EP0065072A2 - Verbundbauteil aus einem Traggitter und einer Kunststoffabdeckung - Google Patents

Verbundbauteil aus einem Traggitter und einer Kunststoffabdeckung Download PDF

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EP0065072A2
EP0065072A2 EP82101124A EP82101124A EP0065072A2 EP 0065072 A2 EP0065072 A2 EP 0065072A2 EP 82101124 A EP82101124 A EP 82101124A EP 82101124 A EP82101124 A EP 82101124A EP 0065072 A2 EP0065072 A2 EP 0065072A2
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composite component
rods
plastic
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plastic cover
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Dieter Müller
Klaus Kerk
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    • E04—BUILDING
    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D3/00—Roof covering by making use of flat or curved slabs or stiff sheets
    • E04D3/02—Roof covering by making use of flat or curved slabs or stiff sheets of plane slabs, slates, or sheets, or in which the cross-section is unimportant
    • E04D3/06—Roof covering by making use of flat or curved slabs or stiff sheets of plane slabs, slates, or sheets, or in which the cross-section is unimportant of glass or other translucent material; Fixing means therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B7/00—Roofs; Roof construction with regard to insulation
    • E04B7/14—Suspended roofs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/54—Slab-like translucent elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D3/00—Roof covering by making use of flat or curved slabs or stiff sheets
    • E04D3/02—Roof covering by making use of flat or curved slabs or stiff sheets of plane slabs, slates, or sheets, or in which the cross-section is unimportant
    • E04D3/06—Roof covering by making use of flat or curved slabs or stiff sheets of plane slabs, slates, or sheets, or in which the cross-section is unimportant of glass or other translucent material; Fixing means therefor
    • E04D2003/065—Corner- or point-supported glazing

Definitions

  • the invention relates to composite components made of a metal wire mesh and a plastic cover, which is rigidly connected to the metal wire mesh at the crossing points by means of connecting clamps.
  • Composite components of this type are known from DE-PS 22 47 358. They obtain their static rigidity from the fact that they are barrel-shaped and the plate-shaped plastic cover is arranged at a distance from the metal wire mesh.
  • torques occur at the connection points between the crossing points of the metal wire mesh and the plastic cover. The greater the distance between the metal wire mesh and the plastic cover, the greater these moments.
  • the connection points must be attached to the crossing points of the metal wire mesh as free of torque as possible, which leads to a complex design of the connection clamps, particularly when larger areas are to be covered with the composite components.
  • the invention has for its object to improve the known composite components in terms of their rigidity without torques occurring at the connection points between the metal wire mesh and the plastic cover or complex connection clamps for receiving such torques are required.
  • the task is solved by composite components according to the patent claims.
  • the new composite components are based on the lattice girder principle, but in a flat design.
  • Two plastic covers (1) and (2) form the upper and lower chord of the lattice structure.
  • the support grid (3) formed from metal wires or rods takes over the function of the supporting web between the upper and lower chord. In case of low load or high own stiffness of the support grid can be flat, such as a conventional structural steel mat. If a higher static rigidity is required, a three-dimensional lattice is used.
  • the metal wires or rods approximately perpendicular to the plane of the plastic covers bent periodically and at the vertices (4) with the respective adjacent art 'fabric cover rigidly connected.
  • the grille consists of metal bars running at right angles to one another.
  • the metal bars In order to achieve the required rigidity, it may be sufficient to periodically bend the metal bars in one of the lattice directions in the sense described.
  • the metal rods are preferably bent in this way in both grating directions.
  • the periodic bending increases the distance between the upper and lower chord of the lattice structure, thereby increasing its static rigidity.
  • the plastic covers In order to largely exclude torques that act on the plastic covers, the plastic covers are fastened as close as possible to the metal bars or the apexes of the metal bars.
  • Fig. 3 shows a detailed solution in which this connection is realized with a small distance between the plastic cover and the metal bar grille.
  • Adjacent metal rods running in the same direction are preferably each curved in opposite directions, so that their apexes are offset from one another by half a period length P.
  • the metal rods are preferably curved in opposite directions in both lattice directions and at the respective vertices Crossing points connected to each other. With this design, a high and a low-lying crossing point follow each other for each metal rod.
  • the metal bars can be welded at the crossing points.
  • a connection clamp (10) which also serves for connection to the plastic cover, is more expedient.
  • the metal rods are preferably bent approximately in the form of a sine curve, as shown in FIG. 1. However, they can also be curved in a zigzag, trapezoidal or rectangular shape with small radii of curvature at the vertices; see. Fig. 2.
  • the bending of the metal bars is the same in every period and preferably every period P long.
  • This design is suitable for large flat or barrel-shaped curved composite components.
  • a slight inclination of the plastic covers (5) and (5 ') can be more advantageous.
  • the lengths of the individual bending periods (P 1 , P 2 , P 3 %) of the metal bars can also become smaller with decreasing overall thickness, as shown in FIG. 2.
  • the new composite components not only have an increased static rigidity, but also ensure the presence of two spaced-apart plastics covers at the same time increased heat and sound insulation. They are therefore suitable for the erection of self-supporting, large-area structures or parts thereof, such as light walls, soundproof walls, light roofs, greenhouses, soundproofing tunnels for roads and railways, factory halls, etc.
  • both the plastic covers and the metal rods can be made from small ones Individual elements can be strung together.
  • the rigidity and load-bearing capacity of the entire component is not adversely affected, provided that the joints between the individual sub-elements in the total area of the component are offset from one another.
  • connection point can be subjected to tension.
  • ends of abutting metal rods can be connected to one another by loosely attached tubular sleeves.
  • the edges of neighboring plastic cover elements can be connected using suitable clamping profiles.
  • the plastic covers and the metal bars must be dimensioned according to the traffic loads to be absorbed.
  • the support grid is preferably made of steel bars, but bars made of aluminum or other metals can also be used. Depending on the size of the entire structure and the traffic loads that occur, steel bars of, for example, 5-20 mm in diameter can be considered.
  • the steel rods are preferably galvanized or coated in a corrosion-resistant manner.
  • connection clamps for the crossing points of the support grid are preferably also made of metal and can be made, for example, by die casting from aluminum.
  • a design according to FIG. 3 is expedient, in which the metal bars (6), (7) are pushed into slots (8) arranged in a crosswise manner and are immovably clamped by a threaded ring (9).
  • the plastic cover (1) is attached to the same connecting clamp (10).
  • it carries a threaded shaft (11) which leads through a corresponding hole in the plastic cover.
  • the threaded shaft (11) can also be covered with an elastic material.
  • Hollow chamber panels or solid profile panels which can be flat or corrugated, are suitable as plastic covers.
  • Hollow chamber sheets for example extruded double-wall sheets, have the advantage of high inherent rigidity with low weight.
  • Suitable plastics are polycarbonates, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, glass fiber reinforced polyesters or polyolefins. When using hollow chamber profiles, extruded double-wall sheets made of polycarbonate are preferred.
  • Solid profile panels can be used with a thickness of 2 - 8 mm, for example. Suitable hollow chamber profiles can have a thickness of 8 - 40 mm.
  • the top and bottom covers can be made of the same or different plastic material.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein ebenes oder tonnenförmig gewölbtes Verbundbauteil zur Errichtung von selbstragenden, großflächigen Bauwerken oder Teilen davon, bestehend aus einem Traggitter (3), vorzugsweise aus gewellten Stahlstäben oder -drähten, und auf beiden Seiten des Traggitters angeordneten Kunststoffabdeckungen (1,2), die an den Kreuzungspunkten des Traggitters über Verbindungsschellen (10) mit diesem starr verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft Verbundbauteile aus einem Metalldrahtgitter und einer Kunststoffabdeckung, die an den Kreuzungspunkten des Metalldrahtgitters über Verbindungsschellen mit diesem starr verbunden ist. Verbundbauteile dieser Art sind aus der DE-PS 22 47 358 bekannt. Sie erhalten ihre statische Steifigkeit dadurch, daß sie tonnenförmig gewölbt sind und die plattenförmige Kunststoffabdeckung im Abstand von dem Metalldrahtgitter angeordnet ist. Bei der Belastung der bekannten Verbundbauteile treten Drehmomente an den Verbindungsstellen zwischen den Kreuzungspunkten des Metalldrahtgitters und der Kunststoffabdeckung auf. Diese Momente sind umso größer, je größer der Abstand zwischen dem Metalldrahtgitter und der Kunststoffabdeckung ist. Um den Bruch der Kunststoffabdeckung an den Verbindungspunkten zu vermeiden, müssen die Verbindungsstellen möglichst momentenfrei auf den Kreuzungspunkten des Metalldrahtgitters angebracht werden, was namentlich dann, wenn mit den Verbundbauelementen größere Flächen überdeckt werden sollen, zu einer aufwendigen Gestaltung der Verbindungsschellen führt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verbundbauteile bezüglich ihrer Steifigkeit zu verbessern ohne daß an den Verbindungsstellen zwischen dem Metalldrahtgitter und der Kunststoffabdeckung Drehmomente auftreten oder aufwendige Verbindungsschellen zur Aufnahme solcher Drehmomente erforderlich werden. Die Aufgabe wird durch Verbundbauteile gemäß den Patentansprüchen gelöst.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den Figuren 1 bis 3 dargestellt.
    • Figur 1 stellt ausschnittsweise einen Querschnitt durch ein tonnenförmig gewölbtes Verbundbauteil gemäß der Erfindung dar.
    • Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch ein anderes Bauteil gemäß der Erfindung mit ebenen und gegeneinander geneigten Außenflächen.
    • Figur 3 zeigt im Schnittbild eine zweckmäßige Gestaltung einer Verbindungsschelle.
  • Die neuen Verbundbauteile sind nach dem Prinzip des Gitterträgers, jedoch in flächiger Ausführung, aufgebaut. Zwei Kunststoffabdeckungen (1) und (2) bilden Ober- und Untergurt des Gittertragwerks. Das aus Metalldrähten bzw. -stäben gebildete Traggitter (3) übernimmt die Funktion des stützenden Steges zwischen Ober- und Untergurt. Im Falle geringer Belastung oder hoher Eigensteifigkeit des Traggitters kann dieses flach ausgebildet sein, wie z.B. eine herkömmliche Baustahlmatte. Wenn eine höhere statische Steifigkeit gefordert wird, wird ein dreidimensionales Gitterwerk verwendet. In diesem sind die Metalldrähte bzw. -stäbe etwa senkrecht zur Ebene der Kunststoffabdeckungen periodisch gebogen und an den Scheitelpunkten (4) mit der jeweils anliegenden Kunst-' stoffabdeckung starr verbunden. Im Regelfall besteht das Gitter aus rechtwinklig zueinander verlaufenden Metallstäben. Um die erforderliche Steifigkeit zu erreichen, kann es genügen, die Metallstäbe in einer der Gitterrichtungen im beschriebenen Sinne periodisch zu biegen. Vorzugsweise sind die Metallstäbe in beiden Gitterrichtungen in dieser Weise gebogen. Durch die periodische Biegung wird der Abstand zwischen dem Ober- und Untergurt des Gittertragwerks vergrößert und dadurch seine statische Steifigkeit erhöht. Um Drehmomente, die auf die Kunststoffabdeckungen einwirken, weitgehend auszuschließen, werden die Kunststoffabdeckungen möglichst dicht an den Metallstäben bzw. den Scheitelpunkten der Metallstäbe befestigt. Fig. 3 zeigt eine Detaillösung, bei der diese Verbindung mit einem geringen Abstand zwischen der Kunststoffabdeckung und dem Metallstabgitter verwirklicht wird.
  • Vorzugsweise sind benachbarte, in gleicher Richtung verlaufende Metallstäbe jeweils gegenläufig gekrümmt, so daß ihre Scheitelpunkte jeweils um eine halbe Periodenlänge P gegeneinander versetzt sind. Vorzugsweise sind die Metallstäbe in beiden Gitterrichtungen in dieser Weise gegenläufig gekrümmt und an den jeweiligen Scheitelpunkten zu Kreuzungspunkten miteinander verbunden. Bei dieser Gestaltung folgen bei jedem Metallstab jeweils ein hochliegender und ein tiefliegender Kreuzungspunkt aufeinander. Die Metallstäbe können an den Kreuzungspunkten verschweißt sein. Zweckmäßiger ist eine Verbindungsschelle (10), die gleichzeitig zur Verbindung mit der Kunststoffabdeckung dient.
  • Vorzugsweise werden die Metallstäbe etwa in Form einer Sinuskurve gebogen, wie in Fig. 1 dargestellt. Sie können jedoch auch zickzack-, trapez- oder rechteckförmig mit kleinen Krümmungsradien an den Scheitelpunkten gebogen sein; vgl. Fig. 2.
  • .Im Falle eines erfindungsgemäßen Verbundbauteils von gleichförmiger Gesamtdicke ist die Biegung der Metallstäbe in jeder Periode gleich hoch und vorzugsweise jede Periode P lang. Diese Gestaltungsweise eignet sich für große ebene oder tonnenförmig gewölbte Verbundbauteile. Für frei vorkragende ebene oder gewölbte Dachflächen kann eine schwache Neigung der Kunststoffabdeckungen (5) und (5') gegeneinander vorteilhafter sein. In diesem Falle können die Längen der einzelnen Biegungsperioden (P1, P2, P3...) der Metallstäbe mit abnehmender Gesamtdicke ebenfalls kleiner werden, wie in Fig. 2 dargestellt.
  • Die neuen Verbundbauteile haben nicht nur eine erhöhte statische Steifigkeit, sondern gewähren durch das Vorhandensein von zwei im Abstand angeordneten Kunststoffgleich abdeckungen gleichzeitig eine erhöhte Wärme- und Schalldämmung. Sie eignen sich daher zur Errichtung von selbsttragenden, großflächigen Bauwerken oder Teilen davon, wie Lichtwänden, Schallschutzwänden, Lichtdächern, Gewächshäusern, Schallschutztunneln für Straßen und Eisenbahnen, Fabrikhallen usw. Bei der Errichtung großflächiger Bauteile dieser Art können sowohl die Kunststoffabdeckungen als auch die Metallstäbe aus kleinen Einzelelementen aneinandergereiht werden. Die Steifigkeit und Tragfähigkeit des gesamten Bauteils wird dadurch nicht beeinträchtigt, vorausgesetzt, daß die Stoßstellen zwischen den einzelnen Teilelementen in der Gesamtfläche des Bauteils versetzt gegeneinander angeordnet sind. Im allgemeinen ist es nicht erforderlich, die Elemente so miteinander zu verbinden, daß die Verbindungsstelle auf Zug beansprucht werden kann. So können die Enden von aneinander stoßenden Metallstäben durch lose aufgesteckte Rohrhülsen miteinander verbunden werden. Die Ränder von benachbarten Kunststoffabdeckelementen können durch geeignete Klemmprofile verbunden werden.
  • Die Kunststoffabdeckungen und die Metallstäbe müssen den aufzunehmenden Verkehrslasten entsprechend dimensioniert sein. Das Traggitter besteht vorzugsweise aus Stahlstäben, jedoch können auch Stäbe aus Aluminium oder anderen Metallen Verwendung finden. Je nach der Größe des Gesamtbauwerks und den auftretenden Verkehrslasten kommen Stahlstäbe von beispielsweise 5 - 20 mm Durchmesser in Betracht. Die Stahlstäbe werden vorzugsweise verzinkt oder korrosionsfest beschichtet.
  • Die Verbindungsschellen für die Kreuzungspunkte des Traggitters bestehen vorzugsweise ebenfalls aus Metall und können beispielsweise durch Druckguß aus Aluminium hergestellt sein. Zweckmäßig ist eine Gestaltung gemäß Fig. 3, bei der die Metallstäbe (6), (7) in kreuzweise angeordnete Schlitze (8) eingeschoben und durch einen Gewindering (9) unverrückbar verklemmt sind. Die Kunststoffabdeckung (1) wird an der gleichen Verbindungsschelle (10) befestigt. Zu diesem Zweck trägt sie einen Gewindeschaft (11), der durch eine entsprechende Bohrung in der Kunststoffabdeckung führt. Eine starre und zugleich wasserdichte Befestigung der Kunststoffabdeckung'wird erreicht, wenn sie mit Dichtungsscheiben (12), (13) aus elastischem Material, einer Klemmscheibe (14) und einer Hutmutter (15) befestigt wird. Gegebenenfalls kann auch der Gewindeschaft (11) mit einem elastischen Material überzogen sein.
  • Als Kunststoffabdeckung eignen sich Hohlkammertafeln oder Vollprofiltafeln, die flach oder gewellt sein können. Hohlkammertafeln, beispielsweise extrudierte Stegdoppelplatten, haben den Vorteil einer hohen Eigensteifigkeit bei geringem Gewicht. Als Kunststoffe eignen sich Polycarbonate, Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, glasfaserverstärkte Polyester oder Polyolefine. Bei Verwendung von Hohlkammerprofilen werden extrudierte Stegdoppelplatten aus Polycarbonat bevorzugt. Vollprofilplatten können in einer Stärke von beispielsweise 2 - 8 mm eingesetzt werden. Geeignete Hohlkammerprofile können Dicken von 8 - 40 mm haben. Die obere und die untere Abdeckung können aus gleichartigem oder verschiedenem Kunststoffmaterial bestehen.

Claims (5)

1. Verbundbauteil aus einem Traggitter aus Metalldrähten oder -stäben und einer Kunststoffabdeckung, die an den Kreuzungspunkten des Traggitters über Verbindungsschellen mit diesem starr verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Traggitter beidseitig mit je einer Kunststoffabdeckung starr verbunden ist.
2. Verbundbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalldrähte bzw. -stäbe wenigstens in einer, vorzugsweise in beiden Gitterrichtungen etwa senkrecht zur Ebene der Kunststoffabdeckungen periodisch gebogen sind und an den Scheitelpunkten mit der jeweils anliegenden Kunststoffabdeckung starr verbunden sind.
3. Verbundbauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte, in gleicher Richtung verlaufende Metalldrähte bzw. -stäbe jeweils gegenläufig gekrümmt sind.
4. Verbundbauteil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffabdeckungen gleichsinnig tonnenförmig gewölbt sind.
5. Verbundbauteil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffabdeckungen eben sind und parallel oder gegeneinander geneigt angeordnet sind.
EP82101124A 1981-05-12 1982-02-16 Verbundbauteil aus einem Traggitter und einer Kunststoffabdeckung Expired EP0065072B1 (de)

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