DE2119731A1 - Träger mit durchgebrochenem Steg, sowie Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

Description

ΜίΜ Mezögazdasägi Tervezö Vallalat (AGROTERV), Budapest/Ungarn

MEZÖGEP, Mezögazdasagi Gepgyart& es SzolgaltatS Vallalat, Szolnok/üngarn

Träger mit durchgebrochenem Steg, sowie Verfahren zur Herstellung desselben

Die Erfindung bezieht sich auf einen Träger mit einem, alt Aussparungen durchgebrochenen Steg sowie auf ein Verfahren zur Herstellung desselben.

In der technischen Praxis sind mit ausgesparten Hohlräumen hergestellte Träger In Form der sog. Falthus-Träger bekannt geworden. Diese wurden so hergestellt, dass der Steg eines gewalzten oder geschwelssten Stahlträgers längs einer, nit seinen Gurten parallel verlaufenden verzahnten, z.B. mit trapezförmigen Zähnen ausgebildeten Linie, symmetrisch zu der alt den Gurten parallelen Mittellinie aufgeschnitten, und die so erhaltenen, In Ihrer ganzen Länge gleiche Höhe aufweisenden Halbteile, gegenseitig verschoben, mit den kürzeren Parallelselten der gebildeten Trapezteile zusammengeschwelsst wurden. Auf diese Welse entstanden Im Steg sechseckige Durchbrechungen bzw. Aussparungen. Die Höhe der so erzeugten Träger war grosser als die des ursprünglichen Trägers und er hatte auch

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ein höheres Trägheitsmoment. Da solche Konstruktionen mit einem gut mechanisierbaren Verfahren auf wirtschaftliche, materialsparende Weise herstellbar sind, und im Vergleich zu den originalen Stahlträgern auch grössere Tragfähigkeit hatten, wurden sie in immer grösseren Mengen hergestellt und auf den Markt gebracht. Sie können weiters als Teile vcm Verbundträgern auch einbetoniert werden, wie dies aus der britischen Patentschrift Nr. 1.101.362 hervorgeht.

Diese Falthus-Träger sind aber nachteilig, weil sie zufolge ihrer oben dargelegten Herstellungstechnologie in allen Querschnitten - demnach auch an den Stellen von kleinerer Beanspruchung - die gleiche Höhe, also eine ebensolche Tragfähigkeit haben, wie dies an den Punkten der grössten Beanspruchung notwendig ist, und sie sind nur an der Stelle ihrer maximalen Beanspruchung optimal ausgenützt und an den anderen Funkten eigentlich überdimensioniert, so dass sie sich nicht an die jeweils vorkommenden, veränderlichen Beanspruchungen anpassen. Diese Tatsache äussert sich, aus dem Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit gesehen, in einem überflüssigen Materialaufwand.

Zweck der Erfindung liegt darin, diese Nachteile der bekannten, mit durchgebrochenem Steg ausgebildeten Träger au beheben und einen, sich an die auftretenden Beanspruchungen gut anpassenden Träger zu schaffen.

Erfindungsgemäss wird dieses Ziel durch einen, mit ausgesparten Hohlräumen hergestellten, also mit einem, mit Durchbrechungen versehenen Steg ausgebildeten Träger erreicht, der dadurch gekennzeichnet 1st, dass bei demselben unter einer sich gleichzeitig ändernder Höhe des Trägers, derselbe mit, zwischen der Gurtplatte, bzw. den Gurtplatten mit ausgesparten Hohlräumen und Stegplattenteilen von sich beständig ändernden Grossenmass hat.

Die Erfindung bezieht sich auch auf das Verfahren sur Herstellung des erfindungsgemässen Trägers, bei dem der, einen massiven Steg besitzende Träger längs einer, inbezug zu der, zur längsgerichteten Mittelachse unter einem Winkel geneigten schiefen Basislinie mit symmetrischen, der Gestalt der auszubildenden ausgesparten Hohlräume entsprechend ge-

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wählten, aus Geraden und/oder Bogen zusammengesetzten, sich periodisch wiederholenden regelmässigen Abschnitten gebildeten Profillinie zu zwei Halbträgern zerschnitten wird und der eine dieser Trägerteile um den anderen, um eine in der Querrichtung verlaufende Mittelachse um 180° verdreht, derart nebeneinandergesetzt werden, dass diese Halbträgerteile nach dem Abschneiden bzw, gegebenenfalls nach weiterer Bearbeitung der äussersten Teile der Stegteile diese miteinander verschwelsst werden, wodurch die beiden Halbträgerteile zu einem, eine veränderliche Höhe und einen mit Aussparungen versehenen Steg besitzenden Träger vereinigt werden.

*Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass dadurch, bei gleichem Materialaufwand, Träger mit grösserer Tragfähigkeit, als im Falle der gebräuchlichen Falthus-Träger herstellbar sind. In anderen Worten können die erfindungsgemässen Träger, unter gleichen Beanspruchungsbedingungen mit wesentlich weniger (d.h. um 20 - 40 % weniger«* Material, ohne Erhöhung des notwendigen Arbeitsaufwandes hergestellt werden.

Die Vorteile der Erfindung gehen noch deutlicher aus dem nachfolgenden konkreten Vergleich der beiden Trägerarten hervor.

Ein, mit massivem Steg ausgebildeter Träger von 20 cm Höhe kann mit Hilfe der FaIthus-Lösung zu einem mit parallelen Gurten, und durchgebrochenem Steg ausgebildeten Einfeldträger von 30 cm Höhe umgewandelt werden, der geeignet ist, ein aus dem in der Mitte des Trägers senkrecht von oben wirkenden Kraft F stammendes Moment aufzunehmen.

Geht man nun von einem, gleichfalls 20 cm hohen, mit massivem Steg ausgebildeten Träger aus, so kann man mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens einen, mit gegen die Mitte aich vergrössernde Höhe aufweisenden, durchgebrochenem Steg ausgebildeten Träger erzeugen, dessen maximale Höhe an der Stelle des Höchsten Momentes, d.h. in diesem Fall In der Mitte des Trägers - 33 cm beträgt und In dem grössten Querschnitt zur Aufnahme eines um 20 - 30 % gi. Feren Momentes geeignet ist. Die Gestalt des erflndungn-'gemessen Trägers verfolgt; überdies die Verteilung der Be-

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anspruchungen im Träger besser, ale die des Falthus-TrSgere bei dem alle Querschnitte dem, an der Stelle der grössten Beanspruchung erforderlichen Querschnitt gleich sind·

Die Erfindung wird ausführlicher an Hand der beillegenden Zeichnungen dargelegt, die einige Ausführungsformen des erflndungsgemäseen Trägers darstellen, bzw. das Herstellungsverfahren veranschaulichen. Es zeigen

Fig. la einen erfindungsgemäss hergestellten mit durchgebrochenem Steg ausgebildeten Einfeldträger von veränderlicher Höhe, In Seitenansicht;

Fig. Ib den Momentverlauf des Trägers gemäss Flg. la;

Fig. 2a einen erfindungsgemäss ausgebildeten Konsolträger;

Fig. 2b den Momentverlauf des lh Fig. 2a dargestellten Trägersι und

Fig. 3 und 4 das Schema der Herstellungspiiasen des erfindungsgemässen Trägers.

Die Gurte des Einfeldträgers sind mit 1 und 2 bezeichnet. Im ßtegteil 3 des Trägers sind Durchbrechungen 4 vorgesehen. Der Träger ist inbezug zur senkrechten Mittellinie IO symmetrisch, hat in der Mitte eine Höhe b^ und an den beiden Enden eine Höhe h₂t wobei k, > h^, ißt, d.h. die Höhe des Trägers nimmt von der Mitte, wo im vorliegenden Fall die Kraft P wirkt, gegen die Enden ab. Die Höhe der Durchbrechungen 4 und die der zwischen den Gurten 1 und 2 liegenden Stegteile sind gleichfalls im Bereich des Mittelteiles des Trägers am grössten. Hier hat der Träger eine Höhe "a" welche gegen die Enden desselben abnimmt, wo es schllesslich eine Höhe "b" aufweist. Für die Belastung ge-Mäsa Flg. la ist der Momentverlauf in Fig. Ib dargestellt. Aue dem Vergleich von Fig. la mit Flg. Ib 1st ersichtlich, dass der. Träger an der Stelle der grössten Beanspruchung auch die gröeste Höhe hat, so dass derselbe an dieser Stelle auch die grösste Tragfähigkeit besitzt, und mit der Abnahme dar Beanspruchung auch die Höhe des Trägers kleiner wird. Derart ist es erreichbar, dass die auftretenden Beanepruchun-

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gen in allen Querschnitten dee Trägere die in denselben auftretenden Beanspruchungen bei einer geringeren Uberdimensionierung der Querschnitte erfolgen, als die im Falle der Falthus-Träger notwendige überdlaensionierung.

?ig. 2a zeigt einen erf Indungsgemässen Konsolträger. Es wurden die Bezugszeichen genäss Fig. la zur Bezeichnung der entsprechenden Teilen beibehalten. Der Momentverlauf gemäss Flg. 2b lässt erkennen, daes mit den Im Träger unter Einwirkung der Kraft P auftretenden Beanspruchungen auch die Höhe des Trägers sunlmmt, was ebenso, wie im Fall des Trägers gemäsa Fig. la eine günstige Ausnützung des Trägers ermöglicht. .

Die Figuren 3 und 4 stellen die Herstellungsphasen des erfindungsgemässen Trägers dar.

Der einen massiven &teg und 4a diesem Zustand parallele Gurte 2 und 3 aufweisende I-Träger wird an Seite gelegt. In den Abbildungen 1st der Träger in Draufsicht in dieser Position zu sehen. Zu der in Fig. 3 strichpunktiert dargestellten Längsmittelachse 5 dos Trägers verläuft die Basislinie 6 unter einem Winkel "oc " und der Steg des Trägers wird längs einer, auf die Basislinie symmetrische Profillinie 7 zugeschnitten. Im vorliegenden Fall wird die Profillinie 7 durch die schragen Seiten 8,ö', der kurzen Seite 9 und der, in Flg. 3 nur an einer Stelle mit gestrichelter Linie angedeuteten längeren Seite 9' des Trapezes, an welchem Teil das Zuschneiden nicht durchgeführt wird, gebildet. Dabei liegen die Seiten 9 (natürlich auch die Seiten 9') mit der schrägen BeeLellnle 6 parallel. Man gewinnt durch dieses Zuschneiden - wie dies aus Fig. 3 ers ic at lieh ist - zwei Trägerhalb te 11 θ A und B, bei denen in von den quergerichteten, auf die Gurte senkrecht verläufenden Symmetrieachse 10 rechts und links gleichen Entfernungen zwei, mit eier Basislinie 6 parallelen nacheinander folgende Abschnitte der Linie 7 - d.h. eine obere und eine untere, aufeinander folgende Trapezseite 9 - und die, zwischen den Gurten vorliegende Entfernung voneinander abweichende Höhe & und b aufweisen. Die kürzere Höhe b entsteht dabei von der Achse 10 nach links oben, und von der Achse 10 nach rechts unten. In gleicher Entfernung ergibt sich natürlich dementsprechend die grössere Höhe a an der. linken Seite unten und auch en der rechten Seite oben. Hier-

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nach wird der eine Trägerhalbteil um die Mittelachse 10, im vorliegenden Fall also in senkrechter Ebene, um 180° umgelegt und in dieser Lage zu den anderen, in seiner originalen Lage verbliebenen Trägerhalbteil B gepasst, so dass sich miteinander nur die kurzen äusseren Trapezseiten 9 berühren, bzw. aneinander liegen, wonach die beiden Trägerhalbteile A und B an den erwähnten Berührungsstellen verschweisst werden. Auf diese Weise entstehen im Steg 3 Durchbrechungen oder Aussparungen 4. Die Gurte 1 und 2 des entstandenen Trägers verlaufen nunmehr nicht mehr parallel miteinander, sondern.konvergieren in der einen Richtung (im Falle gemäss Fig. 4 nach rechts). Damit hat man einen Träger erhalten, dessen Höhe in der einen Richtung von h-, auf h_o abnimmt. Ein solcher Trägerteil bildet den in Fig. 2a dargestellten Konsolträger. Aus zwei solchen Trägern können, mit ihren höheren Seiten h₂ vereinigt, bzw. verschwelest die,gemäss Fig. la ausgebildeten, eine veränderliche Höhe aufweisenden Einfeldträger hergestellt werden.

In Anbetracht der Statik ergibt sich als besonderer Vorteil, dass an der höchsten Stelle - also an der Stelle der grössten Beanspruchung des Trägers - die Steghöhe zwischen den Gurten 1 und 2; und den Seiten 9 der Aussparungen 4 die grösste ist bei dem Träger gemäss Fig. 4 ist diese Höhe gerade mit der vorher erwähnten Höhe a identisch.

Die Erfindung 1st natürlich nicht auf das oben bek schriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Es können zahlreiche Varianten innerhalb des ßchutzbegehrens der Patentansprüche verwirklicht werden. Der Träger selbst kann auch durch, von dem beschriebenen abweichendes Verfahren - z.B. durch Stanzen - hergestellt werden; auch der Verlauf der Profill Inie kann von der dargestellten Trapezenform abweichend sein, so z.B. durch eine bogenförmige Wellenlinie (Sinuslinie) gebildet werden, längs der der massive Steg des ursprünglichen Trägers zugeschnitten wird. Die weitere Bearbeitung der zu verschweissenden HalbträgerteHe kann z.B. durch Abschneiden oder Abschleifen erfolgen. Der eine abgeschnittene Trägerteil kann entweder in einer waagerechten oder auch in einer senkrechten Ebene umgelegt werden. Die als Ausgangspro-

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dukt verwendeten, einen massiven Steg besitzenden Träger können gewalzte oder geschweisste Profile sein.

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Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE

   ( l.yTräger mit durchgebrochenem Steg dadurch gekennzeichnet, dass er mit sich gleichmässig ändernder Höhe (hp hg), sowie mit, zwischen den Durchbrechungen (4) und der Gurtplatte oder den Gurtplatten (l, 2) befindlichen Stegteilen von sich gleichmässig ändernder Höhe (a, b) ausgebildet ist.
2. 2. Verfahren zur Herstellung des Trägers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein, einen massiven Steg aufweisender Träger längs einer, zur Längsmittelachse (5) um einen Winkel (oC) geneigte Basislinie (6)

   P symmetrische, der Form der auszubildenden Durchbrechungen

   (4) entsprechenden aus sich periodisch wiederholenden geraden und/oder bogenförmigen Abschnitten bestehenden Profillinie (7) zu zwei Halbträgerteilen (A, B) geschnitten, der eine Trägerteil (A) um die senkrechte Mittelachse (10) der Trägerteile inbezug zum anderen Halbträgerteil (B) um 180° umgelegt wird, und die beiden Halbträgerteile derart nebeneinander gelegt werden, dass die durch die Profillinie (7) bestimmten, an beiden Halbträgerteilen die durch Zuschneiden oder gegebenenfalls durch weitere Arbeitsvorgänge ausgebildeten äussersten Teile (9) der an dem Steg (3) ausgebildeten, sich periodisch wiederholenden Abschnitte zueinandergep a sst und an diesen

   k Stellen durch das Zusammenschweisseη des Steges (3) die bei-

   den Halbträgerteile zu einem, Durchbrechungen (4) aufweisenden, eine veränderliche Höhe besitzenden Träger vereinigt werden,

   3, Verfahren nach Anspruch 2 dadurch g e k e η η ze lehnet , dass der Träger längs einer aus, auf die schräge Basislinie (6) symmetrischen, zwei schräge Schenkel (8, 8») und eine kürzere Seite (9) aufweisenden trapezförmigen Abschnitten bestehenden Profillinie (7) zugeschnitten wird.

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