DE60020075T2

DE60020075T2 - Verbindungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60020075T2
Application number: DE60020075T
Authority: DE
Inventors: Michael Patrick Faringdon BYFIELD; Adeeb Bassam Bracknell BURGAN
Original assignee: Steel Construction Institute
Current assignee: Steel Construction Institute
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 2000-11-14
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2020-11-15
Also published as: US6754992B1; GB9927012D0; AU1402001A; AU773023B2; EP1144766B1; BR0007566A; WO2001036761A1; ATE295451T1; ES2242649T3; DE60020075D1; EP1144766A1; CA2360433A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Aufbau zur Verbindung lasttragender struktureller Bauteile und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf eine Vorrichtung zur Verbindung von Trägern, Säulen oder dergleichen strukturellen Bauteilen. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Verbindung derartiger Bauteile.
Herkömmliche Stahltragstrukturen oder Rahmentragwerke werden aus vorgeformten Trägern, Säulen und ähnlichen strukturellen Bauteilen zusammengesetzt. Im typischen Fall weisen die Träger angeschweißte Stützelemente auf, die auf vorgeformte Löcher in den Säulen ausgerichtet sind, wobei die Träger und Säulen dann durch Bolzen oder ähnliche Verbindungsglieder miteinander verbunden werden. In gleicher Weise werden zur Verbindung von Sekundärträgern mit Primärträgern an den Stegen der Sekundärträger angeschweißte Stahlstützelemente auf Löcher ausgerichtet, die in den Stegen der Primärträger (oder umgekehrt) angeordnet sind, wobei die Träger dann über Bolzen oder dergleichen verbunden werden. Die Anordnung dieser Stützelemente und Löcher erhöht die Kosten des Herstellungsverfahrens und die folgende notwendige Ausrichtung an Ort und Stelle, und die Befestigung der Bauteile kann zeitraubend und kostspielig sein.
Es ist bekannt, modular ausgebildete Trägerstrukturen zu benutzen, bei denen aufrecht stehende strukturelle Glieder mit einem oder mehreren Schlitzen versehen sind, in die Vorsprünge von horizontalen strukturellen Bauteilen eingreifen. Derartige Trägerstrukturen sind unter anderem in der US-PS-5592789 und den Patentanmeldungen GB-A-1051557 und GB-A-1240774 beschrieben. Ein Rahmenaufbau ist aus der US-PS-3513606 bekannt, bei dem rechtwinklige Stützen an einem vertikalen Rahmenteil über geschlitzte Adapterstützen montiert sind, die am Rahmen durch federbelastete Bolzen-Mutter-Glieder befestigt sind.
Derartige Strukturen und Aufbauten weisen eine Anzahl von Nachteilen auf.
Die US-PS-3977801 beschreibt eine Vorrichtung zur seitlichen Verbindung von strukturellen Bauteilen, beispielsweise Trägern und Säulen. Die Vorrichtung weist eine Platte mit einer Fläche und einem umschriebenen Rand auf, wobei wenigstens ein Schlitz sich von einem Rand der Platte nach innen erstreckt und wenigstens ein Bolzen nach außen von der Seite der Platte vorsteht. Die Platte wird vertikal durch Anschweißen an ein Ende eines Trägers fixiert, wobei der Bolzen oder die Bolzen sich in Schlitze mit offenen Enden erstrecken, die in gegenüberliegenden Enden der Säule angeordnet sind (oder an einer zweiten Platte, die an einer Seite der Säule angeschweißt ist), wobei geeignet positionierte Bolzen nach außen von den gegenüberliegenden Flächen der Säule (oder einem getrennten Plattenteil) vorstehen und sich in die seitlich offenen Schlitze der Platte erstrecken.
Eine Plattenstruktur, die eine Mehrzahl einzelner Plattenglieder aufweist, die durch flache Verbinder miteinander verbunden sind, ist in der US-A-3731956 beschrieben. Die Verbinder sind jedoch nicht lasttragend.
Die Benutzung einer solchen Vorrichtung erfordert einen beträchtlichen Anteil an Schweißverbindungen, um die erforderliche Verbindung von Säule zu Träger oder von Träger zu Träger herzustellen, und dies ist sowohl kostspielig als auch zeitraubend.
Die US-A-3849012 beschreibt eine lasttragende Verbindung zwischen einem strukturellen Tragkörper und einem strukturellen Körper, der über eine Verbindung abgestützt ist, die aus Bolzen besteht, die einen Schaft und einen Kopf aufweisen und mit entsprechend beabstandeten Schlitzen in dem abgestützten Bauteil zusammenwirken, wobei die Schlitze einen Kopf und einen in der Breite verminderten Hals aufweisen.
Die WO-A-9319642 beschreibt ein Rahmenwerk, das zur Benutzung in einem Selbstbauregal für eine Werkbank oder einem ähnlichen Aufbau geeignet ist. Das Regal besteht aus vier vertikalen Eckpfosten mit einem Winkelquerschnitt, an denen ein lippenartiger Abschnitt horizontaler Tragkörper befestigt ist, die ihrerseits eine Abstützung für die Regalbretter bilden. Die Befestigung der horizontalen Stützen für die Pfosten erfolgt über Schlitze, die in den Pfosten ausgebildet sind und Stehbolzen, die von der Flanschseite eines jeden horizontalen Tragkörpers nach innen vorstehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lasttragende Verbindung von Säulen, Trägern und ähnlichen strukturellen Bauteilen zu schaffen, wodurch wenigstens teilweise die strukturellen und anderen Nachteile bekannter Tragkörper vermieden werden, die mit Schlitzen, wie oben erwähnt, ausgestattet sind, wobei ein relativ einfacher Aufbau und eine einfache Zerlegung möglich wird.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die Erfindung mittels eines Aufbaus, wie dieser in Anspruch 1 definiert ist und entsprechend durch ein Verfahren, wie dieses in Anspruch 19 definiert ist.
Der Flansch kann auch mit einer Gruppe von zwei oder mehreren distanzierten Schlitzen versehen werden, von denen jeder einen vergrößerten unteren Abschnitt und einen koextensiven schmaleren oberen Abschnitt aufweist und so dimensioniert ist, dass ein Stehbolzen aufgenommen werden kann, der von einer Oberfläche des Tragkörpers vorsteht.
Vorzugsweise besitzt jede Gruppe zwei oder mehrere allgemein vertikal verlaufende im Abstand angeordnete Schlitze.
Der Ausdruck "Stehbolzen", wie er in dieser Beschreibung benutzt wird, bezieht sich auf ein Bauteil, der von einer Oberfläche eines Trägers, einer Säule oder eines ähnlichen strukturellen Bauteils vorsteht oder durch diesen hindurchsteht und einen Kopf aufweist, der an einem Ende eines Schaftes angeordnet ist.
Der Ausdruck "allgemein vertikal", wie er in Bezug auf die Schlitze einer Gruppe benutzt wird, bedeutet, dass ein solcher Schlitz über einem anderen Schlitz oder Schlitzen einer Gruppe angeordnet ist. Dieser Ausdruck umfasst Situationen, bei denen ein Schlitz über, aber auf einer Seite eines anderen Schlitzes oder anderer Schlitze befindlich ist.
Vorzugsweise stehen die Bolzen horizontal oder im Wesentlichen horizontal von jedem strukturellen Bauteil vor.
Der Schaft der Stehbolzen ist vorzugsweise an dem jeweiligen strukturellen Bauteil durch Verschweißen festgelegt. Stattdessen kann der Schaft durch ein geeignet bemessenes Loch in dem jeweiligen strukturellen Bauteil hindurchstehen und an Ort und Stelle durch einen Bolzen befestigt werden, der in ein Gewindeende des Schaftes eingeschraubt ist. Bei dieser Anordnung kann der Schaft einen Bund aufweisen, der gegen den Rand um das Loch stößt, das in dem Bauteil angeordnet ist und dadurch den Bolzenkopf von dem Bauteil distanziert. Es können auch andere Befestigungsmittel vorgesehen werden. Vorzugsweise sind die Stehbolzen Scherbolzen, und sie bestehen aus Stahl, beispielsweise reinem Kohlenstoffstahl oder galvanisiertem Stahl.
Die Scherbolzen sind vorzugsweise im gleichen Abstand über die gesamte Länge oder über einen Teil der Länge des jeweiligen strukturellen Bauteils angeordnet. Im typischen Fall sind die Bolzen vertikal oder horizontal längs der Spannweite des strukturellen Körpers oder über einen Teil hiervon ausgerichtet angeordnet. Die Stehbolzen können eine gleiche Länge aufweisen.
Die Länge eines jeden Stehbolzens ist allgemein abhängig von den physikalischen Eigenschaften des Verbinders und/oder der Platte, aus der der Verbinder erzeugt wird. Vorzugsweise ist die Länge eines jeden Stehbolzens nur geringfügig größer als die Wanddicke des Verbinders. Im typischen Fall ist die Schaftlänge bis zu einigen Millimetern größer als die Dicke der Platte, in der der Schlitz eingeschnitten ist. Beispielsweise ist die Länge des Bolzens um 5 mm größer oder vorzugsweise zwischen 1 und 3 mm größer. Im typischen Fall hat der Schaft eine Länge zwischen 6 und 26 mm und die entsprechende Plattendicke liegt zwischen 5 und 25 mm. Eine typische Plattendicke liegt zwischen 10 und 20 mm.
Der Schaftdurchmesser ist allgemein abhängig von der durch den Verbinder abzustützenden Belastung. Im typischen Fall hat der Schaft einen Durchmesser zwischen 5 und 50 mm und vorzugsweise zwischen 10 und 30 mm, beispielsweise einen Durchmesser von 19 mm.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Schlitze in Form eines Schlüssellochs gestaltet. Unter dem Ausdruck "Schlüsselloch" soll ein Schlitz verstanden werden, der einen Halsabschnitt aufweist, der koextensiv mit einem vergrößerten Kopfabschnitt verläuft. Die Ränder von Kopfabschnitt und Halsabschnitt des Schlitzes können gekrümmt verlaufen. Der Kopfabschnitt des Schlitzes ist genügend groß, um den Kopf eines Stehbolzens aufzunehmen. Im typischen Fall ist der vergrößerte Kopfabschnitt des Schlitzes um 0,5 bis 3 mm größer als der Durchmesser des Bolzenkopfes.
Der Halsabschnitt des Schlitzes ist im typischen Fall so gestaltet, dass er mit den Seiten des Schaftes des Bolzens (oder mit geringem Abstand hiervon) zusammenwirkt. Im typischen Fall ist die Breite des Halsabschnitts des Schlitzes um 0,5 bis 3 mm größer als der Durchmesser des Bolzenschaftes.
Die Form der Schlitze und der Querschnitt von Bolzenkopf und Schaft ist vorzugsweise kreisförmig, obgleich auch andere Formen möglich sind. So kann der Bolzenkopf und der vergrößerte Abschnitt des Schlitzes beispielsweise kreisrund, quadratisch, dreickig oder in irgendeiner anderen geeigneten Gestalt ausgebildet sein.
Die strukturellen Bauteile sind vorzugsweise kaltgewalzte oder warmgewalzte Stahlprofile, im typischen Fall mit einem Doppel-T-Profil bei den Säulen und einem T-Profil bei den Trägern. Vorzugsweise sind die strukturellen Bauteile warmgewalzte Säulen und Träger.
Vorzugsweise bestehen die Träger, die Säulen, die strukturellen Bauteile und die Verbinder aus Stahl. Es können jedoch auch andere Materialien mit den erforderlichen physikalischen Eigenschaften benutzt werden.
Der Verbinder kann in Form einer Winkelplatte ausgebildet sein, die aus einem Flansch und einem integralen Steg besteht, die senkrecht aufeinanderstehen. Vorzugsweise besitzt die Winkelplatte einen L-Querschnitt oder einen T-Querschnitt. Stattdessen können jedoch auch andere Verbinderabschnitte benutzt werden. Der Winkel zwischen den Flanschen liegt im typischen Fall zwischen 60° und 120° und vorzugsweise beträgt der Winkel 90°.
Der Verbinder kann aus Längen von warm- oder kaltgewalztem Stahl bestehen, die im typischen Fall aus einem Doppel-T-Querschnitt bestehen. Durch Aufteilen eines Doppel-T-Trägerprofils können T-Träger aus gewalztem Stahl erzeugt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Verbinder aus Längen von warmgewalztem Stahl erzeugt. Stattdessen können die Verbinder auch aus Stahlbändern bestehen, in denen Schlitze ausgestanzt sind und die dann gefaltet werden, um einen L-Querschnitt zu erzielen.
Stattdessen kann der Verbinder aus Stahlplatten bestehen, bei denen die erforderlichen Schlitze beispielsweise durch Brennschneiden oder einen Stanzprozess ausgeformt werden, wobei dann die Platten miteinander verschweißt werden, um das erforderliche T-Profil oder L-Profil zu erhalten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel besteht der Verbinder aus einer metallischen Winkelplatte, die einen Flansch und einen integralen Steg aufweist, die eine Gruppe von im Wesentlichen vertikal beabstandeten schlüssellochartigen Schlitzen aufweist, wobei die Schlitze des Flansches relativ zu den Schlitzen des Steges umgekehrt angeordnet sind.
Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die Schlüssellochschlitze des Flansches jeweils einen vergrößerten unteren Kopfabschnitt, um den Kopf eines Scherbolzens aufzunehmen und einen koextensiven schmaleren oberen Halsabschnitt, um an dem Schaft des Scherbolzens anzugreifen und eine erste Verbindung zwischen dem Verbinder und einer Trägersäule oder einem Primärträger herzustellen, wobei der Verbinder sensu lato durch die Stützsäule oder einen Primärträger abgestützt ist. Der Verbinder "hängt von" den Stehbolzen der Stützsäule oder des Primärträgers sensu stricto herab.
Die Schlitze in dem Steg bewirken eine zweite Verbindung zwischen dem Verbinder und einem Träger, der durch eine Trägersäule oder einen Primärträger abgestützt wird, wobei der Verbinder senu lato den abgestützten Träger haltert. Es ist wesentlich, dass der Verbinder sensu stricto einen "Hänger" bildet, der den abgestützten Träger oder den Sekundärträger abstützt.
Die Schlitze können in dem Verbinder durch Brennschneiden, durch Stanzen oder andere geeignete Verfahren hergestellt werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel besteht der Verbinder aus einer metallischen Winkelplatte, die einen Flansch und einen integralen Steg aufweist, wobei nur der Steg mit einer Gruppe von allgemein vertikal beabstandeten Schlüssellochschlitzen versehen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Flansch am Tragkörper durch Bolzen, durch Verschweißen oder dergleichen verbunden, wobei die Schlitze des Steges eine sekundäre Verbindung zwischen Verbinder und abgestütztem Bauteil bewirken.
Stattdessen können mehrere Stehbolzen von wenigstens einer Oberfläche des Tragkörpers vorstehen, und jeder Stehbolzen weist einen Schaft auf, der an dem Tragkörper befestigt ist und der einen Kopf aufweist; bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Gruppe von allgemein vertikal beabstandeten Schlitzen im Flansch ausgebildet und jeder Schlitz weist einen Kopf und einen schmaleren Halsabschnitt auf, der über dem Kopf koextensiv zu diesem liegt, wobei die Schlitze so dimensioniert und angeordnet sind, dass die Köpfe der Stehbolzen, die von der Oberfläche des Tragkörpers vorstehen, durch die Köpfe der Schlitze im Verbinderflansch hindurchstehen können und die Schäfte von den Halsabschnitten der Schlitze aufgenommen werden.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 veranschaulicht einen zwischen zwei Säulen abgestützten Träger, wobei Träger und Säulen durch die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung miteinander verbunden sind;
2 veranschaulicht eine perspektivische Teilansicht des Aufbaus gemäß 1 in größerem Maßstab gezeichnet;
3 veranschaulicht den Aufbau gemäß 2, wobei jedoch der Träger entfernt ist;
4 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht des Verbinders gemäß 2, wobei die rückwärtige Oberfläche des Flansches des Verbinders gezeigt ist;
5 zeigt die Form der Schlitze, die im Flansch und im Steg des Verbinders ausgebildet sind;
6 ist eine Stirnansicht eines Trägers ähnlich jenem, wie er in 1 dargestellt ist, wobei jedoch deutlicher die Form der Scherbolzen ersichtlich ist, die von einer Seitenoberfläche des Steges des Trägers vorstehen;
7 ist eine perspektivische Ansicht eines Scherbolzens gemäß 6;
8 zeigt eine ähnliche Verbindungsvorrichtung, wie in 1 bis 4 dargestellt ist, jedoch ist hier ein Träger mit einer hohlen Säule quadratischen Querschnitts verbunden;
9 ist eine perspektivische Ansicht eines Aufbaus eines Primärträgers, der einen Sekundärträger abstützt, wobei die Träger durch eine Verbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung miteinander verbunden sind;
10 ist eine perspektivische Ansicht eines abgewandelten gemäß der Erfindung ausgebildeten Verbinders, der eine Verbindung von Träger zu Träger herstellt;
11 veranschaulicht einen erfindungsgemäß ausgebildeten warmgewalzten Verbinder mit L-förmigem Querschnitt;
12 ist eine perspektivische Ansicht eines Aufbaus von Säule, Träger und dem alternativen Verbinder gemäß 11;
13 zeigt einen Aufbau von Säule, Träger und kaltverformten Verbindern, ähnlich wie in den 11 und 12 dargestellt;
14 zeigt den Aufbau nach 13, wobei der Träger abgenommen ist;
15 ist eine perspektivische Ansicht eines abgewandelten Scherbolzens, der gemäß der Erfindung ausgebildet ist;
16 ist eine Schnittansicht eines Trägers, aus dessen Steg eine Gruppe von Verbindern gemäß 15 vorsteht;
17 veranschaulicht eine Gruppe von Scherbolzen, die an einer Platte festgelegt sind und später an einem strukturellen Bauteil festgelegt werden;
18 zeigt die Platte gemäß 16, die am Flansch und am Steg einer Säule festgelegt ist;
19 ist eine perspektivische Ansicht eines abgewandelten erfindungsgemäß ausgebildeten Verbinders;
20 ist eine perspektivische Ansicht eines Doppel-T-Trägers, aus dem der Verbinder nach 19 erzeugt wird;
21 und 22 sind perspektivische Ansichten alternativ ausgebildeter Schlitze und Stehbolzen gemäß der Erfindung;
23 veranschaulicht einen Verbinder, der nicht gemäß der Erfindung ausgebildet ist;
24A und 24B sind perspektivische Ansichten einer Trägersäule und eines abgestützten Trägers mit modifizierten Stehbolzen, um den Verbinder nach 23 aufzunehmen;
25 ist eine perspektivische Ansicht des Aufbaus von Verbinder, Säule und Träger gemäß 23, 24A und 24B;
26 und 27 sind perspektivische Ansichten, die einen abgewandelten Verbinder veranschaulichen, der gemäß der Erfindung ausgebildet ist;
28 ist eine perspektivische Ansicht eines abgewandelten gemäß der Erfindung ausgebildeten Verbinders, der eine Verbindung von Träger zu Träger bewirkt;
29 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren abgewandelten Verbinders gemäß der Erfindung; und
30 bis 32 sind perspektivische Ansichten abgewandelter Scherbolzen, die gemäß der Erfindung ausgebildet sind.
Bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen sind gleiche Teile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 bis 4 veranschaulichen zwei warmgewalzte Stahlsäulen 1 mit Doppel-T-Querschnitt, die einen warmgewalzten Stahlträger 2 mit Doppel-T-Querschnitt über warmgewalzte Stahlverbinder 3 tragen und die erfindungsgemäße Vorrichtung bilden. Die Säulen 1 definieren Tragkörper zur Abstützung des Trägers 2, d.h. des abgestützten Teils. Die Verbinder 3 können auch aus anderen Materialien als Stahl bestehen, wenn diese die erforderlichen physikalischen Eigenschaften aufweisen, stattdessen können sie aus einer kaltgewalzten Stahlplatte hergestellt sein. Wie deutlicher aus den 3 und 4 ersichtlich, hat jeder Verbinder 3 einen T-Querschnitt und besteht aus einem Flansch 4 und einem integralen Steg 5. Der Ausdruck "Flansch" bezieht sich auf jenen Verbinderteil, der mit dem Trägerteil verbunden wird, und der Ausdruck "Steg" bezieht sich auf jenen Verbinderteil, der mit einem abgestützten Bauteil verbunden wird.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß 1 bis 4 liegt der Steg 5 allgemein senkrecht zum Flansch 4, und er liegt in der Mitte des Flansches. Andere Ausbildungen des Verbinders sind denkbar, und einige dieser Abwandlungen werden weiter unten beschrieben. Zwei Gruppen von vertikal beabstandeten Schlitzen 6a, 6b sind im Flansch bzw. im Steg angeordnet. Wie dargestellt, hat jeder Schlitz die Gestalt eines Schlüssellochs. Wie oben erwähnt, ist dies jedoch nicht immer der Fall. Die Gruppe der Schlitze 6a ist auf jeder Seite des Steges 5 angeordnet. Jeder Schlitz 6a, 6b besitzt einen runden Kopf 7a, 7b bzw. einen koextensiven Hals 8a, 8b. Das geschlossene Ende eines jeden Schlitzhalses 8a, 8b ist halbrund. Bei den Schlitzen 6a des Flansches liegt jeder Halsabschnitt 8a über dem jeweiligen Kopf 7a, und bei den Schlitzen 6b des Steges liegt jeder Halsabschnitt 8b unter dem jeweiligen Kopf 7b. Demgemäß sind die Schlitze des Steges gegenüber den Schlitzen des Flansches umgekehrt. Es können mehr als zwei Gruppen von Schlitzen 6a, 6b im Flansch und/oder im Steg vorgesehen werden.
Die Verbinder 3 können in bestimmte Längen aus Längen von warmgewalztem Stahl mit geeignetem Profil abgeschnitten werden. Der erforderliche T-Querschnitt kann dadurch erzeugt werden, dass ein warmgewalzter Doppel-T-Träger im Steg aufgeschnitten wird. Die Schlitze 6a, 6b können in einem kontinuierlichen Verfahren im Flansch und im Steg durch Brennschneiden, Stanzen oder andere geeignete Verfahren angebracht werden. Durch Aufschneiden in vorbestimmte Längen können die oberen Schlitze einer gegebenen Gruppe des Steges 4 offen sein (vergleiche beispielsweise die oberen Schlitze 6b im Steg 5). In gleicher Weise können die unteren Schlitze einer gegebenen Gruppe des Flansches 4 offen sein (vergleiche beispielsweise die unteren Schlitze 6a des Flansches 4).
Stattdessen können die Verbinder 3 aus Stahlplatten hergestellt werden, bei denen die erforderlichen Schlitze beispielsweise durch Brennschneiden oder durch Stanzen erzeugt werden. Die Platten werden dann miteinander verschweißt, um das erforderliche T-Profil oder das Doppel-T-Profil zu erhalten.
Gruppen von allgemein beabstandeten Scherbolzen 11 stehen von den benachbarten Flächen der Säulen 1 und des Trägers 2 vor. Typische Scherbolzen sind in den 6 und 7 dargestellt. Jeder Scherbolzen weist einen Kopf 12 auf, der so dimensioniert ist, dass er durch den Schlitzkopf 7a, 7b hindurchtreten kann, und der Bolzen weist ferner einen Schaft 14 auf, der so bemessen ist, dass er in den Halsabschnitt 8a, 8b der Schlitze 6a, 6b einpasst. Vorzugsweise sind die Abmessungen des Schlitzes nur geringfügig größer als die entsprechenden Abmessungen der Scherbolzen.
Wie dargestellt, stehen Gruppen von Scherbolzen von dem Steg und den Flanschen der Säulen und/oder der Träger vor. Manche dieser Bolzen sind für einen bestimmten Zusammenbau nicht erforderlich, jedoch bedeutet ihr Vorhandensein, dass individuelle Säulen und Träger für eine Vielzahl unterschiedlicher Aufbauten benutzt werden können.
Eine bevorzugte Schlüssellochgestalt der Schlitze 6a und 6b ist deutlich aus 5 ersichtlich. Die Formgestalt eines jeden Schlitzes 6a ist gleich der Formgestalt eines jeden Schlitzes 6b, aber in umgekehrter Anordnung. Die Krümmungsmittelpunkte von Kopf und dem unteren Ende des Halses sind mit C₁ bzw. C₂ bezeichnet. Die Krümmungsmittelpunkte C₂ der Halsabschnitte benachbarter Schlitze von Flansch und Steg liegen in einer gemeinsamen horizontalen Ebene. Der Abstand zwischen den Krümmungsmittelpunkten C₁ und C₂ ist mit "L" bezeichnet. Der Abstand L beeinflusst die Zugfestigkeit der Verbindung. Wenn der Abstand L klein ist, dann ist die Zugfestigkeit niedrig; es können jedoch mehr Stehbolzen auf einer gegebenen Länge des Flansches oder des Steges untergebracht werden. Wenn andererseits der Abstand L groß ist, können weniger Schlitze untergebracht werden, aber die Zugfestigkeit der Verbindung ist höher.
Es können auch noch andere Schlüssellochformen benutzt werden, wobei ein Kriterium in einem Halsabschnitt besteht, der koextensiv mit einem vergrößerten Abschnitt ist.
Die Querpositionen der Krümmungsmittelpunkte C₁, C₂ des Steges beeinflussen die Spannungen, die in den Flansch und die Scherbolzen eingeführt werden, die mit dem Flansch verbunden sind. Die auf den Steg des Verbinders ausgeübte Reaktionskraft wirkt von der Rückseite des Flansches. Diese Reaktion bewirkt ein Moment, dem die Zugkräfte in den oberen Reihen der Scherbolzen auf dem Abstützbauteil entgegenwirken und durch Kompressionskräfte an der Basis der Winkelplatte des Flansches des Verbinders. Indem der Abstand zwischen den Schlitzmittellinien des Steges und der Rückseite der Flansche vergrößert wird, ergibt sich ein entsprechendes Ansteigen dieser Beanspruchungen, während die vertikalen Scherkräfte im Wesentlichen unverändert bleiben. Demgemäß ist es zweckmäßig, den Abstand zwischen den Schlitzmittellinien C₁, C₂ des Steges des Verbinders und der Rückseite des Flansches auf einem Minimum zu halten. Die Scherbolzen am Steg des abgestützten Bauteils sollten nicht so nahe am Ende des Bauteils angeordnet werden, dass sie die Integrität der Verbindung beeinträchtigen, was unter anderem ein Auswölben des Steges des abgestützten Bauteils zur Folge haben könnte.
Wie in den 6 und 7 dargestellt, ist jeder Bolzenkopf 12 und jeder Bolzenschaft 14 im Querschnitt kreisförmig. Andere Kopf- und Schaftquerschnitte können jedoch benutzt werden. Der Durchmesser eines jeden Schaftes 14 ist nur geringfügig kleiner als die Breite der Halsabschnitte 8a, 8b der Schlüssellochschlitze 6a, 6b, und der Durchmesser eines jeden Kopfes 12 ist nur geringfügig kleiner als der Durchmesser der Kopfabschnitte 7a, 7b der Schlitze, aber größer als die Breite der Halsabschnitte der Schlitze. Der Schaft 14 ist im typischen Fall an dem strukturellen Bauteil durch Verschweißen festgelegt. Andere Befestigungsverfahren können jedoch Anwendung finden. In 6 sind die Schweißungen mit dem Bezugszeichen 9 bezeichnet. Wie dargestellt, weisen diese Schweißungen eine Kehle auf, die vom Steg des Trägers vorsteht, an dem der Bolzen befestigt ist. Es können auch Schweißverfahren benutzt werden, die nicht zur Erzeugung von Schweißkehlen führen.
Im Betrieb werden die Verbinder 3 von den Scherbolzen 11 getragen, die von den Trägersäulen 1 vorstehen, wobei der Schaft 14 der Bolzen innerhalb der oberen Ränder der Schlitzhalsabschnitte 8a, 8b in Berührung mit diesen liegt. Die Rückseite eines jeden Verbinders steht nunmehr in Berührung mit der benachbarten Fläche der anstoßenden Säule oder liegt nahe an dieser. Nachdem die Verbinder auf die Stehbolzen 11 einer jeden Säule aufgesetzt sind, wird der Träger 2 in seine Lage überführt, wobei die nach außen vorstehenden Bolzen den Schlitzen 6b des Steges gegenüberliegen. Die Köpfe 12 der Stehbolzen 11, die von dem Träger vorstehen, werden in die Schlitzköpfe 7b eingeführt, und der Träger 2 wird nach unten bewegt, bis der Schaft 14 der Bolzen in Berührung mit den unteren Rändern der Halsabschnitte 8b steht.
Es können komplementäre Löcher in dem Stützbauteil und dem abgestützten Bauteil eingebohrt oder auf sonstige Weise eingebracht werden, um die Ausrichtung während des Zusammenbaus zu erleichtern.
Die Belastung verläuft vom Träger 2 nach jeder Säule 1 über die Scherbolzen, die am Steg des Trägers festgelegt sind, nach dem Steg 5 und dem Flansch 4 des jeweiligen Verbinders und über die Scherbolzen, die am Flansch der Säule 1 angeschweißt sind, nach der Säule 1.
Es ist klar, dass die Größe und die Proportionen der Dimensionen der Verbinder und der Schlüssellochschlitze die Festigkeit eines möglichen Bruchs beeinflusst, da diese die Festigkeit der geschaffenen Verbindung bestimmen.
Die Länge des Verbinders ist im Wesentlichen begrenzt durch den Raum, der zwischen den Flanschen des abgestützten Bauteils verfügbar ist.
Wenn es notwendig ist, die Scherkapazität eines Verbinders zu erhöhen, können zusätzliche Schlitze und Scherbolzen über zusätzliche Schlitzreihen angeordnet werden. Beispielsweise können vier Reihen von Schlitzen in jedem Flansch des Verbinders eingebracht werden.
Der Durchmesser des Schaftes eines jeden Scherbolzens beträgt im typischen Fall 19 mm, obgleich die genaue Durchmesserwahl von der erforderlichen Festigkeit der Verbindung abhängt. Um warmgewalzte Stahlabschnitte miteinander zu verbinden, ist es unwahrscheinlich, dass der Schaftdurchmesser kleiner als 10 mm gehalten werden kann. In gewissen Fällen kann der Schaftdurchmesser zwischen 5 und 50 mm oder zwischen 10 und 30 mm oder zwischen 15 und 25 mm liegen. Das Verhältnis zwischen dem Kopfdurchmesser und dem Schaftdurchmesser beeinflusst die Fähigkeit, Lasten zu widerstehen, ohne einen Durchzug durch den Schlitz zu bewirken. Beträchtliche Zugkräfte entwickeln sich an der Oberseite der Scherbolzen am abstützenden Stahlträger infolge der Exzentrizität, die durch den abgestützten Stahlträger ausgeübt wird. Diese Zugspannungen erfordern, dass der Bolzenkopf einen beträchtlich größeren Durchmesser besitzt als der Schaft, damit ein Durchziehen durch den Schlitz vermieden wird, was die Lastträgerkapazität der Verbindung schwerwiegend beeinträchtigen könnte. Eine experimentelle Überprüfung ist ein sicheres Verfahren, um ein geeignetes Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Kopfes und dem Durchmesser des Schaftes für die Scherbolzen zu bestimmen.
Die Scherbolzen bestehen im typischen Fall aus dem gleichen oder einem ähnlichen Werkstoff wie der abgestützte strukturelle Bauteil und der Verbinder. Die Scherbolzen sind stark genug, um zu verhindern, dass die Lagerbeanspruchungen, die durch den Verbinder ausgeübt werden, einen Bruch der Bolzen bewirken.
Wie oben erwähnt, ist die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung in erster Linie bestimmt, um warmgewalzte Stahlabschnitte, beispielsweise mehrgeschossige Versteifungsrahmen, miteinander zu verbinden. Da die Verbindungen eine relativ geringe Fähigkeit haben, Momenten zu widerstehen, ist es gegenwärtig nicht beabsichtigt, die Verbindung in unversteiften Rahmen zu benutzen.
Nunmehr wird auf 8 der Zeichnung Bezug genommen. Der Verbinder wird benutzt, um den Träger 2 an einer Oberfläche einer hohlen Säule 16 mit allgemein quadratischem Querschnitt anzubringen. Die Säule besitzt Scherbolzen 11, die von jeder ihrer Oberflächen vorstehen, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, Träger daran aufzuhängen. Im Übrigen ist der Aufbau der gleiche wie in 2 dargestellt.
Der Aufbau gemäß 9 zeigt einen Sekundärträger 17 (als abgestützten Bauteil), dessen Steg 18 über einen Verbinder 3 mit dem Steg 19 eines Primärträgers 2 (des abstützenden Bauteils) verbunden ist. Um eine Anpassung an den oberen Flansch 21 des Primärträgers 2 vorzunehmen, ist das Ende des Flansches 22 des Sekundärträgers 17 teilweise abgeschnitten.
10 veranschaulicht eine Verbindung von Träger zu Träger mit relativ geringer Festigkeit, wobei die Zahl der Schlitze 6a und der Stehbolzen 11 auf ein Minimum beschränkt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jeder Flansch 4 mit zwei Schlitzen auf jeder Seite des Flansches ausgestattet, um eine Stegverbindung mit dem Steg 5 herzustellen, der zwei Schlitze 6b aufweist, wobei nur der untere Schlitz allseitig von Stegmaterial umschlossen ist.
Ein anderer Verbinder 23 mit L-Querschnitt ist in 11 dargestellt. Der Verbinder 23 besteht aus einem Flansch 24 und einem integral hiermit ausgebildeten Steg 25. Der Flansch und der Steg sind jeweils mit einer einzigen Reihe von Schlitzen 6a, 6b versehen, wobei jeder Schlitz einen kreisbogenförmigen Kopf 7a, 7b und einen koextensiven Hals 8a, 8b besitzt. Wie bei den oben diskutierten Ausführungsbeispielen liegt bei den Schlitzen 6a des Flansches jeder Halsabschnitt 8a über dem entsprechenden Kopfabschnitt 7a, und bei den Schlitzen 6b des Steges liegt jeder Halsabschnitt 8b unter dem entsprechenden Kopfabschnitt 7b. Auf diese Weise sind wiederum die Schlitze des Steges gegenüber den Schlitzen des Flansches umgekehrt. Es kann mehr als eine Reihe von Schlitzen im Flansch und/oder im Steg vorgesehen werden.
Der Verbinder 23 kann von Längen eines Stahlbandes abgeschnitten und dann warmgewalzt oder kaltgeformt durch Faltung auf den erforderlichen L-Querschnitt gebracht werden. Der in 11 dargestellte Verbinder wurde aus einer Länge eines warmgewalzten Winkelträgers hergestellt. Die Schlitze werden angebracht, bevor der Verbinder auf seine Länge geschnitten ist.
12 zeigt den Verbinder 23 gemäß 11, welcher eine Verbindung zwischen dem Steg einer Trägersäule 1 und dem Steg eines abgestützten Trägers 2 bildet.
Wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen nehmen die Schlitze 6a des Flansches 24 die vorstehenden Stehbolzen 11 auf, die am Steg der Säule 1 angeschweißt sind, wobei der Schaft der Stehbolzen in Berührung mit den bogenförmigen Enden der Halsabschnitte 8a steht, und die vorstehenden Stehbolzen des Steges des Trägers befinden sich in Berührung mit den bogenförmigen Enden der Halsabschnitte 8a der Schlitze des Steges 25. Die bogenförmigen Halsabschnitte benachbarter Schlitze des Flansches und des Steges liegen in gemeinsamen allgemein horizontalen Ebenen.
Nunmehr wird auf die 13 und 14 Bezug genommen. Hier sind zwei im Querschnitt L-förmige Verbinder 23 seitlich nebeneinander angeordnet, um eine Verbindung zwischen einer Trägersäule 1 und einem abgestützten Träger 2 zu schaffen. Die Verbinder liegen spiegelbildlich zueinander. Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzen Flansch 24 und Steg 25 eines jeden Verbinders 23 zwei im Allgemeinen vertikal beabstandete Schlitzreihen 6a, 6b. Die Reihen von Scherbolzen 11, die von einer äußeren Flanschoberfläche der Säule 1 vorstehen, tragen die Flansche des Verbinders 23 derart, dass die Schlitze 6b des Steges 25 des Verbinders aufeinander ausgerichtet sind. Die Scherbolzen des Trägersteges stehen durch die Halsabschnitte 8b der Schlitze 6b des benachbarten Verbinderstegs 25 hindurch und werden davon getragen. Natürlich muss die Schaftlänge dieser Stehbolzen genügend groß sein, damit die Bolzenköpfe über den Rändern des Steges längs der Halsabschnitte der Schlitze liegen können. Aus 13 ist ersichtlich, dass die Reihe der Bolzen 11 aus dem Steg der Säule 1 vorsteht.
Ein abgewandelter Scherbolzen 27 ist in 15 dargestellt. Wie bei dem oben beschriebenen Scherbolzen 11 besitzt der Scherbolzen 27 einen Kopfabschnitt 12 und einen Schaft 14. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch das dem Kopf gegenüberliegende Ende des Schaftes 14 mit einer Endscheibe 28 versehen, die, wie aus 16 ersichtlich, der Oberfläche der Säule oder des Trägers anliegt, mit der er befestigt ist. Die Endscheibe 28 bewirkt eine Verminderung der hohen Lagerbeanspruchungen, die durch Verschweißen zwischen den Scherbolzen, wie sie oben beschrieben wurden, und dem Abschnitt auftritt, an dem sie festgelegt sind.
Die 17 und 18 veranschaulichen ein abgewandeltes Verfahren zur Befestigung der erforderlichen Stehbolzenreihe an der Oberfläche des Flansches oder Steges der abstützenden oder abgestützten Bauteile. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Stehbolzen 11 an Stahlplatten 29 angeschweißt, die ihrerseits an der entsprechenden Oberfläche von Säule oder Träger verschweißt sind. Es können andere Mittel zur Befestigung benutzt werden, wie dies aus 24A und 24B ersichtlich ist.
In 24A sind die Stehbolzen 42 an einer Trägersäule 1 angeschweißt und in 24B sind sie an einem abgestützten Träger 2 angeschweißt. Es ist ersichtlich, dass die Enden der Bolzen über einen Winkel von etwa 90° abgebogen sind. Die Bolzen sind an der Säule derart angeschweißt, dass ihre Enden nach oben weisen, und am Träger sind sie so angeschweißt, dass ihre Enden nach unten weisen. Die Bolzen können, wie dargestellt, einen quadratischen Querschnitt besitzen oder sie können rund, rechteckig oder mit einem anderen Querschnitt ausgebildet sein. Der Winkel, unter dem das Ende eines jeden Bolzens gegenüber dem Schaft steht, kann sich von der dargestellten Ausführungsform unterscheiden.
Wie aus 25 ersichtlich, stehen im Betrieb die Enden der Bolzen durch die Schlitzköpfe hindurch und greifen an den Enden der Verbinder entweder über oder unter den Schlitzen an.
Ein abgewandelter Verbinder ist in den 26 und 27 dargestellt. Wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen besteht der dargestellte Verbinder 3 aus einem Flansch 4 und einem integral hiermit ausgebildeten Steg 5. Der Verbinder gemäß 26 hat einen T-förmigen Querschnitt. Er kann stattdessen jedoch auch L-förmig gestaltet sein oder irgendeine andere Gestalt haben, wie dies vorstehend beschrieben wurde. Wie dargestellt, ist der Verbinder warmgeformt. Stattdessen kann er durch Kaltformung oder durch Platten hergestellt werden, die miteinander verschweißt sind. Wie bei den früheren Ausführungsbeispielen ist der Steg 5 mit zwei Reihen allgemein vertikal beabstandeter Schlitze 6b versehen. Wie dargestellt, hat jeder Schlitz die Form eines Schlüssellochs mit einem runden Kopf 7b und einem koextensiven Halsabschnitt 8b unter dem jeweiligen Kopfabschnitt 7b. Es können mehr als zwei Schlitzreihen 6b im Steg vorgesehen werden.
Die in den 26 und 27 dargestellten Verbinder 3 unterscheiden sich von den oben beschriebenen dadurch, dass der Flansch 4 mit zwei Reihen von Durchgangslöchern 45 versehen ist, wobei jeweils eine Reihe auf jeder Seite der Verbindung zwischen Steg und Flansch angeordnet ist.
Wie deutlich aus 27 ersichtlich, ist der Verbinder an der Trägersäule 1 durch Bolzen 46 festgelegt, die in Durchgangslöcher 45 und komplementär angeordnete Durchgangslöcher der Trägersäule gesteckt sind. Andere Möglichkeiten der Verbindung des Flansches an der Säule können vorgesehen werden, beispielsweise eine Verschweißung der Rückseite des Flansches an der Trägersäule.
Bei dem in 28 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeweils ein im Querschnitt T-förmiger Verbinder 3 auf einer der Seiten eines Steges eines Primärabstützträgers 2 verbolzt, und diese schaffen Verbindungen zwischen dem Primärträger und zwei gegenüberliegend angeordneten Sekundärträgern 17. Weil die abgestützten Sekundärträger 17 auf beiden Seiten des Steges des Primärabstützträgers 2 liegen, besteht ein potenzielles Problem einer Delaminierung des Steges des Primärträgers, wenn Scherbolzen Rücken an Rücken verschweißt sind. Die Benutzung von Bolzen 46 zur Verbindung der T-Verbinder mit dem Primärträger löst dieses Problem.
Die in dem Steg des Verbinders gemäß 29 ausgebildeten Schlitze besitzen verbreiterte Endabschnitte, die eine seitliche Bewegung des verbundenen Trägers ermöglichen. Diese Konstruktion kann besonders vorteilhaft sein, wenn ein Passsitz zwischen den verbundenen Teilen fehlt.
30 der Zeichnung zeigt einen Scherbolzen, der sich von den vorbeschriebenen Stehbolzen insofern unterscheidet, als er einen mit einem Gewinde versehenen Schaft 47 aufweist, der durch ein geeignet dimensioniertes Loch in dem abstützenden Bauteil 1 geführt ist. Der Schaft 47 weist einen Bund 48 auf, dessen Stirnfläche 49 gegen die gegenüberliegende Fläche des Bauteils 1 stößt. Der Bund 48 distanziert den Bolzenkopf 50 von dem Bauteil 1. Auf das Ende des Schaftes ist eine Mutter 51 aufgeschraubt, um den Bolzen am Bauteil 1 festzulegen.
Ein abgewandelter Scherbolzen ist in 31 dargestellt. Dieser Scherbolzen entspricht dem in 30 dargestellten Scherbolzen insofern, als er einen Gewindeschaft 47 und einen Bund 48 aufweist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 31 ist jedoch der Kopf 53 verjüngt ausgebildet, um das anfängliche Einpassen des Kopfes in den jeweiligen Schlitz zu erleichtern. Außerdem ist der Kopf 53 mit parallelen Abflachungen versehen, um den Gewindebolzen mit einem Werkzeug festhalten zu können, wenn er verschraubt wird.
Eine weitere abgewandelte Ausführungsform eines Scherbolzens ist in 32 dargestellt. Wie bei dem Scherbolzen gemäß 30 ist der Kopf 53 verjüngt, um eine größere Toleranz für das anfängliche Einpassen des Kopfes in den jeweiligen Schlitz zu ermöglichen. Außerdem ist das freie Ende 54 des Schaftes 11 abgerundet. Das abgerundete Profil führt zu einer kleineren Schweißkehle, was vorteilhaft ist. Bei einem nicht dargestellten abgewandelten Ausführungsbeispiel besitzt der Schaft 47 einen Endabschnitt mit einem verminderten Durchmesser, der während des Schweißens mit dem Metall gefüllt wird, das sonst eine Schweißkehle bilden würde. Ein geeignet dimensionierter Bund aus geeignetem Material kann benutzt werden, um die Bewegung des Materials während des Schweißvorganges zu steuern, um den im Durchmesser verminderten Endabschnitt des Bolzens zu füllen. Auf diese Weise kann eine Kehle im Wesentlichen oder insgesamt entfernt werden.
Die Erfindung ist gut geeignet zur Benutzung in Verbindung mit einem Verbunddeckaufbau, wobei eine Scherverbindung zwischen einem oberen Flansch eines Stahlträgers und dem Beton hergestellt wird. So werden Kompressionskräfte in die Betonplatte abgeleitet, und die Zugkräfte werden in den Stahlträger abgeleitet.
Die Vorteile der Erfindung sind unter anderem:

– ein schneller Zusammenbau;
– ein sicherer Zusammenbau;
– eine kostengünstigere Herstellung.

Die Länge, die für den Halsabschnitt der Schlitze gewählt wird, beeinflusst die Möglichkeit einer Verschiebung des abgestützten Bauteils oder des Verbinders. Die optimale Länge des Halsabschnitts des Verbinders ist eine solche, bei der eine geringe Wahrscheinlichkeit eines Bruchs als Folge davon besteht, dass der abgestützte Träger oder der Verbinder beispielsweise durch Schlag mit einem anderen Bauteil versetzt wird, während der strukturelle Aufbau zusammengesetzt wird. Der Abstand L zwischen den Krümmungsmittelpunkten C₁ und C₂ des Schlitzkopfes und des Halses (vergleiche 5) beeinträchtigen auch die Durchzugsfestigkeit. Wenn der Abstand L klein ist im Vergleich mit dem Halsabschnitt und dem Kopfdurchmesser, dann wird die Zugkapazität des Verbinders ungünstig beeinflusst. Die optimale Länge eines jeden Schlitzes ist jene, mit der es möglich wird, eine gute Zahl von Schlitzen in einer gegebenen Länge eines Flansches unterzubringen, wobei eine ausreichende Sicherheit gegen eine Verschiebung durch Stoß erreicht wird und/oder ein ausreichender Widerstand gegen ein Durchziehen gewährleistet wird.
Die Dicke des Flansches und des Steges des Verbinders bedingt die Knickfestigkeit des Verbinders und seine Fähigkeit, ein Durchziehen der Scherbolzen zu vermeiden und den Lagerkräften zu widerstehen, die auf die Platte durch die Scherbolzen ausgeübt wird. Diese Dickenabmessung muss genügend groß sein, um der Platte eine genügende Robustheit zu verleihen und ein örtliches Ausknicken und ein Gesamtausknicken und Verdrillen des Verbinders zu vermeiden. Die Wahl einer geeigneten Dicke kann unter Benutzung von Standard-Konstruktionsformeln gewählt werden, wie sie beispielsweise in den Normen BS5950: Teil 1.1 angegeben sind. Stattdessen kann eine Endelementenanalyse und/oder eine experimentelle Prüfung benutzt werden, um geeignete Plattenabmessungen zu entwickeln. Die gleichen Kriterien beeinflussen die Bemessung sowohl des Flansches als auch des Steges des Verbinders.
Es ist vernünftig anzunehmen, dass die mit mehreren Schlitzen versehenen Verbinder bessere Verbindungsmöglichkeiten mit abstützenden und abgestützten Teilen bewirken, wodurch die Verbindung dazwischen verbessert und sicherer gemacht wird. Daher werden gemäß der Erfindung bis zu zehn oder mehr Schlitze oder vielfache hiervon angeordnet.
Der Abstand zwischen der Spitze eines Schlitzes und der Basis eines benachbarten Schlitzes entweder vertikal darüber oder darunter kann die Fähigkeit des Verbinders beeinflussen zu verhindern, dass die Scherbolzen durch das Verbindermaterial gezogen werden. Der optimale Abstand zwischen benachbarten Schlitzen ist ein solcher, bei dem eine Sicherheit gegen das Durchziehen von Bolzen gewährleistet ist, während gleichzeitig eine maximale Zahl von Schlitzen über einer gegebenen Länge des Verbinders vorgesehen werden kann. Die Plattendicke des Verbinders beeinflusst ebenfalls die Widerstandsfähigkeit gegen ein Durchziehen der Bolzen.
Es ist klar, dass die Scherbolzen, wie sie in der Zeichnung dargestellt sind, nur Beispiele zahlreicher Ausbildungen sind, die an den abstützenden und abgestützten Bauteilen vorgesehen sind. Wie oben erwähnt, ist es auch möglich, die Schlitze in Form, Größe und Konfiguration zu ändern, je nach der Natur des Aufbaus, der zusammen mit dem Verbinder geschaffen werden soll.
Es ist klar, dass Abwandlungen der beschriebenen und zeichnerisch dargestellten Verbindungsvorrichtung im Rahmen der Erfindung getroffen werden können, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen gekennzeichnet ist.

Claims

Aufbau, bestehend aus einem ersten strukturellen abstützenden Bauteil (1), einem zweiten strukturellen abgestützten Bauteil (2), der hiervon getragen wird und einem Verbinder (3), der eine lasttragende Verbindung zwischen den beiden strukturellen Bauteilen herstellt und einen Flansch (4) und einen hiermit integralen Steg (5) aufweist, wobei der Aufbau eine Mehrzahl von Stehbolzen (11) aufweist, die im Wesentlichen senkrecht von wenigstens einer Oberfläche des zweiten strukturellen abgestützten Bauteils (2) vorstehen und jeder Stehbolzen einen an dem abgestützten Bauteil festgelegten Schaft (14) und einen Kopf (12) aufweist, der eine größere Breite als der Schaft besitzt, wobei der Steg (5) des Verbinders im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des abgestützten Bauteils verläuft, von dem die Stehbolzen vorstehen und der Steg mit einer Reihe von allgemein vertikal beabstandeten Schlitzen (6b) aufweist, von denen wenigstens einer allseitig durch das Stegmaterial umschlossen ist und jeder Schlitz einen Kopf (7b) und einen eingeschränkten Hals (8b) aufweist, der eine geringere Breite als der darunterliegende Kopf aufweist und koextensiv mit dem Kopf ist und wobei die Schlitze so dimensioniert und so gelegen sind, dass der Kopf (12) und der Schaft (14) der Stehbolzen (11), die von der Oberfläche des abgestützten Bauteils vorstehen, durch den Kopf (7b) der Schlitze (6b) des Steges (5) hindurchtreten können und der Schaft (14) der Stehbolzen, aber nicht der Kopf (12) der Stehbolzen, innerhalb der Halsteile der Schlitze (6b) aufgenommen wird und wobei die Anordnung derart getroffen ist, dass beim Zusammenbau die Rückseite des Steges benachbart zu einer anstoßenden Fläche des abgestützten Bauteils (2) liegt oder in Berührung hiermit steht.
Aufbau nach Anspruch 1, bei welchem der Flansch (4) des Verbinders (3) in einem Winkel gegenüber dem Steg (5) angeordnet ist und die Rückseite des Flansches parallel zu dem abstützenden Bauteil (1) und in Berührung zu diesem liegt.
Aufbau nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei welchem der Flansch (4) im Wesentlichen senkrecht von dem Steg (5) vorsteht.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem der Flansch (4) an dem abstützenden Bauteil (1) verbolzt, verschweißt oder auf andere Weise befestigt ist.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem mehrere Stehbolzen (11) auch von wenigstens einer Oberfläche des abstützenden Bauteils (1) vorstehen und jeder Stehbolzen einen an dem abstützenden Bauteil (1) festgelegten Schaft (14) und einen Kopf (12) aufweist und wobei eine Reihe von allgemein vertikal beabstandeten Schlitzen in dem Flansch (4) des Verbinders ausgeformt ist und jeder Schlitz einen Kopf und einen eingeschränkten Halsteil darüber aufweist, der koextensiv mit dem Kopf ist und wobei die Schlitze so dimensioniert und angeordnet sind, dass die Köpfe der Stehbolzen, die von der Oberfläche des abstützenden Bauteils (1) vorstehen, durch die Köpfe der Schlitze des Verbinderflansches (4) hindurchstehen, wobei der Schaft der Stehbolzen von den Halsteilen der Schlitze aufgenommen wird.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem der Steg (5) des Verbinders an dem abstützenden Bauteil (1) angeschweißt ist.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem der Schaft eines jeden Stehbolzens (11) einen Bund aufweist, dessen Stirnseite an dem Rand eines in dem strukturellen Bauteil befindlichen Loches abgestützt ist und als Abstandshalter wirkt, durch den der Kopf des Stehbolzens vom strukturellen Bauteil getrennt ist.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem die Stehbolzen aus Stahl bestehende Scherbolzen sind.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem die Stehbolzen gleiche Länge besitzen.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem die strukturellen Bauteile (1, 2) profilierte Abschnitte aus warm gewalztem Stahl sind.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem die strukturellen Bauteile (1, 2) warm gewalzte Stahlsäulen bzw. Stahlträger sind.
Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Schlitze schlüssellochartig gestaltet sind.
Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Ränder des Kopfes (7b) und des Halses (8b) der Schlitze gekrümmt verlaufen.
Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Durchmesser des Kopfes (7b) eines jeden Schlitzes 0,5 bis 3 mm größer ist als der Durchmesser oder die Breite des entsprechenden Stehbolzenkopfes.
Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Hals (8b) eines jeden Schlitzes so gestaltet ist, dass er an den Seiten (oder im geringen Abstand hiervon) des Schaftes des jeweiligen Stehbolzens angreift.
Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Breite des Halsteils eines jeden Schlitzes 0,5 bis 3 mm größer ist als der Durchmesser des Stehbolzenschaftes.
Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Verbinder einen T-Querschnitt oder einen L-Querschnitt besitzt.
Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Verbinder aus warm gewalztem Stahl besteht.
Verfahren zur Herstellung einer lasttragenden Verbindung zwischen einem ersten strukturellen abstützenden Bauteil und einem zweiten strukturellen abgestützten Bauteil durch Herstellung eines Aufbaus, wie in einem der Ansprüche 1 bis 11 definiert.