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Die Erfindung betrifft einen Binder, insbesondere einen Dachbinder für eine Halle, mit einem aus Stahl- oder Spannbeton hergestellten Träger und mit an dem Träger endseitig ausgebildeten Auflagern, wobei der Träger einen oberen Querbalken und einen eine Mittelebene definierenden senkrechten Steg aufweist.
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In der Systembauweise von Hallen werden Binder, insbesondere Dachbinder als Träger für Abschnitte des Hallendachs eingesetzt. Dabei ist in der Regel die Oberseite der Dachbinder geneigt und somit die Dachneigung beispielsweise ungefähr 2 Grad. Die Dachbinder werden endseitig mit den Auflagern auf Stützen, die Längswandstützen oder Innenstützen in Form von Stahlbetonstützen sein können, oder auf Abfangbindern in einer vorgegebenen Bauhöhe aufgelagert und befestigt.
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Als Binder kommen des Weiteren auch Träger innerhalb eines Gebäudes oder Halle in Frage, die eine Zwischendecke tragen oder anstelle einer Zwischenwand einen freien Durchgang ermöglichen. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf Dachbinder beschränkt. Gleichwohl wird im Weiteren die Erfindung anhand eines Dachbinders beschrieben, wodurch der Schutzbereich nicht eingeengt werden soll.
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Derartige Binder werden einerseits aus Baustahl als Stahlfachwerkträger, aus Stahl- oder Spannbeton oder Holzwerkstoffen hergestellt und spannen als Einfeldträger über die Hallenbreite bzw. Hallenschiffbreite. Der Stahlbetonbinder kann dabei als Spannbetonbinder oder als schlaff bewehrter Betonbinder hergestellt sein. Stahlbetonbinder kommen dabei insbesondere dann zum Einsatz, wenn die Binder bzw. Dachbinder für eine Halle beispielsweise mit einer staubgeschützten Produktion, insbesondere Lebensmittelproduktion oder -verarbeitung eingesetzt werden. In diesen Fällen sind Stahlfachwerkträger weniger leicht sauber zu halten, was aus hygienischer Sicht oder aus rein optischer Sicht gefordert ist, so dass eine geschlossene Bauform eine Stahlbetondachbinders bevorzugt ist. Zudem werden Dachbinder aus Stahl- oder Spannbeton insbesondere auch dann eingesetzt, wenn das Tragwerk für einen Feuerwiderstand ausgelegt bzw. bemessen wird.
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Die Einfeldträger aus Stahlbeton werden in der Systembauweise werkseitig industriell hergestellt und müssen dann zur Baustelle transportiert und dort in der beschriebenen Weise montiert werden. Da die Hallenbreiten bzw. Hallenschiffbreiten oftmals im Bereich von bis zu 25 m oder größer sind, ergibt sich die Notwendigkeit von Sondertransporten, die die Gesamtkosten erhöhen.
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Daher liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem zugrunde, einen Dachbinder aus Stahlbeton anzugeben, der den Transportaufwand verringert, ohne dass dabei die Eigenschaften des Dachbinders wesentlich eingeschränkt werden.
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Das zuvor aufgeführte technische Problem wird erfindungsgemäß durch einen Binder, insbesondere Dachbinder der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Träger mindestens zwei Teilträger aufweist, dass zwei Teilträger an einem Außenende ein Auflager und an der einem anderen Träger zugewandten Stirnseite Verbindungsmittel zum Verbinden mit dem anderen Teilträger aufweisen, dass der obere Querbalken zu beiden Seiten der Mittelebene einen oberen Anschluss aufweist, dass zumindest abschnittsweise entlang der Stirnseiten der Stege Mittel für eine kraftschlüssige Verbindung ausgebildet sind und dass am unteren Ende der Stege ein unterer Anschluss zum Aufnehmen einer Zugbelastung ausgebildet ist.
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Sofern auch ein Querbalken am unteren Ende des Steges vorgesehen sein sollte, dann ist der untere Anschluss im Bereich des unteren Querbalkens ausgebildet.
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Sofern zwei Teilträger vorgesehen sind, weisen beide Teilträger eine im Wesentlichen halbe Länge des gesamten Binders auf und können somit wegen der geringeren Länge der Teilträger mit einfachen Transportmitteln ohne die Notwendigkeit eines Sondertransports zur Baustelle transportiert werden. Sind drei oder mehr Teilträger vorgesehen, so sind diese ebenfalls kurz genug, um mit einfachen Transportmitteln transportiert zu werden und größere Spannbreiten als bei nur zwei Teilträgern sind möglich.
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Die Schnittstelle zwischen zwei Teilträgern weist die genannten Verbindungsmittel auf, die werkseitig bereits vormontiert und insbesondere zumindest teilweise in den Beton der Teilträger des Binders eingegossen werden. Baustellenseitig werden dann die Verbindungsmittel fertig montiert und die bis dahin frei gebliebenen Hohlräume werden zumindest teilweise mit einem Füllmaterial, insbesondere mit fließfähigem Fugenverguss, beispielsweise Beton oder Mörtel ausgefüllt. Schließlich ergibt sich ein allen baulichen Anforderungen gerecht werdender Binder, insbesondere Dachbinder.
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Die T-Form des Dachbinders mit dem oben liegenden Querbalken dient hauptsächlich dazu, dass der Dachbinder unter seiner Beanspruchung nicht ausknickt oder kippt. Gleichzeitig bewirkt eine verbreiterte Querschnittsfläche einer besseren Verteilung von Druckkräften. Daher müssen vom oberen Anschluss keine sehr großen Kräfte aufgefangen werden. Der obere Anschluss ist daher bevorzugt als eine Schraubverbindung ausgebildet. Dazu werden im oberen Querbalken bei der Produktion Vertiefungen und Verbindungsmittel installiert, mit deren Hilfe die beiden Teilträger im Bereich des Querbalkens fixiert werden.
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Im Querschnitt weist der Binder somit beispielsweise eine T-Form auf. Denkbar ist auch eine Doppel-T-Form mit einem zusätzlichen unteren Querbalken.
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Bei Doppel-T-Formen des Dachbinders gelten für den unteren Querbalken die gleichen Eigenschaften, wie sie im Absatz zuvor für den oberen Querbalken beschrieben worden sind. Zusätzlich können im verbreiterten unteren Querbalken zusätzliche Zugglieder eingebaut werden. Dadurch kann auch der Schwerpunkt der Zugglieder in der Querschnittshöhe weiter nach unten wandern und der Binder, insbesondere Dachbinder kann somit wirtschaftlicher bemessen werden.
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Der Schnittstelle zwischen zwei Teilträgern wird durch das Eigengewicht der Teilträger und durch auf dem Binder aufliegenden Dachelementen oder Dachaufbauten mit einer nach unten gerichteten Kraft beansprucht. Diese Kraft wird durch die Mittel für eine kraftschlüssige Verbindung aufgefangen. Dachaufbauten können beispielsweise Kühlaggregate, Stromgeneratoren oder andere Haustechnikanlagen sein.
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Darüber hinaus kann der obere Querbalken (T-Form) und ggf. der untere Querbalken (Doppel-T-Form) jeweils eine Breite in der Größenordnung der Dicke des Stegs aufweisen. Der Querschnitt weist dann im Wesentlichen eine rechteckige Form auf, wobei der Querbalken bzw. die Querbalken dann den jeweiligen endseitigen Endabschnitt des Stegs darstellen.
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In bevorzugter Weise weisen die Mittel für eine kraftschlüssige Verbindung als Vertiefungen in den Stirnseiten der Stege auf, wobei die Vertiefungen ausgebildet sind, im zusammengesetzten Zustand der beiden Teilträger einen durchgängigen Zwischenraum auszubilden. Dieser Zwischenraum wird dann baustellenseitig mit fließfähigem Vergussmaterial, beispielsweise Beton oder Mörtel ausgefüllt, wodurch die beiden Stirnseiten der Teilträger kraftschlüssig verbunden werden. Die Teilträger werden bevorzugt auf Erdniveau miteinander verschraubt und das Verfüllen des Zwischenraums mit Beton kann auf der Baustelle auf Erdniveau oder in einer bereits auf den Stützen aufgelegten Position erfolgen.
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Weiter ist es bevorzugt, dass die Vertiefungen in Längsrichtung eine alternierende Profilierung, beispielsweise in Form einer Verzahnung, aufweisen. Dadurch kommt es zu einer gleichlaufenden oder alternierenden Verzahnung der Stirnseiten mit dem baustellenseitig eingefüllten Beton.
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Des Weiteren können die Vertiefungen in Längsrichtung eine vorgegebene Oberflächenrauigkeit aufweisen Die Rauigkeit ist ein durch die Norm DIN EN 1992-1, Abschnitt 6.2.5 definierter Begriff. Danach gilt eine Oberfläche als rau, wenn eine Oberfläche mit mindestens 3 mm Rauigkeit, erzeugt durch Rechen mit ungefähr 40 mm Zinkenabstand, Freilegen der Gesteinskörnungen oder andere Methoden, die ein äquivalentes Verhalten herbeiführen, erzeugen Oberflächen mit den Beiwerten c = 0,40 und μ = 0,7 gemäß Gleichung 6.25.
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Der untere Anschluss des Binders, insbesondere des Dachbinders dient dazu, die im Bauteil auftretenden Zugbeanspruchungen aufzunehmen. Diese Zugbeanspruchung kann zu einem möglichen Auseinanderklaffen der beiden Schnittstellen führen. Deshalb weist der untere Anschluss vorzugsweise Spannmittel auf.
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Insbesondere weist jeder Teilträger als Spannmittel jeweils mindestens eine aus Stahl bestehende Bewehrungsstange und jeweils mindestens einen Halter auf, ist die Bewehrungsstange an einem Ende im Betonmaterial des Teilträgers eingebettet und steht mit einem freien Ende in Richtung der Stirnseite vor, ist jeder Halter an mindestens einem freien Ende mindestens einer Bewehrungsstange befestigt, vorzugsweise verschweißt, und weisen die Teilträger jeweils zwei paarweise miteinander fluchtende Halter auf, die ausgebildet sind, miteinander verbunden zu werden. In besonders bevorzugter Weise weist jeder Teilträger acht Bewehrungsstangen auf und vier Halter sind an jeweils zwei Bewehrungsstangen befestigt.
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Weiterhin sind die paarweise miteinander fluchtende Halter mittels einer Gewindestange und Schraubmitteln, beispielsweise zwei Schraubmuttern oder einer Schraubmutter und ein Flansch, verbindbar. Dadurch entsteht insgesamt während der Endmontage bereits vor dem Vergießen mit Beton eine stabile Verbindung.
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Die zuvor beschriebene Konstruktion der Teilträger mit den verschiedenen Verbindungsmitteln führt bevorzugter Weise zu einem symmetrischen Aufbau der beiden Teilträger eines Dachbinders. Das hat den Vorteil, dass die gleiche Schalungsform und die gleiche Anordnung der zumindest teilweise zu vergießenden Verbindungsmittel für die Herstellung der Stahlbeton-Teilträger verwendet werden kann. Dadurch werden Herstellungskosten und auch der Aufwand der Lagerhaltung verringert.
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Darüber hinaus kann auch in nichtsymmetrischer Aufbau gewählt werden, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Mittel für eine kraftschlüssige Verbindung und der untere Anschluss zum Aufnehmen einer Zugbelastung als ein mit einem der Teilträger verbundenes Stahlschwert und als eine im anderen Teilträger ausgebildete Aufnahmeöffnung ausgebildet sind, dass das Stahlschwert an einem Ende im Betonmaterial des Teilträgers eingebettet ist und mit einem freien Ende über die Stirnseite des Teilträgers hinaus vorsteht, dass das Stahlschwert am freien Ende eine Bohrung aufweist, dass die Aufnahmeöffnung schlitzförmig im Material des anderen Teilträgers ausgebildet ist und dass die die Aufnahmeöffnung einhüllenden Wangen zueinander fluchtende und mit der Bohrung im Stahlschwert korrespondierende Öffnungen aufweisen.
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Weiterhin ist ein Bolzen vorgesehen, der im zusammengefügten Zustand in den Öffnungen und der Bohrung angeordnet und fixiert ist. Dadurch wird die gesamte Verbindung stabilisiert und fixiert.
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Somit können mit einem Verbindungsmittel bestehend aus Stahlschwert, Aufnahmeöffnung und Bolzen sowohl die Mittel für die kraftschlüssige Verbindung als auch der untere Anschluss realisiert werden. Der werkseitige Herstellung kann trotz Asymmetrie der beiden Teilträger wegen einer geringeren Anzahl von vorzuinstallierenden Teile erleichtert und die baustellenseitige Montage vereinfacht werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen
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1 einen erfindungsgemäßen Dachbinder montiert auf zwei Außenstützen,
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2 den in 1 gezeigten Dachbinder in einer perspektivischen Ansicht,
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3 den Dachbinder in einer Seitenansicht im Ausschnitt im Bereich der Stirnseiten,
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4 einen Teilträger des Dachbinders in einer perspektivischen Ansicht der Stirnseiten,
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5 zwei zusammengesetzte Teilträger in einer perspektivischen Ansicht im Bereich der Stirnseiten von oben,
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6 einen für den oberen Anschluss verwendeten Koffer mit Verankerungsmitteln in drei Ansichten,
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7 bis 9 die Verbindungsmittel des unteren Anschlusses in verschiedenen Ansichten und
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10 die Verbindungsmittel des unteren Anschlusses von beiden Teilträgern im verbundenen Zustand.
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In der nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele werden gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen, auch wenn die Bauteile bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen in ihrer Dimension oder Form Unterschiede aufweisen können.
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Die 1 bis 10 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dachbinders 2 für eine Halle mit einem aus Stahlbeton hergestellten Träger 4. Der Träger 4 weist endseitig Auflager 6 auf, die auf senkrechten Stützen 8, vorliegend aus Stahlbeton hergestellt, aufliegen. Mehrere solcher Einheiten aus Trägern 4 und Stützen 8 bilden dann zusammen einen Teil der Hallenkonstruktion.
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Der Träger 4 weist, wie aus 2 besser zu erkennen ist, im Querschnitt eine T-Form mit einem oberen Querbalken 12 und mit einem eine Mittelebene definierenden senkrechten Steg 14 auf. Durch die T-Form wird vor allem eine stabile und sich nicht verwindende Form des Trägers 4 erreicht.
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Erfindungsgemäß weist der Träger 4 zwei Teilträger 4a und 4b auf, die jeweils an einem Außenende ein Auflager 6 und an der dem jeweils anderen Träger zugewandten Stirnseite 16a und 16b Verbindungsmittel zum Verbinden mit dem jeweils anderen Teilträger 4a und 4b aufweisen. Dazu weist der obere Querbalken 12a bzw. 12b zu beiden Seiten der Mittelebene einen oberen Anschluss 18 auf, sind zumindest abschnittsweise entlang der Stirnseiten 16a und 16b der Stege 14a und 14b Mittel 20 für eine kraftschlüssige Verbindung ausgebildet sind und ist am unteren Ende des Stegs 14a bzw. 14b ein unterer Anschluss 22 zum Aufnehmen einer Zugbelastung ausgebildet.
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Der obere Anschluss 18 dient dazu, die beiden Teilträger 4a und 4b in dem für die Stabilität hinsichtlich des Verwindens des Trägers wichtigen Abschnitt beidseitig der Mittelebene in beiden Querbalken 12a und 12b zu fixieren und somit den gesamten Träger zu stabilisieren.
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Die Mittel 20 für eine kraftschlüssige Verbindung der Stirnseiten 16a und 16b dienen vor allem dazu, dass die beiden Teilträger 4a und 4b entlang der Stirnseiten 16a und 16b so zu verbinden, dass die Schnittstelle zwischen den beiden Teilträgern 4a und 4b gegen die durch das Eigengewicht der beiden Teilträger 4a und 4b erzeugte Gewichtskraft gesichert ist.
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Der untere Anschluss 22 dient vor allem dazu, die Zugbelastung auszugleichen, die durch die genannte Gewichtskraft der beiden Teilträger 4a und 4b auf die Schnittstelle ausgewirkt wird. Insoweit wirken die Mittel 20 und der untere Anschluss 22 zusammen.
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Der obere Anschluss 18 ist als eine Schraubverbindung ausgebildet, die nachfolgend anhand der 4 bis 6 näher erläutert wird.
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In beiden Teilträgern 4a und 4b sind in den Querbalken 12a und 12b Koffer 24 eingebaut, die einen Freiraum innerhalb der Querbalken 12a und 12b nahe der Stirnseiten 16a und 16b freigeben. Durch die Stirnseiten 12a und 12b hindurch sind Bohrungen 26 vorgesehen, durch die im zusammengesetzten Zustand der beiden Teilträger 4a und 4b Schraubmittel in Form einer auf beiden Seiten mit Muttern 28 gesicherten Gewindestange 30 eingebracht werden, wobei eine der beiden Muttern 28 auch als ein mit der Gewindestange verbundener Flansch ausgebildet sein kann. Die Schraubmittel 28 und 30 erzeugen die stabilisierende Kraft des oberen Anschlusses 18.
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Insbesondere 6 zeigt den Aufbau jedes der Koffer 24. Zur geeigneten Verankerung im Betonmaterial der Träger 4a und 4b bzw. der Querbalken 12a und 12b sind einerseits nach unten ragende Anker 32 und sich horizontal erstreckende Bewehrungsstäbe 34 mit den entsprechenden Seitenwände der Koffer 24 verbunden. Während der werkseitigen Herstellung der Teilträger 4a und 4b werden somit die Koffer 24 bereits vorinstalliert und müssen nur noch mit den Schraubmitteln 28 und 30 verbunden werden. Nach der Installation werden die nach oben offenen Koffer 24 mit Beton verfüllt.
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Die Mittel 20 für eine kraftschlüssige Verbindung sind gemäß der 3 und 4 als Vertiefungen 36 in den Stirnseiten 16a und 16b der Stege 14a und 14b ausgebildet und die Vertiefungen 36 sind ausgebildet, im zusammengesetzten Zustand der beiden Teilträger 4a und 4b einen durchgängigen Zwischenraum 38 auszubilden. Die Vertiefungen 36 treten also gegenüber der jeweiligen Stirnseite 16a und 16b zurück, so dass sich bei Anlage der beiden Teilträger 4a und 4b an deren Stirnseiten 16a und 16b sich der Zwischenraum 38 ausbilden kann. Des Weiteren weisen die Vertiefungen 36 in Längsrichtung alternierende Stufen 40 auf, so dass sich der Zwischenraum 38 abwechselnd erweitert und verengt.
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In 5 ist der Zwischenraum 38 zu erkennen, der durch die Vertiefungen 36 erzeugt wird. Somit kann durch die sich ergebende Öffnung an der Oberseite der Querbalken 12a und 12b nach der Montage der Teilträger 4a und 4b Beton oder Mörtel eingefüllt werden.
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Wie im Detail in den 3, 4 und 7 bis 10 ergibt, ist der untere Anschluss 22 als Spannmittel ausgebildet. Dazu weist jeder Teilträger 4a und 4b im unteren Bereich der Stirnseiten 16a und 16b eine Ausnehmung 42 auf und als Spannmittel sind jeweils mehrere aus Stahl bestehende Bewehrungsstangen 44 und Halter 46 vorgesehen. Die Bewehrungsstangen 44 sind an einem Ende im Betonmaterial des Teilträgers 4a und 4b eingebettet und stehen innerhalb der Ausnehmungen 42 mit einem freien Ende in Richtung der Stirnseiten 16a und 16b vor. Jeder Halter 46 ist mit den freien Enden von zwei Bewehrungsstangen 44 verschweißt. Die Teilträger 4a und 4b weisen somit jeweils zwei paarweise miteinander fluchtende Halter 46 auf, die miteinander durch Schraubmittel bestehend aus jeweils einer Gewindestange 48 und Muttern 50 verbunden werden, wobei sich die Gewindestangen 48 durch Bohrungen 52 innerhalb der Halter 46 erstrecken.
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Der in den 1 bis 10 dargestellte Träger 4 besteht aus Teilträgern 4a und 4b, die symmetrisch zueinander ausgebildet sind. Diese Symmetrie bedeutet erhebliche Vorteile in der Herstellung der beiden Teilträger 4a und 4b zusammen mit allen werkseitig vormontierten Verbindungsmittel. Denn es muss für eine vorgegebene Spannbreite des Beton-Dachbinders nur ein Bauteiltyp, also nur ein Typ von Teilträger 4a, 4b und folglich auch nur eine Schalung bereitgestellt werden.
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Daneben können die Teilträger auch zueinander asymmetrisch ausgebildet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Norm DIN EN 1992-1, Abschnitt 6.2.5 [0018]
