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Tragwerk für Sattel dächer
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Als Tragwerke für die Dachhaut von Sattel dächern aus Eindeckung
und Dachlatten gelangen im wesentlichen zwei Konstruktionen zur Anwendung.
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Beim Sparrendach bilden zwei Sparren mit einem Deckenbalken ein unverschiebliches
Dreiecksgebilde, wobei mehrere dieser Dreiecksgebildet wiederum untereinander verbunden
sind.
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Größere Dächer mit Sparrenlängen über 4,50 m erhalten zur gegenseitigen
Sparrenaussteifung Kehlbalken, die meist zur Dekkenausbildung herangezogen werden.
Ist das dann noch verbleibende Sparrenende länger als 3,50 m, so wird eine zweite
Aussteifung, die Hahnenbalkenlage notwendig. Das Vorholz zwischen Balkenende und
Sparren dient zur Aufnahme der Scherkräfte sowie des Aufschieblings, ein besonderes
Konstruktionsmerkmal des Sparren-und Kehlbalken-Daches.
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Beim sqgenannten Pfettendach liegen die Sparren auf den in Dachlängsrichtung
angeordneten Pfetten, die von einem Gerüst, dem Dachstuhl getragen werden, der sich
wiederum aus den Dachbindern zusammensetzt. Die Binder, die aus Stuhlsäulen, Streben
und Zangen bestehen, sind über die Pfetten zu den Stielen durch Kopfbänder zum standfesten
Stuhl verbunden. Am Fußpunkt nimmt eine Schwelle, die Fußpfette, die Sparren auf.
Je nach Bindergröße werden Firstpfetten oder Mitteipfetten oder auch beide Pfettenarten
angeordnet.
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Diese bekannten Tragkonstruktionen für Sattel dächer sind aufwendig
und teuer.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tragwerk für Satteldächer
zu entwickeln, das gegenüber den bekannten Dachkonstruktionen wesentlich vereinfacht
ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Sattel dach gelöst, welches als ebenflächiges
Raumtragwerk aus vorgefertigten, gelenkig miteinander verbundenen Sandwichplatten
in Elementbauweise erstellt ist, welche zunächst flachliegend zusammengebaut und
anschließend zu einem Raumtragwerk mit einer angenäherten Parabelform aufgeklappt
werden.
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Zur Versteifung des aufgerichteten Tragwerks werden die Gelenkverbindungen
der Sandwichplatten durch eine zusätzliche form- und/oder kraftschlüssige Verbindung
der Sandwichplatten im Bereich der Stoßstellen verriegelt.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung sind die Sandwichplatten
als Rechteckplatten ausgebildet, welche eine ggf. ausgeschäumte Deckplatte aus Blech,
eine mittlere Wärmedämmschicht aus einem Kunststoff-Hartschaum, vorzugsweise Polyuräthan,
und eine Unterplatte aus Stahlbeton, Blech oder Blech und Rigips aufweisen und die
an ihren die Stoßkanten- bildenden Schmalseiten mit Gelenkanschlüssen versehen sind.
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Die Deckplatte der Sandwichplatten besteht zweckmäßig aus einem Profilblech,
beispielsweise einem Trapezblech, und die Unterplatte der Sandwichplatten ist in
vorteilhafter Weise aus einem Flachblech hergestellt.
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Weiterhin kann die Unterplatte der Sandwichplatten mit einer Dampfsperre
versehen sein.
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Eine weitere wesentliche Verbesserung erfährt die Erfindung dadurch,
daß die Gelenkverbindungen der Sandwichplatten als Scharniere ausgebildet sind und
daß eine Sandwichplatte zwei gleiche oder zwei verschiedene Scharnieranschlüsse
an ihren Schmalseiten aufweist.
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Ein Scharnier zur Verbindung zweier aneinanderstoßender Sandwichplatten,
deren Trapezblech-Deckplatten im Stoßbereich formschlüssig aufeinanderliegen, wird
durch Scharnierhülsen in den Sicken der Deckplatte der unteren Sandwichplatte sowie
entsprechende Bohrungen in den Sicken der Deckplatte der oberen Sandwichplatte sowie
einen Scharnierbolzen gebildet, der Scharnierhülsen und Scharnierbohrungen in den
beiden Sandwichplatten durchsetzt.
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Zur Aussteifung der erfindungsgemäßen Tragwerkkonstruktion ist weiterhin
eine mittels Haltebügeln an den Scharnierhülsen befestigte Versteifungsplatte aus
einem Holzwerkstoff für das aufgerichtete Tragwerk vorgesehen, die jeweils in der
Stoßkante einer von zwei aneinandergrenzenden Sandwichplatten eingeschäumt ist und
an welcher die sich Uberlappenden Unterplatten der beiden Sandwichplatten befestigt,
beispielsweise angeschraubt sind.
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Das erfindungsgemäße Tragwerk für das Sattel dach eines Wohnhauses
normaler Größe ist im allgemeinen durch eine mittlere waagerechte Sandwichplatte
nach Art eines Kehl balkens sowie jeweils mindestens zwei mit dieser gelenkig verbundenen,
in Richtung der Dachneigung angeordneten Sandwichplatten zur Abstützung der beiden
mit Dachziegeln gedeckten Dachbleche gebildet.
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Wesentliche Merkmale der Erfindung sind schließlich noch darin zu
sehen, daß ein Teilabschnitt der Dachbleche als Sandwichplatte ausgebildet ist und
mittels Gelenkverbindungen in das Tragwerk eingefügt ist und daß die beiden Dachbleche
am First miteinander verbunden und im Bereich der Traufkante des Daches über den
als Flach- oder Profilblech ausgebildeten Trempel am Mauerwerk des Gebäudes abgestützt
sind, wobei der Trempel in zweckmäßiger Weise am Dachblech angelenkt ist.
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Das erfindungsgemäße Tragwerk für Sattel dächer zeichnet sich gegenüber
den herkömmlichen Satteldachkonstruktionen durch folgende Vorteil aus: Das Tragwerk
aus Sandwichplatten schafft einen stützenlosen Dachraum, der durch den Fortfall
des üblichen Dachstuhls ohne Behinderung ausgebaut werden kann. Die Sandwichplattenbauweise
gewährleistet eine ausgezeichnete Wärmedämmung. Die Konstruktion des Tragwerkes
aus industriell vorgefertigten Sandwichplatten, die an Ort und Stelle zunächst flach
auf dem Boden liegend durch Scharniere gelenkig miteinander verbunden und anschließend
mit einem Kran oder dergleichen Hebezeug zu dem Raumtragwerk aufgeklappt werden,
ermöglicht gegenüber den herkömmlichen Satteldächern ein wesentlich schnelleres,
einfacheres und billigeres Erstellen des Daches. Die neue Raumtragwerkskonstruktion
bietet die Möglichkeit, mit einem Bausystem unter Verwendung vorgefertigter Sandwichplatten
unabhängig vom Grundriß des Gebäudes Sattel dächer mit unterschiedlichen Dachneigungen,
Trempelhöhen und Dachweiten zu errichten. Schließlich genügt eine statische Grundberechnung,
mit welcher die spezifischen Daten jedes gewünschten Sattel daches durch einfaches
Einsetzen der Dachneigung und der jeweiligen anderen Abmessungen des Daches ermittelt
werden können.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 die Vorderansicht des erfindungsgemäßen Raumtragwerken
Fig. 2 einen vergrößert dargestellten Querschnitt der Gelenkverbindung nach Ausschnitt
II der Fig. 1 zwischen der waagerechten mittleren Sandwichplatte und der anschließenden
in Richtung der Dachneigung angeordneten Sandwichplatte auf der linken Dachseite,
Fig.
3 einen Teillängsschnitt der Gelenkverbindung nach Linie III-III der Fig. 2 in vergrößerter
Darstellung und Fig. 4 die vergrößert gezeichnete Vorderansicht des Trempels gemäß
Ausschnitt IV der Fig. 1.
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Das ebenflächige Raumtragwerk 1 nach Fig. 1 für ein Satteldach besteht
aus einer mittleren, waagerechten Sandwichplatte 2 sowie jeweils zwei weiteren in
Dachneigungsrichtung angeordneten Sandwichplatten 3, 4 zur Abstützung der mit Dachziegeln
5 gedeckten Dachbleche 6 und 7 der beiden Dachhälften. Die Dachbleche 6 und 7 sind
vorzugsweise als Trapezbleche ausgebildet.
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Die Sandwichplatten 2, 3, 4 sind gelenkig miteinander verbunden und
bilden eine angenäherte Parabelform.
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Die Sandwichplatten 2, 3, 4 sind als Rechteckplatten ausgebildet
mit einer Länge beispielsweise von 6 m und einer Breite von 1,80-2,40 m. Die Sandwichplatten
2, 3, 4 weisen eine Deckplatte bzw. eine Oberschale 8 aus Trapezblech, eine mittlere
Wärmedämmschicht 9 aus einem Kunststoff-Hartschaum, z.B. Polyuräthan, und eine Unterplatte
bzw. eine Unterschale 10 aus einem FlachbTech 11 und eine an dieser befestigten
Rigipsplatte 12 auf und sind an ihren die Stoßkanten bildenden Schmalseiten mit
zwei gleichen oder zwei verschiedenen Scharnieranschlüssen versehen.
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Die Deckplatte 8 ist mit dem gleichen Kunststoff-Hartschaum ausschäumt,
aus dem die Wärmedämmschicht 9 besteht.
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Die Unterplatte bzw. Unterschale 10 der Sandwichplatten 2, 3, 4 kann
auch aus einem Flachblech bestehen oder als weitere Ausführungsmöglichkeiten durch
eine Betonplatte oder eine Rigipsplatte gebildet werden, wobei bei Verwendung einer
Betonplatte diese vorteilhaft eine Bewehrung aus Drahtgittermatten enthält und bei
Ausbildung der Unterplatte als Rigipsplatte zweckmäßig in die Hartschaum-Dämmschicht
überhalb der Rigipsplatte 12 Drahtgittermatten als Bewehrung eingelegt sind. Außerdem
können die Sandwichplattenausführungen, bei welchen keine Blechplatte als Unterplatte
verwendet wird, zusätzlich mit einer Dampfsperre
z.B. aus Aluminiumfolie
ausgestattet werden, um zu verhindern, daß Wasserdampf aus dem Innenraum des Gebäudes
in die Dämmschicht 9 diffundiert.
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Das Scharnier 13 nach den Fign. 2 und 3 zur Verbindung der waagerechten
Sandwichplatte 2 mit der anschließenden, in Dachneigungsrichtung angeordneten Sandwichplatte
3, deren Trapezblech-Deckplatten 8, 8 im Stoßbereich formschlüssig aufeinanderliegen,
wird durch Scharnierhülsen 15 in den Sicken 14 der Deckplatte 8 der unteren Sandwichplatte
2 sowie entsprechende Bohrungen 17, 18 in den Sicken 16 der Deckplatte 8 der oberen
Sandwichplatte 3 sowie einen Scharnierbolzen 19 gebildet, der Scharnierhülsen 15
und Scharnierbohrungen 17, 18 in den beiden Sandwichplatten 2, 3 durchsetzt.
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Zur Versteifung des aufgerichteten Raumtragwerkes 1 sind die Scharniere
13 zur Verbindung der Sandwichplatten 2, 3, 4 durch eine zusätzliche form- und/oder
kraftschlüssige Verbindung der Sandwichplatten im Bereich der Stoßstellen verriegelt.
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Zu diesem Zweck ist an den Scharnierhülsen 15 der Scharniere 13 eine
Versteifungsplatte 20 aus einem Holzwerkstoff mittels Haltebügeln 21 befestigt,
welche jeweils in der Stoßkante einer von zwei aneinandergrenzenden Sandwichplatten,
beispielsweise in die Stoßkante der Sandwichplatte 2, eingeschäumt ist, welche mit
der Sandwichplatte 3 durch das Scharnier 13 verbunden ist. Zur Herstellung der kraftschlüssigen
Verbindung der beiden Sandwichplatten 2,3 im Stoßbereich sind die sich überlappenden
Flachbleche 11, 11 der Unterplatten 10, 10 der Sandwichplatten an der unteren Schmalseite
der Versteifungsplatte 20 mittels Holzschrauben 22 befestigt.
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Die Sandwichplatte 3 des Raumtragwerkes 1 ist durch einen Teilabschnitt
des linken und rechten Dachbleches 6, 7 gebildet und durch die Scharniere 13 in
das Tragwerk 1 eingefügt. Die beiden Dachbleche 6, 7 sind am First 23 miteinander
verschraubt m im Bereich der Trau&'ante 24 Ueber den aus einem Trapezblech
bestehenden
Txempel 25, der am Dachblech 6, 7 angelenkt ist, auf dem Mauerwerk des Gebäudes
abgestützt.
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Zum Bau eines Satteldaches werden die an der Baustelle angelieferten
Sandwichplatten 2, 3, 4 mit den Dachblechen 6, 7 zunächst auf dem Boden zusammengebaut,
und zwar werden jeweils eine mittlere Sandwichplatte 2, die nach Fertigstellung
des Daches in Dachneigungsrichtung weisenden Sandwichplatten 3, 3 mit dem linken
und dem rechten Dachblech 6, 7 und die traufseitigen Sandwichplatten 4, 4 zu einem
Tragwerkselement mit einer Breite von beispielsweise 2,4 m durch die Scharniere
13 gelenkig miteinander verbunden. Anschließend werden die Tragwerkselemente an
der mittleren Sandwichplatte 2 mit einem Kran angehoben, wobei die Sandwichplatten
2, 3, 4 zu einem Raumtragwerkelement aufklappen. Danach wird das Raumtragwerkelement
durch das Verschrauben der beiden Dachbleche 6, 7 am First 23 und das Verschrauben
der Fußkanten 25 der beiden von den Dachblechen 6, 7 abgeklappten Trempel 25,25
mit den-Fußkanten 27 der beiden unteren Sandwichplatten 4, 4 und das Befestigen
der sich im Stoßbereich der Sandwichplatten 2, 3, 4 überlappenden beiden Flachbleche
11, 11 der Unterplatten 10, 10 der Sandwichplatten mit Holzschrauben 22 an den Versteifungsplatten
20 versteift. Die fertig zusammengebauten Tragwerkselemente werden nunmehr auf den
Dachboden des Hauses gehoben und gegeneinander ausgerichtet. Die Tragwerkselemente
werden mit den Fußkanten 26, 27 der Trempel 25, 25 und der unteren Sandwichplatten
4, 4 auf den Außenwänden des Hauses befestigt und durch parallel zur Firstkante
23 verlegte Dachlatten 28, die auf im Abstand in den Sicken 16 der Dachbleche 6,
7 eingeschäumte Holzlatten 29 festgenagelt werden, in Dachlängsrichtung miteinander
verbunden.
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Schließlich wird das elementweise errichtete Raumtragwerk 1 mit Dachziegeln
5 gedeckt.
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Durch die angenäherte Parabelform des Raumtragwerkes 1 entstehen
durch das als Dauerbelastung auftretende Eigengewicht des Tragwerkes im wesentlichen
nur Normalkräfte, die keine
Biegemomente auf das Tragwerk ausüben,
sich gegenseitig abstützen und über die tragenden Wände des Gebäudes in das Fundament
eingeleitet werden. Biegemomente, die aufgrund von Wind-und Schneelasten kurzzeitig
auf das Raumtragwerk 1 wirken, werden durch die Sandwichplatten 2, 3, 4 und die
Dachbleche 6, 7 des Raumtragwerkes aufgenommen.