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Dach-oder Deckenkonstruktion
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dach- oder Deckenkonstruktion, bei der dünnwandige, abgewin- kelte und/oder gewölbte Blechelementegegebenenfalls unter Bildung von nebeneinanderliegenden Leicht- trägern unmittelbar zu einem flächigen, sich über die ganze Länge und Breite des zu überspannenden Raumes erstreckenden Tragwerk verbunden sind. Bei den bisher bekannten Konstruktionen dieser Art sind die Einzelelemente durch Schrauben, Nieten, Klammern od. dgl. verbunden, wobei diese Verbindungs- mittel auf Abscherung bei der Kraftübertragung beansprucht werden, leicht ausreissen und die Verbindungsstelle durch Bohrungen od. dgl. geschwächt wird, zumal es sich ja um dünne Blechelemente handelt. Es ist daher auch schwierig, einen wirklich tragkräftigen Verband zu erreichen.
Es ist zwar auch schon bekannt, die Ränder eines Blechrohres mit ineinandergreifenden Längsrillen bzw. -wülsten zu versehen und an der Stossstelle dann lediglich abstandsweise Klemmschrauben oder Nieten anzuordnen, jedoch eignet sich eine solche Verbindung nicht zur Herstellung eines flächigen Tragwerkes aus neben-und hintereinanderliegenden Blechelementen. Schliesslich ist ein aus Blech kastenförmig gebogener Träger bekanntgeworden, bei dem die einander überlappenden Längsteile mit Bördelränder von zur Gewichtserleichterung dienenden Löchern ineinandergreifen. Die Kraftaufnahme dieser Bördelungen ist aber gering, und es ist eine derartige Bördelung auch nicht zur Übertragung von von aussen wirkenden Stabkräften geeignet.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Mängel und die Schaffung einer Dach- oder Deckenkonstruktion, bei der beliebig viele Bauteile an einem einzigen Punkt durch Aufdoppelung unmittelbar miteinander verbunden werden können, die notwendige Zahl von Schrauben od. dgl. auf ein Minimum vermindert ist und eine ausreichende Tragfähigkeit mit fast stufenloser Anpassung an den Kraft- bzw.
Momentenverlauf ermöglicht ist.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass die Einzelelemente an den Verbindungsstellen vorgefertigte, zu einer Bohrung konzentrisch angeordnete Aus- bzw. Einpressungen aufweisen, mit diesen in- einandergreifen und mittelseiner die Bohrungen durchsetzenden Klemmschraube zusammengepresst werden. Bei dieser Verbindung werden die auftretenden Kräfte von den Flanken der ineinandergreifenden Aus- bzw. Einpressungen von dem einen Element unmittelbar auf das andere übertragen, so dass die Klemmschrau- be nicht auf Abscherung beansprucht wird und nur die Aufgabe hat, die zu verbindenden Elemente aneinanderzudrücken.
Zug- und Druckkräfte werden in gleicher Weise übertragen, und es können sowohl hinter-als auch nebeneinanderliegende Blechelemente an der gleichen Stelle verbunden werden, so dass sich die Zahl der vorhandenen Verbindungsstellen wesentlich verringert. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Verbindung praktisch ohne Schwächung erfolgt, da die Aus- bzw. Einpressungen sogar eine Verstärkung der Einzelelemente an den Verbindungsstellen darstellen und zufolge der konzentrischen Anordnung ringförmige Spannungen auftreten. Durch diese konzentrische Anordnung ist es auch möglich, den Anschluss in beliebiger Richtung herzustellen. Dabei können die Aus- bzw. Einpressungen als ringförmig geschlossene Rillen bzw.
Wülste ausgebildet sein, es ist aber auch möglich, den Unebenheiten bloss Segmentform zu geben oder mehrere auf einem oder mehreren konzentrischen Kreisen angeordnete, napfoder hutförmige Einzelaus-bzw. einpressungen vorzusehen. Da die Erhebungen und Vertiefungen vorgefertigt sind, ergibt sich eine wesentliche Montageerleichterung.
In weiterer Ausbildung der Erfindung sind jeweils übereinanderliegende Blechelemente durch ebenfalls aus Blech bestehende oder rohrförmigeVertikal-und/oderDiagonalstreben verbunden und diese Stre-
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ben mit gleichen Aus- bzw. Einpressungen an den Verbindungsstellen der Blechelemente untereinander angeschlossen. Auf diese Weise wird ein Tragwerk mit Ober- und Untergurt erreicht, das aus lauter leichten Einzelelementen auf der Baustelle einfach ohne jede Schweiss-oder Nietarbeit zusammengesetzt werden kann, dennoch aber Hinreichende Festigkeit aufweist. Vorzugsweise besitzen dabei die Blechelemente einen U-förmigen Querschnitt und bilden mit abwärts gerichteten U-Schenkeln den Obergurt, mit aufwärts gerichteten U-Schenkeln den Untergurt, wobei die Bohrungen mit den Aus- bzw.
Einpressungen zweckmässig nur in den U-Schenkeln vorgesehen sind. Das nach unten offene Obergurtelement hat hier
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in demselben Verhältnis zueinander stehen. Für den auf Zug beanspruchten Untergurt gilt das gleiche, wobei überdies eine ebene Untersicht erreicht wird. Die Stege der U-förmigen Blechelemente bieten die gewünschte breite Auflagefläche. Die, beispielsweise durch Abkanten, einfach herstellbare U-Form ergibt nicht nur hinreichende Eigensteifigkeit der Blechelemente, sondern es wird dadurch auch der unmittelbare Anschluss der einzelnen Blechelemente aneinander und der Streben zwischen Ober- und Untergurt ohne jedes weitere Hilfsmittel ermöglicht.
Die U-Schenkel der Blechelemente können auch Trapezform haben, wobei jeweils an der kürzeren Trapezseite eine und an der längeren zwei Bohrungen mit Aus-bzw. Einpressungen vorgesehen sind. In diesem Fall erübrigen sich gesonderte Vertikal- und Diagonalstreben.
Eine besonders geringe Konstruktionshöhe wird erreicht, wenn jeweils seitlich an ein unten offenes Obergurtelement ein oben offenes Untergurtelement unter unmittelbarer Verbindung der U-Schenkel anschliesst. Selbstverständlich ist es dabei möglich, zur Versteifung Stege einzuführen. An Stelle von im Querschnitt U-formigen Blechelementen können auch winkelig oder gewölbt rinnenförmige Blechelemente abwechselnd mit der offenen Seite nach oben und unten unmittelbar miteinander verbunden werden. Besteht der Ober- und Untergurt des Tragwerkes aus im Querschnitt V-oderW-förmigenBauelementen, kön- nen die beiden Gurte durch räumliche Diagonalstreben verbunden werden.
Ferner ist es möglich, allseits abgewinkelte, gewölbt plattenförmige Blechelemente zur Bildung einer Kuppel oder eines Gewölbes vorzusehen, die an den abgewinkelten Borden die Bohrungen in den Aus- bzw. Einpressungen aufweisen. Derartige Blechelemente werden schachbrettartig zusammengesetzt und eignen sich zur Übertragung von Kräften in zwei oder mehreren Richtungen. Die Blechelemente kön- nen unabhängig von ihrer Form mit Versteifungssicken oder-rippen versehen werden.
Auch bei genauester Herstellungsweise ist es praktisch kaum möglich, die vorgefertigten Verbindungsstellen an den Einzelelementen so genau auszubilden und anzuordnen, dass beim Zusammensetzen volle Übereinstimmung besteht, zumal auch mit Schwankungen in der Materialstärke gerechnet werden muss. Erfindungsgemäss wird ein Ausgleich für Herstellungsungenauigkeiten dadurch erzielt, dass die zu verbindenden Elemente an den Verbindungsstellen nur mit den konischen Flächen der Aus- bzw. Einpressungen aneinanderliegen. Die Bohrungen für den Durchtritt der Klemmschrauben können dabei einen grö- sseren Durchmesser als der Schraubenbolzen selbst aufweisen, da die Schraube nicht der Kraftübertragung von Element zu Element dient.
Die Muttern der Klemmschrauben müssen nach dem Festziehen selbstverständlich gegen Verdrehung, also gegen ungewolltes Lösen, gesichert werden. Die bekannten Schraubensicherungen sind für diesen Zweck aber kaum geeignet, weil sie auf der Baustelle selbst vorzunehmende umständliche Manipulationen erfordern. Erfindungsgemäss ist dagegen die Mutter der Klemmschraube durch einen in einer achsparallelen, teilweise im Schraubenbolzen, teilweise in der Mutter ausgesparten Bohrung gelagerten Stift gegen Verdrehung gesichert. Diese Bohrung kann in der Mutter bzw. im Schraubenbolzen von vornherein eingearbeitet werden, so dass es dann auf der Baustelle nur notwendig ist, die Mutter in eine Stellung zu bringen, in der die beiden Aussparungen übereinstimmen, und dann den Stift einzuführen.
Dabei ergibt sich der weitere Vorteil. dass die allfällige Abscherung des Sicherungsstiftes über einen sehr grossen Querschnitt erfolgen müsste. Um die Mutter jeweils nach einer geringen Verdrehung sichern zu können. sind zwei oder mehrere achsparallele Bohrungen vorgesehen, und der Sicherungsstift ist zweckmässig U-förmig abgebogen, so dass er als Bügel zugleich in zwei Bohrungen eingesteckt werden kann. Das Herausfallen des Sicherungsstiftes aus der Bohrung wird dadurch verhindert, dass die achsparallele Bohrung im Bereich der Anliegefläche der Mutter nach aussen schrägflächig erweitert und das Ende des Sicherungsstiftes keilförmig verjüngt ist. Wird der Stift in die Bohrung eingeschlagen, biegt sich sein verjüngtes Ende nach aussen In die Bohrungserweiterung um.
Mit einer Zange kann er jedoch unter Zurückbiegen seines Endes wieder gelöst werden.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt, u. zw. zeigen Fig. 1 die Verbindungsstelle zweier Blechelemente im Schnitt, Fig. 2 und 3 eine Klemmschraubensicherung im Schnitt und in Draufsicht im grösseren Massstab, Fig. 4 einen Teil einer Deckenkonstruktion im Schaubild, Fig. 5 und 6 einen Teil dieses Tragwerkes im Längsschnitt und im kleineren Massstab in Draufsicht, Fig. 7 eine andere Ausbildung eines Blechelementes schaubildlich, Fig. 8 ein Tragwerk ohne Strebenversteifung im Schaubild, Fig. 9 die Zusammensetzung rinnenförmiger Blechelemente ebenfalls schaubildlich, Fig. 10 die Zusammensetzung rinnenförmige Blechelemente zu einem Tragwerk mit Ober-und Untergurt im Schema, Fig. 11 das Ende einer rohrförmigen Strebe schaubildlich und Fig. 12 ein aus allseits abgewinkelten.
gewölbt plattenförmigen Blechelementen bestehendes Tragwerk im Schaubild.
Zur Verbindung zweier je ein Bauelement bildender Bleche 1. 2 sind diese an der Verbindungsstelle mit zu einer Bohrung 3 konzentrischen, im Querschnitt etwa wellenförmigen Ein- bzw. Auspressungen 4, versehen, die ineinandergreifen, wobei aber nur die konischen Flächen 5 fest aneinanderliegen. Werden diese Aus- bzw. Einpressungen 4 der beiden Bleche 1, 2 aneinandergedrückt, so können in der Blechebene wirkende Zug-oder Druckkräfte durch die Flanken der Erhebungen bzw. Vertiefungen unmittelbar von Blech zu Blech übertragen werden. Zum Zusammenpressen der Bleche an den Verbindungsstellen ist jeweils eine die Bohrungen 3 durchsetzende Klemmschraube 6 mit Schraubenkopf 7 und Mutter 8 vorgesehen. Die Übertragung des Pressdruckes von der Klemmschraube auf die übereinanderliegenden Bleche l, 2 erfolgt durch gewölbte Scheiben 9, 10.
Es ist ohne weiteres möglich, mehrere übereinanderliegende Bleche oder sonstige Bauelemente auf die gleiche Weise zu verbinden. Sollte mit einer Klemmschraube nicht das Auslangen gefunden werden, können innerhalb der von den Erhebungen bzw. Vertiefungen gebildeten konzentrischen Ringe auch zwei oder mehrere derartige Schrauben vorgesehen werden. In die Hohlräume zwischen den Blechen 1 und 2 können Dichtungs- oder Rostschutzmittel od. dgl. eingebracht werden.
Zur Sicherung der Mutter 8 der Klemmschraube 6 sind achsparallele, teilweise im Bolzen, teilweise in der Mutter ausgesparte Bohrungen 11, 12 vorgesehen und in je zwei einander diametral gegenüberliegende Bohrungen der Schenkel eines U-förmig gebogenen Sicherungsstiftes 13 eingesteckt. Die Bohrungen 12 sind im Bereich der Anliegeflächen der Mutter 8 an der Scheibe 10 nach aussen schrägflächig erweitert und die Stiftenden keilförmig verjüngt, so dass sich letztere beim Einschlagen des Stiftes nach aussen abbiegen und der Stift so gegen Herausfallen gesichert ist. Bei starkem Zug auf den Stift biegen sich die deformierten Enden aber wieder einwärts. so dass der Sicherungsstift 13 mit einer Zange od. dgl. gelöst werden kann.
Gemäss Fig. 4 - 6 sind Blechelemente 14 vorgesehen, die einen U-förmigen Querschnitt besitzen, sowohl in Längs- als auch in Querrichtung miteinander verbunden sind und mit abwärts gerichteten U-Schenkeln den Obergurt, mit aufwärts gerichteten U-Schenkeln den Untergurt eines flächigen Tragwerkes bilden. Ober- und Untergurt sind durch Vertikalstreben 15 mit U-Profil und durch Diagonalstreben 16 aus einfachen Blechbändern verbunden, wobei diese Streben 15, 16 mit gleichen Aus- bzw. Einpressungen 4 an den in den U-Schenkeln der Blechelemente 14 vorgesehenen Verbindungsstellen angeschlossen sind. An den Verbindungsstellen greifen also die U-Schenkel der hinter- und nebeneinanderliegenden Blechelemente 14, die Vertikalstreben 15 und die Diagonalstreben 16 mit konformen konzentrischen Aus- bzw.
Einpressungen 4 ineinander, und es werden alle diese Teile in der Regel durch nur eine Klemmschraube 6,8 zusammengedrückt. Das Tragwerk besteht eigentlich aus unmittelbar nebeneinanderliegenden und miteinander unmittelbar verbundenen, für sich sehr leichten Einzelträgern. Die Bauelemente 14 sowie die Streben 15 und 16 können als leichte und handliche Einzelteile mit genügender Genauigkeit vorgefertigt und dann auf der Baustelle einfach zum Gesamttragwerk zusammengefügt werden, da es ja nur gilt, die Klemmschraube mit den Beilagscheiben einzuführen und festzuziehen. ZurVersteifung der Blechelemente 14 werden diese mit Sicken 17, 18 ausgestattet. Es ist auch möglich, den zwischen den U-Schenkeln vorhandenen Steg zur Erhöhung der Steifigkeit zu wölben.
Wie Fig. 7 zeigt, können die U-Schenkel der Bauelemente 19 auch Trapezform haben, wobei jeweils an der kürzeren Trapezseite eine und an der längeren zwei Bohrungen 3 mit Aus-bzw. Einpressungen 4 vorgesehen sind. Bei einem Zusammensetzen solcher Bauelemente in der in Fig. 4 gezeigten Art zu einem Tragwerk können eigene Vertikal- und Diagonalstreben entfallen.
Fig. 8 zeigt ein Tragwerk von besonders geringer Konstruktionshöhe, wobei jeweils seitlich an ein unten offenes Obergurtelement 20 ein oben offenes Untergurtelement 21 unter unmittelbarer Verbindung der U-Schenkel anschliesst. In ähnlicher Weise können winkelig-rinnenförmige Bauelemente 22 gemäss Fig. 9 miteinander verbunden werden.
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