DE2155100A1

DE2155100A1 - Verfahren zur Herstellung einer dreidimensionalen, gitterartigen Metallstruktur als tragendes Bauteil für den Hochbau

Info

Publication number: DE2155100A1
Application number: DE19712155100
Authority: DE
Inventors: Romolo Dr.-Ing.; Matini Paolo Dr.-Ing.; Modena Patorelli (Italien)
Original assignee: Pastorelli, Romolo, Dr.-Ing., Modena (Italien)
Priority date: 1970-11-06
Filing date: 1971-11-05
Publication date: 1972-05-10
Also published as: US3763616A; FR2112507A3; FR2112507B3

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

<983921/22>

Dr. Ingo ROMOLO PASTORELLI, Via Guarino Guarini 154,

Modena, Italien

Verfahren zur Herstellung einer dreidimensionalen, gitterartigen Metallstruktur als tragendes Bauteil für den

Hochbau·

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer · dreidimensionalen, gitterartigen Metallstruktur als tragendes Bauteil für den Hochbau, Derartige dreidimensionale Elemente können z.B. als Tragestrukturen für Dächer, Dachböden und andere Böden Anwendung finden. Ebenso können sie zusammen mit Stahlbeton und anderen Bindemitteln Unterböten für Innenräume, Balkone usw. bilden, die zwischen Eisen- oder Stahlbetonträger eingesetzt werden, und zwar für jede Art von Bauten·

In diesem Zusammenhang sind vor allem Doppel-T-Träger (Bates-Träger) bekannt, die eine zweidimensionale Gitterstruktur aufweisen, deren Verbindungsstreben meist in einem Winkel von 45° zum Träger stehen, wie sie auch bei Hochspannungsmasten verwendet werden. Solche Strukturen werden aus geschnittenen Blechen hergestellt, die aber nur in einer Dimension gedehnt werden. Bekannt sind auch tragende Elemente, die aus gebogenen Blechen hergestellt werden, und zwar in wellen- oder mäanderförmigen Strukturen

Dieser Stand der Technik weist verschiedene Mangel und

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Nachteile auf ₀ Die Bates-Träger eignen sich nicht dazu, zu einer dreidimensionalen Gitterstruktur erweitert zu werden, um so als Elemente für Unterböden usw. dienen zu können. Es wäre zwar denkbar, dreidimensionale Gitterstrukturen aus gebogenen Bleohen herzustellen, aber solche Elemente erscheinen zunächst sowohl in rein metallischer Form als auch in Verbindung mit Beton und anderen Bindemitteln in der Herstellung wirtschaftlich nicht rentabel·

Der vorliegenden Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung dreidimensionaler, gitterartiger Metallstrukturen anzugeben, das es erlaubt, serienmäßig auf leichte und wirtschaftliche Weise Trägerelemente herzustellen, die Dachkonstruktionen stützen können, bzw. Unterböden für Bodenkonstruktionen aller Art· Dabei wird angestrebt, solche Trägerelemente entweder komplett vorfertigen oder wenigstens in ihrer metallischen Struktur komplett vorgefertigt auf die Baustellen liefern zu können, wo dann nur noch Beton oder andere Bindemittel hinzugefügt werden müssen· Dabei soll eine solche dreidimensionale Gitterstruktur so beschaffen sein, daß alle möglichen Leitungen (elektrische, hydrauli«« sehe, thermische) mühelos hindurohgeführt werden können, daß zusätzlich sohalldämmende, isolierende Baustoffe eingesetzt werden können, daß im Pail größerer Belastung des Bodens der Unterboden nicht noch duroh zusätzliche Tragelemen·* te gestärkt werden muß und daß die gleichen Elemente für Unterböden und freitragende Balkonböden Verwendung finden können·

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Metallblech mit Reihen schmaler Ausnehmungen versehen und dann so gedehnt wird, daß die Ausnehmungen sioh zu breiten öffnungen erweitern, die zwischen sich Streben bilden, und daß Metallblech danach derart in sich mäanderförmig gebogen wird, daß eine Mehrzahl von oberen und unteren Höriaontalebenen entsteht, die miteinander duroh Sohrägebenen verbunden

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sind, wobei die Schrägebenen durch die Öffnungen und die dazwischen liegenden Streben gebildet werden, während die Horizontalebenen die zwischen den Öffnungsreihen liegenden öffnungsfreien Gebietsstreifen des Metallbleches sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

Figei eine Teilansicht im Grundriß eines mit Ausnehmungsreihen versehenen Bleches;

Figo2 eine perspektivische Teilansicht, die veransohaulioht, wie jedes Ausnehmungsreihenpaar auseinandergezogen wird;

Fig«3 eine Teilansicht im Grundriß nach dem Auseinanderziehen des Ausnehmungsreihenpaares;

Fig·4 eine Teilansicht im Grundriß nach dem Auseinanderziehen mehrerer Ausnehmungsreihenpaare;

Fig.5 eine perspektivische Teilansicht des gedehnten Bleches nach Krümmung der einzelnen Verstrebungen und nach mäanderförmiger Faltung des Gesamtbleohes;

Fig.6 einen Schnitt durch eine einzelne Verstrebung entlang der Linie VI-VI der Fig.5;

Figo7 einen Schnitt durch eine einzelne Verstrebung entlang der Linie VII-VII der Fig.5J

Fig«8 eine Metallstruktur im Längsschnitt;

Fig.9 eine Metallstruktur im Querschnitt, wie auch in Fig.8, unten und oben durch im Schnitt dargestellte Profileisen abgeschlossen;

Fig.10, 11 und 12 drei verschiedene Möglichkeiten der seitlichen Verbindung zweier als tragende Elemente dienen·· der Metallstrukturen;

Fig.13 einen Querschnitt durch einen Unterboden;

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Figo 14 einen Längsschnitt dazu;

Figo 15 eine perspektivische Teilansicht zweier benachbarter Metallstrukturen, die miteinander durch eine Betonfüllung verbunden und in einem nicht zur Struktur gehörenden Träger verankert sind;

Figo16 eine Teilansicht im Vertikalschnitt eines Unterbodens, der in einem Mauerwerk verankert ist und über dieses Mauerwerk hinaussteht, um beispielsweise einen Balkon zu bilden;

Figo 17 einen Vertikalsohnitt durch einen Unterboden in dem Punkt, an dem zwei Metallstrukturen seitlich aneinanderstoßen;

Figoi8 einen Vertikalschnitt durch einen Unterboden in dem Punkt, an dem das Endstück der Metallstruktur mit einem Metallträger zur Verankerung des Unterbodens verschweißt werden kann₀

In diesen Figuren ist ein Blechkörper 1 dargestellt, der mit Ausnehmungen 2 derart versehen ist, daß sich zwischen den Ausnehmungen 2 Streben 3 und zwischen den Ausnehmungsreihen durchgehende Blechstreifen 4 ergebene Gewöhnliche Zwingen oder Klemmen 5 dienen zum Auseinanderziehen des Blechs in Pfeilrichtung, wobei dreieckige Öffnungen 6 entstehen_o Diese dreieokigen Öffnungen werden seitlich durch Streben begrenzt, die den vorher mit 3 bezeichneten Streben entsprechen, wobei dieee Streben 7 um beispielsweise 45 gegenüber den Verstrebungen 3 gedreht erscheinen. Mit 8 sind die gleichen Streben wie unter 3 und 7 bezeichnet, aber nach der Krümmung jeder einzelnen Strebe derart, daß diese sich im Querschnitt U-förmig darstellte Die Blechstreifen 4 erfahren eine solche Verbiegung, daß sie mit der Vertikalebene beispielsweise einen Winkel von 30° bilden, und sind in diesem gebogenen Zustand mit 9 bezeichnet. Ferner werden Endstreifen 10 rechtwinkelig zu den Abschlußwangen 11 einer Metallstruktur nach innen umgebogen. Oben und unten kann die Me-

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tallstruktur durch Profileisen 12 bzw«, 13 abgeschlossen werden· Um zwei seitlich zusammengeschlossene Strukturen zu verbinden, kann eine Schweißnaht 14 vorgesehen werden» Alternativ dazu können die beiden Strukturen auch durch Versohraubungen 15» 16 miteinander verbunden werden. Auf den oberen durchgehenden Blechstreifen 4 kann ein Metallnetz angebracht werden, dessen Knotenpunkte 17 auf den oberen Streifen ruhen. Ein entsprechendes Metallnetz kann auch mit seinen Knoten 18 an die unteren Blechstreifen angefügt werden«· Um einen vollständigen Unterboden zu bilden, kann noch eine untere und eine obere Betonschicht 19 bzw· 20 angebracht werden«. Um mit Hilfe einer Betonfüllung zwei Metallstrukturen miteinander verbinden zu können, können die Endstreifen 21 rechtwinkelig abgebogen werden. Ferner kann die Metallstruktur ein vorstehendes Endstück 22 haben, das in einen Metall- oder Betonträger eingesetzt werden kann, um den Unterboden zu verankern_e Wenn zwei Metallstrukturen seitlich aneinandergesetzt werden, kann dies so geschehen, daß zwischen ihnen oberhalb der abgebogenen durchgehenden Endstreifen 21 ein Hohlraum 24 ent« steht, der mit einer Betonfüllung ausgefüllt wird, um einen homogenen Unterboden zu erhalten. Eine erfindungsgemäße Metallstruktur kann derart in eine Öffnung eines Mauerwerkes 25 eingesetzt werden, daß sie naoh innen hin einen Unterboden und nach außen hin einen freitragenden Balkon bilden kann· Um das Mauerwerk wieder zu ergänzen, können die Hohlräume der Metallstruktur mit einer Betonmasse 26 ausgefüllt wer« den»

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung solcher Metallstrukturen wird nachfolgend erläutert. Die Verformung des Metallbleohes kann je naoh Qualität und Abmessungen des verwendeten Bleches und je nach dem zwisohen den Streben 7 und den durchgehenden Blechstreifen 4 erforderlichen Winkel in Kalt- oder Warmbearbeitung oder in einem gemischten KaIt- und Warmformungsverfahren erfolgen. Die Ausnehmungen 2 kön« nen verschiedene Formen haben-und durch verschiedene Sohneid-

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prozesse erzeugt werden; eventuell können sie sogar erst nach dem Auseinanderziehen des Metallbleches oder nach einzelnen Phasen dieses AuseinanderZiehens angebracht werden. Jedes Ausnehmungsreihenpaar ist in sich asymmetrisch und enthält kurze Stege 3» die nach dem Auseinanderziehen der benachbarten Bleohteile die Punktion der stützenden Streben 8 annehmen, die die Metallstruktur gegen äußere Belastungen widerstandsfähig machen· Das Auseinanderziehen kann durch Klemmen oder Zwingen 5 besorgt werden, die entlang jedem Ausnehmungsreihenpaar auf den durchgehenden Blechstreifen 4 angesetzt werden· Fach erfolgtem Auseinanderziehen eines Ausnehmungsreihenpaar es wird das Metallblech um die Distanz zwischen zwei Ausnehmungsreihenpaaren vorgeschoben, worauf die Zwingen 5 erneut angesetzt werden können, um das nächste Einsohnittreihenpaar auseinanderzuziehen· Auch können mehrere Ausnehmungsreihenpaare gleichzeitig auseinandergezogen werden, wenn sämtliohe durchgehende Blechstreifen 4 während des Auseinanderziehens in ihrer ganzen Breite duroh die Zwingen 5 eingespannt bleiben, um Längsverzerrungen zu vermeiden. Wenn der Vorgang des Auseinanderziehens abgeschlossen ist, werden sämtliche Streben 7 gekrümmt, und zwar derart, daß sie im Schnitt U-förmig erscheinen (siehe Fig.6). Danach wird das Metallblech als ganzes mäanderförmig gebogen, und zwar so, daß entlang den durchgehenden Streifen 4 Kanten mit gleichgroßen Winkeln entstehen. Oben und unten wird dieses mäanäerförmig gebogene Blech dann durch geeignete Pro— fileisen 12 und 13 abgeschlossen (siehe Fig_o8 und 9)· Die auf diese Weise hergestellten Metallstrukturen können dann in verschiedener Weise aneinandergesetzt und miteinander verbunden werden (Fig.10, 11 und 12). Miteinander fest verbundene Metallstrukturen können Unterböden für den Hochbau bilden, also für Innenräume, Balkone usw. (Pig·13 bis 18). Grundsätzlich kann an allen vier Seiten jedes Elementes «in weiteres Element angeschlossen werden, so daß beliebig gros— se Flächen gebildet werden können· Außerdem können di· EIe-

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niente nicht nur seitlich, sondern auch oben und unten mit weiteren gleichen Elementen verbunden werden, etwa um die Höhe und Belastbarkeit zu vergrößern· Dabei müssen jeweils die durchgehenden Blechstreifen 4- der einen Metallstruktur mit denjenigen der anderen Metallstruktur in Verbindung gebracht werden,,

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Claims

Ansprüche

Verfahren zur Herstellung einer dreidimensionalen gitterartigen Metallstruktur als tragendes Bauteil für den Hochbau, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallblech (1) mit Reihen schmaler Ausnehmungen (2) versehen und dann so gedehnt wird, daß die Ausnehmungen (2) sich zu breiten Öffnungen (6) erweitern, die zwischen sich Streben (7) bilden, und daß das Metallblech danach derart in sich mäanderförmig gebogen wird, daß eine Mehrzahl von oberen und unteren Horizontalebenen entsteht, die miteinander durch Schrägebenen verbunden sind, wobei die Schrägebenen durch die Öffnungen (6) und die dazwischen liegenden Streben (7,8) gebildet werden, während die Horizontalebenen die zwischen den Öffnungsreihen liegenden öffnungsfreien Streifen (4,9) des Metallbleches sind ο

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Ausnehmungen versehene, gedehnte und danach mäanderförmig verbogene Metallblech (1) oben und unten mit Profileisen (12,13) zu einem kompakten Bauteil vereinigt wird β

3ο Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil oben und/oder unten mit metallischem oder nichtmetallischem Material zur Bildung eines Unterbodens verkleidet wirdo

4· Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (2) in mehreren Längsreihenpaaren angebracht werden, die zueinander parallel und durch einen durchgehenden Streifen (4) ohne Ausnehmungen getrennt sind, wobei diese Reihenpaare in sich asymmetrisch sind, aber je zwei Reihen zweier Paare über den dazwi-

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schenliegenden durchgehenden Streifen (4) hinweg symmetrisch sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungsreihenpaare nacheinander auseinandergezogen werden, und zwar durch Zwingen (5), die von unten und von oben über die Gesamtlänge des Blechs auf die durchgehenden Streifen (4) zwischen den Ausnehmungsreihenpaaren angesetzt und dann voneinander wegbewegt werden·

6_e Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere oder sämtliche Ausnehmungs« reihenpaare gleichzeitig durch Zwingen auseinandergezogen werden, ohne daß Verkürzungen des G-esamtbleches in der Längsrichtung eintreten

7» Verfahren nach einem der vorangehdnden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden seitlichen Endstreifen der Metallstruktur derart rechtwinkelig abgebogen werden, daß je zwei Elemente aneinander gesetzt werden können (Fig.10 und 11).

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Endhorizontalebenen zweier benachbarter Metallstrukturen aufeinander gelegt und miteinander verschweißt, vernietet oder verschraubt werden (Fig„12)_e

9· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstruktur bzw. die Metallstrukturen mit einem Drahtnetz zum Zwecke des Verbindens mit Beton versehen werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, daduroh gekennzeichnet, daß

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das Innere der Metallstrukturen mit schallschluokendem, isolierendem und/oder anderem zusätzlichem Material ausgefüllt wird»

11o Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Endstreifen der Metallstruktur vertikal geführt und nach außen hin abgebogen werden und daß der durch Aneinanderrücken zweier Metallstrukturen zwischen den beiden Vertikalebenen entstehende Zwischenraum mit Beton aufgefüllt wird, um die beiden Strukturen miteinander zu verbinden, wobei vorzugsweise die offenen Stirnseiten dieses Zwischenraumes zwischen zwei miteinander zu verbindenden Strukturen mit Kunststoffolie, Hartkarton oder anderem Material abgedeckt werden«.

12o Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der unteren und oberen Horizontalebenen frei von zusätzlichen Schichten gehalten wird, um in einen Eisen- oder Betonträger eingefügt zu werden, wobei eine solche Verbindung einer Metallstruktur mit einem Gerüstträger durch Beton gefestigt wird (Fig.14 und 15)β

13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der unteren und oberen Horizontalebenen frei von zusätzlichen Schichten usw. gehalten wird, so daß dieses Kopfende der Struktur direkt mit einem Metallträger verschweißt werden kann (Fig.18).

14. Verwendung einer gitterartigen Metallstruktur, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruoh 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstruktur eine Hohlstelle in einem Mauerwerk ausfüllt, die ihrerseits mit Beton angefüllt wird, so daß die Metallstruktur feet mit dem Mauerwerk verbunden wird.

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