DE2827088A1

DE2827088A1 - Bend resistant crane type girder - has initial pressure stressing in pressure chord area subjected to external load

Info

Publication number: DE2827088A1
Application number: DE19782827088
Authority: DE
Inventors: Karl Prof Dr Ing Schmidt
Original assignee: R STAHL GmbH AND Co
Current assignee: R STAHL GmbH AND Co
Priority date: 1978-06-21
Filing date: 1978-06-21
Publication date: 1980-01-03
Also published as: DE2827088C2

Abstract

The flexural stress girder, esp. in crane girder form, is prestressed by elements generating flexural tension in the girder, and pressure tension in the longitudinal direction in a prestressed area. Pressure prestressing is used in the area subjected to pressure under the effect of an external load. It can have an initial curvature opposing the load-imposed bending line (4), being at least partially restored to a straight configuration by its prestressing. This is distinguished by high bend resistance, with insensitivity to oscillation.

Description

Biegeträger Bending beam

Die Erfindung betrifft einen Biegeträger, insbesondere Kranträger, der durch zugeordnete Vorspannelemente im Sinne der Erzeugung einer Biegespannung im Träger und einer Druckspannung in Trägerlängsrichtung in einem vorgespannten Bereich vorgespannt ist.The invention relates to a bending beam, in particular a crane beam, by means of assigned prestressing elements in the sense of generating a bending stress in the beam and a compressive stress in the longitudinal direction of the beam in a prestressed Area is biased.

Insbesondere im Spannbetonbau und im Stahlbau ist es bekannt, vorge-spannte Biege träger in den verschiedensten Ausführungsformen zu verwenden. Die Vorspannelemente sind dabei derart angeordnet, daß durch die Vorspannung die in dem Zugbereich des Trägers bei Belastung auftretende Biegezugspannung verringert oder ausgeschaltet wird. Beispielsweise in der DE-PS 2 244 566 ist ein Brückenkranträger aus stahl für große Spannweite beschrieben, der eine Entlastung des Untergurtes durch vorgespannte Seile aufweist, die in einem mittleren Trägerabschnitt dicht über dem Untergurt verlaufen, während aus der DE-OS 1 556 360 ein drillsteifer Kranb rücken träge r mit kastenförmigem Hohlquerschnitt bekannt ist, bei dem eine Gewichtsersparnis durch ein Vorspannen des Zuggurtes erreicht werden soll. Durch eine besondere Anordnung der zu diesem Zwecke verwendeten Vorspannungsseile soll erreicht werden, daß der Druckgurt keine zusätzliche Druckbelastung durch diese Vorspannung des Zuggurtes erhält.In particular in prestressed concrete and steel construction, it is known to use prestressed Bending beams to be used in a wide variety of embodiments. The prestressing elements are arranged in such a way that the bias in the tensile area of the Bending tensile stress that occurs under load is reduced or eliminated will. For example, in DE-PS 2 244 566 a bridge crane girder is made of steel described for a large span, the relief of the lower chord by pretensioned Has ropes in a central beam section just above the lower chord run, while from DE-OS 1 556 360 a torsion-resistant crane back sluggish r is known with a box-shaped hollow cross-section, in which a weight saving by a pretensioning of the tension belt is to be achieved. By a special arrangement the pre-tensioning cables used for this purpose should be achieved that the Pressure belt no additional pressure load due to this pretensioning of the tension belt receives.

Durch diese in der Zugzone liegende Vorspannung kann zwar das Auftreten von Zugspannungen in dem Zuggurt verhindert werden oder aber es können die Zugbeanspruchungen in diesem Bereich wesentlich herabgesetzt werden, doch sind die Biegesteifigkeit und damit das Schwingungsverhalten solcher Träger für viele Anwendungszwecke nicht ausreichend.Due to this pre-tensioning in the tensile zone, the occurrence can occur tensile stresses in the tension chord can be prevented or the tensile stresses in this Area can be significantly reduced, but they are Flexural rigidity and thus the vibration behavior of such carriers for many purposes unsatisfactory.

So kann z.B. die Verwendung eines Trägers als Hauptträger oder Ausleger eines Krans durch die maximal zulässige Durchbiegung oder die Schwingungsempfindlichkeit, wie auch durch die Größe der auftretenden Schwingungsspannungen eingeengt sein. Gerade im-Kranbau kommt es nämlich darauf an, durch entsprechende Auslegung des Hauptträgers oder Auslegers, des Kranbrückenträgers und dgl. zu vermeiden, daß dieser durch die Last zu niederfrequenten Schwingungen angeregt wird, die zu hoher Schwingspannung führen und den Kranbetrieb beeinträchtigen können. Um dem vorzubeugen, muß der Träger eine gewisse, verhältnismäßig hohe Biegesteifigkeit aufweisen.For example, a beam can be used as a main beam or a cantilever of a crane due to the maximum permissible deflection or the vibration sensitivity, as well as be restricted by the magnitude of the vibration stresses that occur. In crane construction in particular, it is important to design the Main girder or boom, the crane bridge girder and the like. To avoid that this low-frequency oscillations are excited by the load, resulting in high oscillation voltage and affect crane operation. To prevent this, the wearer must have a certain, relatively high flexural strength.

Grundsätzlich Gleiches gilt auch bei anderen Anwendungsfällen von Biegeträgern, wie bei Brücken, Rohrbrücken, Decken u.a., wo wegen der gegebenen Belastungsverhältnisse eine ausreichende Biegesteifigkeit und Schwingungsunempfindlichkeit der Träger gewährleistet sein muß.Basically the same also applies to other applications of Bending beams, such as bridges, pipe bridges, ceilings, etc., where because of the given Load conditions sufficient flexural rigidity and insensitivity to vibrations the carrier must be guaranteed.

Um die notwendige Biegesteifigkeit und Schwingungsunempfindlichkeit zu erzielen, wurde in der Praxis durchweg bisher derart vorgegangen, daß der Biegeträger mit verhältnismäßig großer Masse oder mit komplizierter Querschnittsgestalt ausgebildet wurde, was bedeutet, daß der Träger in der Regel wesentlich stärker dimensioniert werden mußte, als dies im Hinblick auf die wegen der Belastung erforderlichen Beanspruchung notwendig wäre.About the necessary flexural rigidity and insensitivity to vibrations to achieve, has consistently been in practice so far that the bending beam formed with a relatively large mass or with a complicated cross-sectional shape was, which means that the carrier is usually much larger had to be than this in view of the stress required because of the load would be necessary.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Biegeträger zu schaffen, der sich durch eine hohe Biegesteifigkeit bei Schwingungsunempfindlichkeit auszeichnet und es gestattet, die Biegesteifigkeit in vorherbestimmbarer Weise den Erfordernissen des jeweiligen Einsatzzweckes anzupassen.The object of the invention is therefore to create a bending beam, which is characterized by high flexural rigidity and insensitivity to vibrations and it allows the bending stiffness in a predictable way to adapt to the requirements of the respective application.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs genannte Biegeträger erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß er in dem bei Biegung unter Einwirkung einer äußeren Last auf Druck beanspruchten Bereich (Druckgurt) eine Druckvorspannung aufweist.To solve this problem, the bending beam mentioned at the beginning is according to the invention characterized in that it is in the bending under the action of an external Load on pressure stressed area (compression belt) has a compressive pre-tension.

Dadurch, daß auf den zunächst unbelasteten Biege träger durch die Vorspannelemente in dem bei Belastung auf Druck beanspruchten Bereich eine Druckvorspannung aufgebracht wird, wird erreicht, daß durch die äußere Last im Bereich (nach Ort und Größe) der Vorspannung praktisch keine Erhöhung der Trägerspannung erzeugt wird, sondern durch die wachsende äußere Last zunehmend die Vorspannelemente entlastet werden. Die Gesamtbiegespannung (aus äußerer Last und Vorspannung) und damit die Durchbiegung des Trägers nehmen nur geringfügig bzw. durch die Dimensionierung der Vorspannelemente vorausbestimmbar, zu. Der neue- Biegeträger ist wesentlich weniger schwingungsempfindlich als ein nicht vorgespannter oder in der üblichen Weise in der Zugzone vorgespannter Träger, was bedeutet, daß seine Eigenschwingungszahl oder die bei bestimmter Belastung auftretende Aplitude der Eigenschwingungen durch entsprechende Wahl der Art der Vorspannung und deren- Größe den jeweiligen betrieblichen Erfordernissen angepaßt werden können. Der Träger erfährt bei großen Schwankungen der äußeren Last zwischen Null und maximaler Last lediglich eine geringe Biegespannungs-Schwankung, so daß sich auch nur eine kleine dynamische Spannungskomponente ergibt.The fact that on the initially unloaded bending carrier by the Prestressing elements a compressive prestressing in the area exposed to compressive stress is applied, it is achieved that by the external load in the area (according to location and size) of the prestressing, practically no increase in the beam stress is generated, but the preload elements are increasingly relieved by the growing external load will. The total bending stress (from external load and preload) and thus the Deflection of the support only slightly or through the dimensioning of the Prestressing elements can be determined in advance. The new bending beam is much less sensitive to vibration as a non-biased or in the usual way in the tension zone prestressed beam, which means that its natural frequency or the amplitude of the natural vibrations occurring with a certain load by corresponding Choice of the type of preload and its size, the respective operational requirements can be customized. The wearer experiences large fluctuations in the external load only a slight fluctuation in bending stress between zero and maximum load, so that there is only a small dynamic stress component.

Bei Anwendungsfällen, bei denen die durch die Vorspannung erzeugte Krümmung des Biege trägers unerwünscht ist, kann die Anordnung derart getroffen sein, daß der Biegeträger eine der belastungsbedingten Biegelinie entgegengesetzte Vorkrümmung aufweist und durch die Vorspannung zumindest teilweise in die gerade Gestalt zurückgeführt ist. Im übrigen können, wie bereits erwähnt, die Größe und der Verlauf der Vorspannung über die Länge und auch die Breite des Trägers den jeweiligen Anforderungen entsprechend gewählt werden. So kann der Träger durch über die Trägerlänge veränderliche Vorspannbiegemomente erzeugende Kräfte vorgespannt sein, wie es auch möglich ist, daß die Vorspannung durch Kräfte erzeugt ist, die ein über die Trägerlänge konstantes Biegemoment ergeben.In applications where the tension generated by the preload Curvature of the bending beam is undesirable, the arrangement can be made in this way be that the bending beam has a bending line opposite to the load-related bending line Has pre-curvature and by the bias at least partially in the straight Shape is returned. In addition, as already mentioned, the size and the course of the pre-tensioning over the length and also the width of the carrier corresponds to the respective Needs to be chosen accordingly. So the carrier can go through the length of the carrier forces producing variable prestressing bending moments be prestressed, as well as it it is possible that the preload is generated by forces that extend over the length of the beam result in a constant bending moment.

Für bestimmte Anwendungszwecke ist es vorteilhaft, wenn der Biege träger lediglich über einen Teil seiner Länge vorgespannt ist, in dem es auf eine besondere Biegesteifigkeit und Schwingungsunempfindlichkeit ankommt.For certain purposes it is advantageous if the bending carrier is biased only over part of its length, in which it is on a special flexural rigidity and insensitivity to vibrations are important.

Um eine feine Anpassung an die jeweiligen Einsatzbedingungen zu ermöglichen, können die Vorspannelemente elastisch ausgebildet sein oder aber es können die an sich im wesentlichen starren Vnrspannelemente elastische leder enthalten, wobei dAnn die wirksame Elastizität der Vorspannelemente bzw.In order to enable a fine adjustment to the respective application conditions, the biasing elements can be designed to be elastic or else the on essentially rigid tensioning elements contain elastic leather, whereby Then the effective elasticity of the prestressing elements or

deren elastischer Glieder auf p-in vorbestimmtes, zu erzielends Schwinqungsverhalten des Biegeträgers abgestimmt ist.their elastic members on p-in predetermined oscillation behavior to be achieved of the bending beam is matched.

Der neue Biegeträapr kann grundsätzlich in jeder zweckmäßigen Form ausgebildet sein, d.h. als Profilträger, Kastenträger, Gitterträger, Betonträger (Spannbeton) etc..The new Biegeträapr can basically in any convenient form be designed, i.e. as profile girders, box girders, lattice girders, concrete girders (Prestressed concrete) etc ..

Insbesondere ist es aber auch möglich, daß der Biegeträger aus einem Material mit kleinem Elastizitätsmodul, beispielsweise Aluminium, besteht, das normalwerweise wegen seiner geringen Biegesteifigkeit, das heißt seiner großen Durchbiegung und seinem ungünstigen Schwingungsverhalten für viele Einsatzzwecke Nachteile hat.In particular, however, it is also possible that the bending beam consists of one Material with a low modulus of elasticity, for example Aluminum, exists, which is normally because of its low flexural rigidity, that is, its large deflection and its unfavorable vibration behavior for many purposes Has disadvantages.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen zweiseitig aufgelagerten Biegeträger gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung, in einer Seitenansicht, Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Verlaufs des Vorspann-Biegemomentes des Trägers nach Anspruch 1, Fig. 3 einen zweiseitig aufgelagerten Biegeträger gemäß der Erfindung in einer anderen -Ausführungsform, in schematischer Darstellung und in einer Seitenansicht, Fig. 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Verlaufes des Vorspann-Biegemomentes des Trägers nach Fig. 3, Fig. 5 einen zweiseitig aufgelagerten Biegeträger gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung, in einer Seitenansicht und in einer dritten Ausführungs form, Fig. 6 den Biegeträger nach Fig. 5 im Querschnitt, in einer Draufsicht, Fig. 7 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Verlaufes des Biegemomentes in dem Träger nach Fig. 5, Fig. 8 einen zweiseitig aufgelagerten Biegeträger gemäß der Erfindung in einer vierten Ausführungsform in schematischer Darstellung und in einer Seitenansicht, Fig. 9 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Verlaufs des Vorspann-Biegemomentes in dem Träger nach Fig. 8, Fig. 10 einen einseitig eingespannten Biegeträger gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung, in einer Seitenansicht, Fig. 11 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Verlaufes des Vorspann-Biegemomentes in dem Träger nach Fig. 10, Fig. 12 einen zweiseitig aufgelagerten Biegeträger gemäß der Erfindung in einer fünften Ausführungsform, in schematischer Darstellung und in einer Seitenansicht, Fig. 13 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Verlaufes des Vorspann-Biegemomentes in dem Träger nach Fig. 12, Fig. 14a, einen Biegeträger gemäß der Erfindung in zwei Aus-14b führungsformen ähnlich jener nach Fig. 1, jeweils in einer Seitenansicht, Fig. 15 den Biegeträger nach Fig. 14 in-der Draufsicht auf die Verankerungsstelle eines Vorspannelementes im Ausschnitt und Fig. 16 den Biegeträger nach Fig. 14 in einer stirnseitigen Seitenansicht.In the drawing are exemplary embodiments of the subject matter of the invention shown. They show: FIG. 1 a bending beam supported on two sides according to FIG of the invention in a schematic representation, in a side view, FIG. 2 is a diagram to illustrate the course of the prestressing bending moment of the beam according to claim 1, FIG. 3 shows a bending beam according to the invention supported on two sides in one other embodiment, in a schematic representation and in a side view, 4 shows a diagram to illustrate the course of the prestressing bending moment of the carrier according to FIG. 3, FIG the invention in a schematic representation, in a side view and in a Third embodiment form, Fig. 6 shows the bending beam of FIG. 5 in cross section, in a plan view, FIG. 7 a diagram to illustrate the course of the bending moment in the carrier according to FIG. 5, 8 shows a bilaterally superimposed Bending beam according to the invention in a fourth embodiment in schematic Representation and in a side view, FIG. 9 is a diagram for illustration the course of the prestressing bending moment in the carrier according to FIG. 8, FIG. 10 bending beam clamped on one side according to the invention in a schematic representation, in a side view, FIG. 11 a diagram to illustrate the course of the prestressing bending moment in the beam according to FIG. 10, FIG. 12 on both sides supported bending beam according to the invention in a fifth embodiment, in a schematic representation and in a side view, FIG. 13 is a diagram for Illustration of the course of the prestressing bending moment in the beam according to Fig. 12, FIG. 14a, a bending beam according to the invention in two embodiments 14b similar to that of FIG. 1, each in a side view, FIG. 15 shows the bending beam 14 in the plan view of the anchoring point of a prestressing element in the detail and FIG. 16 the bending beam according to FIG. 14 in an end-side side view.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Biegeträger 1 kann an sich beliebiger Art sein. Er kann beispielsweise in Gestal eines Profilträgers, Kastenträgers und dgl. ausgebildet sein.The bending beam 1 shown schematically in Fig. 1 can per se be of any kind. For example, it can be in the form of a profile girder, box girder and the like. Be formed.

Der Biegeträger 1 ist endseitig bei 2 und 3 aufgelagert. Unter der Wirkung einer Belastung Q würde er sich entsprechend seiner Biegelinie durchbiegen, wobei die mit 4 bezeichnete neutrale Faser den sog. Zugbereich oder Zuggurt 5 von dem sog. Druckbereich oder Druckgurt 6 trennt und der Biegeträger 1 in dem Zugbereich 6 auf Zug und in dem Druckbereich 6 auf Druck beansprucht wird.The bending beam 1 is supported at 2 and 3 at the end. Under the Effect of a load Q, it would bend according to its bending line, the neutral fiber denoted by 4 the so-called. Tensile area or tension belt 5 of the so-called. Pressure area or pressure belt 6 separates and the bending beam 1 in the tensile area 6 is stressed on train and in the pressure area 6 on pressure.

Auf den Biegeträger 1 ist eine Vorspannung in dem Sinne aufgebracht, daß in dem Druckbereich 6 eine zusätzliche, in Längsrichtung des Biegeträgers wirkende Druck spannung aufgebracht ist. Zu diesem Zwecke sind endseitig an dem Biegeträger 1 bei 7 und 8 zwei Vorspannelemente 9 in Gestalt von Profiistäben, Seilen, Ketten oder dgl. verankert, die bei 10 miteinander verbunden und über ein starres Druckglied 11 gegen den Biegeträger 1 abgestützt sind. Durch die in den Vorspannelementen 9 herrschende Zugspannung, die durch entsprechende Verspannung der Vorspannelemente 9 an deren Verankerungsstellen 7, 8 erzeugt ist, wird in dem Biegeträger 1 ein Vorspann-Biegemoment M erzeugt, das über die Länge x des Biegeträgers 1 den aus Fig. 2 ersichtlichen veränderlichen Verlauf aufweist.A prestress is applied to the bending beam 1 in the sense that that in the pressure area 6 an additional, acting in the longitudinal direction of the bending beam Pressure tension is applied. For this purpose, the ends are on the bending beam 1 at 7 and 8 two prestressing elements 9 in the form of professional rods, ropes, chains or the like. Anchored, which are connected to one another at 10 and via a rigid pressure member 11 are supported against the bending beam 1. Through the in the pretensioning elements 9 prevailing tensile stress caused by corresponding tensioning of the prestressing elements 9 is generated at the anchoring points 7, 8, a prestressing bending moment is created in the bending beam 1 M generated, which is evident from FIG. 2 over the length x of the bending beam 1 has a variable course.

Wenn an dem in der Druckzone derart vorgespannten Biege träger 1 nun die Belastung Q angreift, so wird innerhalb des Vorspannungsbereiches zunächst die in den Vorspannelementen 9 herrschende Zugspannung verringert, d. h. der Biegeträger 1 erfährt innerhalb des Vorspannungsbereiches nur eine geringe zusätzliche, von der Belastung Q hervorgerufene Durchbiegung.If on the bending beam 1 pretensioned in this way in the pressure zone now the load Q attacks, then within the preload range the the tensile stress prevailing in the prestressing elements 9 is reduced, d. H. the bending beam 1 experiences only a small additional, of deflection caused by the load Q.

Die Größe dieser zusätzlichen Durchbiegung und damit auch die in dem Belastungsbereich vorhandene Biegesteifigkeit des Biegeträgers 1 können durch entsprechende Bemessungen der von den Vorspannelementen 9 aufgebrachten Vor spannung in dem Druckbereich 6 wahlweise eingestellt werden.The size of this additional deflection and thus also that in that Load area existing bending stiffness of the bending beam 1 can by appropriate Dimensions of the applied by the biasing elements 9 before voltage in the pressure range 6 can be optionally set.

Da sich bei einer Änderung der Größe der Belastung Q von Null bis Q max. die Durchbiegung des Biegeträgers somit -nur in einem verhältnismäßig kleinen Rahmen ändert, sind auch die in-dem Biegeträger 1 bei Schwankungen der äußeren Belastung Q innerhalb des Vorspannungsbereiches auftretenden dynamischen Spannungsspitzen klein, was bedeutet, daß der Biegeträger 1 sehr wirtschaftlich hergestellt werden kann, weil der sonst zur Aufnahme großer, von Lastschwankungen herrührender dynamischer Spannungsschwankungen erforderliche große Materialaufwand entfällt.Since when the size of the load Q changes from zero to Q max. The deflection of the bending beam thus - only to a relatively small extent Frame changes are also the in-the bending beam 1 in the event of fluctuations in the external load Q dynamic stress peaks occurring within the preload range small, which means that the bending beam 1 can be manufactured very economically can, because the otherwise dynamic to accommodate large load fluctuations There is no need for a large amount of material required for voltage fluctuations.

Bei Anwendungsfällen, bei denen die von der Vorspannung herrührende, in Fig. 1 übertrieben dargestellte Krümmung des Biegeträgers 1 unerwünscht ist, kann die Anordnung auch derart getroffen sein, wie dies in Fig. 3, 4 veranschaulicht ist: Der Biegeträger 1 ist mit einer der belastungsbedingten Biegelinie entgegengesetzten Vorkrümmung hergestellt, so daß er die bei 1a in Fig. 3 gestrichelt dargestellte Gestalt aufweist. Durch die von den Vorspannelementen 9 erzeugte Vorspannung ist er dann, zumindest teilweise, in die gerade Gestaut zurückgeführt, in der seine Druckzone 6 in gleicher Weise wie in Fig. 1 eine Druck-Vorspannung aufweist, deren Verlauf über die Länge des Biegeträgers 1 sich aus der Vorspann-Biegemoment-Darstellung nach Fig. 4 ergibt Im übrigen sind mit der Fig. 1 gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet; sie brauchen nicht nochmals erläutert zu werden.For applications in which the preload resulting from the In Fig. 1 exaggerated curvature of the bending beam 1 is undesirable, the arrangement can also be made as illustrated in FIGS. 3, 4 is: The bending beam 1 is opposite to the bending line caused by the load Pre-curvature made so that it is shown in dashed lines at 1a in FIG Has shape. The prestress generated by the prestressing elements 9 is he was then led back, at least in part, into the just jammed, in his Pressure zone 6 in the same way as in Fig. 1 has a pressure bias whose Course over the length of the bending beam 1 is derived from the prestressing bending moment representation 4 results. Otherwise, parts that are the same as those in FIG. 1 have the same reference numerals designated; they do not need to be explained again.

Während bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 der Biegeträger 1 durch ein über seine Länge veränderliches Vorspann-Biegemoment in der Druckzone 6 vorgespannt ist, kann, wie in den Fig. 5 bis 7 dargestellt, die Anordnung auch derart getroffen sein, daß der in der Ausführungsform als beidseitig aufgelagerter Träger veranschaulichte Biegeträger 1 in seiner Druck zone 6 nahe der Berandung des Druckgurtes,die beispielsweise durch zwei Seile 9a gebildeten Vorspannelemente enthält, die endseitig bei 7 und 8 verankert sind und im übrigen derart angeordnet sein können, daß sie in dem Biegeträger dessen Durchbiegung folgend geführt sind. Damit ergibt sich eine über die Länge des Biegeträgers gleichmäßige Verteilung des Vorspann-Biegemomentes M, wie sie in Fig. 7 veranschaulicht ist. Die Vorspannelemente 9a-können auch außerhalb des ~rrägerquerschnittes liege.While in the embodiments according to FIGS. 1 and 2, the bending beam 1 by a pretensioning bending moment in the pressure zone that is variable over its length 6 is biased, as shown in FIGS. 5 to 7, the arrangement can also be made in such a way that the in the embodiment as superimposed on both sides Beam illustrated bending beam 1 in its pressure zone 6 near the edge of the pressure belt, the prestressing elements formed for example by two ropes 9a contains, which are anchored at the ends at 7 and 8 and otherwise arranged in such a way may be that they are guided in the bending beam following its deflection. This results in a uniform distribution of the over the length of the bending beam Prestressing bending moment M, as illustrated in FIG. 7. The prestressing elements 9a-can also lie outside the cross-section of the support.

Selbstverständlich sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen ein über die Länge konstantes Vorspann-Biegemoment mit einem über die Trägerlänge veränderlichen Vorspann-Biegemoment kombiniert oder diesem überlagert ist, was von den Bedürfnissen des einzelnen Falles abhängt und im einzelnen nicht veranschaulicht zu werden braucht.Of course, embodiments are also conceivable in which a prestressing bending moment that is constant over the length with one over the length of the beam variable prestressing bending moment combined or superimposed on what is from depends on the needs of the individual case and is not illustrated in detail needs to become.

Auch sind Einsatzfälle möglich, bei denen s.ich der Vorspannungsbereich nicht über die. gesamte Trägerlänge er-Streckt, wie dies in den Fig. 8, 9 anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert ist: Die Verankerungsstellen 7, 8 der entsprechend Eig. 1 angeordneten Verankerungslemente 9 liegen in dem Bereich innerhalb der beiden Auflagerstellen 2, 3, so-daß sich der aus Fig. 9 ersichtliche Verlauf des Vorspann-Biegemomentes ergibt Dabei braucht der Vorspannungsbereich naturgemäß nicht symmetrisch zu den Auflagerstellen 2, 3 zu liegen, er kann auch'asymmetrisch dazu angeordnet sein.Applications are also possible in which the preload range is not about that. The entire length of the beam is stretched, as shown in FIGS. 8, 9 of an exemplary embodiment is explained: The anchoring points 7, 8 of the corresponding Prop. 1 arranged anchoring elements 9 lie in the area within the two Support points 2, 3, so that the course of the prestressing bending moment shown in FIG Obviously, the preload area does not need to be symmetrical to the To lie support points 2, 3, it can also be arranged asymmetrically to it.

In den Fig. 10, 11 ist ein entsprechend vorgespannter, einseitig eingespannter Biegeträger 1a veranschaulicht, an dessen freiem Ende an einer Verankerungsstelle 12 ein Vorspannelement 9b in Gestalt eines Zugankers angelenkt ist, das bei 13 ortsfest verankert ist. Auch hier ist die Druckzone 6a, die in diesem Fall unterhalb der neutralen Faser 4 verläuft, mit einer zusätzlichen Druck-Vorspannung versehen. Der Verlauf des zugehörigen Biege-Vorspannmomentes ist aus-Fig. 11 zu ersehen.In FIGS. 10, 11 a correspondingly pretensioned, unilaterally clamped one is shown Flexural beam 1a illustrates, at its free end at an anchoring point 12, a prestressing element 9b in the form of a tie rod is articulated, which is stationary at 13 is anchored. Here, too, is the pressure zone 6a, which in this case is below the neutral fiber 4 runs, provided with an additional pressure bias. Of the The course of the associated bending prestressing moment is shown in Fig. 11 can be seen.

Der Gedanke, einem Biegeträger in dem nruckbereich eine zusätzliche Druckspannung zu erteilen, um damit eine erhöhte Biegesteifigkeit und ein besseres Schwingungsverhalten zu erzielen, ist naturgemäß von der Art der Einspannung oder Auflagerung des Biegeträgers unabhängig.The idea of adding a bending beam in the pressure area is an additional one To give compressive stress in order to increase bending stiffness and a better Achieving vibration behavior is naturally of the type of restraint or Support of the bending beam independent.

Er ist für beliebig aufgelagerte, bzw. eingespannte Träger anwendbar, wie dies etwa das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 12, 13 zeigt, das im wesentlichen aus einer Kombination der Ausführungsformen nach den Fig. 10 und 1 besteht, wobei entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, so daß sich eine nochmalige Erläuterung erübrigt.It can be used for any supported or clamped beam, as the embodiment of FIGS. 12, 13 shows, essentially consists of a combination of the embodiments according to FIGS. 10 and 1, wherein Corresponding parts are denoted by the same reference numerals, so that a repeated explanation is unnecessary.

Eine praktische Ausführungsform des Biegeträgers nach Fig. 1 ist schließlich in den Fig. 14at b bis 16 veranschaulicht.A practical embodiment of the bending beam according to FIG. 1 is finally 14at b to 16 illustrated.

Der Biegeträger 1 ist dabei in Gestalt eines I-Profilträgers ausgebildet, doch kommt auch, wie bereits erwähnt, grundsätzlich jede andere für den jeweiligen Einsatzzweck vorteilhafte Profilform oder Gestaltung des Trägers in Frage.The bending beam 1 is designed in the form of an I-profile beam, but, as already mentioned, basically every other comes for the respective one Purpose of use advantageous profile shape or design of the carrier in question.

An den Verankerungsstellen 7, 8 sind bei der Ausfükrungsform nach Fig. 1 4a auf den Biegeträger 1 jeweils zwei parallel zueinander angeordnete Flansch 14, 15 hochkant stehend aufgeschweißt, die eine durchgehende Bohrung aufweisen, in welche ein Bolzen 16 drehbar ist, der mit einer durchgehenden Querbohrung versehen ist, durch die das jeweils zugeordnete Vorspannelement 9 in Gestalt eines Zugstabes verläuft. Die beiden Vorspannelemente 9 sind in der Mitte des Biegeträgers 1 bei 11 durch zwei im Abstand parallel zueinander angeordnete Flanschen 17 miteinander verbunden, über die die Vorspannelemente 9 gleichzeitig gegen den Biege träger 1 abgesetzt sind, so daß die beiden Flanschen 17 das Druckglied 11 der Fig. 1 bilden. Die Größe der in die Druckzone 6 des Biegeträgers t eingeleiteten Vorspannung kann durch auf die Enden der Vorspannelemente 9 aufgeschraubte Schraubenmuttern ia eingestellt werden.At the anchoring points 7, 8 are in the embodiment according to Fig. 1 4a on the bending beam 1 in each case two mutually parallel flanges 14, 15 welded upright, which have a through hole, in which a bolt 16 is rotatable is the one with a continuous Transverse bore is provided, through which the respectively assigned prestressing element 9 in Shape of a tension rod runs. The two biasing elements 9 are in the middle of the bending beam 1 at 11 by two spaced parallel to each other Flanges 17 connected to one another, via which the prestressing elements 9 simultaneously are offset against the bending beam 1, so that the two flanges 17, the pressure member 11 of FIG. 1. The size of the introduced into the pressure zone 6 of the bending beam t Pre-tensioning can be achieved by screw nuts screwed onto the ends of the pre-tensioning elements 9 generally be set.

Bei dieser Ausführungsform (Fig. 14a) ist das Vorspannbiegemoment am Trägeranfang (x = 0) nicht Null; es weist einen gewissen Anfangswert auf. Um zu erreichen, daß dieser Anfangswert zu Null wird, kann die Ausführung nach Fig. 14b getroffen werden, bei der die Vorspannelemente 9 in der Trägermittelachse enden, wobei im übrigen. die Verankerungskonstruktion entsprechend ausgebildet ist, so daß sich insoweit eine nochmalige Erläuterung erübrigt.In this embodiment (Fig. 14a) is the prestressing bending moment at the beginning of the carrier (x = 0) not zero; it has a certain initial value. Around To achieve that this initial value becomes zero, the embodiment according to Fig. 14b are taken, in which the prestressing elements 9 end in the carrier central axis, being in the rest. the anchoring structure is designed accordingly, so that a further explanation is not necessary.

Um eine optimale Anpassung der Vorspannung an das jeweils erwünschte Schwingungsverhalten des Biege trägers 1 zu erzielen, können die. Vorspannelemente 9 entweder selbst elastisch ausgebildet oder mit elastischen Gliedern versehen werden. Zu diesem Zweck kann, wie in Fig. 15 gestrichelt angedeutet, beispielsweise eine Feder 19 auf jedes der Vorspannelemente 9 aufgesetzt und über die zugeordnete Mutter 18 gegen den entsprechenden Bolzen 16 abgestützt sein.In order to optimally adapt the preload to what is required in each case To achieve vibration behavior of the bending beam 1, the. Prestressing elements 9 are either made elastic themselves or provided with elastic members. For this purpose, as indicated by dashed lines in FIG. 15, for example a Spring 19 placed on each of the biasing elements 9 and over the associated nut 18 be supported against the corresponding bolt 16.

Anstelle derartigerDruckfedern 19 können naturgemäß auch Puffer und ähnliche elastische Elemente Verwendung finden.Instead of such compression springs 19, buffers and find similar elastic elements use.

Die Wirksamkeit der in der Druck zone 6 aufgebrachten Druck-Vorspannung läßt sich anhand eines Versuches zeigen: An dem Modell-Biegeträger in Gestalt eines Rechteck-Kastenträgers mit einem Querschnitt von 30 x 50 mm und einer Wanddicke von 2 mm sowie einer Länge von 4 m wurde bei zweiseitiger Auf lagerung entsprechend Fig. 1 eine mittige äußere Belastung Q von 300 N angebracht.The effectiveness of the pressure bias applied in the pressure zone 6 can be shown by means of an experiment: On the model bending beam in the form of a rectangular box girder with a cross section of 30 x 50 mm and a wall thickness of 2 mm and a length of 4 m with bilateral support According to FIG. 1, a central external load Q of 300 N is applied.

Ohne Vorspannung ergab sich eine maximale Durchbiegung von f = 11;4 mm mit Vorspannung betrug die maximale lastbedingte Durchbiegung 0,4mm, d.h. 0,4 mm über die durch die Vorspannung erzeugte Durchbiegung hinaus.Without pre-tensioning, the maximum deflection was f = 11; 4 mm with preload, the maximum load-related deflection was 0.4 mm, i.e. 0.4 mm beyond the deflection caused by the prestress.

Da beispielsweise bei Kranträgern die äußere Last mit der Bewegung der Laufkatze wandert und sich damit das äußere Biegemoment ändert, kann es in bestimmten Fällen zweckmäßig sein,auch das Vorspann-Biegemoment in Abhängigkeit von dem lastabhängigen Biegemoment zu verändern, was etwa durch entsprechende Steuerung der von den Vorspannelementen übertragenen Kräfte geschehen kann.With crane girders, for example, the external load increases with the movement the trolley moves and the external bending moment changes, it can in certain In some cases, it may also be useful to adjust the prestressing bending moment as a function of the load-dependent one To change the bending moment, which is about by appropriate control of the pretensioning elements transferred forces can happen.

Claims

Claims bending girders, in particular crane girders, assigned by Prestressing elements in the sense of generating a bending stress in the carrier and a Compressive stress in the longitudinal direction of the beam prestressed in a prestressed area is, characterized in that it is in the case of bending under the action of an external Load on compression stressed area (compression belt) (6) has a compressive pretension.

2. bending beam according to claim 1, characterized in that it has a has the opposite pre-curvature of the load-related bending line () and is at least partially returned to the straight shape by the bias.

3. bending beam according to claim 1 or 2, characterized in that it by generating prestressing bending moments (M) that are variable over the beam length (x) Forces is biased.

4-. Bending beam according to claim 1 or 2, characterized in that it is generated by a prestressing bending moment (M) that is constant over the beam length (x) Forces is biased.

5. bending beam according to claim 2, characterized in that the Ends of the area to be prestressed prestressing elements (9) designed as tie rods are anchored that via at least one pressure member (11) on the Bending beams (1) are supported.

6. bending beam according to one of the preceding claims, characterized in that that it is biased only over part of its length.

7. bending beam according to one of the preceding claims, characterized in that that the biasing elements (9) are elastic.

8. bending beam according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the essentially rigid biasing elements (9) are elastic members (19) included.

9. bending beam according to claim 7 or 8, characterized in that the effective elasticity of the prestressing elements (9) or their elastic members (19) on a predetermined, achievable vibration behavior of the bending beam (1) are matched.

10. Bending beam according to one of the preceding claims, characterized in that that it is made of a material with a low modulus of elasticity, for example aluminum, consists.

11. bending beam according to claim 2 or 3, characterized in that the prestressing bending moment as a function of the changing 'load-dependent outer Bending moment is variable.