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Verfahren zur Ersetzung dachtragender Portalsparren durch eine pfostenfreie
Unterstützung und Dreigelenkportalsparren zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren, bei dem die Pfostenunterstützung gerader Portalsparren
ganz oder teilweise durch eine pfostenfreie Unterstützung ersetzt wird, in einem
Raum, der durch eine wenigstens ein Dach mit zwei schrägen Flächen enthaltend ilberdachung
begrenzt w ird, und der ein durch zum tragenden Konstruktionssystem gehörende, gerade
Portalsparren gebildetes Mittelschiff umschließt, und bei dem die Außenform des
Raums während und nach der Ersetzung intakt gehalten wird.
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Die Erfindung schließt auch einen Dreigelenksparren zur Durchführung
des Verfahrens ein.
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Betriebsgebäude im landwirtschaftlichen Sektor, wie Schuppen und
Scheunen, namentlich vom sächsischen Typ, sind im allgemeinen alt. Wegen ihrer äußeren
Erscheinungsform werden sie sehr geschätzt. Das Innere dieser Gebäude ist aber für
die moderne Landwirtschaft weniger zweckmäßig eingerichtet. In solchen Scheunen
begrenzen nämlich schwere Dachbinder aus Fichten- und/oder
Kieferholz
ein Nittelschiff, leäh-rend sich niedrigere Seitenfächer an dieses anschliessen.
Der Grundriss ist ein langgerecktes Rechteck. Durch die Pfosten dieser das Mittelschiff
begrenzenden Dachbinder wird der verfügbare, freie Manövrierraum natürlich bedeutend
beschränkt. Es ist deutlich, dass es für den Landwirt bei der heutigen Tendenz,
dass die modernen landwirtschaftlichen Geräte immer grösser werden, auch jeweils
wichtiger wird, dass seine Betriebs gebäude über einen pIostenfreien Raum verfügen.
Einerseits wegen dieser Tendenz und andererseits wegen des Wunsches, wenigstens
die äussere Erscheinungsform der architektonisch so schönen und charakteristischen
Gebäude zu behalten, besteht jetzt ein deutliches Bedürfnis nach einem Verfahren,
solche landwirtschaftlichen Gebäude konstruktiv zu erneuern, ohne sie ganz oder
teilweise abbrechen und wieder aufbauen zu müssen und auch ohne den Betrieb des
Landwirts allzusehr zu stören.
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Eine weitere Bedingung ist selbstverständlich auch dass die Erneuerung
keine zu hohen Kosten mit sich bringen darf.
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Die Erfindung verschafft nun ein Verfahren, mit den diese wünsche
erfüllt werden und das dadurch gekennzeichnet ist, dass unter Aufrechterhaltung
des tragenden kronstuktionssystems der Riegel jedes geraden Portalsparrens der zu
ersetzenden Pfostenunterstützung mit dem in aufgestellter Lage horizontalen oder
nahezu horizontalen, extra gleich langen Riegel eines 3-Gelenk-Portalsparrens mit
vom horizontalen Riegel in einem stumpfen Winkel a auswärts verlaufenden und weiter
in einem stumpfen Winkel ß aufeinander zugeknickten Pfosten gekuppelt wird, das
gekuppelte System über einen gegenüber der gesamten Höhle des überdachten Raums
vernachlässigbaren Abstand angehoben wird und dann die zu tragende Last auf die
Stützpunkte des 3-Geienk-Portalsparrens übertragen wird.
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Das erfindungsgemässe Verfahren wird jetzt unter Hinweis auf die
Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen: r'ig. 1 schematisch und perspektivisch das Innere eines
landwirtschaftlichen
Betriebsgebäudes, z.3. einer Scheune, vom sächsischen
T3rp, mit einigen garaden Portalsparren, wie diese gewöhnlich darin vorkommen, während
weiter ein 3-Gelenk-Portalsparren dargestellt ist, durch den ein gerader Portalsparren
ersetzt ist; Fig. 2 ebenfalls schematisch und perspektivisch eine Scheune mit drei
3Gelenks Portalsparren; Fig. 3 eine Ansicht und Fig. 3a eine schematische Ansicht
eines beim erSindungsgemässen Verfahren anzuwendenden 3-Gelenk-Portalsparrens; Fig.
4 eine Draufsicht des Systems des ersetzenden D-Gelenk-Portalsparrens, der zu ersetzenden,
geraden Portalsparren, Plattenbalken und Druckbalken und Fig. 5 eine Draufsicht
eines Teils des Systems nach Fig. 4, wobei zwischen zwei benachbarten 3-Gelenk-Portalsparren
ein Windverband angeordnet ist.
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Da die Erbauer von Gebäuden, auf die das erfindungsgemässe Verfahren
anzuwenden ist, damals einen nicht so grossen Wert auf eine genaue Massgebung legten,
ist jede erfindungsgemässe Erneuerung jeweils eine für sich stehende Arbeit. Für
jede Erneuerung müssen also jeweils die erforderlichen lasse genau aufgenommen werden
und auf dieser Basis die zu verwendende 3-Gelenk-Portalsparren hergestellt werden.
Es gibt keine Möglichkeie, vorgefertigte Sparren zu verwendens Die Sparren selber
können übrigens auf in der Bauwirtschaft übliche Weise aus üblichen Naterialien,
z.B. aus Metall oder Holz, hergestellt werden. Verleinte Holzsrarren sind zum vorliegenden
Zweck sehr geeignet.
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Die beim erfindungsgemässen Verfahren zu verwendenden 3-Gelenk-Portalsparren
können am besten als Portalsparren beschrieben werden, also als Sparren mit einem
in aufgestellter Lage horizontalen Riegel, wobei die Pfosten aber nicht gerade sind,
sondern von den Enden des Riegels ab in einem - stumpfen -Winkel auswärts verlaufen
und weiter nach einer bestimmten Länge wieder in einem stumpfen Winkel so zueinander
geknickt sind, dass die Pfostenenden in aufgestellter Lage vertikal gerichtet sind.
Der Abstand zwischen den Fusspunk-
.ten des Sparrens wird jeweils
gleich der von Mauer Nauer zu Nauer gemessenen Breite der pfostenlos zu uberdackenden
Scheune gewählt. Mit den derart ausgebildeten geknickten Pfosten kann ein guter
Anschluss an die Innenwände und das Dach der zu unterstützenden, tragenden Konstuktion
der Scheune erhalten werden. Für die Durchfiihrbarkeit des erfindungsgemässen Verfahrens
ist es aber, wie erwähnt, von wesentlicher Bedeutung, dass der 5-Gelenk-Portalsparren
einen horizontalen Riegel von einer Länge besitzt, die der des Riegels des zu ersetzenden,
geraden Portalsparrens entspricht.
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In Fig. 1 sind mit 1 die gewöhnlich in einer Scheune vom sächsischen
Typ angeordneten und zu ersetzenden, geraden Portalsparren eingegeben. Mit 2 ist
der horizontale Riegel dieser geraden Portalsparren bezeichnet und mit 3 die Pfosten
die auf würfeln 4 ruhen. Deutlich ist sichtbar, wie das System der geraden Portalsparren
die Benutzung des Raums in der Scheune beschränkt. Mit 6 ist der erfindungsgemäss
zu verwendende 3-Gelenk-Portalsparren angegeben, während die Pfosten, die geknickt
sind, mit 7 bezeichnet sind und mit ihren Fusspunkten auf den betreffenden Würfeln
18 ruhen. Etwa über die Eckpunkte der geraden Portalsparren erstrecken sich sog.
Flattenbalken 8, d.h. Balken, die in manchen Fällen einen dreieckigen Querschnitt
haben und auf denen die (nicht dargestellten) Dachsparren ruhen. Diese Plattenbalken
8 dienen weiter dazu, die geraden Portalsparren miteinander zu verbinden und auf
ihremPlatz zu halten. Beim Ersatz eines geraden Portalsparrens durch einen erfindungsgemässen
3-Gelenk-Portalsparren empfiehlt es sich, wie dargestellt ist, Druckbalken 9 (Fig.2)
anzuordnen und auch eine - nicht gezeigte - Zugstange, die in den Boden der Scheune
eingelassen ist, zwischen den Fusspunkten des Sparrens, zum Ausgleich der unter
Einfluss der zu tragenden Last nach aussen gerichtete Reaktionskräfte.
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Zur Anordnung des 3-Gelenk-Portalsparrens verfährt man erfindungsgemäss
auf folgende Weise.
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Zunä-chst wird die Richtung des zu ersetzenden Dachbinders bestimmt,
jedenfalls was den Riegel betrifft; auf dieser Basis wird der Platz der beiden würfel
bestimmt und dann werden die Würfel aufgemauert. Es wird bemerkt, dass der Platz
der Wurfel so gewählt wird, dass der Oberriegel des 3-Gelenk-Portal-
.sparren
nach der Anordnung etwa über seine ganze Länge am horizontalen Riegel des zu ersetzenden,
geraden Portalsparrens anliegt. Dann wird der 3-Gelenk-Portalsparren, mit seinen
Fusspunkten auf den zugehörigen Würfeln, aufgerichtet und gegen den zu ersetzenden
Dachbinder angeordnet, worauf die aneinander anliegenden, horizontalen Riegel des
geraden Portalsparrens und des 3-Gelenk-Portalsparrens durch einige, z.B. acht,
in Abständen angeordnete Schrauben miteinander verbunden werden. Auf diese Weise
dient der horizontale Riegel des geraden Portalsparrens als Versteifungs- oder Verfestigungsbalken
für den 3-Gelenk-Fortalsparren. Danach wird das ganze System des 3-Gelenk-Portalsparrens
und des mit diesem verbundenen, geraden Portalsparrens über einen kleinen, gegenüber
der gesamten Höhe der Scheune zu vernachlässigenden Abstand, z.B.
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2 cm, angehoben. Hierdurch haben sich die Pusspunkte sowohl des geraden
Portalsparrens wie des 3-Gelenk-Portalsparrens von den betreffenden IJürfeEngelöst.
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Unter den Fusspunkten des 3-Gelenk-Portalsparrens werden dann Füllhölzer
mit einer Dicke angeordnet, die durch das Anheben des Systems entstandenen Spalte
passend ausfüllt. Schliesslich wird die Hebevorrichtung entfernt und ruht der 5-Gelenk-Portalsparren
unter Einfluss der zu tragenden Last fest und stabil auf den zugehörigen Würfeln.
Vorzugsweise werden jetzt die Pfosten des ersetzten, geraden Portalsparrens und
auch die mit diesen Pfosten verbundenen Eckversteifungsbalken 12 und die anderen
Balken mit einer Tragfunktion 13 entfernt, z.B. durch Sägen, wodurch die in Fig.
2 gezeigte Lage erreicht wird.
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Damit die Konstruktion steif genug wird, wird zwischen wenigstens
zwei und in der Regel nicht mehr als zwei benachbarten 3-Gelenk-Portalsparren durch
z.B.Zugstangen 14 ein Windverband 14 angeordnet.
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In der Praxis hat sich herausgestellt, dass der D-Gelenk-Portalsparren
in verhältnismässig kurzer Zeit, nämlich in etwa einem halben Tag, angeordnet werden
kann, während eine fest und stabile Unterstützung erhalten wird. Dabei ist zu betonen,
dass die Anwendung von im allgemeinen D-Gelenk-Portalsparren im Rahmen des erfindungsgemässen
Verfahrens völlig von dem, was für diesen Typ von Sparren üblich ist, abweicht.
Der Oberriegel des D-Gelenk-Portalsparrens wird ja, wie erwähnt ist, mit einigen
Schrauben 16 (Fig.5) mit dem Riegel des zu ersetzenden, geraden Portalsparrens verbunden.
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Diese Nassnahme ist nobrendig, da 3-Gelenk-Portalsparren vom erfindungsgemassen
Typ im Bereich des obersten Gelenks in einer Richtung senkrecht zur Ebene des Sparrens
knicken. Sie sind denn auch für Anwendung als BaukonstruLtionselement ungeeignet
und deshalb auch nich-t eher verwendet. Die Silickneigung im Bereich des obersten
Gelenks wird also durch die Kupplung mit dem Riegel des zu ersetzenden Portalsparrens
verhindert. Obwohl nun auf diese Weise durch die Benutzung eines Teils der alten
Konstruktion einerseits ein Problem gelöst wird, ist es andererseits überraschend,
dass eine feste und stabile Unterstutzung erhalten wird* Indem man die beiden Riegel
zu einem gegen Knicken im Bereich des obersten Gelenks verstärkten Ganzen miteinander
verbindet, verfährt man ja im Grunde entgegen der eigentlichen Punktion des obersten
Gelenks in Kombination mit den beiden Fussgelenken, nämlich der allgemeinen FuLfl
tion eines 3-Gelenk-Portalsparren, d.h. die Erhaltung einer statisch bestimmten
Konstruktion. Es hat sich aber herausgestellt, dass die Konstruktion sogar bei Verbindung
der Riegel mit acht Schrauben, wie beim erfindungsgemässen.Verfahren in der Praxis
üblich ist, noch genug rutschen kann, um die bezweckte Wirkung des ob ersten Gelenks
zu ermöglichen.
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Abgesehen von der Bedingung, dass der bein erfindungsgemässen Verfahren
zu verwendende 3-Gelenk-Portalsparren nicht-gerade Pfosten hat und der horizontale
Riegel etwa ebensolang ist wie der Riegel des zu ersetzenden, geraden Portalsparrens,
d.h. dass er wenigstens ebensolang ist wie der ausserhalb gemessene Abstand zwischen
den zwei Plattenbalken, ist die weitere Ausführung des 3-Gelenk-Portalsparrens nicht
kritisch, in dem Sinne, dass er im Gegensatz zum in Fig. 3 gezeigten Sparren nicht
symmetrisch zu sein braucht; die Längenverhältnisse der Sparrenteile (siehe Fig.
3) AB und BC einerseits und die von AC und FG andererseits können von Fall zu Fall
anders sein, unter Bildung von asymmetrischen 3-Gelenk-Portalsparren, wie in Fig.
3a durch den Sparren 'B'CFGH schematisch angegeben ist.
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Wie aus Fig. Da abzuleiten ist, wird bei einer Aenderung dieser Längenverhältnisse
der Sparrenteile die Summe a + ß etwa konstant gehalten. Diese1kassnahme wird bevorzugt,
da die Sparrenteile AB und GH bzw. BC und GF dan über ihre ganze Länge dem Innenumfang
des zu erneuernden Gebäudes folgen, wodurch selbstverständlich
mehr
Raum erhalten wird. Dabei entsprechen AS und GH den (niedrigen) Mauern des Gebäudes
und BC und GF den schrägen Flächen der Ueberfachung. Bei Betriebsgebäuden vom sächsischen
Typ beträgt die Summe a + ß etwa 270°C.
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Das erfindungsgemässe Verfahren kann allgemein auf Gebäude angewendet
werden, wie auf landwirtschaftliche Gebäude vom flSgischen Typ, mit einem den Gebäuden
von sächsischen Typ analogen, tragenden Konstruktionssystem.
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Wie schon erwähnt ist, kann ein 3-Gelenk-Portalsparren erfindungsgemäss
in verhältnismässig kurzer Zeit angeordnet werden. Beim erfindungsgemässen Verfahren
dient der 3-Gelenk-Portalsparren direkt als örtliche Unterstützung und ist keine
Zwischenstufe notwendig, bei der das tragende Konstruktionssytem zeitweilig mit
z.B. Stützen unterstützt wird, die nach Anordnung der endgültigen Unterstützung
wieder entfernt werden müssen. Es wird deutlich sein, dass das erfindungsgemässe
Verfahren im Vergleich zu einem solchen Verfahren durch eine Ersparnis an tEterial
und Arbeitszeit auch bedeutend weniger Kosten mit sich bringt.