DE1932406C3 - Cantilever structure for large spans, especially for a roof - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein frei tragendes Tragwerk für große Spannweiten, insbesondere für ein Dach, mit zwei in schrägen Ebenen angeordneten und im Scheitelbereich zusammenlaufenden Bogenrippen, zwei die Bogenrippen miteinander in etwa halber Höhe zwischen Scheitel und Bogenrippenende verbindenden Querriegeln, ferner mit einer an den Bogenrippenenden befestigten waagrechten Abdeckung und mit zwei Gruppen von parallelen, in den Ebenen der Booenrippen liegenden und an den Bogenrippen befestigten Streben zur Aufhängung der Abdeckung.The invention relates to a cantilever structure for large spans, in particular for a roof, with two arched ribs arranged in inclined planes and converging in the apex area, two connecting the arched ribs to one another at approximately half the height between the apex and the arched rib end Crossbars, furthermore with a horizontal cover attached to the ends of the arched ribs and with two groups of parallel, lying in the planes of the booen ribs and on the arched ribs attached struts for hanging the cover.

Für^Brücken ist eine Konstruktion bekannt, die •_1Us -/.wei im Scheitelbereich zusammenlaufenden Bo- »cnriniwn besteht, die sich auf den beidseitig«! Brückenfundamenten abstützen und an deren Han-. «ern die Fahrbahn aufgehängt ist, die aus zwei iiauptträgem bestellt, zwischen denen ein Gitterwerk von weiteren Trägern vorgesehen ist. Auf di^em Gitterwerk ist eine Betonplatte zur Herstellung der eigentlichen Fahrbahn aufgegossen. Bei dieser bekannten Brücke handelt es sich um eine vollständig geschweißte Stahlbrücke.^ For Bridges, a construction is known, the _1U • s -. / White is in the apex region converging soil "cnriniwn, focusing on the both sides!" Support bridge foundations and on their hand. The roadway is suspended from two main girders, between which a latticework of further girders is provided. A concrete slab for the production of the actual roadway is poured onto the latticework. This well-known bridge is a completely welded steel bridge.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Tragwerk großer Spannweite, insbesondere für ein Dach, zu schaffen, das aus mehreren vorgefertigten Elementen besteht und einfach zusammengesetzt werden kann. Diese Aufgabe ist bei einem im wesentlichen in Siahbeton ausgefühilcn Tragwerk der eingangs geschilderten Art erfindungsgeinliß dadurch gelöst, daß die Abdeckung aus einem mittleren, von den Enden der Bogenrippen rechteckig begrenzten Gewölbebogen und je einem sich seitlich an diesen anschließenden Halbbogen besteht deicn Wölbungen quer ?ur Längserstreckung der Bogenrippen verlaufen, Jaß die Bogenrippenenden verbindende Zugglieder jeweils längs des auch die unterer. Enden der Streben aufnehmenden Anschlußbereichs der Halbbögen an den Rändern des mittleren Gewölbebogens verlaufend angeordnet sind und daß oberhalb des Gewölbebogens verlaufende, in die einander gegenüberliegenden Ränder der Halbbögen einbindende Spannglieder und quer zu den Zuggliedern die Bogenrippenenden verbindende bndriegel vorgesehen sind.The object of the invention is to provide a structure with a large span, in particular for a roof, to create that of several prefabricated elements and can be easily put together. This task is at one essentially made of Siah concrete Structural structure of the type described at the beginning of the invention solved in that the cover from a middle, rectangular from the ends of the arched ribs limited vaulted arches and each one laterally adjoining this semi-arch Deicn bulges transverse to the longitudinal extent of the arch ribs run, Jaß the tension members connecting the ends of the arched ribs along the lower one. Ends of the struts receiving connection area of the half-arches at the edges of the middle Arched arches are arranged to run and that above the arched arch extending into each other opposing edges of the semi-arches integrating tendons and transverse to the tension members the ends of the arched ribs are provided with tie bars.

Diese Anordnung erweist sich insbesondere für die Unterbringung des erforderlichen Zug- und Spannglieder als vorteilhaft. So wird der Schub der Bogenrippen von den die Bogenrippenenden in Längsrichtung verbindenden Zuggliedern aufgenommen, die in Beton eingebunden sind, und zwar längs einer Rippe, an der der mittlere Gewölbebogen und einer der Halbbögen zusammenlaufen. Darüber hinaus ist die Abdeckung durch die quer verlaufenden Spannglieder abgestützt. Die Dachabdeckung läßt sich verhältnismäßig einfach, vorzugsweise auf der Baustelle selbst, herstellen. Dadurch können große Spannweiten überbrückt werden.This arrangement is particularly useful for accommodating the necessary tension members as beneficial. Thus, the arch ribs thrust from the arch rib ends in the longitudinal direction connecting tension members included, which are embedded in concrete, along a rib, where the central arch and one of the semi-arches converge. In addition, the Cover supported by the transverse tendons. The roof cover can be relatively easy to manufacture, preferably on the construction site itself. This means that large spans can be bridged will.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die beiden Bogenrippen aus vorgefertigten, jeweils von einem Endriegel bis zu einem Querriegel bzw. von einem Querriegel bis zum Beginn des Scheitelbereichs sich erstreckenden gleichen Bogenelementen sowie einem gemeinsamen Scheitelelement gebildet und weisen die Bogenelemente und das Scheitelelement einen U-förmigen Querschnitt auf, wobei die Hohlräume der Elemente und die Verbindungsbereiche zwischen den Elementen mit bewehrtem Ortbeton ausgefüllt sind. Somit lassen sich auch die Bogenrippen in vorteilhafter Weise auf der Baustelle aus vorgefertigten Elementen herstellen. According to a further feature of the invention, the two arched ribs are formed from prefabricated arch elements, each extending from an end bar to a cross bar or from a cross bar to the beginning of the apex area, as well as a common apex element, and the arch elements and the apex element have a U- shaped cross-section, the cavities of the elements and the connecting areas between the elements are filled with reinforced in-situ concrete. In this way, the arched ribs can also be produced from prefabricated elements in an advantageous manner on the construction site .

Nach weiterer Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Gewölbebogen und die Halbbogen aus vorgefertigten und durch Ortbeton verbundenen Elementen. According to a further embodiment of the invention, the arches and semi-arches are made of prefabricated and elements connected by in-situ concrete.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

„,.,,-τ ^eine Praufsicht auf zwei nebeneinanderlicg.nde Tragwerke ohne Darstellung der Bogenrippen. ",. ,, - τ ^a view of two adjacent structures without showing the arched ribs.

ζ ι g- 2 eine Langsansicht eir.es Traewerks Fig.'?,' ^{emen Querschnitt} «ängs der Linie'ill-ill in _f Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie IV-IV in auf ein Tragwerk mit Bo- ζ ι g- 2 a longitudinal view of a Traewerks Fig. '?,' ^{emen cross-section} "along the line'ill-ill in _f

F i g. 6 ein teilweiser Längsschnitt durch ein Tragwerk, F i g. 6 a partial longitudinal section through a supporting structure,

Fig. 7 eine teilweise Draufsicht auf die Bogenrippen eines Tragwerks,Figure 7 is a partial plan view of the arch ribs of a structure,

F i g. S einen Querschnitt durch ein Bogenelcment, Fig. 9 einen Querschnitt durch ein Scheitelelenient. F i g. S shows a cross section through an arcuate element, FIG. 9 shows a cross section through an apex element.

Aus den Fig. 1 bis 5 ist ersichtlich, daß das Tragwerk aus Stahlbeton und Mauerwerk zur Überdachung großer Spannweiten aus zwei Bogenrippen 1 besteht, die im Scheitelbereich 1 α zusammenlaufen und deren Enden 1 b die vier Ecken eines waagrechten Rechtecks bilden. In Längsrichtung sind jeweils zwei Enden 1 b der Bogenrippen 1 mittels eines Zuggliedes 2, das aus einer in Beton eingelassenen Stahltrosse 2 a besteht, miteinander verbunden.From Figs. 1 to 5 it can be seen that the structure of reinforced concrete and masonry for roofing large spans consists of two arched ribs 1, which converge in the apex area 1 α and the ends 1 b form the four corners of a horizontal rectangle. In the longitudinal direction, two ends 1 b of the arched ribs 1 are connected to one another by means of a tension member 2, which consists of a steel cable 2a embedded in concrete.

In Querrichtung sind die Enden 1 b der Bogenrippen 1 durch je einen Endriegel 3 verbunden, der rechtwinklig zu den Zuggliedern 2 angesetzt ist und zugleich als Zugstange wirkt. Die Bogeniippen 1 sind außer am Scheitel und am Ende noch mittels zweier Querriegel 4 verbunden, die jeweils ungefähr in halber Entfernung zwischen dem Scheitel und den äußeren Enden angeordnet sind.In the transverse direction, the ends 1 b of the arched ribs 1 are each connected by an end bolt 3 which is attached at right angles to the tension members 2 and at the same time acts as a tie rod. In addition to the apex and the end, the arched ribs 1 are also connected by means of two crossbars 4 which are each arranged approximately halfway between the apex and the outer ends.

Von den Bogenrippen 1 erstrecken sich nach unten mehrere parallele Streben 5, vorzugsweise aus bewehrtem Beton, von denen jede in der von den Bogenrippen gebildeten schrägen Ebene verläuft.Several parallel struts 5, preferably made of reinforced material, extend downward from the arched ribs 1 Concrete, each of which runs in the inclined plane formed by the arched ribs.

Das Tragwerk weist außerdem eine untere Abdekkung auf, die durch die Streben 5 gehalten wird. Diese Abdeckung besteht aus Gewölbebogen 6 aus Mauerstein und Beton, vorzugsweise aus vorgefertigten Elementen, die sich über das Rechteck erstrekken, in dessen Ecken die Enden 1 b der Bogenrippen liegen, und aus zwei Halbbogen 7, die seitlich freistehend an den Gewölbebogen 6 auskragen und an den Halbbogen benachbarter Tragwerke, anliegen könntn, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Oberlichtfensters 8.The structure also has a lower cover which is held by the struts 5. This cover consists of arch 6 made of brick and concrete, preferably from prefabricated elements which extend over the rectangle, b in the corners of the ends 1 of the sheet ribs are located, and which protrude from two half-sheets 7 laterally detached to the arch 6 and the semi-arches of adjacent supporting structures, possibly with the interposition of a skylight window 8.

Die Seitenränder der beiden Halbbogen 7 sind durch waagrechte Spannglieder 9 und Spannschlösser 10 verbunden. Die Spannglieder 9 verlaufen oberhalb der Gewölbebogen 6 und senkrecht zu den Zuggliedern 2 der Bogenrippen.The side edges of the two semi-arches 7 are formed by horizontal tension members 9 and turnbuckles 10 connected. The tendons 9 run above the arches 6 and perpendicular to the tension members 2 of the arch ribs.

Stirnseilig erstrecken sich der Gewölbebogen 6 und die Halbbogen7 in den Bereichen6α und Ta seitlich vor den Endriegeln 3. In diesen Bereichen 6 α und α weisen der Gewölbebogen 6 und die Halbbogen 7 eine andere Wölbung als innerhalb der Endriegei 3 auf. Auf. diese Weise lassen sich die Halbbogen zweier benachbarter Tragwerke ohne Zwischenschaltung anderer Hilfsorgane aneinander anfügen. Die 5 Wölbung des Gewölbebogens im Bereich 6 a ist im wesentlichen gleich der Wölbung der Halbbogen 7 im Bereich la. Wie jedoch au* Fig. 1 und 4 ersichtlich ist, bleibt die Wölbung und der Querschnitt des linksseitigen Halbbogens 7, der den Dachrand bildet, ίο über seine gesamte Länge unverändert.End-piece, the arch 6 and the Halbbogen7 In extend into the Bereichen6α Ta and laterally before the Endriegeln 3. These regions 6 α and α have the arch 6 and the half-sheets 7 a different curvature than within the Endriegei 3. On. In this way, the semi-arches of two adjacent structures can be joined to one another without the interposition of other auxiliary organs. The curvature of the arch in the area 6 a is essentially the same as the curvature of the semi-arch 7 in the area la. However, as can be seen from FIGS. 1 and 4, the curvature and the cross section of the left-hand semi-arch 7, which forms the roof edge, remains unchanged over its entire length.

Gemäß den F i g. 6 bis F i g. 9 besteht jede Bogeurippe 1 aus mehreren vorgefertigten Bogenelementt-n 11 und einem Scheitelelement 12. Die Elemente besitzen einen U-iormigen Querschnitt und werden mit »5 nach oben gerichteter öffnung aneinander gesetzt. Die einzelnen Bogenelemente 11 werden miteinander durch Ortbeton verbunden, wobei eine Schalung lediglich zur Herstellung der Verbindungsbereiche 13. der Endriegel 3 und Querriegel 4 vorgesehen ist. Das Scheitslelemcnt 12 hat eine größere Breite, -,o daß es beide Bogenrippen 1 umschließt. In den F i g. 8 und 9 sind die Elemente 11 und 12, ferner die Schalungen zu ihrer Herstellung und zur Verbindung der Elemente dargestellt.According to FIGS. 6 to F i g. 9 there is every boge rib 1 from several prefabricated arch elements 11 and an apex element 12. The elements have a U-shaped cross section and are with »5 upwardly directed openings placed next to each other. The individual arch elements 11 are together connected by in-situ concrete, with formwork only to produce the connecting areas 13. the end bar 3 and cross bar 4 is provided. The Scheitslelemcnt 12 has a greater width, -, o that it encloses both arched ribs 1. In the F i g. 8 and 9 are the elements 11 and 12, furthermore the Formwork for their production and for connecting the elements shown.

Zur Herstellung des Tragwerkes werden zunächst dii' Elemente 11 und 12 angefertigt, die anschließend mit ihrer offenen Seite nach oben angeordnet mit einer Armierung versehen und mit Beton ausgefüllt werden, wobei gleichzeitig auch die Verbindungsbereiche 13 zwischen den Elementen gebildet werden und die Bewehrung der Streben 5 mit in die Verbindungsbereiche 13 eingebunden wird. Außer der Vorfertigung der die Bogenrippen bildenden Elemente sind auch die Gewölbebogen und Halbbogen vorgefertigt, die bereits an der Unterseite verputzt angeordnet werden, so daß später nur die Fugen verstrichen werden müssen. Die Schalung zur Herstellung der Gewölbebogen ist wiederholt verwendbar.To produce the supporting structure, first the elements 11 and 12 are made, which then with its open side upwards, provided with a reinforcement and filled with concrete are, at the same time the connection areas 13 are formed between the elements and the reinforcement of the struts 5 is also incorporated into the connecting areas 13. Except for prefabrication of the elements forming the arch ribs, the arches and semi-arches are also prefabricated, which are already placed on the underside plastered, so that later only the joints passed Need to become. The formwork for making the arches can be used repeatedly.

Erforderliche Dachausschnitte für Beleuchtung und Belüftung können an Ort und Stelle mit einer doppelten Schicht von durchsichtigem Werkstoff unter Zwischenlage eines Hohlraums abgedeckt werden, so daß die erforderliche Wärmedämmung und ein gleichmäßiger Lichtdurchtritt gegeben ist. Da die Bogenrippen oberhalb der Abdeckung verlaufen, reicht die nutzbare Höhe des Gebäudes bis zur Unterseite der Abdeckung, wodurch Heizkosten gespart werden. Ferner werden sichtbare Verspannungen vermieden und sind keine frei liegenden metallischen Bauelemente vorgesehen, so daß sich Vorteile im Hinblick auf feuerpolizeiliche Bestimmungen ergeben. Required roof cutouts for lighting and ventilation can be made in place with a double layer of transparent material are covered with a cavity in between, so that the required thermal insulation and a uniform passage of light is given. Since the arched ribs run above the cover, the usable height of the building extends up to to the bottom of the cover, which saves heating costs. There are also visible tension avoided and are not exposed metallic Components provided, so that there are advantages with regard to fire regulations.

Die Druckbeanspruchungen werden hauptsächlich von den Beton- und Mauerteüen aufgenommen, während die Zugbeanspruchungen hauptsächlich in den Zuggliedern liegen, die an Ort und Stelle verspannt werden.The compressive loads are mainly absorbed by the concrete and wall parts, while the tensile stresses lie mainly in the tension members, which are braced in place will.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Frei tragendes Tragwerk für große Spannweiten, insbesondere für ein Dach, mit zwei in schrägen Ebenen angeordneten und im Scheitelbereich zusammenlaufenden Bogenrippen, zwei die Bogenrippen miteinander in etwa halber Höhe zwischen Scheitel und Bogenrippenende verbindenden Querriegeln, ferner mit einer an den Bogenrippenenden befestigten waagrechten Abdeckung und. mit zwei Gruppen von parallelen, in den Ebenen der Bogenrippen liegenden und an den Bogenrippen befestigten Streben zur Aufhängung der Abdeckung, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem im wesentlichen in Stahlbeton ausgeführten Tragwerk die Abdekkung aus einem mittleren, von den Enden der Bogenrippen (1) rechteckig begrenzten Gewölbebogen (6) und je einem sich seitlich an diesen anschließenden Halbbogen (7) besteht, deren Wölbungen quer zur Längserstreckung der Bogenrippen verlaufen, daß die Bogenrippenenden verbindende Zugglieder (2) jeweils längs des auch die unteren Enden der Streben (5) aufnehmenden Anschlußbereichs der Halbbogen (7) an den Rändern des mittleren Gewölbebogen? (6) verlaufend angeordnet sind und daß oberhalb des Gewölbebogens (6) verlaufende, in die einander gegenübcrliegenden Ränder der Halbbögen (7) einbindende Spannglieder (9) und quer zu den Zuggliedern (2) die Bogenrippenenden verbindende Endriegel (3) vorgesehen sind.1. Cantilever structure for large spans, especially for a roof, with two in Arched ribs arranged on inclined planes and converging in the apex area, two the arch ribs with each other at about half the height between the apex and the end of the arch rib connecting crossbars, furthermore with a horizontal one attached to the ends of the arched ribs Cover and. with two groups of parallel, lying in the planes of the arched ribs and struts attached to the arched ribs for suspending the cover, characterized in that that in the case of the structure, which is essentially made of reinforced concrete, the cover consists of a middle, from the ends of the Arched ribs (1) rectangularly bounded arched arches (6) and each one laterally adjoining this Semi-arch (7) consists, the curvature of which is transverse to the longitudinal extension of the arch ribs run that the bow rib ends connecting tension members (2) each along the and the lower ends of the struts (5) receiving connection area of the semi-arches (7) to the Edges of the central arch? (6) are arranged to run and that above the arch (6) running into the opposite edges of the half-arches (7) Tension members (9) and transversely to the tension members (2) connecting the ends of the arched ribs End bolt (3) are provided. 2. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bogenrippen aus vorgefertigten, jeweils von einem Endriegel (3) bis zu einem Qucrriege! (4) bzw. von einem' Querriegel bis zum Beginn des Scheitelbereichs sich erstreckenden gleichen Bogenelementen (11) sowie einem gemeinsamen Scheitelelement (12) gebildet sind und daß die Bogenelemente und das Scheitelclement einen U-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei die Hohlräume der Elemente und die Verbindungsbereiche zwischen den EIementen mit bewehrtem Ortbeton ausgefüllt sind.2. Structure according to claim 1, characterized in that the two arched ribs prefabricated, each from an end bolt (3) to a cross bar! (4) or from a ' Cross bar extending to the beginning of the apex area of the same arch elements (11) and a common apex element (12) are formed and that the arch elements and the Crown element have a U-shaped cross-section, the cavities of the elements and the connecting areas between the elements are filled with in-situ reinforced concrete. 3. Tragwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewölbebogen (6) und die Halbbogen (7) aus vorgefertigten und durch Ortbeton verbundenen Elementen bestehen.3. Structure according to claim 1 or 2, characterized in that the arches (6) and the semi-arches (7) consist of prefabricated elements connected by in-situ concrete.