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Aus Werkstoffen verschiedener Festigkeit zusammengesetzter Träger.
Gegenstand vorliegender Erfindung sind zusammengesetzte Träger beliebigen Querschnitts,
die im Gegensatz zu gcwalztetr Trägern oder sonstigen genieteten Trägern derart
aus Werkstoffen von verschiedener Festigkeit zusammengesetzt sind, daß die verschiedenen
Werkstoffe nach Maßgabe ihrer Festigkeit verteilt sind.
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Man hat genietete I-Träger in der ZVeise hergestellt, daß an einen
Steg aus Flußeisen oder Flußstahl Winkel aus einem höherwertigenWerkstoff, z. B.
sogenanntem Baustahl, angenietet sind. Es ergeben sich dann etwa folgende Verhältnisse:
-Nach der ,Normbezeichnung wird beispielsweise unter Flußstahl- St. 37 Werkstoff
von 37 bis 44 kg Festigkeit verstanden, während mit Baustahl St.48 ein Mrerkstoff
bezeichnet wird, der eine um 30 Prozent höhere Streckgrenze hat und demgemäß auch
um 30 Prozent höher beansprucht werden kann und dessen Festigkeitsgrenzen
zwischen ,18 und 50 kg pro Quadratzentimeter liegen. Wenn man daher .einen
I-Träger der vorerwähnten Art in der Weise zusammensetzt, daß der Steg aus Flußstahl
St. 37 und die Winkel aus Baustahl St. 48 bestehen, so ergibt sich ein 1-Träger,
der höher beansprucht werden kann als ein solcher aus Flußstahl und trotzdem im
Gewicht leichter ist, weil eben die Höchstbeanspruchung derFasern in den Winkeln
liegt, der aber anderseits billiger ist als ein entsprechender, .ganz aus Baustahl
bestehender Träger, da der Baustahl teurer ist* als Flußstahl. -Dennoch weisen Träger
dieser Art einen Nachteil auf, und zwar den, daß die oberen und unteren Fasern des
Stegbleches ebenso hoch beansprucht werden wie die Winkel aus Baustahl, und aus
diesem Grund kann eine unzulässig hohe Beanspruchung auftreten. Diesen Nachteil
vermeidet die Erfindung durch die Werkstoffverteilung entsprechend dein Verlauf
der Spannungslinie des Trägers.
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In den beiliegenden Zeichnungen ist die Erfindung erläutert. Die Festigkeit
für Baustahl beträgt z. B. i Sao kg pro Quadratzentimeter. Man kann also einen Träger,
z. B. einen I-Träger, in seinen äußeren Fasern mit i Sao kg pro Quadratzentimeter
beanspruchen. In der Nullinie ist die Beanspruchung gleich o. Die Beanspruc-liuny
nininit a10 auf die halle Trägerhölic von I 1 Sao bis o kg pro Quadratzentimeter
ab. Die normale Beanspruchung für Flußstahi St. 37 ist i 4co kg pro Quadratzentimeter.
Will man nun die Streckex ermitteln, über die hinaus die Beanspruchung r Loo k`
überschreitet, so kann man. wie in Abb. r erläutert, die Spannungslinie für ein
I-Trägerprofil beliebiger Bauhöhe aufzeichnen, und hieraus ergeben sich die Formeln:
und entsprechend x-.o,a3-H.
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Hierbei ist H die halbe Höhe des zu untersuchenden Trägers, also beispielsweise
bei einem I-Träg er von a o cm Höhe wäre H = r o. 1t ist bezogen auf die Nullinie,
ist also der Abstand der Spannungslinie von der neutralen Achse, deren Beanspruchung
i 4oo kg pro Quadratzentimeter beträgt, und .t ist der Teil des Trägers, der in
höherwertigem Baustory ausgeführt werden muß, wenn man den ganzen Träger für den
höherwertigen Baustoff beanspruchen will. Es ist also z. B. bei einem I-Träger von
3o cm Höhe. von der =iullinie aus gerechnet. nacli-oben und unten (las Stück von
h==---.,- (),77-i5= 1 r.55 cnr Hohe in
Flußstahl S1.3; auszuführen
und der darüberliegende oder darunterliegende Teil von 3,45 cm in Baustahl.
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In Abb. z ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. An den Steg a eines
Trägers nach der Erfindung, der beispielsweise aus Flußstahl St. 37 besteht, sind
die Winkel b ' aus Baustahl St. 48 angenietet, die Linie o-o stellt die neutrale
Achse dar. lt ist der Abstand der Spannungslinie, in der die Beanspruchung I i 4.oo
lkg pro Quadratzentimeter beträgt, von der i Nullinie, H ist die halbe Trägerhöhe,
und .-ist der Teil des Trägers. der in Baustahl St. -18 ausgeführt werden
muß, wenn der ganze Träger einer Beanspruchung entsprechend der zulässigen Beanspruchung
für Baustahl ausgesetzt werden soll. Durch die stricliliutil;tirrien 1-itiieti
c-c sind die Nieiv angedeutet, die die verschiedenen Baustof`-.e zu einem Träger
verbinden.
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Die konstruktive Durchbildung der Trä-:,er l;@nn in @-cr:chirclencr
«- eise erfolgen. @., kann man z. B. auf einen atis Flußstahl St. @; gewalzten I-Tr:i,`er
eine oder nichrere Lt mcllen in einer Gesamtstärke =.r- Il au: Bau;talil St. 48
aufnieten und erreicht hierdurcli einen I-Tr;i@cr. der in der für Baustahl
St.
4.8 zulässigen Grenze beansprucht werden kann, während man durch Verwendung entsprechend
breiter Lamellen auf diese Weise einen Parallelflanschträger bzw. Br@tflanschträger
herstellen kann, der den gleichen Beanspruchungen unterworfen werden kann wie ein
Drcitflanschträger gleicher Abmessungen, der ganz aus Baustahl St. 48 hergestellt
worden ist. 'Man spart bei dem nach der Erfindung zusammengenieteten Träger die
Verwendung hochwertigen Baustoffes überall dort, wo dieser nicht über i .loo kg
pro Quadratzentimeter beansprucht wird, und erzielt andererseits einen spannungsfreien
Träger beliebig großer Bauhöhe und beliebiger Flanschbreite.
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In Abb. 3 ist diese Ausführungsform zur Darstellung gebracht. An den
normalen I-Träjer a aus Floßstahl St. 37 sind Lamellen b aus Baustahl St. 48 angenietet.
Die Größe H entspricht der halben Trägerhöhe, diejenige lt der halben Höhe des aus
Floßstahl herzustellenden Trägers und die Strecke x der Bauhöhe des aus Baustahl
herzustellenden Trägerteiles, also im vorliegenden Falle der Größe 3 # b.
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Solange man die beiden hier beispielsweise erwähnten Werkstoffe Floßstahl
und Baustahl in dieser Weise verwendet, ergibt sich stets h - '1 0,77 -
H und x - ö,23 - H. Änclern sich die Festigkeitsverhältnisse der beiden
verwendeten Werkstoffe, so ändern sich damit auch im gleichen Verhältnis die Bauhöhen
für h und 2-.
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Derartig zusammengenietete Träger haben noch weiter den Vorteil, daß
sie in der Längsrichtung zwischen zwei Stützpunkten so ausgeführt werden können,
daß man beispielsweise den Träger aus Floßstahl auf der ganzen Länge durchführt,
die Lamellen aus Baustahl aber nur so lang wählt, als es der Beanspruchung der Träger
zwischen den Stützpunkten entspricht, d. h. man kann auch in der Längsrichtung des
Trägers durch Aufnieten von Lamellen aus Baustahl in aus der Beanspruchung sich
ergebender Länge an Baustoff sparen und damit bei größter Sparsamkeit den ganzen
Träger gemäß der Beanspruchung von Baustahl berechnen.
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In Abb. .4 ist ein Ausführungsbeispiel eines solchen Trägers gezeichnet.
Der gewalzte Träger a besteht aus Floßstahl, die aufgenieteten Lamellen
b, b1, b= aus Baustahl. Die Länge der Lamellen bestimmt sich aus der Beanspruchung
des Trägers für Baustahl.
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Schließlich ist in Abb. 5 noch dargestellt, wie man nach der Erfindung
auch Kastenträger herstellen kann. 'Mit T-Eisen a aus Floßstahl St. 37 sind Lamellen
b aus Baustahl St. 48 vernietet,. aus der halben Bauhöhe H des Kastenträgers
und der halben Höhe li des Floßeisenträgers ergibt sich der Teil x des Trägers,
der in Baustahl auszuführen ist, damit man dein ganzen Träger die Deanspruchung
für Baustahl zugrunde legen kann.
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Sinngemäß lassen. sieh natürlich auch Träger in gleicher Weise herstellen,
die nach zwei Richtungen beansprucht werden, wobei inan dann jeweils die äußeren
Fasern in der Bauhöhle x aus Baustahl herstellt, dagegen die Bauhöhe h aus Floßstahl
herstellt.