DE736784C - Strebenloses Tragwerk - Google Patents

Strebenloses Tragwerk

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DE736784C
DE736784C DEL96250D DEL0096250D DE736784C DE 736784 C DE736784 C DE 736784C DE L96250 D DEL96250 D DE L96250D DE L0096250 D DEL0096250 D DE L0096250D DE 736784 C DE736784 C DE 736784C
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DE
Germany
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network
stiffening
load
support line
stiffening rod
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Expired
Application number
DEL96250D
Other languages
English (en)
Inventor
Johannes Lahrs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JOHANNES LAHRS
Original Assignee
JOHANNES LAHRS
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Publication date
Application filed by JOHANNES LAHRS filed Critical JOHANNES LAHRS
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Application granted granted Critical
Publication of DE736784C publication Critical patent/DE736784C/de
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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D1/00Bridges in general
    • E01D1/005Bowstring bridges
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D11/00Suspension or cable-stayed bridges
    • E01D11/04Cable-stayed bridges

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)

Description

  • Strebenloses Tragwerk Die Erfindung betrifft ein ebenes strebenloses Tragwerk, das in ähnlicher Weise wie die bekannten Formen des sog. Langerbalkens und der Hängebrücke sich der Stützlinienwirkung bedient, und verfolgt den Zweck, die Nachteile der bisherigen Systeme zu vermeiden. Während nämlich diese bekannten Systeme sich vor den Strebenfachwerken dadurch auszeichnen, daß sie für eine bestimmte, die wechselnden Gesamtbelastungen möglichst gut ersetzende Durchschnittsbelastung besonders zweckmäßig geformt werden können, haben sie andererseits den Nachteil, daß sie gegenüber den stützlinienfremden Abweichungen der Belastungsextreme (für einseitige Belastung) von dieser für die Systemformung maßgebenden Grundbelastung eine starke elastische Nachgiebigkeit besitzen, wenn der Versteifungsträger nicht sehr kräftig ausgebildet ist. Da nämlich diese extremen Abweichungen der einseitigen Verkehrsbelastung von der Grundbelastung sich annähernd als antisymmetrische Belastungen (vgl. die bekannte Berechnung der Gewölbe mit der Grundbelastung = g -1- p/ z und der antisymmetrischen Abweichung -+-p/2) darstellen, ergibt sich unter Anwendung des Prinzips der Summierung der Wirkungen für diesen stützlinienfremden antisymmetrischen Belastungszustand völlige Spannungslosigkeit der Stützliniengurtung und ein solches Verhalten des Systems, als wenn der Versteifungsträger allein vorhanden wäre. Aus dieser Eigenschaft der genannten Systeme ergibt sich somit die Notwendigkeit, dem Versteifungsträger eine erhebliche Biegungssteifigkeit zu geben. Dies hat wiederum den Nachteil, daß die Steifigkeit dieses Trägers die volle Ausbildung und Ausnutzung der Stützlinienwirkung verhindert. Es liegt daher nahe, eine Lösung zu suchen, die eine volle Ausnutzung der Stützlinienwirkung ohne Behinderung durch Absteifungen ermöglicht, und zwar in solcher Allgemeinheit, daß hierdurch eine weitgehende Freiheit der Gestaltung zur Anpassung an Forderungen der Raumbeschränkung und der Ästhetik erzielt wird; andererseits aber wird für diese Lösung zu fordern sein, daß bei stützlinienfremden Abweichungen der Belastung eine kräftige Mitwirkung von Teilen des Stützliniennetzes auf einfachem Wege erreicht wird. Die Erfüllung dieser Aufgabe bezweckt die nachstehend beschriebene Erfindung.
  • Die Erfindung betrifft ein ebenes Tragwerk, das aus einem Netz von Gelenkvierecken s und einem Versteifungsstabzug v von folgender Beschaffenheit zusammengesetzt ist.
  • Das in Fig. i dargestellte Vierecksnetz s ist unter Anwendung der Gleichgewichtsbedingungen (Ausnutzung der Stützlinienwirkung) so geformt, daß es gegenüber einer bestimmten Belastung, die etwa in der Mitte zwischen den Grenzwerten der -wechselnden Belastung liegt und hier als Grundbelastung bezeichnet wird, sich im (allerdings in der Regel labilen') Gleichgewicht befindet.
  • Der Versteifungsstabzug v beseitigt die Beweglichkeit des Systems, indem er unter Berührung aller quer und längs gerichteten Netzlinien (also unter mindestens einmaliger Berührung jeder Netzlinie) auf diesen das System durchschreitet, und zwar in der Art, daß einzelne der Quer- und Längsreihen nicht nur einmal, sondern mehrfach berührt werden und somit zwischen den Berührungspunkten p des Stabzuges sich an der Aussteifung des Systems beteiligen. Während man im Falle einer gelenklosen Führung des Versteifungsstabzuges bei nur einmaliger Berührung jeder Netzlinie ein statisch bestimmtes System erhalten würde, hätte man bei jeder wiederholten Berührung, derselben Netzlinie (Quer- oder Längsreihe) es mit einer statischen Unbestimmheit zu tun. Bei dem Tragwerk nach der Erfindung ist daher in die zwischen zwei solchen Berührungspunk- liegende Strecke des Versteifungsstabzuges ein Gelenk g eingeschaltet und damit die statische Unbestimmtheit beseitigt, ohne das System beweglich zu machen. Bei der Führung des Stabzuges kann auch ein Rücklaufen auf bereits berührten Stäben stattfinden; ferner können einzelne Stäbe die Länge o erhalten, wobei die betreffenden Vi,-recke als Grenzfall in Dreiecke übergehen. An Stelle der Gelenke können auch federnde Glieder angeordnet sein, ohne die Wirkung -wesentlich zu beeinträchtigen.
  • Gegenüber einer nur einmaligen Berührung aller Netzlinien durch den Versteifungsstabzug, der dann wie beim Langerbalken und bei der Hängebrücke gelenklos sein müßte, hat die dargestellte Ausbildung des Versteifungsstabzuges somit die Wirkung, daß sich Teile des Vierecksnetzes (punktiert) an der Absteifung beteiligen und mit dem Versteifungsstabzug zusammen ein Versteifungsband bilden; dies Versteifungsband weist auf diesen Strecken zwei voneinander getrennte Gurtungen auf, übertrifft den Versteifungsstabzug daher wesentlich an Durchschnittshöhe und ermöglicht daher in günstiger Weise die Aufnahme der stützlinienfremden Abweichungen der Grenzwerte der wechselnden Belastung von der Grundbelastung, während diese Grundbelastung im Versteifungsband (Versteifungsstabzug und mitwirkende Netzteile) keine zusätzlichen Spannungen über die bei der Netzformung zugrunde gelegten axialen Spannungen hinaus hervorruft.
  • Der technische Fortschritt gegenüber dem Bekannten ist in den folgenden Eigenschaften zu erblicken i. Das beschriebene System vermeidet die Nachteile der bisherigen mit Stützlinienwirkung arbeitenden Systeme (Langerbalken, Zweigelenkbogen mit Zugband; Hängebrücke t ; diese Nachteile sind in einer nicht vollen Ausnutzung der Stützlinienwirkung infolge der Beeinträchtigung durch den Versteifungsträger und in der elastischen Empfindlichkeit gegenüber den stützlinienfremden Abweichungezi der Verkehrsbelastung von der Grundbelastung zu sehen.
  • 2. Gegenüber den unter i genannten \achteilen bekannter Systeme wird durch die hier beschriebene Anordnung des Versteifungsträgers ermöglicht, daß infolge der Wirkung der Gelenke das der Formgebung zugrunde gelegte Stützliniennetz sich ungehindert ausbilden kann und andererseits bei stützlinienfremder Belastung durch die Heranziehung anderer Netzteile eine kräftige Absteifung und geringe elastische Nachgiebigkeit erzielt wird. Infolge dieser Eigenschaften -wird die hier beschriebene Anordnung eine Ausbildung strebenloser Fachwerke auch dann noch ermöglichen, -wenn dies bei den bekannten Systemen bereits auf Schwierigkeiten stößt, weil die Verkehrslasten im Verhältnis zum Eigengewicht erheblich sind. Da dieser Fall bei kleineren Spannweiten und bei der Verwendung von Leichtbaustbffen vorliegen wird, ergibt sich hieraus, daß der Bereich der Anwendungsmöglichkeiten der neuen Bauweise größer ist als bei den bisherigen Systemen.
  • 3. Die kräftigere Versteifung und die unbeeinträchtigte Stützlinienwirkung werden eine geringere Bauhöhe zulassen, als sie bei den bisher bekannten Systemen zweckmäßig und notwendig war.
  • q.. Das System ist statisch bestimmt.
  • 5. Temperaturspannungen treten nicht auf. 6. Der hier eingeführte Begriff des Vierecksnetzes oder Stützliniennetzes, das unter Benutzung der Stützlinienwirkung in allen Quer- und Längsreihen sich bei Grundbelastung im Gleichgewicht befindet, stellt die allgemeinste und zugleich statisch zweckmäßigste Form dar, die einem Fachwerknetz gegenüber einer bestimmten Belastung gegeben werden kann und ermöglicht zugleich eine weitgehende Anpassung an gegebene räumliche und ästhetische Bedingungen. Gegenüber einem ohne Rücksicht auf Stützlinienwirkung geformten Strebenfachwerkwird es die gleichen Vorzüge sparsamer. Verwendung der Baustoffe zeigen wie ein Gewölbe gegenüber einem auf Biegung beanspruchten Balken. Wie natürlich der Kräfteverlauf in feinem solchen Vierecksnetz gestaltet werden kann, zeigt ein Vergleich mit dem Netz der orthogonalen Spannungstrajektorien eines ebenen Spannungszustandes in einem elastischen Körper, die gleichfalls aus einem derartigen Vierecksnetz bestehen.
  • Anwendungen des Systems, und zwar in einreihiger Form, sind in den Fig.2 bis dargestellt. Die Fig.8 und 9 zeigen eine mehrstufige Ausführung des Systems, in der bereits die biegungssteifen Einzelglieder nicht vollwandig, sondern nach gleicher Art vergittert ausgebildet sind.
  • Das System wird in erster Linie bei Dächern und Brücken mittlerer und großer Spannweite angewandt werden können, doch wird voraussichtlich auch eine Anwendung im Luftschiff- und Flugzeugbau sowie im Schiffbau in Frage kommen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Ebenes Tragwerk, gekennzeichnet durch die Vereinigung eines Netzes (s) aus Gelenkvierecken mit einem Versteifungsstabzug und durch die folgende Beschaffenheit der genannten beiden Teile: Das Vierecksnetz (s) ist unter Anwendung der Gleichgewichtsbedingungen - unter Ausnutzung der Stützlinienwirkung - so geformt, daß es sich bei einem etwa in der Mitte zwischen den Grenzwerten der wechselnden Belastung liegenden Belastungszustande, der Grundbelastung, im Gleichgewicht befindet. Die Beweglichkeit des Systems wird dadurch beseitigt, daß der Versteifungsstabzug (v) unter Berührung aller quer und längs gerichteten Netzlinien '(also unter mindestens einmaliger Berührung jeder Netzlinie) auf diesen das System so durchschreitet, daß einzelne der Quer-und Längsreihen mehrfach berührt werden, wobei in den Versteifungsstabzug zwischen je zwei derartigen Berührungspunkten derselben Quer- oder Längsreihe ein Gelenk (g) öder ein federndes Glied eingeschaltet ist.
DEL96250D 1938-11-19 1938-11-19 Strebenloses Tragwerk Expired DE736784C (de)

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