DE69003818T2 - Befestigungssystem. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein im Hochbau verwendbares Befestigungssystem.
• Gut bekannt ist der Einsatz von hatten bei Dachkonstruktionen. hatten sind allgemein Metallstreifen oder -stäbe, die zur Sicherung oder zum Niederhalten von Material auf Gebäudedächern benutzt werden. Beim Bau von Dächern werden eine oder mehrere flexible Deckfolien, wie etwa thermoplastische oder elastomerische Blätter zur Bildung eines Teils der Dachstruktur über einem festen Substrat plaziert. Die flexiblen Folien dienen zur Versiegelung der Dachstruktur gegen das Eindringen von Flüssigkeiten und können einen isolierenden Effekt bewirken. Derartige Membranen werden mittels Lattenstreifen oder -stäben, die in bestimmten Abständen auf der flexiblen Folie plaziert sind, am Ort befestigt. Befestiger mit Köpfen, wie etwa Schrauben oder Nägel, werden dann abwärts durch die Lattenstreifen oder vorgefertigte Löcher darin sowie die flexiblen Folien geführt, um die Latten und Folien an der Dachschicht zu befestigen. Die Lattenstreifen sollten von einer Natur sein, die das Durchdringen eines spitzen mechanischen Befestigers erlauben, ohne die Niederhalteeffizienz des Lattenstabes zu zerstören. Unter bestimmten Bedingungen kann Wind die Folie anheben und nach oben ziehen und dabei ein Auf- oder Zerreißen des Lattenstreifens am Befestiger bewirken, so daß die sich durch den Lattenstreifen erstreckenden mit Köpfen versehenen Befestiger weder den Lattenstreifen noch die Folie an der Dachschicht befestigen. Um zu genügen, müssen die Lattenstäbe einen hohen Durchziehwiderstand, d.h. einen guten Brech- oder Reißwiderstand an den Punkten aufweisen, an denen die mechanischen Befestiger die Stäbe durchdringen.
• Lattenstäbe können auch gemäß dieser Erfindung benutzt werden, um eine oder mehrere Isolationsschichten an einer Dachschicht oder an senkrechten Gebäudewänden zu befestigen. Sie können auch benutzt werden, um Einkehlungen an Gebäuden oder in anderen Befestigungsanwendungen zu befestigen, bei denen Streifen und Stäbe eingesetzt werden. Zum Beispiel können "Lattenstreifen als Abschlußstäbe zur Befestigung von Folien an Kanten von senkrechten Brüstungswänden an rauhe Strukturen entlang der Peripherie des Daches eingesetzt werden. Demnach ist der hierin benutzte Begriff "Lattenstreifen" nicht auf Dachlatten beschränkt, sondern schließt Befestigungsmittel bei Hochbauanwendungen ein, wo Streifen oder Stäbe zur Befestigung von Bauteilen nützlich sind.
• Dachlattenstäbe sollten sich nicht verwinden, verbiegen oder verzerren, wenn sie von einem Befestiger durchdrungen werden. Metallene Lattenstäbe aus Blattmetall sind benutzt worden, aber derartige Stäbe sind relativ schwer und führen zu einem großen Totgewicht auf dem Gebäudedach und können von mechanischen Gewindebefestigern schwer zu durchdringen sein, wenn keine vorgebohrten Öffnungen darin vorbereitet sind. Außerdem korrodieren bekanntlich metallische Stäbe und reduzieren die Dauerhaftigkeit der Dachstruktur. Aluminium-Lattenstäbe sind auch eingesetzt worden, sind aber teurer und neigen, wenn sie nicht relativ dick sind, zum Verwinden, Knicken oder Verzerren beim Eindringen eines Gewindebefestigers. Hölzerne Stäbe zerfallen.
• Kunststoff-Lattenstäbe sind ebenfalls vorgeschlagen worden. US-Patent Nr. 4 718 211 offenbart Lattenstäbe aus Kunststoff von einer speziellen Konfiguration. Ähnlich offenbart US-Patent Nr. 4 445 306 einen länglichen Befestigungsstab aus Kunststoff, der eine ebene Lattenfläche und eine konvexe Deckfläche aufweist. Die in diesen Patenten offenbarten Lattenstreifen und Befestigungsstäbe weisen an einem Punkt eine Dicke von etwa 6 mm (1/4 inch) auf und haben vorgebohrte Löcher zur Aufnahme von Befestigern darin.
• Gemäß dieser Erfindung ist ein Verfahren im Hochbau, worin ein Bauteil an einem Untergrund mittels einem über dem Bauteil liegenden Kunststoff-Befestigungsstreifen und diesen in Abständen entlang seiner Länge durchdringenden mechanischen Befestigern befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil mit vielfach überlagerten Kunststoff-Befestigungsstreifen mit identischen Querschnitten an den Positionen, wo die mechanischen Befestiger die Befestigungsstreifen durchdringen, befestigt wird.
• Spezielle Beispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
• Fig. 1 eine ausschnittsweise vertikale Querschnittsansicht einer Dachstruktur gemäß der gegenwärtigen Erfindung zeigt;
• Fig. 2 eine Ansicht ähnlich der aus Fig. 1 ist, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung darstellt;
• Fig. 3 bis 9 diagrammatisch das Verhalten von gemäß dieser Erfindung eingesetzten Lattenstäben darstellen, wenn sie von einem mechanischen Befestiger durchdrungen werden;
• Fig. 10 ein Graph ist, in dem die Dehnung-Stauchung gegen die Last eines einzelnen Kunststofflattenstreifens aufgetragen ist,
• Fig. 11 ein Graph ist, in dem die Dehnung-Stauchung gegen die Last zweier überlagerter Kunststofflattenstäbe aufgetragen ist.
• In Fig. 1 ist eine konventionelle gewellte metallische Dachfläche 3 ausschnittsweise gezeigt, über der eine Schicht Isolationsmaterial 5 plaziert ist. Die Isolation wird abgedeckt von einem flexiblen Folienblatt 8, das aus einem beliebigen geeigneten flexiblen wasserundurchlässigen Material hergestellt sein kann. Konventionelle Dachfolien weisen häufig Blätter aus Polyvinylchlorid, chlorgeschwefeltem Polyethylen (Hypalon), Neopren, Polyisobutylen und Ethylen-Propylen-Dien Monomer (EPDM) auf. Um die flexible Folie 8 am Dachuntergrund in einer Weise zu befestigen, die dem Anheben durch Wind widersteht, wird eine Vielzahl überlagerter flexibler Kunststofflattenstreifen 10 und 12 in Abständen auf der Folie plaziert. Die übereinanderliegenden Lattenstreifen 10 und 12 werden von Köpfe aufweisenden mechanischen Befestigern 15 durchdrungen und an der metallischen Deckfläche befestigt.
• Die Lattenstreifen 10 und 12 weisen relativ dünne Kunststoffstreifen auf. Die Dicke der einzelnen gemäß der gegenwärtigen Erfindung benutzten Lattenstäbe ist kleiner als 5 mm (200 mils). Typischerweise haben die Lattenstreifen 10 und 12 jeweils eine Dicke von etwa 0,5 bis 0,6 mm (20-25 mils) und eine Breite von etwa 25 mm (1 inch), obwohl diese Dimensionen variieren können. Die Lattenstreifen haben im wesentlichen flache oder ebene Ober- und Unterflächen ohne sich longitudinal erstreckende verdickende Abschnitte oder Rippen zur Begrenzung des Verbiegens der Streifen entlang einer schrägen Linie.
• Die Lattenstreifen 10 und 12 können aus einer Vielzahl verschiedener korrosionsbeständiger extrudierbarer Kunststoffmaterialien, etwa Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Nylon oder Polyester gefertigt sein. Ein bevorzugtes extrudiertes und orientiertes Kunststoffblattmaterial, von dem Lattenstäbe in der gewünschten Länge und Breite geschnitten werden können, ist in der EP- A-90300108.9 beschrieben.
• Um optimale Eigenschaften zu erhalten, speziell zum Verhindern, daß die Köpfe aufweisenden Befestiger beim Anheben bei starkem Wind durch die Latten gezogen werden, ist es wichtig, daß die Lattenstreifen nicht so starr sind, daß sie unfähig zur Verbiegung entsprechend Kräften sind, die zum Ziehen der Köpfe aufweisenden Befestiger durch die Latten hindurch neigen. Es hat sich herausgestellt, daß eine Mehrzahl von überlagerten dünnen Lattenstreifen einen wesentlich größeren Widerstand gegen das Durchziehen aufweisen als ein einzelner Lattenstreifen von derselben Dicke. Zum Beispiel ist folgendes herausgefunden worden: Durchziehwiderstand eine Lage zwei Lagen 34 mil (0,86 mm) dicker Kunststoff Latte mit #11 Befestiger 22 mil (0, 56 mm) dicker Kunststoff Latte mit #11 Befestiger 25 mil (0,64 mm) dicker Kunststoff Latte mit #12 Befestiger
• Der Durchziehwiderstand ist die erforderliche Kraft zum Aufreißen oder Verbiegen des Lattenstreifens am Befestiger, so daß der einen Kopf aufweisende Befestiger durch den Lattenstreifen gezogen wird.
• In der Praxis der gegenwärtigen Erfindung werden mindestens zwei übereinanderliegende Lattenstreifen eingesetzt, zumindest im Bereich der Befestiger. Fig. 1 zeigt zwei Lattenstäbe 10 und 12, die in der Länge gleich abschließen, wogegen Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt, in der eine vielfache Lage von Lattenstäben nur im Umgebungsbereich des Eintritts der Kopf aufweisenden Befestiger eingesetzt wird. Eine vielfache Lage von Lattenstäben gemäß der Erfindung kann von unzusammenhängenden separat überlagerten Lattenstreifen gebildet werden, oder ein Laminat von zwei oder mehr Lattenstäben kann mittels einstückiger Verbindung von zwei oder mehr Lattenstreifen gebildet werden. Zum Beispiel kann eine Vielzahl von Lattenstreifen in überlagerter Beziehung zusammengefügt werden mittels löslicher Klebstoffe, Ultraschallverschweißung, Koextrusion, Heißleimklebern oder ähnlichem. Gemäß den unerwarteten vorteilhaften Eigenschaften des erfindungsgemäßen Lattensystems müssen die Lattenstreifen nicht an bestimmten Intervallen vorgebohrt sein, um die Köpfe aufweisenden Befestiger aufzunehmen. Dies ermöglicht größere Flexibilität bei der Benutzung der Lattenstäbe im Hochbau, insbesondere können die Befestiger wie erforderlich positioniert und beabstandet werden.
• Figuren 3 bis 9 der Zeichnungen stellen diagrammatisch geforderte Wirkungen von gemäß dieser Erfindung eingesetzten Lattenstäben, die von mechanischen Befestigern mit Köpfen durchdrungen werden, dar.
• Figuren 3 und 4 illustrieren grafisch die Annahme, daß bei der Benutzung einer Mehrzahl überlagerter flexibler Lattenstreifen der Widerstand gegen Befestiger-Durchziehen zunimmt, da die Anzahl der Kanten zunimmt, die der Kopf des Befestigers beim Herausziehen passieren muß. Wenn also der Kopf des Befestigers abwärts durch die übereinanderliegenden Lattenstreifen gezogen wird, geschieht eine Verbiegung der flexiblen Latten mit dem Krümmungsradius (R&sub3;) der untersten Latte 10, der kleiner ist als der Krümmungsradius (R&sub2;) der obersten Latte 12. Um die Änderung im Radius aufgrund der Verbiegung zu kompensieren, erstreckt sich der untere Lattenstreifen 10 einwärts unter Bildung einer weiteren Kante 10A, die entlang der Kante 12A einem Durchziehen des Befestigers samt Kopf Widerstand bietet. Dementsprechend trifft bei einer mehrlagigen Lattenanordnung der Befestiger auf Widerstand gegen Durchziehen an beiden Kanten 10A und 12A.
• Ähnlich ist es für die Kunststofflattenstreifen dieser Erfindung erforderlich, daß sie flexibel und dehnbar sind im Gegensatz zu starren Materialien wie Metall oder Holz, und zu ihrer ursprünglichen ungedehnten Position wie in Fig. 5 illustriert zurückzukehren. Die Fuhrungskanten 10A und 12A der Lattenstäbe 10 und 12 neigen also nach einer abwärts gerichteten Verbiegung bei Durchdringung des Befestigers zu einer Rückkehr in der Richtung der Pfeile in ihren ursprünglichen unverbogenen Zustand, wobei eine aufwärts gerichtete Kraft gegen den Kopf des Befestigers ausgeübt wird.
• Köpfe aufweisende Befestiger wie etwa Nägel oder Schrauben, die zur Befestigung von Lattenstäben an Untergrundmaterialien benutzt werden, haben im allgemeinen eine spitze Eindringkante. Wie aus Fig. 6 gesehen werden kann, wird angenommen, daß die flexiblen mehrlagigen Lattenstreifen gemäß der gegenwärtigen Erfindung sich in Anlage an die Eindringspitze des Befestigers verbiegen und nicht abrupt aufreißen, wie es bei starren Latten, wie etwa Metallattenstäbe, der Fall ist. Dementsprechend ist das geschaffene Loch in den überlagerten Lattenstreifen tatsächlich kleiner als der Außendurchmesser des eindringenden Befestigers. Die flexiblen Kunststofflattenstreifen üben eine mehr klammernde Kraft auf den Befestiger aus und bieten damit einen größeren Widerstand gegen Zurückspringen des Befestigers von den Streifen.
• Mit Hilfe von Fig. 7 kann man sich vorstellen, daß überlagerte flexible Lattenstreifen sich biegen, wenn der Befestiger 15 hindurchdringt und daß die Biegekanten 10A und 12A dem Umriß der Unterseite des Befestigers 15 folgen und eine vergrößerte Kontaktfläche zwischen den Latten und dem Befestiger aufweisen. Da der erforderliche Druck zum Durchziehen der Befestiger durch die Latten umgekehrt proportional zur zwischenliegenden Kontaktfläche ist, ist gemäß der Lattenstreifenanordnung dieser Erfindung, die eine größere Kontaktfläche schafft, ein größerer Druck zum Durchziehen oder Heraus springen des Befestigers erforderlich.
• Gemäß Fig. 8 wird davon ausgegangen, daß die mehreren Lagen von Lattenstreifen größere zusammenziehende Kräfte (Flächenspannung) gemäß der größeren Anzahl von Flächen 12X, 12Y, 10X und 10Y aufweisen, als im Fall eines einzelnen Lattenstreifens. Auch damit wird ein größerer Durchziehwiderstand gegen den Befestigerkopf bei starken Windkräften geschaffen.
• Fig. 9 zeigt grafisch, daß im Fall des Brechens oder Reißens eines der übereinanderliegenden Lattenstreifen der Riß X aufgrund seiner eigenen unabhängigen Flächenspannung sich nicht zum nächsten benachbarten Lattenstreifen ausdehnt.
• Fig. 10 zeigt in einem Graphen die Dehnung-Stauchung/Last eines einzelnen metallenen Lattenstreifens mit einer Dicke von 0,060 inch (1,5 mm).
• Fig. 11 zeigt in einem Graphen die Dehnung-Stauchung/Last zweier übereinanderliegender Kunststofflattenstreifen mit einer Dicke von jeweils 0,030 inch (0,75 mm). Wie zu sehen ist, ist die Fläche unter der Kurve für die zweilagige Lattenanordnung kleiner, was eine größere Flexibilität als beim einzelnen Metallattenstreifen anzeigt. Je flexibler die Lattenanordnung, desto geringer ist die Neigung zur Ermüdung unter Windlasten.

Claims (10)

1. Verfahren im Hochbau, worin ein Bauteil (8) an einem Untergrund (3) mittels einem über dem Bauteil (8) liegenden Kunststoff-Befestigungsstreifen (10, 12) und diesen in Abständen entlang seiner Länge durchdringenden mechanischen Befestigern (15) befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil mit vielfach überlagerten Kunststoff-Befestigungsstreifen (10, 12) mit identischen Querschnitten an den Positionen, wo die mechanischen Befestiger (15) die Befestigungsstreifen (10, 12) durchdringen, befestigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Befestigungsstreifen (10, 12) im wesentlichen flache Deck- und Grundflächen aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin eine Schicht von Isolationsmaterial (5) am Untergrund (3) befestigt wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, worin ein gekehltes Bauteil am Untergrund (3) befestigt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Untergrund ein Dach oder eine Wand ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, in dem der Hochbau eine Dachkonstruktion ist, wobei eine flexible Dachfolie (8) an einem Untergrund (3) mittels flexibler beabstandeter Dachstreifen (10, 12) befestigt ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die Befestigungsstreifen (10, 12) Streifen einer extrudierten und orientierten Zusammensetzung von etwa 75 bis 96 % des Gewichtes an Polyethylenterephthalat, von etwa 3 bis 20 % Polypropylen und von 1 bis 5 % eines carboxylierten Polyolefins aufweisen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die Dicke eines einzelnen Kunststoff-Befestigungsstreifens kleiner als 200 mils (5 mm) beträgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, worin die Dicke eines einzelnen Kunststoff-Befestigungsstreifens im wesentlichen geringer als 25 mils (0,6 mm) beträgt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Befestigungsstreifen (10, 12) Streifen einer extrudierten und orientierten Zusammensetzung von etwa 80 bis 97 % des Gewichtes von Polyethylenterephthalat, von etwa 3 bis 20 % von Polypropylen und von 1 bis 5 % eines carboxylierten Polyolefins aufweisen.