DE2745038A1

DE2745038A1 - Balken

Info

Publication number: DE2745038A1
Application number: DE19772745038
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: JOHN HIRN IRELAND Ltd
Current assignee: JOHN HIRN IRELAND Ltd
Priority date: 1976-10-08
Filing date: 1977-10-06
Publication date: 1978-04-13
Also published as: FR2367166A1; FR2367166B1; IE45780L; IE45780B1; GB1551422A; NL7710935A; JPS5382023A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Balken für eine Gebäudekonstruktion. Wenn ein Balken eine Last trägt, wird er durchgebogen, und in dem Balken bilden sich Biegemomente aus. Es ist die Tragkraft der Materialien, aufgrund derer der Balken den Kräften widersteht, die durch Biegungsmomente hervorgerufen worden sind, die wiederum dem Balken seine Eigenfestigkeit geben.

Bei einem normal belasteten Balken sind die Begrenzungen oder Flansche, d.h. das Material auf der Ober- und der Unterseite des Balkens, Zug- und Druckkräften ausgesetzt, und die Verbindungsteile bzw. -rippen, d.h. das Material, welches das Material auf der Ober- und der Unterseite des Balkens verbindet, sind Scherkräften ausgesetzt.

Unter normalen Umständen werden zwei Anforderungen an eine Konstruktionsausführung gestellt. Die erste ist die, daß die Konstruktion eine ausreichende Festigkeit haben sollte, um ein Brechen oder Einstürzen zu vermeiden, wenn sie irgendeiner Belastungsform ausgesetzt ist, von der vernünftigerweise zu erwarten ist, daß ihr die Konstruktion widersteht, wenn sie während der zu erwartenden Lebensdauer entsprechend gewartet wird. Die zweite Forderung ist die,daß die Konstruktion (oder verschiedene Elemente in einer Konstruktion) sich nicht in einem solchen Maße durchbiegen sollte, daß sie unsicher erscheint oder optisch unannehmbar ist oder Materialien beschädigt werden, die an ihr befestigt sind. Die Größe der Durchbiegung einer Konstruktion, wenn sie einer Belastung ausgesetzt ist, steht in keiner festgelegten Beziehung zu ihrer Festigkeit, sondern hängt von der Steifheit der in der Konstruktion verwendeten Materialien ab. Für Balken, an welchen normalerweise Fertigmaterialien

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( wie Gipsplatten, Zimmerdecken ) befestigt sind, ist das Kriterium der Durchbiegung kritisch. Für Konstruktionen, wie beispielsweise große Hallen (Portalrahmen) die zur Lagerung von Materialien verwendet werden, ist die Durchbiegung normalerweise nicht so wichtig und die Festigkeit des Rahmens ist kritisch.

Gemäß der Erfindung ist daher ein Balken mit oberen und unteren Begrenzungen bzw. Flanschen aus Stahlblech und mit mindestens einemPlatterunaterial geschaffen, das einen die Bearenzunrren oder Flansche verbindenden Teil darstellt, wobei die Platte eine hohe Tafel-Scherfestigkeit hat und ein anderes Material ist als das Stahlblech.

Ein bevorzugtes Material für die Flansche ist galvanisiertes bzw. verzinktes Flußstahlblech. Hierbei bringt es keine Vorteile, hochfesten Stahl zu verwenden, da,obwohl er fester und haltbarer ist, er nicht steifer ist. Das Oberflächenmaterial von Flußstahl ist wegen des angewendeten Vergütungsverfahrens steifer und damit unbiegsamer als das innere Material. Infolgedessen ist es vorteilhaft, wenn sehr dünner Stahl, beispielsweise von 6,6μ bis 1,5μ (26 gauge bis 6 gauge) verwendet wird, da die Oberfläche groß im Vergleich zu dem Metallvolumen ist.

Ein bevorzugtes Material für das Verbindungsteil ist eine in öl vergütete Hartfaser- oder Preßplatte, die nach dem sogenannten "Masonite"-Verfahren hergestellt ist, obwohl auch irgendein anderes Plattenmaterial, welches eine hohe Festigkeit bezüglich der Tafel-Scherbeanspruchung hat, und vergleichsweise preiswert ist, verwendet werden kann. Obwohl die Verwendung von Hartfaser- oder Preßplatten bei Konstruktionen verhältnismäßig neu ist, ist deren Verwendung bei den verschiedensten ortsfesten Konstruktionen zugelassen. Um die Verbindungsteile an den Begrenzungen bzw. Flanschen zu

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befestigen,wird vorzugsweise eine mechanische Verbindung und nicht eine starre Verbindung, wie Schweißen oder Kleben, bevorzugt. Ein besonders bevorzugtes Verbindungsverfahren ist Nageln mit galvanisierten bzw. verzinkten Nägeln. Dies ist ein preiswertes Verfahren, dessen Durchführung ohne weiteres mechanisiert werden kann. Auch wird vorgeschlagen, das Metallblech nicht vorzubohren, sondern die Näoel durchzuschlagen. Dies führt dazu, daß das Metallblech auf das Material des Verbindungsteils auftrifft (und in dieses eindringt} so daß auf diese Weise der Schlupf, der normalerweise bei mechanischen Befestigungsteilen stattfindet, tatsächlich ausgeschaltet ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig.1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig.2 in einem größeren Maßstab einen Schnitt durch den Balken der Fig.1;

Fig.3 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform;

Fig.4 eine Seitenansicht.in welcher Balken gemäß

der Erfindung verbunden sind, um einen Portalrahmen zu bilden; und

Fig.5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in Fig.4.

Der in Fig.1 und 2 dargestellte Balken weist eine obere Metallbegrenzung bzw. einen Metallflansch 1 und eine untere

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Metallbegrenzung bzw. einen unteren Metallflansch 2 auf. Diese können vorteilhafterweise aus galvanisiertem bzw. verzinktem Stahlblech einer Dicke von beispielsweise 3,6μ, 4,1μ, 4,6μ 5,1 μ oder 5,6μ (14, 16, 18, 20 oder 22 gauge) hergestellt sein, Die Ränder der Begrenzungen oder Flansche sind U-förmige Teile und zwei Verbindungsteile oder -rippen 3 und 4 sind jeweils in entsprechenden oberen und unteren U-förmigen Teilen aufgenommen. Die Verbindungsteile können beispielsweise aus einer 6,5mm dicken, ölvergüteten Hartfaser- oder Preßplatte hergestellt sein. Die Flansche 1 und 2 weisen ein entsprechendes Bauholzbrett oder einen entsprechenden Balken 5 und 6 auf. Die Verbindungsteile können in einer Anzahl Abschnitte vorliegen, und in Fi^.5 sind Verbindungen 7 zwischen benachbarten Abschnitten dargestellt. Versteifungsteile 8 können in Abständen entlang des Balkens vorgesehen sein; ebenso können auch Endversteifungen 9 vorgesehen sein. Die Versteifungen können beispielsweise die Form von Bauholzbrettern oder -balken haben.

Der in Fig.3 dargestellte Balken unterscheidet sich von dem in Fig.2 dargestellten dadurch, daß er nur ein einziges Verbindungsteil bzw. einen einzigen Verbindungssteg 3¹ und obere und untere Begrenzungen bzw. Flansche aufweist, (von denen nur der obere Flansch 1' dargestellt ist) welche jeweils so ausgebildet sind, daß sie das Verbindungsteil bzw. den -steg 3' und ein Paar Bauholzbretter oder -balken 5¹ aufnehmen.

Der Balken gemäß der Erfindung kann in dem Aufbau und in der Konstruktion von Portalrahmen verwendet werden, wie in Fig.4 und 5 dargestellt ist. Es ist ein Dachbalken 12 dargestellt, welcher die in Fig.1 und 2 dargestellte Ausführungsform hat, außer daß die Versteifungsteils nicht unter rechten Winkeln zu seiner Länge verlaufen. Zwei Blechplatten 10 ,die beispielsweise 0,4 76mm (3 /16 ") dick sind, halten und sichern

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mittels Schraubbolzen und Schraubmuttern 13 einen aufrecht stehenden Balken 11 an dem Dachbalken 12. Der aufrecht stehende Balken kann eine ähnliche Ausführung wie der Dachbalken haben, oder er kann von diesem verschieden sein, beispielsweise kann er aus starkem Bauholz bestehen. Es kann somit festgestellt werden, daß in allen dargestellten Ausführungsformen die Verbindungsteile oder -rippen an ihren oberen und unteren Enden zwischen zwei Lagen des die Begrenzungen oder Flansche bildenden Materials aufgenommen sind. Die Verbindungsteile oder -rippen können infolgedessen an den Flanschen dadurch gesichert werden, daß sie vollständig durch beide Lagen des Begrenzungs- oder Flanschmaterials und der dazwischenliegenden Lage des Verbindungsmaterials hindurch befestigt sind. Das Verbindungsteil ist auf diese Weise an dem Flansch gehalten, was als Doppelscherverbindung bekannt ist. Dies schafft eine festere und sicherere Verbindung als eine Einzelscherverbindung (d.h. wobei eine einzelne Lage des Verbindungs- oder Flanschmaterials und eine Lage des Verbindungsmaterials Seite an Seite festgehalten ist.)

Die dargestellten Bauholzbretter oder -balken 5 und 5¹ haben im allgemeinen wenig Wirkung auf die Festigkeit und Steifheit des Balkens und dienen nur dazu, die Formung der Stahlblechbegrenzung oder -flansche zu unterstützen und die Stahlblechflansche mit den Verbindungsteilen zu verbinden. Die Bauholzteile können aus beliebigen Bauholzlängen gebildet sein, die an irgendeiner Stelle entlang des Balkens miteinander verbunden sind. Dadurch jedoch, daß die Bauholzteile die volle Länge haben oder daß zumindest die Verbindungen an den Bauholzteilen soweit wie möglich von der Mitte des Balkens entfernt sind, kann eine zusätzliche Festigkeit und Steifheit erhalten werden.

Ende der Beschreibung

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Claims

KRAUS & WEISERT

DR WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DRING. ANNEKÄTE WEISERT DIPL-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGAROSTRASSE 15 · D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/797077-797078 · TELEX O5-212156 kpatd

TELEGRAMM KRAUSPATENT

1655

John Hirn (Ireland) Limited Kilkenny / Irland

Balken

Pa ten tan s ρ r üc h e

M .jBalken, gekennzeichnet durch obere und untere Begrenzungen oder Flansche (1, 2; Γ, 2') aus Stahlblech und durch mindestens eine Materialplatte, die ein Verbindungsteil oder eine Rippe (3, 4; 3¹) bildet, das bzw. die die Begrenzungen oder Flansche (1, 2;1', 2¹) verbindet, wobei die Platte eine hohe Tafel-Scherfestigkeit hat und aus einem anderen Material als das Stahlblech besteht.
2. Balken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Begrenzungen oder Flansche (1¹, 2') jeweils mit mindestens einem ü-förmigen Teil versehen sind, in welchem ein Rand der dünnen Platte (3¹) aufgenommen ist.
3. Balken nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flansch (1, 2) zwei der ü-förmigen Teile aufweist, und eine entsprechende dünne Platte (3, 4) in jeder der U-förmigen Teile aufgenommen ist.

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4. Balken nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Teile auf verschiedenen Seiten des Flansches (1, 2) liegen, und ein Bauholzbrett oder -balken (5) zwischen den zwei U-förmigen Teilen aufgenommen ist.
5. Balken nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Begrenzung oder jeder Flansch (1¹, 2¹) mit einem einzigen ü-förmigen Teil versehen ist.
6. Balken nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bauholzbrett oder -balken (5¹) von dem Flansch auf jeder Seite des U-förmigen Teils aufgenommen ist.
7. Balken nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Platte (3¹) oder jede dünne Platte (3, 4) an den U-förmigen Teilen mittels Befestigungsteilen gesichert ist, die durch beide Arme des U-förmigen Teils und durch die Tafel in einer Weise hindurchgetrieben sind, daß das Material der Armeauf das Material des Blechs auftrifft.
8. Balken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Versteifungsteile (8), die zwischen den oberen und unteren Begrenzungen (1, 2; I¹, 2') verlaufen, in Abständen entlang des Balkens vorgesehen sind.
9. Balken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungen oder Flansche (1, 2;1', 2') aus Flußstahl bestehen.
10. Balken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede dünne Platte (3¹; 3, 4) aus einer ölvergüteten Hartfaser- oder Preßplatte gebildet ist, die nach dem sogenannten Masonite- oder Hartfaserplattenverfahren hergestellt sind.

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