DE2164417B2 - Fachwerkträger und Verfahren zum Herstellen desselben - Google Patents
Fachwerkträger und Verfahren zum Herstellen desselbenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren turn Herstellen eines Fachwerkträgers, durch das sich
eine Wölbung des Fachwerkträgers bei seinem Zusammenbau einstellt, bei dem der parallel zueinander verlaufende
Ober- und Untergurt des Fachwerkträgers durch senkrechte Druckglieder voneinander auf Abstand
gehalten und durch im wesentlichen nicht dehnbare Zugglieder zusammengespannt werden, die von
der Mitte des Fachwerkträgers aus in Richtung zu den beiden Enden hin entgegengesetzt diagonal nach oben
in den aus Ober-, Untergurt und den Druckgliedern gebildeten Parallelogrammen verlaufen.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Fachwerkträger, der nach dem genannten Verfahren hergestellt ist
und asr mil Darallel zueinander verlaufendem Ober-
und Untergurt versehen ist, die durch senkrechte Druckfeder voneinander auf Abstund gehalten und
durch im wesentlichen nicht dehnbare Zugglieder /tisammengespannt
sind, die von der Mitte des Fachwerktragers aus in Richtung zu den beiden Enden hin
enigegengesetzi diagonal nach oben in den aus Ober-.
Untergurt und den Druckglicdern gebildeten Parallelogramm
verlaufen.
Aus der österreichischen Patentschrift 77 425 ist ein
Aus der österreichischen Patentschrift 77 425 ist ein
ίο Fachwerkträger bekannt, bei dem senkrechte Druckglieder
den Ober- und Untergurt voneinander auf Abstand halten und bei dem die Zugglieder in der angedeuteten
Weise angeordnet sind. Allerdings sind die Obergurte dieses Fachwerkträgers so angeordnet, daß
sie von der Mitte des Fachwerkträgers aus sich zu den Enden hin dem gerade verlaufenden Untergurt nähern.
Dieser Fachwerkträger stellt nichts weiter dar, als einen üblichen geraden Fachwerkträger, dessen Obergurt
nicht gerade, sondern in der Mitte abgeknickt ist.
Einen gewölbten Fachwerkträger stc*;: rf!-:- genannte
österreichische Patentschrift nicht dar.
Bisher wurde die Wölbung bei Fachwerkträgern üblicherweise dadurch erreicht, daß die Gurte vorgebogen
und dunach zusammengesetzt wurden, oder daß mindestens die Zugglieder und die Druckglieder, wenn
solche verwendet wurden, an Ort und Stelle aneinander
befestigt wurden. Im allgemeinen bestanden die Zugglieder aus steifen Gebilden, die an den Gurten -jnbewegbar
befestigt wurden, z. 3. mittels besonderer Eisenteile. Platten u. dgl., wodurch bei den Gurten die
zuvor durch Vorbiegen erzeugte Wölbung aufrechterhalten wurde. Zu diesem Zweck wurden bisher oftmals
komplizierte Konstruktionen und Vorrichtungen erforderlich.
Es mußten demzufolge die Gurte bisher auf irgendeine Weise vorgebogen werden, oder die Gurte mußten
während des Zusammenbaus in eine Vorrichtung eingespannt werden, durch die bei den Gurten die gewünschte
Wölbung aufrechterhalten wurde, während der Fachwerkträger Zusammengesetz' wurde.
Es ist daher die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, einen Fachwerkträger bzw. Verfahren
der eingangs genannten Art zum Herstellen desselben vorzusehen, bei dem die Mängel der bisher bekannten
Ausführungen von Fachwerkträgern und die Unzulänglichkeiten bei den Herstellungsverfahren beseitigt
sind. Insbesondere soll ein Fachwerkträger und ein Verfahren zum Herstellen desselben vorgesehen
werden, bei dem sich der Fachwerkträger beim Zusammenbau von selbst wölbt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Herstellen des Fachwerkträgers zunächst
der Obergurt und der Untergurt im Abstand voneinander durch die diagonal verlaufenden Zugglieder
miteinander verbunden werden und daran anschließend der Obergurt und der Untergurt durch Einsetzen
der Druckglieder und Hervorrufung einer Verbiegung in den Zuggliedern auf einen Abstand auseinander gezwängt
werden, der größer ist als der ursprüngliche Anfangsabstand.
Ein derartiger Fachwerkträger zeichnet sich dacjlurch
aus, daß die Zugglieder eine Länge haben, die dettji Abstand
zwischen den gerade verlaufenden Gurten eines geraden Fachwerkträgers entspricht, während die
Druckglieder eine größere Länge als beim gerade verlaufenden Fachwerkträger aufweisen.
Die Erfindung ist in erster Linie auf Fachwerkträger von der Ausführung gerichtet, die im allgemeinen im
Uiiiigewcrbe als Decken- oder Dielenbalkcn od. dgl.
verwendet werden. Durch die Erfindung werden sich selbst wölbende Fachwerkträger mn Zuggliedern vorgesehen,
wobei die Zugglieder verhältnismaHig wenig
rockbar sind. Bei der Herstellung von Decken- und Dielenbalken sind vorzugsweise die diagonal sich erstrekkeiulen
Zugglieder verhältnismäßig steif, sie sind jednch in der Lage, an der Verbindungsstelle mit den
Gurten einer Verbiegung unterworfen zu werden.
Pie Wölbung des Trägers wird selbständig dadurch
erreicht, daß zwischen den Gurten des Trägers Druckglieder eingesetzt werden, deren Höhe größer ist als
der Abstand der Gurte voneinander, der \ on den Zuggliedern an sich bestimmt ist. Die normalerweise geraden
und parallelen Gurte werden zuerst an dem einen
Ende durch die Zuggiie-Jer verbunden. Danach werden /wischen die Gurte die Druckglieder eingesetzt. Sind
die !Jiiickglieder höher ah derjenige Absi"nd der Gurte
voneinander, der von den Zuggliedern bestimmt wirr! so erhält der Fachwerkträger von selbst eine ge-WisV-Wölbung,
die mit der Länge und der Höhe der DruiAglieder zunimmt.
Λ lsiuhrungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt, die nachstehend nä^er erläutert
werden. Ls zeigt
I ig.l eine Seitenansicht eines Fachwerkträgers
naeh der Erfindung,
I 1 g. 2 eine vergrößert gezeichnete Draufsicht, im
wo"--ntlichen von der Linie 11-11 in der F i g. 1 aus gesehen
( ι g. 3 ein vergrößert gezeichneter senkrechter
Schnitt, im wesentlichen nach der Linie lll-lll in der
F 1 g. 2.
1 i g. 4 eine der F i g. 3 ähnliche Schnittzeichnung, die eine Abänderung des Aufbaus zeigt,
[ ig.4A ein senkrechter Schnitt durch eine andere Ausführung des Befestigungsmittels für ein Zugglied,
F i g. 5 eine Schnittzeichnung, im wesentlichen nach der Linie V-V in der F i g. 1,
Fig. 6 eine Draufsicht von der Linie Vl-Vl in der
F i g. 3 aus gesehen und
F i g. 7,8 je ein Vektordiagramm.
Eine Wölbung innerhalb eines wesentlichen und erwünschten Bereichs kann bei den Fachwerkträgern
nach der Erfindung und im besonderen bei den den Fußboden und das Dach tragenden Trägern innerhalb
jeder zulässigen Spannweite ohne Schwierigkeiten, selbsttätig, berechenbar und mit wiederholbarer Sicherheit
erreicht werden.
Bei der Herstellung eines selbstwölbenden Fachwerkträgers
nach der Erfindung werden die Druckglieder zwischen dem Ober- und Untergurt angebracht,
nachdem an den Gurten und zwischen diesen die im wesentlichen nicht dehnbaren, jedoch biegsamen Zugglieder
befestigt worden sind, so daß diese von der Mitte des Fachwerkträgers aus entgegengesetzt diagonal zu
den Enden des Fachwerkträgers verlaufen. Der Fachwerkträger wird anschließend selbsttätig durch geeignete
Wahl der Länge der Druckg'lieder gewölbt, die zwischen den die Gurte miteinander verbindenden
biegsamen Zuggliedern eingesetzt werden.
Der in den F i g. I und 2 dargestellte Fachwerkträger 15 weist einen Obergurt 17 und einen Untergurt 18 auf
sowie die die Belastung verteilenden Druckglieder 19 zwischen den Gurten und die biegsamen Zugglieder 20
in Form von diagonal verlaufenden und im wesentlichen nicht dehnbaren jedoch in der Querrichtung biegsamen
Spannglicder, die an den entgegengesetzten Enden an dem betreffenden Obergurt 17 und Untergurt
18 befestigt sind, Von der Mitte des Fachwerkträgers
15 aus verlaufen die .Spnnnglieder an eier einen Seite
diagonal nach oben in Richtung zu dem einen Ende des Trägers und an der anderen Seite diagonal η ρ cn oben
in Richtung zum anderen Ende des Trägers.
Für den Fachwerkträger 15 können Abstützungen 21 vorgesehen werden, z.B. an auf Abstand stehenden
Wänden, Trennwandungen, Pfeilern, Pfosten, Trägern 11. dgl. Nach der F i g. I ruht der Fachwerkträger 15 mit
den entgegengesetzten Enden des Obergurtes 17 auf den Abstützungen 21 und auf den von diesen getragenen
Platten 22. In diesem Falle ist der Untergurt 18 kiiiver bemessen als der Obergurt 17, so daß der Untergurt
18 zwischen den Abstützungen 21 endet. An den Endteilen des Untergurtes 18 sind Zurückhalteblöcke
23 befestigt, die von den Abstützungen 21 getragen werden. Natürlich kann der Untergurt 18 des Fachwerkträgers
15 an den Enden auf den Abstützungen gelagert werden.
Der Abstand der senkrechten Druckglieder 19 voneinander in Richtung der LängsTstreckung des Fachwerkträgers
wird durch die Groije, die Länge, die Belastungserfordernisse,
die Art der Verschalung oder durch den zu tragenden Überbau vorherbestimmt. Für Fußböden in Wohnhäusern geeignete Fachwerkträger
wer en eine Spannweite von 7,5 bis 8,5 m auf, wobei die
Gurte aus 5 cm dicken Bohlen bestehen. Der Abstand der Druckglieder 19 kann ungefähr 60 cm betragen,
wobei diese aus 5 cm dicken Holzbohlen bestehen können. Bei solchen Fachwerkträger kann die Gesamthöhe
ungefähr 38 bis 40 cm betragen.
Obwohl die Zugglieder 20 verschiedenartig ausgestaltet werden können, dürfen sie jedoch in erster Linie
im wesentlichen nicht dehnbar sein. Da die entgegengesetzten Enden der Spannglieder an dem Obergurt 17
und Untergurt 18 angebracht werden, müssen die Spannglieder innerhalb der Parameter biegsam sein,
die zum Erreichen der gewünschten Wölbung im Fachwerkträger erforderlich sind, wenn die Druckglieder
eingesetzt worden sind. In der einfachsten Ausführung können die Zugglieder 20 aus Metallstangen und die
Gurte aus Holz bestehen. Bei Fachwerkträgern mit den genannten Abmessungen wurden Stahlstangen mit
einem Durchmesser von 2,5 cm mit Erfolg verwendet. Die Anordnung dieser Zugstangen ist im besonderen
aus den F i g. 1 bis 3 zu ersehen. Zum Einsetzen der Zugstangen werden diese an den Enden unter einem
Winkel abgebogen, bei dem die Endteile der Zugstangen senkrecht zur Längsachse der Gurte verlaufen, wie
in den F i g. 3 und 4 dargestellt. Wie aus den F i g. 3 und 5 zu ersehen ist, können die Zugstangen mit parallelen
Endteilen 24 versehen werden, die durch Bohrungen 25 an dem Obergurt 17 und dem Untergurt 18 hindurchgeführt
werden. Die Länge der Endteile 24 wird vorzugsweise nicht größer bemessen als die Dicke des
Gurtes, durch den sich der Endteil hindurcherstreckt, so daß er über den Gurt hinaus nicht vorsteht.
Für holze ne Gurte sind Mittel vorgesehen, mit denen
die Endteile 24 der Spannglieder oder Zugstangen so verankert werden können, daß sie einer Ablenkung
durch den Druck des Holzes an der Bohrung 25 als Folge der Beanspruchung beim Spannen der Zugstangen
widerstehen. Zu diesem Zweck sind an den innen gelegenen Enden der Bohrungen 25 einer Ablenkung
widerstehenden Lagerplatten 27 vorgesehen (Fig.3
und 5), die an den betreffenden Gurten verankert sind und ablenkungsfcste Lager für die angrenzenden En-
den der Endteile 24 bilden, f-Tir eine wirtschaftliche
Konstruktion können die Lagerplatte!! 27 «ms geeigneten
gegossenen oder ausgestanzten Metallgliedcrn geeigneten
Kiilibcrs und Hüne bestehen, die so dimensioniert
sind, diil.t eine genügend große l'liittenfläche um
die in der Mitte gelegene Lageröffming 28 herum besteht,
die koaxial zur Bohrung 25 gelegen ist. durch die der Tndteil 24 hindurchgeführi ist. Zum Vergrößern der
Lagerflächc ist die Lagerplatte durch eine steife Buchse
29 ergiinz.l. in die hinein sich die l.agcröffnung 28 offr,ct.
und die die Bohrung 25 über eine wesentliche l.änge hinweg auskleidet. Zum Befestigen der Lagcrplaltcn
27 an den betreffenden Gurten können gecigncle Mit-IeI verwendet werden, z. B. scharfe Zinken 30 (Cig. 3
und 4). die in den Gurt hineingetrieben werden, einen '5 Teil der Innenseite der Platten bilden und vorzugsweise
etwas kürzer sind als die Buchse 29. Auf diese Weise kann die Lagerplatte in bezug auf die Bohrung 25 ordnungsgemäß
ausgerichtet werden, wobei die Buchse 29 in die Bohrung 25 eingesetzt wird. Hiernach wird die *°
Lagerplatte mit einem Hammer, einer Presse oder einem anderen Werkzeug bearbeitet, so daß die Zinken
30 in den Gurt eingetrieben werden.
Zum Befestigen der Endteile 24 an den betreffenden Gurten können alle geeigneten MilIcI verwendet wer- 2S
den. die ein Herausziehen der Endteile bei Belastung verhindern. Zu diesem Zweck können Mutictn 31 verwendet
werden, die auf ein am Endteil '.orgeschenes
Gewinde 33 aufgeschraubt werden, wie in der F i g. i
dargestellt, lim ein unerwünschtes Vorstehen des Endleiles
24 an der Außenseite des Gurtes zu vermeiden, wird am außen gelegenen Ende der Bohrung 25 vorzugsweise
eine Aussenkung 32 vorgesehen, die die zur Aufnahme der Mutter 3f erforderliche Tiefe aufweist.
Eerncr ist an dieser .Stelle die Einlage mindestens einer
Ringscheibe erwünscht, die den Druck der Mutier über eine verhältnismäßig große Fläche um die Bohrung 25
herum verteilt, so daß das Material des Gurtes unter der Belastung der Zugglieder 20 nichl nachgibt. Zu diesem
Zweck sind Druckverleilungsplattcn 34 (Fig. 3 und 6) vorgesehen, die mit einer ziemlich großen Fläche
am Gurt um die Aussenkung 32 herum anliegen und mit einer Einsenkung 35 versehen sind, die in der
Ausscnkung 32 silzl und so weil bemessen ist. daß an
der Mutter 31 ein Schraubenschlüssel angesetzt werden kann. Am Boden der Einsenkung 35 ist eine Lageröffnung
37 vorgesehen, die sich in eine in die Bohrung 25 hineinragende Buchse 38 fortsetzt. Zum Verankern der
Lagerplatte 34 können geeignete Mittel, z. B. nach innen vorstehende uncf zugespitzte Zinken 39 vorgesehen
werden, mit denen die Lagerplatte 34 am Gurt befestigt werden kann.
Sind geringere Belastungen zu erwarten, so können die Endieile 24 der Spannglieder an beiden entgegengesetzten
Enden in der in der F i g. 4 dargestellten Weise an den hölzernen Gurten befestigt werden, wobei
die Lagerplatte 27' nur mit einer Lagerfläche 28' um eine Öffnung herum verschen ist. durch die das Endteil
hindurchgeführt wird, und die Bohrung 25' des Obergurtes 17 (sowie des Untergurtes 18) so weit bemessen
ist, daß das Endteil 24 mit nur geringem Spiel aufgenommen wird.
Obwohl die äußere Druckverteilungsplaite 34' mit
Jem Einscnkungsteil 35' versehen werden kann, der in
Icr Aufbohrung 32' sitzt, so ist die Einsenkung lediglich
nit einer einfachen Lageröffnung 37' versehen, durch lic das Endteil 24 hindurchgeführt ist. Zum Befestigen
er lagerplatte 27' und der Druckvertcilungsplattc 34' können Zinken 30' bzw. 39' und für das Endteil 24 Mm
lern 31 nach I i g, J verwendet werden, während bi
geringeren Belastungen ringförmige t'reßmuftcrn 4
benutzt werden können. Zu diesem Zweck wird an Endteil 24 kein Gewinde vorgesehen, wobei die Zahn<
der PreßiiHitter in das Material des Endtcilcs cindrin
gen. Von diesen Preßmuticrn können mehrere auge bracht werden, um ein Herausziehen des Endtcilcs 2<
aus dem Gurt zu verhindern. Wenn eine Prcßmiittci
einem Zug von ungefähr 450 kg widersteht, so wider stellen zwei Preßmuttern einem Zug von ungefälu
900 kg. An .Stelle mehrerer dünner Preßniuttcrn kann
auch eine einzelne kräftigere Preßmutier verwendet werden.
Die I i g. 4Λ zeigt ein anderes erwünschtes Befestigungsmittel,
das den Vorzug aufweist, daß eine Aussenkung an dem betreffenden Gurt nichl vorgesehen zu
werden braucht. Dieses Befestigungsmittel besteht aus einer Plalle 34" mit einer Lagerbuchse 38", die mit
einem Innengewinde 33" verschen ist. in das das Gewinde 33 des Endtciles 24 eingeschraubt ist. Zum Drehen
der Platte 34" ist diese am Rand mit Ausschnitten .34;/ versehen, an denen ein Schraubenschlüssel angesetzt
werden kann.
Bei der Herstellung eines Fachwerkträgers unter Verwendung von als Zugglieder 20 ausgebildeten
Spannzangen werden zumt die Gurte miteinander
verbunden, zu welchem Zweck die Endteile 24 der Spannsiangen in den betreffenden Bohrungen 25 mit
Hilfe der oben beschriebenen Piaticn befestigt werden. Der Innenabsiand der Gurte voneinander wird anfangs
von den Abbiegungsstellen der .Spannstangen, die als
Anschlag während des Zusammensetzens der Bauteile dienen, bestimmt. Weisen alle Spannstangen die gleichen
Abmessungen auf. so verlaufen die Gurte nach dem Anbringen aller Spannstangcn genau parallel.
Hiernach werden zwischen die Zugglieder 20 die Druckglicdcr 19 eingesetzt.
Die Länge der Druckglicdcr 19 ist größer als der ursprüngliche Anfangsabstand der Gurte nach dem Zu
samnicnsct/cn mit den Spannsiangen. Durch das Ein setzen der Druckglieder 19 wird die gewünschte WoI
bung erzielt. Da die entgegengesetzten Enden der .Spannstangen an bestimmten .Stellen an den Gurten
befestigt sind, so werden bei dem Auseinanderbiegen
der Gurte Vektorenkräfte erzeugt. Je fänger die Druck glieder 19 in bezug auf den Anfangsabstand der Gurte
voneinander sind, um so größer wird die Wölbte, die
mit einem gewissen Grad von Genauigkeit berechenbar ist. so daß die Herstellung der Fachwerkträger in.
bestimmte Ausführungen und Normen erfolgen kann.
In den F t g. 7 und 8 sind die auftretenden Vektor
kräfte dargestellt. Die F i g. 7 zeigt die bestehenden Be dingungen, wenn der Obergurt 17 und Untergurt 18
genau parallel zueinander verlaufen und die Druckglieder 19 eine dem Abstand zwischen den Gurten entsprechende
Länge L aufweisen. In diesem FaSIe ist die Kipptendenz unter Belastung in bezug auf die Enden
A-Cder Zugglieder 20 ungefähr gleich dem Ablenkradius,
der durch den Bogen A'-C am Punkt A dargestellt wird. Ein Abbiegen der Gurtabschnitte A, B und D, C
erfolgt in den Bögen /V-B' bzw. DQ'. Wird die Länge
der Druckglieder vergrößert, wie in der Fig.8 dargestellt,
während die Stecken AB. A-Cund D-Ckonstant
bleiben, so bleiben auch die Bögen A'-B' bzw. PC
konstant, jedoch wird der Ausweichungsbogen A'-C
zum gegenüberliegenden Punkt C versetzt, wie dargestellt, wodurch die gewünschte Wölbung erzeugt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
10
Claims (4)
1. Verfuhren zum Herstellen eines Fachwerktiiigers,
durch das sich eine Wölbung des Faehwerktriigers bei seinem Zusammenbau einstellt, bei dem der
parallel zueinander verlaufende Ober- und Untergurt des Fachwerkträgers durch senkrechte Druckglieder
voneinander auf Abstand gehalten und durch im wesentlichen nicht dehnbare Zugglieder
zusammengespannt werden, die von der Mitte des Fachwerkträgers aus in Richtung zu den beiden Enden
hin entgegengesetzt diagonal nach oben in den aus Ober-, Untergurt und den Druckgliedern gebildeten
Parallelogrammen verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Obergurt
(17) und Untergurt (18) im Abstand voneinander
durch die diagonal verlaufenden Zugglieder (20) miteinander verbunden werden und daran anschließend
der Obergurt (17) und der L/ntergurt (18) durch Einsetzen der Druckglieder (19) und Hervor
rufung einer Verbiegung in den Zuggliedern (20) auf einen Abstand auseinandergezwängt werden, der
größer als der ursprüngliche Anfangsabstand ist.
2. Fachwerkträger, der nach dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt ist, mit parallel zueinander
verlaufendem Ober- und Untergurt, die durch senkrechte Druckglieder voneinander auf Abstand gehalten
und durch im wesentlichen nicht dehnbare Zugglieder zusammengespannt sind, die von der
Mitte des Fachwerkträgers aus in Richtung zu den beiden Ende., hin entgegengesetzt diagonal nach
oben in den aus Ober-, Untergurt und den Druckgliedern gebildeten Parallelogrammen verlaufen,
dadurch gekennzeichnet, daß lie Zugglieder (20) eine Länge haben, die dem Abstand zwischen den
gerade verlaufenden Gurten eines geraden Fachwerkträgers entspricht, während die Druckglieder
(19) eine größere Länge als beim gerade verlaufenden Fachwerkträger aufweisen.
3. Fachwerkträger nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet,
daß die Zugglieder (20) aus Spannstangen gebildet sind, deren Endteile (24) gegenüber
dem Hauptabschnitt abgewinkelt sind und senkrecht zu dem Obergurt (17) und Untergurt (i8) in
Bohrungen (25) befestigt sind.
4. Fachwerkträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Obergurt (17) und Untergurt
(18) um die Bohrungen (25) herum mit Verstärkungsmitteln zum Befestigen der 21ugglieder (20)
versehen sind.
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