DE202006001874U1

DE202006001874U1 - System zur selbsttätigen Frühwarnung vor dem Abfall der Tragfähigkeitsreserven von Hallenbindern

Info

Publication number: DE202006001874U1
Application number: DE200620001874
Authority: DE
Original assignee: RIEDNER WOLFGANG; Riedner Wolfgang Dipl-Ing
Current assignee: RIEDNER WOLFGANG; Riedner Wolfgang Dipl-Ing
Priority date: 2006-02-03
Filing date: 2006-02-03
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2016-02-04

Abstract

System zur selbsttätigen Frühwarnung vor dem Abfall der Tragfähigkeitsreserven von Hallendachbindern dadurch gekennzeichnet, dass die Hallendachbinder durch Zusatzeinrichtungen ergänzt werden.

Description

Allgemeines:
Die Erfindung stellt eine selbsttätige frühzeitige Warnung vor dem Einsturz von weit gespannten neu zu errichtenden oder bestehenden Hallendachbindern dar. Sie soll vorrangig der Abwendung von Gefahren für das Leben oder die Gesundheit von Menschen dienen, die sich in den Hallen aufhalten, sei es als Betriebsangehörige oder Kunden in Werks-, Verkaufs- oder Montagehallen oder als Aktive oder Zuschauer in Sport- oder Kulturhallen – hier meist in sehr großer Anzahl.
Veranlassung:
In jüngster Zeit sind in Europa mehrere Hallendächer – sehr wahrscheinlich wegen außergewöhnlich hoher Schneebelastung – eingestürzt. Im Falle des Einsturzes einer Eissporthalle in Bad Reichenhall Anfang Januar 2006 waren 15 Tote zu beklagen. Beim Einsturz des Daches einer Messehalle in Katowice in Polen wurden mindestens 65 Tote geborgen. Es wurden nach Presseangaben 141 Menschen zum Teil schwer verletzt.
Mit geringem Aufwand an Kosten und Zeit kann in der Regel nicht eindeutig und schnell genug beurteilt werden, ob die Belastung infolge einer vorliegenden Schneelast bereits kritisch für das Tragwerk ist. Selbst wenn es gelänge, das Gewicht des Schnees genau genug zu ermitteln und mit der gemäß statischer Berechnung zulässigen Belastung zu vergleichen, können die Risiken eines Einsturzes danach allein nicht beurteilt werden.
Stand der Technik:
Die Angaben in der statischen Berechnung geben lediglich die zulässigen Belastungen des Bauwerkes unter der Voraussetzung eines einwandfreien technischen Zustandes an. Diese Voraussetzung ist nicht selbstverständlich erfüllt. Material- oder Ausführungsfehler wie – z.B. zu geringe Betongüte, aufgelöste Leimverbindungen, fehlerhafte Nagelverbindungen, gerissene Schweißnähte oder korrosionsgeschwächte Materialien oder Verbindungsmittel – führen zu einer Herabsetzung der Tragfähigkeiten und werden beim vorgenannten Vergleich nicht berücksichtigt.
Um den einwandfreien Zustand der Hallen festzustellen, sind Begehungen und Besichtigungen und ggf. Materialprüfungen – z. B. durch Probeentnahmen mit anschließenden Prüfungen im Labor – erforderlich. Diese Bauwerksprüfungen fordern den Einsatz von sehr qualifizierten Ingenieuren und sind dementsprechend mit hohen Kosten verbunden. In der Regel sind zusätzlich Hilfen für die Besichtigungen vorzuhalten oder aufzustellen – wie Gerüste, Leitern, Hubwagen oder ähnliches. Auch kann es erforderlich sein, Verkleidungen – abgehängte Decken – wenigstens teilweise zu entfernen, um die Zugänglichkeit für eine Besichtigung kritischer Stellen zu ermöglichen. All dieses verursacht Kosten und benötigt Zeit.
Frühwarnsystem:
Diesem Mangel soll das im folgenden dargestellte selbsttätige Frühwarnsystem Rechnung tragen.
Durch eine automatisierte Früherkennung des Erreichens der zulässigen Tragreserven soll eine Frühwarnung ausgelöst werden. Durch Nachschaltung bekannter Verfahren kann alternativ folgendes bewirkt werden:

1. Warnmeldungen je nach Warnstufe über Datenaustausch an den Eigentümer, die Hallenverwaltung, die Polizei/Feuerwehr, an die Baubehörde oder die Stadtverwaltung
2. Aufleuchten von Warnlampen bei Verantwortlichen oder/und in der Halle selbst
3. Aulösung einer Alarmsirene in der Halle
4. Aufforderung über Lautsprecher zum Verlassen der Halle wegen Gefahrensituation
5. Öffnung der Notausgänge, ggf. automatisch
6. Sperrung der Zugänge und Zufahrten zur Halle außer für Not- und Rettungsdienste

Funktionsweise:
Die Frühwarnung stützt sich auf den Vergleich der zulässigen mit den tatsächlichen Durchbiegungen der Hallendachbinder.
Die zulässigen Durchbiegungen werden in der Hallenstatik ermittelt. Bei vorhandenen Hallen sind ggf. Nachberechnungen erforderlich.
Die tatsächlichen Durchbiegungen werden anschaulich selbsttätig dargestellt. Dadurch entfällt die Beauftragung und Durchführung von aufwendigen und kostenintensiven Vermessungsarbeiten zur Feststellung der Durchbiegungen und ggf. hierfür das Aufstellen von Hilfsgeräten, Gerüsten, Leitern, Hebebühnen oder ähnlichem.
Die absoluten Größenwerte der Durchbiegungen sind bei weit gespannten Hallenträgern mit bloßem Auge nicht ohne weiteres zu erkennen. Zur optischen Verdeutlichung der Größe der Durchbiegungen ist eine Hilfslinie erforderlich. Die Hilfslinie kann auf verschiedene Weise realisiert werden, z. B. durch einen unter konstanter Last gespannten Draht oder ein Seil oder durch einen gebündelten Lichtstrahl (Laser).
Je nach Art der Hilfslinie funktioniert das System auf verschiedene Weise:
Selbsttätige Frühwarnung vor dem Abfall der Tragfähigkeitsreserven am Beispiel eines einzelnen Hallendachbinders
1
Ein mit einem Gewicht (9) über eine lose Rolle (8) gespannter Draht (7), – oder ein Seil. – bildet die Hilfslinie von einer Auflagerachse zur anderen. Das Spannstück (7) verläuft parallel zum Trägersteg (1) seitlich neben dem Trägersteg und bei waagerecht verlaufenden Trägern waagerecht. In der Mitte des Spannstückes (7) wird einer am Spannstück befestigten Kontaktstelle (5) ein Strom zugeführt- [z. B. (+)].
Lotrecht oberhalb dieses Kontaktstückes befindet sich an einer am Trägersteg (1) befestigten Konsole ein Gegenkontakt (2) mit dem Gegenpol. Der lotrechte Abstand der Kontakte wird bei unbelastetem Dach so gewählt, dass er dem Durchbiegungsunterschied zwischen unbelastetem und voll, d.h. zulässig belastetem Dach entspricht. Wenn bei Steigerung der Belastung des Daches – z. B. durch Schnee – eine Berührung der Kontakte erfolgt, ist die unter der rechnerisch zulässigen Belastung auftretende Durchbiegung erreicht. Es fließt ein Strom und die oben beschriebenen Warnmaßnahmen können durch diesen Strom ausgelöst werden.
P.S. Zur Sicherung gegen Absturz wird das Spanngewicht (9) zusätzlich an einer schlaffen Sicherungskette (10) aufgehängt.
Selbsttätige Frühwarnung vor dem Abfall der Tragfähigkeitsreserven am Beispiel einer Gruppe parallel verlaufender Hallendachbinder
2 und 3:
Die Abbildungen zeigen eine Gruppe von Hallendachbindern (1) im Querschnitt (2) und in der Untersicht (2) (3 ).
An einer Hallenaußenwand (3) wird auf einer Konsole (4) ein Lasergerät (5) fest installiert. Es soll einen Laserstrahl (6) unterhalb der Hallendachbinder auf die gegenüberliegende Hallenwand (3) projizieren. Der Laserstrahl (6) liegt etwa in der Feldmitte der Trägerstützweiten. An jedem Träger befindet sich oberhalb des Laserstrahles ein Sensor (7). Der Abstand der Sensoren zum Laserstrahl (6) wird auf die Durchbiegungsdifferenz von zulässiger Durchbiegung unter Gesamtlast und der rechnerischen Durchbiegung unter ständiger Dachlast eingestellt. Wenn bei Steigerung der Belastung des Daches – z. B. durch Schnee – ein Sensor vom Laserstahl getroffen wird, ist die zulässige Durchbiegung erreicht. Durch nachfolgende Schaltungen können dadurch die oben beschriebenen Warnmaßnahmen ausgelöst werden. Bei Anordnung von jeweils mehreren Sensoren übereinander kann eine mehrstufige Warnung erfolgen.
Vorteile der Erfindung:

1. Eine Überlastung und/oder eine Vielzahl von Schadenstypen der Dachbinder werden über zu große Verformungen indirekt angezeigt.
2. Es besteht die Möglichkeit einer unverzüglichen Einschätzung der Tragreserven.
3. Eine selbsttätige Auslösung eines Alarmes kann bei drohender Einsturzgefahr unverzüglich erfolgen.
4. Die Sicherheit von Personen, die sich in Hallen befinden, wird deutlich erhöht.
5. Hohe Kosten für ansonsten erforderliche Bauwerksprüfungen werden verringert bzw. können bei Vergrößerung der Prüfperioden teilweise ganz entfallen. (Bauwerksprüfungen sollten in vorgegebenen Perioden erfolgen. Bei sachgemäß eingestellter Frühwarnanlage können die Prüfungsabstände vergrößert werden).
6. Das Risiko von Personenschäden und Todesfällen wird erheblich gemindert. Dies kann sich günstig auf die Prämien für Elementarschäden- sowie Haus- und Grundbesitzhaftpflicht-Versicherungen auswirken.
7. Die Größe eines Sachschadens infolge eines Halleneinsturzes wird erheblich verringert, weil bei rechtzeitiger Warnung noch Sicherungsmaßnahmen getroffen werden können, und ein Einsturz evtl. völlig vermieden werden kann.
8. Die Erfindung ermöglicht der Bundesrepublik Deutschland europaweit und weltweit eine Vorreiterrolle in Sachen Hallensicherheitskonzepten und damit einen Prestigegewinn.

Claims

System zur selbsttätigen Frühwarnung vor dem Abfall der Tragfähigkeitsreserven von Hallendachbindern dadurch gekennzeichnet, dass die Hallendachbinder durch Zusatzeinrichtungen ergänzt werden.
System zur selbsttätigen Frühwarnung nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Auflagerachse eines Hallendachbinder ein Draht oder ein Seil (z. B. Polyamid-Schnur von einer Tragfähigkeit von ca. 20 kg) am Hallendachbindersteg befestigt ist und parallel frei – d.h. ohne Zwischenbefestigungen – neben dem Bindersteg zur gegenüberliegenden Auflagerachse – bei waagerecht verlaufenden Trägern waagerecht – verläuft und dort über eine Rolle, die ebenfalls am Bindersteg befestigt ist, nach unten umgelenkt und durch ein Gewicht auf konstanter Zugspannung, d.h. unabhängig von Temperaturschwankungen nahezu geradlinig und auf konstanter Höhe gehalten wird.
System zur selbsttätigen Frühwarnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mitte des Spannstückes einer am Spannstück befestigten metallischen Kontaktstelle ein Strom zugeführt wird – [z. B. (+)].
System zur selbsttätigen Frühwarnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass lotrecht oberhalb dieses o. g. Kontaktstückes am Trägersteg eine Konsole mit einem Gegenkontakt, dem Gegenpol befestigt ist.
System zur selbsttätigen Frühwarnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der lotrechte Abstand der vorgenannten Kontakte bei unbelastetem Dach (nur Eigengewichtslasten) so gewählt wird, dass er dem rechnerischen Durchbiegungsunterschied zwischen unbelastetem und voll, d.h. zulässig belastetem Dach entspricht.
System zur selbsttätigen Frühwarnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die gegenseitige Berührung beider Kontakte die unter der rechnerisch zulässigen Belastung auftretende Durchbiegung erreicht ist und ein Strom fließt, der eine Warnung auslöst, z. B. eine blinkende Warnlampe oder eine Sirene in Betrieb setzt.
System zur selbsttätigen Frühwarnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherung gegen Absturz das Spanngewicht zusätzlich an einer schlaffen Sicherungskette aus Stahl aufgehängt wird.
System zur selbsttätigen Frühwarnung vor dem Abfall der Tragfähigkeitsreserven von Hallendachbindern dadurch gekennzeichnet, dass eine Halle durch Zusatzeinrichtungen ergänzt wird.
System zur selbsttätigen Frühwarnung nach Anpruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Hallenaußenwand, die parallel zu den Hallendachbindern verläuft – auf einer Konsole ein Lasergerät fest installiert ist und einen Laserstrahl unterhalb der Hallendachbinder auf die gegenüberliegende Hallenwand projiziert.
System zur selbsttätigen Frühwarnung nach Anpruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl etwa in der Feldmitte der Trägerstützweiten liegt.
System zur selbsttätigen Frühwarnung nach Anpruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich an jedem Träger lotrecht oberhalb des Laserstrahles ein Sensor befindet.
System zur selbsttätigen Frühwarnung nach Anpruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Sensoren zum Laserstrahl auf die Durchbiegungsdifferenz von zulässiger Durchbiegung unter Gesamtlast und der rechnerischen Durchbiegung unter ständiger Last eingestellt ist.
System zur selbsttätigen Frühwarnung nach Anpruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen der zulässigen Durchbiegung des Hallendachbinders infolge Steigerung der Belastung des Daches – z. B. durch Schnee – ein Sensor vom Laserstrahl getroffen wird.
System zur selbsttätigen Frühwarnung nach Anpruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor über einen integrierten Schalter eine Warnung auslöst, z. B. eine blinkende Warnlampe oder eine Sirene in Betrieb setzt.