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Verf ahren zur Herstellung eines als vorgespannte Stahlbetonschale
auszuführenden Hängedachs Es sind Hängedachkonstruktionen bekannt, bei welchen größere
Dachflächen mittels Drahtseilnetze überspannt werden, wobei die in der Längsrichtung
gespannten, nach unten durchhängenden Seile durch in der Ouerrichtung gespannte
Seile, welche nach oben ausgebogen sind, ausgesteift werden. Gleichzeitig ermöglicht
diese Wölbung nach oben in der Querrichtung den Wasserabfluß nach dem Dachrand zu.
Das Seilnetz wird dann mit leichten Platten abgedeckt, welche eine Wärmeschtitzschicht
sowie eine geschlossene, wasserdichte Außenhaut ergeben. Das geringe Eigengewicht
dieser Dachhaut ermöglicht zwar erhebliche Kostenersparnisse gegenüber sonstigen
Dachkonstruktionen, jedoch rufen starke Win.dsogkräfte, welche nicht gleichmäßig
über die große Dachfläche verteilt auftreten, trotz der versteifenden Querseile
wellenförrnige Bewegungen in der Dachhaut hervor, wie sie ähnlich bei einer Hängebrücke
ohne Versteifungsträger unter einer wandernden Nutzlast auftreten. Außerdem müssen
die Randzonen des Netzwerkes an den Stirnseiten noch durch besondere, schräg nach
innen gespannte Drahtseile, gesichert werden, um ein Flattern der Dachhaut zu vermeiden:
denn die Wölbung dex Ouerseile und damit deren aussteifende Wirkung wird nach den
Stirnseiten zu immer geringer. Solche Hängedachkonstruktionen sind also nur bei
Hallenbauten anwendbar, bei welchen diese Beweglichkeit der Dachhaut sowie die schrägen
Seilabspannungen nicht stören.
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Urn diese Nachteile der reinen Hängedachkonstruktion zu vermeiden,
ist man später dazu übert' clegangen, das Hängedach in Form einer Stahlbetonschale
mit Versteifungsrippen auszuführen, welche genügend schwer und steif ist, um jede
merkliche Bewegung infolge von Windsogkräften auszuschließen. Die Vorteile einer
solchen Konstruktion werden je-
doch dadurch teuer erkauft, daß die
gesamte Halle eingerüstet und die komplizierte, doppelt gekrümmte Dachplatte mit
den an der Unterseite vo#rspringenden Rippen vollständig eingeschalt werden muß.
Dann werden Spannstähle mit Umhüllungsrohren verlegt, der Beton wird aufgebracht,
und nach dessen Erhärtung werden die netzförmigen Stahleinlagen vorgespannt. Dadurch
wird die Schalung entlastet, und die Halle kann ausgerüstet werden.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein vo#rgespanntes Hängedach, das gleichfalls
im Endzustand aus einer starren Stahlbetonschale mit den obenerwähnten Vorteilen
besteht. Um jedoch die genannten Nachteile, insbesondere die teue#re Rüstung und
Einschalung zu vermeiden, werden erfindungsgemäß nach Fertigstellung des beispielsweise
auf Stützen liegenden Randträgers zunächst die die Schalenbewehrung bildenden Drähte
oder Seile verlegt, diese werden anschließend gespannt und als formstabiles Tragwerk
bei der danach, ohne Lehrgerüst erfolgenden Herstellung der Stahlbetonschale verwendet.
Hierbei können Betonfertigteile verwendet werden, die in das Seilnetz eingehängt
und erforderlichenfalls nachträglich miteinander vergossen werden, oder es kann
an das gespannte und abgesteifte Netz auch eine Schalung angehängt und der Beton
an Ort und Stelle eingebracht werden. Für den Fall, daß das aus Drähten gebildete
Bewehrungsnetz und damit auch die spätere Betonschale doppelt gekrümmt ist, kann
das Spannen der Bewehrungsdrähte ausschließlich gegenüber dem auf Stützen liegenden
Randträger erfolgen. Damit nun ein derart gespanntes Netz während des Aufbringens
der Betonfertigteile oder während der Betonierung und auch anschließend die im Entwurf
festgelegte Form behält, können die Drähte oder Seile von unten her gegenüber dem
Boden des Bauwerks, z. B. der Kellerdecke, durch entsprechend vorübergehend anzubringende
Zuganker verspannt werden. Dieses Verspannen, etwa, mit Hilfe von in den Verankerungsseilen
vorgesehenen Spannschlössern, kann auch derart erfolgen, daß damit überhaupt die
gesamten Vorspannkräfte auf die Betonschale übertragen werden. Man kann jedoch auch
beide V,)rspannmöglichkeiten gleichzeitig ausnutzen. dies besonders dann, wenn die
Spannkraft nicht auf einmal, sondern entsprechend der mit dem fortschreitenden Bau
wachsenden Belastung des Netzwerkes stufenweise erhöht aufgebracht werden soll.
Das gespannte Netzwerk erhält durch die Verankerung nach unten eine erhöhte räumliche
Steifigkeit, welche es gestattet, ohne nennenswerte Verformung auch die vorübergehenden
Arbeitsbelastungen, welche an den
einzelnen Stellen bei der Herstellung
der Dachhaut auftreten können, aufzunehmen und das ungestörte Abbinden des frisch
eingebrachten Betons für die Dachhant oder des Vergußbetons für die Betonfertigteile
zu gewährleisten.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Beispiels. Es zeigen Fig. la bis
1 c schematisch einen Längenschilitt, Ouerschnitt und einen halben Grundriß
des herzusteli-enden Hängedachs, Fig. 2a bis 2c eine Draufsicht und zwei Querschnitte
eines Ausschnitts aus der Dachschale mit zwei zueinander senkrechten. Versteifungsrippen,
Fig. 3 a bis 3 f die verschiedenen Bauabschnitte bei der Herstellung
des Hängedachs, jeweils im Längenschnitt.
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Das in Fig. 1 dargestellte Hängedach besitzt einen eiförmigen
Grundriß und wird durch eine doppelt gekrümmte Betonschale 1 überdacht. Letztere
hängt an einem vorteilhaft ebenfalls aus Stahlbeton hergestellten Randträger 4,
welcher auf Stützen 5 ruht. Die- Stahlb:2tonschale 1 ist durch Längsrippen
2 und Ouerrippen 3
ausgesteift, in welchen die mit ihren End7en im Randträger
4 verankerten Spannseile liegen. Diese Seile werden so gespannt, daß sie das Gewicht
der Betonschale sowie gegebenenfalls die darauf zusätzlich wirkenden Kräfte, wie
Schneelast, Winddruck u. dgl., übernehmen und auf den Randträger 4 so übertragen,
daß die waagerechten Lastkomponenten innerhalb des Randträgers verlaufen, 1während
die lotrechten Koniponenten von ihm auf die darunterliegenden Stützen
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weitergeleitet werden. Die Halle besitzt eine schwere Fußbodendecke oder
eine Kellerdecke 6.
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Nach Herstellung der Stützen 5 und des Randträgers 4 mittels
Schalung und Rüstung an Ort und Stelle und der Kellerdecke 6 ergibt sich
die in Fig. 3 a im Ouerschnitt wiedergegebene erste Baustufe. Danad#-werden
zu-erst die Seile 7 und 8 gespannt, welche in Längs- und Querrichtung
verlaufend, das Bewelirungsnetz für die Betonschale bilden und sämtliche Dachlasten
übernehmen sollen (Fig. 2b). Die dritte Baustufe (Fig. 3c) besteht dann darin, daß
an die Seile7 und 8 von unten her U-förmige Betonfertigteile 9 und
10 (Fig. 2 a bis 2 c) angehängt werden, welche dem gewählten Querschnitt
für die Längsrippen 2 und Ouerrippen 3 (Fig. 1 a und 1 b) entsprechen.
Diese Betorifertigteile 9 und 10 sind nach oben hin offen, so daß
die Spannseile 7 und 8 von oben her zugänglich sind. Im nächsten Arbeitsgang
(Fig. 3 d) werden zwischen die Schenkel der U-förmigen Fertigteile
9, 10 Betonplatten 11. welche zweckmäßig aus Leichtbeton gegossen
sind, verlegt, wiederum derart, daß die U-förmigen Rippenöffnungen in der Längs-
und Querrichtung nicht mit abgedeckt werden.
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Anschließend werden in die Unterseite der Betonfertigteile
9 bnv. 10 Zuganker 12 eingeschraubt, die in aus Fig. 3 e ersichtlicher
Weise in der Kellerdecke 6
oder an sonst geeigneten festen Punkten des Bauwerks
verankert werden, und zwar zweckmäßig so, daß sie annähernd senkrecht zur Kettenlinie
der Spanliseile angreifen. Die Schranbenverbindung an den Betonfertigteilen muß
so beschaffen sein, daß die Anker 12 sich nach Fertigstellung der Betonschale leicht
lösen lassen. Zu diesem Zweck kann am Ende des Zugankers ein Gewinde eingeschnitten
sein, mit welchem der durch eine entsprechende Öffnung in die Betonfertigteile
9
und 10 durchsteckbare Anker in einen Bügel geschraubt werden kann,
welcher auf den Spannseilen 7
und 8 anfliegt. Das Anziehen der Anker
erfolgt durch darin eingeschaltete Spannschlösser 13.
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Das Spannen der in den Rippen liegenden Seile 7
und
8 erfolgt zunächst nur so weit, daß diese, unter der Last der Betonfertigteile
9, 10 und der Betonplatten 11 ihren endgültigen Durchhang besitzen, Aber
auch dieses Spannen wird zweckmäßig in Stufen so erfolgen, daß der Randträger 4
dabei nicht oder nicht wesentlich auf Biegung beansprucht wird. Dieses Spannen kann,
wie oben erwähnt, an den Eilden der Seile, also mittels am Randträger 4 vorgesehener
Spannvorrichtungen, geschehen oder auch allein mittels der Spantischlösser
13 der Zuganker 12. Mittels letzterer läßt sich, da die von den Ankern auszuübenden
Kräfte verhältnismäßig gering sind, das Spannen der Seile 7 und
8 sehr feinfühlig durchführen, insbesondere kann man mit diesen Spannschlössern
ein zusätzliches Spannen der genannten Seile entsprechend der von dem Dach aufzunehmenden
Verkehrslast aus Schnee u. dgl. bewirken. Trotz der erhöhten Spannung behalten die
Seile ihren Durchhang, da sie durch die Anker 12 am Hochgehen gehindert werden.
In diesem vor dein Betonieren bestehenden Zustand gleicht jedes Längsseil
7 dem Tragkabel einer versteiften Hängebrücke, wobei die Versteifungsträger
im vorliegenden Fall durch die Kellerdecke 6 gebildet werden. Die durch die
Verankerungen erreichte Starrheit des gespannten Bewehrungsnetzes ermöglicht es.,
die U-förmigen, noch offenen Profile der Betonfertigteile9 und 10 sowie die
Fugen zwischen d.ii ferti(,i-erle-teii Platten 11 init Mörtel auszugließen,
ohne daß der Abbindevorgang durch Bewegung in der Schale gestört wird. Der frische
Beton befindet sich ebenso in Ruhe wie auf einem festen Schalgerüst.
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Nachdem der Rippen- und Fugenbeton genügend abgebunden hat, bildet
er zusammen mit den Fertigteilen 9, 10 und den Platten 11 eine einheitliche
starre, durch Rippen versteifte Betonschale. Die Zuganker 12 können nun durch einfaches
Abschrauben entfernt werden. In den Seilen 7 und 8 verbleibt dann
eine Spannung, welche der Schneelast entspricht. Durch diese Spannung wird die Betonschale
in zwei zueinander senkrechten Richtungen zusammengedrückt, also vorgespannt, wodurch
das Auftreten von Zugrissen bei Schneebelastung verhindert wird.
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Gegenüber den bekannten Verfahren zur Herstellung von Hängedächern
aus Beton wird durch die Erfindung zunächst der Vorteil erzielt, daß die gesamte,
sehr aufwendige Rüstung und Schalung für die gekrümmte Dachschale, aber auch die
Umhüllungsrohre für die zu spannenden Seile oder Drahtbündel, soweit sie nicht im
Randträger liegen, und damit das nachträgliche Auspressen mit Zementrnörtel fortfallen.
Dadurch ergeben sich erhebliche Ersparnisse an Baustoffen, Löhnen und Bauzeit.
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Ferner ergibt sich vorn statischen Gesichtspunkt bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren der Vorteil, daß der Randträger eine volle Spannung erhält, bevor die
Dachhaut durch das Ausbetonieren der Rippen starr wird: demzufolge kann sich dieser
Randträger den auftretenden Spannungen entsprechend frei verformen, wodurch
unliebsame und kaum kontrollierbare Spannungsübertragungen vorn Randträger auf die
angrenzenden Zonen der Stahlbetonschale praktisch ausgeschaltet werden. Außerdem
ist es möglich, durch entsprechende Abstufung der Spannung an den Oaerseilen
8 die Drucklinie innerhalb des Randi-rägers 4 so zu lenken, daß sie in oder
nahe dessen Mittelachse verläuft. Auf diese Weise lassen sich Biegebeanspruchungen
innerhalb
des Randträgers in der Dachebene weitgehend einschränken.
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Die behelf smäßigen Zuganker 12 werden vollwertig wiedergewonnen und
können etwa als normale Rundstahlbewehrung weiter verwendet werden. Die nach dem
#Xusschrauben der Anker in den Betonfertigteilen 9 und 10 verbleibenden
Ankerlöcher können nachträglich zum Aufhängen von Beleuchtungskörpern, Dekorationen
u. dgl. dienen.