werden können. Somit können Balken 10 zu einer solchen Länge zusammengesetzt werden, dass diese Balken 10 dann stark genug sind, die Formplatte zu stützen. Somit wird die Belastbarkeit der zusammengesetzten Balken 10 erhöht.
Wie aus 8 ersichtlich, entsprechen die Bauteile des Balkens 10 denen des ersten Ausführungdbeispiels, wobei die gleichen Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet werden.
Bei der Verbindungsbaugruppe 50 handelt es sich um eine Baugruppe aus Metall, die einen Grundkörper 51 umfasst, der als hohler länglicher Körper ausgebildet ist und einen Einzelschnitt (z.B. rechteckig) aufweist, wobei vier Durchgangslöcher 53 quer durch zwei Seitenflächen 52 des Grundkörpers 51 verlaufen und sich jeweils nahe den beiden Enden des Grundkörpers 51 befinden, wobei die Durchgangslöcher 53 in Längsrichtung des Grundkörpers 51 angeordnet sind.
Die Verbindungsbaugruppe 50 umfasst ferner zwei Verbindungselemente 55, die einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei das Verbindungselement 55 zwei in einem angemessenen Abstand parallel zueinander angeordnete senkrechte Füße 56 und eine obere Platte 57 umfasst, wobei die obere Platte 57 in Querrichtung mit den oberen Rändern der beiden Füße 56 verbunden ist. Die beiden Verbindungselemente 55 sind jeweils mit ihrer oberen Platte 57 an der unteren Wand 54 des Grundkörpers 51 befestigt. Die beiden Füße 56 sind an der Unterseite des Grundkörpers 51 ausgebildet.
Erfindungsgemäß sind vier Schraubenbaugruppen 60 vorgesehen, die jeweils einen Gewindebolzen 62 und eine Schraubenmutter 64 umfassen.
Für die axiale Verbindung zweier Balken 10 wird auf 9 bis 11 verwiesen. Die beiden Enden der Verbindungsbaugruppe 50 werden jeweils so an ein Ende der beiden Balken 10 gefügt, dass die beiden Füße 56 des Verbindungselements 55 jeweils in den beiden Aufnahmeräumen 26 aufgenommen werden, wobei die Verbindungsöffnungen 27 an einem Ende der beiden Balken 10 hinsichtlich der Position jeweils den Durchgangslöchern 53 an einem Ende der Verbindungsbaugruppe 50 entsprechen. Anschließend werden die Gewindebolzen 62 der vier Schraubenbaugruppen 60 jeweils durch die Verbindungsöffnungen 27 der Balken 10 und die Durchgangslöcher 53 der Verbindungsbaugruppe 50 geführt und dann mit den Schraubenmuttern 64 verschraubt. Somit werden die beiden Balken 10 mit der Verbindungsbaugruppe 50 fest verbunden.
Mittels der Verbindungsbaugruppen 50 können mehr als zwei Balken 10 miteinander axial verbunden werden, wobei eine stabile Verbindung zwischen zwei Balken 10 und einer Verbindungsbaugruppe 50 gewährleistet wird. Vorzugsweise drücken die beiden Füße 56 gegen die unteren Mauern 23 des Hauptkörpers 20, wie aus 10 zu entnehmen ist, während das obere Ende der Verbindungsbaugruppe 50 auch gegen die obere Wand 22 des Grundkörpers 20 drücken kann. Auf diese Weise trägt die Verbindungsbaugruppe 50 auch zur Erhöhung der Belastbarkeit des Hauptkörpers 20 bei, sodass der Balken 10 die Formplatte effektiver stützen kann. Nachdem mehr als zwei Balken 10 axial zusammengesetzt worden sind, können mehr Holzlatten 70 durch Einsatz von einer Vielzahl von Befestigungsbaugruppen 40 befestigt werden, um längere Holzplatten stützen zu können. 12 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Balkens 10, wobei die gleichen Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Trennbaugruppe 30 als ein längliches (rohr- oder säulenförmiges) Trennelement 39 ausgebildet, das durch die Durchgangsbohrungen 28 der beiden senkrechten Wände 21 des Hauptkörpers 20 geführt ist. An den Außenumfangsflächen der beiden Enden des Trennelements 39 sind jeweils ein innerer Abstützrand 33 und ein äußerer Abstützrand 34 ausgebildet, die jeweils gegen die Innen- und die Außenwandfläche der beiden senkrechten Wände 21 drücken, sodass die beiden senkrechten Wände 21 in einem bestimmten Abstand zueinander gehalten werden, wodurch die Festigkeit und Stabilität des Balkens sichergestellt wird.
Der erfindungsgemäße Balken ist vorteilhafter als die handelsüblichen Balken. Im Folgenden werden der erfindungsgemäße Balken und vier herkömmliche Balken A, B, C und D hinsichtlich des Moments und der mit einem Einheitspreis erzielbaren Leistung verglichen.
13 zeigt ein Diagramm zum Vergleich des erfindungsgemäßen Balkens mit vier herkömmlichen Balken. Je dicker die mit Fließbeton zu begießende Geschossdecke ist, desto geringer ist der Abstand zwischen den Balken. Je größer das Moment des Balkens ist, desto höher ist die Belastbarkeit des Balkens und desto bruchfester ist der Balken. So kann ein Balken mit größerem Moment eine größere Last tragen, und der Abstand zwischen den Balken ist auch größer. Die Rechenformel des Moments (M) lautet: Moment (M) = Dehngrenze (Fy)·Widerstandsmoment (Z).
Es wird zusätzlich auf 14 verwiesen. Die Dehngrenze (Fy) des aus Stahl Q390 hergestellten Balkens (abgekürzt Top Beam genannt) gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt bei 4.000 kgf/cm² und dessen Widerstandsmoment (Z) liegt bei 26,2 cm³, sodass sich das Moment (M) des erfindungsgemäßen Balkens als 4.000·26,2 = 104.800 kgf – cm ergibt. Der Balken wiegt 6 Kilogramm pro Meter und kostet 45 NTD (New Taiwan Dollar) pro Kilogramm. So bringt der Einheitspreis des erfindungsgemäßen Balkens eine Leistung von 388,15 kgf – cm/NTD hervor (104.800/(6 kg/m·45 NTD/kg) = 388,15 kgf – cm/NTD).
Der Balken A (EFCO E-beam) weist einen trapezförmigen Querschnitt auf, wobei die Dehngrenze (Fy) des Balkens A bei 3.600 kgf/cm² und das Widerstandsmoment (Z) des Balkens A bei 28,6 cm³ liegt. So ergibt sich das Moment (M) des Balkens A: 3.600·28,6 = 102.960 kgf – cm. Der Balken A wiegt 5,5 kg/m und kostet 106,7 NTD/kg. So bringt der Einheitspreis des Balkens A eine Leistung von 175,40 kgf – cm/NTD hervor (102.960/(5,5 kg/m·106,7 NTD/kg) = 175,40 kgf – cm/NTD).
Der Balken B (mit zwei rinnenförmigen leichten Stahlleisten) weist einen Querschnitt auf, der im Wesentlichen in Form eines um 90° gedrehten H profiliert ist, wobei die Dehngrenze (Fy) des Balkens B bei 2.500 kgf/cm² und das Widerstandsmoment (Z) des Balkens B bei 33,6 cm³ liegt. So ergibt sich für das Moment (M) des Balkens B: 2.500·33,6 = 84.000 kgf – cm. Der Balken B wiegt 8,2 kg/m und kostet 28 NTD/kg. So bringt der Einheitpreis des Balkens B eine Leistung von 365,85 kgf – cm/NTD hervor (84.000/(8,2 kg/m·28 NTD/kg) = 365,85 kgf – cm/NTD).
Der Balken C (H20 Holzbalken) ist ein Holzbalken, durch dessen Test sich ein Moment (M) von 50.968 kgf – cm ergibt. Der Balken C wiegt 4,7 kg/m und kostet 83 NTD/kg. So bringt der Einheitspreis des Balkens C eine Leistung von 130,65 kgf – cm/NTD hervor (50.968/(4,7 kg/m·83 NTD/kg) = 130,65 kgf – cm/NTD).
Der Balken D (mit einer rinnenförmigen leichten Stahlleiste) ist ein C-förmiger Balken, wobei die Dehngrenze (Fy) des Balkens D bei 2.500 kgf/cm² und das Widerstandsmoment (Z) des Balkens D bei 16,8 cm³ liegt. So ergibt sich für das Moment (M) des Balkens D: 2.500·16,8 = 42.000 kgf – cm. Der Balken D wiegt 4,1 kg/m und kostet 28 NTD/kg. So bringt der Einheitspreis des Balkens D eine Leistung von 365,85 kgf – cm/NTD hervor (42.000/(4,1 kg/m·28 NTD/kg) = 365,85 kgf – cm/NTD).
Nach dem Moment (M) aller Balken ergibt sich folgende Reihenfolge:
der erfindungsgemäße Balken (Top Beam) > Balken A(EFCO E-beam) > Balken B(mit zwei rinnenförmigen leichten Stahlleisten) > Balken C (H20 Holzbalken) > Balken D (mit einer rinnenförmigen leichten Stahlleiste), wobei der erfindungsgemäße Balken das beste Moment aufweist und mit anderen Worten am stärksten belastbar ist.
Nach der mit dem Einheitpreis hervorzubringenden Leistung aller Balken ergibt sich folgende Reihenfolge: der erfindungsgemäße Balken (Top Beam) > Balken B(mit zwei rinnenförmigen leichten Stahlleisten) = Balken D (mit einer rinnenförmigen leichten Stahlleiste) > Balken A(EFCO E-beam) > Balken C (H20 Holzbalken), wobei der erfindungsgemäße Balken wieder das beste Ergebnis erzielt. Dies bedeutet, dass bei gleichen Kosten der erfindungsgemäße Balken die größte Stützkraft bereitstellt. Zudem beträgt der Meterpreis des erfindungsgemäßen Balkens weniger als die Hälfte des Meterpreises des Balkens A, der das zweitgrößte Moment aufweist. Dies bedeutet, dass mit gleichen Kosten nur ein Balken A, aber zwei erfindungsgemäße Balken erworben werden können, wobei zwei parallel zusammengesetzte erfindungsgemäße Balken ein viel größeres Moment als der Balken A hervorbringen können, aber weniger als ein Balken A kosten. So erweist sich der erfindungsgemäße Balken als konstruktiv stark und weist ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis auf.
Gemäß der Statistik kann ein Mensch durchschnittlich auf einmal nicht mehr als 25 Kilogramm tragen. Drei einheitlich zusammengesetzte erfindungsgemäße Balken und die zugehörigen Verbindungsbaugruppen wiegen insgesamt nicht mehr als 23 Kilogramm. So kann ein Mensch den erfindungsgemäßen Balken problemlos tragen. So erweist sich der erfindungsgemäße Balken als konstruktiv stark, weist ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis sowie ein angemessenes Gewicht auf, sodass die Bauarbeiter beim Tragen der Balken nicht überlastet werden.
Bezugszeichenliste

10: Balken
20: Hauptkörper
21: senkrechte Wand
211: Verstärkungsteil
22: obere Wand
23: untere Mauer
24: senkrechte Mauer
25: Durchgangsöffnung
26: Aufnahme
27: Verbindungsöffnung
28: Durchgangsbohrung
30: Trennbaugruppe
31: Trennelement
32: Durchbruch
33: innerer Abstützrand
34: äußerer Abstützrand
36: Gewindebolzen
37: Schraubenmutter
38: Niete
39: Trennelement
40: Befestigungsbaugruppe
41: Platte
42: Seite
43: senkrechte Wand
44: Befestigungsöffnung
45: überstehende Wand
46: Verbindungsloch
47: Aufnahmeraum
48: Verbindungselement
481: Blockierteil
482: Blockierelement
49: Riegel
50: Verbindungsbaugruppe
51: Grundkörper
52: Seitenfläche
53: Durchgangsloch
54: untere Wand
55: Verbindungselement
56: Fuß
57: obere Platte
60: Schraubbaugruppe
62: Gewindebolzen
64: Schraubenmutter
70: Holzlatte
71: Formplatte

Claims

Balken für Bauzwecke mit: – einem Hauptkörper (20), der länglich ausgebildet ist, wobei der Hauptkörper (20) zwei senkrechte Wände (21) umfasst, die in einem angemessenen Abstand parallel zueinander angeordnet sind eine obere Wand (22), die in Querrichtung an den oberen Rand der beiden senkrechten Wände (21) angeschlossen ist, und zwei untere Mauern (23), die sich jeweils vom unteren Rand der beiden senkrechten Wände (21) horizontal nach innen erstrecken, wobei sich eine senkrechte Mauer (24) von der jeweiligen freien Kante der beiden unteren Mauern (23) nach oben in eine angemessene Höhe erstreckt, – einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen (28), die durch die beiden senkrechten Wände (21) des Hauptkörpers (20) verlaufen, und – einer Vielzahl von Trennbaugruppen (30), die durch die Durchgangsbohrungen (28) der beiden senkrechten Wände (21) des Hauptkörpers (20) geführt sind, wobei an den beiden Enden der Trennbaugruppen (30) jeweils ein innerer Abstützrand (33) und ein äußerer Abstützrand (34) vorgesehen sind, wobei die beiden inneren Anstützränder (33) der Trennbaugruppe (30) jeweils gegen die inneren Wandflächen der beiden senkrechten Wände (21) und die beiden äußeren Abstützränder (34) jeweils gegen die äußeren Wandflächen der beiden senkrechten Wände (21) drücken.
Balken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Trennbaugruppe (30) um ein längliches Trennelement (39) handelt, wobei die beiden inneren Abstützränder (33) und die beiden äußeren Abstützränder (34) jeweils an beiden Enden des Trennelements (39) angeordnet sind.
Balken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennbaugruppen (30) jeweils ein Trennelement (31) und eine Begrenzungsbaugruppe umfassen, wobei das Trennelement (31) rohrförmig ausgebildet ist und einen Durchbruch (32) aufweist, die Begrenzungsbaugruppe zwei Enden aufweist und durch die Durchgangsbohrungen (28) der beiden senkrechten Wände (21) und den Durchbruch (32) des Trennelements (31) geführt ist, die beiden Enden des Trennelements (31) die beiden inneren Abstützränder (33) bilden, und die beiden Enden der Begrenzungsbaugruppe die beiden äußeren Abstützränder (34) bilden.
Balken nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsbaugruppe einen Gewindebolzen (36) und eine Schraubenmutter (37) umfasst, wobei der Gewindebolzen (36) ein Kopfteil aufweist, wobei das Kopfteil des Gewindebolzens (36) und die Schraubenmutter (37) die beiden äußeren Abstützränder (34) bilden.
Balken nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsbaugruppe als eine Niete (38) ausgeführt ist, deren beide Enden die beiden äußeren Abstützränder bilden.
Balken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Hauptkörper eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (25) in Längsrichtung des Hauptkörpers in einem gleichen Abstand angeordnet ist, wobei die Durchgangsöffnungen (25) durch die beiden senkrechten Wände (21) verlaufen und sich nahe dem oberen Rand des Hauptkörpers (20) befinden.
Balken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Hauptkörper eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (25) in Längsrichtung des Hauptkörpers angeordnet ist, wobei die Durchgangsöffnungen (25) durch die beiden senkrechten Wände (21) verlaufen, und der Balken ferner eine Befestigungsbaugruppe (40) umfasst, die eine Platte (41), zwei senkrechte Wände (43) und zwei überstehende Wände (45) umfasst, wobei die Platte (41) mindestens vier Seiten (42) aufweist, wobei die beiden senkrechten Wände (43) an einem Paar der Seiten (42) der Platte (41) angeordnet sind und sich von der Platte (41) nach oben erstrecken, wobei zwischen der Platte (41) und den beiden senkrechten Wänden (43) ein Aufnahmeraum (47) ausgebildet ist, wobei die beiden überstehenden Wände (45) an dem anderen Paar der Seiten (42) der Platte (41) angeordnet sind und sich von der Platte (41) nach unten erstrecken, wobei an der überstehenden Wand (45) mindestens ein Verbindungsloch (46) vorgesehen ist, wobei die Befestigungsbaugruppe (40) an der oberen Wand (22) des Hauptkörpers (20) angebracht ist, wobei die Verbindungslöcher (46) der beiden überstehenden Wände (45) und die Durchgangsöffnungen (25) der beiden senkrechten Wände (21) des Hauptkörpers (20) mittels mindestens eines durchgeführten Verbindungselements (48) miteinander verbunden sind.
Balken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der senkrechten Wand (21), der unteren Mauer (23) und der senkrechten Mauer (24) an derselben Seite des Hauptkörpers eine Aufnahme (26) ausgebildet ist, und der Balken ferner eine Verbindungsbaugruppe (50) umfasst, die einen Grundkörper (51), der als hohler länglicher Körper ausgebildet ist, und zwei an der unteren Fläche des Hauptkörpers angeordnete senkrechte Füße (56) aufweist, wobei ein Ende der Verbindungsbaugruppe (50) in den Hauptkörper eingesteckt ist, wobei sich die beiden Füße (56) jeweils in den Aufnahmen (26) befinden.
Balken nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Verbindungsöffnungen (27) durch die beiden senkrechten Wände (21) des Hauptkörpers (20) geführt sind und sich jeweils nahe den beiden Enden des Hauptkörpers (20) befinden, zwischen der senkrechten Wand, der unteren Mauer und der senkrechten Mauer an derselben Seite des Hauptkörpers eine Aufnahme (26) ausgebildet ist, und der Balken ferner eine Verbindungsbaugruppe (50) umfasst, die einen Grundkörper (51), der als hohler länglicher Körper ausgebildet ist, mindestens ein Verbindungselement (55), welches zwei senkrechte Füße (56) aufweist, und eine obere Platte (57) umfasst, die an die beiden Füße (56) angeschlossen ist, wobei das Verbindungselement (55) an der unteren Fläche des Grundkörpers (51) befestigt ist, wobei ein Ende der Verbindungsbaugruppe (50) in den Hauptkörper eingesteckt ist, wobei mindestens zwei Durchgangslöcher (53) in Querrichtung durch die beiden Seitenflächen der Verbindungsbaugruppe (50) verlaufen und sich jeweils nahe den beiden Enden der Verbindungsbaugruppe (50) befinden, wobei ein Ende der Verbindungsbaugruppe (50) in den Hauptkörper eingesteckt ist, wobei die Durchgangslöcher (53) an einem Ende der Verbindungsbaugruppe (50) und die Verbindungsöffnungen (27) an einem Ende des Hauptkörpers mittels mindestens einer Schraubbaugruppe (60) miteinander verbunden sind.
Balken nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher (53) der Verbindungsbaugruppe (50) am Grundkörper (51) angeordnet sind.