-
Sheddach aus randsteglosen, gewölbten Betonschalen, z. B. Kegelschalen
Die Erfindung bezieht sich auf für Hallenbauten bestimmte Sheddächer, welche aus
gewölbten, durch Binder versteiften Betonschalen bestehen, die schiefgestellt hintereinandergereiht
sind. Die Gurte der Binder bestehen bei derartigen bekannten Dachkonstruktionen
aus den Randstegen -der aus Stahlbeton gefertigten Betonschalen; zwischen den Bindergurten
isind besondere Bauteile, die Ober- und Untergurt der Binder .statisch vereinigen
und zur Aufnahme der Shedfensterverglasung dienen, angeordnet. Diese Sheddächer
sind .in ihrer Anordnung vorteilhaft in bezug auf die Belichtung der Hallen, fertigungstechnisch
ist jedoch nachteilig, daß die Randstege in umständlicher Weise eingeschalt und
mit starken Bewehrungseinlagen versehen werden müssen, um die dort auftretenden
Kräfte aufzunehmen, wobei für eine möglichst ,genaue Anordnung der Bewehrungastäbe
Sorge getragen werden muß. Ferner ist das verhältnismäßig große Gewicht der Betonschaken
nachteilig, deren aus Stahlbeton bestehende Randstege erhebliche Biege- und Biegezugkräfte
aufzunehmen haben und daher entsprechend stark ausgebildet sowie durch starke Zuganker
und Zugbänder versteift sein müssen.
-
Eine Betonkonstruktion gemäß der beschriebenen Sheddachkonstruktion
für Hallenbauten besteht aus einer Schale .im Sinne oder Statik, :die bei der Berechnung
zunächst als Membran aufzufassen ist, unter der ein Gebilde ohne Biegesteifigkeit,
jedoch mit Zugdruck- und Zugsteifigkeit verstanden wund. Der Membranspannungszustand
ist in bezug auf die hier interessierenden Probleme bestimmt durch am Rand auftretende
SchubspannungskrUte, die von -den besonderen Randverstärkungen-- aufgenommen werden
müssen. Die bekannten gekrümmtenBetonschalen sind daher als Randstegschalen ausgebildet.
Bei den bekannten Sheddachkonstruktionen aus schiefgestellt hinterein.andergereihten
gekrümmten Betonschalen übernehmen die Randelemente ebenfalls die Schubspannungskräfte.
Man hat aus dem erwähnten Grunde die Anordnung von Randstegen für unbedingt erforderlich
gehalten. Es sind ferner Betonschalen bekannt, die in Richtung eines quer zurc Spannweite
geführten Schnittes einen Knick aufweisen, .so daß die Schale statisch gleichsam
einem Plattenbalken gleicht, der zudem noch durch ein Zugband versteift ist.
-
Es ist ferner bekannt, bei Betonschalen von She@ddächern für Hallenbauten
auf die Randstege zu verzichten. Um die erwähnten Schubkräfte der Randzonen der
Schalen :aufzunehmen, hat man bei dieser Konstruktion die randsteglosen Betonschalen
an .ihren Rändern mit den Ober- und Untergurten von Stahlbindern in kraftschlüssigen
Verbund gebracht und so die Kräfte an den S chalenrändern in die zur Aufnahme der
Kräfte außerdem durch Zugbänder verstärkten Stahlbinder eingeleitet. Diese bekannte
Ausführungsform von Sheddächern für Hallenbauten bringt gegenüber randverstärkten
Betonschalen wesentliche Vorteile in statischer und fertigungstechnischer Hinsicht,
sie ist aber durchaus noch verbesserungsfähig. Letzteres hat sich die Erfindung
zur Aufgabe gemacht, die auf die Anordnung von Bindern bei Shed@däehern verzichten
will.
-
Die Erfindung betrifft ein für Hallenbauten bestimmtes Sheddach aus
gewölbten Betonschalen, z. B. Kegelschalen, die schiefgestellt hintereinandergereiht
und randsteglos ausgebildet sowie durch Zugbänder versteift sind. Die Erfindung
besteht darin, daß das Zugband jeder Betonschale .etwa mittig zwischen den beiden
durch die Stirnränder der Schale bestimmten lotrechten Ebenen angeordnet ist und
daß die infolge der Schiefstellung annähernd lotrecht übereinanderliegenden Ränder
zweier benachbarter Schalen durch Fachwerkstäbe miteinander verbunden sind.
-
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß überraschenderweise
durch Anordnung von Zugbändern, die nicht in oder an :den Bindern oder an den zugeordneten
Schalenrändern, sondern an den Schalen selbst angreifen, die aufzunehmendenSchubkräfte
und sonstigen Kräfte soweit abgebaut werden können, daß weder Randstege an .den
Betonschalenrändern noch ein Verbund mit Bindern erforderlich ist. Vielmehr gelingt
es, über eine verhältnismäßig leichte und einfache Fachwerkkonstruktion, -die z.
B. aus Stahlrohren, Stahlprofilen, Betonfertigteilen besteht, die an den Schalenrändern
auftretenden Kräfte aufzunehmen.
-
Im einzelnen läßt sich .die Erfindung auf verschiedene Weise verwirklichen,
vorzugsweise dadurch, daß
die Zugbänder in der durch den Schwerpunkt
der Schale bestimmten lotrechten Ebene angeordnet sind.
-
Das Fachwerk besteht bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Sheddach
beispielsweise aus einem V-förmig geführten, .die Schalenränder verbindenden Stabzug,-
d. h. aus einem Strebenfachwerk. Die Fachwerkstäbe können dabei an örtliche Randverstärkungen,
die keine Randstege darstellen und nur den Anschluß der Fachwerkstäbe ans die Schalen
erleichtern sollen, nicht aber eine statische :Aufgabe erfüllen, angeschlossen werden.
Zwischen den Fachwerkstäben werden die Glastafeln eingesetzt.
-
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu
sehen, daß erfindungsgemäß auf jegliche Binderanordnung verzichtet werden kann;
trotzdem sind Randstege nicht erforderlich. Unter Einsparung von tragenden Bauteilen,
die üblicherweise zur Herstellung eines Sheddaches aus schiefgestellt hintereinandergereihten
Betonschalen benötigt werden, wird so eine Sheddachkonstruktion einfacher Ausbildung,
jedoch großer Tragfähigkeit verwirklicht. Während man üblicherweise .die Zugbänder
an den Bindern oder Plattenbalken angreifen ließ, lehrt die Erfindung, daß das Zughand
in der Lage ist, die Kräfte einer Betonschale derart aufzunehmen, daß Randstege
oder andere Hilfsmittel zur Aufnahme der Schubkräfte am Rand der Schalen nicht mehr
erforderlich sind. Die leichte Fach-,verkkonstruktion, die erfindungsgemäß zur Verbindung
der durch die Schiefstellung annähernd übereinander angeordneten Schalenränder noch
erforderlich ist, läßt sich unschwer verwirklichen und ist darüber hinaus in architektonischer
Hinsicht ansprechender als die bekannte schwere Konstruktion -mit Randstegen und
Bindern.
-
Im folgenden wird das Sheddach nach der Erfindung an Hand einer lediglich
ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert; es zeigt Fig.1 einenLängsschnitt
durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Sheddach für ein Hallenbauwerk, Fig. 2 einen
Schnitt in Richtung A-A durch das Dach nach Fig. 1, Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt
aus dem Sheddach nach Fig.1 und Fig. 4 eine Aufsicht auf eine einzelne Schale. .
Das in den Figuren dargestellte Sheddach für Hallenbauten . besteht aus gewölbten
Betonschalen 1, z. B. Kegelschalen, die schiefgestellt hintereinandergereiht sind.
-
Die einzelnen Schalen 1 sind randsteglos ausgebildet. -Sie sind durch
Zugbänder 2 versteift. Von besonderer Bedeutung ist es, daß die Zugbänder 2 der
einzelnen Betonschalen etwa mittig an den Betonschalen 1 selbst angreifen, während
die infolge der Schiefstellung im wesentlichen übereinander angeordneten Schalenräder
.an Stelle von Bindern durch einfache Fachwerkstäbe 3 miteinander verbunden sind.
Das Fachwerk besteht, wie sich insbesondere aus der Fig. 2 ergibt, aus einem V-förmig
geführten, an die Schalenränder angeschlossenen Stabzug, dessen Stäbe beispielsweise
aus Stahlbetonfertigteilen, Stahlprofilen oder Rohren bestehen. Von besonderem Vorteil
ist die erfindungsgemäß ausgebildete Konstruktion, wenn die Zugbänder 2 in -der
tdurch den Schwerpunkt der Schalen bestimmten lotrechten Ebene angeordnet sind,
was in Fig. 4 erkennbar ist.
-
Aus der Fig.3 ist erkennbar, daß lediglich zum besseren Anschluß der
Fachwerkstäbe 3 die Schalen mit örtlichen Randverstärkungen 1 a versehen sein können,
während die -Schalen im übrigen Bereich randsteglos sind.