DE2221549A1 - Flachdecke mit stahlpilzen - Google Patents

Flachdecke mit stahlpilzen

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    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/43Floor structures of extraordinary design; Features relating to the elastic stability; Floor structures specially designed for resting on columns only, e.g. mushroom floors

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
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Description

  • Flachdecke mit Stahlpilzen Die Erfindung betrifft eine Flachdecke mit Stahlpilzen, bei der der Stahlbeton der Decke am äußeren Rand des Pilzkopfes statisch angeschlossen ist0 Die architektonischen, konstruktiven und kostenmäßigen Vor teile von Flachdecken haben zu einer gesteigerten Verwendung dieser Deckenart geführt. Dabei sind gleichzeitig die Spannweiten und Belastungen ständig vergrößert worden. Die hier durch auftretenden Schwierigkeiten bei der Einleitung der Deckenlasten in die Stützen, wie z.B0 Erhöhung der Durchstanzgefahr, Vergrößerung der Stützenmomente und nicht zuletzt die Forderung, trotz der damit verbundenen Schwächung der Flachdecke Aussparungen im Stützenbereich zur Verlegung von Leitungen etc. vornehmen zu können, haben zu de nticlung von Stahl stützen mit pilzartig verbreiterten Stütze köpfen, sogenannten Stahlpilzen, geführt.
  • Die deutsche PS 1 559 344 zeigt eine derartige Kopfkonstruktion. Der Pilzkopf ist aus kurzen Elementen aus Stahlprofilen aufgebaut, die als horizontale, parallel zu den Hauptachsen des I-förmigen Stützenquerschnitts sich erstreckende Hauptträger fest mit der durch ein oder mehrere Stockwerke hindurchgehenden Stahlstütze verschweißt sind. An ihren freien Enden sind die Hauptträger mit einem meist quadratisch umlaufenden Randträger verbunden. Form und Anordnung der Hauptträger sind von der Lage und Größe der gewünschten Aussparungen im Pilzbereich abhängig. Um eine Aussparung z.B.
  • dicht an das Stützenprofil heranzubringen, wird gemäß der genannten PS vorgeschlagen, einen Hauptträger als zze;igliedriges Element auszubilden, so daß die Ausparung zwischen den beiden parallelen Elementen eines Hauptträgers zu liegen kommt.
  • Durch Anordnung derartiger Stahlpilze, die sowohl unterhalb der Flachdeckeangeordnet als auch in die Decke mit einbetoniert werden können, wird die Durchstanzkraft von der Stützenabmessung unabhängig. Die Durchstanzfläche und die Durchstanzkraft sind nunmehr von den Pilzabmessungen abhängig und können im Vergleich zu einer Flachdecke ohne Stahlpilze erheblich vergrößert werden. Zugleich werden aber auch die für die Dimensionierung der Decke im Stützenbereich maßgebenden Momente durch Verlagerung an den Pilz rand kleiner, so daß mit geringeren Deckendicken oder verminderem Armierungsgehalt konstruiert werden kann.
  • Diese Bauweise dem Flachdecken mit Stahlpilzen gilt derzeit als gU9Q Lösung be Decken, die Aussparungen im Stützenbereize erfordern größere Belastungen unG Spannweiten haben.
  • obwohl auch sie noch entscheidende Nachteile besitzt.
  • Die Stahlpilze sind in der gebräuchlichsten Ausführungsform der Flachdecken dieses Typs in die Decken einbetoniert. Die Armierung des Stahlbetons wird dabei nur bis an den Randträger des Pilzes geführt, wodurch die Kontinuität der Decke unterbrochen wird. Momente, die von der Decke an die Stütze abgegeben werden, müssen im Pilzbereich allein durch die fest mit der Stahlstütze verschweißten Eauptträger übertragen werden. Diese Momente können z.B.
  • infolge Schwinden des Betons beim Austrocknen, durch unterschiedliche Durchbiegungaider Decke bei ungleichen Deckenfeldern, infolge einseitiger Deckenlasten, zeit- und lastabhängiger Kriechverformungen sowie Temperaturverformungen in der Decke solche Werte annehmen, daß bei den bekannten Ausführungsformen entsprechend starke Dimensionierungen der Decke des Stahlpilzes und insbesondere der Stütze erforderlich sind, die sich kostenmäßig nachteilig auswirken und insbesondere bei voluminösen Stützen die Eleganz des Bauwerkes empfindlich stören.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flachdecke mit Stahlpilzen zu schaffen, die derartige starke Dimensionierungen vermeidet und deren Herstellungskosten weiter gesenkt werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Pilzkopf mit der Stütze gelenkig verbunden ist. Bei einer gemäß der Lehre der Erfindung ausgeführten Flachdecke entstehen weder in der Decke selbst noch in den Stützen zusätzliche Zwängungen, so daß die bisher aus Sicherheitsgründen erforderlichen Abmessungen erheblich verringert werden können.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Pilzkopf als Traverse ausgebildet ist, in deren Zentrum ein massiver Stahlkern in vertikaler Ausrichtung fest verschweißt ist, wobei der Stahlkern an seinem unteren, gegenüber der unteren Kante der Traverse vorstehenden Ende ballig geformt ist und auf der horizontalen und planen Stirnfläche des unteren Stützenkopfes aufliegt.
  • Der Stahlkern kann an seinem oberen, gegenüber der oberen Kante der Traverse vorstehenden Ende ebenfalls ballig geformt sein und dient dann vorteilhafterweise der planen Stirnfläche des Stützenfußes der weiterführenden Stütze als Auflager. Die Traverse selbst besteht zweckmäßigerweise aus mehreren, vom Zentrum sich strahlenförmig erstreckenden, senkrechten Stegblechen, die durch obere und untere Deckbleche und ein äußeres umlauf endes Randblech miteinander verbunden sind.
  • Im Gegensatz zu den bekannten Flachdecken mit Stahlpilzen sind bei einer erfindungsgemäß ausgeführten Flachdecke die Decke selbst und die Stützen nicht nur weitgehend frei von Spannungen, die zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichtszustandes nicht erforderlich sind, wodurch die Decke, die Kopftraversen und die Stützen geringer dimensioniert werden können (Stahlersparnis), sondern die Konstruktion kann auch erheblich wirtschaftlicher hergestellt werden.
  • Die Herstellung der Kopftraversen kann erheblich vereinfacht werden. Vorteilhaft werden die Traversen gemäß der Erfindung aus Stahlblechen aufgebaut, wobei sich durch entsprechende Halte- und Wendevorrichtungen der Schweißvorgang und die Güte der Schweißnähte verbessern lassen. Serienfertigung ist möglich. Auch ein anschließendes Spannungsfreiglühen gestaltet sich weitaus unproblematischer. Bei der erfindungsgemäßen Trennung von Kopftraverse und Stütze vereinfacht sich aber auch der Transport, der vom Stahlerzeuger für die Stützen über die Stahlbauanstalt zur Baustelle infolge der angeschweißten Pilzkopf - zumal wenn die Stützen sich über mehrere Stockwerke erstreckten - außerordentlich sperrig und kostspielig war. Dies entfällt bei voneinander getrennten Traversen und Stützen, die auf der Baustelle in einfacher Weise zusammengefügt werden können.
  • Besonders vorteilhaft ist ferner, daß die erfindungsgemäße Ausführung der Traversen die Verwendung von massiven Rundstützen aus Stahl in einfacher Weise zuläßt. Wie die Erfahrung der letzten Jahre gezeigt hat, sind solche Rundstützen wegen des geringen Raumbedarfs besonders wirtschaftlich, wenn hohe Lasten abzutragen sind.
  • Nachfolgend werden weitere wesentliche Merkmale der Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher beschrie ben. Die Zeichnungen stellen dar: Fig. 1 einen Querschnitt entlang der Linie 1-1 in Fig. 2 durch eine erfindungsgemäße Flachdecke im Bereich einer Kopftraverse Fig. 2 eine Draufsicht und einen teilweisen Längs schnitt durch die Kopftraverse gemäß Fig. 1 entlang der Linie II-II in Fig. 1 Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III in Fig0 4 durch zwei weitere Ausführungsformen der Erf indung, die links und rechts der Mittelsenkrechten gezeichnet sind Fig. 4 eine Draufsicht und einen teilweisen Längs schnitt durch die Ausführungsformen gemäß Fig0 3 entlang der Linie tV-IV in Fig0 3o Der in Fig. 1 dargestellte Querschnitt zeigt eine untere Rundstütze 5 und die weiterführende Stütze 6. Zwischen beiden Stützen ist ein massiver Stahlkern 7 angeordnet.
  • Die Stirnflächen des Stützenkopfes der Stütze 5 und des Stützenfußes der Stütze 6 sind plan ausgeführt. Auf die Stirnflächen ist jeweils ein Ring 8 aufgeschweißt, der aus Sicherheitsgründen gegen Abgleiten der Stützen an dem Stahlkern 7 vorgesehen ist. Die Stirnflächen des Stahlkernes 7 sind ballig abgedreht, um einerseits eine gelenkige und andererseits eine nuttige Verbindung zwischen dem Stahlkern bzw. der Kopftraverse und den Stützen herzustellen.
  • Die Kopftraverse ist aus Fig. 1 und Fig. 2 zu erkennen.
  • Sie besteht im wesentlichen aus mehreren, vom Zentrum sich radial erstreckenden senkrechten Stegblechen 9, die mit dem massiven Stahlkern 7 verschweißt sind. Die Stege sind auf ihrer Unterseite mit dem Bodenblech 20 und auf ihrer Oberseite mit einzelnen Segmentblechen 10 verschweißt. Selbstverständlich kann auch das Bodenblech 20 als einzelnen Segmenten aufgebaut sein. Das Zentrum in unmittelbarer Umgebung des Stahlkernes 7 wird dabei oben von einem Mittelblech 11 abgedeckt. Diese Aufteilung des Deckbleches in ein Nittelblech und mehrere Segmentbleche ist insbesondere für den Schweißvorgang sehr vorteilhaft, da so die Innennähte leicht ausführbar sind. Der äußere Rand der Kopftraverse wird von einem umlaufenden Randblech 12 gebildet. Se'bsverständlich kann das Randblech auch aus mehreren Segmenter.
  • zusammengeschweißt sein. Zweckmäßig ist es, dars untere e;-blech 20 etwas über die oberen Deckbleche hinausr-agen zu lassen, wodurch sich sinne gute Aufiage für die Bevcnzecke ergibt.
  • Die Anzahl der Stegbleche 9 ist beliebig. Die dargestellte Ausführung mit acht Stegen bietet jedoch den besonderen Vorzug, daß neben der Stütze Aussparungen 13 sowohl in Richtung der Gebäude achsen als auch dazwischen in Richtung der Winkelhalbierenden möglich sind.
  • Die gesamte Kopftraverse ist in die Decke einbetoniert.
  • Die Armierung des Stahlbetons wird dabei nur bis an das Randblech 12 geführt. Wegen des erforderlichen Korrosionsschutzes werden die Traversen im allgemeinen mit Deckenbeton umhüllt, wobei Aussparungen in der ;ieweils'gewünschten Form offengehalten werden. In den Zeichnungen ist der ungefähre Verlauf der Oberkante (O.E.) unddvr Unterkante (U.K.? der Decke-dargestellt.
  • Die in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiele gehen wieder von einer achteckigen, aus Segmentblechen aufgebauten Kopftraverse aus, so daß eine nochmalige Beschreibung entfallen kann. Der Unterschied gegenüber der zuerst beschriebenen Ausführungsform besteht in der Ausbildung des Zentrums der Traverse, die nunmehr ein eingeschweißtes Kernrohr 14 aufweist. In dieses Kernrohr greifen der Stützenkopf der unteren Stütze 15 und der Stützenfuß der oberen Stütze 16 ein. Die Stützen stehen dabei ohne Zwischenschaltung eines Kernstückes direkt aufeinander, wobei vorzugsweise eine plastische Zwischenlage 17 aus Blei oder einem fließfesten Material angeordnet ist, um gleichmäßige Kontakt spannungen zu erzielen.
  • Bei dem linksseitig der Mittelsenkrechten dargestellten Auführungsbeispiel wird die untere Stütze 15 zur Schaffung einer Auflagerfläche für dæ Eernrohr 14 mit einem Auflagerkranz 18 versehen, der aufgeschweißt oder auch noch zusätzlich aufgeschrumpft sein kann, um die Schweißnaht weitgehend von Belastungen freizuhalten. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß der Stützenkopf der Stütze 15 keiner weiteren Bearbeitung bedarf. Eine ähnliche Kernrohrabstützung ohne weitere Bearbeitung des Stützenkopfes der unteren Stütze könnte auch durch einen mit einem Flansch versehenen, tiefgezogenen Deckel gegeben sein, der einfach über die auf Länge geschnittene Stütze gestülpt wird, wobei die zylindrische Außenwand des Deckels das Kernrohr mit dem notwendigen Spiel führt und der Flansch als Auflager für das Kernrohr dient. Bei dem in der Zeichnung auf der rechten Seite der Mittellinie dargestellten Ausführungsbeispiel wird zumindest der Stützenkopf der unteren Stütze 15 auf eine entsprechende Länge abgedreht, so daß sich für das Kernrohr 14 eine Auflagerfläche 19 ergibt.

Claims (7)

  1. Patentansprüche
    Flachdecke mit Stahlpilzen, bei der der Stahlbeton der Decke am äußeren Rand des Pilzkopfes statisch angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Pilzkopf (7,10,12 bzw. 14,10,12). mit der Stütze (5 bzw. 15) gelenkig verbunden ist.
  2. 2. Flach<1ecke mit Stahlpilzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pilzkopf als Traverse (10,12,20) ausgebildet ist, in deren Zentrum ein massiverStahlkern (7) invertikaler Ausrichtung fest verschweißt ist, wobei der Stahlkern an seinem unteren, gegenüber der unteren Kante der Traverse vorstehenden Ende ballig geformt ist und auf der horizontalen und planen Stirnfläche des unteren Stützenkopfes (5) aufliegt.-
  3. 3. Flachdecke mit Stahlpilzen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlkern (7) an seinem oberen, gegenüber der oberen Kante der Traverse (10,12) vorstehenden Ende ballig geformt ist und der planen Stirnfläche des Stützenfußes der weiterführenden Stütze (6) als Auflager dient.
  4. 4. Flachdecke mit Stahlpilzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pilzkopf als Traverse (10,12,20) ausgebildet ist, in deren Zentrum ein Stahlrohr (14) in vertikaler Ausrichtung fest verschweißt ist, und daß der Innendurchmesser des Stahlrohres etwas größer ist als der Außendurchmesser des in das Stahlrohr hineinragenden Stützenkopfes (15), wobei der Stützenkopf mit einem Widerlager (18) zur Anlage des Stahlrohres ausgerüstet ist.
  5. 5. Flachdecke mit Stahlpilzen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützenfuß der weiterführenden Stütze (16) innerhalb des Stahlrohres (14) unter Beifügung einer plastischen Zwischenlage (17) direkt auf dem Stützenfuß der unteren Stütze (15) aufgesetzt ist.
  6. 6. Flachdecke mit Stahlpilzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Traverse aus mehreren, vom Zentrum sich erstreckenden, senkrechten Stegblechen (9) besteht, die durch obere und untere Deckbleche (10,20) und einem äußeren umlaufenden Randblech (12) miteinander verbunden sind.
  7. 7. Flachdecke mit Stahlpilzen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Deckbleche über die oberen Deckbleche hinausragen.
    L e e r s e i t e
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