DE2254279A1

DE2254279A1 - Bauelement, insbesondere fachwerktraeger

Info

Publication number: DE2254279A1
Application number: DE19722254279
Authority: DE
Inventors: George Molyneux
Original assignee: MOLYNEUX ENG
Current assignee: MOLYNEUX ENG
Priority date: 1971-11-05
Filing date: 1972-11-06
Publication date: 1973-05-10
Also published as: DE2254279C2; NL7214869A; NL171997B; NL171997C; FR2158534B1; FR2158534A1

Description

PATEHTANWALT

E. SPEIDEL

O 8035 GAUTING Atf J Ί "L

WALDPROMENADE 26 β^ΟΓ^Ί £3 ÄLlltA

Molyneux Engineering Company Limited, Gloucester, Großbritannien

Bauelement, insbesondere Fachwerkträger

S=SS=S=SSSSSSSSSSSSSSS=SS=SSS=SSSSSSS3SS=SS=S=SSSSSSSSSS=SS

Die Erfindung besieht sich auf Bauelemente, insbesondere Fachwerkträger, die zwei im Abstand voneinander befindliche Gurten aufweisen, welche jeweils aus zwei zueinander parallelen Gurtstäben bestehen, wobei die Gurten durch eine Mehrzahl von Querstreben miteinander verbunden sind. Solche Träger weisen im allgemeinen einen Obergurt und einen Untergurt auf, die miteinander durch ein Fachwerk aus senkrechten und/oder diagonalen Streben verbunden sind» Die Erfindung ist jedoch auch auf andere Bauelemente dieser Art, wie Dachbinder und Stabwerke für andere Zwecke wie Gittermaste oder dergleichen anwendbar. Die Gurte können parallel oder zueinander geneigt sein und bei der geneigten Ausführung können sie an einem oder beiden Enden miteinander verbunden sein.

Bei jeder derartigen Struktur ist die seitliche Steifigkeit der fertigen Konstruktion von besonderes? Bedeutung zusätzlich su ihrer normalen Belastbarkeit. Der Abstand zwischen den beiden Gurtetäben der Gurten trägt zu der Gesamtsteifigkeit bei, wie auch die Eigensteifigkeit der Gurten und der Querstreben. Einige dieser Querstreben können als Druckpfosten und andere als Zugstäbe entworfen sein, jedoch ist es in vielen Konstruktionen erforderlich, daß eine Zugstrebe unter abnormalen Verhältnissen auch als Druckpfosten wirken kann, und demzufolge ist eine entsprechende Steifigkeit von Wichtigkeit. In bestehenden Bauwerkstrukturen dieser Art erstrecken sich die Querstreben zwischen den beiden Gurten und ihre Enden sind zwischen den beiden Gurtstäben jedes Gurtes angeordnet. Dabei ist

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jedoch die Gesamtsteifigkeit in manchen Fällen geringer als erwünscht und die Kosten und das Gewicht sind zu hoch.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Bauelement der vorgenannten allgemeinen Art zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Ausführungen vermeidet und die vorerwähnten Forderungen, nämlich hohe seitliche Steifigkeit und geringes Gewicht und niedrige Kosten möglichst weitgehend erfüllt.

Die Erfindung bezieht sich somit auf ein Bauelement, insbesondere einen Fachwerkträger aus zwei im Abstand voneinander befindlichen Gurten mit jeweils zwei im wesentlichen parallelen Gurtstäben und einer Mehrzahl von Querstreben, welche die beiden Gurte miteinander verbinden und deren Enden zwischen den beiden Gurtstäben jedes Gurtes angeordnet und mit diesen verbunden sind. Erfindungsgemäß sind mindestens einige, vorzugsweise alle Querstreben im Querschnitt gesehen von zweidimensionaler Form und sie sind zumindest an ihren Enden mit seitlichen Flanschen oder Fortsätzen versehen, die zwischen die Gurtstäbe passen, wobei die Kanten der Flansche oder Vorsprünge mit den benachbarten Teilen der Qurtstäbe verschweißt sind.

Die Flansche oder Fortsätze jeder Querstrebe liegen vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene, die durch die oder nahe der neutralen Achse des Profils der betreffenden Querstrebe für die Länge derselben zwischen den beiden Gurten verläuft. Daraus ergibt sich, daß die Beanspruchung jeder Querstrebe im wesentlichen symmetrisch um die neutrale Achse ist, sodaß die EntwurfBberechnungen zuverlässiger sind unddie Tendenz eines Ausknickens der Querstrebe verringert ist.

Die Enden der Querstrebe können besonders geformt sein, um

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die genannten Flansche oder Vorsprünge zu bilden. Beispiels-* weise kann die Querstrebe ein hohler Rohrabschnitt sein, d.h. ein Kastenprofil mit kreisförmigem oder rechteckigem Querschnitt, und die Enden können zumindest teilweise abgeflacht oder zusammengedrückt sein, um seitliche Flügel oder Flansche zu bilden. Alternativ kann die Querstrebe ein Vollkörper sein, beispielsweise eine Stange mit kreisförmigem Querschnitt, deren Enden gleicherweise zumindest zum Teil abgeflacht sind, um die seitlichen Flügel oder Flansche zu bilden.

In jedem Fall ist die Gesaratbreite der Strebe von Kante zu Kante der Voraprtinge oder flansche vorzugsweise größer als die Breite der Querstrebe im Bereich zwischen den beiden Gurten.

In einer bevorzugten Ausführung hat die Querstrebe ein Winkelprofil, dessen Schenkel nahe jedem Ende abgeflacht oder nach außen gebogen sind und zwischen den Gurtstäben liegen, wobei die Kanten der Schenkel mit den Gurtstäben verschweißt sind.

Die Flansche oder Flügel der Querstreben sind vorzugsweise nur entlang einer Kante verschweißt.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Bauwerk mit einer Anzahl von derartigen Fachwerkträgern, die parallel zueinander angeordnet sind, um einen Bereich zu überspannen, wobei die einzelnen Fachwerkträger voneinander getrennt sind und keine in Längsrichtung sich erstreckende Verbindungsstreben mit benachbarten Trägern aufweisen.

Bei jedem Fachwerkträger ist seitliche Steifigkeit des Trägers ein Faktor von besonderer Bedeutung zusätzlich zu der normalen Belastbarkeit des Trägers. Bei üblichen Fachwerkträgern werden die Fachwerkdiagonalen beispielsweise von Stangen aus Vollmaterial gebildet, welche sich vom einen zum anderen Ende des

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Trägere erstrecken und schlangenförmig gebogen sind und abwechselnd am Ober- und am Untergurt angeschweißt sind. Derartige Konstruktionen haben verschiedene Nachteile. Insbesondere ist die seitliche Breite der Stange verhältnismäßig klein, eodaß das Trägheitsmoment des Trägers bezogen auf eine horizontale Achse verhältnismäßig klein ist und die Steifigkeit geringer als wünschenswert ist. Die Steifigkeit der einzelnen Abschnitte der Diagonalen ist ebenfalls klein in Bezug auf den Querschnitt der Stange, sodaß für die Druckpfosten eine Stange von größerem Querschnitt nötig ist. Das Qewicht der Stange in den Zugstäben ist daher verhältnismäßig hoch. Bei einem Bauelement gemäß der Erfindung sind dagegen die Diagonalen mit Winkelquerschnitt eineein steifer in Bezug auf ihr Qewicht und ihre Querschnittsflache als eine Stange aus Vollmaterial, sodaß die Druckpfosten geringeren Querschnitt und geringeres Qewicht haben können, während die Breite der im Querschnitt winkelförmigen Diagonalen verhältnismäßig groß ist, sodaß auch der horizontale Abetand zwischen den beiden Qurtstäben jedes Qurtes und damit die seitliche Steifigkeit des vollständigen Fachwerkträgers erheblich vergrößert wird. In der Praiis besteht die Auswahl aus einer Vielzahl von Profilen mit winkelförmigem Querschnitt, sodaß Fachwerkträger gemäß der Erfindung entsprechend den unterschiedlichsten Spannweiten und Belastungen hergestellt werden können.

Weitete Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fachwerkträgers mit diagonalen Zug- und Druckstreben und zusätzlichen senkrechten Druckpfosten an ausgewählten Stellen,

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Fig« 2 eine Seitenansicht eines anderen Fachwerkträgers mit abwechselnd diagonalen und senkrechten Zug·* und Druck-8treben,

Fig* 3 eine Seitenansicht eines typischen Dachbinders ait abwechselnd diagonalen und senkrechten Streben,

Fig. Jf einen senkrechten Schnitt durch einen Fachwerkträger der in Fig. 1 gezeigten Art mit einer diagonalen oder senkrechten Strebe mit winkelförmigem Querschnitt und deformierten Schenkeln an beiden Enden,

Fig. 5 einen Schnitt durch das obere Ende einer der diagonalen Streben »it winkelförmigem Querschnitt in vergrössertem Maßstab, aus welchem die deformierten Schenkel und ihre Schweißverbindung mit den beiden Gurtstäben eines Gurtes hervorgeht,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Endes einer Diagonalstrebe mit winkelförmigem Querschnitt, in der die deformierten Sehenkel sichtbar sind,

Fig. 7 ein senkrechter Schnitt durch eine andere Form eines

erfindungsgemäßen Fachwerkträgers, wobei die Gurtstäbe des Ober- und des Untergurtes als hohle Kastenträger ausgebildet sind,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Querstrebe mit kastenförmigem Querschnitt, dessen Enden abgeflacht sind, um die genannten Flansche zu bilden,

Fig. 9 eine Draufsicht auf das Ende der in Fig« 3 gezeigten Strebe, wenn sie zwischen den beiden Gurtenetäben eines Gurtes eingeschweißt ist,

Fig.IO eine perspektivische Ansieht ähnlich Fig. 8 einer rohrförmigen Querstrebe mit rundem Querschnitt, deren Ende abgeflacht ist, um die erwähnten Flansche xu bilden,

3 0 9 819/0 3 3 k

Fig. 11 tine Draufsicht auf daa Ende der Querstrebe von

Fig. 10, aus welcher die Schweißverbindung zwischen der Strebe und den benachbarten Ourtstäben ersichtlich ist, und

Fig. 12 bis 15 Draufsichten ähnlich Fig. 9 und 11, aus welchen die Schweißverbindung zwischen vier weiteren verschiedenen Formen von Querstreben mit benachbarten Gurtstäben ersichtlich ist, wobei die Enden der Querstreben abgeflacht oder umgebogen sind, üb die genannten Flansche su bilden.

Der in Fig. 1 gezeigte Fachwerkträger besteht aus einem Obergurt 10 und einem Untergurt 11, die dureh Diagonal-Querstreben 12 miteinander verbunden sind. An einigen Stellen entlang des Trägers, insbesondere nahe seiner Mitte, sind außerdem senkrechte Pfosten 13 vorgesehen. Vie auch aus Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, wird jeder Gurt 10,11 von zwei Qurtstäben bzw. 15 mit Winkelprofil gebildet und jede der Diagonalstreben 12 ist ebenfalls von einem Winkelprofil 16 gebildet, dessen Schenkel an ihren Enden 17,18 nach außen erweitert sind, um Seitenflansche zu bilden, die in einer Ebene liegen« welche dureh die neutrale Achse des Profils der Strebe 16 verläuft. Diese Flansche sind mit den senkrechten Flanschen der Winkelprofile 14,15 verschweißt.

Jedes Winkelprofil 16 ist symmetrisch zwischen den beiden Gurtstäben 14 oder 15 jedes Qurtes angeordnet, sodaß die Ecke 9 in der Mitte zwischen den beiden Ourtstäben 14 bzw. 15 liegt. Vorzugsweise sind alle Diagonalstreben 12 so angeordnet, daß ihre Ecken 9 nach oben zeigen, um die Ansammlung von Schmutz oder Wasser zu vermeiden.

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Bevor die Enden der Winkelprofile 16 an die Gurtstäbe angeschweißt werden, werden die Schenkel jedes Winkelprofiles nahe den Enden der Strebe teilweise abgeflacht, umgebogen oder auseinandergespreizt, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, um zwei parallele Flügel oder Flansche 7 auf gegenüberliegenden Seiten zu bilden. Diese Flügel sind so geformt und angeordnet, daß sie in einer gemeinsamen Ebene liegen, die durch den "Schwerpunkt" G des Winkelprofils 16 verläuft, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Die äußersten Kanten dieser Flansche oder Flügel 7 sind bei 8 an die benachbarten inneren senkrechten Schenkel der beiden Gurtstäbe IM und 15, welche den Ober- und den Untergurt bilden, angeschweißt, wobei die Schweißung 8 an der Innenseite jedes Flügels 7 erfolgt, an welcher die Stirnkante des Flügels mit dem Schenkel des Gurtstabes von selbst eine V-Nut für die Aufnahme der Schweißnaht bildet. Im allgemeinen ist es ausreichend, eine Schweißnaht nur auf einer Seite jedes Flansches anzubringen, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist.

Diese Konstruktion hat eine Anzahl von Vorteilen. Zunächst ist zu sehen, daß durch die Flansche 7 der Abstand zwischen den Gurtstäben jedes Gurtes erheblich vergrößert werden kann, wodurch die Steifigkeit des gesamten Fachwerkträgers erhöht wird, da dieser Abstand bei der Berechnung des Trägheitsmomentes um die neutrale Achse im Quadrat eingeht. Es sei auch darauf hingewiesen, daß durch die Flügel oder Flansche 7 eine Verbreiterung jeder Diagonalstrebe an der Stelle erreicht wird, wo diese zwischen den Gurtstäben liegt. Die Steifigkeit dieser Diagonale, die von großer Wichtigkeit ist, wenn sie als Druckstrebe betrachtet wird, ist wesentlich größer als die einer runden Stange aus Vollmaterial bei gleichem Gewicht und gleichem Preis, sodaß ein erheblicher Vorteil in wirtschaftlicher Hinsicht erreicht werden kann. Es sei auch darauf hingewiesen,

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daß jede Diagonalstrebe symmetrisch zwischen den beiden Gurtstäben jedes Gurtes angeordnet ist, was beim Abschatten der Steifigkeit der gesamten Konstruktion von Vorteil ist.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Form eines Fachwerkträgers mit Obergurt IO und Untergurt 11, wobei jede Diagonalstrebe 12 zwischen zwei senkrechten Pfosten 13 angeordnet ist. Ansonsten ist dieser Träger ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten Fachwerkträger.

Fig. 3 zeigt einen Dachbinder, bei welchem die Erfindung angewandt werden kann und der aus einem Untergurt 20 und zwei βchrägverlaufenden Obergurten 21 und 22 beeteht, die sich am First 23 treffen, wobei der Untergurt 20 und der Obergurt 21,22 durch Diagonalstreben 12 und vertikale Pfosten 13 miteinander verbunden sind.

Fig. 7 ist ein senkrechter Schnitt ähnlich Fig. 4 durch eine andere Konstruktion, bei welcher jeder Qurt von zwei Kastenträgern 24 bzw. 25 gebildet wird und die Diagonalstrebe wiederum ein Winkelprofil 26 ist. Ansonsten ist diese Ausführung ähnlich derjenigen von Fig. 4.

Fig. 8 und 9 zeigen eine andere Ausführungsform einer Querstrebe, die aus einem Rohr mit quadratischem Querschnitt besteht, dessen Enden bei 31 abgeflacht sind, um zwei seitliche Flügel oder Flansche 32 zu bilden. Es ist ersichtlich, daß die Gesamtbreite dieser Flansche 32 etwas größer ist als die entsprechende Breite in der Diagonalen des Rohres 30. Das Ende 31 wird in diagonaler Lage zwischen zwei parallele Qurtstäbe 34,35 eingeschoben, wie in Fig. 9 gezeigt, und die Kanten der beiden Flansche 32 werden nur entlang einer Seite 33 mit dem betreffenden Ourtstab verschweißt, wobei die beiden Schweißungen an gegenüberliegenden Seiten vorgenommen sind,

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um die Symmetrie zu erhalten. Es ist ersichtlich, daß die Ebene, in welcher die Kanten der beiden Plansche 32 liegen» durch den Schwerpunkt oder die neutrale Achse des Rohrabschnittes verläuft.

Die Querstrebe gemäß Pig. 10 hat kreisförmigen Querschnitt und ist entweder aus Vollmaterial oder hohl» und ihre Enden sind wiederum bei 37 abgeflacht, um zwei seitliche Flansche «oder flügel 38 su bilden» die» wie aus Fig. 11 ersichtlich 1st, mit den beiden Gurtstäben in der gleichen Weise wie In Fig. 9 verschweißt werden* Auch hier geht die Ebene, in welcher die Kanten dieser Flansche 38 liegen, durch die neutrale Achse oder den Schwerpunkt der Strebe und die Schweißnähte 36 sind symmetrisch angeordnet»

In Fig. 12 hat die Querstrebe %0 f-förmigen Querschnitt und an ihren Enden sind die beiden Seitenschenkel $2 so verformt, daß ihre Kanten in einer gemeinsamen Ebene liegen, die durch die neutrale Achse $1 des T-Profila oder nahe derselben ver-Ifiuft. Die Flansche sind bei 43 mit den beiden Gurt stäben 3¹», 35 verechweißt, und in diesem Fall bildet die Kante Jede« Flansches mit dem benachbarten Gurtstab eine V-Nut, welche den Schweißvorgang erleichtert.

13 zeigt eine hohle Querstrebe mit dreieckigem Querschnitt, deren Enden abgeflacht sind, um zwei seitlich sich erstreckende Flügel $$ zu bilden, -deren Kanten wie bei. den vorhergehenden Seispielen mit den Gurtstaben 3^,35 verschweißt lind» Auch hler -ist die Ge saut br ei te dieser Flügel %£ größer als die normale Breite del» Strebe.

Xti Fig. 14 ist die Querstrebe im Querschnitt U-förmig und an ihren laden sind die beiden Schenkel 47 nach außen verformt, sodaft ihre Xanten in einer gemeinsamen, durch die neutral«

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Achse Ί8 des U-Profils verlaufenden Ebene liegen. Die Kanten dieser ausgebogenen Endabschnitte sind wiederum mit den Qurt-8 tab en 3*1,35 verschweißt, wobei sie mit den Qurt stäben, wie bei einigen vorhergehenden Beispielen, eine V-Nut bilden» welche den 3chweifivorgang erleichtert.

Pig. 15 seigt eine Querstrebe mit I-förmigem Querschnitt. In diesem Fall sind die beiden Schenkel Ί9 nicht verformt, sondern es sind nur die beiden anderen Schenkel 50 an ihren Enden nach außen gebogen, sodaß ihre Kanten im wesentlichen in einer durch die neutrale Achse 51 des I-Profils gelegten Ebene liegen. Die Kanten sind wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 14 mit den Ourtstäben 3*,35 verschweißt.

Es ist nicht wesentlich, daß die Enden der Querstreben verformt werden, um seitliche Flansche oder Flügel «u bilden. Im Falle einer Querstrebe mit T-förmigem Querschnitt gemäß Fig. 12 beispielsweise konnten die Enden der Schenkel 12 in ihrer ursprünglichen Form verbleiben, obgleich die· zur Folge hat, daß die Kanten dieser Enden nicht genau in einer durch die neutrale Achse der Strebe gelegten Ebene liegen. Diese Strebe könnte andererseits über ihre ganze Länge in die aus Fig. 12 ersichtliche Pom gebracht werden, sodal kein eisener Arbeitsgang erforderlioh ist» um die Enden entsprechend su formen.

- Patentansprache -

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Claims

AK Patentansprüche srss::xsssr:::ss:.s£ss:s::r:ss

1. Bauelement, insbesondere Fachwerkträger mit zwei im Abstand voneinander befindlichen Gurten, die jeweils aus zwei im wesentlichen parallelen Gurtstäben bestehen und miteinander durüh Querstreben verbunden sind, wobei die Enden dieser Querstreben zwischen den beiden Gurtstäben jedes Gurtes liegen und mit diesen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Querstreben (12,13) mindestens an ihren Enden (17,18) mit seitlichen Flanschen oder Flügeln (7,32,38,usw.) versehen sind, die zwischen die zwei Gurt stäbe (1*1,15) der Gurte passen, wobei die Kanten dieser Flansche oder Flügel mit den benachbarten Teilen der Gurtstäbe verschweißt sind.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche oder Flügel (7,32,38 etc.) in einer gemeinsamen Ebene liegen, die durch die oder nahe der neutralen Achse (Q) des Profils der Querstrebe für die Länge derselben zwischen den beiden Gurten (10,11) verläuft.

3· Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, . daß die Enden (17,18) der Querstrebe besonders geformt sind, um die besagten Flügel oder Flansche (7,32 etc.) zu bilden.

4. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstrebe rohrförmig ist und ihre Enden zumindest teilweise abgeflacht Bind, um die seitlichen Flügel oder Flansche (32,38) zu bilden (Fig. 8,10,13).

5. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstrebe aus Vollmaterial besteht und ihre Enden teilweise abgeflacht sind, um die seitlichen Flügel oder Flansche (38) zu bilden (Fig. 10).

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6. Bauelement nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Queretrebe mindestens zwei Schenkel oder Flansche aufweist, die sich über ihre ganze Länge erstrecken, und daß die freien Enden von zwei dieser Schenkel oder Flansche nach auswärts gebogen sind, um die besagten Flügel (7) zu bilden.

7* Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Queretrebe ein Winkelprofil aufweist, dessen Spitze (9) symmetrisch zwischen den beiden Ourtstäben (14) jedes Gurtes (iO,ll) liegt (Fig. 5).

8. Bauelement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtbreite der Querstrebe zwischen den Kanten der Flügel oder Flansche (7,32,38 etc.) größer ist als die Breite der Querstrebe im Bereich zwischen den beiden Gurten (10,11).

9. Bauelement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel oder Plansche (7*32,38) der Querstreben nur entlang einer Seitenkante mit den Gurtstäben verschweißt sind.

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