DE1928840C3 - Raumfachwerk - Google Patents

Description

50

Die Erfindung betrifft ein Raumfachwerk aus Rundoder Profilstäben und Knotenelementen sowie Platten elementen mit Verbindungsgliedern an ihren Rändern, mittels derer die Plattenelemente an den Stäben gehalten sind, derart, daß die Plattenelemente zwischen den Stäben ganz oder überwiegend innerhalb der durch die Dicke der Stäbe begrenzten Räume angeordnet sind.

Es ist bekannt, beim Einsatz von Raumfachwerken im Bauwesen, insbesondere für Dächer, Decken und ähnliche Konstruktionen, raumabschließende Platten- <*> elemente außerhalb des Raumes anzuordnen, der durch die Dicke der Stäbe des Raumfachwerkes begrenzt wird. Hierbei werden beispielsweise Dachplatten aus Holz oder Asbestzement, Wellbleche aus Stahl oder Leichtmetall oder Verbundplatten aus verschiedenen Werkstoffen mit einer Außenschulzhaut auf Pfetten aufgelagert, die ihrerseits die Dachlast über die Knotenelemente in das Raumfachwerk einleiten. Dadurch entstehen zwar einfach zu übersehende statische Verhältnisse, jedoch ist der Aufwand durch die Einleitung der Dachlatten, Deckenlasten od. dgl. auf dem Umweg über die Pfetten bauwirtschaftlich nicht erwünscht Auch dann, wenn die z. B. polygonförmig ausgeführten Plattenelemente unter Verzicht auf Pfetten unmittelbar (mit ihren Ecken) auf die Knotenelemente aufgelagert werden, wird nicht sehr viel gewonnen, denn die Plattenelemente müssen statisch so ausgebildet werden, daß sie die äußeren Kräfte auf die Knotenelemente übertragen können. Dies bedingt relativ dikke Querschnitte der Plattenelemente bzw. eine hohe Festigkeit, besonders an den Auflagerstellen und infolgedessen ein hohes Eigengewicht Allein dies beeinträchtigt schon die Wirtschaftlichkeit Hinzu kommt aber — und das ist von entscheidender Bedeutung — daß alle Stäbe einschließlich der den Platten parallel laufenden Stäbe für die Gesamtlast (Eigengewicht und Nutzlast) bemessen werden müssen. Schließlich ist häufig die bekannte Anordnung raumabschließender Plattenelemente außerhalb der Ebenen, die von den parallel laufenden Stäben des Raumfachwerkes begrenzt werden, funktionell oder architektonisch störend.

Die bekannten Kombinationen rauniabschließender Plattenelemente (Dachelemente, Deckenplatten, Wandelemente) mit Raumfachwerken setzen im übrigen voraus, daß die aus Stäben und Knotenelementen zusammengesetzten Raumfachwerke nicht nur für sich allein die aus Nutzlast und Eigengewicht zusammengesetzte Gesamtbelastung aufnehmen, sondern auch statisch stabil sind. Dies erreicht man in zahlreichen Fällen aber nur dadurch, daß man das Raumfachwerk an den erforderlichen Stellen mit zusätzlichen Diagonalstäben versieht oder durch äußere Maßnahmen (z. B. durch fixierte Randknotenelemente) stabilisiert

Zwar ist bekannt, (z. B. durch die BE-PS 6 32 361) bei Raumfachwerken aus Rundstäben und Knotenelementen die raumbegrenzenden Plattenelemente zwischen den Stäben innerhalb der durch die Dicke der Stäbe begrenzten Räume anzuordnen. Die Ränder der Plattenelemente werden hierbei durch U-förmige Halteschienen getragen, die sich ihrerseits auf den Rundstäben abstützen. Da die Plattenelemente hier jedoch aus relativ dünnwandigen Kunststoffplatten bestehen, die praktisch nicht biegesteif sind, und zudem in ihren U-förmigen Halteschienen nicht satt eingepaßt sind, sondern in der Plattenebene ein Spielraum vorhanden ist, können diese Plattenelemente keinen statischen Verbund mit den Stäben des Raumfachwerkes bilden. Dies bedeutet daß auch bei diesem bekannten Raumfachwerk allein der Verbund aus Stäben und Knoten staiisch stabil sein muß. und daß allein die Stäbe (einschließlich der Stäbe im Bereich der Platten) die Kräfte aus der Gesamtlast aufnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Raumfachwerk der eingangs genannten Art mit Hilfe raumabschließender Plattenelemente wirtschaftlicher zu gestalten. Gleichzeitig soll ein solches Raumfachwerk, dessen Stab-Knoten-Verband allein nicht statisch stabil ist, mittels der raumabschließenden Plattenelemente auf wirtschaftliche Weise stabilisiert werden. Schließlich soll eine optimale architektonische Beziehung zwischen den Plattenelementen und den Stäben des Raumfachwerkes erreicht werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Raumfachwerk der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß die Plattenelemente aus einer in der Plattenebene und senkrecht zu dieser hoch belastbaren

Ausführung bestehen und allseitig mit den Stäben und Knotenelementen des Raumfachwerkes einen kraftschlüssigen, statischen Verbund bilden.

Man erreicht dadurch zunächst den Vorteil, daß bei den so gebildeten Raumfachwerken aus Rund- oder Profilstäben und Knotenelementen mit Hilfe der ohnehin für den Raumabschluß benötigten Plattenelemente auf wirtschaftliche Weise eine Verbundkonstruktion gebildet und die Gesamtkonsiruktion stabilisiert wird. Dadurch, daß die Plattenelemente zusätzlich zu der ursprünglichen Aufgabe des Raumabschlusses Kräfte der Gesamtkonstruktion in der Plattenebene aufnehmen, kann das Stabwerk im Vergleich zu einer traditionellen Bauart leichter ausgebildet werden. Ferner kann man auf zusätzliche Aussteifungsmaßnahmen verzichten. Insgesamt wird die erwünschte größere Wirtschaftlichkeit, verbunden mit einer höheren Belastbarkeit oder geringeren Durchbiegung des Raumfachwerkes erzielt

Gemäß einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung weisen die Plattenelemente allseitig profilierte Ränder auf, mit denen sie durch die als Spannelemente ausgebildeten Verbindungsglieder formschlüssig auf den Stäben unter Ausbildung einer Flächenpressung zwischen den profilierten Rändern und Stäben abgestützt sind. Dadurch wird ein besonders guter Anschluß zwischen den Plattenelementen und den Stäben des Raumfachwerkes erreicht, welcher den kraftschlüssigen, statischen Verbund zwischen diesen Teilen absolut sicherstellt

Zur Förderung der Verbundwirkung können ferner die Stäbe an den Seiten zur Aufnahme der Plattenränder ein Profil, etwa ein U-förmiges Profil, besitzen.

Eine besonders wirtschaftliche und die Montagearbeit erleichternde Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Verbindungsglieder an den Profilstäben des Raumfachwerkes befestigt sind und die profilierten Ränder der Plattenelemente in Eingriff mit den Stäben halten.

Vorteilhaft können auch in jedem Raum zwischen den Stäben zwei statisch wirksame Plattenelemente unter Freilassung eines Zwischenraumes angeordnet sein, die mit ihren profilierten Rändern durch senkrecht zur Oberfläche der Plattenelemente vorgesehene Spannelemente auf den Stäben des Raumfachwerkes gehalten sind.

Wenn die Stäbe des Raumfachwerkes aus Profilteilen oder Rohren zusammengesetzt sind, kann man ih ren Innenquerschnitt verändern und unterschiedlichen Belastungen anpassen und zugleich die Außen-Anschlußprofile für die Plattenelemente gleichmäßig hai- 5c ten.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Raumfachwerk in Kuppelform, das fast völlig mit raumabschließenden Plattenelementen versehen ist,

F i g. 2 ein Raumfachwerk, das Teil einer Dach- oder Deckenkonstruktion sein kann und teilweise mit raumabschließenden Plattenelementen kombiniert ist,

F i g. 3 eine Seitenansicht eines Raumfachwerkes mil im Obergurt eingesetzten Plattenelementen, die die Kräfteübertragung durch die Plattenelemente veranschaulicht,

Fig.4 bis 10 mehrerer Schnittansichten, die unterschiedliche Verbindungsarten zwischen raumabschließenden Plattenelementen und jeweils einem Stab eines Raiimfarhwerks veranschaulichen.

Das in F i g. 1 dargestellte Raumfachwerk mit 26 Flächen (18 rechteckigen bzw. quadratischen Flächen und 8 Flächen in der Form gleichseitiger Dreiecke) besitzt 24 Knoten Kund 48 Stäbe 5. Dieses Raumfachwerk ist ohne eingebaute Plattenelemente 1, 2,3 usw. nicht stabil, da nach dem Föppl'schen Gesetz Stabilität nur besteht wenn für die Zahl der Stäbe S und die Zahl der Knoten K die Gleichung S = 3X' — 6 erfüllt ist Im vorliegenden Fall wäre dieses Raumfachwerk mit 66 Stäben statisch bestimmt d. h. man müßte in die \& quadratischen und rechteckigen Zwischenräume nicht gezeigte Diagonalstäbe einsetzen und somit 36 dreieckige Zwischenräume zusätzlich zu den 8 vorhandenen dreieckigen Zwischenräumen bilden. Gemäß der Erfindung werden diese Diagonalstäbe jedoch vermieden und statt dessen Plattenelemente 1, 2, 3 usw. so eingesetzt daß sie neben der bekannten Funktion des Raumabschlusses auch die Stabilisierung des Raumfachwerkes übernehmen und (oder) statisch an der Tragwirkung der Gesamtkonstruktion beteiligt sind.

Im Beispiel des Raumfachwerkes gemäß den F i g. 2 und 3, das ein Teil einer Dach- oder Deckenkonstruktion sein kann, wirkt die Nutzlast in Form senkrechter Kräfte Pi auf die Plattenelemente 4,5,6 usw. ein. Infolge der statischen Verbundwirkung werden die im Obergurt auftretenden horizontalen Druckkräfte P2 nicht nur von den Obergurtstäben 7, 8, 9, 10 usw. des Raumfachwerkes, sondern auch von den im Verbund mit den Obergurtstäben zusammenwirkenden Plattenelementen 4, 5 6 usw. selbst aufgenommen. In F i g. 2 sind der Übersichtlichkeit wegen nur ein ganzes Plattenelement 12 und ein halbes Plattenelement 11 dargestellt. Es versteht sich, daß beim fertigen Raumfachwerk alle Zwischenräume im Obergurt durch solche Plattenelemente ausgefüllt sind. Auch bei dieser Ausführung wird der Vorteil erzielt, daß dort, wo bisher Diagonalstäbe im Obergurt erforderlich waren, diese nun eingespart werden können. Für die Praxis wirkt sich eine solche Verbundkonstruktion noch in den folgenden zusätzlichen Vorteilen aus:

Wird beispielsweise ein Raumfachwerk aus Stäben in traditioneller Weise mit raumabschließenden Platten kombiniert, die an der Tragwirkung der Gesamtkonstruktion nicht beteiligt sind, so tritt bei einer Anordnung nach F i g. 2 oder 3 unter der Wirkung der Nutzlast eine Verformung des Raumfachwerkes auf, die eine Absenkung in der Mitte des Raumfachwerk-Trägers bewirkt. Nach der Erfindung können hingegen die i.-n Verbund mit den Stäben und Knotenelementen statisch wirksamen Plattenelemente dazu beitragen, diese Durchbiegung weitgehend zu verringern. Gleichzeitig ■■•■^rd Material und damit Eigengewicht eingespart.

Speziell bei aus Raumfachwerken zusammengesetzten Decken für Mehrgeschoßbauten ist es wichtig, daß für die Dei'kenkonstruktion wenig Nutzraum verloren geht. Dadurch, daß die raumabschließenden Plattenelemente, hier also die tragenden Deckenplatten ganz oder zum größten Teil in aem Raum zwischen den Obergurtstäben 7,8,9,10 usw. untergebracht sind, wird wertvolle Bauhöhe eingespart.

F i g. 4 zeigt Teile von zwei Plattenelementen 13, 14, die mit ihren profilierten Rändern an einem Rundstab 15 satt anliegen und mit diesem einen statischen Verbund herstellen. An den Rändern der Plattenelemente 13, 14 sind mit Schrauben 16, 17 flar.schartige Verbindungsglieder 18, 19 befestigt, die zusammen mit den profilierten Rändern der Plattenelemente die formschliissige Verbindung mit dem Rundstab herstellen

md die profilierten Ränder fest gegen den Außenum- ;ang des Rundstabes pressen. Der äußere freiliegende Feil des Rundstabes 15 und die außenliegenden Rander der Plattenelemente 13, 14 sind durch einen Schutzbelag 150 abgedeckt, der z. B. aus Dachpappe oder PVC-Folie bestehen kann und im übrigen die gesamte Außenseite der Konstruktion bedeckt.

F i g. 5 zeigt eine der F i g. 4 ähnliche Schnittansicht, gemäß der jedoch nur ein flanschförmiges Verbindungsglied 20 die profilierten Ränder von Plattende- ίο menten 21,22 in formschlüssiger Verbindung mit einem Rundstab 23 hält Das Verbindungsglied 20 ist mit herkömmlichen Befestigungsmitteln an den Rändern der Plattenelemente 21,22 befestigt Auch hier ist die äußere Seite des Rundstabes 23 zusammen mit den Außenseilen der Plattenelemente 21, 22 durch einen Schutzbelag 24 abgedeckt.

Bei den Ausführungsformen gemäß den F1 g. 6 und 7 sind jeweils zwei statisch wirksame Plattenelemente 25, 26 bzw. 27. 28 in je einem durch die Dicke der Stäbe des Raumfachwerkes begrenzten Raum angeordnet. In F i g. 6 werden die Plattenelemente 25, 26 und 27, 28 unter Freilassung eines Zwischenraumes mit ihren profilierten bzw. abgeschrägten Rändern durch Spannelementc gegen einen Profilstab 34 mit quadratischem Querschnitt gepreßt, und zwar im Falle der Platten 25, 26 durch in Distanzbuchsen 29 eingeschraubten Senkschrauben 30, 31 und im Falle der Plattenelemente 27, 28 durch Schrauben 32, die die Plattenelemente gleichzeitig gegen eine wärme- und/oder schalldämmende Schicht 33 halten. Die Außenseiten der Plattenelemente 25.27 sowie der freiliegende Teil des Profilstabes 34 (und aller weiteren Profilstäbe des betreffenden Raumfachwerkes) werden wieder durch einen Schutzbelag 35

abgedeckt . .

Soweit die Ausführungsform nach F1 g. 7 derjenigen nach F i g. 6 entspricht, sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszahlen, jedoch mit Index gekennzeichnet. Anstelle des Profilstabes 34 ist hier jedoch ein Rundstab 36 gezeigt und die Ränder der Plattenelemente 25' bis 28' sind entsprechend abgerundet um in satter Anlage mit dem Außenumfang des Rundstabes 36 zu kommen. F i g. 7 zeigt ferner, daß die Plattenelemente auch unter einem gewissen Winkel zueinander angeordnet werden können, wie dies im übrigen auch bei den Ausführungsformen nach den F i g. 4 und 5 der Fall ist

Die Ausführungsformen nach den F i g. 4 bis 7 und 9, 10 sind z. B. für Dachkonstruktionen gut geeignet und die Plattenelemente können zu diesem Zweck aus Sperrholz, Spanplatten, Verbundplatten ζ. Β. aus Metall und Kunststoff, Asbestzement oder Gasbeton usw. bestehen. .

Die Ausführungsfonn nach F1 g. 8 bezieht sich auf eine Deckenkonstruktion. Die die Rohdecke bildenden Plattenelemente 37, 38 können z. B. aus Gasbeton bestehen und stützen sich mit ihren profilierten Rändern auf einem Profilstab 39 mit rechteckigem Querschnitt ab Eine z. B. aar Kunststoff bestehende streifenförmige Füllung 40 dient zum Toleranzausgleich zwischen den Stoßkanten der Plattenelemente und außerdem zur Abdichtung Auf den Plattenelementen 37, 38 sind eine Estrichschicht 41 und ein Feinbelag 42, z. B. Linoleum, aufgebracht. .

Die F i g. 9 zeigt ein Detail des Raumfachwerk es, das ζ B. eine Kuppel bilden kann. Das Plattenelement 43 kann z. B. aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen, während das benachbarte Plattenelement 44 eine Spanplatte sein kann. Verbindungsglieder 45,46 sind an einem Profilstab 47 mit rechteckigem Querschnitt angeschraubt bzw. angenietet und halten die profilierten Ränder der Plattenelemente 43. 44 mit zwischengeschalteten Dichtungselementen 49 in Eingriff mit dem Profilstab 47.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 sind, soweit es demjenigen der F i g. 7 entspricht gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen, aber mit anderem Index gekennzeichnet Jedoch sind in F i g. 10 zwei zusätzliche Verbesserungen dargestellt In der rechten Bildhalfte ist zur Vermeidung einer Kältebrücke der Rundstab 36" mit einer Ummantelung aus einem Isolierstoff 63 versehen. Die abgerundeten Ränder der Plattenelemente 27" und 28" stehen in festem Eingriff mit der Ummantelung aus Isolierstoff 63, die die von den Plattenelementen ausgehenden Kräfte auf den Rundstab 36" überträgt. In diesem Fall wird vorausgesetzt daß der Isolierstoff 63 solche Oberflächenbeschaffenheit besitzt daß er die entstehende Oberflächenpressung aufnehmen kann.

In der linken Bildhälfte ist der Rundstab 36" von einem zweiten Stab 64 (hier ein konzentrisch angeordnetes Rohr) derart umgeben, daß zwischen beiden Stäben ein Zwischenraum entsteht Der Zwischenraum ist mit dem wärme- und/oder schalldämmenden Isolierstoff 63 ausgefüllt Wird ein selbsttätig haftender Isolierstoff (z. B. Kunststoff-Schaum) benutzt so kann auf metallische Verbindungen zwischen dem äußeren Stab 64 und dem Rundstab 36" ganz verzichtet werden.

Diese Anordnung ist besonders von Vorteil, wenn gleichartige Plattenelemente (z. B. 25" bis 28") an Stäbe 36" angeschlossen werden sollen, jedoch die Stäbe 36" wegen ihrer verschieden hohen statischen Belastung mit unterschiedlichen Abmessungen (Querschnitten) ausgeführt werden müssen. In diesem Falle kann der äußere Stab 64 stets gleiches Profil (bei Rundrohr gleichen Außendurchmesser) haben, unabhängig von den Abmessungen des Rundstabes 36" bzw. Innen-Profilstabes. Dies wiederum ist wirtschaftlich von Bedeutung, weil so auch die Plattenelemente gleich groß sein, also serienmäßig m gleicher Form hergestellt werden können.

Erfindungsgemäß können die statisch wirksamen Plattenelemente, z. B. 4,5,6,11,12 usw. in jeder Ebene des Raumfachwerkes eingesetzt werden, die von Stäben begrenzt ist So sind z. B. in F i g. 3 Plattenelemente 4', 5' usw. auch im Untergurt angeordnet

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Raumfachwerk aus Rund- oder Profilstäben und Knotenelementen sowie Plattenelementen mit Verbindungsgliedern an ihren Rändern, mittels derer die Plattenelemente an den Stäben gehalten sind, derart, daß die Plattenelemente zwischen den Stäben ganz oder überwiegend innerhalb der durch die Dicke der Stäbe begrenzten Räume angeordnet to sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenelemente aus einer in der Plattenebene und senkrecht zu dieser hoch belastbaren Ausführung bestehen und allseitig mit den Stäben und Knotenelementen des Raumfachwerkes einen kraftschlüssigen, statischen Verbund bilden.

Z Raumfachwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenelemente allseitig profilierte Ränder aufweisen, mit denen sie durch die als Spannelemente ausgebildeten Verbindungsglieder (!8,19, 20,45,46) formschlüssig auf den Stäben (15,23,47) unter Ausbildung einer Flächenpressung zwischen den profilierten Rändern und den Stäben abgestützt sind.

3. Raumfachwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (47) an den Seiten zur Aufnahme der Plattenränder ein Profil, etwa ein U-förmiges Profil besitzen.

4. Raumfachwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsglieder (45, 46) an den Profilstäben (47) des Raumfachwerkes befestigt sind und die profilierten Ränder der Plattenelemente (43,44) in Eingriff mit den Stäben (47) halten.

5. Raumfachwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Raum zwischen den Stäben zwei statisch wirksame Plattenelemente (25, 26 bzw. 27, 28) unter Freilassung eines Zwischenraumes angeordnet sind, die mit ihren profilierten Rändern durch senkrecht zur Oberfläche der Plattenelemente vorgesehene Spannelemente auf den Stäben des Raumfachwerkes gehalten sind.

6. Raumfachwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe des Raumfachwerkes aus Profilteilen oder Rohren zusammengesetzt sind.