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Die
Erfindung betrifft einen Gitterträger, welcher dazu bestimmt
ist, im Bereich des Bauwesens eingesetzt zu werden, insbesondere
im Bereich der Herstellung von Fertigböden und -decken.
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Gegenwärtig werden
Böden/Decken
mit Gitterträgern
mit Hilfe von Stützenreihen
verlegt. Verfahren mit Vorspannung können jedoch bei Böden/Decken über einem
Belüftungshohlraum
aufgrund des erheblichen Trägheitsmoments
der Träger
ohne diese Stützenreihen
auskommen.
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Gitterträger sind
gut bekannt und sind beispielsweise in der Druckschrift
EP-A-0 465 776 beschrieben.
Sie werden im allgemeinen verwendet, um Böden/Decken aus bewehrtem Beton
herzustellen, welche aus Trägern
und Einschüben
aus Beton oder Polystyrol bestehen.
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Der
in der vorerwähnten
Druckschrift beschriebene Gitterträger umfaßt typischerweise zwei sinusartige
oder zickzackförmige
Stäbe oder
Diagonalen, welche Gitterebenen bilden und im Bereich von Gurten
fest verbunden sind. Die oberen Wellen (Umkehrbereiche) der Gitterebenen
sind fest mit einem oberen Gurt verbunden, insbesondere in der Nähe des Endes
ihrer oberen Wellen/Umkehrbereiche, und die unteren Wellen sind
in der Nähe
ihres Endes fest im Bereich der unteren Gurte verbunden.
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Aufgrund
der Struktur dieses Trägers
und insbesondere aufgrund der Ausrichtung und der Form der Gitterebenen
sind diese Träger
ungeeignet, große
Traglängen
ohne Stützen
oder eine gleichwertige Stützvorrichtung
zu überbrücken, was
sich als nachteilig für
gewisse Anwendungen erweist, insbesondere für Böden/Decken über einem Belüftungshohlraum,
für welche
die Verfahren des Standes der Technik Träger von mehr als vier Metern
ohne das Erfordernis einer Abstützung
vorschlagen. Außer
einem Zeitaufwand beim Anbringen dieser Stützen stößt man auf Schwierigkeiten
beim Anbringen der Träger,
welche eine Abstützung
erfordern, wenn man Polystyrol-Einschübe mit Zapfen verwendet, da
die genannten Zapfen zwischen der Stützenreihe und dem Träger hindurchlaufen
müssen.
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Ebenfalls
wurde in der Druckschrift
EP-A-0 465
777 ein Gitterträger
beschrieben, dessen obere Wellen im Bereich ihrer Zone der festen
Verbindung mit dem Obergurt abgeflacht sind.
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Das
Ziel der Erfindung ist es, einen Gitterträger vorzuschlagen, welcher
einfach herzustellen und leicht anzubringen ist und die mechanischen
Eigenschaften entfalten kann, welche geeignet sind, das Entfallen
des Anbringens von Stützen
zu ermöglichen,
ohne deswegen eine erhebliche Verstärkung der Materialien zu erfordern,
welche bei der Herstellung der Betonplatte eingesetzt werden, die
die Basis-Stahlelemente ummantelt und den Einschüben als Träger dient. Die Betonschalungen,
die Gesamtheit des Verarbeitungsvorgangs und das endgültige Aussehen
des Produktes bleiben unverändert.
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Dieser
Gitterträger
umfaßt
zwei Ebenen aus Gittern in Form von aufeinanderfolgenden Wellen, welche
mit drei geradlinigen Stäben
fest verbunden sind, welche als Gurte dienen, nämlich ein Obergurt und zwei
Untergurte, wobei diese zwei Gitterebenen relativ zur Winkelhalbierenden
des durch die drei Gurte definierten Winkels geneigt sind. Jede
der Gitterebenen ist mit dem Obergurt nahe dem Ende der oberen Wellen,
welche sie bilden, fest verbunden.
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Jede
der Gitterebenen ist mit einem einzigen Untergurt nahe dem Ende
der unteren Wellen fest verbunden, wobei die genannten Ebenen im
Bereich der Innenseite der genannten Gurte fest verbunden sind.
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Zudem
sind die oberen Wellen im Bereich der Zone ihrer Verbindung mit
dem Obergurt aufgeweitet oder abgeflacht, so daß der die beiden Zonen der
wirksamen Verbindung ein und derselben Welle trennende Abstand im
Bereich des genannten Obergurtes vergrößert wird, wobei sich das Ende
der genannten Wellen leicht über
den Obergurt, mit dem sie fest verbunden sind, hinaus erstreckt.
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Erfindungsgemäß befindet
sich der obere Teil der oberen Wellen in derselben Ebene wie die Gitterebene,
der er zugeordnet ist.
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Somit
sind die oberen Wellen ausgedehnter und breiter als die unteren
Wellen. Auf diese Weise wird die Knicklänge der oberen Gurte verringert,
insbesondere zwischen den Verbindungszonen der Gitterebenen. Die
Knoten, das heißt
die von den abgeflachten oberen Wellen (Umkehrbereichen) der Gitterebenen
und dem oberen Gurt gebildeten Verbindungsstellen, sind mehrere
Zentimeter voneinander beabstandet und verleihen daher dieser Befestigung des
oberen Stabes eine größere Steifigkeit.
So wird ein besserer Halt des oberen Stahls oder Gurtes erhalten.
Diese Verbindungen funktionieren somit wie echte Einspannungen und
nicht mehr wie Gelenke.
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Da
die oberen Wellen der Gitterebenen somit sehr abgeflacht werden,
sind sie außerdem
an der Druckbeanspruchung beteiligt und verringern dadurch faktisch
die im Bereich des Obergurtes in dem im Inneren der Welle befindliche
Teil erzeugten Druckbelastungen. Folglich trägt dieser Druck zur Verkürzung des
genannten Obergurtes bei, so daß die
Durchbiegung des Trägers
dabei ebenfalls verringert ist. So ist eine geringere Verkürzung des
oberen Stahls oder Gurtes zu beobachten und folglich eine ebenfalls
geringere Durchbiegung des belasteten Trägers.
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Gemäß einer
Eigenschaft der Erfindung ist der Träger in bezug auf die den durch
die Gurte gebildeten Winkel halbierende Ebene symmetrisch.
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Gemäß einer
weiteren Eigenschaft der Erfindung besteht der Obergurt eigentlich
aus zwei Gurten, welche untereinander und miteinander in Kontakt
angeordnet sind, wobei in ihrem Bereich jede der oberen Wellen der
genannten Gitterebenen fest verbunden ist. Dadurch wird das Trägheitsmoment
des Trägers
erhöht
und dementsprechend die Durchbiegung verringert, wenn dieser belastet
ist, und seine Beständigkeit
erheblich erhöht.
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Die
Art und Weise der Ausführung
der Erfindung und die sich aus ihr ergebenden Vorteile werden besser
verständlich
anhand des folgenden hinweisend und nicht einschränkend unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren gegebenen Ausführungsbeispiels.
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1 ist eine Seitenansicht
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung,
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von
der die 2 eine quer
geschnittene schematische Darstellung ist.
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3 ist eine perspektivische
schematische Darstellung des Trägers
der 1 und 2.
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4 ist eine zu 1 analoge Ansicht einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung, von der die 5 und 6 quer geschnittene Darstellungen sind.
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In 1 ist eine schematische
Seitenansicht des erfindungsgemäßen Trägers dargestellt.
Dieser Träger
besteht im wesentlichen aus drei geradlinigen Gurten, nämlich einem
Obergurt 1 und zwei Untergurten 2 und 3,
wobei diese verschiedenen Gurte vorteilhafterweise aus nichtrostendem
Stahl hergestellt sind.
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Diese
Gurte sind mittels seitlicher Gitterebenen 4 und 5 fest
verbunden. Jede dieser Gitterebenen besteht aus einer Aneinanderreihung
von Wellen oder sinusartigen Strukturen, Diagonalen oder zickzackförmigen Strukturen,
welche in derselben Ebene angebracht sind und leicht schräg zu der
Ebene verlaufen, welche den so gebildeten Träger halbiert.
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Diese
zwei Gitterebenen 4 und 5 sind jeweils im Bereich
ihrer oberen Wellen mit dem Obergurt 1 und im Bereich ihrer
unteren Wellen im Bereich der Gurte 2 bzw. 3 fest
verbunden.
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Gemäß einer
wesentlichen Eigenschaft der Erfindung sind die oberen Wellen 6 der
Gitterebenen aufgeweitet, um die Länge l bzw. die als Einspannlänge bezeichnete
Länge l' zu optimieren, indem
die Stellen des Kontaktes 10, 11 und insbesondere
der Verbindung der Wellen 6 im Bereich des Obergurtes 1 voneinander
entfernt werden.
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Hierdurch
wird die zulässige
Druckbeanspruchung erhöht,
denn ein Teil der genannten Beanspruchung wird auf die oberen Wellen
der beiden Gitterebenen übertragen,
und demnach werden die Druckbelastungen im Bereich des den Obergurt 1 bildenden
Stahls, insbesondere des im Inneren der Welle enthaltenen Teils,
verringert. Folglich wird eine Verringerung der Durchbiegung des
Gitters unter Belastung erreicht.
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Zudem
wird aufgrund der besonderen Form der oberen Welle 6 jeder
der Gitterebenen eine Verringerung der Knicklänge L, bzw. L', des den oberen Gurt
bildenden Stahls zwischen den Schweißstellen der Wellen des Gitters
an dem genannten Stahl erreicht, das heißt zwischen den Verbindungszonen der
genannten Wellen an dem Obergurt.
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Sowohl
in 1 als auch in 4 wurde in gestrichelten
Linien und zum Vergleich die Anordnung der Gitterebenen des Standes
der Technik dargestellt. Dadurch wird es möglich, wesentlich klarer jeweils
die Verringerung der Knicklänge
L im Vergleich zu einer derartigen bei den Gitterträgern des Standes
der Technik vorhandenen Länge Λ und folglich
die Vergrößerung der
Einspannlänge
l im Vergleich zu einer derartigen gewöhnlich bei diesen gleichen
Trägern
des Standes der Technik verfügbaren Länge λ zu erkennen.
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So
wird eine bessere Einspannung des den Gurt bildenden Stahls erreicht,
wobei die von den oberen Wellen des Gitters gebildeten Knoten 10, 11 in
diesem Fall wie echte Einspannungen und nicht mehr wie Anlenkstellen
wirken. Die Bruchlast dieses Gitters ist dabei stark erhöht, wie
die verschiedenen durchgeführten
Biegeversuche zeigen. Die Sicherheit der Baustelle ist dabei faktisch
verstärkt.
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Wie
in den 1, 3 und 4 zu sehen ist, erkennt man, daß das Ende
der genannten oberen Wellen 6 sich leicht über den
Obergurt 1, mit dem sie fest verbunden sind, hinaus erstreckt.
Im übrigen
befindet sich diese Verlängerung
im wesentlichen in derselben Ebene wie die Gitterebene, welcher
sie zugeordnet ist. Dieses Vorragen ermöglicht die Ausführung von
Kreuznahtschweißungen
und eine Optimierung von deren Qualität zu erreichen.
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Diese
verschiedenen Ergebnisse wirken derart zusammen, daß sie dem
so hergestellten Träger eine
größere Traglänge verleihen,
ohne die Anbringung von Stützen
in einer provisorischen Phase zu erfordern, so daß der Einsatz
von Stützen
bei üblichen
Traglängen überflüssig wird.
Zudem wird dadurch die Verbesserung der Leistung eines derartigen
Trägers
ermöglicht,
wenn Stützenreihen
eingesetzt werden.
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Bei
einer in Verbindung mit den 4 und 5 dargestellten Ausführungsform
der Erfindung besteht die obere Gurtung nicht mehr aus einem, sondern zwei
Stahlstäben 1, 8,
um das Trägheitsmoment
des Trägers
zu erhöhen
und folglich die Durchbiegung zu verringern, wenn dieser belastet
ist. Wie klar zu erkennen ist, sind diese beiden Stäbe miteinander
in Kontakt, wobei der untere Stab 8 einen größeren Durchmesser
als der Gurt 1 aufweist, so daß er den gesamten in diesem
Bereich zwischen den beiden gegenüberliegenden Gitterebenen verfügbaren Raum
einnimmt. Die oberen Wellen sind, insbesondere durch Schweißen, mit
jedem der beiden Gurte 1, 8 fest verbunden.
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So
werden über
die gesamte Länge
des Trägers
die beiden Gurte gleichzeitig kontinuierlich auf automatischen Maschinen
abgerollt und an die beiden Gitterebenen widerstandsgeschweißt.
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Die
Knicklänge
des unteren Gurtes 8 ist aufgrund seines größeren Durchmessers
in bezug auf die des oberen Gurtes 1 mit geringerem Durchmesser
reduziert, was ihm eine größere Knickbeständigkeit
verleiht. Überdies
verhindert aufgrund des aneinandergesetzten Charakters der beiden
oberen Gurte der untere Gurt 8 das vertikale Knicken des
oberen Gurtes 1.
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Zudem
wird die Knickbeständigkeit
der oberen Stahlelemente und somit die Bruchlast des Trägers erhöht.
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Gleiches
gilt für
die geraden Stäbe
des Gitters und insbesondere die Untergurte 2 und 3,
deren Knicklänge
ebenfalls verkürzt
ist. Außerdem
erhöhen die
beiden Schweißungen
der Diagonalen an die beiden oberen Stäbe die Steifigkeit dieser Anordnung und
wandeln auch diese in eine Einspannung um. Daraus ergibt sich eine
Erhöhung
der Bruchlast durch Knicken dieser Diagonalen. Die gesamte Beständigkeit
des Trägers
ist dabei auch erhöht.
Folglich wird die Beständigkeit
des Trägers
in bezug auf die Scherkraft erhöht,
da diese durch die Belastung, welche das Knicken der Drähte des
Gitters bewirkt, und durch den Widerstand der Schweißungen begrenzt
wird.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind die oberen Wellen 6 mit den beiden Gurten 1 und 6 durch Schweißen verbunden.
Auf diese Weise wird die so erzeugte Druckwirkung optimiert.
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Dadurch
wird wiederum die potentielle Traglänge des Trägers erhöht. Bei dieser Ausführungsform
ist, wie in 4 klar zu
erkennen ist, die Knicklänge
des unteren Obergurtes 8 reduziert in bezug auf den oberen
Obergurt 1. Somit wird als Ergebnis eine Erhöhung der
gesamten Beständigkeit
des Trägers
erreicht.
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Ein
derartiger Träger
weist eine deutlich bessere Leistung auf als die zweier verschachtelter,
in derselben Betonplatte angeordneter Träger.
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Bei
einer Variante dieser Ausführungsform besteht
der genannte Obergurt nur aus einem einzigen Element 9,
weist jedoch eine komplexe Form mit einem Querschnitt in Form der
Zahl Acht auf, deren untere Schlaufe einen größeren Durchmesser als den der
oberen Schlaufe aufweist, wie beispielsweise in 6 zu erkennen ist. Bei dieser Anordnung sind
die oberen Wellen 6 im Bereich jeder der beiden die genannte
Acht bildenden Schlaufen fest verbunden.
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Diese
Form zielt darauf ab, dem Gurt und dadurch dem Träger die
gleichen, insbesondere mechanischen, Eigenschaften zu verleihen.
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Gemäß sekundären Eigenschaften
der Erfindung und wie insbesondere in den 1 und 4 zu
erkennen ist, sind die Gitterebenen in bezug auf die den Träger halbierende
Ebene symmetrisch zueinander.
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Zudem
sind die unteren Wellen der Gitterebenen viel weniger aufgeweitet
als die oberen Wellen, denn sie sind dazu bestimmt, von der Betonplatte ummantelt
zu sein, welche den Diagonalen des Gitters die Einspanneigenschaften
verleiht.
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Wie
man verstehen wird, sind die Traglänge ohne Stützen oder die Abstände zwischen
den Stützenreihen
der erfindungsgemäß hergestellten
Gitterträger
stark verbessert aufgrund der neuen Geometrie der genannten Träger und
aufgrund der Steigerung der mechanischen Eigenschaften, insbesondere
der Obergurte und der Diagonalen.