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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.
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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.
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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.
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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.
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Diese Bauweise dem Flachdecken mit Stahlpilzen gilt derzeit als gU9Q
Lösung be Decken, die Aussparungen im Stützenbereize erfordern größere Belastungen
unG Spannweiten haben.
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obwohl auch sie noch entscheidende Nachteile besitzt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Kopftraverse ist aus Fig. 1 und Fig. 2 zu erkennen.
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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.
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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.
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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.
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Die gesamte Kopftraverse ist in die Decke einbetoniert.
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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.
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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.
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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.