DE2026905C

DE2026905C - Roof construction made of lined up, double-curved shells

Info

Publication number: DE2026905C
Application number: DE19702026905
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Silberkuhl, Wilhelm Johannes, Dipl.-Ing., 4300 Essen
Filing date: 1970-06-02
Publication date: 1973-03-29

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dachkonstruktion aus gereihten, doppeltgekrümmten Schalen, die stirnseitig mit im wesentlichen ebenen Auflagerteilen an entsprechende Auflager und längsseitig aneinander angeschlossen sind, bei der ein wellenartiger Mittelquerschnitt mit konstanter Wellenlänge λ und gleicher Amplitude α der Wellenberge und Wellentäler vorhanden ist und die Amplitude zu den Auflagerteilen der einzelnen Schalen bis auf Null abnimmt.The invention relates to a roof structure made of lined-up, double-curved shells, which are connected at the end with essentially flat support parts to corresponding supports and along the length, in which there is a wave-like central cross-section with constant wavelength λ and the same amplitude α of the wave crests and troughs and which Amplitude to the support parts of the individual shells decreases to zero.

Bei bekannten Dachkonstruktionen dieser Gattung (vgl. Bauplanung—Bautechnik, Heft 8, August 1961, S. 369) sind die einzelnen Schalen Bogenschalen, auch ihre Längsränder folgen dieser Bogenform. Sie sind mit ihren bogenförmigen Längsrändern aneinander angeschlossen. Das gilt auch für ähnliche Ausführungsformen von Dachkonstruktionen (vgl. französische Patentschrift 1 529 330), die im übrigen nicht in Strenge wellenförmigen Mittelquerschnitt, sondern einen Mittelquerschnitt aurweisen, der gleichsam aus Halbwellen aufgebaut ist. — Das alles ist nicht frei von Nachteilen. Die bogenförmigen Längsränder bedingen zunächst fsrtigungstechnische und montagetechnische Schwierigkeiten. Darüber hinaus sind Festigkeit und Stabilität solcher Schalen und damit der aus dem Verbund solcher Schalen aufgebauten Dachkonstruktionen, insbesondere für große Spannweiten, verbesserungsbedürftig. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dachkonstruktion der beschriebenen Gattung in montagetechnischer Hinsicht und — in bezug auf die einzelnen Schalen — in fertigungstechnischer Hinsicht zu vereinfachen und zugleich festigkeitsmäßig und stabilitätsmäßig zu verbessern.In the case of known roof structures of this type (cf. Bauplanung-Bautechnik, Issue 8, August 1961, p. 369) the individual bowls are arched shells, and their longitudinal edges also follow this arched shape. They are connected to one another with their curved longitudinal edges. This also applies to similar ones Embodiments of roof structures (see. French Patent 1 529 330), the rest do not have a strictly undulating central cross-section, but rather a central cross-section that, as it were is made up of half waves. - None of this is free from drawbacks. The arcuate long edges initially require manufacturing and assembly difficulties. Furthermore are the strength and stability of such shells and thus those built up from the composite of such shells Roof constructions, especially for large spans, in need of improvement. The invention is based on the object of a Roof construction of the type described in terms of assembly technology and - with respect to the individual shells - to simplify in terms of manufacturing technology and at the same time in terms of strength and to improve stability in terms of stability.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die einzelnen Schalen eine Breite von / oder von /7?, aufweisen und mit geraden Längsrändern aneinander angeschlossen sind, ίο Festigkeit und Stabilität liegen besonders günstig, wenn darüber hinaus die Länge der einzelnen Schalen etwa das Drei- bis Zehnfache, vorzugsweise etwa das Fünifache, der Wellenlänge/ ausmacht. Der Verbund der einzelnen Schalen zur Dachkonstruktion erfolgt wie beim Bauen mit Stahlbetonschalen üblich. Oft ist bloße Reihung mit gegenseitiger Abstützung ausreichend. Die Tatsache, daß die einzelnen Schalen der erfindungsgemäßen Dachkonstruktion gerade Lüngsränder und ebene Auflager aufweisen, läßt es so zu, die einzelnen Schalen von je einem Rahmen zu begrenzen, wobei diese Rahmen Verbundmittel tür den Verbund benachbarter Schalen bzw. Anschlußmittel zum Anschluß an die Auflager aufweisen. Man erzielt hier über die Rahmen neben der montagetechnischen ^Vereinfachung beim Verbund benachbarter Schalen zugleich auch Verstärkungs- oder Versteifungseffekie. Diese Ausführungsform eignet sich daher insbesondere für große Dachlasten oder große Spannweiten. Letzteres gilt auch für eine Weiterbildung der Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schalen durch Verbundb<:wehrungen, die über mehrere Schalen durchlaufen, in Verbund gebracht sind.The object is achieved according to the invention in that the individual shells have a width of / or from / 7 ?, and are connected to one another with straight longitudinal edges, ίο Strength and stability are particularly favorable if, in addition, the length of the individual shells about three to ten times, preferably about five times, the wavelength /. The network the individual shells for the roof construction are carried out as usual when building with reinforced concrete shells. Often mere stringing with mutual support is sufficient. The fact that the individual shells the roof structure according to the invention have straight longitudinal edges and flat supports, it leaves so to, each shell of a frame to limit, this frame composite means for the composite of adjacent shells or connection means for connection to the supports. One achieves here via the frame in addition to the assembly technology ^ Simplification when connecting adjacent shells at the same time also reinforcement or Stiffening effect. This embodiment is therefore particularly suitable for heavy roof loads or large spans. The latter also applies to a development of the invention, which is characterized is that the shells are made of composite reinforcements, the run through several shells, are brought together.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß die erfindungsgemälie Dachkonstruktion wegen der geraden Längsränder der einzelnen Schalen zunächst in montagetechnischer Hinsicht, außerdem in bezug auf die einzelnen Schalen in fertigungstechnischer Hinsicht beachtlich vereinfacht ist. Darüber hinaus sind Festigkeit und Stabilität wesentlich verbessert. Die Tatsache, daß mit geraden Längsrändern gearbeitet wird, bringt insoweit gleichsam einen zusätzlichen Gewölbeeffekt. Als Folge davon sind die einzelnen Schalen auch ohne weiteres in der Lage, alle Transportbeanspruchungen und Mor.tagebeanspruchungen aufzunehmen. Dabei sind im Rühmen der Erfindung für die einzelnen Schalen verschiedene AusfüliTungsformen möglich, wie im folgenden an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert wird. Es zeigtThe advantages achieved are to be seen in the fact that the roof construction according to the invention because of the straight longitudinal edges of the individual shells initially in terms of assembly technology, also in relation is considerably simplified in terms of manufacturing technology on the individual shells. Furthermore strength and stability are significantly improved. The fact that worked with straight longitudinal edges brings about an additional vault effect. As a result, the individual Trays also easily able to withstand all transport and daily stresses to record. There are different in boasting of the invention for the individual shells AusfüliTungsformen possible, as in the following on the basis of an exemplary embodiment Drawing is explained. It shows

Fig. 1 perspektivisch eine Aufsicht auf eine Dachkonstruktion, ausschnitisweise,Fig. 1 is a perspective view of a roof structure, in part,

F i g. 2 den Wellenzug der Dachkonstruktion aus F i g. 1 in Richtung des Vertikalschnittes A-A, F i g. 3 den Wellenzug der Dachkonstruktion nach Fi g. 2 in Richtung der Verttikalschnitte B-B, F i g. 2 the wave train of the roof structure from FIG. 1 in the direction of the vertical section AA, F i g. 3 the wave train of the roof structure according to Fi g. 2 in the direction of the vertical cuts BB,

Fig. 4 den Vertikalschnitt C-C durch den Gegenstand nach Fig. 1,4 shows the vertical section C-C through the object according to FIG. 1,

F i g 5 den Vertikalschnitt D-D durch den Gegenstand nach Fig. 1,F ig 5 the vertical section DD through the object of FIG. 1,

F i g. 6 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 1,F i g. 6 shows another embodiment of the object according to FIG. 1,

F i g. 7 den Vertikalschnitt C-C durch den Gegenstand nach F i g. 6,F i g. 7 shows the vertical section CC through the object according to FIG. 6,

F i g. 8 den Vertikalschnitt D-D durch den Gegenstand nach F i g. 6,F i g. 8 the vertical section DD through the object according to FIG. 6,

F i g. 9 den Vertikalschnitt E-E durch den Gegenstand nach F i g. 6,F i g. 9 the vertical section EE through the object according to FIG. 6,

Fig. 10 in der Perspektive der Fig. 1, jedoch ver- daß die Stahlbetonschalen 1 ohne weiteres aus derFIG. 10 in the perspective of FIG. 1, but it should be noted that the reinforced concrete shells 1 are readily apparent from FIG

größert. eine Schale der Breite A/2 aus dem Gegen- Dachkonstruktion gleichsam so ausgeschnitten wer-increases. a shell of width A / 2 can be cut out of the opposite roof construction, so to speak

stand nach Fig. 1 und den können, daß sie zwar ebene Längsränder 5 auf-stood according to Fig. 1 and can that although they are flat longitudinal edges 5 on-

Fig. 11 in der Perspektive der Fig. 1, jedoch ver- weisen (vgl. z. B. die Fig. 10, 11). Man kann aber11 in the perspective of FIG. 1, but refer to them (cf., for example, FIGS. 10, 11). But you can

größert, eine Schale der Breite λ aus dem Gegen- 5 auch, wie es die F i g. 6 darstellt, die Geometrie solarger, a shell of width λ from the opposite 5 also, as shown in FIG. 6 illustrates the geometry so

stand nach F i p. 1. treffen, daß die Wellentäler 6 im wesentlichen hori-stood after F i p. 1. meet that the wave troughs 6 are essentially horizontal

Die in den Figuren dargestellte Dachkonstruktion zontal verlaufen, wobei die Stahlbetonschalen 1 gebesteht, wie man insbesondere aus den Fig. 1 und 6 rade Längsränder5 aufweisen. Sind die Stahlbetonentnimmt, aus gereihten, doppeltgekrümmten Scha- schalen 1 der erfindungsgemäßen Dachkonstruktion len 1. Im Ausführungsbeispiel (aber nicht beschrän- io so ausgeführt, daß sie in sich stabil sind, (vgl. kend) handelt es sich um Stahlbetonschalen. Diese Fig.] 1), so kann auf Randstege oder rahmenartige besitzen stirnseitig im wesentlichen ebene Auflager- Einfassungen verzichtet werden. Allerdings sind teile 2 und sind an entsprechende Auflager 3 des Randstege und rahmenartige Einfassungen auch hier Bauwerkes angeschlossen, beispielsweise auf Unter- denkbar, insbesondere um Verbundmittel zum Anzüge aufgelegt. Längsseitig sind die Stahlbeton- 15 schluß benachbarter Stahlbetonschalen anzuschlieschalen 1 aneinander angeschlossen. Aus den per- ßen. Wtnn jedoch die einzelnen Stahlbetonschale!! 1 spektivischen Darstellungen der Fig. 1 und 6 sowie in sich labil sind, wird man zu. Stabilisierung einen aus den Schnittfiguren 2 und 3 entnimmt man, daß Rahmen 9 aus Stahlprofilstäben vorsehen oder aus bei der Dachkonstruktion ein wellenförmiger Mittel- Beton Randstege anformen. Das ist in der Fig. 10 querschnitt 4 mit konstanter Wellenlänge /. und glei- 20 angedeutet worden. Nicht dargestellt ist, daß dieser eher Amplitude α der Wellenberge und Wellentäler Rahmen regelmäßig mit Verbundmitteln für den vorhanden ist und daß diese Amplitude α zu den Verbund benachbarter Stahlbetonschalen bzw. An-Auflagerteilen 2 der einzelnen Stablbetonschalen 1 Schlußmittel zum Anschluß an die Auflager aufweist. bis auf praktisch Null abnimmt. Die Auflagerteile 2 Die Bewehrung ist im Ausführungsbeispiel ledigder Stahlbetonschalen 1 können ihrerseits noch Ver- 25 lieh in den Fig.! und 6 angedeutet worden. Sie Stärkungen aufweisen, die :·< den Zeichnungen je- besteht aus Baustahlmatten 10, die als Bänder sich doch nicht dargestellt worden sind. Die Länge der kreuzen. Angedeutet sind zusätzliche Bewehrungseinzelnen Stahlbetonschalen 1 ist etwa das Drei- bis scharen aus zueinander parallelen, sich kreuzenden Zehnfache, im Ausführungsbeispiel etwa das Fünf- · Bewehrungsstäben 11. Diese kreuzen sich entweder fache der Wellenlänge, die mit λ in die Figuren ein- 30 orthogonal oder verlaufen mehr oder weniger diagezeichnet worden ist. Durch übertrieben dicke gonal zur Längsachse der Stahlbetonschalen 1 und Fugenstriche ist in den Fig. 1 und 6 sowie in den kreuzen sich entsprechend. Man erkennt unmittelbar, Schnittfiguren angedeutet worden, daß die einzelnen daß diese zusätzlichen Bewehrungsscharen 11 auch Stahlbetonschalen 1 eine Breite von λ/2 oder ;. auf- Zugbänder darstellen lassen. Zusätzliche Verbundweisen. 35 bewehrungen 12, die in der Dachkonstruktion zug-The roof construction shown in the figures run zontally, with the reinforced concrete shells 1, as can be seen in particular from FIGS. 1 and 6, straight longitudinal edges5. If the reinforced concrete has been taken from lined up, double-curved shells 1 of the roof construction according to the invention 1. In the exemplary embodiment (but not limited to such a design that they are inherently stable (cf. ] 1), it is possible to dispense with edge webs or frame-like supports that are essentially flat on the front. However, parts 2 and are connected to corresponding supports 3 of the edge webs and frame-like enclosures also here of the building, for example placed on sub-conceivable, in particular placed around composite means for suits. The reinforced concrete shells 1 to be connected to adjacent reinforced concrete shells are connected to one another on the longitudinal side. From the peoples. Wtnn however the individual reinforced concrete shell !! 1 perspective representations of FIGS. 1 and 6 and are inherently unstable, one becomes. Stabilization one from the sectional figures 2 and 3 can be seen that frame 9 are provided from steel profile bars or form a corrugated central concrete edge webs in the roof structure. This is cross section 4 with constant wavelength / in FIG. and have also been indicated. What is not shown is that this rather amplitude α of the wave crests and troughs is regularly provided with composite means for the frame and that this amplitude α to the composite of adjacent reinforced concrete shells or on-support parts 2 of the individual bar concrete shells 1 has closing means for connection to the support. decreases to practically zero. The support parts 2 The reinforcement is in the exemplary embodiment only the reinforced concrete shells 1 can for their part still be lent in the figures! and 6 have been indicated. They have reinforcements that: · <each of the drawings consists of reinforcement meshes 10, which have not been shown as bands. The length of the cross. Additional Bewehrungseinzelnen are indicated reinforced concrete shells 1 is about three to gather of mutually parallel, intersecting ten times, · in the exemplary embodiment as the five reinforcing bars 11. These cross either times the wavelength, the one with λ in the figures 30 orthogonal or run more or less has been drawn. By exaggeratedly thick gonal to the longitudinal axis of the reinforced concrete shells 1 and joint lines is in Figs. 1 and 6 and in the intersect accordingly. It can be seen immediately, sectional figures have been indicated that the individual that these additional reinforcement panels 11 also reinforced concrete shells 1 a width of λ / 2 or;. on- let drawstrings represent. Additional compound ways. 35 reinforcements 12, which are used in the roof structure

Die Fig. 10 und 11 erläutern durch perspekti- ankerähnlich über mehrere Stahlbetonschalen 1 vische Darstellung die Geometrie der einzelnen Stahl- durchlaufen, stellen den statischen Verbund gereihter betonschalen 1, aus denen die erfindungsgemäße Stahlbetonschalen 1 der erfindungsgemäßen Dach-Dachkonstruktion zusammengesetzt ist. Man erkennt, konstruktion dar.FIGS. 10 and 11 explain several reinforced concrete shells 1 in an anchor-like manner Vical representation of the geometry of the individual steel passes through, make the static composite more lined up concrete shells 1, from which the reinforced concrete shells 1 according to the invention of the roof-roof structure according to the invention is composed. One recognizes the construction.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Roof construction consisting of lined-up, double-curved shells, which are connected at the front with essentially flat support parts to corresponding supports and along the length of each other, in which there is a wave-like central cross-section with constant wave length / and the same amplitude α of the wave crests and wave troughs and the amplitude to the support parts of the individual shells decreases to zero, characterized in that the individual shells (1) have a width of /. or from '/.12 and are connected to one another with straight longitudinal edges (5).

2. Roof structure according to claim 1, characterized in that the length of the individual Shells (1) about three to ten times, preferably about five times, the wavelength / matters.

3. Roof structure according to claim 1 or 2, characterized in that the individual Shells (1) are each limited by a frame (9) and these frames (9) composite means for the connection of neighboring shells or connection means for connection to the supports.

4. Roof construction according to e ^; Em of claims 1 to 3, characterized in that the shells (1) are connected by composite reinforcements (12) which run through several shells (1).