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Die
Erfindung betrifft einen kastenförmigen strukturellen
Träger
bzw. einen Baukastenträger,
bestehend aus zwei parallelen Hartholzträgern, die in einem Abstand
voneinander angeordnet sind und den oberen und unteren Flanschträger des
strukturellen Trägers
bilden, einer hölzernen
Aussteifungsplatte bzw. Web-Platte, die entlang jeder Seite der Flanschträger angebracht
ist, so daß ein
kastenförmiger
struktureller Träger
ausgebildet wird, einen Stahlabschnitt, der parallel an der innenliegenden Oberfläche wenigstens
eines der hölzernen
Flanschträger
befestigt ist, sowie Streben, die zwischen den hölzernen Flanschträgern und
dem Stahlabschnitt befestigt sind, um das Ganze zu verstärken.
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Ein
derartiger kastenförmiger,
struktureller Träger
ist beispielsweise aus der CA 957 821 bekannt. Dieses Dokument beschreibt
metallische Trägerkappen
für die
Herstellung von Aussteifungsträgern
aus Sperrholz. Der Nachteil der in diesem Dokument beschriebenen
Struktur besteht darin, daß die Stahlabschnitte
sich während
einer Befeuerung aufwärmen
und ihre Festigkeit bzw. Steifigkeit verlieren.
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Ziel
der Erfindung ist ein verstärkter,
kastenförmiger,
struktureller Träger
mit einer recht langen Brandhemmung im Falle von Feuer, dessen Aufbau derart
ist, daß die
Höhe des
strukturellen Trägers
auf ein Minimum reduziert und die größtmögliche Spannweite erzielt werden
kann.
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Es
sind strukturelle Träger
bekannt, die aus einem einzelnen Stahlabschnitt bestehen und die vorgesehen
sind als Lagerstrukturen von Flachdächern, insbesondere denjenigen,
die angestrichen sind mit brandhemmendem bzw. feuerresistentem Anstrich,
um den Trägern
eine größere Brandhemmung
zu verleihen und dadurch die schnelle Deformierung und das Zusammenbrechen
dieser als Folge der erzeugten Wärme
zu verhindern. Ein Nachteil dieser besteht darin, daß der direkt
auf den Stahlabschnitt aufgetragene Anstrich nicht brandhemmend bleibt,
was einen regelmäßigen Wiederanstrich
erfordert.
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Ebenfalls
bekannt ist der Einschluß des Stahlabschnitts
gebäudeseitig
in einem Gehäuse
aus brandhemmenden Paneelen, derart, daß der Stahlabschnitt durch
die Paneele im Falle eines Feuers geschützt ist. Der Nachteil dieser
Implementierung besteht darin, daß die Installation der brandhemmenden
Paneele am Ort um die strukturellen Träger die Struktur insgesamt
recht teuer werden läßt.
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Eine
andere bekannte Implementierung struktureller Träger besteht im Aufbau dieser
Träger aus
Holzstreifen, die zusammengeklebt sind und mit einem brandhemmenden
Produkt behandelt wurden. Ein Nachteil besteht darin, daß die Träger relativ
große
Abmessungen für
eingeschränkte
Lasten und große
Spannweiten haben müssen.
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Es
sind außerdem
strukturelle Träger
bekannt, die aus zwei parallelen Trägern bestehen, die in einem
Abstand voneinander angeordnet sind, und die an jeder Seite miteinander
verbunden und durch eine hölzerne
Aussteifungsplatte an jeder Seite abgedeckt sind, um einen geschlossenen
Kasten zu bilden. Nichtsdestotrotz hat dieses Ausführungsbeispiel den
Nachteil, daß die
Abmessungen des Trägers
für große Spannweiten
zu groß werden.
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Um
all den Nachteilen der oben zusammengefaßten, verschiedenen Ausführungsbeispiele
entgegenzuwirken, kennzeichnet sich ein kastenförmiger struktureller Träger nach
der Erfindung dadurch, daß der
Stahlabschnitt vollkommen eingeschlossen ist in dem kastenförmigen strukturellen
Träger.
Auf diese Weise wird ein kastenförmiger
struktureller Träger
ausgebildet, der an den Seiten geschlossen ist, wobei ein Stahlabschnitt
parallel zu der innen liegenden Oberfläche wenigstens eines der hölzernen Flanschträger befestigt
ist, so daß er
vollständig
in dem kastenförmigen,
strukturellen Träger
eingeschlossen ist und zwischen den hölzernen Flanschträgern und
dem Stahlabschnitt eingeführte
Streben dazu dienen, das Gesamte zu festigen bzw. zu versteifen.
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Der
kombinierte Effekt der Materialeigenschaften von Stahl, Hartholz
und dem Material der Paneele macht es möglich, strukturelle Träger einer geringeren
Höhe zu
realisieren als bei bekannten Kastenträgern, welche eine gleiche Spannweite
und Last tragen. Für
relativ große
Spannweiten von 20 m oder mehr kann die Gesamthöhe des strukturellen Trägers sogar
geringer als 1/25 der Spannweite sein.
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Ein
anderer Vorteil besteht darin, daß die Stahlkomponenten, wie
beispielsweise der Stahlabschnitt und die Befestigungselemente,
die bei höheren
Temperaturen im Falle von Feuer eine geringe Festigkeit haben, durch
den wärmeisolierenden,
kastenförmigen
Einschluß geschützt bleiben.
Ein anderer Vorteil besteht darin, daß die brandhemmenden, kastenförmigen strukturellen
Träger
zuvor vollständig in
den Werkstätten
zusammengebaut werden können
und dadurch eine Reduzierung hinsichtlich ihrer Kosten ermöglichen.
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Im
folgenden wird eine detailliertere Beschreibung eines möglichen
Ausführungsbeispiels eines
kastenförmigen
strukturellen Trägers
in Übereinstimmung
mit der Erfindung vorgesehen, ohne jedoch auf irgendeine Weise erschöpfend zu
sein. Diese Beschreibung bezieht sich auf die beigefügte Zeichnung,
in der
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1 einen installierten, kastenförmigen strukturellen
Träger
in Übereinstimmung
mit der Erfindung zeigt;
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2 eine Draufsicht von ihm
zeigt;
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3 einen Querschnitt des strukturellen Trägers entlang
der Linie III-III in 1 zeigt, wobei die
unter einem Winkel installierten Streben ausgelassen wurden;
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4 einen vertikalen Querschnitt
des strukturellen Trägers
entlang der Linie IV-IV der 3 zeigt.
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Aus
diesen Figuren ist erkennbar, daß der kastenförmige strukturelle
Träger,
der ausgestaltet ist für
relativ große
Spannweiten von 15 bis 30 Metern und mit einer Brandhemmung von
guten 30 Minuten ideal ist für
die Verwendung als struktureller Träger für Flachdächer. Der strukturelle Träger umfaßt zwei parallele
Flanschträger 1–2 aus
Hartholz, die in einem Abstand voneinander positioniert sind und
den oberen und unteren Flansch des strukturellen Trägers bilden.
Beide Flanschträger
sollten vorteilhaft aus tropischem Hartholz hergestellt sein und
hohe erlaubte Festigkeit und Elastizitätsmodule haben. Beide Träger sind
an beiden Seiten durch Paneele 3–4 bzw. Aussteifungspaneele
mit brandhemmenden Eigenschaften verbunden, die mittels Drahtstiften und/oder
Schrauben und möglicherweise
mit Kleber an den Trägern
befestigt sind, um longitudinale Scherkräfte zu absorbieren zwecks Ausbildung
eines geschlossenen, kastenförmigen
strukturellen Trägers.
Diese Paneele können
beispielsweise aus Sperrholzpaneelen, Spanplattenpaneelen oder anderen
geeigneten Paneelen bestehen. All die genannten Befestigungselemente
sind derart installiert, daß sie
ausgenommen und dann mit brandhemmenden Verbindungen abgedeckt sind.
Das ausgewählte Ausführungsbeispiel
des strukturellen Trägers
verwendet einen einzelnen Stahlabschnitt 5, der fest mittels
Holzschrauben an der unteren Seite des oberen Flanschträgers 1 angebracht
ist. Um das Ganze zu verstärken
bzw. versteifen, sind vertikale und geneigte hölzerne Streben 6–7 zwischen
beiden Flanschträgern 1–2 und
dem Stahlabschnitt 5 installiert, um transversale Kräfte zu absorbieren.
Diese vertikalen und geneigten bzw. gewinkelten Streben 6–7 sind mittels
zinkbeschichteter Stahleckelemente 8, Drahtnägeln, Bolzen
bzw. Stiften und/oder Kleber an den Flanschträgern 1–2 und
dem Stahlabschnitt 5 befestigt, wobei die Eckstücke auch
an den Stahlabschnitt angeschweißt werden können. Auf diese Weise sind all
die Stahlkomponenten wie beispielsweise der Stahlabschnitt 5,
die Eckelemente 8 und die Befestigungselemente, die geringe
Festigkeit aufweisen, wenn sie hohen Temperaturen eines Feuers ausgesetzt
sind, eingeschlossen bzw. ummantelt und in dem wärmeisolierenden strukturellen
Träger
geschützt.
Um eine Brandhemmung von 30 Minuten oder mehr zu erzielen, ist eine
zusätzliche
Materialdicke 9 auf dem unteren und oberen Flansch 1–2 und auf
beiden Paneelen 3–4 vorgesehen.
Die Abmessungen dieser Dicke werden bestimmt in Abhängigkeit
von der Zündgeschwindigkeit
des ausgewählten Materials
bzw. Werkstoffs. Ist beispielsweise das für die Flanschträger 1–2 ausgewählte Material "Azobé"-Holz (Roteisenholz)
und werden "Klasse
1" brandhemmende
Paneele als Aussteifungspaneele verwendet, so werden die obere Oberfläche des
oberen Flanschträgers 1,
die untere Oberfläche
des unteren Flanschträgers 2 und
die Paneele 3–4 15
mm dicker gestaltet, so daß eine
Brandhemmung von 30 Minuten erzielt wird. Nach 30 Minuten des Befeuerns wird
der strukturelle Träger,
nachdem er um 15 mm reduziert wurde, immer noch ausreichend Festigkeit liefern,
um die Lasten zu tragen, für
die er ausgestaltet wurde. Zwischen den Streben 6–7 können auch Öffnungen
bestehen zum Durchlaß von
Kabeln und Rohren. Aus dem Vorstehenden ist es klar, daß die Kombination
des eingeschlossenen Stahlabschnitts 5, der an einem Flanschträger aus
Hartholz angebracht ist, zu einem starken und brandhemmenderen,
kastenförmigen
strukturellen Träger
führt,
dessen Höhe
geringer sein kann als diejenige, bestehender struktureller Träger, so
daß ihr
Preis reduziert werden kann.
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Es
muß nicht
erwähnt
werden, daß die
Natur, Abmessungen und die Gestalt der beschriebenen Bestandteile
und des dadurch ausgebildeten kastenförmigen strukturellen Trägers in
Abhängigkeit
von dem gewünschten
Ziel innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche unterschiedlich sein können.