EP1736606A1 - Biegesteife und steckbare Verbindung für Tragwerkelemente - Google Patents

Biegesteife und steckbare Verbindung für Tragwerkelemente Download PDF

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EP1736606A1
EP1736606A1 EP05405435A EP05405435A EP1736606A1 EP 1736606 A1 EP1736606 A1 EP 1736606A1 EP 05405435 A EP05405435 A EP 05405435A EP 05405435 A EP05405435 A EP 05405435A EP 1736606 A1 EP1736606 A1 EP 1736606A1
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EP
European Patent Office
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connection
structural elements
connection according
connecting parts
parts
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EP05405435A
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Ernst Gehri
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Neue Holzbau AG Lungern
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Neue Holzbau AG Lungern
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    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
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    • E04C3/42—Arched girders or portal frames of wood, e.g. units for rafter roofs
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    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/26—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of wood
    • E04B1/2604—Connections specially adapted therefor
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    • E04B2001/2616—Hinged connections of wooden members
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    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/26—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of wood
    • E04B1/2604—Connections specially adapted therefor
    • E04B2001/2664—Connections specially adapted therefor using a removable key

Definitions

  • the invention relates to a rigid and plug-in connection for structural elements, with a first connection part, which is connected to at least a first connecting part with a first structural element and a second connecting part, which is connected to at least a second connecting part with the other structural element, wherein the two Interlocking connecting parts and are connected to each other with at least one bolt.
  • Such compounds are known in timber construction, for example as connections of straight and curved beams but also as corner joints of frame structures and as a cross connection of beams and columns, for example in floor frames.
  • the invention has for its object to provide a plug-in connection of the type mentioned, which is particularly suitable for bumps with great strength and rigidity in carriers, with even higher forces (efficiency up to 1.0 from the gross cross-section) are receivable and still inexpensive to produce and can be mounted.
  • the object is achieved in a generic connection in that the said two connecting parts are dimensionally stable in the structurestientleimte anchor rods, which are each firmly connected to one of the two connecting parts.
  • the inventive compound can be prepared for very different connection arrangements, for example, corner joints, intersections and joints equally with a very high strength and rigidity.
  • the form-fitting in the structures glued anchor rods can be correspondingly perpendicular or inclined to the connection parts, so that all forces can be optimally absorbed in all cases.
  • the compound is also aesthetically advantageous because it is inconspicuous, which is essential, for example, in visible wooden structures.
  • the structural elements can be completely manufactured with the connection parts and the anchor rods in the factory. The assembly can be done very easily and quickly and in any weather.
  • the compound is particularly suitable for structural elements, such as support beams made of wood, but in principle, a connection of structures made of other materials such as concrete is possible.
  • the two connecting parts are designed as strips and are put together with tongue and groove.
  • the locking of the two connecting parts is then particularly simple and stable and solvable, if bolts are used, which are inserted transversely to the longitudinal direction of the anchor rods in the connecting parts.
  • These bolts preferably run in the connection plane and are hardly visible on the outside.
  • the connecting parts For receiving the bolts, the connecting parts have corresponding holes.
  • the structural elements have recesses for the abovementioned bolts on the contacting surfaces.
  • the structural elements have at least two mutually spaced connecting members each having a first and a second connecting part and that these two connecting members are firmly connected to each other with at least one pulling or pressing element.
  • the tension or pressure element is preferably designed as a rod. In particular, it is recessed in a groove and runs parallel to the connection plane.
  • the tension or pressure element can be welded to the connection parts, for example.
  • the connecting rods and the corresponding connecting parts then form a unit.
  • the inventive compound is formed according to an embodiment of the invention as a rotary joint.
  • the two connection parts are in this case preferably designed as half shells. Between the half-shells an axle is mounted, which is pivotally connected to the two connecting parts.
  • the cylindrical shells are positively connected with glued-in anchor rods (tensile and pressure resistant) to the structural element.
  • the connection is made according to an embodiment of the invention with two rings which engage around the two half-shells and the axle.
  • Such a hinge connection can be made comparatively easily and is characterized by a high strength and rigidity and in particular flexural rigidity.
  • the invention relates to articulated, pressure and tension-resistant connections between the structural elements.
  • a carrier 1 for example a beam of a supporting structure, which has a first structural element 2 and a second structural element 3, which are rigidly connected to each other with the connecting device 4 shown in Figure 2.
  • the two structural elements are, for example glulam elements, but can also be other wood elements or even concrete elements, for example.
  • the connection between the two structural elements 2 and 3 is pluggable, i. the connection can be prepared in the factory. The two structural elements 2 and 3 are put together on site, which can be done quickly and easily.
  • the connecting device 4 shown in Figure 2 has a first connecting member 43 and a second connecting member 44, which are fixedly connected to each other with two pulling or pressing elements 15.
  • the two connecting members 43 and 44 each have a first connection part 8 and a second connection part 9.
  • the two connection parts 8 are also connected to one of the two tension or pressure elements 15 and the other two connection parts 9 with one of the tension or pressure elements 15.
  • the two connecting parts 8 and 9 are each plugged together, wherein the connecting parts 8 each have a groove 22 and the connecting parts 9 have a corresponding comb. With transverse bolts 5, the connecting parts 8 and 9 are respectively locked together.
  • FIG. 13 shows bores 41 in the comb 23 of the connecting part 9, through which the bolts 5 are inserted. Corresponding holes are provided in the connection parts 8.
  • the connecting parts 8 and 9 are each inserted into a groove 46 and 47 of the adjacent surfaces of the structural elements 2 and 3. These grooves 46 and 47 are L Lucassfräsungen along the end faces.
  • the two structural elements 2 and 3 are held together with two connecting devices 4.
  • a design is conceivable in which only one Connecting device 4 or more than two connecting devices 4 are provided. Since the connecting parts 8 and 9 are countersunk in grooves 46 and 47, as mentioned, the end faces of the connecting members 43 and 44 and the outer sides of the bolts 5 are visible on the carrier 1 only on the narrow sides. In both cases, here are also covers, for example, with wood inserts conceivable, so that the connecting devices 4 are not visible on the outside.
  • anchor rods 6 and 7 are provided, which are glued into corresponding holes in the structural elements 2 and 3 fixed and in particular fixed in shape.
  • the anchor rods 6 and 7 are in particular circular cylindrical grooved steel rods, which are each firmly connected at one end to a connecting part 8 and 9 respectively.
  • the connection can be for example a welded or screwed connection.
  • the anchor rods 7 shown in Figure 2 each have a constriction 10, this constriction causes a ductile behavior of the compound.
  • the anchor rods 6 and 7 have for anchoring on the outside, for example, not shown circumferential grooves.
  • the glue used here is for example an epoxy resin or another suitable glue.
  • the connecting parts 8 and 9 are preferably designed as steel strips, which are as shown substantially longer than wide or high.
  • the two connecting members 43 and 44 are anchored to the tension or compression rods 15 in the transverse direction to the carrier 1 and with the anchor rods 6 and 7 fixed in the structural elements 2 and 3.
  • the compound is therefore particularly suitable, for example, for very long support beams, which are composed of two or more structural elements 2 and 3.
  • FIG. 3 shows a carrier 11 in which two structural elements 12 and 13 are firmly connected to one another via a corner.
  • the corner is right-angled here, but in principle other angles are also conceivable here.
  • the connection is made with two connection devices 14 shown in FIG. 4, which run parallel to one another in the connection plane.
  • the connecting devices 14 are basically constructed as explained with reference to Figures 1 and 2 above.
  • the anchor rods 6 and 7 here extend inclined to the longitudinal directions of the connecting parts 8 'and 9'.
  • the anchor rods 6 and 7 can also be fanned, the force can be anchored accordingly in the structural element.
  • the tie rods 7 are claimed to train and each have a constriction 10. In the claimed on pressure anchor rods 6 such a constriction 10 is not provided. As can be seen, four anchor rods 7 and six anchor rods 6 are arranged in the pressure range. In addition, four bolts are arranged in the tension area and six bolts 5 in the pressure area. By this different number of anchor rods 6 and 7 and the bolt 5, the expected corresponding forces in the different zones can be optimally met.
  • the tension or pressure elements 15 must take over the differential forces and shear forces. The tension or pressure elements 15 are firmly anchored to the structural elements 12 and 13. This simultaneously prevents swelling or shrinkage in the area of the connection.
  • FIG. 5 shows a T-shaped carrier 16 with a horizontally extending structural element 17 and a vertically extending structural element 18.
  • the connection is made with one or more of the connecting devices 19 shown in FIG. 6.
  • This connecting device 19 has a connecting part 20 and a connecting part 21 which, as explained above, are connected to one another by transverse bolts 5.
  • the connecting part 20 is firmly connected with two upwardly projecting anchor rods 6 and the connecting part 21 with two downwardly projecting anchor rods 6.
  • the anchor rods 6 are firmly glued in the structural element 17 and the downwardly projecting anchor rods 6 are glued in the structural element 18.
  • the connection is loaded under pressure, but can also absorb tensile forces.
  • FIG. 7 shows a cross-shaped carrier 24 with two vertically extending structural elements 25 and 27 and with a horizontally extending structural element 26.
  • These structural elements 25, 26 and 27 are connected to one another by the three connecting devices 29 shown in FIG. This has two upper connecting parts 20 and 21, which the two structural elements 25 and 26 with each other connect.
  • the two upwardly directed anchor rods 6 are glued.
  • middle anchor rods 6 ' are glued, which extend from top to bottom through the supporting element 26.
  • the connection between the structural element 26 and the structural element 27 takes place with lower connection parts 20 'and 21'.
  • connection part 20 ' is fixedly connected to the anchor rods 6', while the connection part 21 'is connected to downwardly projecting anchor rods 6 "which are glued into the support element 27.
  • the support 24 thus has a first connection between the structural elements 25 and 26 This results in a particularly stiff and firm connection with which large transverse forces are transmitted directly to the supporting structure element 27 via the anchor rods through the supporting element 26. Sources and shrinkage, in particular in the area of the structural element Structural element 26 is therefore prevented, in which case swelling and shrinkage is prevented in particular by anchor rods 29, which extend over the entire height of structural element 26.
  • the direction of the tie rods 6 and 7 with respect to the longitudinal direction of the connecting parts 8 and 9 or 20 and 21 can be optimally adapted to the design and direction of the structural elements.
  • these anchor rods 6 and 7 lie in the plane of the two connecting parts 8 and 9 or 20 and 21.
  • FIG. 8 shows a connecting device 28, in which downwardly projecting anchor rods 6 run parallel to one another and upwardly directed tie rods 6 'extend in a fan-like manner.
  • FIG. 10 shows a connecting device 30 in which the connecting part 9 is connected to an anchor rod 6 and the connecting part 8 to two anchor rods 6.
  • the connection part 9 is connected to a tension element 15, which may be connected to a further connection part 9, not shown here.
  • FIG. 11 shows a carrier 31, in which a supporting element 32 is pivotally connected to a second supporting element 33.
  • a connecting device 34 has a connection part 36 and a connection part 37, which are formed as half-shells and between which an axle 35 is mounted.
  • the two connecting parts 36 and 37 each have at each end a laterally and upwardly open recess 38, in each of which a ring 39 is inserted according to FIG. 12a.
  • the two rings 39 hold the two connecting parts 36 and 37 together, so that they can move limited on the axle 35 in the circumferential direction.
  • Fig. 12b shows the two rings 39 before placing on the connecting parts 36 and 37. If the two rings 39 are placed, they can be fixed with the washer 52 shown in Figure 12a and with a screwed onto the axle 35 nut 53.
  • the two connecting parts 36 and 37 are each firmly connected to the structural element 32 or 33, as explained above, with one or more glued-in anchor rods 6.
  • the double arrow 48 indicate in which directions the two structural elements 32 and 33 are pivotable about the axis of the axle pin 35.
  • the maximum pivot angle is determined here in particular by the formation of the two connecting parts 36 and 37 and may be different.
  • FIG. 13 shows a structural element 49 before assembly.
  • On the structural element 49 three connecting parts 9 are attached. Front side protrudes as shown in each case before the comb 23. This has a plurality of holes 41 for receiving the bolts 5, not shown here. These bolts 5 are inserted through all three ridges 23. Thus, these bolts 5 can be inserted into said holes 41, 49 corresponding recesses 42 are incorporated into the structural element. Corresponding recesses are also provided in the case of the further structural element not shown here.
  • the connection parts 9 are, as explained above, respectively inserted into a groove 47 in such a way that only the comb 23 projects beyond the end face of the support element element 49. To connect two structural elements thus only the connecting parts 8 and 9 must be plugged together and the bolts 5 are used.
  • the bolts 5 are formed so that they are preferably held frictionally without further fastening means.
  • the connection is preferably releasable by the bolts 5 are knocked out again. By inserting the bolt 5, the compound can
  • FIG. 14 shows a view of the anchor rod 7 which, for reasons of ductility, has a constriction 10 as mentioned above. For fixing the anchor rod 7 this has over its entire length grooves 51 or similar depressions. In addition, a mounting slot 50 is provided for mounting at a front end.
  • Figure 15 shows an anchor rod 6, which also has a mounting slot 50 and which is also provided over its entire length with grooves 51.
  • Both the anchor rod 6 and the anchor rod 7 are preferably formed circular cylindrical.
  • FIGS. 16 and 17 Further possible carriers 54 and 55 are shown in FIGS. 16 and 17.

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Abstract

Die Verbindung besitzt einen ersten Anschlussteil (8, 20, 36), der mit wenigstens einem ersten Verbindungsteil (6, 7) mit einem ersten Tragwerkelement (2, 3; 12, 13; 17, 18; 25, 26, 27; 32, 33; 49) verbunden ist. Ein zweiter Anschlussteil (9, 21, 37) ist mit wenigstens einem zweiten Verbindungsteil (6, 7) mit einem anderen Tragwerkelement (2, 3; 12, 13; 17, 18; 25, 26, 27; 32, 33; 49) verbunden. Die beiden Anschlussteile (8, 9; 20, 21; 36, 37) greifen ineinander und sind mit wenigstens einem Kupplungsteil (5) miteinander verbunden. Die genannten beiden Verbindungsteile (6, 7) sind formfest in die Tragwerkelemente (2, 3; 12, 13; 17, 18; 25, 26, 27; 32, 33; 49) eingeleimte Ankerstäbe (6, 7), die jeweils mit einem der beiden Anschlussteile (8, 9; 20, 21; 36, 37) fest verbunden sind. Die Verbindung eignet sich beispielsweise zum Verbinden von Teilen eines Tragbalkens.
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine biegesteife und steckbare Verbindung für Tragwerkelemente, mit einem ersten Anschlussteil, der mit wenigstens einem ersten Verbindungsteil mit einem ersten Tragwerkelement verbunden ist und mit einem zweiten Anschlussteil, der mit wenigstens einem zweiten Verbindungsteil mit dem anderen Tragwerkelement verbunden ist, wobei die beiden Anschlussteile ineinander greifen und mit wenigstens einem Bolzen miteinander verbunden sind.
  • Solche Verbindungen sind im Holzbau, beispielsweise als Verbindungen von geraden und gebogenen Trägern aber auch als Eckverbindungen von Rahmentragwerken und als Kreuzverbindung von Trägern und Stützen, beispielsweise bei Stockwerkrahmen, bekannt.
  • Im Stand der Technik sind solche Verbindungen in Form von Überlappungen bekannt, wobei als Verbindungsmittel beispielsweise Stabdübel und Bauschrauben verwendet werden. Bedingt durch den ungünstigen Kraftfluss und insbesondere durch Umlenkung aus der Tragebene und der Nachgiebigkeit der Stabdübel ergeben sich hier vergleichsweise weiche und wenig leistungsfähige Verbindungen.
  • Bekannt sind auch Verbindungen mittels eingeschlitzter Bleche. Hierbei können die zu verbindenden Tragwerkelemente in der gleichen Tragebene liegen, wodurch der Kraftfluss verbessert wird.
  • Durch die EP 1 300 521 A ist eine Verbindung bekannt geworden, bei welcher zwei plattenförmige Verbindungselemente vorgesehen sind, die jeweils versenkt in einem der beiden Tragwerkelemente angeordnet und die mittels Bolzen miteinander verriegelt sind. Zur Befestigung der plattenförmigen Verbindungsteile an den Tragwerkelementen weisen diese mehrere Bohrungen auf, durch welche Schrauben oder Dübel durchgesteckt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine steckbare Verbindung der genannten Art zu schaffen, die sich insbesondere für Stösse mit grosser Festigkeit und Steifigkeit bei Trägern eignet, mit der noch höhere Kräfte (Wirkungsgrad bis 1.0 vom Bruttoquerschnitt) aufnehmbar sind und die trotzdem kostengünstig herstellbar und montierbar sind.
  • Die Aufgabe ist bei einer gattungsgemässen Verbindung dadurch gelöst, dass die genannten beiden Verbindungsteile formfest in die Tragwerke eingeleimte Ankerstäbe sind, die jeweils mit einem der beiden Anschlussteile fest verbunden sind. Die erfindungsgemässe Verbindung kann für sehr unterschiedliche Verbindungsanordnungen, beispielsweise für Eckverbindungen, Kreuzungen und Stösse gleichermassen mit einer sehr hohen Festigkeit und Steifigkeit hergestellt werden. Die formfest in die Tragwerke eingeleimten Ankerstäbe können entsprechend rechtwinklig oder geneigt zu den Anschlussteilen verlaufen, so dass alle Kräfte in allen Fällen optimal aufgenommen werden können. Die Verbindung ist auch in ästhetischer Hinsicht vorteilhaft, da diese unauffällig ist, was beispielsweise bei sichtbaren Holztragwerken wesentlich ist. Die Tragwerkelemente können mit den Anschlussteilen und den Ankerstäben im Werk vollständig hergestellt werden. Der Zusammenbau kann sehr einfach und rasch sowie bei jeder Witterung erfolgen. Die Verbindung eignet sich insbesondere für Tragwerkelemente, beispielsweise Tragbalken aus Holz, grundsätzlich ist aber auch eine Verbindung von Tragwerken aus anderen Werkstoffen wie beispielsweise Beton möglich.
  • Eine besonders hohe Festigkeit und Steifigkeit ergibt sich dann, wenn gemäss einer Weiterbildung der Erfindung die beiden Anschlussteile als Leisten ausgebildet und mit Nut und Feder zusammengesteckt sind. Die Verriegelung der beiden Anschlussteile ist dann besonders einfach und stabil sowie lösbar, wenn hierbei Bolzen verwendet werden, die quer zur Längsrichtung der Ankerstäbe in die Anschlussteile eingesetzt sind. Diese Bolzen verlaufen vorzugsweise in der Verbindungsebene und sind aussenseitig kaum sichtbar. Zur Aufnahme der Bolzen weisen die Anschlussteile entsprechende Bohrungen auf.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Tragwerkelemente an den sich berührenden Flächen Ausnehmungen für die genannten Bolzen aufweisen.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Tragwerkelemente wenigstens zwei im Abstand zueinander angeordnete Verbindungsorgane mit jeweils einem ersten und einem zweiten Anschlussteil aufweisen und dass diese beiden Verbindungsorgane mit wenigstens einem Zug- bzw. Druckelement fest miteinander verbunden sind.
  • Das Zug- bzw. Druckelement ist vorzugsweise als Stab ausgebildet. Er ist insbesondere vertieft in einer Nut angeordnet und verläuft parallel zur Verbindungsebene. Die Zug- bzw. Druckelement können mit den Anschlussteilen beispielsweise verschweisst sein. Die Anschlussstäbe und die entsprechenden Anschlussteile bilden dann somit eine Einheit.
  • Die erfindungsgemässe Verbindung ist gemäss einer Weiterbildung der Erfindung als Drehgelenk ausgebildet. Die beiden Anschlussteile sind hierbei vorzugsweise als Halbschalen ausgebildet. Zwischen den Halbschalen ist ein Achsbolzen gelagert, welcher mit den beiden Anschlussteilen gelenkig verbunden ist. Die zylinderförmigen Halbschalen sind mit eingeleimten Ankerstangen formschlüssig (zug- und druckfest) mit dem Tragwerkelement verbunden. Die Verbindung erfolgt gemäss einer Weiterbildung der Erfindung mit zwei Ringen, welche die beiden Halbschalen und den Achsbolzen umgreifen. Eine solche Gelenkverbindung kann vergleichsweise einfach hergestellt werden und zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit und Steifigkeit und insbesondere Biegesteifigkeit aus. Die Erfindung betrifft gelenkig, druck- und zugfeste Verbindungen zwischen den Tragwerkelementen.
  • Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine räumliche Ansicht eines Träger aus zwei Tragwerkelementen, die erfindungsgemäss miteinander verbunden sind,
    Figur 2
    eine räumliche Ansicht der Verbindungsvorrichtung, mit der die beiden Tragwerkelemente gemäss Figur 1 miteinander verbunden sind,
    Figur 3
    eine räumliche Ansicht eines Trägers, bei dem zwei Tragwerkelemente über Eck erfindungsgemäss miteinander verbunden sind,
    Figur 4
    eine räumliche Ansicht der Verbindungsvorrichtung, mit der die beiden Tragwerkelemente gemäss Figur 3 miteinander verbunden sind,
    Figur 5
    eine räumliche Ansicht eines weiteren Trägers, bei dem zwei Tragwerkelemente erfindungsgemäss miteinander verbunden sind,
    Figur 6
    eine räumliche Ansicht der Verbindungsvorrichtung, mit welcher die beiden Tragwerkelemente gemäss Figur 5 miteinander verbunden sind,
    Figur 7
    eine räumliche Ansicht eines Trägers, bei dem drei Tragwerkelemente erfindungsgemäss miteinander verbunden sind,
    Fig. 8-10
    räumliche Ansichten weiterer Verbindungsvorrichtungen zur Herstellung einer erfindungsgemässen Verbindung,
    Figur 11
    schematisch eine Ansicht einer erfindungsgemässen Verbindung, die als Drehgelenk ausgebildet ist,
    Figur 12a
    ein Schnitt durch das Drehgelenk gemäss Figur 11,
    Figur 12b
    eine Ansicht des Drehgelenks,
    Figur 13
    eine räumliche Ansicht eines Tragelementes mit drei Anschlussteilen,
    Figur 14
    eine Ansicht eines Zug-Ankerstabes,
    Figur 15
    eine Ansicht eines Zug- bzw. Druck-Ankerstabes,
    Figur 16
    eine räumliche Ansicht eines Trägers mit einer T-förmigen Verbindung und
    Figur 17
    eine räumliche Ansicht eines Trägers nach einer weiteren Variante.
  • Die Figur 1 zeigt einen Träger 1, beispielsweise einen Balken eines Tragwerkes, das ein erstes Tragwerkelement 2 und ein zweites Tragwerkelement 3 aufweist, die mit der in Figur 2 gezeigten Verbindungsvorrichtung 4 biegesteif miteinander verbunden sind. Die beiden Tragwerkelemente sind beispielsweise Brettschichtholzelemente, können aber auch andere Holzelemente oder auch beispielsweise Betonelemente sein. Die Verbindung zwischen den beiden Tragwerkelementen 2 und 3 ist steckbar, d.h. die Verbindung kann im Werk vorbereitet werden. Die beiden Tragwerkelemente 2 und 3 werden auf der Baustelle zusammengesteckt, was schnell und einfach erfolgen kann.
  • Die in Figur 2 gezeigte Verbindungsvorrichtung 4 besitzt ein erstes Verbindungsorgan 43 sowie ein zweites Verbindungsorgan 44, die mit zwei Zug- bzw. Druckelementen 15 fest miteinander verbunden sind. Die beiden Verbindungsorgane 43 und 44 weisen jeweils ein erstes Anschlussteil 8 und ein zweites Anschlussteil 9 auf. Die beiden Anschlussteile 8 sind mit einem der beiden Zug- bzw. Druckelemente 15 und die anderen beiden Anschlussteile 9 ebenfalls mit einem der Zug- bzw. Druckelemente 15 verbunden. Die beiden Anschlussteile 8 und 9 sind jeweils zusammengesteckt, wobei die Anschlussteile 8 jeweils eine Nut 22 und die Anschlussteile 9 einen korrespondierenden Kamm aufweisen. Mit quer verlaufenden Bolzen 5 sind die Anschlussteile 8 und 9 jeweils miteinander verriegelt. Die Figur 13 zeigt Bohrungen 41 im Kamm 23 des Anschlussteils 9, durch welche die Bolzen 5 hindurchgesteckt sind. Entsprechende Bohrungen sind in den Anschlussteilen 8 vorgesehen.
  • Die Anschlussteile 8 und 9 sind jeweils in eine Nut 46 bzw. 47 der anliegenden Flächen der Tragwerkelemente 2 und 3 eingesetzt. Diese Nuten 46 und 47 sind Längsfräsungen entlang der Stirnseiten. Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführung werden die beiden Tragwerkelemente 2 und 3 mit zwei Verbindungsvorrichtungen 4 zusammengehalten. Grundsätzlich ist auch eine Ausführung denkbar, bei welcher lediglich eine Verbindungsvorrichtung 4 oder auch mehr als zwei Verbindungsvorrichtungen 4 vorgesehen sind. Da die Anschlussteile 8 und 9 wie erwähnt in Nuten 46 bzw. 47 versenkt sind, sind am Träger 1 hier lediglich an den Schmalseiten Endflächen der Verbindungsorgane 43 und 44 sowie die Aussenseiten der Bolzen 5 sichtbar. In beiden Fällen sind hier auch Abdeckungen, beispielsweise mit Holzeinsätzen denkbar, so dass die Verbindungsvorrichtungen 4 aussenseitig nicht sichtbar sind.
  • Um die Anschlussteile 8 und 9 mit dem Tragwerkelemente 2 bzw. 3 zu verbinden, sind Ankerstäbe 6 und 7 vorgesehen, die in entsprechende Bohrungen der Tragwerkelemente 2 und 3 fest und insbesondere formfest eingeleimt sind. Die Ankerstäbe 6 und 7 sind insbesondere kreiszylindrische gerillte Stahlstangen, welche jeweils an einem Ende mit einem Anschlussteil 8 bzw. 9 fest verbunden sind. Die Verbindung kann beispielsweise eine Schweiss- oder Schraubverbindung sein.
  • Die in Figur 2 gezeigten Ankerstäbe 7 weisen jeweils eine Einschnürung 10 auf, diese Einschnürung bewirkt ein duktiles Verhalten der Verbindung. Die Ankerstäbe 6 und 7 weisen zur Verankerung aussenseitig beispielsweise hier nicht gezeigte umlaufende Rillen auf. Der verwendete Leim ist hier beispielsweise ein Epoxidharz oder ein anderer geeigneter Leim. Die Anschlussteile 8 und 9 sind vorzugsweise als Stahlleisten ausgebildet, die wie ersichtlich wesentlich länger als breit bzw. hoch sind. Die beiden Verbindungsorgane 43 und 44 sind mit den Zug- bzw. Druckstangen 15 in Querrichtung zum Träger 1 sowie mit den Ankerstäben 6 und 7 fest in den Tragwerkelementen 2 und 3 verankert. So können hohe Kräfte in Längsrichtung des Trägers 1, Biegemomente des Trägers 1 als auch Querkräfte aufgenommen werden. Die Verbindung eignet sich deshalb besonders beispielsweise für sehr lange Tragbalken, die aus zwei oder mehr Tragwerkelementen 2 und 3 aufgebaut sind.
  • Die Figur 3 zeigt einen Träger 11, bei dem zwei Tragwerkelemente 12 und 13 über eine Ecke fest miteinander verbunden sind. Die Ecke ist hier rechtwinklig, grundsätzlich sind hier aber auch andere Winkel denkbar. Die Verbindung erfolgt mit zwei in Figur 4 gezeigten Verbindungsvorrichtungen 14, die parallel zueinander in der Verbindungsebene verlaufen. Grundsätzlich ist auch eine Ausführung denkbar, bei welcher lediglich eine Verbindungsvorrichtung 14 oder auch mehr als zwei Verbindungsvorrichtungen 14 vorgesehen sind. Die Verbindungsvorrichtungen 14 sind grundsätzlich so aufgebaut, wie anhand der Figuren 1 und 2 oben erläutert. Die Ankerstäbe 6 und 7 verlaufen hier jedoch geneigt zu den Längsrichtungen der Anschlussteile 8' und 9'. Die Ankerstäbe 6 und 7 können jedoch auch gefächert, der Kraft entsprechend im Tragwerkelement verankert werden. Die Ankerstäbe 7 sind auf Zug beansprucht und besitzen jeweils eine Einschnürung 10. Bei den auf Druck beanspruchten Ankerstäben 6 ist eine solche Einschnürung 10 nicht vorgesehen. Wie ersichtlich, sind im Zugbereich vier Ankerstäbe 7 und im Druckbereich sechs Ankerstäbe 6 angeordnet. Zudem sind im Zugbereich vier Bolzen und im Druckbereich sechs Bolzen 5 angeordnet. Durch diese unterschiedliche Anzahl der Ankerstäbe 6 und 7 und der Bolzen 5 kann den erwarteten entsprechenden Kräfte in den unterschiedlichen Zonen optimal entsprochen werden. Die Zug- bzw. Druckelemente 15 müssen die Differenzkräfte und Querkräfte übernehmen. Die Zug- bzw. Druckelemente 15 werden mit den Tragwerkelementen 12 und 13 fest verankert. Dadurch wird gleichzeitig ein Quellen oder Schwinden im Bereich der Verbindung verhindert.
  • Die Figur 5 zeigt einen T-förmigen Träger 16 mit einem horizontal verlaufenden Tragwerkelement 17 und einem vertikal verlaufenden Tragwerkelement 18. Die Verbindung erfolgt mit einer oder mehreren der in Figur 6 gezeigten Verbindungsvorrichtungen 19. Diese Verbindungsvorrichtung 19 weist ein Anschlussteil 20 und ein Anschlussteil 21 auf, die wie oben erläutert mit quer verlaufenden Bolzen 5 miteinander verbunden sind. Der Anschlussteil 20 ist mit zwei nach oben ragenden Ankerstäben 6 und das Verbindungsteil 21 mit zwei nach unten ragenden Ankerstäben 6 fest verbunden. Die Ankerstäbe 6 sind im Tragwerkelement 17 fest verleimt und die nach unten ragenden Ankerstäbe 6 sind im Tragwerkelement 18 verleimt. Die Verbindung ist auf Druck belastet, kann jedoch auch Zugkräfte aufnehmen.
  • Die Figur 7 zeigt einen kreuzförmigen Träger 24 mit zwei vertikal verlaufenden Tragwerkelementen 25 und 27 und mit einem horizontal verlaufenden Tragwerkelement 26. Diese Tragwerkelemente 25, 26 und 27 sind mit den drei in Figur 9 gezeigten Verbindungsvorrichtungen 29 miteinander verbunden. Diese besitzt zwei obere Anschlussteile 20 und 21, welche die beiden Tragwerkelemente 25 und 26 miteinander verbinden. In das Tragwerkelement 25 sind die beiden nach oben gerichteten Ankerstäbe 6 eingeleimt. In das Tragwerkelement 26 sind mittlere Ankerstäbe 6' eingeleimt, welche sich von oben nach unten durch das Tragwerkelement 26 erstrecken. Die Verbindung zwischen dem Tragwerkelement 26 und dem Tragwerkelement 27 erfolgt mit unteren Anschlussteilen 20' und 21'. Das Anschlussteil 20' ist fest mit den Ankerstäben 6' verbunden, während das Anschlussteil 21' mit nach unten ragenden Ankerstäben 6" verbunden ist, welche in das Tragwerkelement 27 eingeleimt sind. Der Träger 24 besitzt somit eine erste Verbindung zwischen den Tragwerkelementen 25 und 26 und eine zweite Verbindung zwischen dem Tragwerkelement 26 und dem Tragwerkelement 27. Dies ergibt eine besonders steife und feste Verbindung, mit der grosse Querkräfte direkt über die Ankerstäbe durch das Tragwerkelement 26 auf das Tragwerkelement 27 durchgeleitet werden. Ein Quellen und Schwinden, insbesondere im Bereich des Tragwerkelementes 26 wird daher verhindert. Ein Quellen und Schwinden wird hier insbesondere durch die Ankerstäbe 29 verhindert, welche sich über die gesamte Höhe des Tragwerkelementes 26 erstrecken.
  • Die Richtung der Ankerstäbe 6 bzw. 7 bezüglich der Längsrichtung der Anschlussteile 8 und 9 bzw. 20 und 21 kann optimal an die Ausbildung und Richtung der Tragwerkelemente angepasst werden. Vorzugsweise liegen diese Ankerstäbe 6 und 7 in der Ebene der beiden Anschlussteile 8 und 9 bzw. 20 und 21.
  • Die Figur 8 zeigt eine Verbindungsvorrichtung 28, bei welcher nach unten ragende Ankerstäbe 6 parallel zueinander verlaufen und nach oben gerichtete Ankerstäbe 6' fächerartig verlaufen.
  • Die Figur 10 zeigt eine Verbindungsvorrichtung 30, bei welcher der Anschlussteil 9 mit einem Ankerstab 6 und der Anschlussteil 8 mit zwei Ankerstäben 6 verbunden sind. Zudem ist der Anschlussteil 9 mit einem Zugelement 15 verbunden, das mit einem hier nicht gezeigten weiteren Anschlussteil 9 verbunden sein kann.
  • Die Figur 11 zeigt einen Träger 31, bei dem ein Tragwerkelement 32 schwenkbar mit einem zweiten Tragwerkelement 33 verbunden ist. Eine Verbindungsvorrichtung 34 weist ein Anschlussteil 36 und ein Anschlussteil 37 auf, die als Halbschalen ausgebildet sind und zwischen denen ein Achsbolzen 35 gelagert ist. Die beiden Anschlussteile 36 und 37 weisen jeweils an jedem Ende eine seitlich und oben offene Ausnehmung 38 auf, in die jeweils gemäss Fig. 12a ein Ring 39 eingesetzt ist. Die beiden Ringe 39 halten die beiden Anschlussteile 36 und 37 zusammen, so dass sich diese auf dem Achsbolzen 35 in Umfangsrichtung begrenzt bewegen können. Die Fig. 12b zeigt die beiden Ringe 39 vor dem Aufsetzen auf die Anschlussteile 36 und 37. Sind die beiden Ringe 39 aufgesetzt, so können diese mit den in Figur 12a gezeigten Unterlagsscheiben 52 und mit einer auf den Achsbolzen 35 aufgeschraubten Mutter 53 fixiert werden. Die beiden Anschlussteile 36 und 37 sind jeweils wie oben erläutert mit einem oder mehreren eingeleimten Ankerstäben 6 mit dem Tragwerkelement 32 bzw. 33 fest verbunden. Die Doppelpfeil 48 geben an, in welchen Richtungen die beiden Tragwerkelemente 32 und 33 um die Achse des Achsbolzens 35 schwenkbar sind. Der maximale Schwenkwinkel ist hier insbesondere durch die Ausbildung der beiden Anschlussteile 36 und 37 bestimmt und kann unterschiedlich sein.
  • Die Figur 13 zeigt ein Tragwerkelement 49 vor der Montage. Am Tragwerkelement 49 sind drei Anschlussteile 9 befestigt. Stirnseitig ragt wie ersichtlich jeweils der Kamm 23 vor. Dieser besitzt mehrere Bohrungen 41 zur Aufnahme der hier nicht gezeigten Bolzen 5. Diese Bolzen 5 werden durch alle drei Kämme 23 hindurchgesteckt. Damit diese Bolzen 5 in die genannten Bohrungen 41 eingesteckt werden können, sind in das Tragwerkelement 49 entsprechende Ausnehmungen 42 eingearbeitet. Entsprechende Ausnehmungen sind auch bei dem hier nicht gezeigten weiteren Tragwerkelement vorgesehen. Die Anschlussteile 9 sind wie oben erläutert jeweils in eine Nut 47 so eingesetzt, dass lediglich jeweils der Kamm 23 die Stirnseite des Tragwerkelementes 49 überragt. Zum Verbinden zweier Tragwerkelemente müssen somit lediglich die Anschlussteile 8 und 9 zusammengesteckt und die Bolzen 5 eingesetzt werden. Die Bolzen 5 sind so ausgebildet, dass sie vorzugsweise ohne weitere Befestigungsmittel reibschlüssig gehalten sind. Die Verbindung ist vorzugsweise lösbar, indem die Bolzen 5 wieder herausgeschlagen werden. Durch Einsetzen der Bolzen 5 kann die Verbindung anschliessend wieder zusammengefügt werden.
  • Die Figur 14 zeigt eine Ansicht des Ankerstabes 7, der aus Gründen der Duktibilität wie oben erwähnt eine Einschnürung 10 besitzt. Zur Fixierung des Ankerstabes 7 besitzt dieser auf seiner ganzen Länge Rillen 51 oder ähnliche Vertiefungen. Zudem ist für die Montage an einem vorderen Ende ein Montageschlitz 50 vorgesehen.
  • Schliesslich zeigt die Figur 15 einen Ankerstab 6, der ebenfalls einen Montageschlitz 50 besitzt und der ebenfalls über seine ganze Länge mit Rillen 51 versehen ist. Sowohl der Ankerstab 6 als auch der Ankerstab 7 sind vorzugsweise kreiszylindrisch ausgebildet.
  • Weiter mögliche Träger 54 und 55 sind in den Figuren 16 und 17. Die hier nicht sichtbaren Ankerstäbe 6 verlaufen entsprechend den Tragwerkelementen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Träger
    2
    Tragwerkelement
    3
    Tragwerkelement
    4
    Verbindungsvorrichtung
    5
    Bolzen
    6
    Ankerstab
    7
    Ankerstab
    8
    Anschlussteil
    9
    Anschlussteil
    10
    Einschnürung
    11
    Träger
    12
    Tragwerkelement
    13
    Tragwerkelement
    14
    Verbindungsvorrichtung
    15
    Zugelement
    16
    Träger
    17
    Tragwerkelement
    18
    Tragwerkelement
    19
    Verbindungsvorrichtung
    20
    Anschlussteil
    21
    Anschlussteil
    22
    Nut
    23
    Kamm
    24
    Träger
    25
    Tragwerkelement
    26
    Tragwerkelement
    27
    Tragwerkelement
    28
    Verbindungsvorrichtung
    29
    Verbindungsvorrichtung
    30
    Verbindungsvorrichtung
    31
    Träger
    32
    Tragwerkelement
    33
    Tragwerkelement
    34
    Verbindungsvorrichtung (Gelenk)
    35
    Achsbolzen
    36
    Anschlussteil
    37
    Anschlussteil
    38
    Ausnehmung
    39
    Ring
    40
    Anschlussteil
    41
    Bohrung
    42
    Ausnehmung
    43
    Verbindungsorgan
    44
    Verbindungsorgan
    45
    Bohrung
    46
    Nut
    47
    Nut
    48
    Doppelpfeil
    49
    Tragwerkelement
    50
    Montageschlitz
    51
    Rillen
    52
    Unterlagscheibe
    53
    Mutter
    54
    Träger
    55
    Träger

Claims (16)

  1. Biegesteife und steckbare Verbindung für Tragwerkelemente (2, 3; 12, 13; 17, 18; 25, 26, 27; 32, 33; 49) mit einem ersten Anschlussteil (8, 36), der mit wenigstens einem ersten Verbindungsteil (6, 7) mit einem ersten Tragwerkelement ((2, 3; 12, 13; 17, 18; 25, 26, 27; 32, 33; 49) verbunden ist und mit einem zweiten Anschlussteil (9, 21, 37), der mit wenigstens einem zweiten Verbindungsteil (6, 7) mit den anderen Tragwerkelement (2, 3; 12, 13; 17, 18; 25, 26, 27; 32, 33; 49) verbunden ist, wobei die beiden Anschlussteile (8, 9; 20, 21; 36, 37) ineinander greifen und mit wenigstens einem Kupplungsteil (5) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten beiden Verbindungsteile (6, 7) formfest in die Tragwerkelemente (2, 3; 12, 13; 17, 18; 25, 26, 27; 32, 33; 49) eingeleimte Ankerstäbe (6, 7) sind, die jeweils mit einem der beiden Anschlussteile (8, 9; 20, 21; 36, 37) fest verbunden sind.
  2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anschlussteile (8, 9; 20, 21; 36, 37) jeweils in eine Nut (46, 47) eines Tragwerkelementes (2, 3; 12, 13; 17, 18; 25, 26, 27; 32, 33; 49) eingesetzt sind.
  3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anschlussteil (8, 9; 20, 21; 36, 37) mit Nut (22) und Kamm (23) zusammengesteckt miteinander verriegelt sind.
  4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anschlussteile (8, 9; 20, 21; 36, 37) mit Bolzen (5) miteinander lösbar verbunden sind, wobei die Bolzen (5) quer zur Längsrichtung der Ankerstäbe (6, 7) durch Ausnehmungen (42) an sich berührenden Flächen der verbundenen Tragwerkelemente (2, 3; 12, 13; 17, 18; 25, 26, 27; 32, 33; 49) eingesetzt sind.
  5. Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anschlussteile (8, 9; 20, 21; 36, 37) jeweils Bohrungen (49, 45) zur Aufnahme der quer verlaufenden Bolzen (5) aufweisen.
  6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragwerkelemente (2, 3; 12, 13; 17, 18; 25, 26, 27; 32, 33; 49) aus Holz oder Beton hergestellt sind.
  7. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden miteinander verbundenen Tragwerkelemente (2, 3; 12, 13; 17, 18; 25, 26, 27; 32, 33; 49) an einer Verbindungsstelle stimseitig aneinander liegen und dass die Ankerstäbe (6, 7) sowie die beiden Anschlussteile (8, 9; 20, 21; 36, 37) von aussen im Wesentlichen unsichtbar vertieft in die Stirnseiten der Tragwerkelemente (2, 3; 12, 13; 17, 18; 25, 26, 27; 32, 33; 49) angeordnet sind.
  8. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens zwei im Abstand zueinander angeordnete Verbindungsorgane (43, 44) aufweist, die jeweils einen ersten Anschlussteil (8, 20, 36) und einen zweiten Anschlussteil (9, 21, 37) aufweisen, die mit wenigstens einem Zugelement (15) miteinander fest verbunden sind.
  9. Verbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (15) als Stab ausgebildet ist.
  10. Verbindung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (15) vertieft in einer Nut (22, 46, 47) eines entsprechenden Tragwerkelementes (2, 3; 12, 13; 17, 18; 25, 26, 27; 32, 33; 49) angeordnet ist.
  11. Verbindung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement zwei parallel zueinander verlaufende Stäbe (15) aufweist, die jeweils an einem Ende fest mit einem Anschlussteil (8, 9; 20, 21; 36, 37) verbunden sind.
  12. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragwerkelemente (2, 3; 12, 13; 17, 18; 25, 26, 27; 32, 33; 49) Teile eines Tragbalkens sind.
  13. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragwerkelemente (2, 3; 12, 13; 17, 18; 25, 26, 27; 32, 33; 49) gerade, über Eck, kreuzförmig oder T-förmig miteinander verbunden sind.
  14. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Drehgelenk (34) ausgebildet ist.
  15. Verbindung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anschlussteile (36, 37) jeweils als Schalen ausgebildet sind, zwischen denen ein Achsbolzen (35) gelagert ist, und dass die beiden Anschlussteile (36, 37) miteinander verbunden sind.
  16. Verbindung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anschlussteile (36, 37) mit wenigstens einem Ring (39) miteinander verbunden sind.
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