DE2514036A1

DE2514036A1 - Tragwerk fuer haeuser, hallen und aehnliche bauwerke

Info

Publication number: DE2514036A1
Application number: DE19752514036
Authority: DE
Inventors: Tilman Dipl Ing Heyde; Winfried Ter Dipl Ing Huerne; Wilhelm Johannes Di Silberkuhl
Original assignee: Silberkuhl wilhelm Johannes dipl-Ing
Current assignee: Silberkuhl wilhelm Johannes dipl-Ing
Priority date: 1975-03-29
Filing date: 1975-03-29
Publication date: 1976-09-30
Also published as: FR2306309A1; CH594114A5; NL7507054A; LU72572A1; ES438831A1; DE2514036B2; DE2514036C3; BE835087A

Description

Patent- und Hilfsgebrauchsmusteranmeldung Dipl.-Ing. Wilhelm Johannes Silberkuhl 43 Essen, Moorenstraße 24

Tragwerk für Häuser, Hallen und ähnliche Bauwerke

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tragwerk für Häuser, insbes. Fertighäuser, Hallen und ähnliche Bauwerke, - bestehend aus Bindern, aus zum Anschluß an Fundamente eingerichteten Stützen und Hilfselementen.

Bei den aus der Praxis bekannten Tragwerken der beschriebenen Gattung liegen die Binder auf den Stützen und sind die Hilfselemente zusätzlich aussteifende Elemente. Das beschränkt die

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Spannweite zwischen den Stützen und damit im Bauwerk den stützenfreien Raum. Insbes. wenn mit vorgefertigten Bindern und Stützen in Holzkonstruktion gearbeitet werden kann und Bauwerke großer Breite oder großen Durchmessers erstellt werden sollen sind Stützen in der Bauwerksmitte erforderlich, was architektonisch in starkem Maße stört. Gattungsgemäße Tragwerke werden daher bisher für großraumige und architektonisch anspruchsvolle Bauwerke nicht eingesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tragwerk der eingangs beschriebenen Gattung so weiter auszubilden, daß es als Tragwerk für großraumige, architektonisch anspruchsvolle Bauwerke eingesetzt werden kann, bei denen störende Stützen nicht mehr vorhanden sind.

Die Erfindung betrifft ein Tragwerk für Häuser, Hallen und dgl. Bauwerke, - bestehend aus Bindern, zum Anschluß an Fundamente eingerichteten Stützen und Hilfselementen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Binder mit einer Stütze zu einem T-förmigen Halbrahmen mit ungleichlangen T-Schenkeln vereinigt ist, dessen Länge im Grundriß nur etwa zwei Drittel bis drei Viertel der zu überspannenden Länge ausmacht, und daß die Halbrahmen unter Bildung eines Druckrahmens in der Grundrißmitte mit ihren langen T-Schenkeln aneinander angeschlossen sind, wobei der Druckrahmen seiner-

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seits regelmäßig vieleckigen Grundriß (ζ. Β. dreieckigen, quadratischen, fünfeckigen, sechseckigen usw. Grundriß) aufweist, und daß die Hilfselemente das so gebildete Rahmentragwerk weiter aussteifen.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß Halbrahmen der beschriebenen Gestaltung und Zusammensetzung ihre Vertikallasten gegeneinander abtragen. Die Kopplungskräfte zwischen den sich kreuzenden Halbrahmen lassen sich ohne Schwierigkeiten aus der Randbedingung ermitteln, daß die Durchbiegungen der sich bei der beschriebenen Zusammensetzung ergebenden Firstpunkte gleich groß sein müssen. Das läßt sich weitgehend statisch bestimmt verwirklichen, wenn die Halbrahmen (zur Bildung des Druckrahmens) unter Zwischenschaltung von Gelenken aneinander und ihre Stützen unter Zwischenschaltung von Gelenken an die Fundamente angeschlossen sind. Gelenke bezeichnet im Rahmen der Erfindung diejenigen Anschlußmittel, die bei Rahmentragwerken als gelenkige Anschlußmittel üblich sind. Dabei empfehlen sich im übrigen Symmetrieverhältnisse, wie sie weiter unten beschrieben werden. Statisch sehr ausgewogen, gleichzeitig aber auch funktionell optimal werden die Verhältnisse, wenn die Stützen an die Binder in einem Punkt angeschlossen sind, der in einem Abstand, der etwa der Länge der zugeordneten Druckrahmenseite entspricht, von dem Druckrahmen entfernt ist. Dann läßt sich ohne weiteres die Anordnung so treffen, daß zwischen den Stützen die Außenwände des Bauwerkes angeordnet werden, so daß der gesamte Innenraum frei von Stützen ist, wobei dann allerdings, was architektonisch begrüßt wird, mit überstehenden Binderteilen Dachteile nach außen überstehen.

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Die Gestaltung der Hilfselemente ist im Rahmen der Erfindung grundsätzlich beliebig. Handelt es sich um Bauwerke mit einem sehr großen Grundriß, so empfiehlt die Erfindung, als Hilfselemente den Halbrahmen in Seitenansicht ebenfalls im wesentlichen T~förmige Ergänzungsrahmen aus Binder und Stütze zuzuordnen, welche die Halbrahmen zu Dreigelenkrahmen ergänzen und entsprechend unter Zwischenschaltung eines Gelenkes an den Druckrahmen angeschlossen sind. In einem solchen Falle können aber als Hilfselemente bzw. zusätzlich als Hilfselemente auch im Bereich der Grundrißecken des Bauwerkes noch Gradrahmen angeordnet sein, und zwar in Form von Gradrahmen aus Gradträger und zugeordneter Stütze, die ebenfalls an den Druckrahmen (gelenkig oder steif) angeschlossen sind.

Nach bevorzugter Ausfuhrungsform der Erfindung sind sowohl die Halbrahmen als auch die Ergänzungsrahmen als auch die Gradrahmen, jeweils untereinander, identisch gleich. Damit ergeben sich von selbst für das Bauwerk Symmetrieverhältnisse, die statisch sehr vorteilhaft sind.

Man erhält gleichsam eine doppelte Symmetrie des Gesamtbauwerkes was die erwähnte Randbedingung, wonach die Durchbiegungen der Firstpunkte der aneinander angeschlossenen Halbrahmen gleich groß sind, auf einfache Weise zu erfüllen zuläßt. Als Hilfselemente oder zusätzlich als Hilfselemente können aber auch Dielen einer Verbretterung eingesetzt werden, welche die Binder der Halbrahmen und ggf. der Ergänzungsrahmen bzw. die Gradrahmen gegeneinander aussteifen. Ohne wei-

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teres kommt man im Rahmen der Erfindung über eine besondere Ausgestaltung der Bauteile des Tragwerkes zu einer Dachkonstruktion, die in sich wiederum ein Tragwerk darstellt und daher zur Festigkeit und Stabilität des Bauwerkes beiträgt. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Binder der Halbrahmen und ggf. die der Ergänζungsrahmen und Gradrahmen das Skelett eines als Faltwerk ausgeführten Daches bilden, in welches - bei Verwendung von HiIfselementen in Form von Dielen einer Verbretterung - die Verbretterung einbezogen ist, sei es als äußere Dachhaut, sei es als innere Decke.

Das erfindungsgemäße Tragwerk kann aus den verschiedensten Baustoffen hergestellt werden. Eine Ausführungsform der Erfindung, die sich durch Einfachheit und Wirtschaftlichkeit auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Halbrahmen, die Ergänzungsrahmen und die Gurtrahmen in Holzkonstruktion - z. B. nach Art von Leimbindern - ausgeführt sind. Dann wird man im allgemeinen mit zweiteiligen Stützen arbeiten, die an die Binderteile angeschlossen sind. Man kann aber die Halbrahmen, die Ergänzungsrahmen und die Gradrahmen auch in Stahloder in Leichtmetallkonstruktion ausführen, wobei die einzelnen Rahmenstäbe oder Rahmenteile Profile oder Rohre sein können.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einem erfindungsgemäßen Tragwerk zwischen den Stützen ein sehr breiter und weiter stützenfreier Raum entsteht, der für die verschiedensten Zwecke eingesetzt und unterteilt werden kann, ohne daß diese Unterteilung durch Stützen gestört ist.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Tragwerk,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegenstand nach Fig. 1,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 1 und

Fig. 5, 6, 7 in gegen^iber den Fig. 1 bis 4 verkleinertem Maßstab in Draufsicht weitere erfindungsgemäße Tragwerke und

Fig. 8 perspektivisch ein Bauwerk, welches mit dem Tragwerk nach den Fig. 1 bis 3 ausgerüstet ist.

Das in den Figuren dargestellte Tragwerk 1 ist für Häuser, Hallen und ähnliche Bauwerke 2 bestimmt. Es besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus Bindern 3, aus zum Anschluß an Fundamente 4 eingerichteten Stützen 5 und aus Hilfselementen, die weiter unten spezifiziert werden.

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Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 bis 3 entnimmt man zunächst, daß jeder Binder 1 mit einer Stütze 5 zu einem T-förmigen Halbrahmen 6 mit ungleichen T-Schenkeln vereinigt ist, dessen Länge im Grundriß nur etwa zwei Drittel bis drei Viertel der zu überspannenden Länge L ausmacht, und daß die Halbrahmen 6 unter Bildung eines Druckrahmens 7 in der Grundrißmitte mit ihren langen T-Schenkeln·8 aneinander angeschlossen sind. Dabei bildet der Druckrahmen 7 seinerseits einen quadratischen Grundriß und die Hilfselemente steifen das so gebildete Rahmentragwerk weiter aus. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 sind die Halbrahmen 6 zur Bildung des Druckrahmens 7 unter Zwischenschaltung von Gelenken 9 aneinander angeschlossen, ihre Stützen 5 sind unter Zwischenschaltung von Gelenken 10 an den Fundamenten 4 abgestützt. Die Gelenke 9, sind dabei so ausgebildet, wie es bei Rahmentragwerken üblich ist, so daß die Ausbildung der nur schematisch dargestellten Gelenke 9, 10 im einzelnen nicht der weiteren Erläuterung bedarf. Im übrigen sind im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Stützen 5 an die Binder in einem Punkt 11 oder Bereich angeschlossen, der in einem Abstand der etwa der Länge 4 der zugeordneten Druckrahmenseite entspricht, von diesem entfernt ist.

Man erkennt in den Fig. 1 bis 3 auch die üblichen Hilfselemente eines erfindungsgemäßen Tragwerkes 1. So erkennt man zunächst, daß als Hilfselemente den Halbrahmen 6 in Seitenansicht ebenfalls im wesentlichen T-förmige Ergänzungsrahmen 12 aus Binder 13 und Stütze 14 zugeordnet sind, welche die Halbrahmen 6 zu Dreigelenkrahmen ergänzen und unter Zwischenschaltung eines Gelenkes 9 an den Druckrahmen 7 angeschlossen sind. Außerdem

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sind aber (vgl. Fig. 1) als Hilfselemente bzw. zusätzlich als Hilfselemente im Bereich der Grundrißecken 15 des Bauwerkes 2 Gradrahmen 16 aus Gradträger 17 und zugeordneter Stütze 18 angeordnet, die ebenfalls an den Druckrahmen 7 angeschlossen sind, und zwar vorzugsweise gelenkig. Endlich sind die Dielen 19 der in Fig. 1 angedeuteten Verbretterung aussteifende Hilfselemente welche die Binder 3, 13 der Halbrahmen 6 bzw. der Ergänzungsrahmen 12 und Gradrahmen 16 gegeneinander aussteifen und der Deckenkonstruktion und/oder der Dachkonstruktion angehören .

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tragwerkes ist von besonderer, erfindungsgemäßer Bedeutung. Die Grundkonzeption der Erfindung läßt sich jedoch variieren. Eine ebenfalls sehr wichtige und selbständig erfinderische Variante ist in der Fig. 4 dargestellt worden. Bei dieser Ausführungsform laufen die Halbrahmen 6 im Grundriß nicht parallel zu den begrenzenden Linien des Grundrisses sondern vielmehr diagonal dazu. Auch so entstehen statisch vorteilhafte Symmetrieverhältnisse. Das gilt aber auch für die Ausführungsform nach den Fig. 5, 6,7 die erläutern, daß der Druckrahmen 7 seinerseits auch regelmäßig dreieckigen, regelmäßig fünfeckigen oder regelmäßig sechseckigen, grundsätzlich also beliebigen regelmäßig vieleckigen Grundriß aufweisen kann. An dem oben erläuterten Prinzip ändert sich dabei nichts.

Die Fig. 8 macht deutlich, daß die Binder 3 der Halbrahmen 6, die der Ergänzungsrahmen 12 und die der Gradrahmen 16 das Skelett eines als Faltwerk ausgeführten Daches bilden, in das die Verbretterung 20 einbezogen ist. Auf dem Druckrahmen 7 kann

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dabei ein Kragen 21 aufgesetzt werden, der funktionell zur Entlüftung und/oder zu einer Belichtung gehört. Im Ausführungsbeispiel mögen die Halbrahmen 6, die Ergänzungsrahmen und die Gradrahmen 16 in Holzkonstruktion, z. B. nach Art von Leimbindern, ausgeführt sein. Sie könnten aber auch aus Stahl oder Leichtmetall in Form von Profilen oder Rohren bestehen, Jedenfalls entsteht ein Tragwerk, welches zwischen den Stützen 5, 14, 18 in jeder Richtung einen sehr weiten Raum freiläßt, der dann beliebig durch Zwischenwände unterteilt werden kann, ohne daß störende Stützen in Kauf genommen werden müßten. Im allgemeinen wird man die Außenwände im Bereich der Stützen 5, 14, 18 anordnen. Das erkennt man bei einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 bis 3 einerseits und der Fig. 8 andererseits.

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Claims

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Ansprüche :

.) Tragwerk für Häuser, Hallen und dgl. Bauwerke, - bestehend aus Bindern, zum Anschluß an Fundamente eingerichteten Stützen und Hilfselementen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Binder (3) mit einer Stütze (5) zu einem T-förmigen Halbrahmen (6) mit ungleichen T-Schenkeln vereinigt ist, dessen Länge (LG) im Grundriß nur etwa zwei Drittel bis drei Viertel der zu überspannenden Länge (LG) ausmacht, und daß die Halbrahmen (6) unter Bildung eines Druckrahmens (7) in der Grundrißmitte mit ihren langen T-Schenkeln (8) aneinander angeschlossen sind, wobei der Druckrahmen (7) seinerseits regelmäßig vieleckigen Grundriß (z. B. dreieckigen, quadratischen, fünfeckigen, sechseckigen usw. Grundriß) aufweist, und daß die Hilfselemente das so gebildete Rahmentragwerk weiter aussteifen.
2. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbrahmen (6) unter Zwischenschaltung von Gelenken (9) aneinander und ihre Stützen (5) unter Zwischenschaltung von Gelenken

(10) an die Fundamente (4) angeschlossen sind.
3. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (5) an die Binder (3) in einem Punkt

(11) angeschlossen sind, der in einem Abstand, der etwa der Länge (L.) der zugeordneten Druckrahmenseite entspricht, von dem Druckrahmen (7) entfernt ist.

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4. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfselemente den Halbrahmen (6) in Seitenansicht ebenfalls im wesentlichen T-förmige Ergänzungsrahmen (12) aus Binder (13) und Stütze (14) zugeordnet sind, welche die Halbrahmen (6) zu Dreigelenkrahmen ergänzen und entsprechend unter Zwischenschaltung eines Gelenkes (9) an die Druckrahmen (7) angeschlossen sind.
5. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfselemente bzw. daß zusätzlich als Hilfselemente im Bereich der Grundrißecken (15) (des Bauwerkes) Gradrahmen (16) aus Gradträger (17) und zugeordneter Stütze (18) angeordnet und an den Druckrahmen (7) angeschlossen sind.
6. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbrahmen (6), die Ergänzungsrahmen (12) und die Gradrahmen (16) untereinander stets identisch gleich ausgebildet sind.
7. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfselemente bzw. daß zusätzlich als Hilfselemente Dielen (19) einer Verbretterung (20) angeordnet sind, welche die Halbrahmen (6) und ggf. die Ergänzungsrahmen (12) bzw. die Gradrahmen (16) gegeneinander aussteifen.
8. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Binder (3) der Halbrahmen (6) und ggf. die der Ergänzungsrahmen (12) und Gradrahmen (16) das Skelett eines als Faltwerk ausgeführten Daches bilden, in das - bei Verwen-

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dung von Hilfselementen in Form von Dielen (17) einer Verbretterung (20) - die Verbretterung (20) einbezogen ist.
9. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbrahmen (6), die Ergänzungsrahmen (12) und die Gradrahmen (16) in Holzkonstruktion, z. B. nach Art von Leimbindern, ausgeführt sind.
10. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbrahmen (6), die Ergänzungsrahmen (12) und die Gradrahmen (16) in Stahl- oder Leichtmetallkonstruktion ausgeführt sind.

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