EP1930520B1 - Modular latticework structure made of concrete - Google Patents
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Definitions
- the coupling elements 5 have at least one recess for the passage of one or more tension elements 6 or at least one anchoring possibility for one or more tension elements 6.
- the recesses can be realized by cladding tubes or holes.
- the anchoring of tension elements 6 can directly on a side surface of the coupling element 5 via contact or with cast in the coupling element 5 anchor bodies, z. B. threaded sleeves done.
- recesses can be produced by holes or ducts, z. B. thorns can be anchored in the coupling elements 5.
- tension elements 6 other suitable design, for.
- clamping elements made of carbon fibers or prestressing steels with rolled thread used.
- Fig. 2 Possible embodiments of the infill of the truss structure are shown. Shown are a stand truss, a strut truss and a strut truss with posts.
- the trusses used, ie the straps 1.1, diagonal 2 and post 2 are identical in all Ausfachungsart.
- the change in the geometry of the truss binder is realized solely by the node element 4.1.
- the height of the truss, the inclination of the diagonal 2 and the distance of the posts 2 can also be easily varied. For this purpose, only the side surfaces of the node element 4.1 to tilt at a different angle and adjust the lengths of the diagonal 2 and 2 posts.
- Fig. 8 shows a way to connect a stiffening system by means of the coupling element 5.2 to the main support system.
- the coupling element 5.2 is arranged at the nodes at which the stiffening system is to be connected to the main support system.
- the upper flange 1.1 is interrupted above the node element 4.1 in order to be able to use the coupling element 5.2.
- the coupling element 5.2 is connected to the node elements 4.1, the post 2 and the lower flange 1.1 by means of the tension element 6.1. Thereafter, the upper flange 1.1 is clamped by means of the tension elements 6.2 with the coupling element 5.2.
- the stiffening element 3 is connected to the coupling element 5.2 by means of a contact shock.
- the contact joint is biased by means of screws 8 and thorns 8, which are anchored in the coupling element 5.2 and stiffening element 3. As a result, tensile and shear forces are transferable in the contact joint.
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine modulare Fachwerkkonstruktion aus Beton, bestehend aus Gurten, Pfosten und/oder Diagonalen sowie Knotenelementen und Zugelementen, insbesondere für ebene und räumliche Tragwerke im Hoch-, Industrie- und Brückenbau.The present invention relates to a modular truss structure made of concrete, consisting of straps, posts and / or diagonals and node elements and tension elements, especially for level and spatial structures in building construction, industrial and bridge construction.
Fachwerkkonstruktionen bestehen im Allgemeinen aus stabförmigen Tragelementen, den Gurten und Füllstäben, die an den Fachwerkknoten miteinander verbunden werden. Dadurch wird ein Tragwerk gebildet, das die auftretenden Einwirkungen hauptsächlich durch Zug- und Druckkräfte überträgt und eine effiziente Ausnutzung des Materials ermöglicht. Deshalb eignen sich Fachwerke besonders gut, um große Spannweiten mit einem vergleichsweise geringen Konstruktionseigengewicht zu überbrücken.Truss structures generally consist of rod-shaped supporting elements, the straps and filler bars, which are connected to each other at the truss nodes. As a result, a structure is formed, which transmits the occurring effects mainly by tensile and compressive forces and allows efficient use of the material. Therefore, trusses are particularly well suited to bridge large spans with a comparatively low structural self-weight.
Fachwerkkonstruktionen werden auf dem Gebiet des Bauwesens im Hoch-, Industrie- und Brückenbau eingesetzt. Typische Anwendungen im Hochbau sind ebene und räumliche Fachwerkbinder als Dachtragwerke für Mehrzweckhallen wie z. B. Sport- und Freizeitbauten, Ausstellungshallen oder Versammlungsräume [1], [2]. Im Industriebau werden Fachwerke als Dachbinder oder Rahmentragwerke im Hallenbau [2], [3] sowie als Kranbahnträger oder für Förderband- bzw. Rohrleitungsbrücken verwendet. Auch finden Fachwerke für weitgespannte Unterzüge in Geschossbauten und für Aussteifungsverbände Anwendung. Des Weiteren kommen Fachwerkkonstruktionen auch für hochbelastete Stützen, für Verkehrszeichenbrücken sowie für Freileitungs- und Antennenmasten zum Einsatz. Im Brückenbau werden Fachwerke als räumliche und ebene Fachwerkbinder im Großbrückenbau [4], [5], als auch für Geh- und Radwegbrücken [6], [7] eingesetzt.Truss structures are used in the field of construction in building construction, industry and bridge construction. Typical applications in building construction are flat and spatial trusses as roof structures for multipurpose halls such. As sports and leisure buildings, exhibition halls or meeting rooms [1], [2]. In industrial construction, trusses are used as roof trusses or frame structures in hall construction [2], [3] as crane runway girders or for conveyor belt or pipeline bridges. Also find trusses for wide-span beams in multi-storey buildings and for bracing federations application. Furthermore, truss structures are also used for heavily loaded columns, for traffic sign bridges as well as for overhead line and antenna masts. In bridge construction, trusses are used as spatial and level trusses in large bridge construction [4], [5] as well as for pedestrian and cycle bridge bridges [6], [7].
Auf dem Gebiet des Bauwesens werden Fachwerkkonstruktionen hauptsächlich aus Stahl und Holz, selten aus Beton hergestellt.In the field of construction timber structures are mainly made of steel and wood, rarely concrete.
Mit Fachwerkkonstruktionen aus Baustahl, lassen sich auf Grund der hohen Materialfestigkeit, des günstigen Rohdichte-Festigkeits-Verhältnisses und der Möglichkeit, relativ dünnwandige Querschnitte herstellen zu können, die statisch-konstruktiven Vorteile von Fachwerkkonstruktionen effektiv umsetzen. Dabei sind Stützweiten von mehr als 100 m realisierbar [8].With truss structures made of structural steel, due to the high material strength, the favorable density-strength ratio and the ability to produce relatively thin-walled cross-sections, the static-constructive advantages of truss structures can be effectively implemented. Spans of more than 100 m can be realized [8].
Die Ausbildung der Knotenpunkte erfolgt in der Regel durch Schraub- oder Schweißverbindungen [9], teilweise auch mit Hilfe vorgefertigter Gussknoten aus Stahl [5], [10]. Infolge von Massungenauigkeiten können bei der Verwendung von Gussknoten Probleme bei der Montage auftreten, die zu zeit- und kostenaufwendigen Nacharbeiten führen [11].The formation of the nodes is usually done by screw or welded joints [9], partly with the help of prefabricated cast nodes made of steel [5], [10]. Due to dimensional inaccuracies, assembly problems can occur when using cast nodes, which leads to time-consuming and costly rework [11].
Ein System, das speziell bei räumlichen Fachwerken eine unkomplizierte Verbindung der Stäbe gestattet, ist das MERO®-Raumfachwerksystem [12]. Bei diesem System werden die Fachwerkstäbe mit Hilfe eines Knotenelements [13], das unterschiedliche Richtungen und Neigungen der Stäbe ermöglicht, durch einfache Schraubmontage miteinander verbunden.One system that allows uncomplicated connection of the bars, especially in trusses, is the MERO ® truss system [12]. In this system, the truss rods are connected by a simple screw assembly with the help of a node element [13], which allows different directions and inclinations of the rods.
Fachwerkkonstruktionen aus Stahl eignen sich zur Vorfertigung im Werk, da sie sich leicht in Segmente zerlegen lassen, die gut transportiert und auf der Baustelle montiert werden können. Allerdings sind bei Baustellenstößen oft Nacharbeiten am Korrosionsschutz der Konstruktion notwendig, die kostenintensiv sind und teilweise nicht die Qualität der werkseitig aufgebrachten Beschichtung erreichen.Steel framed structures are suitable for prefabrication in the factory as they are easy to disassemble into segments that can be easily transported and assembled on the jobsite. However, site work often requires reworking on the corrosion protection of the construction, which is costly and in some cases does not achieve the quality of the factory applied coating.
Nachteilig bei Stahlfachwerken sind die im Vergleich zu Fachwerken aus Beton oder Holz höheren Materialkosten und der hohe Fertigungsaufwand für die zum Teil komplexen Knotenverbindungen.A disadvantage of steel trusses are compared to trusses made of concrete or wood higher material costs and high production costs for the sometimes complex node connections.
Daneben sind bei Fachwerken aus Stahl oft zusätzliche Maßnahmen zur Gewährleistung des Brandschutzes, z. B. die Ummantelung der Konstruktion mit Spritzbeton bzw. kostenintensiven Schutzanstrichen erforderlich. Weiterhin beeinträchtigen die Aufwendungen zur Erhaltung des Korrosionsschutzes die wirtschaftliche Effizienz von Fachwerkkonstruktionen aus Stahl.In addition, steel frameworks often additional measures to ensure fire safety, z. B. the sheathing of the construction with shotcrete or costly protective coatings required. Farther The cost of maintaining the corrosion protection affects the economic efficiency of steel framework structures.
Fachwerkkonstruktionen aus Holz bzw. Brettschichtholz werden wirtschaftlich nur für kleinere Spannweiten bis etwa 30 m eingesetzt [14]. Die Knotenverbindungen bei Fachwerken aus Holz bzw. Brettschichtholz werden meistens mit Hilfe von Nagelblechen, eingepressten Nagelplatten, Stabdübel-Blechverbindungen oder spezieller Dübelverbindungen ausgeführt [15]. Analog zu Fachwerken aus Stahl werden Knotenverbindungen auch mit Hilfe des MERO®-Knotens hergestellt. Reine Nagelverbindungen, z. B. bei Nagelfachwerkbindern, kommen nur bei Konstruktionen mit geringen Stützweiten vor. Baustellenverbindungen sind bei Fachwerkkonstruktionen aus Holz- bzw. Brettschichtholz mit vertretbarem Aufwand herzustellen. So lassen sich die Fachwerkkonstruktionen in Segmente zerlegen, die im Werk vorgefertigt werden. Die Elemente können einfach zur Baustelle transportiert und dort montiert werden. Ähnlich wie bei Stahlfachwerken sind bei den Holz- und Brettschichtholzfachwerken des Ingenieurholzbaus die Herstellungskosten für die Knotenverbindungen hoch. Nachteilig bei Holz- bzw. Brettschichtholzfachwerken sind die, z. B. infolge des Feuchtigkeitsgehalts, stark schwankenden Materialkennwerte, die eine optimale Ausnutzung des Materials erschweren. Um den Brandschutz zu realisieren, müssen die Stahleinbauteile der Knotenverbindung vor Flammen geschützt werden und die Stabquerschnitte müssen ausreichende Abmessungen besitzen. Anderenfalls sind Brandschutzanstriche oder schützende Ummantelungen erforderlich. Während der Widerstand von Holz gegenüber chemischen Angriffen hoch ist, sind zum Schutz gegen Feuchte meistens zusätzliche Schutzanstriche bzw. konstruktive Maßnahmen notwendig.Truss structures made of wood or glued laminated timber are used economically only for smaller spans up to about 30 m [14]. The knot joints in trusses made of wood or glued laminated timber are usually carried out with the aid of nail plates, pressed-in nail plates, dowel-sheet metal connections or special dowel joints [15]. Similar to steel trusses, knot joints are also made using the MERO ® knot. Pure nail connections, z. B. in Nagelfachwerkbindern, occur only in constructions with small spans. Construction site connections are to be made at timber construction or glued laminated timber at reasonable cost. This allows the truss structures to be divided into segments that are prefabricated in the factory. The elements can easily be transported to the construction site and mounted there. Similar to steel frameworks, the costs of producing the nodal joints are high in the wood and glulam timber structures of engineering timber construction. A disadvantage of wood or glulam timber frameworks are, z. As a result of the moisture content, strongly fluctuating material properties that make optimal use of the material. In order to realize the fire protection, the steel components of the node connection must be protected from flames and the rod cross-sections must have sufficient dimensions. Otherwise, fire protection coatings or protective sheathing are required. While the resistance of wood to chemical attack is high, protection against moisture usually requires additional protective coatings or constructive measures.
Fachwerkkonstruktionen aus normalfesten Betonen haben den Nachteil, dass sie auf Grund des schlechten Rohdichte-Festigkeits-Verhältnisses des Materials deutlich schwerer als vergleichbare Konstruktionen aus Stahl oder Holz sind. Darüber hinaus müssen die Querschnitte aus schalungstechnischen Gründen und zum sachgemäßen Einbau der Bewehrung, Spannglieder und des Betons bestimmte Mindestabmessungen besitzen, die ebenfalls zur Erhöhung der Konstruktionseigenlast beitragen.Half-timbered constructions made of normal-strength concretes have the disadvantage that they are significantly heavier than comparable constructions made of steel or wood due to the poor density-strength ratio of the material. In addition, the cross sections of formwork Reasons and for proper installation of the reinforcement, tendons and the concrete have certain minimum dimensions, which also contribute to increase the structural intrinsic load.
Die Knotenpunkte werden in der Regel monolithisch ausgebildet, wodurch sich im Knotenbereich komplizierte Bewehrungs- bzw. Spanngliedführungen ergeben, die sorgfältig geplant und ausgeführt werden müssen [16]. Zur Reduzierung von Spannungsspitzen müssen die Anschlüsse zwischen dem Knoten und den Stäben in der Regel ausgerundet werden. Dadurch erhöhen sich der Fertigungsaufwand und die Herstellungskosten.The nodal points are usually monolithic, resulting in intricate tie bars in the nodal area, which must be carefully planned and executed [16]. To reduce voltage spikes, the connections between the node and the bars usually need to be rounded. This increases the production costs and the production costs.
Die Herstellung von Fachwerkkonstruktionen auf der Baustelle konnte sich auf Grund ausführungstechnischer Schwierigkeiten, wie der kostenintensiven Schalungskonstruktion, den zeitaufwendigen Bewehrungsarbeiten und den schwierigen Verhältnissen bei der Betonage auf dem Markt nicht durchsetzen [18]. Die Vorfertigung von Fachwerkkonstruktionen im Werk erlaubt eine kostensenkende Mehrfachverwendung der Schalung und vereinfacht die Betonagearbeiten. Die komplexe Bewehrungsführung im Bereich der Knotenpunkte wirkt sich jedoch auch bei den im Werk hergestellten Konstruktionen negativ auf die Herstellungskosten aus.The construction of truss structures on the construction site could not be successful due to design difficulties, such as the costly formwork construction, the time-consuming rebar work and the difficult concreting conditions on the market [18]. The prefabrication of truss structures in the factory allows a cost-saving multiple use of the formwork and simplifies the concrete work. The complex reinforcement guidance in the area of the nodal points, however, also has a negative effect on the production costs in the case of the constructions produced in the factory.
Durch die Zerlegung von Fachwerkkonstruktionen in einzelne Elemente [17] oder Fachwerkscheiben [18], können auch Fachwerkkonstruktionen für größere Spannweiten vorgefertigt werden. Der Zusammenbau mit Hilfe von Stahlbauverbindungen oder durch das Zusammenspannen mit Spanngliedern ist aber oft schwierig, kosten- und zeitintensiv. Besonders problematisch dabei sind die Spannkraftverluste infolge Reibung beim Vorspannen langer Spannglieder, die eine beträchtliche Vergrößerung des Spannstahlquerschnitts erfordern. Werden die Spannglieder planmäßig gekrümmt geführt, wie z. B. bei [17], so steigen die Spannkraftverluste infolge der Reibungskräfte an den Umlenkstellen erheblich an. Die wirtschaftlichen Vorteile der fabrikmäßigen Fertigung werden dadurch zu einem großen Teil aufgezehrt. Die Weiterentwicklung der Transport- und Montagehilfen ermöglicht heute auch den Transport größerer Elemente, so dass heute die Mehrzahl der Fachwerke aus Beton in einem Stück vorgefertigt werden [19].By dismantling half-timbered structures into individual elements [17] or half-timbered panes [18], half-timbered constructions can also be prefabricated for larger spans. The assembly with the help of structural steel joints or by clamping together with tendons is often difficult, costly and time-consuming. Particularly problematic in this case are the clamping force losses due to friction when preloading long tendons, which require a considerable increase in the prestressing steel cross-section. Are the tendons routed curved as planned, such. B. at [17], so the clamping force losses due to the friction forces at the deflection increase significantly. The economic benefits of factory-made production are thereby largely consumed. The Further development of the transport and assembly aids now also allows the transport of larger elements, so that today the majority of concrete trusses are prefabricated in one piece [19].
Fachwerkkonstruktionen aus Beton zeichnen sich durch gute Brandschutz- und Dauerhaftigkeitseigenschaften aus. Die Kosten für die Bauwerksunterhaltung sind in den meisten Fällen geringer als bei Stahl- oder Holzfachwerken.Concrete truss constructions are characterized by good fire protection and durability properties. The costs of building maintenance are in most cases lower than with steel or timber trusses.
Hochfeste (HFB) bzw. ultrahochfeste Betone (UHFB) weisen im Vergleich zu normalfesten Betonen höhere Druckfestigkeiten und günstigere Rohdichte-Festigkeits-Verhältnisse auf. Weiterhin besitzen hochfeste und ultrahochfeste Betone ein sehr dichtes und homogenes Gefüge mit hervorragenden Dauerhaftigkeitseigenschaften, die sich positiv auf die Nachhaltigkeit der Konstruktion auswirken [20].High-strength (HFB) or ultra-high-strength concretes (UHFB) have higher compressive strength and lower density / strength ratios compared to normal-strength concretes. Furthermore, high-strength and ultra-high-strength concretes have a very dense and homogeneous structure with outstanding durability properties, which have a positive effect on the sustainability of the construction [20].
Die genannten Eigenschaften von hochfesten und ultrahochfesten Betonen lassen sich mit Fachwerkkonstruktionen am besten ausnutzen. Die zuvor genannten Nachteile von Fachwerkkonstruktionen aus Beton lassen sich durch die Ansprüche dieser Patentschrift vermeiden.The characteristics of high-strength and ultra-high-strength concretes can best be exploited with truss structures. The aforementioned disadvantages of truss structures made of concrete can be avoided by the claims of this patent.
Aufgabe ist es, eine Fachwerkkonstruktion aus Beton zu erfinden die a) eine einfach Anpassung an beliebige Konstruktionsgeometrien erlaubt, b) kostenoptimiert und qualitätsgesichert im Werk vorgefertigt werden kann und c) rationell zu transportieren und zu montieren ist.Task is to invent a truss structure made of concrete which a) allows easy adaptation to any design geometry, b) can be prefabricated cost-optimized and quality assured in the factory and c) to transport and assemble efficiently.
Die Aufgabe wird durch eine modulare Fachwerkkonstruktion mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.The object is achieved by a modular truss structure with the features of
Die erfindungsgemäße Fachwerkkonstruktion ist modular aufgebaut. Sie besteht aus den Fachwerkstäben, den Knoten- bzw. Koppelungselementen und den Zugelementen. Aussteifungselemente gehören ebenfalls zum modularen System.The truss structure according to the invention is modular. It consists of the truss rods, the node or coupling elements and the tension elements. Reinforcement elements also belong to the modular system.
Als Fachwerkstäbe kommen Ober- und Untergurte sowie Pfosten und Diagonalen zur Anwendung. Sie besitzen Aussparungen, durch die Zugelemente hindurchgeführt werden können. Darüber hinaus können im Ober- und Untergurt Zugelemente verankert werden. Innerhalb der gesamten Konstruktion oder größerer Konstruktionsabschnitte haben der Ober- und Untergurt sowie die Pfosten und Diagonalen jeweils identische Querschnittsabmessungen (Gleichteilprinzip). Diese sind für bestimmte Spannweitenbandbreiten typisiert.As truss rods, upper and lower straps as well as posts and diagonals are used. They have recesses through which pulling elements can be passed. In addition, tension elements can be anchored in the upper and lower belt. Within the entire construction or larger construction sections, the top and bottom chords as well as the posts and diagonals each have identical cross-sectional dimensions (same part principle). These are typed for specific span widths.
Mit den Knotenelementen werden die Gurte bzw. Pfosten und Diagonalen untereinander verbunden. Gleichzeitig wird mit Hilfe der Knotenelemente eine einfache Anpassung der Konstruktion an beliebige geometrische Randbedingungen erreicht. Hierzu sind die Seitenflächen der Knotenelemente beliebig zu neigen, um Stäbe unterschiedlicher Neigungswinkel an den Knoten anschließen zu können. Die Knotenelemente besitzen Aussparungen zur Durchführung von Spannelementen und bieten weiterhin die Möglichkeit, Spannelemente zu verankern. Weil die Knoten nicht mehr, wie sonst bei Betonfachwerken üblich, monolithisch mit den Fachwerkstäben verbunden sind, vereinfacht sich die konstruktive Ausbildung der Knotenpunkte maßgeblich.With the node elements, the straps or posts and diagonals are interconnected. At the same time a simple adaptation of the construction to any geometric boundary conditions is achieved with the help of the node elements. For this purpose, the side surfaces of the node elements are arbitrarily inclined in order to connect rods of different angles of inclination to the node can. The node elements have recesses for the passage of clamping elements and also offer the possibility to anchor clamping elements. Because the nodes are no longer monolithically connected to the truss rods, as is usually the case with concrete trusses, the design of the junctions is significantly simplified.
Die Kopplungselemente dienen zum Anschluss von Trag- oder Aussteifungssystemen, die senkrecht zur Ebene der Haupttragkonstruktion verlaufen. Dadurch können mit Hilfe der Kopplungselemente ebene Fachwerkscheiben zu räumlichen Tragstrukturen zusammengesetzt werden. Die Kopplungselemente haben Aussparungen zur Durchführung von Zugelementen und bieten die Möglichkeit, Zugelemente zu verankern.The coupling elements are used to connect support or stiffening systems that are perpendicular to the plane of the main support structure. As a result, flat half-timbered slices can be combined to form spatial support structures with the aid of the coupling elements. The coupling elements have recesses for the passage of tension elements and offer the possibility to anchor tension elements.
Aussteifungselemente sind im modularen System in Form von pfettenartigen Trägern vorhanden, die zur Aussteifung druckbeanspruchter Gurte dienen.Reinforcement elements are present in the modular system in the form of purlin-type straps, which serve to stiffen pressure-stressed straps.
Die Fachwerkstäbe, die Knoten- bzw. Kopplungselemente sowie die Aussteifungselemente bestehen aus Beton. Dadurch können beliebige Bauteilgeometrien kostengünstig hergestellt werden. Zur Erhöhung der Tragfähigkeit und Reduzierung der Konstruktionseigenlast können hochfeste bzw. ultrahochfeste Betone eingesetzt werden. Den Betonen können Fasern aus Stahl, Kunststoff oder andersartigen Materialien zugegeben werden, um die Materialfestigkeit bzw. den Brandwiderstand gezielt zu verbessern. Insbesondere bei faserverstärkten Betonen sind selbstverdichtende Eigenschaften des Betons vorteilhaft, da die Bauteile dadurch mit einem jederzeit reproduzierbaren Qualitätsstandard hergestellt werden können. Zur Verringerung des Konstruktionseigengewichtes ist ebenfalls die Verwendung von Leichtbetonen denkbar.The truss rods, the node or coupling elements and the stiffening elements are made of concrete. As a result, any component geometries can be produced inexpensively. To increase the load capacity and reduce the structural intrinsic load, high-strength or ultra-high-strength concretes can be used. The concretes fibers of steel, plastic or other types of materials may be added to improve the material strength and fire resistance targeted. Self-compacting properties of the concrete are particularly advantageous in fiber-reinforced concretes, since the components can thereby be produced with a quality standard which can be reproduced at any time. To reduce the intrinsic weight, the use of lightweight concrete is also conceivable.
Der Brandwiderstand der Knoten- und Kopplungselemente kann auch durch konstruktive Maßnahmen, z B. durch eine Beplankung mit nichtbrennbarem Material, erhöht werden. Die Beplankung aus nichtbrennbarem Material kann ggf. in die Schalung integriert werden.The fire resistance of the node and coupling elements can also be increased by design measures, for example by a planking with non-combustible material. The planking of non-combustible material may possibly be integrated into the formwork.
In den Fachwerkstäben, Aussteifungselementen sowie Knoten- bzw. Kopplungselementen kann eine Bewehrung aus Betonstahl zur Tragfähigkeitssteigerung angeordnet werden. Darüber hinaus können in den Fachwerkstäben und Aussteifungselementen Spannglieder mit sofortigem Verbund vorgesehen werden.In the truss rods, stiffening elements and node or coupling elements, a reinforcement made of reinforcing steel can be arranged to increase the load capacity. In addition, tendons with immediate bond can be provided in the truss rods and stiffening elements.
Mit Hilfe von stab- bzw. seilartigen Zugelementen werden die Fachwerkstäbe mit den Knoten- bzw. Kopplungselementen verbunden. Die Zugelemente besitzen an ihren Enden Vorrichtungen, um die Elemente zu verankern bzw. vorzuspannen. Die Zugelemente können mit einer exakt definierten Kraft vorgespannt werden.With the help of rod or rope-like tension elements the truss rods are connected to the node or coupling elements. The tension members have at their ends devices to anchor or bias the elements. The tension elements can be prestressed with a precisely defined force.
Als Zugelemente können beispielsweise Gewindestangen aus Stahl oder Litzen aus Spannstahl verwendet werden. Alternativ können auch Zugelemente aus Kohlefasern oder anderen geeigneten Materialien eingesetzt werden.As tension elements, for example, threaded rods made of steel or strands of prestressing steel can be used. Alternatively, tension members made of carbon fibers or other suitable materials can be used.
Die Fachwerkstäbe und Aussteifungselemente werden in einer Produktionsanlage in kostenoptimierter sowie qualitätsgesicherter Massenfertigung hergestellt. Durch einfach auszuführende, gerade Sägeschnitte werden die Fachwerkstäbe und Aussteifungselemente auf die für die jeweilige Konstruktion erforderliche Länge gebracht. Kostenintensive Anpassungsarbeiten an der Schalungskonstruktion entfallen dadurch. Das Potenzial der werksmäßigen Fertigung wird weit effizienter als bei der herkömmlichen Vorfertigung von Stahlbetonkonstruktionen genutzt.The truss rods and stiffening elements are manufactured in a production plant in cost-optimized and quality-assured mass production. Easy-to-cut, straight saw cuts cut the truss rods and stiffeners to the length needed for the particular construction. Costly adaptation work on the formwork construction thereby eliminated. The potential of factory fabrication is much more efficient than traditional prefabrication of reinforced concrete structures.
Die typisierten Fachwerkstäbe, Aussteifungs- und Zugelemente werden als Lagerware vorgehalten. Nur die Knoten- bzw. Kopplungselemente müssen gesondert für den jeweiligen Anwendungsfall produziert werden. Dadurch ist eine kurzfristige Herstellung der Gesamtkonstruktion möglich.The standardized truss rods, stiffening and tension elements are kept in stock. Only the node or coupling elements must be produced separately for each application. As a result, a short-term production of the overall construction is possible.
Die erfindungsgemäße Fachwerkkonstruktion kann im Werk oder am Einsatzort montiert werden. Bei kleineren Konstruktionsabmessungen und günstigen Randbedingungen für den Transport wird die Konstruktion vorteilhaft komplett im Werk zusammengebaut, da sich so der Montageaufwand auf der Baustelle reduziert. Dadurch sind sehr kurze Bauzeiten bei geringer Witterungsabhängigkeit realisierbar. Bei größeren Konstruktionsabmessungen oder schwierigen Transportbedingungen wird die Konstruktion zweckmäßig in vormontierten Teilsegmenten zur Baustelle gebracht. Die optimale Segmentierung kann in Abwägung der Transportproblematik und des Montageaufwands individuell festgelegt werden. Im Extremfall, z. B. für den Transport über sehr weite Entfernungen, kann die Konstruktion auch komplett in Einzelteile zerlegt zur Baustelle transportiert werden. Da sich die einzelnen Bauteile des Fachwerks auf Grund ihrer einfachen Geometrie und hohen Robustheit gut verladen lassen, sind hierfür vorteilhaft spezielle Stapelboxen oder Container zu verwenden, die per LKW, Bahn oder Schiff transportiert werden können. Die erfindungsgemäße Fachwerkkonstruktion ermöglicht somit eine hohe Flexibilität hinsichtlich des Transports und der Monatage, die herkömmlichen Konstruktionen aus Beton so nicht gegeben ist.The truss structure according to the invention can be mounted in the factory or on site. With smaller construction dimensions and favorable boundary conditions for transport, the construction is advantageously completely assembled in the factory, as this reduces the assembly work on the construction site. As a result, very short construction times can be realized with low weather dependence. For larger construction dimensions or difficult transport conditions, the construction is expediently brought to the construction site in pre-assembled sub-segments. The optimal segmentation can be determined individually in consideration of the transport problem and the installation effort. In extreme cases, z. B. for transport over very long distances, the construction can also be completely disassembled into pieces transported to the site. Because the individual components of the truss due to their simple geometry and high robustness can be loaded well, are advantageous to use special stacking boxes or containers that can be transported by truck, train or ship. The truss structure according to the invention thus allows a high flexibility in terms of transport and the Montagation, the conventional constructions of concrete is not given.
Die Montage der modularen Fachwerkkonstruktion erfolgt durch einfache Schraubmontage bzw. durch Zusammenspannen der Fachwerkstäbe. Hierfür werden die Knoten- bzw. Kopplungselemente und die Zugelemente verwendet. Die Zugelemente werden durch die Diagonalen und Pfosten hindurchgeführt und an den Gurten bzw. Knoten- und Kopplungselementen befestigt. Durch das Vorspannen der Zugelemente werden die Einzelteile der Fachwerkkonstruktion kraftschlüssig miteinander verbunden. Alternativ können die Fachwerkstäbe mit den Knoten- bzw. Kopplungselementen auch durch geeignete Klebeverbindungen zusammengefügt werden. Ebenso kann die Verbindung mit Zugelementen mit der Klebeverbindung kombiniert werden. Durch diese Montagemethoden sind eine geringe Witterungsabhängigkeit und Fehleranfälligkeit gegeben.The assembly of the modular truss construction takes place by simple screw mounting or by clamping the truss rods together. For this purpose, the node or coupling elements and the tension elements are used. The tension elements are passed through the diagonals and posts and attached to the straps or node and coupling elements. By biasing the tension elements, the items of truss structure are positively connected to each other. Alternatively, the truss rods can be joined together with the node or coupling elements by suitable adhesive connections. Likewise, the connection can be combined with tension elements with the adhesive connection. By these mounting methods, a low weather dependence and susceptibility to errors are given.
Zur Herstellung von Fachwerkkonstruktionen größerer Spannweite ist es erforderlich, die Gurte zu stoßen, da diese nur in einer begrenzten Länge gefertigt werden können. Der Gurtstoß wird als einfacher Kontaktstoß ausgebildet. Damit in der Kontaktfuge auch Zugkräfte übertragen werden können, wird die Fuge durch die in Längsrichtung der Gurte angeordneten Zugelemente vorgespannt. Schubkräfte können durch die in der Fuge aktivierten Reibungskräfte bzw. durch Dornen übertragen werden. Alternativ bzw. ergänzend sind Klebeverbindungen möglich.For the production of timber structures of larger span, it is necessary to push the straps, as they can be made only in a limited length. The belt impact is formed as a simple contact shock. So that tensile forces can also be transmitted in the contact joint, the joint is prestressed by the tension elements arranged in the longitudinal direction of the belts. Shear forces can be transmitted by the frictional forces activated in the joint or by thorns. Alternatively or additionally, adhesive connections are possible.
Im Werk vormontierte Segmente können am Einsatzort durch einen Stumpfstoß zwischen den Ober- und Untergurten miteinander verbunden werden. Die Kontaktfuge wird mit Hilfe von Zugelementen vorgespannt, die in Längsrichtung durch die zu stoßenden Segmente verlaufen. Die Zugelemente werden an ihren Enden in den Gurten verankert. Dadurch können auch Zugkräfte in der Kontaktfuge übertragen werden. Die Übertragung von Schubkräften erfolgt durch Reibungskräfte in der Kontaktfuge bzw. durch Hülsen oder Dornen aus Stahl, die in die Gurte durch Bohrungen in den Gurtstirnflächen eingelassen werden. Alternativ bzw. ergänzend sind Klebeverbindungen möglich.Factory pre-assembled segments can be joined together at the job site by a butt joint between the upper and lower chords. The contact joint is biased by means of tension elements which extend in the longitudinal direction through the segments to be abutted. The tension elements will be anchored at their ends in the straps. As a result, tensile forces can be transmitted in the contact joint. The transmission of shear forces takes place by frictional forces in the contact joint or by sleeves or mandrels made of steel, which are embedded in the straps through holes in the Gurtstirnflächen. Alternatively or additionally, adhesive connections are possible.
Soll an der Fachwerkkonstruktion ein Nebentragsystem oder ein Aussteifungssystem angeschlossen werden, so erfolgt die Montage prinzipiell wie bei der regulären Fachwerkkonstruktion. Zusätzlich wird das Kopplungselement eingeschaltet, das unterhalb oder oberhalb des Knotenelements angeordnet wird. An das Koppelungselement wird dann das sekundäre Tragsystem oder das Aussteifungssystem mit Hilfe eines Kontaktstoßes angeschlossen. Die Kontaktfuge kann zur Übertragung von Zug- und Schubkräften vorgespannt werden. Alternativ bzw. ergänzend sind Klebeverbindungen möglich.If a secondary support system or a stiffening system is to be connected to the truss structure, the installation is in principle carried out as in the regular truss construction. In addition, the coupling element is switched on, which is arranged below or above the node element. To the coupling element then the secondary support system or the stiffening system is connected by means of a contact shock. The contact joint can be prestressed for the transmission of tensile and shear forces. Alternatively or additionally, adhesive connections are possible.
Der Anschluss eines Aussteifungssystems ist auch mit Hilfe einer einfachen Einhängekonstruktion aus Stahl möglich, mit der das Aussteifungselement am Haupttragsystem angeschlossen wird.The connection of a stiffening system is also possible with the aid of a simple steel hanger, which connects the stiffening element to the main support system.
Mit der modularen Fachwerkkonstruktion können auch Trägerrostsysteme realisiert werden. Hierzu werden die am Kreuzungspunkt zusammenstoßenden Gurte der einzelnen Fachwerkscheiben durch Kopplungselemente miteinander verbunden. Die Verbindung erfolgt mit einem Stumpfstoß über Kontakt. Die Kontaktfuge wird durch Zugelemente vorgespannt. Die Zugelemente verlaufen in Längsrichtung der Gurte, werden durch das Kopplungselement hindurchgeführt und an ihren Enden in den Gurten verankert. Eine Durchdringung der Zugelemente am Kreuzungspunkt wird durch eine in vertikaler und horizontaler Richtung versetzte Anordnung der Zugelemente vermieden. Die im Kreuzungspunkt zusammentreffenden Diagonalen und der Pfosten werden mit Hilfe des Knotenelements und der Zugelemente miteinander verbunden. Diagonalen, die ausschließlich Druckkräfte erhalten, können diese direkt über Kontakt in das Knotenelement einleiten. Zur Lagesicherung werden die Druckdiagonalen mit einem Dorn am Knotenelement fixiert.With the modular truss construction also carrier grate systems can be realized. For this purpose, the colliding at the intersection point straps of the individual truss discs are connected by coupling elements. The connection is made with a butt joint via contact. The contact joint is prestressed by tension elements. The tension elements extend in the longitudinal direction of the straps, are passed through the coupling element and anchored at their ends in the straps. A penetration of the tension elements at the crossing point is avoided by an offset in the vertical and horizontal directions arrangement of the tension elements. The diagonals and the posts meeting at the point of intersection are identified by means of the node element and the Tension elements connected to each other. Diagonals that only receive compressive forces can initiate them directly via contact in the node element. To secure the position of the printed diagonals are fixed with a thorn on the node element.
Vorteilhafterweise sind die Gurte, Pfosten, Diagonalen, Knotenelemente und/oder Kopplungselemente aus hochfestem oder ultrahochfestem Beton hergestellt. Die Bauteile des Fachwerkes sind damit besonders stabil herstellbar, ohne dass es besonderer Verstärkungen bedarf.Advantageously, the straps, posts, diagonals, node elements and / or coupling elements are made of high strength or ultra-high strength concrete. The components of the framework are thus particularly stable to produce, without the need for special reinforcements.
Sind die Kontaktstöße durch passgenaue Schalung und/oder durch Schleifen der Kontaktflächen hergestellt, so werden die auftretenden Kräfte optimal übertragen. Spalte zwischen den einzelnen Bauteilen lassen sich damit im Wesentlichen vermeiden..If the contact impacts are produced by tailor-made formwork and / or by grinding the contact surfaces, the forces occurring are optimally transmitted. Gaps between the individual components can thus be substantially avoided.
Für eine Überhöhung der Fachwerkkonstruktion sind die Kontaktflächen in den Kontaktstößen passgenau hergestellt. Abweichungen von rechten Winkeln werden durch entsprechende Bearbeitungen der Kontaktflächen an den verschiedenen Bauteilen geschaffen.For an elevation of the truss structure, the contact surfaces in the contact joints are made to fit. Deviations from right angles are created by appropriate processing of the contact surfaces on the various components.
Der Nachweis der Standsicherheit der Konstruktion erfolgt vorteilhaft in Form einer Typenstatik.The proof of the stability of the construction is advantageously carried out in the form of a type statics.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der nachfolgenden Ausführungsvarianten beispielhaft erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine Übersicht der Einzelteile des modularen Fachwerks in perspektivischer Darstellung,
- Fig. 2
- mögliche Varianten der Ausbildung der Ausfachung in perspektivischer Darstellung,
- Fig. 3
- eine Fachwerkkonstruktion mit geneigtem Obergurt in perspektivischer Darstellung,
- Fig. 4
- den Montagevorgang einer regulären Fachwerkscheibe in Explosionsdarstellung,
- Fig. 5
- die Ausbildung eines Gurtstoßes in Explosionsdarstellung,
- Fig. 6
- die Ausbildung eines Segmentstoßes in Explosionsdarstellung,
- Fig. 7
- die Ausbildung des Anschlusses eines Nebentragsystems an das Haupttragsystem in Explosionsdarstellung,
- Fig. 8
- die Ausbildung des Anschlusses eines Aussteifungssystems an das Haupttragsystem mit Hilfe eines Kopplungselements in Explosionsdarstellung,
- Fig. 9
- die Ausbildung des Anschlusses eines Aussteifungssystems an das Haupttragsystem mit Hilfe einer Einhängekonstruktion in Explosionsdarstellung,
- Fig. 10
- den Kreuzungspunkt eines Trägerrostsystems in Explosionsdarstellung
- Fig. 11
- ein Knotenelement mit Bewehrung in Schnittdarstellung und
- Fig. 12
- eine Detaildarstellung einer Knotenstelle.
- Fig. 1
- an overview of the individual parts of the modular framework in perspective view,
- Fig. 2
- possible variants of the formation of the infill in a perspective view,
- Fig. 3
- a truss structure with inclined upper flange in perspective view,
- Fig. 4
- the assembly process of a regular half-timbered pane in an exploded view,
- Fig. 5
- the formation of a belt impact in an exploded view,
- Fig. 6
- the formation of a segment impact in an exploded view,
- Fig. 7
- the formation of the connection of a secondary support system to the main support system in exploded view,
- Fig. 8
- the formation of the connection of a stiffening system to the main support system by means of a coupling element in exploded view,
- Fig. 9
- the formation of the connection of a stiffening system to the main support system by means of a suspension construction in exploded view,
- Fig. 10
- the intersection of a support grid system in exploded view
- Fig. 11
- a node element with reinforcement in sectional view and
- Fig. 12
- a detailed representation of a node.
Die Gurte 1 können als Rechteckquerschnitt 1.1 oder zur Erhöhung der Knicksicherheit, als T-förmiger Querschnitt 1.2 ausgebildet werden. Die Gurte besitzen in Längsrichtung mindestens ein Hüllrohr, durch das ein oder mehrere Zugelemente 6 hindurchgeführt werden können. Sind mehrere Hüllrohre vorhanden, so werden diese im Querschnitt in vertikaler und horizontaler Richtung versetzt angeordnet. In Querrichtung sind ebenfalls Aussparungen in den Gurten vorhanden, durch die Zugelemente 6 hindurchgeführt werden können. Diese werden vorteilhaft durch Bohrungen realisiert, es können aber auch Hüllrohre verwendet werden. In den Gurten 1 können Spannglieder mit sofortigem Verbund angeordnet werden. Die Gurte besitzen an ihrer Ober- bzw. Unterseite Nuten, die als Aussparung zur Verankerung der Zugelemente 6 bzw. zur Führung der Knotenelemente 3 verwendet werden. Da Gurte 1 nicht durch die Knotenelemente 4 unterbrochen werden, wird die Anzahl der einzelnen Konstruktionselemente reduziert. Weiterhin können die Gurte 1 in größeren Längen rationell hergestellt werden. Die Montage der Fachwerkkonstruktion ist weniger fehleranfällig und schneller durchzuführen.The
Die Diagonalen 2 bzw. Pfosten 2 besitzen einen rechteckförmigen Querschnitt. Der Querschnitt der Diagonalen 2 und Pfosten 2 wird vorteilhaft identisch ausgeführt, da sich dadurch die Herstellungskosten reduzieren lassen. In Längsrichtung kann in den Diagonalen 2 und Pfosten 2 mindestens ein Hüllrohr zur Durchführung von einem oder mehreren Zugelementen 6 vorgesehen werden.The diagonal 2 or
Die Aussteifungselemente 3 haben einen rechteckförmigen Querschnitt. Alternativ kann auch der Gurt 1.1 als aussteifendes Element eingesetzt werden. Zur Befestigung von Dornen 8 oder der Einhängekonstruktion 7 sind in den Aussteifungselementen 3 Aussparungen in Form von Bohrungen oder Hüllrohren vorhanden.The
Die Knotenelemente 4 können so ausgebildet werden, dass alle anzuschließenden Stäbe in einer Ebene liegen. Beispiele hierfür sind die Knotenelemente 4.1 und 4.2. Mit Hilfe eines weiteren Knotenelements 4.3 können auch allgemein im Raum orientierte Stäbe an den Knoten angeschlossen werden. Die Seitenflächen der Knotenelemente 4 können beliebig geneigt werden. Dadurch können die Gurte 1 bzw. Diagonalen 2 mit frei wählbaren Stabneigungswinkeln an die Knotenelemente 4 angeschlossen werden. Mit Hilfe der Knotenelemente 4 können Druckkräfte, Zugkräfte und Schubkräfte zwischen den angeschlossenen Fachwerkelementen übertragen werden. Die Übertragung von Druckkräften erfolgt direkt über Kontakt in der Stoßfuge. Zugkräfte werden hauptsächlich über den Abbau von Flächenpressungen in der Kontaktfuge übertragen, die mit Hilfe der Zugelemente 6 vorgespannt wird. Schubkräfte werden mit Hilfe der durch die vorgespannten Zugelemente 6 in der Kontaktfuge aktivierten Reibungskräfte übertragen. Die Tragfähigkeit der Kontaktfuge kann mit Profilierungen oder mechanischer Bearbeitung, z. B. durch Kugelstrahlen, erhöht werden. Alternativ bzw. zusätzlich zur Vorspannung der Kontaktfuge mit den Zugelementen 6 können Klebeverbindungen eingesetzt werden. Die Knotenelemente 4 besitzen mindestens eine Aussparung zur Durchführung von einem oder mehreren Zugelementen 6, oder mindestens eine Verankerungsmöglichkeit für ein oder mehrere Zugelemente 6. Die Aussparungen können durch Hüllrohre oder Bohrungen realisiert werden. Die Verankerung von Zugelementen 6 kann direkt auf einer Seitenfläche des Knotenelements 4 über Kontakt oder mit in das Knotenelement 4 einbetonierten Ankerkörpern, z. B. von Gewindehülsen, erfolgen.The
Die Kopplungselemente 5 dienen zum Anschluss von Trag- oder Aussteifungssystemen. Mit dem Kopplungselement 5.1 können Nebentragsysteme angeschlossen werden. Das Kopplungselement 5.2 ermöglicht den Anschluss von Aussteifungssystemen. Das Kopplungselement 5.3 ermöglicht die Herstellung von Trägerrostsystemen. Mit den Kopplungselementen 5 können Druck, Zug- und Schubkräfte zwischen den angeschlossenen Elementen übertragen werden. Die Übertragung von Druckkräften erfolgt direkt über Kontakt in der Stoßfuge. Zugkräfte werden hauptsächlich über den Abbau von Flächenpressungen in der Kontaktfuge übertragen, die mit Hilfe der Zugelemente 6 vorgespannt wird. Schubkräfte werden mit Hilfe der durch die vorgespannten Zugelemente 6 in der Kontaktfuge aktivierten Reibungskräfte übertragen. Die Tragfähigkeit der Kontaktfuge kann mit Profilierungen oder mechanischer Bearbeitung, z. B. durch Kugelstrahlen, erhöht werden. Alternativ bzw. zusätzlich zur Vorspannung der Kontaktfuge mit den Zugelementen 6 können Klebeverbindungen eingesetzt werden. Die Kopplungselemente 5 besitzen mindestens eine Aussparung zur Durchführung von einem oder mehreren Zugelementen 6 oder mindestens eine Verankerungsmöglichkeit für ein oder mehrere Zugelemente 6. Die Aussparungen können durch Hüllrohre oder Bohrungen realisiert werden. Die Verankerung von Zugelementen 6 kann direkt auf einer Seitenfläche des Kopplungselements 5 über Kontakt oder mit in das Kopplungselement 5 einbetonierten Ankerkörpern, z. B. Gewindehülsen, erfolgen. In den Kopplungselementen 5 können Aussparungen durch Bohrungen oder Hüllrohre erzeugt werden, durch die z. B. Dornen in den Kopplungselementen 5 verankert werden können.The coupling elements 5 are used for connection of support or stiffening systems. With the coupling element 5.1 secondary support systems can be connected. The coupling element 5.2 allows the connection of stiffening systems. The coupling element 5.3 allows the production of carrier grid systems. With the coupling elements 5 can pressure, tensile and shear forces between the connected elements be transmitted. The transmission of compressive forces takes place directly via contact in the butt joint. Tensile forces are mainly transmitted via the reduction of surface pressures in the contact joint, which is biased by means of the tension elements 6. Shearing forces are transmitted by means of the frictional forces activated by the prestressed tension elements 6 in the contact joint. The load capacity of the contact joint can be with profiling or mechanical processing, for. B. by shot peening. Alternatively, or in addition to the bias of the contact joint with the tension elements 6 adhesive bonds can be used. The coupling elements 5 have at least one recess for the passage of one or more tension elements 6 or at least one anchoring possibility for one or more tension elements 6. The recesses can be realized by cladding tubes or holes. The anchoring of tension elements 6 can directly on a side surface of the coupling element 5 via contact or with cast in the coupling element 5 anchor bodies, z. B. threaded sleeves done. In the coupling elements 5 recesses can be produced by holes or ducts, z. B. thorns can be anchored in the coupling elements 5.
Die Zugelemente 6.1 werden zur Vorspannung der Gurte 1 in Längsrichtung verwendet. Als Zugelemente 6.1 werden Litzen aus Spannstahl verwendet. Die Litzen können mit Hilfe von Pressen mit einer bestimmten Kraft vorgespannt werden. Die Verankerung der Litzen in den Gurten 1 kann beispielsweise durch Keile realisiert werden. Zur Verbindung der Gurte 1, Diagonalen 2 und Pfosten 2 mit den Knotenelementen 4 bzw. Kopplungselementen 5 wird das Zugelement 6.2 verwendet. Als Zugelement 6.2 werden Gewindestangen eingesetzt. Die Gewindestangen lassen sich durch spezielle Verfahren, z. B. dem Drehimpulsverfahren, mit einer definierbaren Kraft vorspannen. Die Gewindestangen können mit Hilfe von Unterlegscheiben und Muttern über Kontakt auf den Seitenflächen der Gurte 1 bzw. der Knotenelemente 4 oder Kopplungselemente 5 verankert werden. Die Gewindestangen können aber auch in Ankerkörpern, z. B. Gewindehülsen, befestigt werden, die in den Knotenelementen 4 bzw. Kopplungselemente 5 einbetoniert sind. Da die Zugelemente 6 planmäßig geradlinig geführt werden, treten keine bzw. nur sehr geringe Reibungskräfte auf. Dadurch können die Zugelemente sehr wirtschaftlich dimensioniert werden. Durch die Verwendung von Gewindestangen als Zugelement 6.2 können kurze Bauteile, hier die Diagonalen 2 und Pfosten 2, sehr effektiv vorgespannt werden, da die Vorspannkraft nicht durch Verluste bei der Verankerung der Spannglieder, z. B. durch Keilschlupf, reduziert wird.The tension elements 6.1 are used to bias the
Alternativ können als Zugelemente 6 auch andere geeignete Ausführung, z. B. Spannelemente aus Kohlefasern oder Spannstähle mit aufgerolltem Gewinde, verwendet werden.Alternatively, as tension elements 6, other suitable design, for. As clamping elements made of carbon fibers or prestressing steels with rolled thread used.
Die Einhängekonstruktion 7 besteht aus dem Teilelement 7.1, das auf dem Gurt 1.1 befestigt wird und dem Teilelement 7.2, das mit dem Aussteifungselement 3 verbunden wird. Die Einhängekonstruktion 7 besteht aus Stahl.The suspension construction 7 consists of the partial element 7.1, which is fastened on the belt 1.1 and the partial element 7.2, which is connected to the
Zur Montage des modularen Fachwerks werden zusätzlich noch diverse Kleinteile 8 aus Stahl, z. B. Schrauben, Muttern, Unterlegscheiben, Dornen, Hülsen und Dübeln, benötigt.To assemble the modular truss additionally various
In
Die
In
Die Ausführung eines Gurtstoßes ist in
Zur Erhöhung der Tragfähigkeit der Kontaktfuge kann diese profiliert, mechanisch bearbeitet und/oder mit geeigneten Klebstoffen verklebt werden.The execution of a belt impact is in
To increase the load capacity of the contact joint, it can be profiled, machined and / or glued with suitable adhesives.
Eine Möglichkeit zur Kopplung komplett vormontierter Fachwerksegmente ist in
Die
Ein Aussteifungssystem kann auch, wie in
Die
In
Die Kontaktflächen zwischen Pfosten 2 und Diagonalen 2 sowie dem Gurt 1.1 mit dem Knotenelement 4.1 kann mittels eine formgenauen Gusses des Knotenelementes 4.1 erfolgen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die Kontaktfläche zu schleifen. Hierdurch wird eine sehr genauausgearbeitete Kontaktfläche erhalten, welche sehr gute Verbindungseigenschaften und damit Festigkeiten des Fachwerkes erzielt.The contact surfaces between
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsvarianten beschränkt.The present invention is not limited to the illustrated embodiments.
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Claims (19)
- A modular framework construction made of concrete, having the following separate modular elements: flanges (1), posts (2), and/or diagonals (2) and joint elements (4), tension elements (6), and optionally coupling elements (5),- the flanges (1) and the posts (2) and/or the diagonals (2) being made of concrete,- cutouts being present in the flanges (1), posts (2), and/or diagonals (2) and the joint elements (4),- the tension elements (6) being fed through the cutouts,- the joint elements (4) being disposed between the flanges (1) and the posts (2) and/or diagonals (2), and- the flanges (1) being braced together by means of the tension elements (6), interpositioning the joint elements (4) and the posts (2) and/or diagonals (2),
characterized in that
the joint elements (4) are disposed above or below the flanges (1), and the flanges (1) thereby extend through the joint elements (4) without interruption, so that there is no monolithic joint connection. - The framework construction according to the preceding claim, characterized in that the flanges (1), posts (2), and/or diagonals (2) are connected to the joint elements (4) by a contact butt joint.
- The framework construction according to at least one of the preceding claims, characterized in that the contact seams between the flanges (1), posts (2), and/or diagonals (2) and the joint elements (4) and/or the coupling elements (5) are pretensioned and/or implemented using suitable adhesive connections for transmitting tensile and shear forces.
- The framework construction according to at least one of the preceding claims, characterized in that the tension elements (6) are anchored in the joint elements (4) and/or the flanges (1) and/or coupling elements (5) for pretensioning the contact seams between the flanges (1) and the joint elements (4) and/or coupling elements (5).
- The framework construction according to at least one of the preceding claims, characterized in that diagonals (2) and/or flanges (1) can be connected to the joint elements (4) at arbitrary member inclination angles by varying the angle of inclination of the side surfaces of the joint elements (4).
- The framework construction according to at least one of the preceding claims, characterized in that tension elements are attached in the joint elements (4) and/or the coupling elements (5) by means of fixtures present thereon and/or by means of anchor bodies integrated in the joint elements (4) and/or coupling elements (5).
- The framework construction according to at least one of the preceding claims, characterized in that coupling elements (5) are integrated in the framework construction.
- The framework construction according to claim 7, characterized in that auxiliary support systems and/or stiffening elements (3) of stiffening systems are connected to the coupling elements (5) by means of a contact butt joint, and/or individual partial flange pieces (1) are connected together.
- The framework construction according to at least one of the preceding claims, characterized in that girder grid systems are implemented by means of the coupling elements (5) via contact butt joints.
- The framework construction according to at least one of the preceding claims, characterized in that plug connections are disposed for connecting the coupling elements (5) to the flanges (1), posts (2), and/or diagonals (2), the stiffening elements (3), and/or the joint elements (4).
- The framework construction according to at least one of the preceding claims, characterized in that cutouts or cladding tubes are present in the coupling elements (5), so that tension elements (6) can be fed through the coupling element (5).
- The framework construction according to at least one of the preceding claims, characterized in that a suspension construction (7) is integrated in the framework construction, serving for connecting the elements (3) of stiffening systems and/or for connecting auxiliary support systems.
- The framework construction according to at least one of the preceding claims, characterized in that a clear separation is made between the flanges (1), posts (2) and/or diagonals (2), stiffening elements (3), joint elements (4), coupling elements (5), and tension elements (6), so that these items can be made of different types of materials, having different strengths and machining properties, according to the structural requirements.
- The framework construction according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flanges (1), posts (2), and/or diagonals (2) and/or the stiffening elements (3) are made of concrete, reinforced concrete, prestressed concrete, fiber-reinforced concrete, or a combination of the materials.
- The framework construction according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flanges (1), posts (2), and/or diagonals (2) and/or the stiffening elements (3) are made of tubes or hollow profiles filled with concrete.
- The framework construction according to at least one of the preceding claims, characterized in that the joint elements (4) and/or coupling elements (5) are made of concrete, steel, fiber composite materials, or a combination of the materials and/or are reinforced.
- The framework construction according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flanges (1), posts (2), diagonals (2), joint elements (4), and/or coupling elements (5) are made of high performance or ultra high performance concrete.
- The framework construction according to at least one of the preceding claims, characterized in that the contact butt joints are produced by precision-fit formwork and/or by grinding the contact surfaces.
- The framework construction according to at least one of the preceding claims, characterized in that the contact surfaces in the contact butt joints are produced as a precision fit for canting the framework construction.
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