EP1669505A1 - Steel-concrete composite joist with fire-resistant support for ceiling elements - Google Patents
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- EP1669505A1 EP1669505A1 EP05025146A EP05025146A EP1669505A1 EP 1669505 A1 EP1669505 A1 EP 1669505A1 EP 05025146 A EP05025146 A EP 05025146A EP 05025146 A EP05025146 A EP 05025146A EP 1669505 A1 EP1669505 A1 EP 1669505A1
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- E04B5/261—Monolithic filling members
- E04B5/265—Monolithic filling members with one or more hollow cores
Definitions
- the invention relates to a composite steel beam for forming a ceiling structure according to the preamble of claim 1 protection.
- a known manner of construction in this context is to assemble precast columns and precast beams into a frame construction and insert prefabricated ceiling elements between the precast beams. If necessary, an in situ concrete layer can be added subsequently.
- steel composite beams have also been used as cross members.
- Steel composite beams have a steel profile, for example, a hollow box cross-section, the bearing behavior is sufficient to accommodate transport and assembly-related load conditions.
- the steel girder is supplemented with concrete. This can be done, for example, by introducing concrete into the box cross-section, optionally after prior laying of the reinforcement.
- the cross-section of the steel composite beam thus consists of areas with steel and areas with concrete, which interact during the load transfer.
- EP 0 467 912 A1 discloses a plate carrier system whose carrier consists of welded steel plates which form a trapezoidal cavity.
- the prefabricated ceiling elements rest respectively on the cantilever horizontal lower flange, which is integrally formed on the webs.
- the lower end of the box forms a welded sheet metal, which is offset from the projecting belt plate inwardly offset. The resulting offset makes it possible to attach an additional fire protection panel for the fire from the outside.
- EP 1 405 961 A1 discloses a steel composite construction for floor slabs, in which the steel composite support known in the market under the name "HODY support” has in the lower region two longitudinal side flanges which serve as ceiling supports for the ceiling elements. In this case, a distance is maintained between the bottom of the ceiling panels and the top of the side flanges, which is filled with concrete.
- connection reinforcements is provided in the connection area of the ceiling elements to steel composite support, which is subsequently cast with concrete.
- a steel beam which consists of a rolled section, in particular an I-profile, which is connected on both sides via a strut framework or connecting straps made of sheet metal with a trough-shaped lower belt plate.
- the attachment of the Untergurtblechs done in such a way that the roll profile is maintained a vertical distance, which is cast during the completion of the ceiling construction with concrete.
- the upwardly folded and filled with concrete Untergurtblech serves in this case as a support for the ceiling elements.
- connection reinforcement may be provided which connects the ceiling elements with the steel composite support.
- a T-shaped steel composite support is already proposed according to WO 90/01596, which is prefabricated in the reverse position of use.
- the function of the steel profile is essentially limited to the formation of the formwork for the concrete to be introduced.
- the load transfer takes place via prestressed reinforcement elements, which are arranged in the concrete cross-section.
- the upright T-shaped steel composite carrier forms lateral longitudinal flanges on which the ceiling elements rest.
- no statements are made.
- the invention has for its object to provide an improved steel composite support for a ceiling structure, the support area for the ceiling elements meets the requirements of fire protection and thereby structurally simple and economical to implement and beyond the aesthetic requirements of a building is justified ,
- the essence of the invention lies in the provision of a fire-protected support in steel composite beams for the ceiling elements to be attached.
- the invention is based on the assumption that reduced loads of the static calculation are to be used for the case of fire compared with the state of use. While for the use state In addition to the dead weight also traffic loads are to be brought into approach, which are removed via the side flanges, reduce the static load to be considered for the load case fire significantly.
- This uses the invention and provides in case of fire before a load transfer only on the bearing elements.
- An advantage of the invention is therefore that the heat of the fire due to the shielding by the longitudinal flanges does not directly reach the support area for the ceiling elements. It is therefore achieved without further measures, such as the attachment of a refractory lining or painting sufficient fire protection.
- the inventive design of the fire protection is not visible and therefore extremely advantageous in terms of aesthetic concerns.
- the solution according to the invention is very simple, so that no appreciable additional material or work effort is created when it is realized.
- This provides the invention with economic advantages over prior art solutions. Due to the additional supporting effect of the bearing elements arranged under the bearing elements longitudinal flanges no longer need to be dimensioned to the load case fire and can therefore be designed more economical.
- the buoyancy of the bearing elements allows reduced dimensioning of the longitudinal flanges for use, which in turn allows a more economical construction of the composite steel beam.
- the area between the bearing elements and the longitudinal flanges is filled with a fire insulation.
- the fire insulation can consist of fiber mats or intumescent materials that ensure effective thermal insulation with low weight and ease of workability.
- the casting in the event of fire forms a load transfer system in which the bearing element according to the invention interacts as a tensile zone and casting as a pressure zone. The result is a higher bearing capacity of the support in the support area.
- the bearing elements may for example have profilings or bends. This leads to an improved load transfer behavior in the support area.
- the underside of the composite steel support advantageously consists of a metal sheet whose side over the main cross-section protruding longitudinal edges are bent upwards. On the one hand, this increases the stability of the sheet. At the same time created in this way a trough-shaped bottom, which simplifies the introduction of the fire insulation and in particular the potting.
- the bent longitudinal edge of the sheet further simplifies the production of the ceiling construction by providing support surfaces for the bearing elements, to which the bearing elements merely need to be laid.
- the bearing elements may be non-positively connected to the longitudinal edge of the sheet. This can be done by welding, for example.
- a positive connection for example, with formation of a toothing between the bearing element and the longitudinal edge of the sheet.
- An inventive steel composite support is not bound to a specific cross section, so that both hollow box sections and open cross sections, such as I -, ⁇ - or - Cross sections are suitable.
- the advantage of hollow box sections is, in addition to their higher torsional stiffness, especially in the provision of a formwork for the concrete, so that additional formwork omitted.
- the arrangement of slots of the hollow box at the same time forms a bearing surface for the bearing elements, which facilitates the laying of the bearing elements.
- the bearing elements on the To attach steel profile of the steel composite beam is provided according to an advantageous embodiment of the invention. This is preferably done by welding the bearing element on the web plate.
- the bearing elements according to the invention are advantageously formed plate-shaped. This makes them easy and inexpensive to manufacture, easy to lay and form a flat support surface for the ceiling elements.
- the bond between the concrete and the bearing element is increased, so that the bearing element can absorb higher forces.
- the load transferability can be additionally increased by the bearing elements are connected directly or indirectly non-positively to the longitudinal reinforcement of the steel composite beam.
- the bearing elements For the mounting of the bearing elements, it proves to be advantageous if they are arranged to produce the distance to the longitudinal flange on spacers. This advantage comes in particular with open cross sections of the steel composite carrier such as I -, ⁇ - or Straps to wear.
- the bearing element can rest with its outer edge on the longitudinal edge of the sheet, while the opposite region of the bearing element is supported by the spacer until the concrete is introduced.
- FIG. 1 shows a junction where support 1, support 2 and ceiling element 3 meet.
- the support 1 has on the carrier 2 associated with the inner side of a console 4 for supporting a carrier 2.
- a carrier 2 is inserted in each case. This creates a support frame, which forms the backbone of the ceiling construction together with a plurality of parallel support frame.
- the space between the individual support frames is covered by the ceiling elements 3, which rest on the supports 2 at the edge (FIG. 3).
- a carrier 2 suitable for this purpose usually also has tensioning members 20 for applying a pretension in the longitudinal direction, the course of which advantageously follows the bending moment characteristic.
- the carrier 2 has lateral longitudinal flanges 5, on which the ceiling elements 3 rest with their edge.
- the inventive construction of the carrier 2 can be described in detail.
- a carrier 2 in the form of a steel composite carrier.
- the longitudinally supporting main cross section of the carrier 2 is composed of a steel section 6 with box section and concrete 7, which fills the box cross-section.
- a longitudinal reinforcement 20 may be provided in order to increase the carrying capacity of the carrier 2.
- the box cross-section is formed by two mirror-symmetrically arranged oblique web plates 8, whose upper longitudinal edges are connected via another, an upper flange 10 forming sheet steel.
- the lower longitudinal edges of the web plates 8 are connected in a similar manner via a steel plate forming a lower flange 11, the longitudinal edges 12 of the lower flange 11 projecting laterally beyond the main cross section of the steel composite carrier 2 to form longitudinal flanges 5.
- the longitudinal edges 12 each form, together with the web plates 8 bearing areas for bearing elements 14, the exact training of FIG. 7 shows.
- a bearing element 14 which consists of a steel plate with a thickness, for example in the range of 0.5 to 2 cm.
- the bearing element 14 has a rectangular shape, whose narrow side has a short projection 15. Opposite a rectangular recess 16 is provided centrally on the other narrow side, which leads to the formation of two legs 17.
- the longitudinal edges 12 of the lower belt 11 For receiving the bearing elements 14, the longitudinal edges 12 of the lower belt 11 at predetermined intervals recesses 18, which correspond in shape and size to the approach 15. In the web plates 8, these recesses 18 at the same height opposite, in each case two spaced slots 19 are inserted. These serve to receive the legs 17 of the bearing element 14, which comes to lie in the inserted state with the projection 15 in the recess 18 of the longitudinal edges 12.
- This positive connection between the bearing element 14 and the carrier 2 serves primarily to secure the position of the bearing element 14 in the penetration area of the two parts
- the bearing elements 14 may be welded to the stem plates 8 to improve the carrying behavior.
- the trough-shaped lower flange 11 is filled over its entire length to the upper edge of the longitudinal edges 12 with a hardening material 21, advantageously mortar or concrete.
- the hardening material 21 is preferably introduced only after placing the ceiling elements 3 on the bearing elements 14, so that it wets both the bottom of the bearing elements 14 and the underside of the ceiling elements 3 in the support area.
- other fire insulation may be provided instead of the hardening material, such as fire protection mats made of fiberglass or mineral wool.
- FIG. 3 An exemplary distribution of the bearing elements 14 over the length of the composite steel support 2 is seen mainly in FIG. 3.
- FIGS. 8, 9 and 10 show further cross-sectional shapes of composite steel beams according to the invention.
- the steel composite beam 22 shown in FIG. 8 has an I steel profile with a web 23 arranged in the plane of symmetry, which joins the upper flange 24 and the lower flange 25 to one another.
- the enclosed by the web 23 and the upper flange 24 and lower flange 25 areas are in turn filled with concrete 26, which can be additionally reinforced by a longitudinal reinforcement (not shown).
- the lower flange 25 extends, as in the case of the carrier 2 described above, to form lateral longitudinal flanges 27 beyond the main cross-section of the carrier 22, which carries in the longitudinal direction.
- the longitudinal edges 28 of the lower chord 25 are again behind bent above and form, as described in Figures 4 to 7 according to a trough shape and at the same time a support for the bearing elements 14 from.
- the bearing elements 14 are supported within the main cross section by means of spacers 29 which rest on the lower flange 25. With sufficient length of the bearing elements 14, these can also be welded with their end on the web. The area between the bearing element 14 and lower flange 25 is cast in turn over the entire length of the composite steel beam 20 with a hardening material. This is advantageously done in the course of the introduction of the concrete 26 after the laying on of the ceiling elements.
- FIG. 9 A modification of the cross member described under Fig. 8 is shown in Fig. 9, so that as far as possible resorted to identical reference numerals. Differences exist only in the nature of the bearing elements.
- the bearing elements 30 shown in Fig. 9 consist of an angle section with a short leg and a long leg.
- the long leg is horizontally arranged in accordance with the invention to form a support for a ceiling element 3, wherein the shorter leg serves as Aufstandsfuß of the bearing element 30 on the lower flange 25.
- Such an angle profile may extend over the entire length of the composite steel beam 22 or be arranged only at predetermined locations. The position assurance of the angle profile on the lower flange 25 takes place, for example, over welding points, which even with sufficient strength, the use of the spacers 29 may be unnecessary.
- FIG. 10 shows an alternative embodiment of a steel composite carrier 33, the steel profile of which is formed by two parallel, upright web plates 34 and a lower flange 35 connecting the lower longitudinal edges of the web bones 34.
- the lower flange 35 in turn projects laterally beyond the web plates 34 and forms with the bent longitudinal edges 36, as already described in accordance with FIGS. 4 to 7, Trough-shaped side flanges 37.
- the bearing elements 14 are also mounted in this embodiment of the invention on the one hand on the longitudinal edges 36 of the side flanges 37 and on the other hand in longitudinal slots in the web plates 34.
- concrete 38 between the web plates 34 of the - introduced shaped steel profile and the trough-shaped side flanges 37 are provided with a hardening potting 39.
- a carrier 2 present at that time merely as a steel profile carrier 6, which is already equipped with a longitudinal reinforcement 20 and the internals required in this connection, is provided with the bearing elements 14.
- This is done by the bearing elements 14 are inserted with their legs 17 in the slots in the web plates 8 and then placed with their approach 15 in the recess in the longitudinal edges 12 of the lower belt 11.
- the bearing elements 14 may optionally be welded to the web plates 8 in the penetration area.
- the bearing elements 14 are provided on their upper side with elastomeric bearings 32.
- a carrier 2 prepared in this way can subsequently be placed on the brackets 4 of two mutually opposite supports 1.
- the ceiling elements 3 can be inserted between the carrier 2. This condition is shown in Fig. 11b. It can be seen two ceiling elements 3, which rest with its bottom edge on the longitudinal flanges 5 and there exactly on the elastomeric bearings 32 on the bearing elements 14. The load from the Ceiling elements 3 is entered via the bearing elements 14 in the longitudinal flanges 5 and further in the carrier 2.
- concrete 7 is introduced into the region of the cross member 2.
- the concrete 7 can fill both the hollow box profile of the carrier 2, as well as the area between the lower flange 11 and the bearing elements 14 and the underside of the ceiling elements 3, as well as the area between the web plates 8 and the end faces of the ceiling elements 3.
- the bearing elements 14 are firmly anchored with their located within the main cross-section legs 17 in the manner of a clamping.
- a line bearing extending over the entire length of the carrier 2 is created for the ceiling elements 3, which is intended to introduce additional loads such as traffic loads in use directly into the longitudinal flanges 5.
- an in-situ concrete layer 31 is added, which extends over the entire ceiling construction.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Stahlverbundträger zur Bildung einer Deckenkonstruktion gemäss dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.The invention relates to a composite steel beam for forming a ceiling structure according to the preamble of
Bei der Konstruktion von Bauwerken ist in Folge zunehmenden Kosten- und Zeitdrucks ein Trend zur Verwendung vorgefertigter Bauteile feststellbar. Diese erlauben eine rationelle Produktion bei Einhaltung hoher Qualitätsstandards und weitestgehender Abkoppelung der Herstellung der vorgefertigten Bauteile vom Baufortschritt der Baustelle. Der Bauaufwand vor Ort reduziert sich somit auf das Zusammensetzen der vorgefertigten Bauteile, womit eine erhebliche Zeitersparnis möglich ist.In the construction of buildings, a trend towards the use of prefabricated components can be determined as a result of increasing cost and time pressure. These allow a rational production while maintaining high quality standards and as far as possible decoupling the production of prefabricated components from the construction progress of the construction site. The construction work on site is thus reduced to the composition of the prefabricated components, which a considerable time savings is possible.
Eine in diesem Zusammenhang bekannte Konstruktionsweise besteht darin, Fertigteilstützen und Fertigteilträger zu einer Rahmenkonstruktion zusammenzufügen und zwischen die Fertigteilträger vorgefertigte Deckenelemente einzulegen. Falls erforderlich kann nachträglich eine Ortbetonschicht ergänzt werden.A known manner of construction in this context is to assemble precast columns and precast beams into a frame construction and insert prefabricated ceiling elements between the precast beams. If necessary, an in situ concrete layer can be added subsequently.
In diesem Zusammenhang sind neben Fertigteilträger aus Stahl- und Spannbeton auch schon Stahlverbundträger als Querträger verwendet worden. Stahlverbundträger besitzen ein Stahlprofil, beispielsweise einen Hohlkastenquerschnitt, dessen Tragverhalten ausreicht um transport- und montagebedingte Belastungszustände aufzunehmen. Für die Lastabtragung im Gebrauchszustand wird der Stahlträger mit Beton ergänzt. Dies kann beispielsweise durch Einbringen von Beton in den Kastenquerschnitt geschehen, gegebenenfalls nach vorherigem Verlegen der Bewehrung. Der Querschnitt des Stahlverbundträgers setzt sich somit aus Bereichen mit Stahl und Bereichen mit Beton zusammen, die bei der Lastabtragung zusammenwirken.In this context, in addition to precast beams made of reinforced and prestressed concrete, steel composite beams have also been used as cross members. Steel composite beams have a steel profile, for example, a hollow box cross-section, the bearing behavior is sufficient to accommodate transport and assembly-related load conditions. For load transfer in use, the steel girder is supplemented with concrete. This can be done, for example, by introducing concrete into the box cross-section, optionally after prior laying of the reinforcement. The cross-section of the steel composite beam thus consists of areas with steel and areas with concrete, which interact during the load transfer.
Von großer Bedeutung bei der Herstellung von Bauwerken ist die Einhaltung der entsprechenden Anforderungen an den Brandschutz. Die einschlägigen Bestimmungen machen es erforderlich, dass ein Bauwerk auch im Brandfall für einen vorbestimmten Zeitraum funktionstüchtig erhalten bleibt um ausreichend Zeit für Rettungsmaßnahmen zur Verfügung zu stellen. Dies betrifft vor allem tragende Bauteile und hier wiederum insbesondere die Querträger und die Auflagerung der Deckenelementen auf den Querträgern.Of great importance in the manufacture of structures is compliance with the relevant requirements for fire protection. The relevant provisions make it necessary that a building remains functional even in case of fire for a predetermined period of time to provide sufficient time for rescue operations. This concerns above all supporting components and here again in particular the cross member and the Auflagerung the ceiling elements on the cross members.
Aus der EP 0 467 912 A1 ist ein Plattenträgersystem bekannt, dessen Träger aus verschweißten Stahlblechen besteht, die einen trapezförmigen Hohlraum bilden. Die vorgefertigten Deckenelemente liegen jeweils auf dem auskragenden horizontalen Unterflansch auf, der an die Stege angeformt ist. Den unteren Abschluss des Kastens bildet ein eingeschweißtes Blech, dass gegenüber dem auskragenden Gurtblech nach innen versetzt angeordnet ist. Der sich daraus ergebende Versatz ermöglicht es, von außen eine zusätzliche Brandschutzverkleidung für den Brandfall anzubringen. Nach der Montage der vorgefertigten Deckenelemente wird der Hohlraum des Kastenträgers und der Raum zwischen Stahlträger und Fertigteile mit Beton ausgefüllt.EP 0 467 912 A1 discloses a plate carrier system whose carrier consists of welded steel plates which form a trapezoidal cavity. The prefabricated ceiling elements rest respectively on the cantilever horizontal lower flange, which is integrally formed on the webs. The lower end of the box forms a welded sheet metal, which is offset from the projecting belt plate inwardly offset. The resulting offset makes it possible to attach an additional fire protection panel for the fire from the outside. After installation of the prefabricated ceiling elements of the cavity of the box girder and the space between steel beams and precast parts is filled with concrete.
Neben Nachteilen in statischer Hinsicht, die auf die niedere Bauhöhe des Trägers zurückgehen, besteht ein weiterer Nachteil dieser Konstruktion darin, dass im Brandfall der Zuggurt des Stahlträgers nicht durch die Konstruktion selbst geschützt ist, sondern zusätzlich mit einer Brandschutzschicht verkleidet werden muss. Die Brandschutzschicht erstreckt sich dabei nicht auf die auskragenden horizontalen Unterflansche, so dass diese im Brandfall der Hitze unmittelbar ausgesetzt sind und daher keine Tragfunktion mehr ausüben. Zur Sicherung des Tragverhaltens der Konstruktion im Brandfall sind die Deckenelemente über eine aufwändige Anschlussbewehrung an den Träger angeschlossen, die nachträglich vor Ort einbetoniert wird.In addition to disadvantages in static terms, which go back to the low height of the wearer, another disadvantage of this construction is that in case of fire, the tension of the steel beam is not protected by the construction itself, but must also be clad with a fire protection layer. The fire protection layer does not extend to the projecting horizontal lower flanges, so that they are directly exposed to the heat in case of fire and therefore no longer carry any support function. To ensure the structural behavior of the structure in the event of fire, the ceiling elements are connected to the girder via an elaborate connection reinforcement, which is subsequently embedded in concrete on site.
Die EP 1 405 961 A1 offenbart eine Stahlverbundkonstruktion für Geschossdecken, bei der der auf dem Markt unter der Bezeichnung "HODY-Träger" bekannte Stahlverbundträger im unteren Bereich zwei in Längsrichtung verlaufende Seitenflansche aufweist, die den Deckenelementen als Linienauflager dienen. Dabei ist zwischen der Unterseite der Deckenelemente und der Oberseite der Seitenflansche ein Abstand eingehalten, der mit Beton ausgefüllt ist.
Der Vorteil dieser Konstruktionsweise besteht unter anderem darin, dass der Verguss im Brandfall Schutzwirkung für die darüber angeordneten Deckenelemente entfaltet. Allerdings ist der Stahlflansch des Verbundträgers der Brandhitze unmittelbar ausgesetzt, so dass er im Brandfall keine tragende Funktion übernehmen kann und ein Versagen des Linienauflagers zu erwarten wäre. Aus diesem Grund ist im Anschlussbereich der Deckenelemente zum Stahlverbundträger eine Anschlussbewehrungen vorgesehen, die nachträglich mit Beton vergossen wird.The advantage of this construction method is, inter alia, that the casting in case of fire unfolds protective effect for the overhead ceiling elements. However, the steel flange of the composite support of the fire heat is directly exposed, so that it can not assume a supporting function in case of fire and a failure of the line support would be expected. For this reason, a connection reinforcements is provided in the connection area of the ceiling elements to steel composite support, which is subsequently cast with concrete.
Darüber hinaus ist aus der EP 0 555 232 A1 ein Stahlträger bekannt, der aus einem Walzprofil, insbesondere einem I-Profil besteht, das auf beiden Seiten über ein Strebenfachwerk oder Verbindungslaschen aus Blech mit einem wannenförmig ausgebildeten Untergurtblech verbunden ist. Die Befestigung des Untergurtblechs erfolgt derart, dass zum Walzprofil ein vertikaler Abstand eingehalten ist, welcher im Zuge der Fertigstellung der Deckenkonstruktion mit Beton vergossen wird. Das nach oben gekantete und mit Beton aufgefüllte Untergurtblech dient in diesem Fall als Auflager für die Deckenelemente.Moreover, from EP 0 555 232 A1 a steel beam is known, which consists of a rolled section, in particular an I-profile, which is connected on both sides via a strut framework or connecting straps made of sheet metal with a trough-shaped lower belt plate. The attachment of the Untergurtblechs done in such a way that the roll profile is maintained a vertical distance, which is cast during the completion of the ceiling construction with concrete. The upwardly folded and filled with concrete Untergurtblech serves in this case as a support for the ceiling elements.
Als vorteilhaft wird beschrieben, dass die Betonschicht zwischen Unterkante Stahlträger und Untergurtblech als Brandschutz für den Stahlträger dient. Da aber das Untergurtblech im Brandfall der Brandhitze unmittelbar ausgesetzt ist, versagt mit dem Untergurtblech auch das Auflager für die Deckenelemente. Aus diesem Grund ist auch hier eine entsprechende Anschlussbewehrung vorgesehen sein, die die Deckenelemente mit dem Stahlverbundträger verbindet.It is described as advantageous that the concrete layer between the lower edge of the steel girder and lower girder plate serves as fire protection for the steel girder. But since the Untergurtblech is directly exposed to the fire heat in the event of fire, with the Untergurtblech also fails the support for the ceiling elements. That's why one is here too appropriate connection reinforcement may be provided which connects the ceiling elements with the steel composite support.
Zur konstruktiven Verbesserung des Anschlusses zwischen Querträger und Deckenelemente einer Geschossdeckenkonstruktion ist gemäß der WO 90/01596 auch schon ein T-förmiger Stahlverbundträger vorgeschlagen, der in umgekehrter Gebrauchslage vorgefertigt wird. Die Funktion des Stahlprofil beschränkt sich im wesentlichen auf die Ausbildung der Schalung für den einzubringenden Beton. Die Lastabtragung erfolgt über vorgespannte Bewehrungselemente, die im Betonquerschnitt angeordnet sind. Im Montagezustand bildet der auf Kopf stehende T-förmige Stahlverbundträger seitliche Längsflansche, auf denen die Deckenelemente aufliegen. Über den Brandschutz sind jedoch keine Aussagen gemacht.To improve the construction of the connection between the cross member and ceiling elements of a floor slab construction, a T-shaped steel composite support is already proposed according to WO 90/01596, which is prefabricated in the reverse position of use. The function of the steel profile is essentially limited to the formation of the formwork for the concrete to be introduced. The load transfer takes place via prestressed reinforcement elements, which are arranged in the concrete cross-section. In the assembled state, the upright T-shaped steel composite carrier forms lateral longitudinal flanges on which the ceiling elements rest. About the fire protection, however, no statements are made.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Stahlverbundträger für eine Deckenkonstruktion anzugeben, dessen Auflagerbereich für die Deckenelemente den Anforderungen an den Brandschutz Rechnung trägt und dabei bautechnisch einfach und wirtschaftlich zu realisieren ist und darüber hinaus den ästhetischen Ansprüchen an ein Bauwerk gerecht wird.Against this background, the invention has for its object to provide an improved steel composite support for a ceiling structure, the support area for the ceiling elements meets the requirements of fire protection and thereby structurally simple and economical to implement and beyond the aesthetic requirements of a building is justified ,
Diese Aufgabe wird durch einen Stahlverbundträger mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a composite steel carrier with the features of the
Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.
Das Wesen der Erfindung liegt in der Bereitstellung eines brandgeschützten Auflagers bei Stahlverbundträgern für die anzufügenden Deckenelemente. Die Erfindung geht dabei davon aus, dass für den Brandfall gegenüber dem Gebrauchszustand reduzierte Lasten der statischen Berechnung zu Grunde zu legen sind. Während für den Gebrauchszustand neben dem Eigengewicht auch Verkehrslasten in Ansatz zu bringen sind, die über die Seitenflansche abgetragen werden, reduzieren sich für den Lastfall Brand die statisch zu berücksichtigenden Lasten erheblich. Dies nutzt die Erfindung und sieht im Brandfall eine Lastabtragung lediglich über die Lagerelemente vor. Durch eine Einbindung der Lagerelemente in den Beton des Hauptquerschnitts des Stahlverbundträgers wird die Belastung aus den Deckenelementen über die Lagerelemente in den Stahlverbundträger eingetragen. Die Lagerelemente werden dabei im wesentlichen auf Biegung beansprucht. Die Längsflansche, die im Brandfall der Brandhitze unmittelbar ausgesetzt sind, übernehmen im Lastfall Brand keine tragende Funktion mehr, sondern dienen im wesentlichen nur noch dem Schutz der Lagerelemente vor der Brandhitze.The essence of the invention lies in the provision of a fire-protected support in steel composite beams for the ceiling elements to be attached. The invention is based on the assumption that reduced loads of the static calculation are to be used for the case of fire compared with the state of use. While for the use state In addition to the dead weight also traffic loads are to be brought into approach, which are removed via the side flanges, reduce the static load to be considered for the load case fire significantly. This uses the invention and provides in case of fire before a load transfer only on the bearing elements. By integrating the bearing elements in the concrete of the main cross-section of the steel composite beam, the load from the ceiling elements is entered via the bearing elements in the steel composite beam. The bearing elements are stressed essentially bending. The longitudinal flanges, which are directly exposed to fire heat in the event of fire, take over load case fire no supporting function more, but essentially serve only the protection of the bearing elements from the fire heat.
Ein Vorteil der Erfindung liegt demzufolge darin, dass die Brandhitze infolge der Abschirmung durch die Längsflansche nicht unmittelbar den Auflagerbereich für die Deckenelemente erreicht. Es wird daher ohne weitere Maßnahmen, wie zum Beispiel dem Anbringen einer feuerfesten Verkleidung oder Anstrich ein ausreichender Brandschutz erzielt. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Brandschutzes ist dabei nicht sichtbar und daher im Hinblick auf ästhetische Belange äußerst vorteilhaft.An advantage of the invention is therefore that the heat of the fire due to the shielding by the longitudinal flanges does not directly reach the support area for the ceiling elements. It is therefore achieved without further measures, such as the attachment of a refractory lining or painting sufficient fire protection. The inventive design of the fire protection is not visible and therefore extremely advantageous in terms of aesthetic concerns.
In konstruktiver und ausführungstechnischer Hinsicht ist die erfindungsgemäße Lösung sehr einfach, so dass bei deren Realisierung kein nennenswerter zusätzlicher Material- oder Arbeitsaufwand entsteht. Dies gereicht der Erfindung zu wirtschaftlichen Vorteilen gegenüber Lösungen gemäß dem Stand der Technik. Durch die zusätzliche Tragwirkung der Lagerelemente brauchen die unter den Lagerelementen angeordneten Längsflansche nicht mehr auf den Lastfall Brand dimensioniert werden und können daher wirtschaftlicher entworfen werden. Zusätzlich erlaubt das Tragvermögen der Lagerelemente eine reduzierte Dimensionierung der Längsflansche für den Gebrauchszustand, was wiederum eine wirtschaftlichere Bauweise des Stahlverbundträgers ermöglicht.In terms of design and execution, the solution according to the invention is very simple, so that no appreciable additional material or work effort is created when it is realized. This provides the invention with economic advantages over prior art solutions. Due to the additional supporting effect of the bearing elements arranged under the bearing elements longitudinal flanges no longer need to be dimensioned to the load case fire and can therefore be designed more economical. In addition, the buoyancy of the bearing elements allows reduced dimensioning of the longitudinal flanges for use, which in turn allows a more economical construction of the composite steel beam.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Bereich zwischen den Lagerelementen und den Längsflanschen mit einer Brandisolierung ausgefüllt. Die Brandisolierung kann aus Fasermatten oder intumeszierenden Materialien bestehen, die eine wirksame thermische Isolierung bei geringem Eigengewicht und leichter Verarbeitbarkeit gewährleisten.In an advantageous embodiment of the invention, the area between the bearing elements and the longitudinal flanges is filled with a fire insulation. The fire insulation can consist of fiber mats or intumescent materials that ensure effective thermal insulation with low weight and ease of workability.
Bevorzugt ist jedoch ein Verguss aus erhärtendem Material, wie zum Beispiel Beton, der in erster Linie den Brandschutz für die Lagerelemente steigert. Zusätzlich bildet der Verguss im Brandfall ein Lastabtragungssytem aus, bei dem das erfindungsgemäße Lagerelement als Zugzone und der Verguss als Druckzone zusammenwirken. Das Resultat ist ein höheres Tragvermögen des Auflagers im Auflagerbereich.However, preferred is a casting of hardening material, such as concrete, which primarily increases the fire protection for the bearing elements. In addition, the casting in the event of fire forms a load transfer system in which the bearing element according to the invention interacts as a tensile zone and casting as a pressure zone. The result is a higher bearing capacity of the support in the support area.
Es ist möglich, die erfindungsgemäßen Lagerelemente durchgehend über die gesamte Länge des Stahlverbundträgers auf den Längsflanschen anzuordnen. Demgegenüber besteht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in der Anordnung lediglich einzelner punktuell vorgesehener Lagerelemente. Dabei genügen schon zwei Auflagepunkte für ein Deckenelement an jedem Deckenrand.It is possible to arrange the bearing elements according to the invention continuously over the entire length of the composite steel beam on the longitudinal flanges. In contrast, a preferred embodiment of the invention in the arrangement of only individual selectively provided bearing elements. It suffice already two points of support for a ceiling element at each ceiling edge.
Zwar ist es vorstellbar die Deckenelemente direkt auf die Lagerelemente abzulegen; es ist jedoch bevorzugt Elastomerlager zwischen den Lagerelementen und den Deckenelementen vorzusehen. Dadurch werden Spannungsspitzen weitestgehend vermieden, die ansonsten zu Schäden führen könnten.Although it is conceivable to store the ceiling elements directly on the bearing elements; However, it is preferred to provide elastomeric bearings between the bearing elements and the ceiling elements. As a result, voltage spikes are largely avoided, which could otherwise lead to damage.
Zur Verbesserung des Verbunds zwischen den Lagerelementen und dem Beton können die Lagerelemente beispielsweise Profilierungen oder Aufbiegungen besitzen. Das führt zu einem verbesserten Lastabtragungsverhalten im Auflagebereich.To improve the bond between the bearing elements and the concrete, the bearing elements may for example have profilings or bends. This leads to an improved load transfer behavior in the support area.
Zur Ausbildung der Längsflansche besteht die Unterseite des Stahlverbundträgers vorteilhafterweise aus einem Blech, dessen seitlich über den Hauptquerschnitt hinausragende Längsränder nach oben aufgebogen sind. Zum einen wird dadurch die Stabilität des Bleches vergrößert. Gleichzeitig entsteht auf diese Weise eine wannenförmige Unterseite, die das Einbringen der Brandisolierung und insbesondere des Vergusses vereinfacht.To form the longitudinal flanges, the underside of the composite steel support advantageously consists of a metal sheet whose side over the main cross-section protruding longitudinal edges are bent upwards. On the one hand, this increases the stability of the sheet. At the same time created in this way a trough-shaped bottom, which simplifies the introduction of the fire insulation and in particular the potting.
Der aufgebogene Längsrand des Bleches vereinfacht die Herstellung der Deckenkonstruktion weiter, indem dadurch Auflageflächen für die Lagerelemente bereit gestellt werden, auf die die Lagerelemente lediglich aufgelegt werden müssen. Gegebenenfalls können die Lagerelemente kraftschlüssig mit dem Längsrand des Bleches verbunden sein. Dies kann beispielsweise durch Schweißen geschehen. Bevorzugt ist allerdings eine formschlüssige Verbindung, beispielsweise unter Ausbildung einer Verzahnung zwischen Lagerelement und Längsrand des Bleches. Dadurch wird in erster Linie eine Lagesicherung des Lagerelements gegenüber dem Stahlverbundträger erreicht. Im Falle einer kraftschlüssigen Verbindung wie zum Beispiel dem Schweißen wird zusätzlich das Lastabtragungsvermögen des Lagerbereichs erhöht.The bent longitudinal edge of the sheet further simplifies the production of the ceiling construction by providing support surfaces for the bearing elements, to which the bearing elements merely need to be laid. Optionally, the bearing elements may be non-positively connected to the longitudinal edge of the sheet. This can be done by welding, for example. Preferably, however, is a positive connection, for example, with formation of a toothing between the bearing element and the longitudinal edge of the sheet. As a result, a position assurance of the bearing element relative to the composite steel beam is achieved in the first place. In the case of a non-positive connection such as welding, the load transfer capacity of the storage area is additionally increased.
Ein erfindungsgemäßer Stahlverbundträger ist nicht an einen bestimmten Querschnitt gebunden, so dass sich sowohl Hohlkastenquerschnitte als auch offene Querschnitte, wie zum Beispiel I -, ⊥ - oder - Querschnitte eignen. Der Vorteil von Hohlkastenquerschnitten liegt, neben deren höheren Torsionssteifigkeit, vor allem in der Bereitstellung einer Schalung für den Beton, so dass zusätzliche Schalarbeiten entfallen. Durch die Anordnung von Schlitzen bildet der Hohlkasten gleichzeitig eine Auflagefläche für die Lagerelemente, die das Verlegen der Lagerelemente erleichtert.An inventive steel composite support is not bound to a specific cross section, so that both hollow box sections and open cross sections, such as I -, ⊥ - or - Cross sections are suitable. The advantage of hollow box sections is, in addition to their higher torsional stiffness, especially in the provision of a formwork for the concrete, so that additional formwork omitted. The arrangement of slots of the hollow box at the same time forms a bearing surface for the bearing elements, which facilitates the laying of the bearing elements.
Um das Tragverhalten der Lagerelemente im Brandfall zu steigern ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, die Lagerelemente an dem Stahlprofil des Stahlverbundträgers zu befestigen. Dies geschieht bevorzugterweise durch Anschweißen des Lagerelements am Stegblech.In order to increase the bearing behavior of the bearing elements in case of fire is provided according to an advantageous embodiment of the invention, the bearing elements on the To attach steel profile of the steel composite beam. This is preferably done by welding the bearing element on the web plate.
Die erfindungsgemäßen Lagerelemente sind vorteilhafterweise plattenförmig ausgebildet. Dadurch sind sie einfach und kostengünstig herzustellen, leicht zu verlegen und bilden eine ebene Auflagefläche für die Deckenelemente.The bearing elements according to the invention are advantageously formed plate-shaped. This makes them easy and inexpensive to manufacture, easy to lay and form a flat support surface for the ceiling elements.
Durch die Anordnung mehrerer Schenkel im Überdeckungsbereich mit dem Beton wird der Verbund zwischen Beton und Lagerelement vergrößert, so dass das Lagerelement höhere Kräfte aufnehmen kann. In Weiterbildung dieses Gedankens kann das Lastabtragungsvermögen zusätzlich erhöht werden, indem die Lagerelemente an die Längsbewehrung des Stahlverbundträgers unmittelbar oder mittelbar kraftschlüssig angeschlossen sind.By arranging several legs in the covering area with the concrete, the bond between the concrete and the bearing element is increased, so that the bearing element can absorb higher forces. In a further development of this idea, the load transferability can be additionally increased by the bearing elements are connected directly or indirectly non-positively to the longitudinal reinforcement of the steel composite beam.
Für die Montage der Lagerelemente erweist es sich als vorteilhaft, wenn diese zur Herstellung des Abstandes zum Längsflansch auf Abstandshaltern angeordnet sind. Dieser Vorteil kommt insbesondere bei offenen Querschnitten des Stahlverbundträgers wie zum Beispiel bei I -, ⊥ - oder Trägern zum Tragen. Dabei kann das Lagerelement mit seinem äußeren Rand auf dem Längsrand des Bleches aufliegen, während der gegenüberliegende Bereich des Lagerelements von dem Abstandshalter getragen wird bis der Beton eingebracht ist.For the mounting of the bearing elements, it proves to be advantageous if they are arranged to produce the distance to the longitudinal flange on spacers. This advantage comes in particular with open cross sections of the steel composite carrier such as I -, ⊥ - or Straps to wear. In this case, the bearing element can rest with its outer edge on the longitudinal edge of the sheet, while the opposite region of the bearing element is supported by the spacer until the concrete is introduced.
Eine Anordnung der Längsflansche des Stahlverbundträgers unterhalb dessen Oberseite ermöglicht schließlich die Realisierung niederer Geschossdecken und im Falle einer bündigen Anordnung mit der Unterseite des Stahlverbundträgers eine vorteilhafte Verlegung von Installationsleitungen.An arrangement of the longitudinal flanges of the steel composite support below the top allows finally the realization of lower floors and in the case of a flush arrangement with the underside of the steel composite support an advantageous installation of installation cables.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erörtert.The invention will be discussed below with reference to an embodiment shown in the drawings.
- Fig. 1Fig. 1
- einen Schrägansicht durch einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Deckenkonstruktion,an oblique view through a section of a ceiling construction according to the invention,
- Fig. 2Fig. 2
- eine Seitenansicht auf einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Stahlverbundträgers,a side view of a portion of a composite steel beam according to the invention,
- Fig. 3Fig. 3
- eine Draufsicht auf den in Fig. 2 dargestellten Stahlverbundträger einschließlich der Deckenelemente,2 is a plan view of the steel composite support shown in FIG. 2, including the ceiling elements, FIG.
- Fig. 4Fig. 4
- einen Querschnitt durch den in Fig. 3 dargestellten Stahlverbundträger entlang der Linie IV - IV,3 shows a cross section through the steel composite carrier shown in FIG. 3 along the line IV-IV,
- Fig. 5Fig. 5
- eine Seitenansicht auf einen Abschnitt des in Fig. 4 dargestellten Stahlverbundträgers,3 is a side view of a portion of the steel composite support shown in FIG. 4, FIG.
- Fig. 6Fig. 6
- einen Schnitt durch den in Fig. 4 dargestellten Stahlverbundträger entlang der Linie VI - VI,3 a section through the steel composite carrier shown in FIG. 4 along the line VI-VI, FIG.
- Fig. 7Fig. 7
- eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Lagerelement,a plan view of a bearing element according to the invention,
- Fig. 8 bis 10Fig. 8 to 10
- Querschnitte weiterer Ausführungsformen der Erfindung undCross sections of further embodiments of the invention and
- Fig. 11 a - dFig. 11 a - d
- die stufenweise Herstellung einer erfindungsgemäßen Deckenkonstruktion anhand mehrerer Querschnitte.the stepwise production of a ceiling construction according to the invention based on several cross sections.
Fig. 1 bis 3 geben einen Überblick über eine erfindungsgemäße Deckenkonstruktion. Figur 1 zeigt einen Knotenpunkt, wo Stütze 1, Träger 2 und Deckenelement 3 zusammentreffen. Die Stütze 1 weist auf der dem Träger 2 zugeordneten Innenseite eine Konsole 4 zur Lagerung eines Trägers 2 auf. Zwischen zwei sich derart gegenüberliegenden Stützen 1 (von der in Fig. 1 nur eine dargestellt ist), wird jeweils ein Träger 2 eingelegt. Dadurch entsteht ein Tragrahmen, der zusammen mit einer Vielzahl paralleler Tragrahmen das Grundgerüst der Deckenkonstruktion bildet. Der Raum zwischen den einzelnen Tragrahmen wird von den Deckenelementen 3 überdacht, die randseitig auf den Trägern 2 aufliegen (Fig. 3). Ein zu diesem Zweck geeigneter Träger 2 weist neben einer schlaffen Bewehrung zumeist auch Spannglieder 20 zur Aufbringung einer Vorspannung in Längsrichtung auf, deren Verlauf vorteilhafterweise dem Biegemomentenverauf folgt. Der Träger 2 besitzt seitliche Längsflansche 5, auf welchen die Deckenelemente 3 mir ihrem Rand aufliegen. Durch Ergänzen einer Ortbetonschicht (Fig. 11 d) wird die Deckenkonstruktion fertiggestellt.Fig. 1 to 3 give an overview of a ceiling construction according to the invention. FIG. 1 shows a junction where
Im Brandfall ist die Unterseite der Träger 2 und der Deckenelemente 3 der Brandhitze unmittelbar ausgesetzt. Um ein statisches Versagen des Auflagerbagerbereichs für die Deckenelemente 3 auf den Trägern 2 zu verhindern, sind daher zusätzliche Maßnahmen erforderlich, wie sie gemäß der Erfindung nachstehend näher beschrieben sind.In case of fire, the underside of the
Anhand der Figuren 4 bis 7 lässt sich die erfindungsgemäße Ausbildung des Trägers 2 im einzelnen beschreiben. Dort sieht man einen Träger 2 in Form eines Stahlverbundträgers. Der in Längsrichtung tragende Hauptquerschnitt des Trägers 2 setzt sich zusammen aus einem Stahlprofil 6 mit Kastenquerschnitt und Beton 7, der den Kastenquerschnitt ausfüllt.With reference to Figures 4 to 7, the inventive construction of the
Im Bereich des Betons 7 kann eine Längsbewehrung 20 vorgesehen sein, um die Tragkraft des Trägers 2 zu steigern.In the area of the
Der Kastenquerschnitt wird von zwei spiegelsymmetrisch angeordneten schrägen Stegblechen 8 gebildet, deren obere Längsränder über ein weiteres, einen Obergurt 10 bildendes Stahlblech verbunden sind. Die unteren Längsränder der Stegbleche 8 sind in ähnlicher Weise über ein einen Untergurt 11 bildendes Stahlblech verbunden, wobei die Längsränder 12 des Untergurts 11 zur Bildung von Längsflanschen 5 seitlich über den Hauptquerschnitt des Stahlverbundträgers 2 hinausragen. Durch eine Aufbiegung der Längsränder 12 nach oben entsteht eine wannenförmige Ausbildung des Untergurts 11.The box cross-section is formed by two mirror-symmetrically arranged
Die Längsränder 12 bilden jeweils zusammen mit den Stegblechen 8 Auflagebereiche für Lagerelemente 14, deren genaue Ausbildung aus Fig. 7 hervorgeht. Dort sieht man im Grundriss ein Lagerelement 14, das aus einer Stahlplatte mit einer Dicke beispielsweise im Bereich von 0,5 bis 2 cm besteht. Im Grundriss weist das Lagerelement 14 eine rechteckige Gestalt auf, dessen eine schmälere Seite einen kurzen Ansatz 15 besitzt. Gegenüberliegend ist an der anderen schmäleren Seite mittig eine rechteckige Ausnehmung 16 vorgesehen, was zur Ausbildung zweier Schenkel 17 führt.The longitudinal edges 12 each form, together with the
Zur Aufnahme der Lagerelemente 14 weisen die Längsränder 12 des Untergurts 11 in vorbestimmten Abständen Ausnehmungen 18 auf, die in Form und Größe dem Ansatz 15 entsprechen. In die Stegbleche 8 sind, diesen Ausnehmungen 18 auf gleicher Höhe gegenüberliegend, jeweils zwei im Abstand fluchtende Schlitze 19 eingelassen. Diese dienen zur Aufnahme der Schenkel 17 des Lagerelements 14, das in eingestecktem Zustand mit dem Ansatz 15 in der Ausnehmung 18 der Längsränder 12 zu liegen kommt. Diese formschlüssige Verbindung zwischen Lagerelement 14 und Träger 2 dient in erster Linie zur Lagesicherung des Lagerelements 14. Im Durchdringungsbereich der beiden Teile können die Lagerelemente 14 zur Verbesserung des Tragverhaltens mit den Steblechen 8 verschweißt sein.For receiving the bearing
Der wannenförmig aufgebogene Untergurt 11 ist über seine gesamte Länge bis zur Oberkante der Längsränder 12 mit einem erhärtenden Material 21, vorteilhafterweise Mörtel oder Beton aufgefüllt. Das erhärtende Material 21 wird vorzugsweise erst nach dem Auflegen der Deckenelemente 3 auf den Lagerelementen 14 eingebracht, so dass es sowohl die Unterseite der Lagerelemente 14 als auch die Unterseite der Deckenelemente 3 im Auflagerbereich benetzt. Alternativ können anstelle des erhärtenden Materials auch andere Brandisolierungen vorgesehen sein, wie zum Beispiel Brandschutzmatten aus Glasfaser oder Mineralwolle.The trough-shaped
Eine beispielhafte Verteilung der Lagerelemente 14 über die Länge des Stahlverbundträgers 2 ist vor allem aus Fig. 3 ersichtlich. Man sieht eine Anordnung der Lagerelemente 14 in regelmäßigen Abständen, wobei ein Deckenteil 3 mittig auf einem Lagerelement 14 und randseitig jeweils auf einem halben Lagerelement 14 aufliegt.An exemplary distribution of the bearing
Die Fig. 8, 9 und 10 zeigen weitere Querschnittsformen erfindungsgemäßer Stahlverbundträger. Der in Fig. 8 dargestellte Stahlverbundträger 22 besitzt ein I - Stahlprofil mit einem in der Symmetrieebene angeordneten Steg 23, der den Obergurt 24 und den Untergurt 25 miteinander verbindet. Die von dem Steg 23 und dem Obergurt 24 und Untergurt 25 eingeschlossenen Bereiche sind wiederum mit Beton 26 ausgefüllt, der zusätzlich durch eine Längsbewehrung (nicht dargestellt) verstärkt sein kann.FIGS. 8, 9 and 10 show further cross-sectional shapes of composite steel beams according to the invention. The
Der Untergurt 25 erstreckt sich wie schon bei dem zuvor beschriebenen Träger 2 unter Bildung seitlicher Längsflansche 27 über den in Längsrichtung tragenden Hauptquerschnitt des Trägers 22 hinaus. Dabei sind die Längsränder 28 des Untergurts 25 wiederum nach oben gebogen und bilden, wie unter den Figuren 4 bis 7 entsprechend beschrieben, eine Wannenform und gleichzeitig ein Auflager für die Lagerelemente 14 aus.The
Für die Herstellung des Stahlverbundträgers 22 werden die Lagerelemente 14 innerhalb des Hauptquerschnitts mittels Abstandshalter 29 abgestützt, die auf dem Untergurt 25 aufliegen. Bei ausreichender Länge der Lagerelemente 14 können diese auch mit ihrem Ende am Steg angeschweißt sein. Der Bereich zwischen Lagerelement 14 und Untergurt 25 ist wiederum über die gesamte Länge des Stahlverbundträgers 20 mit einem erhärtenden Material vergossen. Dies geschieht vorteilhafterweise im Zuge des Einbringens des Betons 26 nach erfolgtem Auflegen der Deckenelemente.For the production of the
Eine Modifikation des unter Fig. 8 beschriebenen Querträgers ist in Fig. 9 dargestellt, so dass soweit als möglich auf identische Bezugszeichen zurückgegriffen wird. Unterschiede bestehen lediglich in der Art der Lagerelemente. Die in Fig. 9 dargestellten Lagerelemente 30 bestehen aus einem Winkelprofil mit einem kurzen Schenkel und einem langen Schenkel. Der lange Schenkel ist in erfindungsgemäßer Weise horizontal zur Bildung eines Auflagers für ein Deckenelement 3 angeordnet, wobei der kürzere Schenkel als Aufstandsfuß des Lagerelements 30 auf dem Untergurt 25 dient. Ein solches Winkelprofil kann sich über die gesamte Länge des Stahlverbundträgers 22 erstrecken oder nur an vorbestimmten Stellen angeordnet sein. Die Lagesicherung des Winkelprofils auf dem Untergurt 25 erfolgt beispielsweise über Schweißpunkte, die bei ausreichender Festigkeit sogar den Einsatz der Abstandshalter 29 erübrigen können.A modification of the cross member described under Fig. 8 is shown in Fig. 9, so that as far as possible resorted to identical reference numerals. Differences exist only in the nature of the bearing elements. The bearing
Figur 10 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Stahlverbundträgers 33, dessen Stahlprofil von zwei parallelen, aufrechten Stegblechen 34 und einem die untere Längsränder der Stegbteche 34 verbindenen Untergurt 35 gebildet wird. Der Untergurt 35 ragt wiederum seitlich über die Stegbleche 34 hinaus und bildet mit den aufgebogenen Längsrändern 36, wie schon entsprechend unter den Figuren 4 bis 7 beschrieben, wannenförmige Seitenflansche 37. Die Lagerelemente 14 sind auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung einerseits auf den Längsrändern 36 der Seitenflansche 37 und andererseits in Längsschlitzen in den Stegblechen 34 gelagert. Nach Auflegen der Deckenelemente auf die Lagerelemente 14, gegebenenfalls unter Zwischenlegen von Elastomerlagern 32, wird Beton 38 zwischen die Stegbleche 34 des - förmigen Stahlprofils eingebracht und die wannenförmigen Seitenflansche 37 mit einem erhärtenden Verguss 39 versehen.FIG. 10 shows an alternative embodiment of a
Die Herstellung einer erfindungsgemäßen Deckenkonstruktion wird im weiteren anhand der Figuren 11 a - d beschrieben. Zunächst wird, wie aus Fig. 11 a ersichtlich, ein zu diesem Zeitpunkt lediglich als Stahlprofilträger 6 vorhandener Träger 2, der bereits mit einer Längsbewehrung 20 und den in diesem Zusammenhang erforderlichen Einbauten ausgerüstet ist, mit den Lagerelementen 14 versehen. Dies geschieht, indem die Lagerelemente 14 mit ihren Schenkeln 17 in die Schlitze in den Stegblechen 8 gesteckt und anschließend mit ihrem Ansatz 15 in die Ausnehmung in den Längsrändern 12 des Untergurts 11 gelegt werden. Zur Erhöhung des Brandschutzes können gegebenenfalls die Lagerelemente 14 im Durchdringungsbereich mit den Stegblechen 8 verschweißt sein. Zusätzlich werden die Lagerelemente 14 an ihrer Oberseite mit Elastomerlagern 32 versehen. Ein so vorbereiteter Träger 2 kann anschließend auf den Konsolen 4 zweier sich gegenüberstehender Stützen 1 abgesetzt werden.The production of a ceiling construction according to the invention will be described below with reference to FIGS. 11a-d. First, as shown in FIG. 11 a, a
Nachdem in entsprechender Weise ein zu überdeckendes Feld mit einer Vielzahl von parallel liegenden Trägern 2 überspannt ist, können die Deckenelemente 3 zwischen die Träger 2 eingelegt werden. Dieser Zustand ist in Fig. 11 b gezeigt. Man sieht zwei Deckenelemente 3, die mit ihrer Unterseite randseitig auf den Längsflanschen 5 und dort exakt auf den Elastomerlagern 32 über den Lagerelementen 14 aufliegen. Die Last aus den Deckenelementen 3 wird über die Lagerelemente 14 in die Längsflansche 5 und im weiteren in die Träger 2 eingetragen.After a field to be covered with a plurality of
Anschließend wird wie aus Fig. 11 c ersichtlich in den Bereich des Querträgers 2 Beton 7 eingebracht. Der Beton 7 kann sowohl das Hohlkastenprofil des Trägers 2 ausfüllen, als auch den Bereich zwischen dem Untergurt 11 und den Lagerelementen 14 beziehungsweise der Unterseite der Deckenelemente 3, sowie den Bereich zwischen den Stegblechen 8 und den Stirnseiten der Deckenelemente 3. Nach Erhärten des Betons 7 sind die Lagerelemente 14 mit ihrem innerhalb des Hauptquerschnitts befindlichen Schenkeln 17 nach Art einer Einspannung fest verankert. Im Bereich der Längsflansche 5 entsteht nach Erhärten des Betons 7 ein sich über die gesamte Länge des Trägers 2 erstreckendes Linienlager für die Deckenelemente 3, das dazu bestimmt ist zusätzliche Lasten wie zum Beispiel Verkehrslasten im Gebrauchszustand direkt in die Längsflansche 5 einzuleiten.Subsequently, as shown in FIG. 11 c,
In einem letzten Schritt wird wie unter Fig. 11 d dargestellt eine Ortbetonschicht 31 ergänzt, die sich über die gesamte Deckenkonstruktion erstreckt.In a final step, as illustrated in FIG. 11 d, an in-
Aus dieser Art der Konstruktion ergibt sich, dass im Gebrauchszustand die Lasten einschließlich der Verkehrslasten vollständig über die Seitenflansche 5 in den in Längsrichtung tragenden Hauptquerschnitt des Trägers 2 eingetragen werden. Die Lagerelemente 14 dienen im wesentlichen nur zur Überleitung des Lastanteils aus Eigengewicht in die Seitenflansche 5. Dieses Lastabtragungssystem ändert sich grundsätzlich, wenn der Brandfall eintritt.From this type of construction it follows that, in use, the loads, including the traffic loads, are completely registered via the
Im Brandfall trifft die Brandhitze im Bereich des Stahlverbundträgers 2 unmittelbar auf den Untergurt 11. Dieser verliert damit einen großen Teil seiner Tragfähigkeit, so dass die Lastübertragung im weiteren mit allerdings reduzierten Lastannahmen von den Lagerelementen 14 übernommen wird. Die Lagerelemente 14 sind mit ihrem sich in den Hauptquerschnitt erstreckenden Teil fest im tragenden Teil des Trägers 2 verankert. Infolge ihrer Biegesteifigkeit sind die Lagerelemente 14 in der Lage die Deckenelemente 3 zu halten. Der Verguss 21 zwischen Untergurt 11 und Lagerelement 14 bildet dabei einen Schutz vor der Brandhitze.In case of fire, the fire heat in the area of the
Bei Vorhandensein eines Verbunds zwischen dem Verguss 21 und dem Lagerelement 14 kommt unterstützend hinzu, dass der Verguss 21 den Druckbereich eines parallel wirkenden Lastabtragungssystems bildet, bei dem die Lagerelemente 14 die Zugkräfte aufnehmen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass ohne weitere Maßnahmen auch im Brandfall die Deckenelemente 3 von den Stahlverbundträgern 2 getragen werden.In the presence of a bond between the potting 21 and the bearing
Claims (22)
mit einem zur Lastabtragung in Längsrichtung zusammengesetzten Hauptquerschnitt aus Stahl (6) und Beton (7, 26, 38) und
mit einem an einer oder beiden Längsseiten des Stahlverbundträgers (2, 22, 32) angeordneten Längsflanschen (5, 27, 37) zur Lagerung der Deckenelemente (3),
dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung von brandgeschützten Lagerbereichen für die Deckenelemente (3) oberhalb des Längsflansches (5, 27, 37) biegesteife Lagerelemente (14) angeordnet sind, die sich mit einem Teil ihrer Länge quer zur Längserstreckungsrichtung des Stahlverbundträgers (2, 22, 32) und im Abstand von der Unterseite des Längsflansches (5, 27, 37) in den von Beton (7, 26, 38) ausgefüllten Hauptquerschnitt des Stahlverbundträgers (2, 22, 32) erstrecken.Steel composite beams (2, 22, 32) for forming a fire-protected ceiling construction in combination with ceiling elements (3),
with a composite for load transfer in the longitudinal direction of the main cross section of steel (6) and concrete (7, 26, 38) and
with a longitudinal flanges (5, 27, 37) arranged on one or both longitudinal sides of the steel composite support (2, 22, 32) for supporting the ceiling elements (3),
characterized in that for the formation of fire-protected storage areas for the ceiling elements (3) above the longitudinal flange (5, 27, 37) rigid bearing elements (14) are arranged, which with a portion of their length transversely to the longitudinal direction of the steel composite support (2, 22, 32) and at a distance from the underside of the longitudinal flange (5, 27, 37) in the of concrete (7, 26, 38) filled the main cross-section of the composite steel support (2, 22, 32) extend.
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