CH619017A5

CH619017A5 - Roof purlin

Info

Publication number: CH619017A5
Application number: CH703477A
Authority: CH
Inventors: Ulrich Torka
Original assignee: Grebau Greschbach Ind
Priority date: 1976-07-12
Filing date: 1977-06-08
Publication date: 1980-08-29
Also published as: AT352962B; FR2358524B1; DE2631213A1; JPS5334328A; IT1116357B; ATA487377A; FR2358524A1; GB1590233A

Description

Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Konzeption eines optimalen Profiles für eine Dachpfette, nämlich eines solchen Pfettenquerschnittes, welcher den an jeder Querschnittstelle auftretenden unterschiedlichen Druck- und Zugkräften weitgehend gerade den zu deren Aufnahme erforderlichen Materialquerschnitt entgegensetzt.

Diese Aufgabe wird an einer ein I-Profil aufweisenden Dachpfette der eingangs erwähnten Art durch ein längs der einen Hälfte des Obergurtes sowie der dieser diagonal gegenüberliegenden Hälfte des Untergurtes angeordnetes Verstärkungsband oder durch ein nur längs des Obergurtes vorgesehenes Verstärkungsband gelöst. Es hat sich gezeigt, dass die Tragfähigkeit von auf diese Weise optimierter Profile um ein Drittel grösser ist als bei den entsprechenden symmetrischen Querschnitten der genormten Walzprofile mit gleicher Querschnittfläche. Die hierdurch erzielbare Gewichtsersparnis des gesamten Daches ermöglicht erhebliche Kosteneinsparungen des ganzen Bauwerkes.

Bei einer bestimmten Spannimgsverteilung im Pfettenquerschnitt kann es von Vorteil sein, dass das Verstärkungsband nur einen Teil der Breite des Obergurtes und/oder des Untergurtes einnimmt. Die Breite des Verstärkungsbandes kann dadurch entsprechend der Verteilung der auf die Gurtquerschnitte einwirkenden Kräfte gewählt werden, wodurch sich eine weitere Optimierung und demzufolge eine zusätzliche Gewichtsersparnis erreichen lässt.

In an sich bekannter Weise ist das Verstärkungsband durch Umbiegen eines Teiles des Obergurtes bzw. des Untergurtes um einen Winkel von 180 Grad gebildet.

Eine weitere Gewichtsersparnis kann - in Anpassung des Pfettenquerschnittes an die vorgegebene Kräfteverteilung -dadurch erzielt werden, dass die Breiten von Obergurt und Untergurt differieren, indem die Breite des Obergurtes gleich oder grösser als das Eineinhalbfache der Breite des Untergurtes beträgt.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn eine Aussenkante des Obergurtes und/oder des Untergurtes zurückgebogen ist. Dadurch werden Unregelmässigkeiten der Kanten von Ober-und Untergurt vermieden, die beim Walzen des Stahlblechbandes unvermeidlich sind und die Festigkeit beeinträchtigen. Darüber hinaus kann diese Massnahme zusätzlich zur Optimierung des Querschnittes herangezogen werden.

Es ist sehr zweckmässig, wenn die vorgeschlagene Dachpfette aus einem verzinkten Stahlblechband hergestellt ist. Dadurch werden Korrosionsprobleme, welche bei nachträglichem Aufbringen eines Oberflächenschutzes wegen der zwischen Ober- bzw. Untergurt und Verstärkungsband vorhandenen Spalte auftreten würden, vermieden.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden einige Ausführungsbeispiele der vorgeschlagenen Dachpfette näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Dachpfette mit I-förmigem Profil in Verbindung

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mit einem geneigten Dach, schematisch dargestellt, in einem Schnitt;

Figur 2 einen Querschnitt durch eine Dachpfette mit I-förmigem Profil und deren Spannungsverteilung unter der Einwirkung einer in der Ebene ihres Steges angreifenden Kraftkomponente q2;

Figur 3 einen Querschnitt gemäss Figur 2 unter der Einwirkung einer senkrecht zur Stegebene angreifenden Kraftkomponente qi;

Figur 4 einen Querschnitt gemäss Figur 2 unter der Einwirkung einer in Längsrichtung der Dachpfette wirkenden Druckkraft Pd;

Figur 5 einen Querschnitt gemäss Figur 2 mit einer aus der Einwirkung aller drei an der Dachpfette angreifenden Kräfte resultierenden Spannungsverteilung ;

Figur 6 eine vorschlagsgemässe Dachpfette von I-förmigem Profil mit je einem durch Umbiegen gebildeten Verstärkungsband am Ober- und Untergurt;

Figur 7 eine andere vorschlagsgemässe Dachpfette von Z-förmigen Profil mit einem durch zweimaliges Umbiegen gebildeten Verstärkungsband im Obergurt.

Figur 8 eine weitere vorschlagsgemässe Dachpfette von U-förmigem Profil mit einem durch Umbiegen gebildeten Verstärkungsband am Obergurt.

Eine Dachpfette 1 von I-, Z- bzw. U-förmigem Querschnitt besteht (vgl. Figur 1) aus einem Obergurt 2, einem zu diesem parallelen Untergurt 3 sowie einem Obergurt 2 und Untergurt 3 verbindenden Steg 4.

Bei einer gegen die Horizontale 5 unter einem spitzen Winkel 6 (von gewöhnlich 3—20 Grad) geneigten Dachhaut 7 ist— siehe Figur 1 - die Dachpfette 1 im wesentlichen durch eine vertikale Last q beansprucht, welche vom Gewicht der Dachhaut, der Schneelast sowie dem Eigengewicht der Dachpfette 1 herrührt. Eine zusätzliche Beanspruchung erfährt die Dachpfette 1 durch den auf den Giebel einwirkenden Winddruck, welcher durch die Druckkraft Pd dargestellt ist.

Nach der Zerlegung der Last q in ihre beiden Kraftkomponenten qi und q2 wird man in bekannter Weise drei Spannungsverteilungen (vgl. Figur 2, 3 und 4) für die im Profil auftretenden Druckspannungen od und Zugspannungen oz feststellen können, die sich zu einer resultierenden Spannungsverteilung überlagern, wie sie in Figur 5 dargestellt ist. Das I-

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Profil der Dachpfette 1 ist demnach ungleichmässig und unsymmetrisch belastet: Die Belastung des Obergurtes 2 ist grösser als die des Untergurtes 3, darüber hinaus ist die rechte Aussenkante des Obergurtes 2 höher in Anspruch genommen als die linke Aussenkante, und beim Untergurt 3 liegen die Verhältnisse ebenso, nur seitenverkehrt.

In Figur 6 ist nun eine erfindungsgemässe Dachpfette 1 aus kaltgewalztem, beispielsweise 2-4 Millimeter dickem Stahlblech wiedergegeben. Bei dieser Dachpfette 1 ist sowohl am Obergurt 2 wie am Untergurt 3 ein Verstärkungsband 9 vorgesehen, welches jeweils durch Umbiegen des Obergurtes 2 bzw. des Untergurtes 3 gebildet ist. Die Anordnung ist so getroffen, dass die rechte Hälfte des Obergurtes 2 und die diagonal gegenüberliegende linke Hälfte des Untergurtes 3 jeweils ein Verstärkungsband 9 tragen. Die Breite B des Obergurtes 2 überschreitet die Breite B des Untergurtes 3 annähernd um das Doppelte. Die durch diese Ausbildungen erzielte teilweise Vergrösserung der Querschnitte von Obergurt 2 und Untergurt 3 trägt weitgehend der in Figur 5 dargestellten Spannungsverteilung Rechnung: Die rechte Hälfte des Obergurtes 2 besitzt den grössten tragenden Querschnitt, welcher der höchsten Druckspannung od an der rechten Aussenkante 8 des Obergurtes 2 im Bild der resultierenden Spannungsverteilung gemäss Figur 5 gegenübersteht.

Die beiden Aussenkanten 10 der linken Hälfte des Obergurtes 2 und der rechten Hälfte des Untergurtes 3 sind ein Stück nach innen in Richtung zum Steg 4 hin um einen Winkel von 180 Grad umgebogen.

Die andere, erfindungsgemässe Dachpfette (Figur 7) weist einen Z-förmigen Querschnitt auf. Hier trägt der Obergurt 2 in seiner ganzen Breite ein Verstärkungsband 9, das durch zweimaliges Umbiegen um jeweils 180 Grad gebildet ist. Der Untergurt 3 ist nicht verstärkt, jedoch ist dessen Aussenkante 10 um einen Winkel von 180 Grad nach innen umgebogen. Der Obergurt 2 und der Untergurt 3 besitzen gleiche Breite, jedoch besitzt der Obergurt 2 aufgrund des Verstärkungsbandes 9 den dreifachen Querschnitt des Untergurtes 3.

In Figur 8 ist eine weitere, erfindungsgemässe Dachpfette wiedergegeben, welche ein U-förmiges Profil aufweist. Der Obergurt 2 ist hier mehr als doppelt so breit wie der Untergurt 3. Etwa zwei Drittel der Breite des Obergurtes 2 sind durch ein Verstärkungsband 9 verstärkt, das wiederum durch Umbiegen des Obergurtes 2 gebildet ist.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

619 017 PATENTANSPRÜCHE

1. Dachpfette aus kaltgewalztem Stahlblechband für schwach geneigte Dächer von Industriebauten, bestehend aus einem Obergurt, welcher durch einen Steg mit einem Untergurt verbunden ist, gekennzeichnet durch ein längs der einen Hälfte des Obergurtes (2) sowie der dieser diagonal gegenüberliegenden Hälfte des Untergurtes (3) angeordnetes Verstärkungsband (9) oder durch ein nur längs des Obergurtes (2) vorgesehenes Verstärkungsband (9).

2. Dachpfette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsband (9) nur einen Teil des Obergurtes (2) und/oder Untergurtes (3) einnimmt.

3. Dachpfette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsband (9) durch Umbiegen des Obergurtes (2) bzw. des Untergurtes (3) um 180 Grad gebildet ist.

4. Dachpfette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (B) des Obergurtes (2) gleich oder grösser als das Eineinhalbfache der Breite (B) des Untergurtes (3)

beträgt.

5. Dachpfette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aussenkante (10) des Obergurtes (2) und/oder des Untergurtes (3) zurückgebogen ist.

6. Dachpfette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem verzinkten Stahlblechband besteht.

Es handelt sich im Folgenden um eine Dachpfette aus kaltgewalztem Stahlblechband für schwach geneigte Dächer von Industriebauten, bestehend aus einem Obergurt, welcher durch einen Steg mit einem Untergurt verbunden ist.

Die vorgeschlagene Dachpfette findet insbesondere Anwendung bei grossflächigen Dächern von Hallen jeglicher Art mit einer Dachneigung bis zu etwa 20 Grad, wo es aus Kostengründen auf optimale Dimensionierung des verwendeten Baumaterials ankommt.

Dachpfetten sind lange, parallel zum First von flach geneigten Dächern verlaufende Tragelemente für die Dachhaut. Gewöhnlich dienen als Dachpfetten die genormten Stahl-Walzprofile mit I-, Z- oder U-Querschnitt, die einen Obergurt, einen Untergurt und einen diese verbindenden Steg aufweisen. Jene Walzprofile sind optimal für solche Belastungen dimensioniert, welche in der Ebene ihres senkrecht auf Ober- und Untergurt stehenden Steges (bzw. in einer zum Steg parallelen Ebene) einwirken. Bei geneigten Dächern werden aber die Dachpfetten so angeordnet, dass deren Steg senkrecht zur Dachhaut steht, was zur Folge hat, dass die aufzunehmende Last unter einem der Dachneigung entsprechenden Winkel zur Ebene des Steges einfällt. Aus diesem Grunde - und weil noch hinzukommt, dass Dachpfetten in vielen Fällen in ihrer Längsrichtung zusätzlich noch auf Druck beansprucht sind - ergibt sich im Pfettenquerschnitt eine völlig unsymmetrische Spannungsverteilung, die zudem noch im Obergurt beträchtlich höhere Werte annimmt als im Untergurt. Dabei ist noch zu berücksichtigen, dass nach den einschlägigen Vorschriften für Stahlhochbauten die als zulässig erachteten Druckspannungen im Obergurt der Pfetten ohnehin kleiner sind als die im Untergurt zulässigen Zugspannungen. Das alles bedeutet, dass üblicherweise Walzprofile als Pfetten eingesetzt werden, die für diese Belastung sehr unzweckmässig dimensioniert sind, was sich kosten- und gewichtsmässig recht unvorteilhaft auswirkt.

Mit der deutschen Patentschrift 1 759 866 ist nun eine aus kaltgewalztem, dünnen Stahlblech hergestellte Pfette für eine geneigt verlaufende Dachhaut bekannt geworden, die einen I-,

Z- oder U-Querschnitt aufweist, und bei welcher die beiden zueinander parallel liegenden Flansche des Profiles mit dem Steg einen von 90 Grad abweichenden Winkel einschliessen. Alternativ hat diese Patentschrift vorgeschlagen, die beiden senkrecht zum Steg stehenden Flansche um ein gleichgrosses Stück gegen den Steg zu versetzen. Durch diese Massnahme soll erreicht werden, dass die Hauptachse für das kleinere Trägheitsmoment des Pfettenquerschnittes in die Richtung der Dachhautlast fällt, so dass der Querschnitt im wesentlichen nur einer Biegung in Richtung dieser Hauptachse unterworfen ist. Damit wird zwar gegenüber den genormten Walzprofilen eine Verbesserung erreicht, von dem erstrebenswerten Optimum ist dieser Vorschlag jedoch noch ziemlich weit entfernt.

Hier greift die vorliegende Neuerung ein.