DE2631213A1 - ROOF FAT - Google Patents
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Description
-3* PATENTANWALT DR.-ING. KLAUS DURM 2631213-3 * PATENT ADVOCATE DR.-ING. KLAUS DURM 2631213
KARLSRUHE FELIX-MOTTL-STRASSE 1 a TELEFON 590455KARLSRUHE FELIX-MOTTL-STRASSE 1 a TELEFON 590455
G 1636/76
1. Juni 1976G 1636/76
June 1, 1976
GREBAUGREBAU
Greschbach-Industriebau GmbH & Co KG, GrötzingenGreschbach-Industriebau GmbH & Co KG, Grötzingen
7500 Karlsruhe-Grötzinqen
Greschbachstraße 1 7500 Karlsruhe-Grötzinqen
Greschbachstrasse 1
Es handelt sich im Folgenden um eine Dachpfette aus kaltgewalztem Stahlblechband für schwach geneigte Dächer von Industriebauten, bestehend aus einem Obergurt, welcher durch einen Steg mit einem Untergurt verbunden ist.The following is a roof purlin made of cold-rolled sheet steel for slightly sloping roofs of industrial buildings, consisting of an upper chord, which is connected to a lower chord by a web is.
Die vorgeschlagene Dachpfette findet insbesondere Anwendung bei großflächigen Dächern von Hallen jeglicher Art mit einer Dachneigung bis zu etwa 20 Grad, wo es aus Kostengründen auf optimale Dimensionierung des verwendeten Baumaterials ankommt.The proposed purlin is used in particular for large-area roofs of halls of any kind Kind with a roof pitch up to about 20 degrees, where it is used for cost reasons on optimal dimensioning of the Construction material arrives.
Dachpfetten sind lange, parallel zum First von flach geneigten Dächern verlaufende Tragelemente für die Dachhaut. Gewöhnlich dienen als Dachpfetten die genormten Stahl-Walzprofile mit I -, Z - oder U - Querschnitt, die einen Obergurt, einen Untergurt und einen diese verbindenden Steg aufweisen. Jene Walzprofile sind optimalPurlins are long, parallel to the ridge of flat sloping roofs, supporting elements for the Roof skin. The standardized rolled steel profiles with I, Z or U cross-sections are usually used as roof purlins. which have an upper chord, a lower chord and a web connecting them. Those rolled sections are optimal
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für solche Belastungen dimensioniert, welche in der Ebene ihres senkrecht auf Ober- und Untergurt stehenden Steges (bzw. in einer zum Steg parallelen Ebene) einwirken. Bei geneigten Dächern werden aber die Dachpfetten so angeordnet, daß deren Steg senkrecht zur Dachhaut steht, was zur Folge hat, daß die aufzunehmende Last unter einem der Dachneigung entsprechenden Winkel zur Ebene des Steges einfällt. Aus diesem Grunde - und weil noch hinzukommt, daß Dachpfetten in vielen Fällen in ihrer Längsrichtung zusätzlich noch auf Druck beansprucht sind ergibt sich im Pfettenquerschnitt eine völlig unsymmetrische Spannungsverteilung, die zudem noch im Obergurt beträchtlich höhere Werte annimmt als im Untergurt. Dabei ist noch zu berücksichtigen, daß nach den einschlägigen Vorschriften für Stahlhochbauten die als zulässig erachteten Druckspannungen im Obergurt der Pfetten ohnehin kleiner sind als die im Untergurt zulässigen Zugspannungen. Das alles bedeutet, daß üblicherweise Walzprofile als Pfetten eingesetzt werden, die für diese Belastung sehr unzweckmäßig dimensioniert sind, was sich kosten- und gewichtsmäßig recht unvorteilhaft auswirkt,dimensioned for loads that are in the plane of their web perpendicular to the upper and lower chords (resp. in a plane parallel to the web). With pitched roofs, however, the purlins are arranged so that their The web is perpendicular to the roof skin, with the result that the load to be absorbed is under a slope corresponding to the roof Angle to the plane of the web is incident. For this reason - and because there is also the fact that purlins in theirs in many cases In the longitudinal direction are also subjected to pressure, the purlin cross-section is completely asymmetrical Stress distribution, which also has considerably higher values in the upper chord than in the lower chord. It should also be taken into account that according to the relevant regulations for high-rise steel structures, the compressive stresses considered to be permissible in the upper chord of the purlins are anyway smaller than the tensile stresses permissible in the lower chord. It all means that usually Rolled sections are used as purlins, the are dimensioned very inappropriately for this load, which has a very disadvantageous effect in terms of cost and weight,
K;t der deutschen Patentschrift 1 759 866 ist nun eine aus kaltgewalztem, dünnen Stahlblech hergestellte Pfette für eine geneigt verlaufende Dachhaut bekannt geworden, die einen I-, Z- oder U-Querschnitt aufweist, und bei welcher die beiden zueinander parallel liegenden Flansche des Profiles mit dem Steg einen von 90 Grad abweichenden "Winkel einschließen. Alternativ hat diese Patentschrift vorgeschlagen, die beiden senkrecht zum Steg stehenden Flansche um ein gleichgroßes Stück gegen den Steg zu versetzen. Durch diese Maßnahme soll erreicht werden, daß die Hauptachse für das kleinere Trägheitsmoment des Pfettqnquerschnittes in die Richtung der Dachhautlast fällt, sodaß der Querschnitt im wesentlichen nur einer Biegung in Richtung dieser Hauptachse unterworfen ist. Damit wird zwar gegenüber den genormten Walzprofilen eine Verbesserung erreicht, von dem erstrebenswerten Optimum ist dieser Vorschlag jedoch noch ziemlich weit entfernt.K ; t the German patent 1 759 866 a purlin made of cold-rolled, thin sheet steel for a sloping roof skin has become known, which has an I, Z or U cross-section, and in which the two mutually parallel flanges of the profile with The web include an "angle deviating from 90 degrees. Alternatively, this patent specification has proposed to offset the two flanges perpendicular to the web by an equal amount against the web. This measure is intended to ensure that the main axis for the smaller moment of inertia of the purlin cross-section falls in the direction of the roof skin load, so that the cross-section is essentially only subject to a bend in the direction of this main axis.
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Hier greift die vorliegende Neuerung ein.This is where the present innovation comes into play.
Die Aufgabe der Neuerung liegt in der Konzeption eines optimalen Profiles für eine Dachpfette, nämlich eines solchen Pfettenquerschnittes, welcher den an jeder Querschnittstelle auftretenden unterschiedlichen Druck- und Zugkräften weitgehend gerade den zu deren Aufnahme erforderlichen Materialquerschnitt entgegensetzt.The task of the innovation lies in the conception of an optimal profile for a purlin, namely one Purlin cross-section, which reflects the different compressive and tensile forces occurring at each cross-section point largely opposed to the material cross-section required to accommodate them.
Diese Aufgabe wird an einer ein I-Profil aufweisenden Dachpfette der eingangs erwähnten Art durch ein längs der einen Hälfte des Obergurtes sowie dieser diagonal gegenüberliegenden Hälfte des Untergurtes angeordnetes Verstärkungsband gelöst. An einer Dachpfette mit einem Z- oder U-Profil geschieht die Lösung der Aufgabe durch ein längs des Obergurtes vorgesehenes Verstärkungsband. Es hat sich gezeigt, daß die Tragfähigkeit von auf diese Weise optimierter Profile um ein Drittel größer ist als bei den entsprechenden symmetrischen Querschnitten der genormten Walzprofile mit gleicher Querschnittfläche. Die hierdurch erzielbare Gewichtsersparnis des gesamten Daches ermöglicht erhebliche Kosteneinsparungen des ganzen Bauwerkes.This task is performed on a purlin with an I-profile of the type mentioned at the outset by one along one half of the top chord and diagonally opposite it Half of the lower chord is loosened the reinforcement tape. This happens on a purlin with a Z or U profile the solution to the problem by means of a reinforcement band provided along the upper chord. It has been shown that the load-bearing capacity of profiles optimized in this way is one third greater than that of the corresponding symmetrical ones Cross-sections of the standardized rolled profiles with the same cross-sectional area. The weight saving of the entire roof that can be achieved in this way enables considerable cost savings of the whole building.
Bei einer bestimmten Spannungsverteilung im Pfettenquerschnitt kann es von Vorteil sein, daß das Verstärkungsband nur einen Teil der Breite des Obergurtes und/oder des Untergurtes einnimmt. Die Breite des Verstärkungsbandes kann dadurch entsprechend der Verteilung der auf die Gurtquerschnitte einwirkenden Kräfte gewählt werden, wodurch sich eine weitere Optimierung und demzufolge eine zusätzliche Gewichtsersparnis erreichen läßt. With a certain stress distribution in the purlin cross-section, it can be advantageous that the reinforcing tape occupies only part of the width of the upper chord and / or the lower chord. The width of the reinforcement tape can thereby can be selected according to the distribution of the forces acting on the belt cross-sections, creating a further Optimization and consequently an additional weight saving can be achieved.
In an sich bekannter Weise ist das Verstärkungsband durch Umbiegen eines Teiles des Obergurtes bzw. des Untergurtes um einen Winkel von 180 Grad gebildet.In a manner known per se, the reinforcement band is made by bending over part of the upper chord or the lower chord formed at an angle of 180 degrees.
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Eine weitere Gewichtsersparnis kann - in Anpassung des Pfettenquerschnittes an die vorgegebene Kräfteverteilung - dadurch erzielt werden, daß die Breiten von Obergurt und Untergurt differieren, indem die Breite des Obergurtes gleich oder grosser als das Eineinhalbfache der Breite des Untergurtes beträgt.Another weight saving can be achieved by adapting the purlin cross-section to the given distribution of forces - can be achieved in that the widths of the upper and lower chords differ in that the width of the upper chord is equal to or greater than one and a half times the width of the lower chord.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn eine Außenkante des Obergurtes und/oder des Untergurtes zurückgebogen ist. Dadurch werden Unregelmäßigkeiten der Kanten von Ober- und Untergurt vermieden, die beim Walzen des Stahlblechbandes unvermeidlich sind und die Festigkeit beeinträchtigen. Darüber hinaus kann diese Maßnahme zusätzlich zur Optimierung des Querschnittes herangezogen werden.It is particularly advantageous if an outer edge of the top flange and / or the lower chord is bent back. This causes irregularities in the edges of the upper and lower chords avoided, which are unavoidable when rolling the sheet steel strip and affect the strength. In addition, can this measure can also be used to optimize the cross-section.
Es ist sehr zweckmäßig, wenn die vorgeschlagene Dachpfette aus einem verzinkten Stahlblechband hergestellt ist. Dadurch «erden Korrosionsprobleme, welche bei nachträglichem Aufbringen eines Oberflächenschutzes wegen der zwischen Ober- bzw. Untergurt und Verstärkungsband vorhandenen Spalte auftreten würden, vermieden.It is very useful if the proposed purlin is made from a galvanized sheet steel strip. Through this «Ground corrosion problems that arise when surface protection is subsequently applied because of the gap between the upper and lower chords and reinforcement tape existing gaps would be avoided.
Anhand der beigefügten Zeichnungen werden einige Ausführungsbeispiele der vorgeschlagenen Dachpfette näher erläutert. Es zeigen:Some exemplary embodiments of the proposed roof purlin are explained in more detail with the aid of the accompanying drawings. It demonstrate:
Figur 1 eine Dachpfette mit I-förmigem Profil in Verbindung mit einem geneigten Dach, schematisch dargestellt, in einem Schnitt;Figure 1 shows a purlin with an I-shaped profile in connection with a sloping roof, schematically shown, in a section;
Figur 2 einen Querschnitt durch eine Dachpfette mit I-förmigem Profil und deren Spannungsverteilung unter der Einwirkung einer in der Ebene ihres Steges angreifenden Kraftkomponente q2jFIG. 2 shows a cross section through an I-shaped roof purlin Profile and their stress distribution under the action of one in the plane of their Web acting force component q2j
Figur 3 einen Querschnitt gemäß Figur 2 unter der Einwirkung einer senkrecht zur StegebeneFIG. 3 shows a cross section according to FIG. 2 under the action of a plane perpendicular to the web
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angreifenden Kraftkomponente q-j_jacting force component q-j_j
Figur 4 Figur 5Figure 4 Figure 5
Figur 6Figure 6
einen Querschnitt gemäß Figur 2 unter der Einwirkung einer in Längsrichtung der Dachpfette wirkenden Druckkrafta cross section according to Figure 2 under the action of a in the longitudinal direction the pressure force acting on the purlin
einen Querschnitt gemäß Figur 2 mit einer aus der Einwirkung aller drei an der Dachpfette angreifenden Kräfte resultierenden Spannungsverteilung;a cross section according to Figure 2 with one from the action of all three the forces acting on the purlin resulting in stress distribution;
eine vorschlagsgemäße Dachpfette von I-förmigen Erofil mit je einem durch Umbiegen gebildeten Verstärkungsband am Ober- und Untergurt;a proposed purlin of I-shaped Erofil with one through each Bending formed reinforcement tape on the upper and lower belt;
Figur 7Figure 7
eine andere vorschlagsgemaße Dachpfette von Z-förmigem Profil mit einem durch zweimaliges Umbiegen gebildeten Verstärkungsband im Obergurt;Another proposed purlin of Z-shaped profile with a through the reinforcement band formed in the upper chord was bent twice;
Figur 8Figure 8
eine weitere vorschlagsgemäße Dachpfette von U-förmigem Profil mit einem durch Umbiegen gebildeten Verstärkungsband am Obergurt.Another proposed purlin of U-shaped profile with a through Bend formed reinforcement tape on the top chord.
Eine Dachpfette 1 von I -, Z- bzw. U - förmigem Querschnitt besteht (vgl. Figur 1) aus einem Obergurt 2, einem zu diesem parallelen Untergurt 3 sowie einem Obergurt 2 und Untergurt 3 verbindenden Steg 4.A purlin 1 of I, Z or U-shaped cross-section consists (see FIG. 1) of an upper chord 2, a lower chord 3 parallel to this and an upper chord 2 and lower chord 3 connecting web 4.
Bei einer gegen die Horizontale 5 unter einem spitzen Winkel 6 (von gewöhnlich 3-20 Grad) geneigten Dachhaut ist - siehe Figur 1 - die Dachpfette 1 im wesentlichenIn the case of a roof membrane inclined at an acute angle 6 (usually 3-20 degrees) with respect to the horizontal 5 is - see Figure 1 - the purlin 1 essentially
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durch eine vertikale Last q beansprucht ι welche vom Gewicht der Dachhaut, der Schneelast sowie dem Eigengewicht der Dachpfette 1 herrührt. Eine zusätzliche Beanspruchung erfährt die Dachpfette 1 durch den auf den Giebel winwirkenden winddruck, welcher durch die Druckkraft Pn dargestellt ist.stressed by a vertical load q which comes from the weight of the roof skin, the snow load and the weight of the purlin 1 itself. The purlin 1 experiences additional stress from the wind pressure acting on the gable, which is represented by the compressive force P n .
Nach der Zerlegung der Last q in ihre beiden Kraftkomponenten qi und q2 wird man in bekannter Weise drei Spannung sVerteilungen (vgl. Figur 2, 3 und 4) für die im Profil auftretenden Druckspannungen Gq und Zugspannungen G*2 feststellen können, die sich zu einer resultierenden Spannungsverteilung überlagern, wie sie in Figur 5 dargestellt ist. Das I - Profil der Dachpfette 1 ist demnach ungleichmäßig und unsymmetrisch belastet: Die Belastung des Obergurtes 2 ist größer als die des Untergurtes 3, darüber hinaus ist die rechte Außenkante des Obergurtes 2 höher in Anspruch genommen als die linke Außenkante, und beim Untergurt 3 liegen die Verhältnisse ebenso, nur seitenverkehrt.After the load q has been broken down into its two force components qi and q2, one becomes three stresses in a known manner sDistributions (see FIGS. 2, 3 and 4) for the compressive stresses Gq and tensile stresses occurring in the profile G * 2 can determine which can result in a Superimpose stress distribution, as shown in FIG. The I profile of the purlin 1 is accordingly unevenly and asymmetrically loaded: The load on the upper chord 2 is greater than that of the lower chord 3, in addition, the right outer edge of the top chord 2 is more heavily used than the left Outside edge, and with the lower chord 3, the situation is the same, only the wrong way round.
In Figur 6 ist nun eine vorschlagsgemäße Dachpfette 1 aus kaltgewalztem, beispielsweise 2-4 Millimeter dikkem Stahlblech wiedergegeben. Bei dieser Dachpfette 1 ist sowohl am Obergurt 2 wie am Untergurt 3 ein Verstärkungsband 9 vorgesehen, welches jeweils durch Umbiegen des Obergurtes 2 bzw. des Untergurtes 3 gebildet ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß die rechte Hälfte des Obergurtes 2 und die diagonal gegenüberliegende linke Hälfte des Untergurtes 3 jeweils ein Verstärkungsband 9 tragen. Die Breite B des Obergurtes 2 überschreitet die Breite b des Untergurtes 3 annähernd um das Doppelte. Die durch diese Ausbildungen erzielte teilweiseIn Figure 6, a proposed roof purlin 1 is now made of cold-rolled, for example 2-4 millimeters thick Sheet steel reproduced. In this roof purlin 1, there is a reinforcement band on both the upper chord 2 and the lower chord 3 9 is provided, which is formed by bending the upper chord 2 and the lower chord 3 respectively is. The arrangement is made so that the right half of the upper belt 2 and the diagonally opposite one left half of the lower chord 3 each wear a reinforcement band 9. The width B of the upper flange 2 exceeds the width b of the lower chord 3 is approximately double. Part of that achieved through these trainings
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Vergrößerung der Querschnitte von Obergurt 2 und Untergurt 3 trägt weitgehend der in Figur 5 dargestellten Spannungsverteilung Rechnung: Die rechte Hälfte des Obergurtes 2 besitzt den größten tragenden Querschnitt, welcher der höchsten Druckspannung dVj an der rechten Außenkante 8 des Obergurtes 2 im Bild der resultierenden Spannungsverteilung gemäß Figur 5 gegenübersteht.The enlargement of the cross sections of the upper chord 2 and lower chord 3 largely bears that shown in FIG Stress distribution calculation: The right half of the upper flange 2 has the largest load-bearing cross-section, which of the highest compressive stress dVj on the right The outer edge 8 of the upper chord 2 faces the resulting stress distribution according to FIG. 5 in the image.
Die beiden Außenkanten IO der linken Hälfte des Obergurtes 2 und der rechten Hälfte des Untergurtes 3 sind ein Stück nach innen in Richtung zum Steg 4 hin um einen Winkel von 180 Grad umgebogen.The two outer edges IO of the left half of the top chord 2 and the right half of the lower chord 3 are a little inward towards the web 4 bent at an angle of 180 degrees.
Die andere, vorschlagsgemäße Dachpfette (Figur 7) weist einen Z-förmigen Querschnitt auf. Hier trägt der Obergurt 2 in seiner ganzen Breite ein Verstärkungsband 9, das durch zweimaliges Umbiegen um jeweils 180 Grad geiildet ist. Der Untergurt 3 ist nicht verstärkt, jedoch ist dessen Außenkante 10 um einen Winkel von 180 Grad nach innen umgebogen. Der Obergurt 2 und der Untergurt 3 besitzen gleiche Breite, jedoch besitzt der Obergurt 2 aufgrund des Verstärkungsbandes 9 den dreifachen Querschnitt des Untergurtes 3.The other, proposed purlin (FIG. 7) has a Z-shaped cross section. Here the top belt wears 2 in its entire width a reinforcing band 9, which is formed by bending twice by 180 degrees each time is. The lower chord 3 is not reinforced, but its outer edge 10 is at an angle of 180 degrees bent inwards. The upper chord 2 and the lower chord 3 have the same width, but the upper chord 2 has due to the reinforcement band 9 the triple cross-section of the lower chord 3.
In Figur 8 ist eine weitere, vorschlagsgemäße Dachpfette wiedergegeben, welche ein U-förmiges Profil aufweist. Der Obergurt 2 ist hier mehr als doppelt so breit wie der Untergurt 3. Etwa zwei Drittel der Breite des Obergurtes 2 sind durch ein Verstärkungsband 9 verstärkt, das wiederum durch Umbiegen des Obergurtes 2 gebildet ist.In Figure 8, a further proposed roof purlin is shown, which has a U-shaped profile. The upper chord 2 is here more than twice as wide as the lower chord 3. About two thirds of the width of the upper chord 2 are reinforced by a reinforcement band 9, which in turn is formed by bending the upper belt 2 is.
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1.Juni 1976 ~ΊΟ -June 1, 1976 ~ ΊΟ -
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| IT1289309B1 (en) * | 1996-08-06 | 1998-10-02 | Mario Tosoni | DOUBLE TAU PROFILE. |
Family Cites Families (5)
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| FR2251681A1 (en) * | 1973-11-21 | 1975-06-13 | Jcdc Const Modernes | Metal support beam for suspended ceiling panels - is a metal sheet folded several times to form an I-beam |
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- 1977-07-11 FR FR7721308A patent/FR2358524A1/en active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3532522A1 (en) * | 1984-09-22 | 1986-04-03 | Wickeder Eisen- und Stahlwerk GmbH, 5757 Wickede | Purlin of cold-rolled sheet metal for a pitched roof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2358524B1 (en) | 1982-06-25 |
| CH619017A5 (en) | 1980-08-29 |
| AT352962B (en) | 1979-10-25 |
| JPS5334328A (en) | 1978-03-30 |
| GB1590233A (en) | 1981-05-28 |
| ATA487377A (en) | 1979-03-15 |
| IT1116357B (en) | 1986-02-10 |
| FR2358524A1 (en) | 1978-02-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |