DE2334140A1

DE2334140A1 - Verfahren zum bau eines dachgeruestes

Info

Publication number: DE2334140A1
Application number: DE19732334140
Authority: DE
Inventors: Jun Emanuel A Coronis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-07-06
Filing date: 1973-07-05
Publication date: 1974-01-24
Also published as: CA1025648A; FR2237030A1; JPS4964219A; GB1428816A; FR2237030B3

Description

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Dr.-Ing. Wilhelm Reich el

DipL-Ing. Wolfcjng IAoM 2 3 3 A U

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Paiksiiaße 13

7476

EMANUEL A. CORONIS, Jr., Trenton, New Jersey 08605, V.St.A,

Verfahren zum Bau eines Dachgerüstes

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Bau eines Dachgerüstes, und sie bezieht sich auf Verbesserungen an Bogentragwerken oder gespannten Bögen in der Bautechnik, und sie betrifft insbesondere ein neues Verfahren zur Herstellung von weitgespannten Dachgerüstkonstruktionen.

In der Bautechnik ist es seit langem üblich, gerade oder sich verjüngende I-Träger zu verwenden (die obere und untere Flansche besitzen, die durch ein dazwischenliegendes festes Stegblech miteinander verbunden sind), um Lasten von kurzer Spannweite zu tragen. Wenn ein eine lasttragendes Glied mit einer relativ langen Spannweite erforderlich ist, wird eine große Gesamthöhe erforderlich, und es ist üblich gewesen, Dachgerüstkonstruktionen zu bauen, die obere und untere Gurte besitzen, die durch dazwischenliegende Stegblechglieder verbunden sind. Balken oder Träger haben sich wegen ihres übermäßigen Gewichtes und ihrer verringerten Fähigkeit, Belastungen aufzunehmen, als nicht einwandfrei erwiesen. Herkömmliche Dachgerüstaufbauten zeigten

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ebenfalls Nachteile, da sich in ihnen sekundäre Spannungen aufbauen, die in einer Anzahl von Fällen stark den Sicherheitsfaktor für den Aufbau gefährden. Zusätzlich ist es notwendig, daß die Gurte von derartigen Dachgerüsten schwer sind, um die hohen Biegemomente zu kompensieren, die derartigen Konstruktionen eigen sind.

Ein weiteres Problem auf dem Gebiet der weitgespannten Konstruktionen war das Problem, das als horizontale Reaktion ("horizontal reaction") bekannt ist. Horizontale Reaktion tritt an dem Fuß einer vertikalen Säule auf, wenn der obere Teil der Säule nicht vertikalen oder winklig angreifenden Momenten ausgesetzt ist, die im allgemeinen als Biegemomente bekannt sind. Die Folge dieses Phänomens ist, daß große, oft übermäßig große Betonstützen erforderlich sind, um die vertikalen Trägersäulen für eine weitgespannte Konstruktion zu stützen. Dementsprechend besteht offensichtlich ein Bedarf für eine weitgespannte Konstruktion, durch die das vermieden wird, was als eine Momentenverbindung mit den vertikalen Trägersäulen (moment connection with the vertical columns) bezeichnet wird.

Konstruktionen zur Erreichung dieses Zieles, die als Scherverbindungskonstruktionen bekannt sind, gehören bereits zum Stand der Technik. Hierbei sei insbesondere auf die folgenden Patent sehrif ten verwie sen:

Österreichisches Patent Nr. 85,565 (1921), Fig, 1a; Französisches Patent Nr. 419 801 (191O)₁ Fig. 1b und 1c, und das Französische Patent Nr. 1 088 965 (1954) _f Fig. 1d. Weitere bekannte Beispiele für Scherverbindungsdachgerüstaufbauten sind in den folgenden Patenten beschrieben:
Österreichisches Patent Nr. 71,608 (1916)| Deutsches Patent,Nr. 353 314 (1922);

Britische Patente Nr. 663 385 (1951ί, 689,455 (1953) und 704 433 (1954); 3 0 9 8 8 4/1151

die Französischen Patente Nr. 458 448 (1915), 572 451 (1924), Fig. 16 von 942 168 (1948;und 1 222 163 (1960); Fig. 3 des Italienischen Patentes Nr. 248 954 (1926); Schwedisches Patent Nr. 41 521 (1916) und
UDSSR Patent Nr. 119 328 (1959).

All diese oben genannten Patente beschreiben Dachgerüste, die die gewünschte Scherverbindung aufweisen. Jedoch sind in all diesen Dachgerüsten eine große Anzahl von verbindenden Streben oder Zwischengliedern zwischen den oberen und unteren Gurten vorhanden. Die Verwendung eines derartigen komplizierten Gitters macht die Verwendung einer äußerst hohen Menge Stahl erforderlich und erfordert viel Schweißungen an zahlreichen verschiedenen Verbindungen und Winkeln. Dementsprechend sind die Kosten zur Herstellung dieser bekannten Konstruktionen so hoch, daß sie deren Einführung in die allgemeine Verwendung bei weitgespannten Konstruktionen ausschließen. Weiterhin war schon allein die Kompliziertheit dieser Konstruktionen in großem Maße der Grund dafür, daß sie als technische Mißbildungen betrachtet wurden· Daher kann die vorliegende Erfindung als eine Lösung dieses langbekannten Problems bei der Herstellung von Dachgerüsten mit Scherverbindung angesehen werden.

Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem durch die Verwendung und Weiterentwicklung eines Verfahrens zum Spalten von Profilträgern, das bisher nur in der nicht vergleichbaren Technik der Herstellung von Fahrgestellen für Anhänger und Motorfahrzeuge verwendet worden ist. Das bekannte Verfahren ist in dem US-Patent von R.C.Townsend, Nr. 2,277,616 (1942) mit dem Titel ⁿ Structural Beam" beschrieben worden. Der Grundgedanke der technischen Lehre von Townsend ist, daß ein I- oder H-Träger durch das Anbringen von Längs- und Querschnitten in seiner Konfiguration geändert werden kann. Wie unten erläutert werden wird, bildet die Erfindung dieses Konzept weiter, um das oben aufgezeigte Problem der Herstellung' von Dachgerüsten mit Scher-

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verbindung zu lösen.

Es muß bemerkt werden, daß, obgleich Träger spaltung bei der Technik der Herstellung von Dachgerüstkonstruktionen versucht worden ist, keiner dieser Versuche dahingehend erfolgreich war, daß er ein Dachgerüst mit Scherverbindung lieferte. Bemerkenswerte Beispiele dieser Versuche sind in den US-Patenten von H.G.Smits, Nr. 2,262,190 (1941); H.A. Abt, Nr. 1,963,060 (1934) und E.C. Graveley, Nr. 1,747,362 (1930) beschrieben worden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Dachgerüsten mit langer Spannweite zu schaffen, die bezüglich ihrer vertikalen Hilfspfeiler eine Scherverbindung aufweisen. Dabei soll ein Dachgerüst geschaffen werden, das die bisherige Notwendigkeit für massive Betonabstützungen von weitgespannten festen Rahmenkonstruktionen oder Rahmentragwerken nicht mehr aufweist. Dabei soll das Dachgerüst die Vorteile der bekannten festen und Untergurtrahmen kombinieren, ohne irgendwelche ihrer Nachteile aufzuweisen. Die Aufgabe besteht weiterhin darin, einen strukturierten gespannten Bogen zu schaffen, dessen Verhältnis von Gewicht zu Längeneinheit der Spannweite sowohl kleiner als bei einem festen Träger als auch bei einem zusammengesetzten Gerüst oder Fachwerkträger ist. Dabei soll der strukturierte Bogen eine geringere Anzahl von Gesamtstücken aufweisen, wodurch die Anzahl der erforderlichen Verbindungsstellen bei der Herstellung verringert wird. Weiterhin soll bei dem gespannten Bogen oder Dachgerüst Totlast vermieden werden und die Menge des erforderlichen Stahls verringert werden, und er soll gleiche Belastung und eine steilere Steigung erlauben, eine maximale ausnutzbare Fläche bieten, leichte Verschiffung und Transport erlauben, leichtes Fertigzusammenbauen am Ort z.B. durch Verbolzen gestatten, eine größere Designflexibilität erlauben und die Kosten für die Herstellung von Dachgerüsten oder gespannten Bögen mit Scherverbindung stark herabsetzen.

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Zusammengefaßt bildet die vorliegende Erfindung eine neue Anwendung des bekannten Verfahrens zur Herstellung von Fahrgestellen für bestimmte Anhänger und Motorfahrzeuge durch das Durchführen von Längs- und Querschnitten in dem Stegblech von Profilträgern, das bei diesen Fahrgestellen verwendet wird, wobei diese neue Anwendung ein Verfahren zur Dachgerüstkonstruktion ist, was die folgenden Verfahrensstufen enthält: Teilweises Aufspalten eines Stegbleches eines Profilträgers in Längsrichtung, um einen Obergurt und einen Untergurt zu bilden; transversales Aufspalten des Stegbleches an dem Teil, über den der untere Stegblechteil oder Untergurt mit dem nicht aufgespalteten Abschnitt des Stegbleches zusammenhängt derart, daß der Untergurt mit dem nicht aufgespalteten Abschnitt des Trägers entlang eines in Längsrichtung verlaufenden Flansches verbunden bleibt, und Befestigen des ersten und des zweiten Gurtes in einer beabstandeten gegenseitigen Lage unte- Verwendung von Querstreben und da-durch Ausbilden eines spitzwinkligen, im wesentlichen gleichschenkligen dreieckigen Querschnittes eines Dachgerüstes.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren durch Beschreibung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren 1A bis D zeigen bekannte Dachgerüste mit Scherverbindung.

Fig. 2A ist eine perspektivische Ansicht eines I-Trägers.

Fig. 2B ist eine perspektivische Ansicht eines Trägers aus zwei ausgerichteten T-Trägern.

Fig. 3A ist eine perspektivische Ansicht dieses I-Trägers, der gemäß der Erfindung aufgespalten ist.

Fig. 3B ist eine perspektivische Ansicht dieser zwei T-Träger, die gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden und aufgespalten sind.

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Fig. 4A ist eine Vertikalschnittansicht eines Dachgerüstes mit Scherverbindung.

Fig. 4B ist eine Vertikalschnittansicht einer anderen Ausführungsform von Fig. 4A.

Fig. 5 ist die Ansicht eines Schnittes entlang der Linie 5-5 in Fig. 4 und zeigt eine Art, in der ein Dachgerüstträger an einem Stützpfeiler befestigt werden kann.

Fig. 6 ist die Ansicht eines Schnittes entlang der Linie 6-6 in Fig. 4 und zeigt eine Art der Verbindung von zwei Dachgerüstabschnitten, um einen Dachfirst zu bilden*

Die Fig. 7 bis 9 zeigen andere Dachgerüstkonfigurationen, die in Übereinstimmung mit den Grundgedanken der Erfindung hergestellt werden können.

Wie aus Fig. 3A ersehen werden kann, besteht das Wesen der vorliegenden Erfindung in dem teilweisen Aussparten eines I- oder Η-Trägers in Längsrichtung und dem darausfolgenden Ausbilden eines Ober- und eines Untergurtes 16 und 18. Der Untergurt wird weiterhin mit einer transversalen oder Queraufspaltung 20 versehen. Diese Aufspaltung gestattet, daß der Untergurt von dem Obergurt weggebogen und abgewinkelt wird. Die Gurte und 18 werden in ihrer beabstandeten Lage durch eine Anzahl von Verbindungsgliedern oder Querstreben 22 gehalten, die an die Gurte geschweißt sind. An jeder Qusraufspaltung 20 ist eine Strebe 22a vorgesehen, tun die Untergurte an diesen Aufspaltungen zu verstärken. Diese Streben 22a dienen praktisch als Versteif ungs- oder Gurtplatten an beiden Seiten -der Aufspaltungen 10.

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Zu dem oben beschriebenen Verfahren soll bemerkt werden, daß nur das Stegblech des Trägers in Längs- und Querrichtung aufgespalten ist. '

Dieses neue Verfahren kann ebenfalls bei der Verwendung von T-Trägern angewendet werden. In diesem Fall werden zwef. Träger verwendet, und zwar für jede transversale Hälfte des Dachgerüstes einer. Bei dieser Ausführungsform besteht natürlich nicht die Notwendigkeit, eine Längsaufspaltung anzubringen. Nachdem die Queraufspaltung vorgenommen worden ist, bilden die zwei T-Träger einen entsprechenden Obergurt 21 und einen Untergurt 23 (Fig. 2b und 3b). Der Untergurt ist in der gleichen Weise wie bei der Verwendung von I-Trägern abgebogen.* Streben werden dann verwendet, um die Gurte in ihrer gegenseitigen beabstandeten Lage zu halten.

Es soll weiterhin bemerkt werden, daß die oben angegebenen Verfahren gleicherweise auf andere Artenvon Profilträgern, z.B. sich verjüngende Träger der Art, wie sie in dem US-Patent von A.F. Nystrom, Nr. 3,224,151 (1965) beschrieben worden sind, anwendbar sind.

Diese Verfahren liefern ein strukturiertes Dachgerüst der Art, wie es in den Fig. 4a und 4b dargestellt ist. Das Dachgerüst nach Fig. 4a ist ein Rahmenglied, das zwischen zwei vertikalen Pfeilern 14 aufgehängt ist. Das Dachgerüst nach Fig.4b dient als ein strukturierter Träger, der an dem oberen Teil der zwei lasttragenden Wände 28 verbolzt oder in anderer Weise befestigt werden kann. Beide Dachgerüste bestehen aus einem Paar von Dachgerüstabschnitten, die bei 12 miteinander verbunden sind und so angeordnet sind, daß sie sich von dort nach unten neigen und in den Ausführungsformen der Fig. 4a und 4b einen mittleren First bilden, der für ein Dachgerüst charakteristisch ist.

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Wie aus Fig. 5 ersehen werden kann, werden Winkelteile 24 verwendet, um die Dachgerüstträger an ihren Stützpfeilern oder Säulen zu verbolzen. Die Winkelteile 24 sind auf irgendeiner Seite des Stegbleches 26 angeschweißt oder angebolzt und sind an dem Flansch des Pfeilers 14 festgebolzt.

Der obere Teil jedes Ober gurte s kann mit Klammern versehen sein, um hölzerne Dachpfetten 30 aufzunehmen. Die Belastung der Pfetten oben auf dem Obergurt ist nicht wie bei bekannten Konstruktionen auf Knotenpunkte beschränkt. Zu vergleichen ist dazu das österreichische Patent 74 406 (1918), in dem ebenfalls die äußerste Schwierigkeit des Versendens derartiger Gerüste mit Scherverbindung dargestellt wird; das französische Patent 1 088 965n(1954), und zwar die in Fig. 1d dargestellte Dachpfettenanordnungj das schweizer Patent 67 520 (1914); das polnische Patent 36 737 (1956) und das US-Patent 3 019 861 (1962) von H.R. Rasch und anderen. Dementsprechend bietet das vorliegende neue Gerüst einen Grad an Flexibilität in der Beabstandung von Dachpfetten, der bei den bekannten Konstruktionen bisher unerreicht war. Weiterhin kann der Oberteil jedes Obergurtes so ausgelegt werden, daß er vielerlei Formate Beladungen und Gestalten annehmen kann, die alle im hohem Grade zur Verwendung bei modernen Deckensystemen geeignet sind. Einige typische Beispiele für Dachgerüstkonfigurationen, die gemäß den Grundgedanken des neuen Verfahrens gebildet werden können, sind in den Figuren 7 bis 9 dargestellt.

Es wird ausdrücklich betont, daß das erfindungsgemäße Dachgerüst den primären Vorteil des Untergurtrahmens, nämlich das Fehlen jeglicher horizontaler Reaktion an der Basis der Dachgerüstunterstützung, mit dem Vorteil des festen Rahmens, d.h. maximalem inneren räumlich nutzbarem Raum, kombiniert, wobei es noch weitere Vorteile liefert, die keinem der beiden eigen sind, z.B. Flexibilität im Design und verringerte Anforderung an Beton. 309884/1151

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Zusammengefaßt erfüllt das erfindungsgemäße Verfahren die vereinfachte Konstruktion von Dachgerüstsystemen mit Scherverbindung, die bisher einen außerordentlich komplizierten Aufbau erforderte. Dementsprechend wird eine Kosteneinsparung von beträchtlicher Größe erreicht. Diese Einsparungen an Kosten führten zu dem kommerziellen Erfolg von Dachgerüsten, die in Übereinstimmung mit den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung konstruiert worden sind.

Man erkennt daher, daß das Verfahren zum Bau eines Dachgerüstes gemäß der vorhergehenden Beschreibung die eingangs geschilderte Aufgabe in wirksamer Weise löst.

Es wird ausdrücklich betont, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sein soll, sondern auch Abwandlungen umfassen soll, die der Fachmann als solche erkennt.

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Claims

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Patentansprüche

ί 1. ) Verfahren zum Bau eines Dachgerüstes, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Verfahrens schritte enthält: Teilweises Aufspalten eines Stegbleches (26) eines Profilträgers (10) in Längsrichtung, um einen Obergurt (16) und einen Untergurt (18) zu bilden, transversales Aufspalten des Stegbleches (26) an dem Teil, über den der untere Stegblechteil oder Untergurt (18) mit dem nicht aufgespalteten Abschnitt des Stegbleches (26) zusammenhängt derart, daß der Untergurt (18) mit dem nicht aufgespalteten Abschnitt des Trägers entlang eines in Längsrichtung verlaufenden Flansches verbunden bleibt, Spreizen der Ober- und Untergurte (16 und 18) unter Ausbildung eines Winkels zwischen beiden und Befestigen des ersten und des zweiten Gurtes in deren beabstandeter gegenseitiger Lage unter Verwendung von Querstreben (22)

und dadurch Ausbilden eines im wesentlichen dreieckigen Querschnitts eines Dachgerüstes.
2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß es ferner den Verfahrensschritt des Befestigens von Versteifungs- oder Gurtplatten (22a) an beiden Seiten der Queraufspaltung (20) in diesem Untergurt (18) enthält.

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3. Verfahren nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß es ferner den Verfahrensschritt des Verbindens zweier dieser Abschnitte mit dreieckigem Querschnitt an ihrer entsprechenden Basis (12) enthält, um ein vollständiges Dachgerüstsystem zu bilden.
4. Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß es ferner den Verfahrensschritt des Aufhängens dieses Dachgerüstsystems zwischen zwei das Gewicht aufnehmenden vertikalen Säulen oder Pfeilern(i4) enthält, wobei diese Aufhängung aufgrund der Konstruktion dieses Dachgerüstsystems eine Scherverbindung darstellt, die völlig frei von jeglichem Biegemoment oder horizontaler Reaktion an der Basis dieser Säulen oder Pfeiler ist.
5. Verfahren nach Anspruch 3_t

dadurch gekennzeichnet, daß es ferner den Verfahrensschritt des festen Aufsteilens oder Auflegens dieses Dachgerüstsystems auf den Oberteil eines Paares aus Belastung aufnehmenden "Wänden (28) enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet,

daß es ferner das Befestigen von Klammern an dem Oberteil jedes Obergurtes enthält, so daß Dachpfetten (30) von diesen Klammern aufgenommen werden können.

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7. Verfahren zum Bau eines Dachgerüstes, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Verfahrensschritte enthält: Längsausrichten zweier T-Träger (Fig. 2b) entlang ihrer schmalen Längsteile;

Befestigen dieser Träger in bezug aufeinander entlang ihrer ausgerichteten Kanten und entlang eines Abschnittes ihres Längsteiles, wobei dieser Abschnitt an einem Ende dieser zwei ausgerichteten Träger beginnt; Queraufspaltung (20) des Stegbleches eines dieser beiden Träger an dessen Teil, über den er mit dem festgelegten Abschnitt dieses Trägers zusammenhängt, derart, daß dieser Träger entlang seines Längsflansches einstückig verbunden bleibt, und

Befestigen des unbefestigten Abschnittes (23) dieses Trägers an dem unbefestigten Abschnitt (21) des anderen T-Trägers in einer beabstandeten gegenseitigen Lage unter Verwendung von Querstreben (22),

und dadurch Ausbilden eines im wesentlichen dreieckigen Querschnittes eines Dachgerüstes.
8. Verfahren nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß es ferner den Verfahrensschritt der Befestigung von Versteifungs- oder Gurtplatten (22a) an beiden Seiten dieser Queraufspaltung (20) enthält.
9. Verfahren nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß es ferner den Verfahrens schritt des Verbindens zweier dieser dreieckigen Abschnitte an deren entsprechenden Basen (12) enthält, um ein vollständiges Dachgerüstsystem zu bilden.

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10. Verfahren nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,
daß es ferner den Verfahrensschritt des Aufhängens dieses Dachgerüstsystems zwischen einem Paar gewichtaufnehmender vertikaler Säulen oder Pfeiler (14) enthält, wobei diese Aufhängung aufgrund der Konstruktion dieses Dachgerüstsystems eine Scherverbindung darstellt, die völlig frei
von irgendwelchen Biegemomenten oder horizontalen Reaktionen an dem Fuß dieser Säulen oder Pfeiler ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,
daß es ferner den Verfahrensschritt des festen Auflegens oder Aufstellens dieses Dachgerüstsystems auf dem oberen Teil eines Paares Belastung tragender Wände (28) enthält.
12. Verfahren nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet,
daß es ferner das Befestigen von Klammern an dem Oberteil jedes Obergurtes enthält, die Dachpfetten (30) aufnehmen können.

ReHS/Pi.

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