DE3203244C2 - Fachwerkträger - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen geschweißten Fachwerkträger aus wenigstens einem Ober- und wenigstens einem Untergurt, die miteinander durch zickzack- oder sägezahnförmig angeordnete Einzelstreben verbunden sind. In jedem Knotenpunkt treffen sich die Schwerlinien der beiden zueinanderstoßenden Streben und des jeweiligen Gurts in einem gemeinsamen Schnittpunkt. Die Streben sind profilierte Stäbe, deren Enden jeweils in einem Längsabschnitt bis zum gemeinsamen Schnittpunkt hin mit divergierenden Profilseitenrändern allmählich verformt sind. Bekannte Fachwerkträger dieser Art haben den Nachteil, daß die Gurte in ihrer Längserstreckung keine befriedigende Ausbeulfestigkeit haben, und daß auch die Streben in ihrem freiliegenden Übergangsbereich vom vollen Profilquerschnitt auf den ebenen Bandquerschnitt kritische Knickstellen bilden. Aufgabe ist die Schaffung eines solchen Fachwerkträgers, bei dem insbesondere die Ausbeulfestigkeit der Gurte auf einfache Weise erhöht ist. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die divergierenden Profilseitenränder im verformten Bereich der Streben enden innerhalb des auch zwei mit ihren Innenwänden zueinander weisenden, offenen oder geschlossenen Hohlprofilen bestehenden Gurtes angeordnet und mit diesem verschweißt ist, und daß die Hohlprofile des Gurts zumindest in diesem mit den Streben verschweißten Höhenbereich der Divergenz der Profilseitenränder entsprechend schräggestellte Innenwandabschnitte aufweisen. Die schräggestellen ....

Description

Die Erfindung betrifft einen geschweißten Fachwerkträger der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art.

Aus der DlZ-OS 29 47 748 ist ein Fachwerkträger dieser Art bekannt, bei dem die Einzelstrcben ein V-förmiges, offenes Profil besitzen, das im Bereich der Strebenenden in einem bestimmten Längsabschnitt jedes Strebenendes allmählich bis auf einen ebenen Bandquerschnitt verformt ist. Damit die Sehwerlinie der Strebe im Bereich der Strebenenden geradlinig fortgeführt wird, muß das Strebenende mit dem ebenen Bandquerschnitt in die Sehwerlinie hineingekiöpft werden. Beide Strebenenden sind ausschließlich im Bereich des ebenen Bandquerschnittes mit den Innenwänden der die Gurte bildenden Hohlprofile verschweißt. Der Längsabschnitt, in dem die allmähliche Verformung vom offenen Profilquerschnitt bewerkstelligt worden ist. liegt außerhalb der Gurte, so daß sich kritische Knickstellen im Übergangsbereich vom offenen Profilquerschnitt auf den Bandquerschnitt ergeben. Jeweils ein Strebenende weist einen vom Schnittpunkt ausgehend in Richtung der Sehwerlinie des Gurtes umgebogenen Verlängerungsabschnitt auf, der ebenfalls zwischen die Innenwände der Hohlprofile eingeschweißt ist und auf diese Weise eine Verschnallung im Gurt bildet. Da jedoch infolge der zueinander parallel verlaufenden Profilseitenränder im Knotenpunktbereich die Innenwände der Honlprofi-Ie des Gurtes eben ausgebildet sein müssen, weisen diese im Bereich der Verschnallung eine unbefriedigende Ausbeulfestigkeit auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen geschweißten Fachwerkträger der eingangs genannten Art zu schaffen» bei dem die Hohlprofile der Gurte von vornherein eine höhere Ausbeulfestigkeit aufweisen, und bei dem kritischen Knickstellen bei den das Strebenwerk bildenden Streben vermieden werden. Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Die Divergenz der Profilseitenränder wird durch die Innenwände der Hohlprofile des Gurtes kompensiert, wobei sich der Vorteil ergibt, daß die schräggestellten Innenwandabschnitte trotz der parallel zur Trägerhauptebene angeordneten Hohlprofile zu einer deutlichen Anhebung der Ausbeulfestigkeit der Hohlprofile führen. Die schräggestellten Wandabschnitte führen nämlich zu einer Form der Innenwand, die deutlich beulfester ist als eine ebene Innenwand eines Hohlprofiles. Diese gesteigerte Beulfestigkeit kommt insbesondere in Verbindung mit dem eingeschweißten Verlängerungsabschnitt der einen Strebe, die dort eine sogenannte Verschnallung bildet, zum Tragen.

In der Praxis hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die Hohiprofile der Gurte in ihrem Querschnitt gemäß Anspruch 2 auszubilden. Die Querschnittsform der Hohiprofile läßt sich technisch einfach und preiswert realisieren und führt zu dem besonderen Vorteil, daß auch bei dünnwandigen Hohlprofilen, unabhängig davon, ob sie offen oder geschlossen, z. B. als Kastenprofil, eingesetzt werden, die mit der Verschnallung und im Knotenpunktbereich mit den Streben verschweißten Innenwände besonders beulfest sind.

Ein weiterer Gedanke der Erfindung gent'dann aus Anspruch 3 hervor. In dieser symmetrischen Querschnittsgestalt der Hohlprofile wird die Forderung erfüllt, daß die Verschnallung in der Sehwerlinie des Gurtes zu liegen kommt und daß sich im Knotenpunkt, der dann ebenfalls mit der Knickluiie der Innenwände zusammenfällt, die Schwerlinien beider Streben mit der Sehwerlinie des Gurtes in einem gemeinsamen Schnittpunkt treffen.

Nachstehend werden anhand der Zeichnung Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigt

F i g. 1 übereinander angeordnete Schnitte entlang einem bestimmten Längsabschnitt einer Strebe eines Fachwerkträgers, in dem das Profil der Strebe anllmählich bis zu einem ebenen Banclquerschnkt abgeflacht ist, F i g. 2 einen Längsschnitt durch einen Knotenpunkt eines Leichtbau-Fachwerkträgers,

F i g. 3 den Knotenpunkt von F i g. 2 in einer perspekb5 tivischen und schematischen Darstellung.

Fig. 4 eine Querschnittsansicht des Knotenpunktes von F i g. 2 in der Ebene IV-IV. und F i g. 5 einen schematischen Detailschnitt in der Ehe-

ne V-V von F i g. 2.

Von einem Leichtbaufachwerkträger ist in F i g. 3 ein Knotenpunkt K perspektivisch dargestellt, wobei dieser Knotenpunkt hier beispielsweise in einem Untergurt LJ des Fachwerkträgers vorgesehen ist. In dem Knotenpunkt K stoßen zwei Streben 1 eines nicht näher dargestellten, zickzackförmig angeordneten Strebenwerkes zusammen, wobei erkennbar ist, daß die in Fig. 3 von rechts oben kommende Strebe 1 einen Verlängerungsabschnitt 12 aufweist, der entlang der Schwerlinie 5 des Untergurtes, welche hier strichliert angedeutet ist, umgebogen ist und dieser Schwerlinie folgt. Der Untergurt U wird von zwei in einem Abstand zueinander parallel angeordneten, offenen Hohlprofilen 11,24 mit J"-förmigem Querschnitt gebildet. Die in F i g. 3 von links oben kommende Strebe 1 ist stumpf in die Abbiegung der anderen Strebe gestoßen und mit dieser verschweißt. Ferner sind die innerhalb des Untergurtes liegenden Profilseitearänder der Streben mit dem Untergurt verschweißt. Die Streben 1 weisen ein S-förmiges Querschnittsprofil auf, das in dem Erstreckungsbereich der Streben allmählich bis auf einen flachen Randquerschnitt abgeflacht ist, mit dem sich die Streben ^!n den Untergurt U hinein erstrecken.

Die F i g. 1 und 2 zeigen den Profilverlauf sowie die Ausbildung des Knotens K im Detail.

Gemäß Fig. 1 haben die Streben einen Querschnitt, der annähernd einem aufgebogenen S entspricht. Ein mittlerer, im wesentlichen gerade verlaufender Steg 2 geht in einander entgegengesetzt verlaufende Bogenabschnitte 3 und 4 über, an welche sich zueinander annähernd parallele Endabschnitte 5 und 6 anschließen. Der eine Profillängsrand ist mit 7 bezeichnet, während der andere mit 8 bezeichnet ist. In der in Fig. 1 untersten Darstellung des Profilquerschnittes wird die Profilbreite von Profilseitenrändern 9 und 10 bestimmt und mit bA bezeichnet. Die Profilbreite öa wird in Richtung der sogenannten Minimalachse Xgemessen, welche Minimalachse die durch den Schwerpunkt Sder Querschnittsfläche bzw. des Profils gehende Achse des minimalen Trägheitsmomentes ist. Zu dieser Achse X steht die Maximalachse Y, das heißt die Achse des maximalen Trägheitsmomentes, senkrecht.

Sie geht ebenfalls durch den Schwerpunkt S. Bei dieser rotations-symmetrischen Profilquerschnittsform fällt auch ser sogenannte Druckpunkt D mit dem Schwerpunkt 5 zusammen. Die Profil! öhe h.\ wird in Richtung der Maximalachse Kgemessen.

Die Streben 1 mit der Querschnittsform gemäß Fig. 1, unterste Darstellung, verlaufen zwischen den Gurten des Trägers und bilchn das Strebenwerk. Jeweils in dem Bereich, in dem die Streben 1 in die Gurten hineingeführt werden, sind si«; in ihrem Querschnitt bis auf einem ebenen Bandquerschnitt (F i g. 1, Darstellung C) verformt. Das heißt, die Profilhöhe Iia wird allmählich bis auf hc reduziert, wobei gleichzeitig die Profilbreite Öa bis auf den Wert ic anwächst. Die Profilseitenränder 9,10 divergieren zwangsweise in dem Bereich zwischen A und C(siehe auch Fi g. 1), und zwar in etwa mit geradem Verlauf, wie die zwischen den Punkten A 1 über B 1 nach Cl gezogene Linie in Fig. 1 zeigt. Dabei hat im Bereich D die Profilhöhe A/t bereits auf Ae abgenommen, während die Profilbreite von Öa auf £>szugenommen hat. Bei der Verformung zwischen dem Abschnitt A und C hat jedoch die Profilhöhe A in bezug auf die Minimalachse bzw. Schwerlinie (ist gleich Linie der Schwerpunkte S) symmetrisch abgenommen. So ist trotz der Querschnittsveränderung -.on der vollen Profilhöhe auf die Profilhöhe des Bandquerschnittes die Schwerlinie geradlinig forlgesetzt worden.

Wie Fi g. 2 erkennen läßt, ist infolge der Verformung des Profils der Streben 1 eine Versetzung zwischen den Profilseitenrändern 9 und 10, gegeben, was aber ohne weitere Bedeutung ist. Im Bereich dieser zueinander versetzten Seitenränder 9 und 10 sind beide zueinander stoßenden Streben mit dem G urt (Obergurt oder Untergurt) verschweißt, wie durch die Schweißnähte 13,14,15 und 16 angedeutet ist. Diese Verschweißung erfolgt mit beiden Hohlprofilen 11, 24, und zwar an deren Innenwänden 30. Die Schwerlinien 5 der beiden Streben 1 treffen sich mit der Schwerlinie 5 des Untergurts in einem gemeinsamen Punkt. Die Schwerlinie S liegt von der mit 34 bezeichneten Oberseite des Gurtes in Abstand H. Die in F i g. 2 linke Strebe weist den im Knotenpunkt K in Richtung der Schwerlinie Sdes Gurtes abgebogenen Verlängerungsabschnitt 12 auf, in dem der ebene Bandquerschnitt beibehalten ist. Dieser Verlängerungsabschnitt 12 ist ebenfalls mit den Innenwänden 3Oi der Hohlprofili 11 und 24 verschweißt und bilden mit diesen eine sogenannte Verschnallung. aus statischen Gründen ist eine Wellung des Verlängerungsabschnittes 12 zweckmäßig, zumindest in dem Bereich, in dem die Schweißnähte 19,20 mit den Innenwänden 30 enden, !n ausgezogenen Linien ist eine Wellung 21 angedeutet, die über eiaen eine Kerbwirkung vermeidenden gerundeten Obergang 23 zu einer Zunge 22 führt. Durch die Wellung 21 wird im Bereich des Überganges 23 eine gerundete Abbiegung zur Verbesserung der Ausbeuloder Knickfestigkeit in diesem Bereich geschaffen. Denkbar ist, wie in strichlierlen Linien angedeutet wurde, daß der Verlängerungsabschnitt 12 über einen größeren Teil seiner Längserstreckung gewellt ausgebildet ist, was zur Verbesserung der Wirkung der Verschnallung beitrüge. In die Abbiegur.g zwischen dem Verlängerungsabschnitt 12 und der in Fig. 2 linken Strebe stößt in einem stumpfen Stoß der bandförmige Querschnitt der von rechts oben kommenden Strebe 1.

Schweißnähte 17, 18 verlaufen hier entlang den Stoßstellen zwischen den beiden Streben 1 und gehen im Bereich der Seitenwände 30 in die anderen Schweißnähte über.
Aus F i g. 2 ist auch erkennbar, wie die in F i g. 1 angedeuteten Profilseitenränder bzw. die dort liegenden Punkte A 1, B 1 und Ci durch die allmählL'he Verdrehung der Profilseitenkanten infolge der Verformung zum ebenen Bandquerschnitt allmählich in eine Zwischenebene gedreht werden, so daß die Streben letztendlich mit den Profilseitenkanten satt an den Innenwänden 30 der Hohlprofile 11,24 anliegen.

In Fig.4 ist der Knotenpunkt K von Fig.3 und Fig. 2 in einer Ansicht der Schnittebene IV-IV von F i g. 2 gezeigt. Es sind hierbei insbesondere die divergierenden Profilseitenkanten 7,8 bzv/. die näher hervorgehobenen Profilseitenränder 9, 10 erkennbar. Die Schwerlinien Sder Streben 1 führen zur Schwerlinie 5 des Gurtes, die in Fig.4 senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Vom Untergurt ist in Fig.4 in ausgezogenen Linien das Hohlprofi' 11 erkennbar, das hier mit einer .J-förmigen Querschnittskonfiguration ausgebildet ist. Das Hohlprofil 11 ist im Gurt mit einem spiegelbildlich angeordneten Hohlprofils 24 der gleichen Qu;rschnittsgestalt kombiniert. Die Hohlprofile 11, 24 können jeweils als geschlossenes Kastenprofil ausgebildet sein bzw. ein zusätzliches Abichlußblech aufweisen.

Das Hohlprofil 11 mit seinem J"-förmigen Querschnitt hat zwei einander parallele Schenke! 27, die mit die

Gestaltfestigkeit verbessernden Umbiegungen 25 und 26 versehen sind. Die beiden Schenkel 27 werden durch die Profilinnenwand 30 miteinander verbunden, welche Profilinnenwand aus zwei zueinander symmetrisch schräg einwärtsgeknickten Wandabschnitten 30s und 30i> besteht, die sich in einer durchgehenden Knicklinie 29 treffen. Die Knicklinie 29 liegt auf der Höhe der Schwcrlinie S des Untergurts. Die Schrägstellung zumindest des Wandabschnittes 30a ist so auf die Divergenz der Profilseitenränder der Streben 1 abgestimmt, daß die mit X 1 bezeichnete Minimalachsen der Hohlprofile 11,24 parallel zur mit Tbezeichneten Hauptebene des Trägers liegen, und daß die Oberseiten 34 bzw. die Schenkel 27 senkrecht zu dieser Hauptebene Γ des Trägers liegen. Die Querschnittsform der Hohlprofile kompensiert nicht nur die Divergenz der Profilseitcnränden infolge der Verformung des Profil der Streben von der S-Form auf den ebenen Bandqucrschniti. sondern sie bringt auch eine deutlich verbesserte Beulfestigkeit bzw. Knickfestigkeit der Hohlprofile mit sich. Wenn die Verschweißung des Verlängerungsabschnittes 12 mit der Wand 30 von F i g. 2 betrachtet wird, ist erkennbar, daß gemäß Fig.4 hier eine stabile Verschnallung zwischen den Hohlprofilen 11 und 24 (F i g. 3) des jeweiligen Gurtes erzielt wird, wenn die Ränder des Verlängerungsabschnittes 12 im Bereich der Knicklinien 29 mit den Innenwänden verschweißt sind. Neben der höheren Beulfestigkeit der Hohlprofile ergibt sich dann eine verbesserte Aufnahme der von der Verschnallung bzw. dem eingeschweißten Verlangerungsabschnitt übertragenen Scherkräfte und Momente in den Gurten. Wenn das dargestellte Hohlprofil 11 parallel zur Zeichnungsebene eine Zugbelastung nach rechts erfährt, während das vor der Zeichenebene liegende Hohlprofil 24 desselben Gurtes eine parallel zur J5 Zeichenebene nach !inks gerichtete Zugbelastung aufzunehmen hat, so wird der eingeschweißte Längsabschnitt 12 senkrecht zur Zeichenebene verdreht und sucht dabei die Innenwände 30, an denen er sich abstützt, einzudrücken. Da diese jedoch infolge der Einknickung wesentlich beulfester sind, als ebene Innenwände, können wesentlich höhere Belastungen in den zuvor erläuterten Richtungen aufgenommen werden, als bei gleichwertig stark ausgebildeten Verschnallungen in Gurten mit Hohlprofilen mit ebenen Innenwänden. Diese Wirkungsverbesserung beruht auf dem Zusammenspiel zwischen den Streben mit ihrer speziellen Profilierung und dem in den Höhenbereich des Gurtes hineinverlegten Verformungsbereich des Profils auf den Bandquerschnitt mit dem speziellem Querschnitt der die Gurte bildender» Hohlprofile.

In Fig.5 ist schließlich noch schematisch hervorgehoben, wie der zwischen die Hohlprofile 11 und 24 eingeschweißte Verlängerungsabschnitt 12 die Verschnallung im Obergurt oder Untergurt (U, O) bildet wo er mit beiden Hohlprofilen 11,24 entlang den Knicklinien 29 mit diesen verschweißt ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Geschweißter Fachwerkträger, mit aus zwei im Abstand voneinander angeordneten, offenen oder geschlossenen Hohlprofilen gebildetem Ober- und Untergurt, die miteinander durch Zickzack- oder sägezahnförmig angeordnete Einzelstreben verbunden sind, von denen im jeweiligen Knotenpunkt das Ende der einen Strebe mit einem am Gurt angeschweißten, der Sehwerlinie des Gurts folgenden Verlängerungsabschnitt versehen ist, während das Ende der anderen Strebe stumpf in die Abbiegung zwischen der einen Strebe und deren Verlängerungsabschnitt stößt, derart, daß sich in jedem Knotenpunkt die Schwerlinien der beiden zueinander stoßenden Streben und des jeweiligen Gurts in einem gemeinsamen Schnittpunkt treffen, wobei die Streben profilierte Stäbe sind, deren Enden im Knotenpunktbereich jeweils in einem Längsabschnitt der Strebs mit in Richtung zum gemeinsamen Schnittpunkt der Strebe mit in Richtung zum gemeinsamen Schnittpunkt divergierenden Profilseitenrändern zu einem ebenen und die Schwerlinien der Streben gerade fortführenden Bandquerschnitt verformt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilseitenränder (9, 10) in ihren divergierenden Abschnitten (B-C) mit über die Gurtlänge durchgehend entsprechend schräg gestellten Innenwandabschnitten (30a,) der Hohlprofile (11. 24) verschweißt si.^d.

2. Fachwerkträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ht-Iilprofil (U, 24) einen annähernd J*-fö>migen Querschnitt mit einer Einknickung zu einer längsdurcr.gehenden Knicklinie (29) in der Innenwand (30) aufweist, und daß die Knicklinie (29) — in bezug auf die Gurthöhe — in der Höhe der Sehwerlinie (S)des Gurts verläuft.

3. Fachwerkträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ^-Querschnitt des Hohlprofils (11, 24) in bezug auf die Knicklinie (29) symmetrisch ist, und daß die Höhe (H) zwischen der Knicklinie (29) und der Profiloberseite (34) unter Berücksichtigung der Strebenschräge annähernd der Länge des Längsabschnittes (A-C) des allmählich verformten Strebenendes bis zum Schnittpunkt der Schwerlinien entspricht.