DE2164417C3

DE2164417C3 - Fachwerkträger und Verfahren zum Herstellen desselben

Info

Publication number: DE2164417C3
Application number: DE2164417A
Authority: DE
Inventors: James L. Wheaton Mccabe; Gordon G. Glen Ellyn Wood
Original assignee: Woodco Ltd Glen Ellyn Ill (vsta)
Current assignee: Woodco Ltd Glen Ellyn Ill (vsta)
Priority date: 1970-12-21
Filing date: 1971-12-21
Publication date: 1975-01-30
Also published as: US3778946A; DE2164417B2; DE2164417A1; CA947030A; AR195656A1; AU3712871A

Description

Di^ vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum 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 Druckgliedcm gebildeten Parallelogrammen verlaufen.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Fachwerkträger, der nach dem genannten Verfahren hergestellt ist und der mit parallel zueinander verlaufendem Ober-

„<,„„ i_{sl d}je durch senkrechte „pci Untergurt verseht" > · _{ha|len u|w|}

Druckfeder von^ndc^«»· Zugglieder /u-

durch im wesentlichen nicrn ^ ^ ^ ,.^ samniengespanni sina, u ^ _{bejdcn Enc|en hjn}

werkträgers aus in! ^ *_{ch oben in dcn} aus Ober, frnfeSTunTdet'Sgliedern gebildeten Parallelogramm verlaufen p_alentschrif, 77 425 is. ein Aus der °«^crrf ¹^, "_{bei dem} senkrechte Druck-Fachwerkträger ^."J'°_rt voneinander auf Ab_g,ieder den Ober-und Unterg"J _{eder in ucr} stand halten und bei dem α ^BB „_{erdi sind die} deuteten Weise angeojdwU sm ^ ^ Obergurte dieses Ρ^*_β£_{ιΛρϊΓ5 aus sic}h ,u den sie von der MiUt des « Untergurt nähern.

finden hin dem 8^era5^e *^e"*,,_{t nicnts} weiter dar, als Dieser Fachwerkträger stelk mem ^

einen üblichen geradenjactvwe. Iktr^ ^^ ^

,„,',' Fachwerkträger stellt d.e genannte

_ie Patentschrift nicht dar.

^, "- Wölbung bei Fachwerkträgern

Bisher wurde d c Wolbun^ ^ ^^

ublicherwc.se ^dadurch„_rV_cnHCSel/l wurden, oder daß _gc _und danac, /usammengesc. ^^ ^

mindestens d.e:/iW^ _{d Slc}„_{e ancinandcr}

solche verwendet wurden^ _{bcstandcn dlc Zugg}.

befestigi wurden. Im .. gem ^ ^^ ^_

lieder aus ste.fen Gebilden, α besonderer

^Wegbar, "Sn u^Wd^Ug wodurch "bei den Gur.cn die Einteile. n«™£°* _crzeugle Wölbung aufrechterzuvor durch Vorbiegcn^ ^^ ^^^ _{bjshcr |)f{ma|s}

" η und Vorrichiungen erfor-

wahrend des

^ _b · _{d Gurtcn die} geuc

Ätha.ten wurde während der

40

dadurch ,e-

Ting.

. der srOBcr is, als

Baugewerbe als Decken- oder Pjelenhulkcn od. dgl. verwendet werden. Durch die Erfindung werden sich iclbst wölbende Fachwerkträger mit Zuggliedern vor-•eichen, wobei die Zugglieder verhältnismäßig wenig fcckbar sind. Bei der Herstellung von Decken- und Die-Ipnbalken sind vorzugsweise die diagonal sich erstrekfcqnden Zugglieder verhältnismäßig steif, sie sind jedoch in der Lage, an der Verbindungsstelle mit den Gurten einer Verbiegung unterworfen /u werden.

Die Wölbung des Trägers wird selbständig dadurch erreicht, daß zwischen den Gurten des Trägers Druckglieder eingesetzt werden, deren Höhe größer ist als <|er Abstand der Gurte voneinander, der von den Zuggliedern an sich bestimmt ist. Die normalerweise geraden und parallelen Gurte werden zuerst an dem einen Ende durch die Zugglieder verbunden. Danach werden zwischen die Gurte die Druckglieder eingesetzt. Sind die Druckglieder höher als derjenige Abstand der Gurte voneinander, der von den Zuggliedern bestimmt wird, so erhält der Fachwerkträger von selbst eine gewisse Wölbung, die mit der Länge und der Höhe der Druckglieder zunimmt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, die nachstehend näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. I eine Seitenansicht eines Fachwerkträgers nach der Erfindung,

F i g. 2 eine vergrößert gezeichnete Draufsicht, im wesentlichen von der Linie H-Il in der F i g. I aus gesehen.

F i g. 3 ein vergrößert gezeichneter senkrechter Schnitt, im wesentlichen nach der Linie IH-IlI in der F i g. 2,

F i g. 4 eine der F i g. 3 ähnliche Schnittzeichnung, die eine Abänderung des Aufbaus zeigt,

Fig.4A ein senkrechter Schnitt durch eine andere Ausführung des Befestigungsmittel für ein Zugglied,

F i g. 5 eine Schnittzeichnung, im wesentlichen nach der Linie V-V in der Fig. 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 selbstwölbcnden 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 Druckglieder gewölbt, die zwischen den die Gurte miteinander verbindenden biegsamen Zuggliedern eingesetzt werden.

Der in den F i g. 1 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 ve: laufenden und im wesentlichen nicht dehnbaren, jedocii in der Querrichtung biegsamen Spannglieder, die an den entgegengesetzten Enden an dem betreffenden Obergurl 17 und Untergurt 18 befestigt sind. Von der Mitte des Fachwerkträgers 15 aus verlaufen die Spannglieder an der einen Seite diagonal nach oben in Richtung zu dem einen Ende des Trägers und an der anderen Seite diagonal nach 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 u. dgl. Nach der F i g. 1 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 kürzer 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 Längsersireckung des Fachwerkträgers uird durch die Größe, d^; Länge, die BeIasiungserfordernisse. die Art der Verschalung oder durch den zu tragenden Überbau vorherbestimmt. Für Fußböden in Wohnhäusern geeignete FachwerKirügcr weisen e^;ne Spannweite von 7.5 bis 8,5 m auf. wobei die Gurte au:, 5 cm dicken Bohlen bestehen. Der Abstand der Druckglieder 19 kann ungefähr 60 cm betragen, wobei diese aus 5 cm dicken Hol/bohlen bestehen können. Bei solchen Fachwerkträgern 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 Druc! glieder eingesetzt worden sind. In der einfachsten Ausführung köni.en 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 Endtcile 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 1 !ntcrgvirt 18 hin durchgeführt wcrc'cn. Die Länge der Erdteile 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 vorsieht.

Für hölzerne Gurte sind Mittel vorgesehen, mit denen die findteile 24 der Spannglicdcr oder Zugstangen so vei ankert werden können, daß sie einer Ablenkung durch den Druck des Holzes an der Bohru.ig 25 als Folge der Beanspruchung beim Spannen der Zugstangen widerstehen. Zu diesem Zweck sind an den innen gelegenen Enden dw Bohrungen 25 einer Ablenkung widerstehenden Lagerplatten 27 vorgesehen (Fig. 3 und 5). die an den beireffenden Gurten verankert sind und ablcnkungsfcste Lager für die angrenzenden En-

Jen der Endteile 24 bilden, Für eine wirtschaftliche Konstruktion können die Lagcrplatten 27 aus gecignclcn gegossenen oder ausgestanzten Mctallgliedern geeigneten Kalibers und Härte bestehen, die so dimensioniert sind, daß eine genügend große Plattenflache um die in der Mitte gelegene Lageröffnung 28 herum besteht, die koaxial zur Bohrung 25 gelegen ist. durch die der Endteil 24 hindurchgeführt ist. Zum Vergrößern der Lagcrfiäche ist die Lagerplatte durch eine steife Buchse

29 ergänzt, in die hinein sich die Lageröffnung 28 öff- «° net, und die die Bohrung 25 über eine wesentliche Länge hinweg auskleidet. Zum Befestigen der Lagcrplatten

27 an den betreffenden Gurten können geeignete Mit tel verwendet werden, /.. B. scharfe Zinken 30 (F i g. 3 und 4), die in den Gurt hineingetrieben werden, einen »5 Teil der Innenseite der Platten bilden und vorzugsweise etwas kurzer sind als die Buchse 29. Auf diese Weise kann die Lagerplatte in bezug auf die Bohrung 25 ord nungsgemäß 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 Mittel verwendet wer- »5 den, die ein Herausziehen der Endleile bei Belastung verhindern. Zu diesem Zweck können Muttern 31 verwendet werden, die auf ein am Endteil vorgesehenes Gewinde 33 aufgeschraubt werden, wie in der F i g. 3 dargestellt. Um ein unerwünschtes Vorstehen des Endtciles 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 31 erforderliche Tiefe aufweist. Ferner ist an dieser Stelle die Einlage mindestens einer Ringscheibe erwünscht, die den Druck der Mutter über eine verhältnismäßig große Fläche um die Bohrung 25 herum verteilt, so daß das Material des Gurtes unter der Belastung der Zugglieder 20 nicht nachgibt. Zu diesem Zweck sind Druckverteilungsplatten 34 (Fig. 3 und 6) vorgesehen, die mit einer ziemlich großen Fläche am Gurt um die Aussenkung 32 herum anliegen und mil einer Einsenkung 35 versehen sind, die in der Aussenkung 32 sitzt und so weit 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 in nen vorstehende und zugespitzte Zinken 39 vorgesehen werden, mit denen die Lagerplatte 34 am Gurt befestigt werden kann.

Sind geringere Belastungen zu erwarten, so können die Endteile 24 der Spannglieder an beiden entgegen gesetzten 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 versehen ist, durch die das Endteil hindurchgeführt wird, und die Bohrung 25' des Ober gurtes 17 (sowie des Untergurtes 18) so weit bemessen ist, daß das Endteil 24 mit nur geringem Spiel aufgenommen wird.

Obwohl die äußere Druckverteilungsplatte 34' mit dem Einsenkungsteil 35' versehen werden kann, der in der Aufbohrung 32' sitzt, so ist die Einsenkung lediglich mit einer einfachen Lageröffnung 37' versehen, durch die das Endteil 24 hindurchgeführl ist. Zum Befestigen der Lagerplatte 27' und der Druckverteilungsplatte 34' können Zinken 30' bzw. 39' und für das Endteil 24 Muttern 31 nach F i g. 3 verwendet werden, während bei geringeren Belastungen ringförmige ' Preßmuttern 40 benutzt werden können. Zu diesem Zweck wird am Endteil 24 kein Gewinde vorgesehen, wobei die Zähne der Preßmutter in das Material des Endteilcs eindringen. Von diesen Preßmuttern können mehrere angebracht weiden, um ein Herausziehen des Endteiles 24 .His dem Gurt zu verhindern. Wenn eine Preßmuttcr einem Zug von ungefähr 450 kg widersteht, so widerstehen zwei Prcßmullcrn einem Zug von ungefähr 900 kg. An Stelle mehrerer dünner Preßmuttern kann auch eine einzelne kräftigere Preßmutter verwendet werden.

Die F i g. 4A zeigt ein anderes erwünschtes Befestigungsmittel, das den Vorzug aufweist, daß eine Ausscnkung an dem betreffenden Gurt nicht vorgesehen zu werden braucht. Dieses Befestigungsmittel besteht aus einer Platte 34" mit einer Lagerbuchse 38", die mit einem Innengewinde 33" versehen ist. in das das Gewinde ii des Endteiles 24 eingeschraubt ist. Zum Drehen der Platte 34" ist diese am Rand mit Ausschnitten 34.Ί versehen, an denen ein Schraubenschlüssel angesetzt werden kann.

Bei der Herstellung eines Fachwerkträgers unter Verwendung von als Zugglieder 20 ausgebildeten Sp:innstan"cn werden zuerst die Gurte miteinander verbunden, zu welchem Zweck die Endteile 24 der Spannstangen in den betreffenden Bohrungen 25 nut Hilfe der oben beschriebenen Platten befestigt werden. Der Innenabstand der Gurte voneinander wird anfangs von den Abbiegungsstcllen der Spannstangen, die als Anschlag während des Zusammensetzens der Bauteile dienen, bestimmt. Weisen alle Spannstangen die glci chen Abmessungen auf. so verlaufen die Gurte nach dem Anbringen aller Spannstangen genau parallel. Hiernach werden zwischen die Zugglieder 20 die Π,-iiekgliedcr 19 eingesetzt.

Die Länge der Druckglieder 19 ist größer als der ursprüngliche Anfangsabstand der Gurte nach dem Zusammensetzen mit den Spannstangen. Durch das Einsetzen der Druckglieder 19 wird die gewünschte Wölbung erzielt. Da die entgegengesetzten Enden der Spannslangen an bestimmten Stellen an den Gurten befestigt sind, so werden bei dem Auseinanderbiegen der Gurte Vektorenkräfte erzeugt. Jc länger die Druckglieder 19 in bezug auf den Anfangsabstand der Gurte voneinander sind, um so größer wird die Wölbung, 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 i g. 7 und 8 sind die auftretenden Vektorkräfte dargestellt. Die F i g. 7 zeigt die bestehenden Bedingungen, 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 Falle ist die Kipptendenz unter Belastung in bezug auf die Ender -4 C der Zugglieder 20 ungefähr gleich dem Ablenkra dius, der durch den Bogen A'C am Punkt A dargestelli wird. Ein Abbiegen der Gurtabschnitte A. B und D, ( erfolgt in den Bögen A'-B' bzw. 17-C Wird die Längt der Druckglieder vergrößert, wie in der F i g. 8 darge stellt, während die Strecken A -B, A -C und D-C konstant bleiben, so bleiben auch die Bögen A'-B' bzw. D'-C' konstant, jedoch wird der Ausweichungsbogen A'-C zum gegenüberliegenden Punkt C versetzt, wie darge stellt, wodurch die gewünschte Wölbung erzeugt wird

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

15

as

I. Verfahren zum Herstellen eines Fachwerkträgers, durch das sich eine Wölbung des Fachwerktragers 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 hia 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 Untergurt (18) durch Einsetzen, der Druckglieder (19) und Hervorrufung 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 Druckgliedcr voneinander auf Abstand gehalten und durch im wesentlichen nicht dehnbare Zugglieder zusammengespanni sind, 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 ParalU:log ammen verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugglieder (20) eine Länge haben, die dem Abstand zwischen den gerade verlaufenden Gurten eines geraden Fachwerkträgers entspricht, während die Druckgliedcr (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 (18) 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 Zugglieder (20) versehen sind.