DE1434023C - Randsteglose, hyperbelartig gekrümmte Stahlbetonschale - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine randsteglose, hyperbelartig gekrümmte Stahlbetonschale. Solche Stahlbetonschalen werden bisher mit über den gesamten Querschnitt im wesentlichen gleicher Dicke ausgeführt (vgl. deutsche Patentschrift 1 053 762). Sie sind für Beanspruchungen, die hohe Biegemomente in der Stahlbetonschale bedingen (z. B. durch angehängte Lasten), verbesserungsbedürftig.

Bei randsteglosen, doppeltgekrümmten Stahlbetonschalen ist es an sich bekannt (vgl. Bauplanung—Bautechnik, 1961, S. 369, 370) in Längs- und Querrichtung, stetige Dickenänderungen vorzusehen, nämlich die Dicke vom Scheitel zu den Auflagern hin allmählich anwachsen zu lassen. Nichtsdestoweniger erfolgte bei derartigen, mit randsteglosen, hyperbelartig gekrümmten Stahlbetonschalen vergleichbaren Schalen (im Rahmen entsprechender extremer Belastungsversuche) im Bereich der Auflager Bruch infolge unvorhersehbarerBiegewirkung.Tatsächlich sind doppeltgekrümmte Stahlbetonschalen und insbesondere hyperbelartig gekrümmte Stahlbetonschalen einer exakten Theorie nicht zugänglich, jedoch weiß man (vgl. Bauplanung— Bautechnik, 1961, S. 369), daß die Kräfteverteilung unter Last von der elementaren Biegetheorie völlig abweicht. Daher führen bei hyperbelartig gekrümmten Stahlbetonschalen . Vergrößerungen der Stahlbetonschalendicke oder der Profilhöhe (Erhöhung der Ränder) nicht in befriedigendem Maße zum Ziel, wenn es sich darum handelt, diese Stahlbetonschalen für Beanspruchungen, die hohe Biegemomente bedingen, auszubilden. Das gilt auch für die Übertragung von Verstärkungsmaßnahmen, die bei mit klassischen Randstegen versehenen Stahlbetonschalen in Form von Zylinderschalen, Trogschalen, Kuppelschalen u. dgl. bekannt sind (vgl. Bauplanung—Bautechnik, 1955, S. 6; 1959, S. 335). '

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine randsteglose, hyperbelartig gekrümmte Stahlbetonschale so zu verbessern, daß diese insbesondere zur Aufnahme von Beanspruchungen, die hohe Biegemomente bedingen, geeignet ist. Die Lösung besteht erfindungsgemäß bei Stahlbetonschalen der genannten Gattung darin, daß die Schalendicke im Bereich der Quermittellinie von der Mitte zu den Schalenrändern hin und im Bereich der Längsmittellinie zu den Auflagern hin zunimmt, während die Dicke der Schalenränder von der Quermittellinie zu den Auflagern hin abnimmt. Die Verdickungen sollen, verglichen mit den dünnsten Stellen 'eier' Stahlbetonschale, etwa den Faktor 1,6 bis 2 ausmachen. Um erfindungsgemäße Stahlbetonschalen zum Anschluß an die Auflager in besonderer Weise einzurichten, empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß die Querkrümmung der Schale vom Bereich ihrer Mitte zu den Auflagern hin allmählich abnimmt und an den Auflagerkanten eine horizontale Querschnittsunterfläche verwirklicht ist. Aus architektonischen Gründen können, ohne Beeinträchtigung der Tragfähigkeit, die Schalenränder vom Bereich der Schalenmitte zu den Auflagern hin gleichsam horizontal abgeschnitten sein, während zugleich der Querschnitt verdickt ist.

Überraschenderweise sind erlindungsgemäße, randsteglose, hypcrbelartig gekrümmte Stahlbetonschalen zur Ausnahme von Beanspruchungen, die hohe Biegeninmcntc bedingen, ohne weiteres in der Lage und daher den bekannten Ausführiingsformen überlegen.

Im folgenden wird die litfindiing an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigen

F i g. 1 und 2 Querschnitte in Richtung 1-1 bzw. 2-2 durch den Gegenstand nach den F i g. 3 und 4, die F i g. 3 und 4 Längsschnitte in Richtung 3-3 bzw. 4-4 durch den Gegenstand nach F i g. I,

F i g. 5 in perspektivischer Darstellung eine Ansicht der hyperbelartig gekrümmten, randsteglosen Stahlbetonschale nach den Fig. 1 bis 4,

ίο F i g. 6 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach F i g. 5,
F i g. 7 eine weitere Ausführungsform,
F i g. 8 mit den Teilfiguren 8a, 8b, 8c den Bewehrungsplan der Stahlbetonschale nach den Fig. 1 bis 5,

F i g. 9 mit den Teilfiguren 9a, 9b, 9c den Bewehrungsplan der Stahlbetonschale nach F i g. 6 und F i g. 10 mit den Teilfiguren 10a, 10b, 10c den Bewehrungsplan der Stahlbetonschale nach F i g. 7.

Die in den Figuren dargestellten Stahlbetonschalen 1 sind sämtlich hyperbelartig gekrümmte Stahlbetonschalen, die durch mehr oder weniger starke Abänderungen aus solchen Stahlbetonschalen gebildet worden sind, die geometrisch einen Ausschnitt aus einem einschaligen Rotationshyperboloid mit geraden Erzeugenden darstellen, wobei die geraden Erzeugenden im rechteckigen Schalengrundriß im wesentlichen von Ecke zu Ecke verlaufen.

Bei allen erfindungsgemäßen Stahlbetonschalen 1 sind die Schalenränder 2 aus der Mitte heraus allmählich verstärkt, wodurch die Schwerpunkthöhe K» des Schwerpunktes 5 vergrößert worden ist. In den Ausführungsbeispielen ist die Dicke der Schalenränder 2 von der Quermittellinie zu den Auflagern 3 hin allmählich abnehmend ausgeführt worden, während die Schalendicke im Bereich der Quermittellinie von der Mitte zu den Schalenrändern hin und im Bereich der Längsmittellinie zu den Auflagern hin zunimmt. Die beschriebenen Merkmale erkennt man unschwer aus der F i g. 5, die perspektivisch eine derartige Stahlbetonschale darstellt. Die Schnittfiguren I bis 4 bedürfen unter Hinweis auf diese perspektivische Darstellung nach F i g. 5 im einzelnen keiner Erläuterung. In F i g. 5 und in den weiteren perspektivischen Darstellungen ist im übrigen jweils ein Mittelschnitt und ein Auflagerschnitt durch Schraffur. heraus-^ gehoben worden, wodurch die beschriebenen Merkmale unmittelbar verdeutlicht worden sind. In Abwandlung zu der Ausführungsform nach F i g. 5 besteht die Möglichkeit, im Bereich des Auflagers die Schale auf der Unterseite gleichsam abzuschneiden und eine ebene Auflagerfläche zu schafFen.

Die Ausführungsform nach F i g. 6 ist dadurch von den vorbeschriebenen nach F i g. 1 bis 5 unterschieden, daß die Querkrümmung der Schale 1 vom Bereich ihrer Mitte .zu den Auflagern 3 hin allmählich abnimmt und an den Auflagern eine horizontale Querschnittsuntcrfläche' auf diese Weise verwirklicht ist. ^; ■■". ■ ^; '■ ' · ''·' " '·■-'ν·' ■■

Die Ausführungsform nach F i g. 7 unterscheidet sich dadurch von den vorbeschriebenen, daß die Schalenränder 2 vom Bereich der Schalenmitte zu den Auflagern hin gleichsam horizontal abgeschnitten sind, während zugleich der Querschnitt verdickt ist.

Der in F i g. 8 erläuterte Buwehiungsplan entspricht der Aiisführuiigsform nach den F i g. 1 bis 5. Die Teilligur 8a zeigt eine Aufsicht, die F i g. 8b und 8c

zeigen Schnitte in Richtung b-b bzw. c-c. Man erkennt Unmittelbar, daß der Krümmung folgend eine obere und eine untere Bewehrungsmatte 4 bzw. 5 aus Baustahlgeflecht od. dgl. vorgesehen und dazwischen, im wesentlichen diagonal verlaufend, Spannstahlbänder 6 als Zuganker angeordnet sind. Der Bewehriingsplan nach F g. 9 mit Teilfiguren 9a, 9b, 9c im Sinne der Erläuterung zu F i g. 8 zeigt, daß zwar der Krümmung folgend ;ine obere und eine untere Bewehrungsmatte 4 bzw. 5 ms Baustahlgellecht od. dgl. vorgesehen ist, doch liegt das Spannstahlband 6 in Schalenlängsachse verlaufend. _:

Der Bewehriingsplan nach F i g. 10 mit den vorbeschriebenen entsprechenden Teilfiguren 10a, lOb, und 10c entspricht der Ausführungsform der F i g. 7. Hier ist wiederum eine obere und eine untere Bewehrungsmatte 4 bzw. 5 aus Baustahlgeflecht od. dgl. vorgesehen, während dazwischen Spannstahlbänder 6 angeordnet sind, die jedoch weniger diagonal verlaufen 'als diejenigen bei der Ausführungsform nach F ig: 8.

Die Spannstahlbänder 6 können aus einem bis etwa vierzig einzelnen Spannstählen bestehen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Randsteglose, hyperbelartig gekrümmte Stahlbetonschale, die in Längs- und Querrichtung stetige Dickenänderungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalendicke im Bereich der Quermittellinie von der Mitte zu den Schalenrändern (2) hin und im Bereich der Längsmittellinie zu den Auflagern (J) hin zunimmt, während die Dicke der Schalenränder (2) von der Quermittellinie zu den Auflagern (3) hin abnimmt (F i g. 5).

2. Randsteglose, hyperbelartig gekrümmte Stahlbetonschale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querkrümiming der Schale (1) vom Bereich ihrer Mitte zu den Auflagern (3) hin allmählich abnimmt und an den Auflagerkanten eine horizontale QiierschniUsunterfläche verwirklicht ist (F i g. .6).

3. Randsteglose, hyperbelartig gekrümmte Stahlbetonschale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenränder (2) vom Bereich der Schalenmitte zu den Auflagern (3) hin gleichsam horizontal abgeschnitten sind und zugleich der Querschnitt verdickt ist (F i g. 7).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen