DE3425495A1

DE3425495A1 - Stahlprofiltraeger

Info

Publication number: DE3425495A1
Application number: DE19843425495
Authority: DE
Inventors: Friedhelm W. von 4902 Bad Salzuflen Cleef
Original assignee: Franzen & Spelten Consulting GmbH; Franzen & Spelten Consulting 4054 Nettetal GmbH; Franzen & Spelten Consulting G
Current assignee: SPELTEN HANS 4054 NETTETAL DE
Priority date: 1984-07-11
Filing date: 1984-07-11
Publication date: 1986-01-23

Description

Stahl profil träger
Die Erfindung betrifft einen Stahlprofilträger, insbesondere für überlange Spannweiten, mit einem Obergurt und einem Untergurt sowie einem zwischen diesen angeordneten und mit diesen zumindest teilweise verbundenen Steg.
Im Stahl hochbau werden Träger benötigt, die die statischen Kräfte der Konstruktion aufnehmen und ableiten. Im allgemeinen dienen dazu Doppel-T-Träger mit einem Obergurt, einem Untergurt und einem rechtwinklig zu diesen beiden Gurten mittig zwischenihnen angeordneten Steg. Bei großen statischen Lasten und besonders bei langen Spannweiten müssen diese Träger um den statischen Erfordernissen zu genügen, entsprechend hohe Stege aufweisen, bei denen sich die Gefahr des Ausbeulens einstellt. Um dem Ausbeulen zu begegnen, wird die Dicke des Steges vergrößert. Dies führt wiederum zu einer Vergrößerung der Masse des Trägers, die mit ihrem Gewicht in die Statik des Tragwerkes selbst belastend eingeht und daher die zulässige Zusatz-Last nur unterproportional ansteigen läßt.
Daraus ergibt sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, nach der ein gattungsgemäßer Stahlprofilträger angegeben werden soll, dessen Widerstandsmoment dem eines Doppel-T-Trägers entspricht, dessen Masse jedoch deutlich geringer ist. Darüber hinaus soll der Träger einfach und wirtschaftlich herstellbar und sicher einsetzbar sein.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Steg in regelmäßigen Abständen Sicken aufweist, wobei die Sikken von Obergurt zu Untergurt durchgehend ausgebildet sind und wobei die Sicken rechtwinklig zur Längserstreckung des Stahlprofilträgers ausgerichtet sind. Durch diese Ausbildung wird ein Stahlprofilträger vorgeschlagen, mit einem Steg, der durch sein Sickung ein erhebliches Widerstandsmoment gegen Ausbeulung aufweist. Die Dicke des Steges kann dadurch erheblich verringert werden, wodurch die Masse des Trägers wesentlich reduziert wird.
Bei gegebener Spannweite wird so allein durch die Massenverringerung des Trägers eine größere Lastauflage zulässig. Darüber hinaus kann auch das statische Widerstandsmoment durch die Sikkung so vergrößert werden, daß die Zusatz-Lastaufnahme darüber hinaus gesteigert werden kann.
Weitere Ausbildungsformen beschreiben die Unteransprüche. Dabei werden die Sicken vorteilhaft als scharfkantige, trapezförmige Ausformungen wechsel ständig angeordnet, wobei es sich als vorteilhaft erwiesen hat, wenn die Schrägflächen der Trapeze einen Winkel von 450 bzw. 1350 zur Längserstreckung des Trägers bilden.
Aus Symmetriegründen ist es vorteilhaft, wenn die Längen der aufeinanderfolgenden Sicken einander gleich und darüber hinaus die Länge der Sickengrundflächen und die Längen der zwischen zwei Sicken verbleibenden Stegflächen einander ebenfalls gleich sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform gehen die Schrägflächen zweier aufeinanderfolgender Sicken ineinander Uber und die aufeinanderfolgenden Sicken mit ihrem trapezförmigen Querschnitt öffnen sich abwechseln nach der einen bzw. der anderen Seite des Trägers. Dabei werden die zwischen zwei Sicken verbleibenden Stegflächen auf "Null" reduziert. Für die Stabilität des Trägers ist es durchaus hinreichend, wenn die Sickengrundflächen jeweils mit Obergurt bzw. Untergurt fest verbunden sind.
Die Ausbildung von Obergurt und Untergurt kann in einfacher Weise so gewählt sein, daß jeder der Gurte aus zwei Winkelprofilen besteht, die mit der Außenfläche eines ihrer Schenkel jeweils an den Außenseiten der Sickengrundflächen anliegen und deren rechtwinklig dazu stehenden anderen Schenkel die Flanschen von Obergurt bzw. Untergurt bilden. Hier zeigt sich die Bedeutung der nur teilweise Verbindung des gesickten Steges mit Obergurt und Untergurt: Die Verbindung erfolgt jeweils im anliegenden Bereich. Als Verbindungselemente kommen in Frage Nieten, Schrauben o. dgl.; auch Schweißverbindungen sind möglich.
Eine andere Ausbildungsform von Obergurt und Untergurt ist die Verwendung eines Rechteckprofils, das über die gesamte Trägerbreite durchgeht. Auch hier ist es hinreichend, wenn die feste Verbindung zwischen Steg und Ober- bzw. Untergurt durch Verschweißen von Sickengrundfläche mit der entsprechenden Innenseite der Gurte hergestellt wird. Zweckmäßigerweise wird dabei jeweils von der Außenseite geschweißt. Die Schweißnaht kann dabei auch bis in den Grund der angrenzenden Sicke geführt werden, wobei die jeweilige Sickenschrägfläche mit dem Ober-bzw.
Unterqurt verbunden wird.
Vorteilhafte Dimensionierungen sind dadurch qeqeben, daß die Dicke des Steges, der vorteilhaft aus Grobblechstreifen hergestellt wird, etwa 1/5 - 1/4 der Dicke des Obergurtes bzw. des Untergurtes ist.
In einer Weiterbildung sind mindestens zwei den Querschnitt des Trägers ausfüllende Schottbleche vorgesehen, die mit Obergurt, Untergurt und Steg fest verbunden, vorzugsweise verschweißt sind und die symmetrisch zur Mitte des Trägers über dessen Länge verteilt quer zu ihm angeordnet sind. Abgesehen davon, daß diese Schottbleche die Widerstandsmomente des Trägers günstig beeinflussen, ist es durch diese Ausbildung möglich gesickte Stegblechstreifen begrenzter Länge bei der Trägerherstellung zu verwenden, damit wird die Herstellung beliebig langer Träger in einfacher Weise wirtschaftlich möglich.
In Belastungsversuchen konnte ermittelt werden, daß Stahlprofilträger mit einem Trapezsteg zwischen Ober- und Untergurt bei gleicher statischer Tragfähiqkeit mit bis über 50% weniqer Masse hergestellt werden konnten, wobei die erhebliche Verringerung der Träger-Masse auf die Verwendung dünneren Stegmaterials zurückzuführen ist. Diese wesentlich dünnere Ausbildung des Steges als im ebenen Fall wird dadurch erreicht, weil seine trapezförmige Gestaltung das Beulen vor Erreichen der Streckgrenze im Gegensatz zum ebenen Steg verhindert. Durch die Verrinaerung der Trägermasse verringert sich die Eigen -Auflagekraft des Trägers entsprechend und die gesamte Konstruktion kann bei gleicher statischer Tragfähigkeit höhere Zusatzlasten aufnehmen, was besonders- bei Fabrikhallen im Dachbereich bedeutsam sein kann, oder die Konstruktion kann entsprechend der größeren statischen Tragfähigkeit schwächer ausgebildet werden, was wiederum zu einer Senkung der Kosten im Stahl-Hochbau führt. Diese Kostensenkung ist wiederum überproportional, da die Kosten des so ausgebildeten Trägers wegen der wesentlich verringerten Stegdicke trotz der Schweißarbeiten immer noch unter den Kosten warmgewalzter I-Profile liegen.
Der entsprechend ausgeformte und daher im Stegbereich beulungssteife Träger kann das klassische I-Profil in allen wesentlichen Fällen wirtschaftlich ersetzen.
Das Wesen der Erfindung wird anhand der Fig. 1 - 5 beispielhaft dargestellt. Im einzelnen zeigen Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Trägerabschnitts, Fig. 2 einen Querschnitt einer Ausführungsform, Fig. 3 einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform, Fia. 4 eine Einzelheit eines Träqers mit Gurt gebildet aus beidseits angesetzten Profilen, Fig. 5 eine seitliche Ansicht eines Trägers mit Schottflächen.
Die Fig. 1 zeigt einen Teil des Trägers 1 in perspektivischer Darstellung mit dem Obergurt 2 und dem Untergurt 3 sowie dem sich rechtwinkelig zu Obergurt und Untergurt zwischen ihnen erstreckenden Steg 4. Der Steg 4 besteht aus einem verformten Blechstreifen, der symmetrisch nach beiden Seiten trapezförmiqe Ausformungen 5 aufweist, wobei zwischen den trapezförmigen Ausformungen 5 im ursprünglichen Stegverlauf verbleibende Steqreste 7 mittiq auf Obergurt und Untergurt aufstoßend vorhanden sind. Die trapezförmigen Ausformungen bestehen aus den schräg verlaufenden Seiten 6.1 sowie der parallel zur ursprünglichen Stegrichtung verlaufenden Strapez-Schmalseite 6.2, wobei die Kanten 8 der trapezförmigen Ausformung 5 scharfkantig ausgebildet sind. Im Bereich der Stegreste 7 ist der Steg mit Untergurt und Obergurt durch Schweißnähte 9,2 fest verbunden. Die trapezförmiqen Ausformungen sind in der Fig. 2 deutlich zu erkennen.
Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform bei der die nach beiden Seiten gerichteten trapezförmigen Ausformungen 5 so aneinander anschließen, daß die Seitenwände 6.1 beider Trapeze ineinander übergehen. Dabei verschwinden notwendigerweise die ursprünglichen Stegteile 7. Auch hier sind die Trapeze so ausgeformt, daß die Kanten 8 scharfkantig. sind. Der sa åusgeb4.};dete Steg ist im Bereich der dem Untergurt 3 - und auch dem Obergurt - zugewandten äußeren Kante der Trapez-Schmalseiten durch eine Schweißnaht 9.3 fest Verbunden. Diese Schweißnaht 9.3 kann auch über die Kante 8 hinaus in den Bereich der unteren Kante der Schrägflächen 6.1 übergehen.
Dabei wird zweckmäßigerweise jeweils nur von einer Seite geschweißt.
Die Fig. 4 zeigt eine andere Gurt-Ausbildung des Trägers, wobei der Obergurt aus seitlich an den trapezförmig ausgebildeten Steg 4 angesetzte Winkelprofile 2.1 besteht. Es versteht sich von selbst, daß eine entsprechende Ausbildung auch für den Untergurt vorgesehen werden kann. Die Winkelprofile 2.1 sind mit Befestiqunqsmitteln 9.1 mit den jeweils nach außen qerichteten Schmalseiten der trapezförmigen Ausformungen 5 verbunden, wobei als Verbindungsmittel Nieten, Schrauben oder auch Schweißen vorgesehen werden können.
Schließlich zeigt die Fig. 5 einen neuerungsgemäßen Träger, bei dem Querschotten 10 bzw. 11 vorgesehen sind, die den Querschnitt des Trägers zwischen dem Obergurt 2 und dem Untergurt 3 ausfüllen.
Diese Querschotten, die vorteilhaft symetrisch zur Strich-Punkt-Strich eingezeichneten Mittellinie des Trägers angeordnet werden, wobei die Anordnung in der Mitte gemäß der Schottfläche 11 auch diese Bedingung erfüllt, führt zu einer Versteifung des Trägers 1; endständige Schottflächen 10 erleichtern darüber hinaus die Verbindung mit anderen Konstruktionsteilen. Die Verbindung der Schottfläche mit dem verformten Steg erfolgt dabei durch Schweißnähte 9.4, die auch wie bei der mittig angeordneten Schottfläche 11 dargestellt wechselseitig angeordnet sein können. Sind die Trapezausformungen 5 (Fig. 1) des Trapezbleches voneinander durch Steg- reste 7 getrennt, wird die Lage der Schottflächen 11 zweckmäßiqerweise so gelegt, daß die Schottfläche wie bei Schottfläche 11 rechtw-inkelig zum Steg und mittig zum Stegrest 7 angeordnet ist. Bei der trapezförmigen Ausformung des Steges mit ineinander übergehenden Trapezen 5 ist eine Schottflächen-Position entsprechend der Position der Schottfläche 10 vorteilhaft. wobei die Schräqfläche 6.1 des Trapezes von der Schottfläche 10 in der Trägermitte durchsetzt wird. Es versteht sich von selbst, daß dabei die Schottflächen sowohl als durchgehende rechteckige Blechstücke ausgebildet sein können, an die der geteilte Steg angesetzt wird oder daß bei durchlaufendem Steg die Schottbleche zweihälftiq ausgebildet und an den Steq anqesetzt werden.
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Claims

Patentansprüche 1. Stahlprofilträger, insbesondere für überlange Spannweiten, mit einem Obergurt und einem Untergurt, sowie einem zwischen diesen angeordneten und mit Obergurt und Untergurt zumindest teilweise verbundenen Steg, dadurch gekennzeichnet,daß der Steg (4) in regelmäßigen Abständen Sicken (5) aufweist, wobei die Sicken vom Obergurt (2) zum Untergurt (3) durchgehend ausgebildet sind und wobei die Sicken (5) rechtwinklig zur Längserstreckung des Stahlprofilträgers (1) ausgerichtet sind.
2. Stahlprofilträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (5) als mit scharfen Kanten (8) begrenzte trapezförmige Ausformungen mit Schrägflächen (6.1) und Sikkengrundfläche (6.2) ausgebildet und wechsel ständig angeordnet sind.
3. Stahlprofilträger nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägflächen (6.1) der Sicken (5) abwechselnd einen Winkel von 450 bzw. 1350 mit der Richtung der Längserstreckung des Steges (4) bilden.
4. Stahlprofilträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der Sicken (5) einander gleich sind.
5. Stahlprofilträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Sickengrundfläche (6.2) und die Länge der zwischen zwei Sicken (5) verbleibende Stegfläche (7) einander gleich sind.
6. Stahlprofilträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägflächen (6.1) zweier aufeinander folgenden Sicken (5) ineinander übergehen und die aufeinanderfolgenden Sicken (5) mit trapezförmigem Querschnitt abwechselnd nach der einen oder der anderen Seite des Trägers (1) geöffnet sind.
7. Stahlprofilträger nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Obergurt (2) und der Untergurt (3) als Winkelprofil-Paare ausgebildet sind, wobei die Winkelprofile jedes Paares im Abstand entsprechend der der Sickenhöhe entsprechenden Stegbreite angeordnet und im Bereich der an den Schenkeln der Winkelprofile anliegenden Sickengrundflächen (6.2) fest mit diesen verbunden sind.
8. Stahlprofilträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Verbindung mittels Verbindungselementen,wie Schrauben, Nieten o. dgl. gebildet ist.
9. Stahlprofilträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Verbindung als Schweißverbindung ausgebildet ist.
10. Stahlprofilträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Obergurt (2) und der Untergurt (3) als Rechteckprofile ausgebildet sind, wobei die Längsseiten der Rechtecke quer zur Längserstreckung des Steges (4) ausgerichtet sind und die Kanten des Steges mindestens im Bereich der zwischen den Sicken verbleibenden Stegflächen (7) und/oder der Sickengrundflächen (2) fest mit diesen verbunden sind.
11. Stahlprofilträger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Verbindung eine Schweißverbindung ist, wobei die Schweißnähte (9.2) in abwechselnder Folge jeweils von außen gelegt sind.
12. Stahlprofilträger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Schweißnähte (9.2) die Kante einer benachbarten Schrägfläche (6.1) mit erfaßt.
13. Stahlprofilträger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Steges (4) etwa 1/5 bis 1/4 der Dicke des Obergurtes (2) bzw. des Untergurtes (3) ist.
14. Stahlprofilträger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Obergurtes (2) und des Untergurtes (3) etwa 1/3 bis 1/2 größer ist als die Breite des mit Sicken (5) versehenen Steges (4).
15. Stahlprofilträger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei den Querschnitt des Trägers (1) ausfüllende Schottbleche (10;11) vorgesehen sind, die mit Obergurt (2). Untergurt (3) und Steg (4) fest verbunden, vorzugsweise verschweißt sind und die symmetrisch zur Mitte des Trägers über dessen Länge verteilt quer zu ihm angeordnet sind.