DE3320240C1 - Verbindung für Konstruktionselemente in Bauwerken - Google Patents

Description

• Der Schnitt durch die Schraubenverbindung in F i g. 1 zeigt eine Stahlplatte 1, die an der Brandwand befestigt bzw. Bestandteil der Brandwand ist. Das Anschlußelemcnt 2 der anschließenden Tragkonstruktion ist mittels einer Schraube 3 und der Zwischenscheibe 5 fest gegen die Stahlplatte 1 der Brandwand gespannt. 1 lierdureh wird eine einwandfreie Übertragung der auf die Konstruktion über das Anschlußelement 2 wirkenden Zugkräfte auf die Stahlplatte 1 der Brandwand gewährleistet.
• Das Anschlußelement 2 weist eine Bohrung 7 auf, deren Durchmesser größer ist als der des Schraubenkopfes 4 der Schraube 3. Die Übertragung der Kräfte vom Schraubenkopf 4 auf das Anschlußelement 2 erfolgt über die Zwischenscheibe 5, welchc die Bohrung 7 überdeckt. Diese Zwischenscheibe 5 kann aus einer cinfachen Scheibe 51 bestehen, wie im obercn Teil der Fig. 1 dargestellt ist, aber auch einen in die Bohrung 7 eingreifenden Ansatz 10 aufweisen, wie durch die Zwischenscheibe 52 im unteren Teil der F i g. 1 dargestellt ist. Der Kragen 6 der Zwischenscheibe 5 kann zur Stabilisierung auch mit einem Zugring 11 aus einem Material höherer Festigkeit umspannt werden. Die letztbeschriebene Ausführung ist dann zu empfehlen, wenn das Material der leicht schmelzenden Zwischenscheibe 5 eine zu geringe Scherfestigkeit aufweist. Durch den Ansatz 10 wird die Zwischenscheibe 5 vortcilhaft gegen die Stahlplatte 1 abgestützt.
• Ferner ist für die sichere Verbindung der Konstruktion und ihre Funktion zum Lösen der Verbindung in Brandfällen erforderlich, daß das Anschlußelement 2 der Konstruktion von unten und auch seitlich durch die Konsole 8 abgestützt wird, um die konzentrische Lage der großen Bohrung 7 zur Schraube 3 einzuhalten und letztere frei von Scherkräften bleibt. Für die zwischen scheibe 5 wird ein Material ausgewählt, welches den gewünschten Schmelzpunkt aufweist, der unterhalb des Schmelzpunktes des Materials der Baukonstruktion mit dem Anschlußelement 2 liegen muß. Bei einer Stahlkonstruktion kann hierfür ein Metall oder eine Metallegierung ausgewählt werden, z. B. eine Zwischenscheibe 5 aus Aluminium. Wird bei einem Brand der Schmelzpunkt des Materials der Zwischenscheibe 5 erreicht. löst sich die Zwischenscheibe 5 auf und die von der Tragkonstruktion wirkenden Zugkräfte ziehen das Anschlußclement 2 in Pfeilrichtung 13 von der Stahlplatte 1 der Brandwand weg, hierbei gleitet das Anschlußelement 2 über die stützende Konsole 8, die breiter ist als die Kragendicke 14 der Zwischenscheibe 5.
• Dadurch wird erreicht, daß der Schraubenkopf 4 zentrisch in die Bohrung 7 eingeführt wird, wenn sich das Anschlußelement 2 in Pfeilrichtung 13 über die Konsole 8 bewegt. Sobald das Anschlußelement 2 über die Konsole 8 abstürzt, befindet sich der Schraubenkopf 4 bcreits in der Bohrung 7 und kann sich nicht mehr vor der Bohrung 7 des Anschlußelements 2 verhaken. Einc sichere Lösung der Baukonstruktion mit dem Anschlußelement 2 von der Stahlplatte 1 der Brandwand ist damit gewährleistet.
• Die Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer wärmeabhängigen Schraubverbindung, das außer der stützenden Konsole 8 zusätzlich eine in der Stahlplatte 1 eingeschweißte Hülse 15 aufweist. Das hat den Vorteil, daß die Bohrung 7 im Anschlußelement 2 zur Achse der Schraube 3 bei der Montage der Tragkonstruktion zentriert wird und damit die Schraube 3 mit der Zwischenscheibe 5 leichter eingesetzt und verschraubt werden kann. Der in die Bohrung 7 eingreifende Ansatz 16 muß, ebenso wie die Konsole 8, eine Tiefe 12 aufweisen, die größer ist als die Kragendicke 14 der Zwischenscheibe 5. Die Zwischenscheibe 5 hat zweckmäßig einen zylindrischen Ansatz 10, der sich gegen die eingeschweißte Hülse 15 abstützt. Die Schraubverbindung 3 bleibt auch in diesem Falle frei von Scherkräften, die von der Konsole 8 und der Hülse 15 aufgenommen werden. Bcim Schmelzen der Zwischenscheibe 5 gleitet die Tragkonstruktion mit dem Anschlußelement 2 in Pfeilrichtung 13 über den Ansatz 16 und die Konsole 8 bis sich der Schraubenkopf 4 in der Bohrung 7 des Anschlußclements 2 befindet und das Lösen des Konstruktionselementes gesichert ist.
• Die F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel bei dem das Anschlußelement 2 der Tragkonstruktion unter Verzicht einer Konsole 8 ausschließlich auf einem eingeschweißten massiven Bolzen 17 ruht. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch sehr einfach herzustellende Bauteile aus.
• Der massive Bolzen 17 ist sehr verformungsstabil und kann erheblich größere Scherkräfte aufnehmen als die eingeschweißte Hülse 15 gemäß Fig.2. Zur leichten Montage der Bau konstruktion kann der massive Bolzen 17 mit einer Abschrägung 9 versehen sein. Außerdem cntfällt die Einführung der Schraube 3, da der massive Bolzen 17 einen Gewindeeinsatz 18 aufweist, auf dem die Mutter 4 einfach ohne Gegenhalten eines Schraubenkopfes aufgeschraubt werden kann. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel muß die Tiefe 12 des in die Bohrung 7 eingreifenden Ansatzes 16 größer sein, als die Kragendicke 14 der Zwischenscheibe 5, um die zentrische Einführung der Schraubenmutter 4 in die Bohrung 7 beim Weggleiten des Anschlußelements 2 in Pfeilrichtung 13 zu gewährleisten.
• Als Material für die Zwischenscheibe 5 kann auch ein Kunststoff verwendet werden.
• Je nach dem verwendeten Material der Tragkonstruktion muß die Zwischenscheibe 5 schmelzen bzw.
• erweichen, bevor der Brand Verformungen der Tragkonstruktion verursachen und Zugkräfte auf die Brandwand ausüben kann.
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Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verbindung für Konstruktionselemente in Bauwerken, insbesondere bei Metallkonstruktionen, die bei Überschreitung einer vorgegebenen Temperatur selbsttätig lösbar ausgebildet ist, d a d u r c h g e -k e n n z ei c h n e t, daß die zu verbindenden Konstruktionselemente, das Anschlußelement (2) und die Brandwand (1), mittels eines Bolzens oder einer Schraube (3) derart zusammengehalten sind, daß mindestens an der brandgefährdeten Seite die Schraube (3) durch eine Bohrung (7) im Anschlußelement (2) geführt ist, deren Durchmesser größer ist als der des Bolzen- bzw. Schraubenkopfes oder der Schraubenmutter (4), zwischen Bolzen- bzw. Schraubenkopf und Anschlußelement eine die Bohrung (7) überdeckende Zwischenscheibe (5) aus leicht schmelzendem Material angeordnet ist und die Brandwand (1) eine das Anschlußelement (2) von unten stützende und seitlich führende Konsole (8) und/oder einen in die Bohrung (7) konzenlrisch eingreifenden Ansatz (d5, 17) aufweist, deren bzw. dessen Tiefe (12) jeweils größer ist als die Dicke des Kragens (6) der Zwischenscheibe (5).
2. 2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenscheibe (5) einen in die Bohrung (7) konzentrisch einsetzbaren, zylindrischen oder kegelförmigen Ansatz (10) aufweist.
3. 3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (6) der Zwischenscheibe (5) von einem die Scherfestigkeit erhöhenden Zugring (11) höherer Temperaturbeständigkeit umfaßt ist.
4. 4. Verbindung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenscheibe (5) aus einem Metall, einer Metallegierung oder aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht, mit einem Schmelzpunkt bzw. einem Erweichungspunkt, der niedriger ist als der Schmelzpunkt des Materials der Konstruktion.

   Die Erfindung betrifft eine Verbindung für Konstruktionselemente in Bauwerken, insbesondere bei Metallkonstruktionen, die bei Überschreitung einer vorgegebenen Temperatur selbsttätig lösbar ausgebildet ist.

   Verbindungen dieser Art sollen z. B. in tragenden Stahlkonstruktionen eingesetzt werden, insbesondere bei der Errichtung von großen und hohen Hallen, die durch Brandwände in mehrere Brandabschnitte unterteilt sind, um das Übergreifen eines Brandes von einem Hallenabschnitt in den anderen zu verhindern.

   Größe und hohe Hallen erhalten in überwiegenden Fällen eine Stahl-Tragkonstruktion, die in der Regel durch Verbände im Dach und in den Längswänden stabilisiert sind. Es bietet sich in der Praxis an, die Brandwand nach beiden Seiten an der Stahlkunstruktion zu hcrcstipcn. um die Brandwand gegen Umfallen zu stabilisicren. Dicse Stabilisierung ist, insbesondere e bei hohen hallen, wesentlich wirtschaftlichcr als eine untcrc Einspannung der Brandwand in den Fundamenten.

   Obwohl diese Art von Konstruktionen modern und sehr wirtschaftlich ist. ergeben sich bei Bränden in den einzelnen Brandabschnitten erhebliche Mängel.

   Herrscht nämlich in einem Hallenabschnitt cin Brand, der die Konstruktion dieses Abschnittes zum Einsturz bringt, so werden durch Konstruktionselemente des einstürzenden Hallenteils erhebliche Zugkräfte auf die Brandwand und auf Konstruktionselemente des benachbarten Hallenteils jenseits der Brandwand ausgeübt. Selbst wenn das Übergreifen des Brandes in die benachbarten H allenteile unter Umständen vermieden werden kann, ist die Beschädigung der benachbarten Tragkonstruktionen in den meisten Fällen nicht zu vermeiden. Durch derartig unvermeidbare Folgeschäden ist der erforderliche Brandschutz nicht mehr gegeben.

   Die Größenordnung dieser beim Einsturz einer Hallenkonstruktion auftretenden Kräfte ist bislang nicht erfaßbar. Diese Kräfte bei der Tragkonstruktion zu berücksichtigen, würde zwangsläufig zu einem erheblichen Mehraufwand an Material- und Arbeitseinsatz führen.

   Diese Nachteilc ergeben sich nicht nur bei Hallenkonstruktionen sondern auch allgemein bei Bauwerken, die abschnittsweisc durch Brandwände getrennt sind.

   Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorgeschriebenen Nachteile zu beheben und damit zu erreichen, daß bei Einsturz der Baukonstruktion bei Bränden in einem Bauwerksabschnitt die Brandwände nicht gefährdet und die Tragkonstruktionen in den benachbarten Brandabschnitten erhalten bleiben und nicht zerstört werden.

   Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Verbindung eingangs genannter Art die zu verbindenden Konstruktionselemente, das Anschlußelement und die Brandwand, mittels eines Bolzens oder einer Schraube derart zusammengehalten sind, daß mindestens an der brandgefährdeten Seite die Schraube durch eine Bohrung im Anschlußelement geführt ist, deren Durchmesser größer ist als der des Bolzen- bzw. Schraubenkopfes oder der Schraubenmutter, zwischen Bolzen-bzw. Schraubenkopf und Anschlußelement eine die Bohrung überdeckende Zwischenscheibe aus leicht schmelzendem Material angeordnet ist und die Brandwand eine das Anschlußelement von unten stützende und seitlich führende Konsole und/oder einen in die Bohrung konzentrisch eingreifenden Ansatz aufweist, deren bzw. dessen Tiefe jeweils größer ist, als die Dicke des Kragens der Zwischenscheibe.

   Eine derartige Verbindung bei einer Tragkonstruktion z. B. an Brandwänden gewährleistet, daß die auf Zug beanspruchte Verbindung, die aus Bolzen, Schrauben oder Nieten bestehen kann, ihre übliche Aufgabe sicher und dauerhaft währcnd aller Belastungsfälle erfüllt, bei Brandeinwirkung durch die Einwirkung der hohen Temperatur das Tragvermögen der Verbindung aufgehoben wird. Stürzt z. B. eine Stahlkonstruktion über dem Brandabschnitt des Gebäudes ein, so ist dieser Konstruktionsabschnitt frei von den benachbarten Bauwerksabschnitten, wobei die einstürzende Konstruktion keine Zugkräfte auf die Brandmauer und auf die benachbarte Konstruktion ausüben kann.

   Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.

   Dic Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in Fig. 1 einen Schnitt durch eine Schraubenverbindung, F i g. 2 eine weitcrc Ausbildung gemäß Fig. 1, F i g. 3 eine weitere Ausbildung nach F i g. 2.