DE656494C

DE656494C - Shell dome, in particular made of reinforced concrete

Info

Publication number: DE656494C
Application number: DEP73627D
Authority: DE
Original assignee: ADOLF PUCHER DR ING
Current assignee: ADOLF PUCHER DR ING
Priority date: 1936-08-04
Filing date: 1936-08-04
Publication date: 1938-02-05

Description

Schalenkuppel, insbesondere aus Eisenbeton Die Erfindung bezieht sich auf eine vornehmlich aus Eisenbeton bestehende dünnwandige Schalenkuppel, die insbesondere als Dach von Gebäuden, Hallen u. dgl. Verwendung findet.Shell dome, in particular made of reinforced concrete The invention relates on a thin-walled cupola consisting primarily of reinforced concrete, which in particular Is used as the roof of buildings, halls and the like.

Um geradlinig begrenzte Grundrisse mit doppelt gekrümmten, frei tragenden Schalengewölben zu überdecken, steht bisher nur eine begrenzte Anzahl von Flächen zur Verfügung. Es handelt sich dabei in :erster Linie um Rückungsflächen sowie um die aus der Durchdringung mehrerer dieser Flächen entstandenen Kloster- und Kreuzgewölbe in den verschiedenen Formen und Abarten. Es ist ferner vorgeschlagen worden, für diesen Zweck Schalenformen zu verwenden, die dadurch entstehen, daß man aus einer beliebigen, doppelt gekrümmten Fläche jenen Bereich herausschneidet, der über dem zu überdeckenden, geradlinig begrenzten Grundriß liegt.Around linearly delimited floor plans with double-curved, self-supporting Covering shell vaults has so far only been a limited number of surfaces to disposal. These are in the first place to back surfaces as well as to the cloister and cross vaults created from the penetration of several of these surfaces in the various forms and varieties. It has also been suggested for to use shell shapes for this purpose, which result from one any doubly curved surface cuts out the area that is above the to be covered, rectilinearly limited floor plan is.

Bei den bekannten doppelt gekrümmten Eisenbetonschalen verlaufen die Schalenränder nach Bogenlinien, da sie willkürliche Schnitte von Vertikalebenen mit einer . doppelt gekrümmten Fläche sind.In the known double-curved reinforced concrete shells, the run Shell edges according to arc lines, as they are arbitrary intersections of vertical planes with a . double curved surface.

Derartige Schalenformen müssen entweder an ihren Rändern laufend so unterstützt werden, d.aß .alle von der Schale abgegebenen Kräfte aufgenommen werden, oder man muß diese Ränder durch vertikale, nur in ihrer Ebene steife Scheiben aussteifen. Im ersten Falle gibt die Schale am Rande Normal- und Schubkräfte ab, die die Unterstützung aufnehmen muß. Die zur Aufnahme dieser Kräfte notwendigen Widerlager sind in den meisten Fällen nicht ausführbar. Im zweiten Falle gibt die Schale nur Schubkräfte ab, deren Vertikalkomponente jenen Lastteil darstellt, der am betreffenden Rande anfällt.Such shell shapes must either be running at their edges supported, i.e. that all forces given off by the shell are absorbed, or these edges have to be stiffened by vertical disks that are only rigid in their plane. In the first case, the shell gives off normal and shear forces at the edge, which provide support must take up. The abutments necessary to absorb these forces are in the not executable in most cases. In the second case, the shell only gives shear forces whose vertical component represents that part of the load that is at the relevant edge accrues.

In den Binderscheiben werden durch die erwähnten Schubkräfte große Biegungsmomente hervorgerufen. Es gelingt nämlich nicht, die Schubkräfte zu einer Randkraft allein zusammenzufassen, da sie ja nicht auf einer geraden Wirkungslinie liegen. Über große Stützweiten wird die Tragwirkung derartiger Schalen erst durch die Steifigkeit der aussteifenden Scheiben ermöglicht, da sich die Raumträgerwirkung nur durch deren Zusammenwirken mit der Schale einstellt. Ohne Aussteifung an den nicht unterstützten Rändern haben die erwähnten Eisenbetonschalen kein Tragvermögen.In the binder washers, due to the aforementioned thrust forces, large Bending moments caused. It is not possible to combine the thrust To summarize the marginal force alone, since it is not on a straight line of action lie. The load-bearing effect of such shells is only achieved over large spans the stiffness of the stiffening panes allows the space support effect adjusts only through their interaction with the shell. Without bracing on the unsupported edges, the reinforced concrete shells mentioned have no load-bearing capacity.

Die notwendige Heranziehung aussteifender Scheiben hat einen erheblichen Werkstoffaufwand zur Folge, da die Eigenart der Schalenbauweise, die Lasten im wesentlichen durch Dehnungskräfte aufzunehmen und gegen die Stützen zu leiten, bei den Binderscheiben verlassen wird.The need to use stiffening washers has a significant impact Material expenditure results, since the peculiarity of the shell construction, the loads essentially to be absorbed by stretching forces and to guide them against the supports, in the case of the binder washers is left.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die den bisherigen Vorschlägen nach verschiedenen Richtungen noch anhaftenden Nachteile zu beseitigen. Sie geht von einer Schalenkuppel aus, die über einem geradlinig begrenzten, vornehmlich rechteckigen Grundriß errichtet ist. Das Neue besteht darin, daß diese Schalenkuppel nach einer stetig gekrümmten Fläche mit gerade Linien bildenden Rändern .gestaltet ist. Durch die neue Formgebung der Schalenkuppel wird erreicht, daß biegungsfeste Randaussteifungen oder Binderscheiben in Fortfall kommen köu-'-nen, wodurch ,eine wesentliche BaustofferspäYX, nis und eine Vereinfachung der Herstellung`: erzielt werden. Ein weiterer Vorteil der neuen Schalenform liegt darin, daß die Schale gegen Stützensenkungen in hohem Maße unempfindlich ist, also bei schlechtem Baugrund, -wo ungleiche Setzungen zu erwarten sind, diesem ohne besondere Beanspruchung folgen kann.The invention has set itself the task of the previous proposals to eliminate remaining disadvantages in various directions. she goes from a shell dome, which is over a straight, mainly rectangular one Floor plan is established. The new thing is that this cupola after a steadily curved surface with edges forming straight lines. Through the new shape of the shell dome is achieved that bending-resistant edge stiffeners or binder washers can be omitted, which means that a significant savings in building materials nis and a simplification of the production`: can be achieved. Another advantage the new shell shape is that the shell against sagging support in high Dimensions is insensitive, i.e. with poor subsoil, where uneven subsidence occurs can be expected to follow this without any particular stress.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, die doppelt gekrümmte Schalenfläche gegen die als Auflager dienenden Eckpunkte zu derart in je eine Kegelspitze übergehen zu lassen, daß die Flächentangenten an den Eckpunkten Kegel bilden, die die Schalenfläche umhüllen.It has proven to be particularly useful to use the double-curved Shell surface against the corner points serving as supports in such a way in each case a cone tip to let pass that the surface tangents form cones at the corner points, the envelop the shell surface.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Abb. i zeigt eine Darstellung der neuen Eisenbetonschale im Schrägriß.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown. Fig. I shows an oblique view of the new reinforced concrete shell.

Aus dieser Abbildung ist die neue Form der Schale ohne weiteres ersichtlich, so daß es einer ins :einzelne gehenden Beschreibung nicht bedarf.From this figure the new shape of the bowl can be seen without further ado, so that there is no need for a detailed description.

lz sind die Horizontalschnitte, v die Vertikalschnitte und d die Diagonalschnitte. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der mit A, B, C, D bezeichnete Grundriß von einer frei tragenden, stetig doppelt gekrümmten Schale überdeckt, deren Ränder allseits gerade Linien bilden.lz are the horizontal sections, v the vertical sections and d the diagonal sections. In the illustrated embodiment, the plan designated by A, B, C, D is covered by a cantilever, constantly double-curved shell, the edges of which form straight lines on all sides.

Auf einen nicht unterstützten Rand einer doppelt gekrümmten Schale werden nur Schubkräfte abgegeben. Ist nun dieser Schalenrand geradlinig begrenzt, wie in Abb.i dargestellt, so ergeben diese Schubkräfte S kein Biegungsmoment in dem Rand, sondern erzeugen nur eine Zugkraft, die von einer einfachen Randverstärkung aufgenommen werden kann. Eine besondere Aussteifung des Randes durch eine steife Scheibe ist nicht notwendig. Gegen die Eckpunkte zu ist die Fläche so geformt, daß sie allmählich in eine Kegelspitze übergeht. Dadurch wird did Möglichkeit geschaffen, die neue Eisenbetonschale ohne Hinzufügung zusätzlicher Bauelemente nur in den Eckpunkten zu unterstützen.On an unsupported edge of a double-curved bowl only thrusts are given off. If this bowl edge is now delimited in a straight line, As shown in Fig.i, these shear forces S do not result in a bending moment in the edge, but only generate a tensile force that comes from a simple edge reinforcement can be included. A special stiffening of the edge by a stiff one Disc is not necessary. Towards the corner points, the surface is shaped in such a way that it gradually turns into a cone point. This creates the possibility the new reinforced concrete shell without adding additional structural elements only in the corner points to support.

Abo, z läßt in vergrößertem Maßstabe ebenfalls im Schrägriß die Eckausbildung erkennen.Abo, z leaves the corner formation in an enlarged scale, also in an oblique view recognize.

Die Eckpunkte der Schale werden zu singulären Punkten der Fläche, an denen die Schar aller Flächentangenten im Gegensatz zu den übrigen Punkten der Schale keine Tangentialebene, sondern einen Kegel bildet, dessen Spitze mit dem Eckpunkt zusammenfällt.The corner points of the shell become singular points of the surface, at which the family of all surface tangents in contrast to the other points of the Shell does not form a tangent plane, but a cone, the tip of which with the Corner point coincides.

Aus Abb. z ist ersichtlich, wie die überall doppelt gekrümmte Fläche gegen die Ecke zu in eine Kegelspitze übergeht. Die Spitze eines Kegels ist bekanntlich imstande, beliebig gerichtete Einzelkräfte aufzunehmen und durch Dehnungskräfte in den Kegelmantel überzuleiten. Durch die Eigenart dieser Eckenausbildung wird also die Möglichkeit .geschaffen, stetig doppelt gekrümmte Schalen auf natürliche Weise und ohne Hinzufügung zusätzlicher biegungssteifer Bauteile nur in den Eckpunkten zu unterstützen.From Fig. Z it can be seen how the double curved surface everywhere merges into a cone point towards the corner. The tip of a cone is well known able to absorb individual forces in any direction and by stretching forces to transfer into the cone shell. Due to the peculiarity of this corner formation So the possibility .created, constantly doubly curved shells on natural Way and without adding additional rigid components only in the corner points to support.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Above a linearly delimited, predominantly rectangular ground plan erected shell dome, in particular made of reinforced concrete, thereby characterized in that the shell dome after a steadily double curved surface finite straight lines forming edges is designed. z. Shell dome according to claim i, characterized in that the double-curved shell surface against the as Support serving corner points to such a cone each merges that the Surface tangents form cones at the corner points, which envelop the shell surface.