DE3315694A1

DE3315694A1 - Pfette fuer eine geneigt verlaufende dachhaut

Info

Publication number: DE3315694A1
Application number: DE19833315694
Authority: DE
Inventors: Karl-Gerd Ing.(grad.) 5630 Remscheid Krämer
Original assignee: Theodor Wuppermann 5090 Leverkusen GmbH; Theodor Wuppermann GmbH
Current assignee: Krupp Stahl AG
Priority date: 1983-04-29
Filing date: 1983-04-29
Publication date: 1984-11-08
Also published as: FR2545131B1; BE899529A; NL8400998A; GB2138861A; ATA101384A; CH663439A5; AT382187B; GB2138861B; FR2545131A1

Description

VON KREISLER SCHONWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

. 3-

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler+ 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln

Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden

Dr. J. F. Fues, Köln

Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln

Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln

Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

Dr. H.-K. Werner, Köln

28.04.1983 Sch/Sd

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÖLN 1

Theodor Wuppermann GmbH, Friedrichstraße 38, 5090 Leverkusen

Pfette für eine geneigt verlaufende Dachhaut

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pfette aus einem einen Steg und Flansche an diesem aufweisenden Profil, z.B. I-, U-, C- oder Z-Profil, für eine geneigt verlaufende Dachhaut, bei der die Flansche des Pfettenprofils mit dem Steg einen von 90° abweichenden Winkel einschließen und die Größe dieses Winkels derart festgelegt ist, daß die Hauptachse für das kleinere Trägheitsmoment des Profilguerschnittes zumindest angenähert mit der Richtung der von der Pfette aufzunehmenden Dachhautlast zusammenfällt.

Eine solche Pfette ist aus der DE-PS 17 59 866 bekannt. Durch die Ausbildung der Pfette wird erreicht,· daß ihre Profilquerschnitte im wesentlichen nur einer Biegebeanspruchung in Richtung der Hauptachse für das kleinere Hauptträgheitsmoment

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ausgesetzt sind, da die Hauptachsenrichtung für das kleinere Hauptträgheits- und Widerstandsmoment nicht oder nur geringfügig von der Hauptlastrichtung abweicht..Ein Abstützen der Pfette quer zur Spannrichtung ist dann nicht erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Gestaltung der Pfette in bezug auf ihre Festigkeit auf Biegung, Beulen und Kippen zu verbessern und höhere Werte hierfür zu erreichen. Die Erfindung zeichnet sich bei der beschriebenen Pfette dadurch aus, daß der Steg an den beiden Endbereichen mit einem zum Flansch rückspringenden Verlauf unter einem Winkel zum Flansch kleiner als 90° versehen ist, und daß an dem Ende der Flansche eine einwärts abgebogene Lippe angeordnet ist, die in einem definierten Längenverhältnis zur Flanschseite steht.

Durch eine solche Ausbildung der Querschnittsgestaltung der Pfette läßt sich die Beulfläche des Steges und des Flansches verkleinern und damit die ertragbaren Beulspannungen erhöhen. Über die Vergrößerung der mittragenden Breite von Flansch und Steg wird die ünempfindlichkeit des Profils gegen Beulen wesentlich erhöht. Es wird die Stegfläche auch im Bereich der größten Schubspannung versteift, was zugleich zu einer Steigerung der Tragfähigkeit des Profils auf Biegung führt. Die Lippen verbessern zusätzlich die Steifigkeit des Profils, insbesondere wenn sie im Druckbereich liegen, und verbessern die Knickbedingungen im Rahmen des Gesamtquerschnittes des Profils. Die vergrößerte mittragende Breite der Flansche des Profils läßt eine gegenüber dem üblichen Maß erhöhte Biegedruckspannung und auch kritische Beulspannung an dem Profil zu. Unter strenger Einhaltung dieser Voraussetzungen verbleibt nach dem Erreichen der Streckgrenze in Abhängigkeit von der Materialdicke ein Restmoment, welches eine Berechnung nach dem Traglastverfahren respektive einem Teil-Traglastverfahren gestattet.

Vorteilhaft wird der Winkel zwischen Flansch und Steg-Rücksprung in dem Bereich von etwa 60° gehalten, um dem Einspannungseffekt für die Flanschfläche eine gezielte wirksame Größenordnung zu geben.

Auch die Winkellage der Lippe zum ausgesteiften Flächenteil des Flansches ist von Bedeutung. Am wirkungsvollsten stehen in diesem Fall die Lippen senkrecht zur Fläche des Flansches, weil dann eine Ausweichbewegung gegenüber anderen Winkelstellungen erst sehr viel später eingeleitet wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung soll die Flanschbreite etwa in dem Bereich des Zwanzig- bis Vierzigfachen der Materialdicke des Profilstabes gehalten werden, und zwar unter Abzug der Abrundungsradien an den Flanschkanten gerechnet. Bei einem solchen Verhältnis kann die Flanschbreite als Biegeträger ohne Abminderung ebenso voll ausgenutzt werden wie die Beulspannung. Dabei kommen die Beulwellen vorteilhaft etwa im Bereich der Befestigungsabstände des Profils mit der Dachhaut zu liegen. Das Verhältnis von Lippenlänge zur durch die Radien abgeminderten Flanschbreite liegt zweckmäßig in dem Bereich von 1 : 1,8, wobei der Bereich bis zu etwa 2,5 sich erstrecken kann.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels nachstehend erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Pfette gemäß der Erfindung im Querschnitt und im Schema.

Die Pfette 1 als Z-Profil weist einen Steg 1 und Flansche 3 und 4 auf. Hierbei schließen die Flansche 3 und 4 des Pfettenprodils 1 mit dem Steg 2 einen von 90° abweichenden spitzen Winkel ein. Dieser Winkel ist je nach Dachneigung und Pfettenhöhe verschieden und sichtet sich danach, daß

die Hauptachse für das kleinere Trägheitsmoment des Profilquerschnittes zumindest angenähert mit der Richtung der von der Pfette aufzunehmenden Dachlast zusammenfällt. Im allgemeinen liegt die Dachneigung bei gewerblichen Bauten unterhalb von 15°. Der Bereich des Winkels erstreckt sich von etwa 17° bis 0°. Der Mittelbereich liegt bei 6°.

Der zu den Flanschen 3 und 4 des Profils schräg verlaufende Steg 2 weist - im Querschnitt gesehen - in dem Endbereich einen rückspringenden Verlauf 5 und 6 auf. Dieser Verlauf des Rücksprunges ist so gestaltet, daß der Winkel zwischen dem Flansch 3 und dem Rücksprung 5 bzw. dem Flansch 4 und dem Rücksprung 6 kleiner als 90° ist. Vorteilhaft ist ein Winkel Gamma von 60°. Ferner sind an den äußeren Kanten der Flansche 3 und 4 Abbiegungen bzw. Lippen 7 und 8 angeordnet, wobei die Lippen zweckmäßig senkrecht bzw. nahezu senkrecht zu den Flächen der Flansche 3 und 4 stehen sollen, um eine optimale Aussteifung der Flansche zu erhalten. Mit 9 und 10 sind Abrundungen zwischen dem Rücksprung und dem Flansch sowie dem Flansch und der Lippe bezeichnet.

Die Materialdicke des Profils kann zwischen etwa 1,5 bis 4 mm vorgesehen sein. Die meistgebräuchliche Dicke liegt bei 2 mm. Die Breite B der Flansche entspricht vorteilhaft etwa dem Zwanzig- bis Vierzigfachen der Materialdicke des Profilstabes, was zum Optimum der ausnutzbaren Biege- und kritischen Beulspannung bei dem Profil beiträgt. Das Verhältnis der Lippenhöhe L zur Flanschbreite B liegt etwa in dem Bereich von 1 : 2 bis 1 : 2,5. Es ist weiterhin zweckmäßig, den Rücksprung 5, 6 an dem schräg verlaufenden Steg 2 etwa in der Ebene der Höhe der Lippen 7, 8 an dem Steg 2 beginnen zu lassen. Dadurch ergibt sich eine Annäherung an das Maximum der Biege- und Beulsteifigkeit des Profils.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß man mit einem bestimmten Bereich der Höhe der Pfetten auskommt, so daß eine vereinfachte, kostengünstige Profilherstellung ermöglicht wird. Unter der Voraussetzung, daß die Flanschbreite bei allen Pfettenhöhen unverändert bestehen bleibt und eine gleichbleibende Stegneigung gewählt wird, kann ein für alle bauanwendungstechnischen Fälle günstiger Querschnitt erhalten werden. Wenn man den Höhenbereich gemäß der Praxis in den Bereich zwischen 180 und 300 mm legt und die Stegneigung mit 6° vorgibt, ergeben sich beispielsweise folgende praxisgerecht optimierte Dachneigungen:

H= 180 mm

Hauptachsenneigung gleich optimale Dachneigung 12°

H= 240 mm

Hauptachsenneigung gleich optimale Dachneigung 6°

H = 300 mm

Hauptachsenneigung gleich optimale Dachneigung 3°

Versuche haben gezeigt, daß die optimierten Querschnitte der Profile auch bei Abweichung von den vorgenannten, meist gebräuchlichen Dachneigungen über den Drehbettungseinfluß der verschiedenen Dachhautausführungen ein die Abweichungen mit deckendes Verhalten in bezug auf Steifigkeit und Stabilitätsverhalten zeigen, was ein breites Anwendungsspektrum ohne wesentliche Beeinträchtigung des Tragverhaltens zuläßt

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Claims

Ansprüche

1. Pfette aus einem einen Steg und Flansche an diesem aufweisenden Profil, z.B. I-, U-, C- oder Z-Profil, für eine geneigt verlaufende Dachhaut, bei der die Flansche des Pfettenprofils mit dem Steg einen von 90° abweichenden Winkel einschließen und die Größe dieses Winkels derart festgelegt ist, daß die Hauptachse für das kleinere Trägheitsmoment des Profilguerschnittes zumindest angenähert mit der Richtung der von der Pfette aufzunehmenden Dachhautlast zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (2) an den beiden Endbereichen mit einem zum Flansch (3,4) rückspringenden Verlauf (5,6) unter einem Winkel zum Flansch kleiner als 90° versehen ist, und daß an dem Ende der Flansche (3,4) eine einwärts abgebogene Lippe (7,8) angeordnet ist.

2. Pfette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen Flansch (3,4) und Steg-Rücksprung (5,6) 60° bzw. annähernd 60° beträgt.

3. Pfette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lippen (7,8) senkrecht zur Fläche der Flansche (3,4) stehen.

4. Pfette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschbreite (B) in den Bereich des Zwanzig- bis Vierzigfachen der Materialdicke des Profilstabes (1) vorgesehen ist.

5. Pfette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Höhe der Lippen (7,8) zur Flanschbreite (B) in dem Bereich von 1 : 1,8 bis 1 : 2,5 liegt.

6.. Pfette nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn des Rücksprunges (5,6) an dem Schrägsteg (2) etwa in der Ebene der Höhe der Lippen (7,8) vorgesehen ist.