DE60305215T2

DE60305215T2 - Tragwerk aus Profilelementen

Info

Publication number: DE60305215T2
Application number: DE60305215T
Authority: DE
Inventors: Francis Munier
Original assignee: Profil du Futur SAS
Current assignee: Profil du Futur SAS
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2023-01-11
Also published as: DE60305215D1; PT1327728E; FR2834741B1; FR2834741A1; EP1327728B1; ATE326593T1; DK1327728T3; EP1327728A1; ES2264519T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet des Bauwesens, insbesondere des industriellen Bauwesens oder Gebäude mit metallischen Trägern, und bezieht sich auf ein Tragwerk aus Profilelementen.
Gegenwärtig werden Tragwerke von Gebäuden mit metallischen Trägern, wie Dachpfetten, Pfetten für Fassadenelemente, Dielenbalken für Fußböden sowie sämtliche andere tragende Strukturelemente, im Allgemeinen in Form von Profilen mit verschiedenen geometrischen Gestaltungsformen durch Kalt-Umformen oder Heiß-Walzen hergestellt. Aufgrund dessen unterscheidet man im Wesentlichen zwei Arten von Profilen entsprechend ihrem mechanischen Verhalten, nämlich geschlossene Profile in Form von Röhren und offene, beispielsweise I-, C-, Z-, etc. förmige Profile.
Die geschlossenen Profile weisen eine hohe Biegesteifigkeit bei in beide Richtungen auf sowie bei Torsion und unterliegen aufgrund dieser Tatsache nicht einem Instabilitätsrisiko durch Abknicken. Offene Profile weisen hingegen gewöhnlich eine erhebliche Biegesteifigkeit in einer Richtung auf, während die Steifigkeit in der anderen Richtung schwach ist. Ebenso ist die Torsionssteifigkeit solcher Profile schwach und verursacht auf diese Weise ihre Instabilität bezüglich Abknicken.
Um verbesserte mechanische Eigenschaften unter Benutzung der momentan verfügbaren Produkte zu erhalten, ist vorgeschlagen worden, diese Produkte generell einander entgegengesetzt zu montieren. Folglich stellt man symmetrische Profile her, indem Profile mit identischer Basis Rücken an Rü cken montiert werden, was bewirkt, dass ihr Torsions- und/oder Biegeverhalten verbessert wird.
Allerdings führt diese Art der Herstellung zu einer deutlichen Erhöhung des Gewichts der so hergestellten Profile, was sich nachteilig auf die bereits verbesserten Eigenschaften auswirkt.
Darüber hinaus können diese bekannten Profile im Allgemeinen nicht zusammengesteckt werden im Bezug auf eine vorgegebene Höhe und müssen durch eine dazwischen angeordnete Schienenverbindung aneinander festgelegt werden, wobei die Höhe der Grundform der Profile eines vorgegebenen Typs praktisch immer identisch ist. Eine solche Schienenverbindung wird durch Einfügen eines Stückes mit einem unterschiedlichen Querschnitt zwischen die beiden Profile hergestellt, im Allgemeinen an ihrer senkrechten Seite, und dieses weist oft schlechtere mechanische Eigenschaften auf als die damit verbundenen Profile, wobei die ganzen gemachten Anstrengungen im Wesentlichen auf die Montagemittel für die Schienenverbindung und auf die Montagemittel der Profile gerichtet waren, nämlich auf die Schrauben oder die Bolzen. Daraus folgt, dass eine auf diese Weise hergestellte Struktur Schwachpunkte aufweisen kann, die nachteilig für die bisherige gute Widerstandsfähigkeit bezüglich aller Wetterbedingungen sind.
Man kennt auch durch die US-A-4,106,253 metallische Leisten in Form von Profilen, die nicht zusammensteckbar sind, wobei die stetige Fortsetzung dieser Leisten mittels innerer Schienen hergestellt wird.
Die Profile gemäß dieser Schrift sind sehr speziell und dienen ausschließlich zur Festlegung von Ziegeln auf einem Dach. Sie können weder auf andere Dachabdeckungen übertragen werden noch auf tragende Verbindungen bei industriellen Gebäuden, da sie kein belastbares Tragwerk bilden können.
Außerdem beschreibt die GB-A-269 203 eine Vorrichtung zur Festlegung von Glasplatten, die zur Abdichtung benutzt wird und die im Wesentlichen aus einer Montage von verschiedenartigen Profilen besteht, welche in keinem Fall zusammengesteckt werden können.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diese Nachteile zu beseitigen, indem ein Tragwerk aus Profilelementen vorgeschlagen wird, bei dem die aneinandergefügten Profile einen stetigen Übergang der Oberfläche zwischen den Profilen ermöglichen, ohne dass bei Belastung das Risiko einer Verformung auftritt, und ohne dass ein zusätzliches Verbindungsstück nötig ist.
Zu diesem Zweck ist das Tragwerk aus Profilelementen, welches auf Unterbauträgern angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieses im Wesentlichen aus Profilelementen gebildet ist, die unterschiedliche Höhen und einen konstanten, die Form eines Hutes aufweisenden Querschnitt besitzen.
Die Erfindung wird besser anhand der nachfolgenden Beschreibung verstanden, die sich auf bevorzugte Ausführungsformen bezieht, wobei diese beispielhaft aufgeführt, aber nicht einschränkend sind, und anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert werden, wobei
die 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Tragwerks zeigt;
die 2 eine analoge Ansicht gemäß 1 einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung zeigt;
die 3 und 4 perspektivisch zwei Ausführungsformen einer Verbindung zwischen zwei Profilelementen zeigen;
die 5 eine perspektivische Ansicht einer kastenförmigen Montage zeigt;
und 6 eine Ansicht entsprechend 4 einer weiteren Ausführungsform des Endstücks der Profilelemente zeigt.
Die Ausführungsform der Verbindung zwischen Profilelementen mit identischen Höhen, wie sie in den 3, 5, 6 gezeigt werden, wird nicht durch die Ansprüche abgedeckt, dient aber dem Verständnis der Erfindung.
Erfindungsgemäß und wie insbesondere am Beispiel der beigefügten-Zeichnungen der 1 und 2 gezeigt, besteht auf Unterbauträgern 1 angeordnete Tragwerk, im Wesentlichen aus zwei Profilelementen 2, 3, die unterschiedliche Höhen und einen konstanten, die Form eines Hutes aufweisenden Querschnitt besitzen.
Wie die Figuren der beigefügten Zeichnungen zeigen, weisen die Profilelemente 2 und 3 einen identischen Querschnitt in Form eines Hutes auf, wobei der Querschnitt einen horizontalen Bereich 21, 31 besitzt und dieser mit einer Verstärkung 22, 32 versehen ist und dessen seitliche Stege 23, 33 in gleicher Weise jeweils mit einer Verstärkung 24, 34 und die Füße 25, 35 jeweils mit einem äußeren Mittel zur Verstärkung 26, 36 versehen sind. Folglich ist es daher möglich, einen idealen Übergang mit Profilen 2 und 3 identischer oder unterschiedlicher Höhe herzustellen durch ganzes oder teilweises Überdecken oder Zusammenstecken, wobei die einzigen Höhenversätze auf die Dicke des Werkstoffs besagter Profile 2 und 3 zurückzuführen sind.
Vorzugsweise ist der horizontale Bereich 21, 31 mit zwei Verstärkungen 22, 32 versehen, die die Form von U- oder V-förmiger Längsrillen aufweisen, wobei diese Längsrillen vorteilhafterweise nahe den Verbindungsstellen zu den seitlichen Stegen 23, 33 angeordnet sind. Folglich besteht zwischen den beiden Verstärkungen 22, 32 ein freier Raum, der insbesondere zur Festlegung von Montageelementen wie Bolzen, selbstschneidende Schrauben oder Nägel dienen kann. Die Längsrillen in Form eines U oder eines V, die die Verstärkungen 22, 32 bilden, verbessern deutlich den Widerstand gegen lokales Durchbiegen des horizontalen Bereiches 21, 31. Jede Verstärkung 24, 34 für die seitlichen Stege 23, 33 ist in Form eines in die Stege 23, 33 eingelassenen Vorsprungs angeordnet. Die seitlichen Stege 23, 33 ähneln damit den Z-förmigen Verstärkungen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können mehrere Verstärkungen 24, 34 auf jedem seitlichen Steg 23, 33 angeordnet sein. Eine solche Ausführungsform ermöglicht eine höhere Biegesteifigkeit der besagten seitlichen Stege.
Die Verstärkungen 24, 34 der seitlichen Stege 23, 33 weisen für alle Profile 2, 3 in Bezug auf den entsprechenden horizontalen Abschnitt 21, 31 besagter Profilelemente 2, 3 den gleichen Abstand auf, wobei die Verstärkungen 22, 32 besagter horizontale Bereiche 21, 31 jeweils in gleichen Abständen und identisch angeordnet sind. Folglich kann ein Profil 3 mit relativ geringer Höhe (1 und 4) sich auf einem Profil 2 mit deutlich größerer Höhe abstützen, wobei sich die Verstärkungen 34 der seitlichen Stege 33 einfach auf den korrespondierenden Verstärkungen 24 des Profils 2 mit der größeren Höhe abstützen.
Schließlich sind die äußeren Mittel zur Verstärkung 26, 36 für die Füße 25, 35 in Verlängerung der dem horizontalen Bereich 21, 31 abgewandten Enden der seitlichen Stege 23, 33 in Form von hochgezogenen Rändern ausgebildet. Diese hochgezogenen Ränder, die die äußeren Mittel zur Verstärkung 26, 36 bilden, bewirken, dass der Widerstand gegen ein Verbiegen und Verziehen der Füße 25, 35 verstärkt wird.
Die Montage zweier Profile 2 und/oder 3, die unterschiedliche Höhe aufweisen, kann dann in bekannter Weise durch eine Bolzenverbindung oder eine Verschraubung auf Höhe der horizontalen Bereiche 21, 31 entsprechend der 1 und 3 erfolgen. Die Anzahl der Schrauben oder Bolzen hängt von der gewünschten Belastbarkeit der Verbindung ab.
Eine Ausführungsform einer Struktur, bei der Profile unterschiedlicher Höhe zusammengesteckt sind, kann zur Herstellung von Dächern oder von Fassaden ohne Erzeugung eines Höhenversatzes verwendet werden.
Die Festlegung der erfindungsgemäßen Profile 2, 3 auf Unterbauträgern 1 geschieht am Besten unter Verwendung von Bolzen oder selbstschneidenden Schrauben, die die Enden besagter Profile 2, 3 an diesem besagten Träger 1 festgelegen.
Wie 1 der beigefügten Zeichnungen zeigt, wird eine Verbindung auf Stützen durch eine Überdeckung der Profile 2 und 3 jeweils auf den Unterbauträgern und entsprechend im Abstand der Unterbauträger 1 hergestellt. Der Grad der Steifigkeit dieser Anordnung ist von der Länge der Auflage besagter Profile auf den Trägern 1 bzw. von der Höhe der Profile 2 und 3 abhängig.
Die 2 der beigefügten Zeichnungen zeigt eine Montage von Profilen 2, bei denen die besagten Profile 2 auf Höhe ihrer Auflage auf den Trägern 1 zusammengefügt sind, wobei ein Zwischenstück (nicht gezeigt) zur Abstützung und Festlegung die Verbindung zwischen zwei Profilen 2 auf den Trägern 1 sicherstellt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann jedes Profil 2 in den am stärksten beanspruchten Bereichen für die Verstärkung mit einem in der Länge variabel verstellbaren Verstärkungsprofil (3) versehen werden. Eine solche Verstärkung kann unter vollständiger Beibehaltung der Ausrichtung des horizontalen Bereiches der Profile ausschließlich über deren Länge und deren Höhe erreicht werden.
Die 5 der beigefügten Zeichnungen zeigt eine Anwendung der Erfindung in der ein Profil 2 mit Profilabschnitt 2' versehen ist, so dass ein Kasten gebildet wird, wobei der Profilabschnitt 2' unterhalb der Füße 25 mittels Füßen 25' dieses Profilabschnitts 2' mit Hilfe von selbstschneidenden Schrauben 4 oder ähnlichem festgelegt ist. Eine solche Anordnung kann durch das kastenartige Profil vielfältige Belastungen abfangen, wie beispielsweise Rohrleitungen oder Röhren.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, welches in 6 der beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, ist jedes Ende der Profilelemente 2 und 3 vorteilhafterweise außer technischen Ausnehmungen 5 bis 7, mit zwei zusätzlichen Ausnehmungen 8 und 9 versehen, zur Verbindung von zwei Profilelementen 2 und/oder 3, wobei eine Ausnehmung einen größeren Durchmesser und eine einen kleineren Durchmesser aufweist, und die Ausnehmung 8 für die Aufnahme einer Schraubenmutter oder eines Schraubenkopfes ausgebildet ist und die Ausnehmung 9 für die Durchführung eines Gewindeschaftes ausgebildet ist und die verschiedenen Ausnehmungen 5 bis 9 in symmetrischer Zuordnung an den Enden der Profilelemente angeordnet sind. Folglich kann man beispielsweise ein erstes Profilelement 2 oder 3 auf einer Unterstützung (nicht gezeigt) mit Hilfe einer Schraube oder eines Fixierbolzens in der Ausnehmung 9 des ersten besagten Profilelementes 2 oder 3 anordnen, wobei das zweite Profilelement 2 oder 3 das Ende des ersten Profilelementes 2 oder 3 überdecken kann und dessen Ausnehmungen 5 bis 9 mit den Ausnehmungen 9 bis 5 des ersten Profils korrespondieren und die Ausnehmung 8 des zweiten Profil elementes 2 oder 3, die einen größeren Durchmesser aufweist, mit einem Schraubenkopf, etc. beaufschlagt wird und zur Festlegung des Endes des ersten Profilelementes 2 oder 3 mit der Ausnehmung 9 des besagten Endes dient, die den kleineren Durchmesser aufweist.
Eine weitere Ausführungsform der Enden der Profilelemente 2 und 3 stellt eine stetige Festlegung dieser Profilelemente bei ihrer Verlegung sicher, sowie eine teilweise Montage auf dem Boden. Für die endgültige Festlegung auf den Trägern der Struktur bedarf es aus diesem Grund keiner zusätzlichen Handgriffe und/oder einer teilweisen Demontage am Montageort.
Schließlich weisen die Profilelemente 2 und 3 aufgrund einer vollkommen symmetrischen Anordnung der Ausnehmungen 5 bis 9 keine Vorspannung mehr auf, und sind daher sehr einfach einzusetzen.
Die erfindungsgemäßen Profile 2 und 3, deren Herstellung durch Profilierung eines Blechbandes erfolgt, erlauben eine Anpassung der mechanischen Eigenschaften an den Einsatzbereich des Produktes. Aufgrund ihrer geometrischen Form und insbesondere der Abmessungen der wesentlichen Bestandteile, können diese nämlich, um die notwendigen mechanischen Eigenschaften zu garantieren, sowohl bezüglich der Stärke des Widerstandes und der Stabilität als auch bezüglich der Steifigkeit optimiert werden, obwohl das Gewicht relativ leicht ist.
Außerdem ermöglichen diese Profile eine einfache Montage von mehreren Profilen, das heißt, das Zusammenstecken von Profilen mit unterschiedlicher Höhe erfolgt ohne Höhenunterschiede oder -versätze. Außerdem ermöglicht das Zusammenstecken eine stetige Fortsetzung der Profile oder eine Verstärkung in Bezug auf eines oder mehrerer Profile.
Aus demselben Grund erleichtert schließlich die Konstruktion der Profile aus geformtem Blech eine Montage mit anderen Profilen auf einem Tragwerk oder mit Abstands- oder Verbindungsmitteln wegen der Möglichkeit selbstschneidende Schrauben oder Bolzen zu verwenden.
Aufgrund der Erfindung ist es möglich, an die jeweiligen spezifischen Einsatzbedingungen angepaßte Tragwerke herzustellen.
Die geometrische Form der Profile sorgt für optimale mechanische Eigenschaften sowohl hinsichtlich der Stärke des Widerstandes und der Stabilität wie auch bezüglich der Steifigkeit in Bezug auf das Gewicht des benutzten Materials. Darüber hinaus wird das Zusammenfügen von Profilen mit unterschiedlicher Höhe erleichtert ebenso wie die Schaffung einer stetigen Fortsetzung oder einer Verstärkung durch Zusammenstecken bei Verwendung unterschiedlicher Profilhöhen.
Schließlich wird das Zusammenfügen einer erfindungsgemäßen Struktur durch die mögliche Benutzung von einfachen selbstschneidenden Schrauben erleichtert und die Geometrie der Profile begünstigt die Aufnahme verschiedenartiger Belastungen.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die verschiedenen beschriebenen und gezeigten Ausführungsformen der beigefügten Zeichnungen beschränkt. Änderungen sind dabei möglich, ohne daß deshalb der Schutzbereich der Erfindung verlassen werden muss, insbesondere im Hinblick auf die Anordnung der verschiedenen Elemente oder die Benutzung von gleichwirkenden Techniken.

Claims

Tragwerk aus Profilelementen angeordnet auf Unterbauträgern (1), dadurch gekennzeichnet, dass dieses im Wesentlichen aus zusammensteckbaren Profilelementen (2, 3) gebildet ist, die unterschiedliche Höhen und einen konstanten die Form eines Hutes aufweisenden Querschnitt besitzen, wobei das Zusammenstecken dieser Elemente ohne Höhenversatz erfolgt und die einzigen Höhenversätze auf die Dicke des Werkstoffes der Profilelemente (2 und 3) zurückzuführen sind.
Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilelemente (2, 3) einen identischen Querschnitt der Form eines Hutes aufweisen, wobei der Querschnitt aus einem horizontalen Bereich (21, 31), zwei seitlichen Stegen (23, 33) und zwei Füßen (25, 35) besteht, und der horizontale Bereich (21, 31) mit zumindest einer Verstärkung (22, 32) versehen ist, und die seitlichen Stege (23, 33) ebenso jeweils mit zumindest einer Verstärkung (24, 34) versehen sind und die Füße (25, 35) jeweils mit einem äußeren Mittel zur Verstärkung (26, 36) versehen sind.
Tragwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der horizontale Bereich (21, 31) mit zwei Verstärkungen (22, 32) versehen ist, die die Form U- oder V-förmiger Längsrillen aufweisen, wobei diese Längsrillen nahe den Verbindungsstellen zu den seitlichen Stegen (23, 33) angeordnet sind.
Tragwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Verstärkung (24, 34) für die seitlichen Stege (23, 33) in Form eines in die Stege (23, 33) eingelassenen Vorsprunges angeordnet ist.
Tragwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Verstärkungen (24, 34) auf jedem seitlichen Steg (23, 33) angeordnet sind.
Tragwerk nach einem der Ansprüche 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungen (24, 34) der seitlichen Stege (23, 33) für alle Profilelemente (2, 3) in Bezug auf den entsprechenden horizontalen Bereich (21, 31) besagter Profilelemente (2, 3) den gleichen Abstand aufweisen, wobei die Verstärkungen (22, 32) besagter horizontaler Bereiche (21, 31) jeweils in gleichen Abständen und identisch angeordnet sind.
Tragwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Mittel zur Verstärkung (26, 36) für die Füße (25, 35) in Verlängerung der dem horizontalen Bereich (21, 31) abgewandten Enden der seitlichen Stege (23, 33) in Form von hochgezogenen Rändern angeordnet sind.
Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Profilelement (2) in den am stärksten beanspruchten Bereichen für die Verstärkung mit einem in der Länge variabel verstellbaren Verstärkungsprofil (3) versehen ist.
Tragwerk nach einem der Ansprüche 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Ende der Profilelemente (2, 3) außer technischen Ausnehmungen (5, 6, 7) zur Verbindung von zwei Profilelementen (2, 3) noch mit zwei zusätzlichen Ausnehmungen (8, 9) versehen ist, wobei eine einen größeren Durchmesser und eine einen kleineren Durchmesser aufweist, und die Ausnehmung (8) für die Aufnahme einer Schraubenmutter oder eines Schraubenkopfes angeordnet ist und die Ausnehmung (9) für die Durchführung eines Gewindeschaftes angeordnet ist und die verschiedenen Ausnehmungen (5, 6, 7, 8, 9) in symmetrischer Zuordnung an den jeweiligen Enden der Profilelemente angeordnet sind.