DE1559583A1

DE1559583A1 - Baupfeiler mit Verbindungsflanschen fuer das Befestigen von Traegern

Info

Publication number: DE1559583A1
Application number: DE19651559583
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Takenaka
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1965-07-15
Filing date: 1965-07-15
Publication date: 1971-09-16
Also published as: DE1559583B2

Description

Baupfeiler mit Verbindungsflanschen für das BefeN Ligen von Trägern

Die @r findung betrifft einen Baupfeiler mit Verbindungsflanschen

für das Befestigen von Trägern.

Sowohl allgemein als auch auf dem Gebiet des Aufbaues von erdbeben-

micheren Bauten werden seit einiger Zeit leichte und einfach aufzu-

bauende Bauelemente angewandt, wobei man überwiegend unter Hean-

ziehen feuerfester Materialien relativ hohe Bauten ausgeführt hat,

--rie vollständig aus einem Eieenrahmen bestehen, der leichter als

c,a:s Fundament aus armiertem Beton ist. Bei dem Aufbau von -ib'isen-

z-alirA.en lür Gabäude ist man allgei_ein dergestalt vorgegangen, daß

die LIeiler und Wuerträger oder dgl. miteinander verschweißt wer-

t;en. Ea ergeben sich hierbei jedoch Sahwierigkeitenaufgrund von

Zu- und/oder Wärriebelastungen oder dgl. bezüglich der durch Ver-

:jcriweißen bedingten direkten Verbindung derartiger Bauelemente.

.,ariweißvorgänge erfordern ebenfalls gut eingearbeitete Fachleute,

und deren Geschicklichkeit des timmt die Sicherheit und Verläßlich-

iL-:it .derartiger Verbindungen. Dies ist natürlich bei dem angegebe-

nen Anwendungsgebiet von größter Wichtigkeit.

.einschlägige Untersuchungen haben wei. terhin gezeigt, daß eine be-

ez#kenswer-te mechanische Schwäche bezüglich der Zugbeanspruchung

dann vorliegt, wenn ein rechtwinkliges Verschweißen der einzelnen

13auelerneri te bezüglich der Rollrichtung des Gebäudes bei Erdbeben

uaw. eintritt. Es ergibt sich also hier selbst..bei Durchführen der

Arbeiten durch einschlägigen Fachleute ein gewisses Gefahrenmoment,

'das Feststellen der einwandfreien Verscl:weißung z.B. vermittels

i@öntgenstrahlen läßt sich zwar auf anderen technischen Gebieten

ohne weiteres durchführen, ist jedoch bei dem Aufbau der hohen

Stahlskelette für

usw. kaum durchführbar.

Lrfindungsgen.äß wird nun eine technische Lösung vorgeschlagen, ver-

:ittels derer die oben angegebenen Nachteile ausgeräumt werden.

Die L@@findung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf

_ie beigefügten Zeichnungen erläutert:

rig. 1 ist ein Teilschnitt im Aufriß eines erfindungsgemäßen .efei-

i ers .

Pig. 2 ist eine Draufsicht auf den Pfeiler.

3 ist eine perspektivische sinsicht, die das Verschweißen deal

zugeordneten Flansches unter nusoilden einer Verbindungsstelle

zeigt, die mit einem Träger vermittels Verschweißen der Säule ver-

bunden ist, sowie der Pfeiler mit einer, geraden Rohrpfosten ver-

sehen ist.

Fig. 4. ist eine weitere Ansicht des Pfeilers nach der .rig. 1, woäei

jedoch dessen untere Außenseite sich bezüglich der dünneren Außen-

s aite des anstehenden Rohrpfostens un tererciieidet.

2i,,. 5 ist eine Draufsicht, die eine Verbindung eines Pfeilers mit

drei Trägern zeigt.

Fij. 6 ist ein Teilschnitt im diufriß des Pfostens, der senkrecht

int Abstand zueinander zwei Verbindungsflansche trägt.

Fig. 7 ist ein länässeitiges Seitendiagramm, das das Verhältnis

zwischen der form und dem Gießprodukt zeigt.

8 ist eine querseitige Dfaufs ficht auf einen weiteren .,`feiler

mit vier Berbindungsflansctien.

9 is t ein lä.ngssei Liger tLuf riß der .Verstellung nach Fib. B.

Li'i@, 10 und 11 sind perspektivische An:3iciiLen, die weitere beispie-

1e für den erfindungsge<<läßeri .Pfeiler wiedergeben.

Fig. 12 ist eine querseitige Draufsicht, die ein Beispiel für einen

kr euzförmigen Pfeiber darstellt.

fi g. 13 ist ein läng:5s eitiger hufr i ß der Darstellung nach der Fig.

12.

Pig. 14 und 15 sind perspektivische ansicnten,,die weitere erfin-

uungs ;ersäße Beispiele wiedej.-geben.

Wie in den fi-. 1 und 2 gezeigt, liegt der Pfeiler 1 in form eines

Zylinderkörpers vor. Das Pfeilerende 3 isst das obere Ende und das

Pfeilerende 3' das untere Ende desselben. U,m den gesamten Außenum-

1anv- ist ein Verbindungsflansch 2 vorgesehen. @ ist eine Verdik-

kun6 ¢ zwischen deri oberen ßnde 3 des Pfeilers und dem Verbindungs-

flansch 2 an einer Seite vorgesehen. ciie in der Fig. 3 gezeigt,

sind zwei Pfeiler an jedem Pfeilerende 3, 3' befestigt, wobei die

entsprechenden Kanten genau spähgebend oder vermittels Schweißen

behau zugerichtet und miteinander unter rusbilden -eines entsprechen.

c:en i'fostens verbunden sind.

:Der Zweck des husbildens von Pfeilern, die sodann in Pfosten zusaa

;='en,;esetzt werden, besteht in der Leichtigkeit der Gründung, so daf

a11 Querträger oder dgl. in bestimmter Höhe durch Zusammensetzen

ohne weiteres erreichen kann und sodann der Verbindungsflansch 2

in der gewünschten Höhe vorliegt. Um den oueren Flansch 2 und den

unteren Flansch 2 werden Schweißlinien gezogen. Wie in der Fig. 3

gezeigt, können unter Anpassen auf die Stockwerkshöhe entsprechen-

,-e Anpassungen des Pfeilers und/oder Pfostens entsprechender Höhe

Getroffen werden.

Es werden von den Trägern 6, die H oder I -Träger oder dgl. sein

können, abgerundete Teile weggeschnittenen, so daß deren Profil

an dem Pfeiler bzw. Pfosten angepaßt ist. Es werden ebenfalls feile

7 für das sichere Verscaweißen an beiden Seiten des Pfostens anöe-

er-

wandt. Hierdurch/gibt sich eine starre Unordnung. Die auf den

Pfeil-zrn aufgebauten _'fo:jten wer-den U*uruli eine untere und obere Platte ver@iittels Verschweißen rr@iteitiander befestigt. Die Verschweißbaüeit des erfindungsgewäß angew@ndtea .Irfeilers auf vealzstahl ist ausgezeichnet. Sehr wichtig ist das Merkmal des eines Verbindungsflansches , der nach vorne vorspringt und ein gekrümmtes Teil dergestalt aufweist, daß derselbe verschiedene Zugbelastungen und d61. aufnehmen kann. Dies erhöht die Verläßlichkeit ddr Verbindung außeroraentlich im Vergleich zu einen Ver:jch!ne1 zen, das direkt an einer: geradlinigen 'kitarilpfosten ausgefülir- t wird, mit, der.: die entsprechenden Querträger verbunden werden. Weiterhin ist es aufgrund dieser Anordnung leicht das richtige Ausführen des ächweißvorgangs durch i@öntgenstrahlen festzustellen, die senkrecht auf die obere Oberfläche aufgestrahlt werden, da die bchweißlinie an derb Querträgvr sich im Abstand zu der Außenwand des Pfeilers befindet. Sowohl der Außendurchmesser als auch die :ticke des P-L'eilerf können in Auhängigkeit von dem vorgesehenen Anwendungsgebiet unterschiedlich ausgeführt werden. Selbst wenn auf den Stahlpfosten einE .j ehr erhebliche Last, wie bei sehr hohen Gebäuden, ruht, kann derselbe mit relativ kleinem Durchmesser ausgeführt werden. Weiterhin wird der Durchmesser konstant von der;. oberen bis zu dem unteren EndE gewählt, während die Dicke sich in Richtung nach oben hin allmählich verringert. Somit wind weitere Bearbeitungen derartiger Pfeiler bzw. darauf aufgebauter 2fosten für das Baugewerbe nicht erforderlich. Wie in der Fig. 4 gezeigt, kann där Durchmesser und die. :Dicke auch nicht einheitlich ausgeführt werden, und in Kombination :::it einem kegelförmigen Trapezoid können entsprechende Eins parunger. erreicht werden.

Soweit der Verbindungsflansch 2 in Draufsicht kreisförmig ist, kann aer Querträger 6 mit einem beliebigen Winkel hieran ver;ai@Ltels Verwchweißen befestigt werden. Zowohl die Breite als auch die Dicke

2 k;kInen war.? @ae@.:j m@ zur Ausführung kommen,

daß der Que@-z-M..'er= 111 entsNprechender Weise starr angeordnet wer-

gen kann. Lrfindungsgeinäß gelingt es erhebliche Einsparungen bei

Aufbau von C-ebäti(3o-i2 zu erzielen. `C#inscrilägige Untersuchungen

gaben gezeigt, daß gute mechanische gestigkeit auch im Hinblick

au." raewpgL:x?;gen der huskleidungsplatten zwischen den 2tahlelementen

-.@sr-E i:gL@ Nach diesem Ausführungsbeispiel werden zwä ijenkr-eciite

!er miteinander vereinigt, wobei ein Verbindungsflansch nach

ußen hin fUr die Aufnahme der querträger vorspringt.

=gei dem isufäau derartiger (feiler ist es oftmals sehr s chwierig,

He, Gr)elastungen aus der Gründung zu entfernen. Man verfährt er-

-#1-"inäungsLemäß dergestalt, daß geschmolzenes 1;'_eLall in eine i'orm 8

eingelähr-c wird, und zwar unter Bezugnahme auf die Pig. 7 derge-

,i talg, daß sich nach dem Verfestigen die punktiert wiedergegebene

L"e ergibt. j)ie Form 8 wird zwischen den beiden Verbindungstlan-

,#3cien 2 dergestalt angeordnet , daß eine einwandfreie Verbindung

,-)Iine si_Lßbilcung und Verbleiben von iiestbelastungen erzielt wirst.

.gis ist weiterhin wichtig, daß eine Neigung 9 an den Flanschen 2

_,ergestalt angeordnet ist, daß die .Neigungswinkel sich schneiden,

cr.h. die Neigungsflächen einander gegenüberliegen. Der Neigungs-

winkel C wird in hahängigkeit von dem querseitigen Durchmess er des

-Pfeilers ausgefürirt.

Dem Neigungs Winkel C kommt eine gewisse Bedeutung zu. Unter Bezug-

nähme auf die Fig. 7 ergibt sich durch das Zusammenziehen des

erstarrenden VTetalls eine Vergrößerung der Entfernung zwischen den

12unkten .a und k'. 8orrtit wird der Winkel 0e durch die Linie PJ- e be-

grenzt. Es ergibt sich somit, daß Z gleich der Entfernung zwischen

,jen beiden flanschen, D der Durchmesser des Flansches 2, sowie E.,

der das Zusammenziehen des Metalls nach derii Erstarren wiedergeben-

de Koeffizievt in querseitiger Richtung und Eg in senkrechter

£cichtung ist, und die Lntfernung E da ergibt sich durch die fol-

gende Gleichung

Die entfernugg d, in querseitiger ist gleich x-e;l, und so:ai-t

J1:t die Gleichung

or~i't kann der '1': ert 0' bes tü_:;n-t werden.

der Neiz;ungswinkel C größer als 0 ° ist, kann da:@ hIe Lall ü@::ge-

stalc vergossen werden, daß sich in der Gießform 8 keinerlei

i chwierigkeiten bezüglich des Zusammenziehens des Me taps bei dem

..starren ergeben. Die Neigung 9 kann gegebenenfalls späterhin

entfernt werden.

Uri per Bezugnahme auf die Pig. 8 und 9 ist dort ein .feiler 1 ge-

zeigt, der Verbindungsflansche in vier gleichen Abständen zueinan-

der um die xußenseite des Pfeilers herum aufweist. Der opere

Flansch 2' steht mit denn unteren flansch 2' über einen senkrechten

Verstärkungsflansch 10 in Verbindung. Die Pig. 10 zeigt das .bei-

spiel in dem Fall, wo ein zylinderföruiger Pfosten anstelle eines

Trägers angewandt wird, der an den Pfeiler an vier im gleichen Ab-

aLand zueinander vorliegenden ätellen um die Außenseite desselben

herum durch Verschweißen befestigt ist: Die Fig. 11 zeigt eine

Ausführungsform, bei den der Pfeiler mit Verbindungsflanschen in

Form eines I-Trägers um dessen Außenseite herum versehen ist. Der

erfindungsgenjäße Pfeiler 1 muß nicht unbedingt in Form eines

zylinderförmigen Körpers vorliegen. Die Fig. 12 und 13 zeigen

ein Beispiel, bei dem der Pfeiler kreuzförmig in Draufsicht aus-

sieht und mit Verbindungsflanschen 13 in Form von I-Trägern an der

Außenseite versehen ist. Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht,

die eine weitere Kombination wiedergibt. Die Fig. 15 zeigt ein Aus-

führungsbeispiel, bei dem der Pfeiler im Querschnitt mit Verbin-

d ungs Plans chen in Form ' von senkrechten I-Eis en vereinigt ist.

i;rfindunssger äß gelinst -es einwandfreie Baurahmen zu erzielen, und.

der Iransport der Linzelteile zu der Baustelle stellt keinerlei

r-. oblenie dar.

Die durch Verschweißen erzielte Befestigung weist hohe mechanische

i==5 tigkeit auf, und es werden auch @#pannunben in der Geündung ver-

s-:ieden. 1'1eitertiin werden felastungskonzentrationen an der Verbin-

LL;.tn,G;ss telle zwischen Querträger und Pfeiler weitestgehend ausge-

sciialtet9 und die gesamte Anordnung bietet hohe Starrheit zusar den

:cri t einer gewissen Elastizität, wie es für die Aufnahme von l-;rd-

stößen, bedingt durch Erdbeben und dgl., erforderlich ist. Insge-

wi.t gesetieny ergibt sich eine Leichtbauweise auf der Grundlage vol.

btahlbauteilen, sowie ein schneller und wirtschaftlicher Aufbau

eines Gebäudes.

Lin weiterer erfindun gsgemäß bedingter Urteil ist die Möglichkeit

leicht und schnell vermittels Röntgenstrahlen die Schweißstellen

auf ihre Funktionsfähigkeit zu überprüfen.

Claims

fatentans prüche 1. Baupfeiler mit Verbindungsflanschen für das Befestigen von Trägern für den Aufbau von erdbebenfesten Gebäuden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Pfeiler (1) in Form eines Zylinderkörperi.3 vorliegt, um den gesamten Außenumfang desselben herum ein Verbindun flansch (2) geführt ist, sowie eine Verdickung (4) zwischen derrt oberen Ende (3) des Pfeilers (1) und dem Verbindungsflansch (2j an einer Seite vorgesehen ist. z. Baupfeiler nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n et, daß für die Verlängerung des Pfeilers (1) an jedem Pfeilerende (3,3') zwei zusätzliche Pfeiler (1) befestigt sind. 3. Baupfeiler nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß zwecks Befestigen von Querträgern (6) an dem Pfeiler(1) H- oder I-Träger .(6) ausgewählt sind und von denn eben abgerundete Teile zwecks genauem Anpassen an das Profil des Pfeilers (1) weggeschnitten sind. 4. Baupfeiler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß für die Verbindung von Pfeiler ' (1) und Querträgern (6) ein in Draufsicht kreisförmiger Verbindungs flansch (2) vorgesehen ist. 5. Baupfeiler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i C h n e t , daß in die Gründung des Pfeilers (1) geschmolzenes Metall in eine Form (8) zwecks einwandfreier Veranke- j=ung eingeführt ist.

6.-Baupfeiler nach einem der vorangehenden @Jnsprüche, dadurch e k e n n z e i c h n e t , daß ein geneigtes Teil (9) an dem flansch (2) mit einem Neigungswinkel (C) angeordnet ist, der von dem querseitigen Durchmesser des Pfeilers (1) abhängt. E o 13#-:iupfeiler nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h -n et, -aß der Neigun,swinltel(C) nach der Formel

bestimmt wird, wobei Z die yntfernung zwischen den beiden Flanschaz' (2)s D der Durchmesser des Flansches (2), El, ein Koeffizient für das Zusammenziehen des «#,2etalls :nach dem erstarren, und - zwar in quers eitiger Richtung, und .O, In senkrechter Richtung darr teilt g sowie der Neigungswinkel C größer als C' ist, um keinerlei Schwie- rigkeiten bezüglich des Zusammenziehens des Metalls bei dem Er- starren in der Grü.nd ung z u verursachen.