DE2514036B2

DE2514036B2 - Tragwerk für Häuser, Hallen o.dgl. Bauwerke

Info

Publication number: DE2514036B2
Application number: DE19752514036
Authority: DE
Inventors: Tilman Dipl.-Ing. 4330 Muelheim Heyde; Winfried Ter Dipl.-Ing. Huerne; Wilhelm Johannes Dipl.-Ing. Silberkuhl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-03-29
Filing date: 1975-03-29
Publication date: 1978-04-20
Also published as: NL7507054A; BE835087A; LU72572A1; FR2306309A1; DE2514036A1; ES438831A1; DE2514036C3; CH594114A5

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Tragwerk für Häuser, Hallen od. dgl. Bauwerke, bestehend aus Bindern, zum Anschluß an Fundamente eingerichteten Stützen und aussteifenden Hilfselemenien, wobei jeder Binder mit einer Stütze zu einem Halbrahmen vereinigt ist, dessen Länge im Grundriß nur etwa zwei Drittel bis drsi Viertel der zu überspannenden Länge ausmacht, und wobei die Halbrahmen unter Bildung eines vieleckigen Kranzes in der Grundrißmitte mit ihren Bindern aneinander angeschlossen sind.

Bei einer bekannten gattungsgemäßen Ausführungsform (Bauen und Wohnen, 1961, Heft 1, S. 8 bis 10) bilden die Stützen, die an die freien Enden der Binder angeschlossen sind, und die Binder gemeinsam ein Stahlskelett. Es liegt in diesem Begriff Stahlskelett, daß die Winkel der aneinander angeschlossenen Bauelemente winkelsteif ausgeführt oder ausgesteift sind. Die Stützen sind offenbar an den Fundamenten eingespannt. Im Ergebnis sind die statischen Verhältnisse in dem statisch unbestimmten Tragwerk nicht leicht überschaubar. Aus Sicherheitsgründen müssen daher sowohl die Binder als auch die Stützen verhältnismäßig schwer ausgeführt werden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Tragwerk so weiter auszubilden, daß das Tragwerk unter gleichmäßiger Belastung statisch bestimmt ist und daß die statischen Verhältnisse leicht überschaubar werden, so daß die Bauelemente gewichtsmäßig sehr leicht ausgeführt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe !ehrt die Erfindung, daß die Stützen an die Binder in einem Punkt angeschlossen sind, der in einem Abstand, der etwa der Länge der zugeordneten Kranzseite entspricht, von dem vieleckigen Kranz entfernt ist, und daß die Binder der Halbrahmen unter Zwischenschaltung von Gelenken aneinander und die Stützen unter Zwischenschaltung von Gelenken an die Fundamente angeschlossen sind.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß Halbrahmen der beschriebenen Gestaltung und Zusammensetzung ihre Vertikallasten gegeneinander abtragen. Die Kopplungskräfte zwischen den sich kreuzenden Halbrahmen lassen sich ohne Schwierigkeiten aus der Randbedingung ermitteln, daß die Durchbiegungen der sich bei der beschriebenen Zusammensetzung ergebenden Firstpunkte gleich groß sind. Das läßt sich statisch vorteilhaft verwirklichen, da die Halbrahmen unter Zwischenschaltung von Gelenken aneinander und ihre Stützen unter Zwischenschaltung von Gelenken an die Fundamente angeschlossen sind. Gelenke bezeichnet im Rahmen der Erfindung diejenigen Anschlußmittel, die bei Rahmentragwerken als gelenkige Anschlußmittel üblich sind. Weil die Stützen an die Binder in einem Punkt angeschlossen sind, dessen Abstand von dem Kranz etwa der Länge der zugeordneten Druckrahmenseite entspricht, läßt sich die Anordnung ohne weiteres so treffen, daß zwischen den Stützen die Außenwände des Bauwerkes angeordnet sind, so daß der gesamte Innenraum frei von Stützen ist. Mit den überstehenden Binderteilen ergeben sich Dachteile, die nach außen überstehen.

Die Gestaltung der Hilfselemente ist im Rahmen der Erfindung grundsätzlich beliebig. Handelt es sich um Bauwerke mit einem sehr großen Grundriß, so empfiehlt die Erfindung, als Hilfselemente den Halbrahmen gleichartige Ergänzungsrahmen aus Binder und Stütze zuzuordnen, welche die Halbrahmen zu Dreigelenkrahmen ergänzen und entsprechend unter Zwischenschaltung eines Gelenkes an den Kranz angeschlossen sind. In einem solchen Falle können aber als weitere Hilfselemente im Bereich der Grundrißecken Gratrahmen angeordnet sein, und zwar in Form von

Gratrahmen aus Gratträger und zugeordneter Stütze, die ebenfalls an den Kranz (gelenkig oder steif) angeschlossen sind.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind sowohl die Halbrahmen als auch die Ergiinzungsrahmen als auch die Gratrahmen jeweils untereinander identisch ausgebildet Damit ergeben sich von selbst für das Bauwerk Symmetrieverhältnisse, die statisch sehr vorteilhaft sind.

Man erhalt gleichsam eine doppelte Symmetrie des ι ο Gesamttragwerkes was die erwähnte Randbedingung, wonach die Durchbiegungen der Firstpunkte der aneinander angeschlossenen Halbrahmen gleich groß sind, auf einfache Weise zu erfüllen zuläßt. Als zusätzliche Hilfselemente können aber auch Dielen ^|5 einer Verbreiterung eingesetzt sein, weiche die Halbrahmen und ggf. die Ergänzungsrahmen bzw. die Gratrahmen gegeneinander aussteifen. Ohne weiteres kommt man im Rahmen der Erfindung über eine besondere Ausgestaltung der Bauteile des Tragwerkes zu einer Dachkonstruktion, die in sich wiederum ein Tragwerk darstellt und daher zur Festigkeit und Stabilität des Bauwerkes beiträgt. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Binder der Halbrahmen und ggf. die der Ergänzungsrahmen und Gratrahmen das Skelett eines ais Faltwerk ausgeführten Daches bilden, in das die Verbreiterung einbezogen ist, sei es als äußere Dachhaut, sei es als innere Decke.

Das erfindungsgemäße Tragwerk kann aus den verschiedensten Baustoffen hergestellt werden. Eine Ausführungsform der Erfindung, die sich durch Einfachheit und Wirtschaftlichkeit auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Halbrahmen, die Ergänzungsrahmen und die Gidtrahmen in Holzkonstruktion — z. B. nach Art von Leinbindern — ausgeführt sind. Dann wird man im allgemeinen mit zweiteiligen Stützen arbeiten, die an die Binderteile angeschlossen sind. Man kann aber die Halbrahmen, die Ergänzungsrahmen und die Gratrahmen auch in Stahl- oder in Leichtmetallkonstruktion ausführen, wobei die einzelnen Rahmenstäbe ·*ο oder Rahmenteile Profile oder Rohre sein können.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einem erfindungsgemäßen Tragwerk zwischen den Stützen ein sehr breiter und weiter stützenfreier Raum entsteht, der für die verschiedensten Zwecke eingesetzt « und unterteilt werden kann, ohne daß diese Unterteilung durch Stützen gestört ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Tragwerk,

F i g. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach F i g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegenstand nach F i g. 1,

F i g. 4 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der F i g. 1 und

F i g, 5, 6, 7 in gegenüber den F i g. 1 bis 4 verkleinertem Maßstab in Draufsicht weitere erfindungsgemäße Tragwerke und

F i g. 8 perspektivisch ein Bauwerk, welches mit dem Tragwerk nach den F i g. 1 bis 3 ausgerüstet ist.

Das in den Figuren dargestellte Tragwerk 1 ist für *>' Häuser, Hallen und ähnliche Bauwerke 2 bestimmt. Es besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus Bindern 3, aus zum Anschluß an Fundamente 4 eingerichteten Stützen 5 und aus Hilfselementen, die weiter unten spezifiert werden.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der F i g. 1 bis 3 entnimmt man zunächst, daß jeder Binder ί mit einer Stütze 5 zu einem T-förmigen Halbrahmen 6 mit ungleichen T-Schenkeln vereinigt ist, dessen Länge im Grundriß nur etwa zwei Drittel bis drei Viertel der zu überspannenden Länge L ausmacht, und daß die Halbrahmen 6 unter Bildung eines vieleckigen Kranzes 7 in der Grundrißmitte mit ihren langen T-Schenkeln 8 der Binder 3 aneinander angeschlossen sind. Dabei bildet der Kranz 7 seinerseits einen quadratischen Grundriß und die Hilfselemente steifen das so gebildete Rahmentragwerk weiter aus. Die Halbrahmen 6 sind zur Bildung des Kranzes 7 unter Zwischenschaltung von Gelenken 9 aneinander angeschlossen, ihre Stützen 5 sind unter Zwischenschaltung von Gelenken 10 an den Fundamenten 4 abgestützt. Die Gelenke 9,10 sind dabei so ausgebildet, wie es bei Rahmentragwerken üblich ist, so daß die Ausbildung der nur schematisch dargestellten Gelenke 9, 10 im einzelnen nicht der weiteren Erläuterung bedarf. Im übrigen sind im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Stützen 5 an die Binder 3 in einem Punkt 11 oder Bereich angeschlossen, der in einem Abstand, der etwa der Länge Ll der zugeordneten Kranzseite entspricht, von diesem entfernt ist.

Man erkennt in den F i g. 1 bis 3 auch die üblichen Hilfselemente eines erfindungsgemäßen Tragwerkes 1. So erkennt man zunächst daß als Hilfselemente den Halbrahmen 6 gleichartige Ergänzungsrahmen 12 aus Binder 13 und Stütze 14 zugeordnet sind, welche die Halbrahmen 6 zu Dreigelenkrahmen ergänzen und unter Zwischenschaltung eines Gelenkes 9 an den Kranz 7 angeschlossen sind. Außerdem sind aber (vgl. Fig. 1) als weitere Hilfselemente im Bereich der Grundrißecken 15 Gratrahmen 16 aus Gratträger 17 und zugeordneter Stütze 18 angeordnet, die ebenfalls an den Kranz 7 angeschlossen sind, und zwar vorzugsweise gelenkig. Endlich sind die Dielen 19 der in F i g. 1 angedeuteten Verbreiterung aussteifende Hilfselemente welche die Binder 3, 13 der Halbrahmen 6 bzw. der Ergänzungsrahmen 12 und Gratrahmea 16 gegeneinander aussteifen und der Deckenkonstruktion und/oder der Dachkonstruktion angehören.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 laufen die Halbrahmen 6 im Grundriß nicht parallel zu den begrenzenden Linien des Grundrisses, sondern vielmehr diagonal dazu. Auch so entstehen statisch vorteilhafte Symmetrieverhältnisse. Das gilt aber auch für die Ausführungsform nach den F i g. 5,6,7 die erläutern, daß der Kranz 7 seinerseits auch regelmäßig dreieckigen, regelmäßig fünfeckigen oder regelmäßig sechseckigen, grundsätzlich also beliebigen regelmäßig vieleckigen Grundriß aufweisen kann. An dem oben erläuterten Prinzip ändert sich dabei nichts.

Die Fig.8 macht deutlich, daß die Binder 3 der Halbrahmen 6, die der Ergänzungsrahmen 12 und die der Gratrahmen 16 das Skelett eines als Faltwerk ausgeführten Daches bilden, in das die Verbreiterung 20 einbezogen ist. Auf dem Kranz 7 kann dabei ein Kragen 2i aufgesetzt werden, der funktionell zur Entlüftung und/oder zu einer Belichtung gehört. Im Ausführungsbeispiel mögen die Halbrahmen 6, die Ergänzungsrahmen 12 und die Gratrahmen 16 in Holzk -nstruktion, z. B. nach Art von Leimbindern, ausgeführt sein. Sie könnten aber auch aus Stahl oder Leichtmetall in Form von Profilen oder Rohren bestehen. Jedenfalls entsteht

ein Tragwerk, welches zwischen den Stützen 5,14,18 in jeder Richtung einen sehr weiten Raum freiläßt, der dann beliebig durch Zwischenwände unterteilt werden kann, ohne daß störende Stützen in Kauf genommen werden müßten. Im allgemeinen wird man die Außenwände im Bereich der Stützen 5,14,18 anordnen. Das erkennt man bei einer vergleichenden Betrachtung der F i g. 1 bis 3 einerseits und der F i g. 8 andererseits.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tragwerk für Häuser, Hallen od. dgl. Bauwerke, bestehend aus Bindern, zum Anschluß an Fundamente eingerichteten Stützen und aussteifenden Hilfselementen, wobei jeder Binder mit einer Stütze zu einem Halbrahmen vereinigt ist, dessen Länge im Grundriß nur etwa zwei Drittel bis drei Viertel der zu überspannenden Länge ausmacht und wobei die Halbrahmen unter Bildung eines vieleckigen Kranzes in der Grundrißmitte mit ihren Bindern aneinander angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (5) an die Binder (3) in einem Punkt (11) angeschlossen sind, der in einem Abstand, der etwa der Länge (Li) der is zugeordneten Kranzseite entspricht, von dem vieleckigen Kranz (7) entfernt ist, und daß die Binder (3) der Halbrahmen (6) unter Zwischenschaltung von Gelenken (9) aneinander und die Stützen (5) unter Zwischenschaltung von Gelenken (10) an die Fundamente (4) angeschlossen sind.

2. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfselemente den Halbrahmen (6) gleichartige Ergänzungsrahmen (12) aus Binder (13) und Stütze (14) zugeordnet sind, welche die Halbrahmen (6) zu Dreigelenkrahmen ergänzen und entsprechend unter Zwischenschaltung eines Gelenkes (9) an den Kranz (7) angeschlossen sind.

3. Tragwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere Hilfselemente im Bereich der Grundrißecken (15) Gratrahmen (16) aus Gratträger (17) und zugeordneter Stütze (18) angeordnet und an den Kranz (7) angeschlossen sind.

4. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbrahmen (6), die Ergänzungsrahmen (12) uno die Gratrahmen (16) untereinander stets identisch ausgebildet sind.

5. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche Hilfselemente Dielen (19) einer Verbreiterung (20) angeordnet sind, welche die Halbrahmen (6) und ggf. die Ergänzungsrahmen (12) bzw. die Gratrahmen (16) gegeneinander aussteifen.

6. Tragwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Binder (3) der Halbrahmen (6) und ggf. die der Ergänzungsrahmen (12) und Gratrahmen (16) das Skelett eines als Faltwerk ausgeführten Daches bilden, in das die Verbreiterung (20) einbezogen ist.

7. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbrahmen (6), die Ergänzungsrahmen (12) und die Gratrahmen (16) in Holzkonstruktionen, z. B. nach Art von Leimbindern, ausgeführt sind.

8. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbrahmen (6), die Ergänzungsrahmen (12) und die Gratrahmen (16) in Stahl- oder Leichtmetallkonstruktion ausgeführt sind.

60