DE2137984A1

DE2137984A1 - Streckgebilde

Info

Publication number: DE2137984A1
Application number: DE19712137984
Authority: DE
Inventors: Harold Rex Norwood South Australia Jury (Australien)
Original assignee: Jury & Spiers Proprietary Ltd., Norwood, South Australia (Australien)
Priority date: 1970-07-31
Filing date: 1971-07-29
Publication date: 1972-02-17
Also published as: FR2100977A1; CA960830A; FR2100977B1; US3737964A; ZA714989B; GB1319698A

Description

Patentanwalt Dipl.-Ing. Walter Jadtisch

7 Stuttgart N, Menzelettafce 40

Jury & Spiers Proprietary limited 2137984

23 iCensingiton Road ■ on

Norwoo- d / Süd-Australien < \ ^¹

a 22 477

ngen

Streckgebilde " ' '

Die Erfindung betrifft Streckgebilde, bei denen gitterartige Glieder als im Abstand befindliche äußere Stege mittels einer Vielzahl von Streben verbunden sind«

Wenn ein Streckgebilde nach einem Verfahren hergestellt wird, demzufolge zuerst ein Glied aus verformbarem Metall mit einer konstanten Querschnittsform hergestellt wird, die ein Paar im Abstand befindlicher, paralleler, in Längsrichtungverlaufender Kantenabschnitte und einen diese Stegabschnitte verbindenden Steg aufweisen, wobei der Steg mit einer Vielzahl im Abstand befindlicher, teilweise in Längsrichtung verlaufender Reihen von Öffnungen versehen wird, die einander überlappen, wobei deformierbare Elemente des Steges zwischen den Randabschnitten gedehnt werden,um eine Reihe schrägverlaufender Streben zu bilden, so ergibt sich ein konstruktiver Gitterträger ' oder Halbgitterträger, welcher zur Aufnahme von Lasten geeignet ist. Eine Anforderung an einen·derartigen Träger "besteht darin, daß das Metall genügend verformbar ist, um die Ausbildung der Streben durch Längung zu ermöglichen, wobei der Längungsprozeß normalerweise ein einfacher Dehnungsvorgang ist und die Längung über den Fließpunkt erfolgt, während das die Strebenbildende Metall erhärten gelassen wird j nichtsdestoweniger kann eine leichte "Einscnnürung", d.h. Querschnittsreduzierung, an einem örtlichen Punkt auftreten. Daher sollte der Sicherheitsfaktor über denjenigen hinaus gesteigert werden, welcher normalerweise fttr ein.en Träger ähnlicher Ausbildung und Abmessungen verwendet wird, jedoch unter Anwendung eines Herstellungs-

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Verfahrens, bei dem trotz Steigerung des Sicherheitsfaktors die Herstellungskosten sehr gering sind. Wenn ein solcher Träger zerstörend untersucht wird, so tritt diese Zerstörung infolge eines Ausbeulens der Steige ein, welche druckbeaufschlagt sind, oder der Streben, die druckbeaufschlagt sind. Bekanntlich wird die Scherbelastung auf den Träger oder das Gittergebilde durch Umwandlung von .eine Druckbelastung hervorrufenden Kräften in Zugkräfte in denjenigen Elementen bewirkt, welche die Dreiecke des Gittergebildes darstellen.

Wenn ein Gittergebilde nach dem vorangehend kurz beschriebenen Verfahren aus einem einheitlichen Metallstück hergestellt wird, so ist es offensichtlich günstig, wenn der Metallquerschnitt nicht übermäßig massiv ist, weil dies entsprechende Auswirkungen auf die Größe der erforderlichen Kraft zur Längung der Streben hat, welche Teile des Balkens bilden.

Daher gibt es zumindest zwei Gründe, warum die ausbeulenden Belastungen auf die Stege und Streben für ein gegebenes Gittergebilde so gering wie möglich sein sollen. Hauptaufgabe der Erfindung ist demgemäß die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines Gittergebildes, bei welchem die Ausbeulungskräfte wesentlich reduziert werden. Gemäß einer Ausbildungsform umfaßt-das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung eines Streckgebildes durch Herstellung eines Gliedes aus verformbarem Metall und konstanter Querschnittsform mit einem Paar im Abstand befindlicher, parallel in Längsrichtung verlaufender Kantenabschnitte und einem die Kantenabschnitte verbindenden Steg, zumindest teilweises Durchbrechen zumindest zweier im Abstand befindlicher, in Längsrichtung verlaufender Reihen von Öffnungen in dem Steg, wobei die Öffnungen jeder Reihe diejenigen der nächstbenachbarten Reihe überlappen, um dazwischen eine Reihe dformierbarer Elemente des Steges zu bilden, die durch Verbindungsabschnitte verbunden sind, Auseinanderdrücken der Kantenabschnitte zur Ausdehnung der Länge der deformierbaren Elemente zwecks Herstellung der Streben und Stege der Kan-

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tenabschnitte, Anbringung zumindest eines eine last übertragenden Gliedes zwischen den Stegen und Befestigung gegenüberliegender Enden des die Last übertragenden Gliedes in einer die Last übertragenden Einstellung mit'den Planschen, um auf diese Weise zumindest einen Teil einer auf einen der Stege

der

übertragenen Last in/Richtung des anderen Steges zu dem anderen Steg über das 'die Last übertragende Glied zu übertragen.

Verfahren
Ein nach dem erfindungsgemäßen/hergestelltes Streckgebilde

umfaßt Stege und Streben aus einem einheitlichen Metallstück sowie Last übertragende Glieder, die sich zwischen den Stegen erstrecken, wo sie mit den Streben verbunden sind.

Das Vorliegen dieser eine Last übertragenden Glieder reduziert die Ausbeulungsbelastungen sehr beträchtlich, wenn die Lastübertragungsglieder steife Abstandsglieder sind, die zwischen den Stegen des Gittergebildes verlaufen, um eine Last von
einem ersten Steg zu einem zweiten Steg an der Schnittstelle der Streben mit dem zweiten Steg zu übertragen, oder wenn es sich um Platten handelt, die mit den Stegen längs deren Kanten in Eingriff stehen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Pig, 1 ein Ausführungsbeispiel eines Gliedes aus verformbarem Metall von konstanter Querschnittsform, bei dem
jedoch drei im Abstand befindliche parallele Längsreihen
von ausgebroohenen Öffnimgen in dem Steg vorgesehen sind,

Fig. 2 das Glied gemäß Fig. 1 nach dem Auseinanderdrücken der Randabschnitte zwecks Bildung von Stegen sowie zur
gleichzeitigen Ausdehnung der Längenabschnitte deformierbarer Elemente der Stege nebst Ausformung in zu den Stegen geneigten Streben, in Seitenansicht, wobei gestrichelt
das Einsetzen von eine Last übertragenden Gliedern zwischen den Stegen veranschaulicht ist.

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5 einen Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 2, wobei das die Last übertragende Glied als ein steifes Holzabstands element veranschaulicht ist,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV von Fig. 2, wobei das die Last übertragende Glied als steifes Abstandsglied dargestellt ist j das aus einem einen Reeli:fc#e3cquerschnitt aufweisenden Rohr gebildet ist,

Fig» 5 die auf Zug und Druck wirkenden Kräfte in einem Halbgitterträger bei Verwendung als Balken, Belastung von oben und Auflagerung an den Enden von unten,

Fig. 6 ein ähnliches Schaubild des Halbgitterträgers bei Umkehrung unter der gleichen Belastung und ähnlicher Auflagerung, wobei der Halbgitterträger jedoch durch steife Abstandsglieder abgewandelt ist, während die Lasten mit denjenigen nach Fig_% 5 vergleichbar sind,

Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Trägers, bei dem die eine Last übertragenden Glieder durch stetige Platten gebildet sind, in perspektivischer Querschnittdarstellung,

t Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Trägers, bei welchem die eine Last übertragenden Glieder durch steife Holzabstandselemente gebildet sind und die Stege auch Holz enthalten, insbesondere zur Anwendung bei Gebäuden.

Bei dem "ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1-4 ist (siehe Fig. 1) ein Glied 30 aus verformbarem Metall nach einem Strangpreßverfahren hergestellt. Das Metall besteht aus einer verformbaren Aluminiumlegierung. Das Glied weist durch Flansche 31 gebildete Randabschnitte auf, die durch einen Steg 32 verbunden sind, der in Längsrichtung verlaufend ein Paar von Rippen 33 aufweist. Eine Reihe von Öffnungen 34 ist in dem Steg 32 angebracht, und zwar in drei Reihen, ton denen sich eine zwischen

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den Sippen. 55 und eine an jeder Seite jeder der Rippen "befindet. Die Öffnungen jeder Seine überlappen sich Fig. 1, wobei diejenigen feile der Rippen 55» weiche zwischen - dem überlappenden feil der Öffnung 54 liegen, am. einer Reihe äeformierbarer Elemente 55 ausgebildet werden*

ir<B-zeigt die nächste Stufe "bei der Herstellung des Gittergeliild.es, wobei die Flansche 51 voneinander weggedrückt werden, μ auf diese Weise die deformierbaren Elemente 55 über inren Eließptoikt zu. dehnen^, zu längen und die schrägverlaufenden Streben 56 zu. bilden£ diese Streiten 56 sind durch, ¥erbindungsafosoimi tte 57 Terbxmden,, welche auch die Streben 56 mit dem Steg 52 gemäß Fig. 2 verbinden« Bie Flansche 51 werden alsdann zu. ä.en Stegen des auf diese Weise "hergestellten Gitters geformt« Bie zentralen Achsen der Streben 56 schneiden sich. Es ist. wichtig» die Mnge der Verbindungsabschnitte 57 so auszulegen, daß dies der Fall ist,

Erfindungsgemäß weisen die Flansche 51 zwischen sich eine Reihe Lasten übertragender Glieder auf, wie.dies beispielsweise in Fig» 5 veranschaulicht ist. Gemäß Fig. 5 ist das die Last übertragende Glied ein steifes Abstandsglied 40,, welches Nuten 41 an seinem oberen und unteren Ende aufweist, wobei die Nuten 41 über den Rippen 55 angeordnet sind, wo sie mit dem Steg 52 durch die Verbindungsabschnitte 57 verbunden sind. Befestigungs glieder 42 halten die Enden der steifen Abstandsglieder. 40 gegenüber einer möglichen Yerschiebung. Die Abstandsglieder 40 sind in der gezeigten Weise'angeordnet, wobei sich ihre Enden über dem Yerbindungsabschnitt 57 befinden, um auftretende Biegemomente auf diesaa Abschnitt der Flansche 51 zu vermeiden, welche nicht durch die Streben 56 aufgelagert werden. Die Streben" 56 sind gemäß Fig, 2 schräg verlaufend in einem Winkel von ^; weniger als 45° zu den Flanschen 51 angeordnet, so daß die Leerräume 43 rautenartige Form von größerer Länge als Höhe aufweisen. Dies ermöglicht das Einsetzen der Abstandselemente 40^l und deren Drehung, wobei die Glieder 40 auf diese Weise leicht ·

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zwischen den Flnasehen 31 anzuordnen sind»

Das abgewandelte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist zweckmäßig, wenn eine Sesaarbaetallkonstriiktion erforderlich, ist. Hierbei stellt das steife Abstandsglied 45 ein Rohrglied dar, das aus einem Meeliteekr ohr abschnitt gebildet ist, wobei wiederum Ifatem 41 über den Rippen 33 und den Verbindungsabschnitten 37 aissgefeiXiiet sind. Mieten 56 sichern die Enden des Ab-' standsglie&es! 45 gegenüber einer Verschiebung.

Der Vorteil dLeir Erfindung ergibt sich durch Vergleich der Belastungen» in den Stegen und Streben. Fig. 5 zeigt eine Be- W lastung -worn. 50 tg, aufgeteilt in drei gleiche Teile an den; Verbindungsafeselmitten SEwischen den Streben und dem oberen Steg eines Halbgitterträgers, welcher erfindungsgemäß leicht herstellbar ist« Es ergibt sich, daß die Endstreben 49 jeweils eine Druckbelastung von 25 kg aufnehmen, während die oberen -^; "··■■<■■"-> Stege 50 Jeweils eine Druckbelastung von 26,6 kg aufnehmen. ^: Die Figuren neigen längsseits jedes der Elemente der Stege und^; jeder der Streben entsprechende Belastungen, wobei die Bezugsbezeichnung ⁿa® und "t^K die Druck- bzw. Zugbelastungen angeben. Bei Vergleich von Fig. 5 mit Fig. 6 ergibt sich, daß die maximale Bruchbelastung in den Streben 10,7 kg in jeder der Streben 51 beträgt, obgleich die maximale Druckbelastung in den oberen Stegen im wesentlichen ungeändert bleibt. Diese BelastungsredLuzierung ergibt sich durch die steifen Abstandselemente 54 gemäß Fig. 6.

Bei dem Ausfuihrangsbeispiel gemäß Fig. 7 umfaßt ein Streekgebilde '57 einen oberen und einen unteren Flansch 58 bzw» 59» sowie eine Zwisehenstrebe 60, wobei die Flansche 58, 59 durch die Streben SO wie bei den anderen Ausführungsbeispielen verbunden sind« Der obere und untere Flansch jedoch weisen jeweils nach innen gerichtete Rippen 61 in zwei Reihen in jedem Flansch auf, wobei dazwischen vier Rinnen gebildet werden. Die Rinnen an entsprechenden Seiten der Strebe 60 halten obere und untere Kanten einer Scherplatte 62 an jeder Seite, welche durch

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Dehnung der Zwischenstreben 60 eingesetzt wurde, wobei jede Scherplatte 62 in ihre entsprechende untere Rinne eingesetzt und die Dehnung an den Streben 60 weggenommen werden, so daß deren Elastizität die anderen Rinnenin Eingriff mit den anderen Kanten der Scherplatte 62 zieht. Der Vorteil des Gebildes gemäß Fig. 6 ist sogar noch größer, wenn"die eine Last übertragenden Glieder Scherplatten gemäß Fig. 7 sind? die Belastung auf den Scherplatten ist so gering, daß in einigen Fällen Dekorationstafeln verwendet werden.

Bei vielen Bauvorgängen will man horizontale und vertikale Holzglieder haben, um Dachpfetten oder andere Übergangsstücke festzulegen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig« 8 sind die Flansche 31 durch schräge Streben 36 wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 verbunden, wobei die Streben 36 miteinander sowie mit dem Steg 32 durch Verbindungsabschnitte 37 verbunden sind. Die Flansche 31 weisen jedoch nach oben verlaufende Kanton 65 auf., welche einen doppelten Zweck erfüllen, nämlich hölzerne Stegeinsätze 66 zu halten und auch die Stege auszusteifen und zu verstärken, Vielehe durch die Flansche und die Einsätze gebildet werden. Die eine Last übertragenden Glieder sind wiederum steife Abstandsglieder 67, die jeweils in zwei Teilen miteinander durch Befestigungselemente 68 verbunden sind, wobei die Glieder 67 ebenfalls aus Holz bestehen und sich über die volle Breite der Flansche 31 erstrecken, um die Befestigung anderer konstruktiver oder dekorativer erforderlicher Glieder zu erleichtern.

In allen vorangehenden erläuterten Ausführungsformen war erwähnt worden, daß das einen konstanten Querschnitt aufweisende Glied mit Durchbruchsöffnungen versehen ist. Diese öffnungen brauchen indessen nicht völlig durchstoßen zu werden, sondern es können die beim Durchstoßen der Öffnungen entstehenden Bruchstücke lediglich teilweise abgeschert werden, wonach eine Entfernung beim Auseinanderdrücken der Kantenabschnitte erfolgt. In jedem Fall werden die Kantenabschnitte durch Einklemmung

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zwischen Klemmbalken auseinandergedrückt, welche selbst unter Einwirkung von Hydraulikdruck auseinanderbewegt werden.

Ein Unterschied in der Ausbildung des Gittergebildes, der Strebenlänge oder der Belastung ergibt wesentliche Änderungen gegenüber den Belastungsschaubildern nach Pig. 5,6«

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Claims

( 1J Verfahren zur Herstellung eines StreckgebiTcTegliedes durch Herstellung eines Gliedes aus "verformbaren Metall mit einer konstanten Querschnittsform, die ein Paar im Abstand befindlicher, in Parallelrichtung längsverlaufender Kantenabschnitte und einen die Kantenabschnitte verbindenden Steg umfaßt, gekennzeichnet durch zumindest teilweises Ausbrechen zumindest zweier im Abstand befindlicher, parallel in Längsrichtung verlaufender Reihen von Durchtritten in dem Steg, wobei die Durchtritte jeder Reihe diejenigen der. nächstbenachbarten Reihe überlappen, um dazwischen eine Reihe deformierbarer Elemente des Steges zu. bilden, die durch Verbindungsabschnitte verbunden sind, Auseinanderdrücken der Kantenabschnitte zwecks Ausdehnung der Länge der deformierbaren Elemente nebst Bildung von Streben und Stegen der Kantenabschnitte und Anbringung zumindest eines eine Last übertragenden Gliedes zwischen den Stegen nebst Befestigung entgegengesetzter Enden des die Last übertragenden Gliedes in lastübertragender Beziehung zu den Stegen zwecks Überträgung zumindest eines. Teiles einer auf einen der Stege in Richtung des anderen Steges, wirkenden Kraft durch dieses die Last übertragende Glied.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung eines Streckgebildes, bei dem das die Last übertragende Glied eine Platte ist, gekennzeichnet durch Befestigung der Platte längs zweier gegenüberliegender Kanten entsprechender'Kantenabschnitte.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Stege Plansche umfassen, von denen jeder zwei Paare nach innen gerichteter Rippen mit einem Paar an jeder Seite der Streben aufweist, und jedes Paar nach innen gerichteter Rippen dazwischen eine Rinne bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben,.welche je zwei der Platten zwischen den Rinnen an entsprechenden Seiten der Streben festlegen, gedehnt werden, wonach, die Dehnung von den Streben weggenommen wird und die Elastizität der Streben einen

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Eingriff mit den Kanten der Platten über entsprechende Rinnen herbeiführt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem jedes eine Last übertragende Glied ein steifes Abstandsglied darstellt, das sich zwischen den Stegen erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Ende jedes eine Last übertragenden Gliedes-mit einem der Stege an der Stelle eines Verbindungsabschnittes zwischen diesem Steg sowie der Strebe in Eingriff gebracht wird.
5". Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Flansche die Stege umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes steife Abstands- | glied zwischen die Plansche eingeschoben und dort befestigt wird* "
6. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem jedes Abstandsglied an seinen Enden Nuten umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten über" die Streben an der Stelle der Verbindungsabschnitte zwischen den Streben und den Kantenabschnitten angeordnet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsglieder aus Holz hergestellt werden.

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8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsglieder aus einem rohrförmigen Metall mit einem Rechteckquerschnitt hergestellt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenabschnitte Rinnen bilden, welche Holz enthalten.

10. Verfahren nach einem der Ansiprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die zentralen Achsen der'Streben vermöge entsprechenden Ausstoßens der Durchtritte in den Verbindungsabschnitten sich schneidend ausgebildet werden.

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11. Gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10 hergestelltes Glied, gekennzeichnet durch mehrere eine Last übertragende Glieder (40), welche zwischen den Stegen verlaufen und dort an gegenüberliegenden Enden befestigt, sind.

12. Glied nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet ₉ daß die Stege durch !Plansche gebildet sind, von denen jeder zwei nach innen gerichtete Rippen (61) aufweist, und zwar ein Paar Rippen an jeder Seite der Streben, wobei jedes Paar nach innen gerichteter Rippen dazwischen eine Rinne bildet, und daß ein Paar von eine Last übertragenden Platten (62) mit ihren Kanten in entsprechenden Nuten in Eingriff stehen, die zwischen den Paaren von Rinnen an jeder Seite der Streben gebildet sind, wobei die Plansche durch elastische Deformation der Streben . (60) in Anlage gedrückt sind.

13. Glied nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der eine Last übertragenden Glieder (40) ein steifes Abstandsglied ist, das zwischen den Stegen (42) verläuft und daß zumindest ein Ende des eine Last übertragenden Gliedes gegen einen der Stege an der Stelle des Verbindungsabschnittes zwischen diesem Steg und der Strebe anliegt.

14. Glied nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes eine Last übertragende Glied ein steifes Abstandsglied mit Nuten (41) in seinen Enden ist, daß zumindest eine der Nuten eine Strebe enthält und daß die Enden des Gliedes gegen entsprechende Stege anliegen und an diesen befestigt sind.

15. Glied nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Stege eine Rinne zur Aufnahme eines Holzstegeinsatzes (66) aufweist und daß die eine Last übertragenden Glieder steife Abstandselemente (67) aus Holz sind, von denen·jedes gegen die Flansche an ihren entsprechenden Enden anliegt.

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