DE2100421A1

DE2100421A1 - Self-supporting prefab element - for shell-type roof structures

Info

Publication number: DE2100421A1
Application number: DE19712100421
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Rosenkranz, Christian, Dipl.-Ing., 2800 Bremen
Priority date: 1971-01-07
Filing date: 1971-01-07
Publication date: 1972-08-03

Abstract

Two corrugated sheet metal shells are bonded together by hardenable polyurethane foam into a self-supporting element under simultaneous increase of the sheet metal shell bearing capacity and stability.

Description

Freitragende Sandwich-Konstruktion für Hallenbauten Die Erfindung betrifft freitragende Sandwich-Hallenkonstruktionen aus zwei schalenförmigen Profilblechen, die mittels Polyurethanschaum (hart) miteinander verklebt und ausgesteift werden für die Überdachung von Hallenbauten, insbesondere für leichte und schnell zu erstellende Hellen.Cantilever sandwich construction for hall structures The invention concerns self-supporting sandwich hall constructions made of two shell-shaped profile sheets, which are glued and stiffened using polyurethane foam (hard) for the roofing of hall structures, especially for light and quick to build Bright.

Zweck der Erfindung ist, Elemente zu fertigen, die ohne tragende Unterkonstruktion zu einer selbsttragenden Schale zu sammengefügt werden können und somit eine Dachhaut bilden, die tragendes als auch schützendes Element in sich vereint und alle Anforderungen an die Dachhaut, wie Wetter- und Wärmeschutz, Stabilität, Beständigkeit, geringes Gewicht, leichte Montage, große Spannweiten, Fertigung und Montage nach dem Baukastenprinzip sowie pflegearm erfüllt.The purpose of the invention is to manufacture elements without a supporting substructure Can be joined together to form a self-supporting shell and thus a roof skin form that unites the load-bearing as well as the protective element and all requirements to the roof cladding, such as weather and heat protection, stability, resistance, little Weight, easy assembly, large spans, production and assembly according to the modular principle as well as low-maintenance.

Bei allen üblichen Hallenbausystemen wird die Dachhaut auf eine tragende Unterkonstruktion aufgebracht, z.B. Fachwerkträger, Vollwandträger, Rahmen- und Schalenelemente aus Beton, Stahl oder Holz tragen den Dachaufbau, der die Aufgabe hat, den Uberbauten Raum von Feuchtigkeit, Wärme, Kälte, Wind- und Sonneneinstrahlung zu schützen. Bisher wurden nur Baukonstruktionen verwendet, die aus Kombinationen gebildet wurden. Zum Beispiel: Hyperboloidschalen als tragendes und überdachendes Konstruktionselement mit einer aufgebrachten Außenhaut, die den überbauten Raum vor äußere Einflüsse schützt. Bei dieser Baumethode hat das schwere und aufwendige Element lediglich die Aufgabe, die eigentliche Dachhaut zu tragen. Noch aufwendiger in der Montage sind Hallenbauten, die mit Binderelementen überspannt werden. Die Binder haben nur den Zweck, die überdachende Konstruktion zu tragen, die wiederum erst die eigentliche Dachhaut aufnimmt. Im Montageablauf bedeuten diese Banmethoden zwei, drei oder gar vier genau aufeinander angestimmte Takte: 1. Richten der Stahlbinder 2. Verlegen der Dachplatten (ftohidielen) 3. Aufbringen der Wärmeisolierung 4. Aufbringen der Dachhaut Der Unterschied zwischen der Erfindung und den vorgenannten Bausystemen liegt darin, daß versucht wurde, ein Element in der Fabrikation soweit vorzufertigen, daß es auf der Baustelle nur noch montiert zu werden braucht, lim dadurch den manuellen Arbeitsaufwand zu reduzieren, eine rationelle Montage zu ermöglichen und die Bauzeit wesentlich zu kürzen.In all common hall construction systems, the roof cladding is placed on a load-bearing Substructure applied, e.g. lattice girders, solid wall girders, frame and Shell elements made of concrete, steel or wood support the roof structure, which is responsible for the task has, the built-up space from moisture, heat, cold, wind and solar radiation to protect. So far, only building structures were used that consisted of combinations were formed. For example: hyperboloid shells as load-bearing and roofing Construction element with an applied outer skin that covers the built-up space protects against external influences. With this construction method, it has to be heavy and laborious Element only has the task of supporting the actual roof cladding. Even more complex in the assembly are hall structures that are spanned with truss elements. the The only purpose of trusses is to support the roofing structure, which in turn only takes up the actual roof skin. In the assembly process, these mean ban methods two, three or even four bars exactly in tune with one another: 1. Aligning the steel trusses 2. Laying the roof panels (floorboards) 3. Applying the thermal insulation 4. Applying the roof membrane The difference between the invention and the aforementioned building systems is that an attempt has been made to incorporate an element in the fabrication to the extent that it only needs to be assembled on the construction site needs to be, lim thereby reducing the manual workload, a to enable efficient assembly and to shorten the construction time significantly.

Im Fahrzeugbau für Automobile als auch für Schienenfahrzeuge wurden Kunststoffkarosserien, die mit Schaumstoff ausgesteift sind, erfolgreich erprobt. Im modernen Bootsbau werden ausschließlich nur noch Polyesterbootskörper mit Moltopren-Schaumstoff-verstärkten Planken und Böden hergestellt. Die Ausschäumung von Hohlräumen und Körpern hat eine Steigerung der Stabilität desselben zur Folge. Außerdem haben Schaumstoffe aus Moltopren nicht nur günstige statische Eigenschaften, sondern auch gute physikalische, chemische und mechanische Sie haften gut an Metallen und sie können bei bestimmten Zusammensetzungen zu festen Gefügen aushärten. Sehr gute Wärmeisolierung und bei Zusätzen schwere Entflammbarkeit sind weitere gdnstige Eigenschaften für die Anwendung im Bauwesen. (Bayer-Kunststoffe 2.Auflage).In vehicle construction for automobiles as well as for rail vehicles were Plastic bodies stiffened with foam successfully tested. In modern boat building, only polyester boat bodies with Moltoprene foam-reinforced are used Planks and floors made. The foaming of cavities and bodies has one Increase the stability of the same result. Moltoprene foams also have foams not only favorable static properties, but also good physical, chemical properties and mechanical They adhere well to metals and they can with certain compositions harden to solid structures. Very good thermal insulation and heavy with additives Flammability are other favorable properties for use in construction. (Bayer Kunststoffe 2nd edition).

Diese Erkenntnis wurde der Erfindung zugrunde gelegt.The invention was based on this knowledge.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein modernes Dachelement zu schaffen, des alle vorgenannten Anfordernungen an Dächer erfüllt und das vor allem schnell und leicht montiert werden kann.The object of the invention was to provide a modern roof element create that meets all of the aforementioned roof requirements and above all can be installed quickly and easily.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei bombierte Wellblechschalen aus Stahl oder Aluminium, die mit einem mittigen Abstand in einer Form gehalten werden und daß der dadurch entstandene Zwischenraum mit Polyurethanschaum (hart), der mittels einer H-Maschine und mit 5 atü in den Zwischenraum eingesprüht wird, ausgesteift werden.This object was achieved according to the invention in that two cambered Corrugated iron trays made of steel or aluminum, which are spaced apart in the middle in a Held shape and that the resulting space with polyurethane foam (hard), which is injected into the Interspace is sprayed, stiffened.

Begünstigt durch die vorerwähnten guten Eigenschaften von Moltopren-Schaumstoffen verklebt dieser unter Aushärtung des Polyurethanschamnstoffes die beiden Schalenelemente und steift sie gleichzeitig aus. Dadurch wird ein größeres Trägheitsmoment der bombierten Wellblechschalen erreicht.Favored by the aforementioned good properties of Moltoprene foams This bonds the two shell elements while the polyurethane foam hardens and stiffen it at the same time. This creates a greater moment of inertia of the cambered Corrugated iron trays reached.

Die Vergrößerung des Trägheitsmomentes der Schalenelemente erlaubt es, Hallen mit Spannweiten bis zu 35 m zu errichten.The increase in the moment of inertia of the shell elements allows building halls with spans of up to 35 m.

Der Vorteil dieser Erfindung liegt darin, daß das tragende und aussteifende Element in einer sinnvollen Kombination der Materialien sich ergänzt und dadurch die vorgenannten Anforderungen an Dächer hervorragend erfüllt. Die bombierten Wellblechechalen bilden das tragende- und das schützende Element (Feuchtigkeit), während der Schaumstoff die Stabilisierung als auch die Wärmeisolierung des Dachelementes erzielt.The advantage of this invention is that the load-bearing and stiffening Element in a meaningful combination of materials complements each other and thereby the aforementioned requirements for roofs are excellently met. The cambered corrugated iron bowls form the load-bearing and the protective element (moisture), while the foam the stabilization as well as the thermal insulation of the roof element achieved.

Bei dieser Dachkonstrnktion ist tragendes Element gleich schützendes - und aussteifendes gleich isolierendes Element, die mittels industrieller Vorfertigungsmethoden in einem Element vereint werden.With this roof construction, the load-bearing element is the same as the protective one - and stiffening equal insulating element, which by means of industrial prefabrication methods be united in one element.

Das bedeutet für die Montage: Ein Dachelement - ein Arbeitsgang - fix und fertige-Montage des Daches durch eine Hand, Bauzeitverkürzung, witterungsunabhängige Montage, leichtere Hebezeuge und geringer Aufwand an manueller Arbeit. Außerdem wurde mit diesem Element ein einwandfreier Kaltdach-Aufbau, der sich besonders für Stallbauiten eignet, erreicht.For assembly this means: one roof element - one work step - ready-to-use assembly of the roof by one hand, construction time reduction, weather-independent Assembly, lighter lifting equipment and less manual work. aside from that With this element, a flawless cold roof structure, which is particularly suitable for Stable construction suitable, achieved.

flb weiterer Vorteil ergibt sich aus der leichten Dachkonstruktion für die Gründung des Bauwerkes. Dadurch, daß die aus der Dachkonstruktion abzuleitenden asten geringer werden, braucht die Gründung nicht so massiv ausgeführt zu werden wie bei einer Stahlbetonskelettbauweise oder einer reinen Stahlkonstruktion.flb Another advantage results from the light roof construction for the foundation of the building. By the fact that those to be derived from the roof structure As a result, the foundation does not need to be carried out so massively like a reinforced concrete frame construction or a pure steel construction.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in folgendem näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

Es zeigen: Fig. 1 Isometrie Fig. 2 Schnitt durch ein Element mit Auflagebefestigung und Verbund zweier Elemente Fig. 3 Schnitt durch das Auflager als auch Verbund der Elemente in Langsrichtung Fig. 4 Anwendungsbeispiel - Stallbauten, Lagerhallen, Zweigelenkbogen auf eingespannten Auflager Fig. 5 Anwendungsbeispiel - Fabrikationshalle, Zweigelenkbogen auf eingespannte Stützen Fig. 6 Anwendungsbeispiel - Fabrikationshalle - Shedkonstruktion Das freitragende Sanwichelement für Hallenkonstruktionen wird gefertigt aus zwei bombierten Wellblechschalen 1 + 2 (außen und innen), die mittels Polyurethanschaum hart 3 miteinander verklebt und ausgesteift werden. Zur besseren Aussteifung und Abdichtung der Fugen zwischen den Elemente ten werden die Außenschale 1 und die Innenschale 2 schuppenartig versetzt. Somit wird eine gute Überlappung 5 und ein fester Verbund mit den ineinanderges esetzten Element ten erreicht. Zur besseren Befestigung mit Auflager 7, das mit einem dem Wellblech angepaßten mutter 6 aufgefüttert ist, und der besseren Verbundwirkung der Elemente, wird das Ende 4 der Schale besonders stabil mit Gußaluminium oder Ekadur ausgesteift. Die Befestigung der Schalenelemente erfolgt durch korrusionsgeschützte Bolzen 8, die jeweils auf den Sellenbergen angeordnet sind und die die Schale mit dem Auflager 7 einer Stahlschiene verbindet.The figures show: FIG. 1 isometric drawing. FIG. 2 is a section through an element with support attachment and composite of two elements Fig. 3 section through the support and composite of the Elements in the longitudinal direction Fig. 4 Application example - stable structures, warehouses, Double-hinged arch on clamped supports Fig. 5 Example of use - production hall, Two-hinged arch on clamped supports Fig. 6 Example of use - production hall - Shed construction The self-supporting sandwich element for hall constructions is made of two cambered corrugated sheet metal shells 1 + 2 (outside and inside), which by means of Rigid polyurethane foam 3 are glued together and stiffened. For better The outer shell is used to stiffen and seal the joints between the elements 1 and the inner shell 2 offset like scales. This creates a good overlap 5 and a solid bond with the nested elements achieved. To the better attachment with support 7, the nut adapted to the corrugated iron 6 padded is, and the better composite effect of the elements, the end 4 of the shell is particularly stiffened with cast aluminum or Ekadur. The shell elements are fastened by means of corrosion-proof bolts 8, which are each arranged on the Sellenberg and which the shell with the support 7 connects a steel rail.

Zur Vermeidung von Oxydationserscheinungen muß die Ausbildung des Auflagers besonders sorgfältig vorgenommen werden. Um den Verbund der beiden Elemente bei der Montage zu erleichtern und um eine bessere Kraftübertragung in den Stoßstellen zu erreichen, wurde der Stoß zweier Elemente steckerartig 9 ausgebildet. Die Abdichtung der Überlappung 5 erfolgt durc vorher aufgeklebte dauerelastische Dichtungsschnäre 10.To avoid oxidation phenomena, the formation of the Must be carried out particularly carefully. To connect the two elements to facilitate assembly and better power transmission in the joints To achieve this, the joint between two elements was designed like a plug 9. The waterproofing the overlap 5 takes place by means of previously glued permanently elastic sealing strips 10.

Die hier beschriebenen Sandwichelemente lassen sich nach dem Prinzip des Baukastensystems leicht und schnell zu einer den Figuren 4, 5 und 6 dargestellten Hallenkonstruktionen zusammenfügen.The sandwich elements described here can be based on the principle of the modular system easily and quickly to one of the figures 4, 5 and 6 shown Assemble hall constructions.

Claims

Patent claims:

1. Cantilever sandwich construction for hall structures, which means that that two cambered corrugated sheet metal shells by means of foaming by Polyurethanschanm hard to be joined together in a form to form a self-supporting element and the The load-bearing capacity and the stability of the corrugated iron trays are thus considerably increased will.

2. Cantilever. Sandwich construction for hall buildings, characterized in that that through the combination of cambered corrugated iron and polyurethane foam it is hard-bearing and protective element is united in one element and favored by the for the building industry suitable good properties of the materials meet all requirements the roof structure must be met.

3. Self-supporting sandwich construction for hall structures, characterized in that that the scale-like design of the elements creates a stable and tight hall roof construction is achieved.

4. Cantilever sandwich construction for hall structures, characterized by that through the support reinforcement and the connector training in the joints Cii.r stable shell and easy assembly is made possible.