DE3021672A1

DE3021672A1 - Gewoelbetragwerk

Info

Publication number: DE3021672A1
Application number: DE19803021672
Authority: DE
Inventors: Emil Peter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-06-22
Filing date: 1980-06-10
Publication date: 1981-01-22
Also published as: CH637719A5; US4357782A

Description

9. Juni 1980 •3* 33 538 B

Emil Peter, Marthalen (Schweiz)

Gewölbetragwerk

22.5.1980

Sb/str 40 351 a

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Die Erfindung betrifft ein Gewölbetragwerk, insbesondere für Dachkonstruktionen, mit wenigstens je einem Druckgewölbe und einem Zuggewölbe, die in einer Richtung gegensinnig gewölbt, in Wölbungsrichtung nebeneinander angeordnet und endseitig auf gemeinsamen Stützen gelagert sind.

Ein Tragwerk der genannten Art ist z.B. in der DE-OS 2 752 222 dargestellt. Bei dieser bekannten Anordnung verlaufen Vorspannkabel über die gesamte Länge des Zuggewölbes, die als Zugglieder das Eigengewicht der Konstruktion sowie die Gewölbebelastungen aufnehmen und auf Stützen leiten. Der Horizontalschub wird durch Verankerung der Vorspannkabel im Druckgewölbe ausgeglichen.

Diese bekannte Konstruktion, welche sich für grosse Spannweiten eignet, weist den Nachteil auf, dass die benötigten langen Spannkabel teuer sind. Ferner ist das Einziehen solch langer Spannkabel in die Hohlprofile, in welchen sie verlaufen, schwierig.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die oben genannte Tragweise ohne Verwendung langer Spannkabel mittels herkömmlicher, auf Druck und Zug beanspruchbarer Baumaterialien, wie z.B. Holz, zu ermöglichen.

Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Druck- und das Zuggewölbe in WoIbungsrichtung orientierte und in dieser Richtung auf Zug sowie auf Druck beanspruchbare Dachschalungselemente und Verstärkungsrippen aufweisen, wobei diese beim Zuggewölbe endseitig mit mindestens einem seillinien- oder seileckförmigen Zugglied kraftschlüssig verbunden sind, das

Sb/str

22.5.1980 - 1 - 40 351 a

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zwischen gemeinsamen Stützen in der Fläche des Zuggewölbes verläuft, über diese Stützen ins Druckgewölbe geführt und in dessen Verlängerung verankert ist.

Bei einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung bestehen die Dachschaltung und die Verstärkungsrippen aus in Wölbungsrichtung zug- und druckfest untereinander verbundenen Holzelementen.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Unteransicht eines Gewölbetragwerkes der erfindungsgemässen Art, wobei in derselben Figur links und rechts je eine mögliche Ausführungsform gezeigt ist;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Zuggewölbe des Gewölbetragwerkes entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 1;

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 1;

Fig. 7 eine schematische Aufsicht auf das Gewölbetragwerk an der in Fig. 6 gezeigten Stelle;

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 1

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Der Erfindung liegt die Tatsache zugrunde, dass es unter den bekannten Baumaterialien solche gibt, die im Verhältnis zum Eigengewicht in einer Richtung eine sehr hohe Zugfestigkeit aufweisen. Ein Baustoff dieser Art ist Holz, das in Faserrichtung hohe Zugfestigkeit aufweist, quer zur Faserrichtung jedoch eine sehr geringe.

Bei Stahlprofilblechen gilt ähnliches. Diesen Festigkeitseigenschaften Rechnung tragend, werden die Dachschalungselemente und Verstärkungsrippen so orientiert, dass die Richtung ihrer grössten Zugfestigkeit in Wölbungsrichtung verläuft. Die Konstruktion erfolgt nun derart, dass die durch die Eigengewichtskräfte und allfällige Lasten entstehenden Kräfte im wesentlichen in dieser Richtung verlaufen und so von den Dachschalungselementen bzw. den Verstärkungsrippen selbst aufgenommen werden.

Das Gewölbetragwerk weist, wie aus den Fig. und 2 ersichtlich ist, abwechselnd Druckgewölbe 1 und Zuggewolbe 2 auf. Diese sind auf Stützen 3 abgestützt, wobei jeweils die Stützen an den Grenzlinien zwischen Druckgewölbe 1 und Zuggewolbe 2 beiden gemeinsam sind. Die Stützen 3 sind über Horizontalträger 4 miteinander verbunden.

Druckgewölbe 1 und Zuggewolbe 2 weisen eine Dachschalung aus in Wolbungsrichtung verlaufenden Dachschalungselementen 5 und Verstärkungsrippen 6 auf.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Dachschalungseimente 5 und die Verstärkungsrippen Schalungsbretter bzw. Rippen aus Holz, wobei die Faserrichtung in Wölbungsrichtung verläuft und diese Bauteile

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in der genannten Richtung untereinander zugfest verbunden sind. Die zugfesten Verbindungsstösse können auf verschiedene Arten ausgestaltet sein, mechanisch durch Holzschrauben oder eingegossene Rippenstahlanker, oder aber durch wärmefeste Verleimung. In Querrichtung sind die Schalungsbretter 5 untereinander sowie die Schalungsbretter 5 mit den Verstärkungsrippen 6 durch Nut und Feder verbunden. Dabei ist darauf zu achten, dass zwischen diesen Bauteilen in Querrichtung Fugen belassen werden, um Massveränderungen des Holzes in der Querrichtung, welche durch Witterungseinflüsse entstehen, auszugleichen.

Als Dachschalung können auch Stahlprofilbleche verwendet werden, die in Wölbungsrichtung zugfest miteinander verbunden sind oder entsprechend angebrachte Stahltonbretter. Schmale und lange Bauelemente eignen sich besonders gut für die Bauausführung. Allgemein sei darauf hingewiesen, dass als Dachschalungselemente Bauelemente verwendbar sind, die in Ihrer Längsrichtung eine grosse Zug- bzw. Druckfestigkeit im Verhältnis zum Eigengewicht aufweisen.

Zur Aufnahme von ungleich verteilten Dachlasten beim Zuggewölbe 3, wie etwa Schneelasten oder Windsog, können quer zur Wölbungsrichtung verlaufende Rippen 7, ebenfalls aus Holz, angebracht werden. In entsprechender Weise kann auch das Druckgewölbe 1 Rippen 8 zur Knicksicherung aufweisen. Die Rippen 7 und 8 dienen zur Aufnahme und Uebertragung von Kräften auf Versteifungsträger 9, die zwischen Druckgewölbe 1 und Zuggewölbe 2 verlaufen. Die Versteifungsträger 9 werden

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durch die Randverstärkungsrippen 10 von Druck- bzw. Zuggewölbe gebildet, welche Rippen durch Fensterpfeiler 11 miteinander verbunden sind. Die Verbindung von Fensterpfeilern 11 mit den Randverstärkungsrippen erfolgt vorzugsweise mittels Ringdübeln 12, welche Scherkräfte aufnehmen können, sowie durch Verschraubung mittels Schrauben 13. Bei grösseren Gewölbespannweiten kann zur weitgehenden Verhinderung von Verformungen und zur Erhöhung der Stabilität ein Rundstahlzuganker oder ein Vorspannkabel 14 in der Zuggurte des Binder-Versteifungsträgers 9 eingezogen sein. Rechts in Fig. 1 ist eine erste Möglichkeit zur Befestigung der Dachschalung 5 sowie der in Wölbungsrichtung verlaufenden Verstärkungsrippen 6 des Zuggewölbes 2 dargestellt, wogegen links in derselben Figur eine zweite mögliche Ausbildung gezeigt ist.

Zunächst soll die in Figur 1 rechts gezeigte Variante erläutert werden, welche für grosse Gewölbespannweiten vorteilhaft ist. Zwischen benachbarten Stützen verläuft in S^aillinienform ein Zugglied 15 in Form eines Vorspannkabels aus hochwertigem Stahlsaitendraht, welches in einem Hohlprofil geführt ist. Das Hohlprofil mit dem Vorspannkabel verläuft in armiertem Beton 16. Darin sind die Schalungselemente 5 und die Rippen 6 zugfest verankert. In den Fig. 6 und 7 ist eine Befestigungsmöglichkeit näher dargestellt. Mittels Holzschrauben bzw. eingegossenen Rippenstahlankern 17 sind die Schalungselemente 5 bzw. die Rippen 6 zugfest an einem L-Profil befestigt. Dieses seinerseits ist mittels Ankern 20, die sich in den armierten Beton 16 und um das Zugglied 15

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herum erstrecken, gesichert. Die Anker 20 weisen an ihren gewö!beseitigen Enden ein Gewinde für Muttern 19 auf, mittels denen das L-Profil bei der Erstellung in Wölbungsrichtung verschiebbar ist.

Das Vorspannkabel 15 verläuft über die Stützen 3 ins Druckgewölbe 1 und überträgt die vertikalen Lasten der Gewölbe direkt auf die Stützen 3. Durch diese Anordnung wird der Horizontalschub der Gewölbe ausgeglichen. Das Vorspannkabel 15 ist im Bereich einer Rippe des Druckgewölbes mit bekannten Mitteln verankert. Der Verankerungsbereich mit der Verstärkungsrippe 21 ist dabei vorzugsweise in Vorspannbeton ausgeführt.

Bei Erstellung wird nach Anbringen der Dachschalungselemente das Vorspannkabel in einer ersten Stufe vorgespannt. Nach Anbringen der Dachhaut und der Isolierung erfolgt in einer zweiten Stufe eine weitere Vorspannung. Nach erfolgter Vorspannung kann das Hüllrohr des Verspannkabels mit Injektionszementmörtel ausgepresst werden, damit ein Verbund entsteht.

Bei der in Fig. 1 links dargestellten Ausführungsform, welche sich insbesondere für kleinere Spannweiten eignet, wird als Zugglied ein seileckförmig über die Stützen 3 in die Verlängerung des Druckgewölbes 1 verlaufendes Rundstahlzugglied 22 verwendet. Dieses ist mit den Schalungselementen 5 bzw. Rippen 6 zugfest verbunden und überträgt die vertikalen Lasten der Gewölbe auf die Stützen. Das Rundstahlzugglied 22 ist ebenfalls im Bereich einer Rippe 6 im Druckgewölbe 1 verankert.

Die Dachschalung von Druck- und Zuggewölbe ist

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in bekannter Weise mit Isolierschichten und einer Dachhaut versehen.

Mittels der Erfindung gelingt es, unter optimaler Ausnutzung der vorteilhaften Eigenschaften von herkömmlichen Baumaterialien, wie Holz, ein Gewölbetragwerk einfacher Ausgestaltung zu schaffen.

Dabei wird durch die Verankerung der Zugglieder 15;22 im Druckgewölbe 1 der Horizontalschub des Gewölbetragwerkes ausgeglichen, ohne dass die Dachschaltungselemente in Querrichtung beansprucht werden, wodurch es gelingt, die oben erwähnten Baumaterialien, die im wesentlichen in einer Richtung auf Zug beanspruchbar sind, zu verwenden.

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Claims

Patentansprüche

1. Gewölbetragwerk, insbesondere für Dachkonstruktionen, mit wenigstens je einem Druckgewölbe (1) und einem Zuggewölbe (2), die in einer Richtung gegensinnig gewölbt, in Wölbungsrichtung nebeneinander angeordnet und endseitig auf gemeinsamen Stützen (3) gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Druck- und das Zuggewölbe in Wölbungsrichtung orientierte und in dieser Richtung auf Zug sowie Druck beanspruchbare Dachschalungselemente (5) und Verstärkungsrippen (6) aufweisen, wobei diese beim Zuggewölbe (2) endseitig mit mindestens einem seillinien- oder seileckförmigen Zugglied (15;22) kraftschlüssig verbunden sind, das zwischen gemeinsamen Stützen (3) in der Fläche des Zuggewölbes (2) verläuft, über diese Stützen ins Druckgewölbe (1) geführt und in dessen Verlängerung verankert ist.

2. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckgewölbe (1) und das Zuggewölbe (2) seillinienförmig gewölbt sind.

3. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachschalungselemente (5) bzw. Verstärkungsrippen (6) zug- und druckfest untereinander verbundene Hölzer sind.

4. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurcii gekennzeichnet, dass die Dachschal...jangselemente (5) und die Verstärkungsrippen (6) Stahlprofilbleche sind.

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ORIGINAL /NISPECTED

5. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachschalungselemente (5) und die Verstärkungsrippen (6) vorfabrizierte Betonelemente sind.

6. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewölbeenden je eine als Dachgesims ausgebildete, rippenförmige, sich im wesentlichen über die gesamte Gewölbebreite erstreckende Verstärkungsrippe (21) aufweisen.

7. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugglied (15) als Vorspannkabel und die Gewölbeenden in armiertem Beton ausgebildet sind.

8. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Randverstärkungsrippen (10) von Druck- und angrenzendem Zuggewölbe durch Fensterpfeiler (11) miteinander verbunden sind und zusammen einen Versteifungsträger (9) bilden.

9. Tragwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuggurte des Versteifungsträgers (9) einen Rundstahlzuganker (14) oder ein Vorspannkabel aufweist.

10. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckgewölbe (1) zur Knicksicherung und das Zuggewölbe (2) zur Aufnahme ungleich verteilter Dachlasten quer zur Wolbungsrichtung verlaufende Rippen (7,8) aufweist.

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