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Tragwerk aus Stahl, insbesondere frei tragende Dachkonstruktion Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Tragwerk aus Stahl, im besonderen eine frei trarende
Dachkonstruktion aus nebeneinanderliegenden und in der Spannrichtung gewölbten Tonnen.
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Bei den Tonnendächern ist es in der Regel erforderlich, die Form des
Bogenquerschnitts zti sichern und die die Dachhaut bildenden Bleche so auszubilden,
daß sie knicksicher sind und daß örtliche Beulungen nicht auftreten. Ferner müssen
die Dachhäute bei den Tragwerken der vorliegenden Art meist aus einzelnen Blechstreifen
hergestellt «-erden, die miteinander ztt verbinden sind. Die Verhindung durch überlappende
kanten wie auch durch Sto131canten usw. setzt aber voraus, daß Unterlagen verwendet
«erden, die aus praktischen Grünelen die Form von @@_inkeleisen, Streben o. d@l.
erhalten müssen.
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1)a es nun erforderlich ist, da13 die Leisten, Streben, Gurte o. (1g1.
von solcher Form und in solcher Anordnung verwendet werden, dal3 urliebliche Gewichtserhiiliun-en
unvermeidbar :find, so konnten die Vorteile der frei tragenden 1):ichhatit bisher
nicht voll ausgenutzt %\"ercleti. Es wurde nun gefunden, daß es in sehr einfacher
Weise möglich ist, die aus nebeneinanderliegenden Tonnen bestehende Dachhaut insbesondere
gegen Ausknicken und Ausbeulen zu versteifen und zugleich auch eine erhebliche örtliche
Versteifung mit günstiger Wirkung gegen Zerstörung durch Bombeneinfall o. dgl. zu
erreichen, ohne (lall der Vorteil der frei tragenden Wirkunis der Dachhaut preisgegeben
werden muß. Nach der Erfindung werden die insbesondere aus gewellten Blechtafeln
bestehenden Tonnen durch räumliche Netzwerke aus Stäben ausgesteift, deren ILnotenpüiil;te
an den Rändern und ini Scheitel der Tonnen liegen, so da!) die Toniien finit den
in sie eingebauten \ etzwerken ein einheitliches Tragwert; bilden.
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Es sind bereits Tragwerke finit einer frei tra-enden, raumat>schliel@endcn
Dachhaut bekannt, die durch eine Fachwerkkonstruktion gegen Ausknicken abgesteift
ist. Es isz ferner bekannt, für derartige Tra,werke \VellhIech für die Dachhaut
zti verwenden.
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Bei den lwkannten "Pragwerken dieser Art «-erden aller zur Ab:teifung
1)iagcmalatülir verwendet, die zu einer Ztigstrelie geführt
«-erden,
die an den Auflagerpunkten der Gesaintkonstruktion befestigt sind. Eine derartige
Konstruktion verhält sich statisch anders als die Konstruktion nach der Erfindung.
Bei dem bekannten Tragwerk sollen die Diagonalstäbe als selbständige Konstruktion
das weit spannende Gewölbe durch Unterstützen der Absteifung in seiner Form halten.
Demgegenüber haben bei dem vorliegenden Tragwerk die versteifenden Stäbe wohl auch
den Zweck, die Form des Gewölbes zu erhalten; dies geschieht aber-nicht auf dem
Umwege über eine besondere selbständige Konstruktion, die ebenfalls besonders an
den Auf lagerstellen befestigt ist, sondern weit einfacher dadurch, daß dieDachhaut
und ihre statischen Eigenschaften unmittelbar durch die Konstruktion beeinfußt bzw.
verbessert werden.
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Diese günstigen Wirkungen werden bei dein Dach nach der Erfindung
vorzugsweise auch dadurch erreicht, daß die aus gewellten Blechtafeln bestehenden
Tonnen durch Stäbe ganz bestimmter Anordnung ausgesteift sind. Die Knotenpunkte
der Stäbe liegen an den Rändern und im Scheitel der Tonnen. Hierdurch werden noch
weitere Vorteile erreicht. Einmal werden die Längsfasern der Tonnenwangen, zum anderen
werden auch die Ouerfasern der Tonnenwangen in ihren statischen Eil;enschaften unterstützt.
Die Verstärkung des Liingsfaserwiderstandes wirkt sich insbesondere dahin aus, daß
die Gewölbeform gut erhalten bleibt. Die Verstärkung des Querfaserwiderstandes wirkt
sich namentlich dahin aus, daß die Dachhaut gegen Ausbeulungen und quer verlaufende
Formänderungen weit besser geschützt wird, als es bei den bisher bekannten Tragwerken
der Fall sein kann.
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Außerdem hat der etwa diagonale Verlauf der Versteifungsstäbe den
wichtigen Vorteil, daß sowohl längs wie auch quer zum Gewölbebogen eine viel größere
Fläche der Dachhaut durch die Versteifungen schützend erfaßt wird. Beispielsweise
trifft eine quer zum Gewölbebogen auftretende Beanspruchung, die etwa in
L1n-Sriclitung der zu überdachenden Halle auftritt, bei ihrer Auswirkung viel wahrscheinlicher
einen Versteifung,sstab, als es der F111 sein würde, wenn die Stäbe nicht diagonal.
sondern z. B. in Ebenen senkrecht zu den Tonnenachsen liegen. Durch die Anordnung
der Aussteifungsstäbe nach der Erfindung werden die vorhandenen Schutzreserven des
Tragwerkes über das ganze Gebilde verteilt und bleiben nicht auf wenige Stellen
konzentriert. Infolgedessen bietet das Tragwerk einen guten Schutz gegen Bombeneinfall
oder ähnliche heftige Beanspruchungen.
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Dadurch, daß die Dachhaut zusammen mit ihrer Aussteifung ein einheitliches
Tragwerk bildet, besteht der weitere Vorteil, daß das ganze Dach in einzelnen einbaufertigen
Teilen in den Handel gebracht und aufgebaut sowie auch abgebaut «-erden kann, während
bei den bekannten Tragwerken mit selbständiger Stützkonstruktion für die Dachhaut
eine Ausbildung in einbaufertigen Teilen praktisch nicht möglich ist.
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Es wurde noch gefunden, daß eine besonders zweckmäßigeAusführungsforin
desTragwerl:es entsteht, wenn im Scheitel der Tonnen je vier Stäbe des Netzwerkes
in einem Knotenpunkt zusammenstoßen.
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Ferner wurde gefunden, daß eine weitere Ausfiihrungsforni mit großen
Vorzügen dadurch erhalten wird, daß die Tonnen aus rautenförmigen Blechtafeln zusammengesetzt
werden, deren Stöße an den Rändern und in der Scheitellinie der Tonnen sowie im
Zuge der letzwerkstäbe angeordnet sind.
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Es ist zwar bereits bekanntgeworden, bei frei tragenden Dächern rautenförmige
Bleche für die Dachhaut zu verwenden uncl diese so anzuordnen, dali sie sich finit
entsprechend verlaufenden Stäben und Kanten decken.
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Diese bekannten Dächer weisen jedoch lediglich eben- oder raumflächige
Dachliiiute,, auf, bei denen die einzelnen Flächen jeweils abgeschlossene Einheiten
der gesamten Dachfläche bilden.
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Abgesehen von diesem grundsätzlichen Unterschied gegenüber der bekannten
Ausführung hat das Tragwerk aus rautenförmigen Blechtafeln den besonderen Vorteil,
daß bei tonnenförmigen Dachhäuten, die z. B. die Form von kantigen oder runden Wellen
haben, die Vornahme etwaiger Wiederherstellungsarbeiten, z. B. in den Wellentälern,
sehr erleichtert wird, da sich das Auswechseln der einzelnen Platten infolge ihrer
handlich zu haltenden Größe einfach gestaltet.
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Die tragende Dachhaut des Tragwerkes nach der Erfindung kann in beliebiger
Form über das \Tetzwerk gelegt und an ihm befestigt werden. Sie kann sowohl aus
glatten als auch gewellten oder profilierten Blechen bestehen, wobei die Wellungen
bzw. Profilierungen parallel zur Hauptspannrichtung der Bogen, Balken o. dgl. verlaufen,
die clreiecl:i<re sowie auch gebogene oder trapeztörinige Querschnitte aufweisen
können. In allen Fällen bilden die Ausstcifungsfacliwerl:c mit der sie jeweils bedeckenden
Blrchhaut ein einheitliches Tragwerk.
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In der beiliegenden Zeichnen- sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung
schematisch erläutert, und zwar zeigen Abb. i einen schematischen L;ingsschnitt
durch <las Tragwerk gemäß der 1?rfiicitut" . Abb. a eine Draufsicht auf dasselbe,
und zwar zum Teil auf die Dachhaut und zum Teil auf die Unterkonstruktion,
Abb.
3 einen Querschnitt gemäß der Linie III-III in Abb. i, Abb. q. einen Längsschnitt
durch ein anderes Ausführungsbeispiel, Abb. 5 einen Querschnitt gemäß der Linie
V-V in Abb.4.
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a und b sind die beiden Stirnwände z. B. einer Halle,
die von dem Tragwerk gemäß der Erfindung überdacht werden soll. Quer zur Tragrichtung
sind die einzelnen Wöi-bungen der Dachhaut nebeneinandergefügt, die in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel als Dreiecke ausgebildet sind (s. Abb. 3). Jeder einzelne Bogen
cl, c. ist in an sich bekannter Weise mit einer Zugstange d versehen, die an den
Stützpunkten jedes Bogens angreift. Die Bogenleibung verläuft nach Abb. i in einer
schlanken Kurve. Ihre Form wird im wesentlichen durch die Spannweite und die besonderen
örtlichen Verhältnisse bestimmt.
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Von den Fußpunkten e, e2 des Bogens,cl verläuft nun schräg nach oben
je ein Stab f, g bis zum Bogenfirst h1. An der Fußkante der gleichen Bogenseite,
in der der Stab g verläuft, ist im Punkte h ein Stab i befestigt, der schräg
nach oben zum Punkte lal verläuft.
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An der Befestigungsstelle h des Stabes i ist der nächste Stab
h angebracht, der schräg nach oben zum Punkte lai verläuft usw. An den Punkten lrl
und lei usw. treffen sich also jeweils vier Stäbe.
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In der Abb.2 sind in der rechten Draufsicht auf die Dachhaut von den
vier sich in jedem Punkte hl treffenden Stäben zwei Stäbe gestrichelt gezeichnet,
weil diese nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung auch weggelassen
werden können. In diesem Falle treffen sich also in den Punkten hl, h2 usw. jeweils
nur zwei Stäbe, deren Fußpunkte sich an den beiden Fußkanten des Bogens gegenüberliegen.
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Man kann die Anordnung natürlich auch so treffen, daß nur je zwei
Stäbe im Bogenscheitel zusammentreffen, dort aber in bezug auf die waagerechte Projektion
in gleicher Richtung weiter verlaufen. In diesem Falle würden also nur die Stäbe
g, m, n, o vorhanden sein.
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Das Profil' der Stäbe kann natürlich jedes beliebige sein.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. .4 und 5 ist kein Zugband
d verwendet, doch sind die oberen Kanten der hier ebenfalls dreieckig begrenzten
Tragtonnen durch Querstäbe s verbunden, die senkrecht zur flaupttragrichtung verlaufen.
Ein solches Tragwerk wirkt wie ein Gitterrost und ist in der Lage, seine Reaktionen
auf sämtliche vier Umfassungswände abzugeben.
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Bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen sind als Dachhaut gewellte
Bleche verwendet, deren Wellungen quer zur Haupttragrichtung verlaufen, d. h. daß
die Erhebungen und Vertiefungen parallel zur Haupttragrichtung liegen. In der rechten
Draufsicht der Abb. 2 sind je zwei der Diagonalstäbe nur punktiert gezeichnet. Hierdurch
wird angedeutet, daß bei in derLängsrichtung geradlinig gewellten Blechen die aus
der Bogenform sich ergebenden Knicke in den ausgezogenen Linien verlaufen, so daß
also rautenförmige Bleche zur Anwendung gelangen.
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Das aus den Stäben bestehende Bautennetzwerk kann natürlich für sich,
genau wie die Blechtonnen, ausgebildet werden. Durch die Überlagerung des Netzwerkes
mit den Blechtonnen werden aber alle Bauglieder unmittelbar zur Kraftübertragung
herangezogen im Gegensatz zu den herkömmlichen Bauarten von räumlichen Tragwerken,
für deren Standsicherheit in erheblichem Umfange aussteifende, nur mittelbar wirkende
Tragglieder erforderlich sind.
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Das Tragwerk gemäß der Erfindung gibt also die Möglichkeit, die Querschnitte
der Bauglieder wesentlich herabzusetzen, da es ein sehr günstiges Verhältnis der
Tragfähigkeit zum Gewicht besitzt.