DE2226476C3 - Raumtragwerk mit Scheibentragwerken aus Stäben und ausgesteiften Feldern, insbesondere zur Herstellung weitgespannter Bauwerkskonstruktionen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Raumtragwerk mit Scheibentragwerken aus Stäben und ausgesteiften Feldern, das vornehmlich zur Herstellung weitgespannter Bauwerkskonstruktionen verschiedener Formen dient.

Zum Überbrücken großer Spannweiten und Abfangen größerer Lasten sind verschiedene Konstruktionsarten bekannt, wie z. B. Fachwerkträger, Vollwandträger, geschlossene Scheiben, vorgespannte Balken oder aus solchen vorgenannten Baugliedern zusammengesetzte Tragwerke wie Trägerroste und Hohlkästen. Gemeinsames Merkmal dieser Bauarten, bedingt durch die relativ großen Konstruktionshöhen, ist der weitgehend unbenutzbare Raum zwischen den Konstruktionsgliedern.

Zum Überbauen größerer Spannweiten ist ferner die Verwendung von Rahmenträgern als Tragelemente bekannt. Oer Anwendungsbereich von Rahmenträgem aller Art ist wegen der relativ großen Weichheit dieser Tragwerke jedoch sehr begrenzt.

Bei Geschoßbauten mit geschlossenen Deckenflächen ist es zur Aufnahme der Windkräfte bei Skelettbauten bekannt, diese Kräfte durch vertikale Scheiben in den Endfeldern entweder durch Fachwerk oder durch Rahmen aufnehmen zu lassen (Buch »Industriebau«, von Prof. Dr. Walter H e η η , Verlag Georg D. W. Callwey, München, 196Ί, S. 60 und 61).

Bei Gelenkstabwerken werden die Windkräfte über geschlossene Horizontalscheiben in Vertikalscheiben eingeleitet, die in den Endfeldern angeordnet sind. Statt der Vertikalscheiben können auch verschiedene Arten von Fachwerkverbänden verwendet werden, wobei die vertikalen Scheiben oder Verbandsfelder in den Geschossen genau übereinander eingebaut sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Raumtragwerk mit Scheibentragwerken aus Stäben und ausgesteiften Feldern zu schaffen, bei dem die Stäbe und ausgesteiften Felder nach einem allgemein gültigen Konstruktionsprinzip ohne biegesteife Anschlüsse Tragwerkscheiben bilden, an denen äußere Kräfte beliebig angreifen können. Das Raumtragwerk mit Scheibentragwerken aus Stäben und ausgesteiften Feldern zeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch aus, daß die aus Stäben und ausgesteiften Feldern bestehenden Scheibentragwerke als Fachwerke ausgebildet sind, daß das Raumtragwerk aus diesen Scheibentragwerken insgesamt ausgesteifte Felder in einer Anzahl von mindestens /i = 3 k — (s + A +3) aufweist, daß jedes senkrechte und waagerechte Scheibentragwerk des Raumtragwerks ausgesteifte Felder von mindestens η — 2 k — (5 + A + 1) aufweist, wobei k die Anzahl der Knotenpunkte, s Anzahl der Stäbe, A Anzahl der Auflager in den verschiedenen Tragebenen bedeutet, und daß diese ausgesteiften Felder in den Scheibentragwerken derart angeordnet sind, daß alle Felder begrenzende Stabzüge der Scheibentragwerke entlang mindestens einer Seitenkante eines ausgesteiften Feldes verlaufen und/oder auf ein äußeres Auflager treffen, ohne daß die ausgesteiften Felder in einer unun !erbrochenen Reihe mit ihren Seitenkanten zusam menstoßend angeordnet sind.

Raumtragwerke mit dic*er Meikmalskomhinatioi sind rationell und wirtschaftlich herstellbar und wei sen eine besonders große Steifigkeit auf. Dabei is das Tragverhalten dieser Konstruktionen relati leicht erfaßbar. Die Stabilität des Raumtragwerk wird durch die Anzahl und Aufteilung der steife Felder in den Scheibentragwerken gewährleistet, s daß keine biegeste fen Verbindungen erforderlic

sind und die Fachwerkscheiben unabhängig von der Lagerungsart innerlich statisch ^vjestimmt ausgeführt werden können. Das Konstruktionsprinzip gemäß der Erfindung ermöglicht die wirtschaftliche Stabilisierung von vielgliederigen Skelett-Tragwerken mit geringem Aufwand.

Bei den Scheiben des Raumtragwerkes werden in eineT. quadratischen oder rechteckigen ebenen Stabraster aus einer Vielzahl von gelenkig miteinander verbundenen Stäben nur so viele der vorhandenen Felder durch Diagonalen ausgesteift, daß sich unter Belastungen in der Scheibenebene keine Instabilität ergibt. Dies bedeutet, daß die angegebene erstere Bedingung für die Scheibentragwerke erfüllt sein muß. Die so konstruierten Stabscheiben sind bei Belastung in der Scheibenebene an den Stabknotenpunkten jeweils rechtwinklig zur Scheibenebene gehalten. Es ist auch möglich, alle oder einen Teil der Stäbe rechtwinklig zur Scheibenebene durch größere Stabdicke steifer zu machen, so daß eine horizontale Halterung der Knoten nicht erforderlich ist. Bei einer gelenkigen Verbindung der Stäbe in Scheibenebene müßten in diesem Falle scharnierartige Gelenke verwendet werden, um die Biegesteifigkeit der Scheibe rechtwinklig zur Belastung zu gewährleisten. Dabei muß die erforderliche Anzahl an Diagonalen oder Schotten nach bestimmten Gesichtspunkten auf die Vielzahl der nicht ausgesteiften Rasterfelder der Scheibe verteilt werden. Je mehr Rasterfelder in beiden Richtungen eine Scheibe aufweist, desto mehr Möglichkeiten gibt es, die ausgesteiften Felder so im System zu verteilen, daß sich ein stabiles Tragwerk ergibt. Durch eine gute Verteilung der Diagonalen oder Schotten im System läßt sich eine relativ gleichmäßige Verteilung der Kräfte in der Scheibe und damit eine große Wirtschaftlichkeit erzielen. Vergrößert man die Anzahl der ausgesteiften Felder über die Mindestanzahl nach der angegebenen Formel, dann ergibt sich bei entsprechender Verteilung ein statisch unbestimmtes Scheibensystem. Auch durch eine biegcsteife Ausbildung einzelner oder aller Knotenpunkte des Systems in Verbindung mit ausgesteiften Feldern ergibt sich ein statisch unbestimmtes Tragwerk.

Dieses Prinzip des Aufbaus der Scheiben, nämlich gelenkig miteinander verbundene Stäbe durch ausgesteifte Felder zu stabilisieren, gilt auch für das Raumtragwerk. Für das gesamte Raumtragwerk ist für die mindestens erforderliche Zahl der einzubauenden Diagonalstäbe oder Schotten die vorstehend genannte zweite Bedingung zu erfüllen, um ein stabiles System zu erhalten. Bei dem Raumtragwerk, z. B. bestehend aus mehrgeschossigen vertikalen Stützen in einem quadratischen Grundrißraster und horizontalen Riegeln in beiden Rasterrichtungen jeweils in allen Geschoßhöhen mit gelenkigen Knotenpunkten, sind in allen drei Hauptachsenrichtungen ausgesteifte Felder in der erwähnten Mindestzahl einzubauen. Ein solches Raumtragwerk kann freitragend hergestellt werden, so daß z. B. nur einige äußere Stützen gegründet sind und alle übrigen Stützen in Höhe der unteren Riegellage enden und auf diese Weise ein großer stützenfreier Raum unter dem Tragwerk entsteht.

Auch bei den räumlich wirkenden Systemen ist die Verteilung der erforderlichen ausgesteiften Felder auf die horizontalen und die verschiedenen vertikalen Ebenen von Bedeutung. Wie bei den ebenen Scheiben kann es auch bei den Raunilrai>werken mehrere Möglichkeiten einer Aufteilung der ausgesteiften Felder geben, die zu einem stabilen Systerr führen, nur ergeben diese Möglichkeiten unterschiedlich wirtschaftliche Konstruktionen. Dadurch, daß es bei den meisten Raumkonstruktionen für die erforderliche Zahl an Diagonalstäbep. oder Schotten viele Anordnungsmöglichkeiten gibt, ist eine weitgehende Anpassung an die vorgesehenen Raumnutzungen gegeben. Die Stäbe dieser Raumtragwerke können dabei zusätzlich auf Biegung beansprucht werden, z. B. durch Vertikallasten auf den Geschoßdecken. Wie bei den zuerst beschriebenen ebenen Scheiben werden auch die räumlich wirkenden Systeme durch zusätzlich angeordnete ausgesteifte Felder an bestimm-

ls ten Stellen oder durch zusätzlich biegesteif ausgebildete Stabknoten statisch unbestimmt.

Mit Hilfe des Konstruktionsprinzips ist es also möglich, trotz gelenkiger Ausbildung von Stabknoten und trotz eventueller Abfangungen von Geschoßstüt-

»o zen durch wenige ausgesteifte Felder steife Tragskelette zu bauen, die in allen Geschossen eine flexible Nutzung zulassen. Besonders geeignet sind derartige in allen Geschossen voll nutzbare Hohlplattenkonstruktionen für die Überbauung großer stützenfreier

as Räume, z. B. Verkehrsflächen in Stadtkernen. Auch beim Bau von Hochhäusern beliebiger Grundrisse ergeben sich neue Möglichkeiten. Mehrere Hohlplatten können so angeordnet werden, daß zwischen diesen Raumkonstruktionen jeweils stützenfreie Großgeschösse entstehen. Dabei können die einzelnen Hohlkonstruktionen durchaus unterschiedlich in der Anordnung, im Raster und in der Grundrißgestaltung sein. Auch die Scheiben können ungleiche Feldgrößen oder fünf- und mehreckige Stabfelder aufweisen.

Nach diesen Konstruktionsgedanken sind ebene Scheiben der verschiedensten Lagerungsbedingungen und Formen, wie z. B. Durchlaufscheiben, rahmenförmige Scheiben usw., ebenso herstellbar wie Scheiben mit örtlichen Verstärkungen (z. B. pilzdeckenartigcs Stabtragwerk) oder Raumtragwerke unterschiedlicher Grundrisse, Stützenraster und Lagerungsarten. Die Stäbe der Konstruktionen, die im folgenden auch als Stützen, Riegel oder Diagonalen bezeichnet werden, können beliebige Querschnitte haben und können aus allen geeigneten Baustoffen, wie z. B. Stahl, Aluminium, Stahlbeton, Stahlleichtbeton, vorgespannten Baumaterialien usw., hergestellt werden. Besonders geeignete Stabfarmen sind alle gebräuchlichen Stahlprofilarten und die üblichen Querschnitte im Stahlbetonbau. Als Schotten eignen sich besonders allseitig durch Stützen und Riegel begrenzte Stahlbetonscheiben, die auch vorgespannt sein können. Es können aber auch ausgesteifte Blechtafeln als Schotten verwendet werden.

Eine weitere Anwendung dieses Konstruktionsprinzips ergibt sich, wenn vielzellige prismatische Faltwerke rechtwinklig zur Haupttragrichtung der Faltwerke durch eine geringe Anzahl von Schotten oder Diagonalen ausgesteift werden. Es könnte also z. B. ein prismatisches Faltwerk, bestehend aus mehreren senkrecht und waagerecht angeordneten Faltwerksschciben, die die Funktionen von Geschoßdecken und Wänden haben, an den beiden offenen Stirnseiten wie eine Scheibe aus Stäben durch nur wenige Diagonalen oder Schotten ausgesteift werden. Dabei ist es möglich, lediglich die aussteifenden Stirnscheiben an je zwei Punkten zu unterstützen, so daß das Faltwerk sich frei von Stimschcibe zu Stirn-

scheibe spannt. Die Verbindungen der einzelnen Faltwerksscheiben miteinander können scharnierartig oder biegesteif sein.

Für die Herstellung derartiger Konstruktionen können weitgehend werksmäßig vorgefertigte Bauelemente verwendet werden. Um die Montage auf der Baustelle zu vereinfachen, kann bei einer Herstellung des Tragwerks aus Stahlprofilen statt der üblichen Schweiß- oder Schraubverbindungen eine Kombination aus Schraub- und Bolzenverbindungen verwendet werden. Dazu müßte einer der beiden zu verbindenden Stäbe mit aufgeschweißten Bolzen und der andere mit genau dazu passenden Bohrungen versehen werden. Zusätzlich müßten je nach Flächengröße der Bolzenverbindung eine oder mehrere Schrauben angeordnet werden. Diese Verbindungen können ein- oder mehrschnittig ausgeführt werden.

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele nachstehend erläutert.

F i g. 1 bis 5 zeigen ein eingeschossiges Raumtragwerk gemäß der Erfindung im Schema. Hierbei zeigt

F i g. 1 den Grundriß eines an sechs Punkten gestützten eingeschossigen Raumtragwerkes,

F i g. 2 eine äußere Längsscheibe nach der Linie II-II des Raumtragwerkes der F i g. 1,

F i g. 3 eine innere Längsscheibe nach der Linie III-III des Raumtragwerkes der F i g. 1,

F i g. 4 und 5 die untere und obere Horizontalsdieibe des Raumtragwerkes nach IV-IV und V-V der F ig. 2;

F i g. 6 bis 8 stellen ein an den vier Eckpunkten gestütztes, großflächiges eingeschossiges Raumtragwerk dar, wobei

F i g. 6 den Grundriß,

Fig.7 eine vertikale Innenscheibe nach VIl-VII der F i g. 6 und

F i g. 8 eine der beiden Horizontalscheiben nach VIII-VIII der Fig. 7 zeigt;

F i g. 9 bis 13 stellen ein an allen Rasterpunkten vertikal gestütztes Raumtragwerk dar, und zwar

F i g. 9 im Längsschnitt die Ansicht der mittleren Vertikalscheibe nach IX-IX der F i g. 13,

F i g. 10 im Querschnitt nach X-X der F i g. 13 und

F i g. 11 und 12 in zwei Horizontalschnitten die Horizontalscheiben nach XI-XI und XII-XII der F i g. 9 und

F i g. 13 im Grundriß;

Fig. 14 und 15 zeigen im Grundriß und in der Längsansicht nach XV-XV der F i g. 14 zwei zweigeschossige Raumtragwerke mit einem stützenfreien Zwischengeschoß;

Fig. 16 bis 19 zeigen ein zweigeschossiges Raumtragwerk, wobei

F i g. 16 den Grundriß nach XVI-XVI der F i g. 18 und

Fig. 17 den .Grundriß nach XVII-XVII der Fig. 18 und

F i g. 18 die vertikale Außenscheibe nach XVIII-XVIII der F i g. 16 und

Fig. 19 eine Mittelscheibe nach XIX-XIX der Fig. 17 zeigt;

Fig.20 bis 22 stellen im Längsschnitt und zwei Grundrissen eine zweigeschossige, als Keller nutzbare Fundamenthohlplatte dar;

F i g. 20 nach XX-XX der F i g. 22 und

Fig.21 und 22 nach XXI-XXI und XXII-XXH der F ig. 20;

F i g. 23 und 24 zeigen in der Ansicht und im Grundriß ein viclgeschossiges ausgesteiftes Raumtragwerk;

F i g. 25 und 26 zeigen eine Variante zu dem in den F i g. 23 und 24 gezeigten Raumtragwerk mit horizontalen Teilscheiben und vertikalen Vollscheiben;

F i g. 27 und 28 zeigen zwei weitere Beispiele von ausgesteiften Stabscheiben als Teil eines Raumtragwerkes;

ίο Fig.29 bis 34 zeigen die Grundrisse und die verschiedenen Vertikalscheiben eines zweigeschossigen Raumtragwerkes;

F i g. 35 zeigt eine Horizontalscheibe des Tragwerks der F i g. 29 bis 34, die als Teilscheibe wirkt; Fig. 36 stellt eine Variante zu der Vertikalscheibe der F i g. 32 in massiver Bauweise, d. h. mit geschlossener Schottenfläche, dar;

Fi g. 37 bis 41 veranschaulichen ein Bauwerk, das aus zwei zweigeschossigen, allseits auskragenden ίο Raumtragwerken besteht, bei dem unter jedem Tragwerk ein großer stützenfreier Raum besteht;

F i g. 37 und 38 zeigen die Grundrisse der Raumtragwerke;

F i g. 39 und 40 zeigen zwei Vertikalscheiben der Raumtragwerke;

F i g. 41 stellt eine Ansicht des Bauwerkes dar;

Fig.42 bis 44 zeigen in einem Grundriß, einem Horizontalschnitt durch die Deckenkonstruktion und einer Ansicht ein dreigeschossiges, an den drei Eckpunkten aufgelagertes Raumtragwerk;

F i g. 45 bis 48 zeigen ein zweigeschossiges Raumtragwerk, das an drei Punkten gestützt wird und über einem Sechseckraster konstruiert ist. Eine der drei Horizontalscheiben zeigt Fig. 45, eine Ansicht Fig. 46, und die beiden Grundrisse sind in Fig. 47 und 48 dargestellt;

Fig.49 bis 55 veranschaulichen ein ringförmiges viergeschossiges Raumtragwerk mit einem freien Innenbereich, wobei das Tragwerk nur an den vier inneren Eckpunkten aufgelagert ist. Einen Querschnitt durch die Mitte des Systems zeigt F i g. 49, die untere Horizontalscheibe ist in Fig.50 und eine Vertikalscheibe in Fig.51 zu sehen. Fig.52 bis 55 zeigen die vier Grundrisse;

Fig.56 und 57 zeigen in der Draufsicht und im Schnitt eine horizontale Stabscheibe in Verbindung mit einer Pilzdecke aus Stäben für ein Raumtragwerk;

F i g. 58 und 59 zeigen weitere Pilzanordnungen. Das eingeschossige Raumtragwerk nach den F i g. 1 bis 5 ist an den sechs Punkten 1 aufgelagert An allen Punkten 2 sind Vertikalstäbe im Innerer des Tragwerkes angeordnet. Mit 3 sind, die ausge steiften Felder bezeichnet. Die dünnen Linien 4 ai den äußeren Längsseiten des Tragwerksystems kenn zeichnen zwei Felder ohne Diagonalen. Alle Knoten punkte S des Raumtragwerkes können gelenkig aus gebildet werden. Die Gurtstäbe 6 und 7 werde! außer durch Normalkräfte auch durch Biegemc mente aus örtlicher Belastung im und auf dem Höh! kasten beansprucht. An den Verbindungsknoten de Diagonalen 8 mit den Stäben 7 werden die Stäbe horizontal (in Scheibenebene) biegesteif ausgeführ Die untere Horizontalscheibe (Fig.4) ist als VoI scheibe ausgeführt, d. h., sie kann in Scheibeneber beliebig belastet werden, sofern die Lasten in d« Knoten angreifen. Dagegen ist die obere HorizontE scheibe als Teilscheibe konstruiert und mit wenig

Diagonalen 9 verschen worden. Würde auch die obere Horizontalschcibe als Vollscheibe mit fünf Diagonalstäben versehen, könnten zwei Diagonalpaare in den vertikalen Feldern entfallen, ohne daß das System instabil werden würde.

Bei dem eingeschossigen Raumtragwerk der F i g. 6 bis 8, das an den vier Eckpunkten 10 aufgelagert ist, sind im Inneren Vertikalstäbe 11 angeordnet und nur dort, wo gestrichelte Linien in F i g. 6 gezeichnet sind, ausgesteifte Vertikalfelder 12 eingebaut worden. Auch bei diesem Raumtragwerk ist eine der beiden Horizontalscheiben mit neun Diagonalstäben 13 als Vollscheibe ausgebildet (Fig. 8), die zweite Horizontalscheibe wird nur mit acht ausgesteiften Feldern versehen.

Die Stützen 14 der Skelettkonstruktion der F i g. 9 bis 13 sind an allen zwanzig Rasterpunkten 15 unterstützt. In jedem der Geschosse sind sieben ausgesteifte Felder 16 (Fig. 13) eingebaut. Die unterste der fünf HorizontaKcheiben ist mit sechs Diagonalen 17 (Fig. 12) als Vollscheibe ausgebildet; alle übrigen Horizontalscheiben (Fig. 11) haben nur zwei ausgesteifte Felder. Für das ganze Raumtragwerk sind zweiundvierzig ausgesteifte Felder erforderlich. Wurden z. B. alle fünf Horizontalscheiben als Vollscheiben entsprechend Fig. 12 hergestellt, könnten je Geschoß entweder vier vertikale Querschotten oder drei Quer- und ein Längsschott entfallen.

In den Fig. 14 und 15 sind Hohltragwerkkonstruktionen unter ausschließlicher Verwendung von Diagonalstäben 22 in den vier Längsvertikalscheiben skizziert. Die Hohltragwerke werden an den Endquerscheiben 20 aufgelagert und vertikal durch Auflager 18 und horizontal durch das Auflager 19 gestützt. Bei dieser Konstruktion werden alle Horizontalscheiben 23 als Vollscheiben ausgeführt. Im Grundriß der Fig. 14 ist zu erkennen, daß die Raumaufteilung eines Hohltragwerkgeschosses nur durch die Diagonalbereichc 21 festgelegt wird. Ein zweigeschossiges Diagonalfachwerk mit Gelenkknoten ist nur durch den Zusatzstab 24 statisch bestimmt.

Ein ähnliches Hohltragwerk ist in Fig. 16 bis 19 dargestellt. Es lagert an den vier Eckpunkten 25 auf und wird durch zweigeschossige Diagonalfachwerke in beiden Richtungen gebildet. Die beiden Grundrisse Fig. 16 und 17 werden durch die Diagonalbereiche 26 aufgeteilt. Weil auch bei diesem System die Geschoßdecken als Horizontalscheiben ausgeführt werden, ist nur bei den außenliegenden Fachwerken (F i g. 18) der Zusatzstab 27 angeordnet worden.

Das in Fig.20 bis 22 dargestellte Fundamenthohltragwerk wird durch zehn äußere Vertikalkräfte 28 und durch Horizontalkräfte 29 beansprucht. Die Nutzung der beiden Hohltragwerkgeschosse wird nur durch die Schotten 30 und die frei stehenden Stützen 31 beeinträchtigt. Durch die Schotten 30 und die horizontalen Deckenplatten 32 ist die Hohlplatte so ausgesteift, daß die ganze Fläche unter der Hohlplatte durch Bodenpressungen beansprucht wird. In den Deckenplatten 32 und Außenwänden 33 sind Öffnungen in der Größe der jeweiligen Rasterfelder an einigen Stellen möglich, ohne die Stabilität des Systems zu beeinträchtigen.

In den F i g. 23 und 24 ist ein statisch bestimmtes Raumtragwerk dargestellt, bei dem alle sechzehn Stüt7.en durch Auflager 34 unterstützt und alle Stabknoten gelenkig ausgebildet werden. Für das System werden insgesamt hundertundeins ausgesteifte Felder benötigt. In den dreizehn als Vollscheiben ausgeführten Horizontalscheiben (F i g. 24) werden je fünf Felder durch Diagonalen 35 ausgesteift. Die vier außenliegenden Vertikalscheibenebenen werden nur durch je neun Diagonalen 36 ausgesteift, wobei aber in jedem Geschoßschnitt drei Diagonalen 36 nötig sind. Alle vier innenliegenden Vertikalebenen bleiben frei von Diagonalen. Bei der Variante (F i g. 25 und 26)

ίο wurde eine andere Verteilung der erforderlichen hundertundeins Diagonalen vorgenommen. Auf die als Teilscheiben konstruierten Horizontalebenen entfallen je vier Diagonalen 35 mit Ausnahme einer Horizontalscheibe, die fünf Diagonalen, wie in Fig. 24 dargestellt, erhalten muß. Die vier äußeren Vertikalscheiben werden mit je zwölf Diagonalen 36 versehen.

Bei der ebenen Stabscheibe der F i g. 27 mit gelenkigen Knoten werden von den vorhandenen neun-

ao unddreißig Feldern nur fünfzehn durch. Diagonalen 39 versteift, um das Tragwerk zu einer stabilen Scheibe zu machen.

Die in Fig.28 dargestellte Scheibe ist an den äußeren Fußpunkten 40 horizontal und vertikal ge-

a5 stützt. Achtzehn Diagonalstäbe 41 sind erforderlich, um das Gelenksystem zu stabilisieren. Stabscheibensysteme gemäß diesem Konstruktionsprinzip sind sinngemäß auch als Durchlaufscheiben über drei oder mehr Stützungen herstellbar, wobei die Stützungsrichtungen unterschiedlich sein können.

Das Hohltragwerk der F i g. 29 bis 36 weist fünf Rasterlängen in beiden Grundrißrichtungen auf. Aufgelagert ist die Platte nur an den Eckpunkten 48. Die beiden Grundrisse der F i g. 29 und 30 sind lediglich durch die Diagonalen 49 und die Stützen 52 in ihrer Nutzung behindert. Zwei der drei Horizontalscheiben bestehen aus Gurten 50 und acht Diagonalen 51; die dritte Horizontalscheibe ist mit neun Diagonalen versehen. Bei einer Hohlplattenausführung aus Stahlbeton würde die Vertikalscheibe nach F i g. 36 die gleiche Funktion übernehmen wie die Scheibe nach Fig. 32. Dabei können einzelne Konstruktionsglieder, wie z. B. die Schotten 53 oder die unteren Gurte 55, vorgespannt werden. Von den Deckenplatten 54 müssen nur die Felder schubfest mit den Gurten 55 verbunden werden, die eine Funktion als aussteifendes Feld des Gesamtsystems erfüllen. Ein solches System ist auch aus zusammengespannten Stahlbetonfertigteilen denkbar. Auch eine Mischbauweise aus Fertigteilen und am Ort betonierten Baugliedern ist durchführbar. Die Einzelstützen 56 entsprechen genau den Stützen 52 der Grundrisse der F i g. 29 und 30.

Bei der in den F i g. 37 bis 41 dargestellten Kon-

struktion handelt es sich um ein Raumhohltragwerk, das allseitig um eine Feldlänge auskragt und aul zwanzig Punkten 57 aufliegt. Ein Teil der erforderlichen vertikalen Schotten 58 oder Diagonaler hätte auch in die Fassadenebenen verlegt werden können. Wie in Fig.41 angedeutet, wurden bei diesem Beispiel zwei Hohltragwerke mit Zwischenraum übereinander angeordnet. Dadurch ergeben sich un ter den Hohltragwerken mit jeweils zwei Geschosser α und b zwischen den Stützen 57' stützenfreie Innen bereiche 59 in der Größe von fünfundzwanzig Ra sterfcldem.

Hohlkastenkonstruktionen der beschriebenen Ar sind auch durchlaufend über mehreren Stützungen ii

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allen drei räumlichen Achsrichtimgen mil einem Minimum an ausgesteiften Feldern ausführbar.

Die dreigeschossige Hohlplatte mit dreicckföimigem Grundriß der F i g. 42 bis 44 ist lediglich an den Eckpunkten 60 gestützt. Alle drei Grundrisse sind so aufgeteilt, daß nur jeweils ein ausgesteiftes Feld 61 in den Raum hineinragt. Die übrigen Schulten in den Fassadenebenen und die frei stehenden Stützen 62 behindern die Raumnutzung kaum. Bei einer Stabanordnung entsprechend der F i g. 43 ist mit der geringstmöglichen Anzahl an Stäben 63 eine horizontale Scheibe hergestellt worden.

Mit dem in den drei Punkten 64 gestützten Hohltragwerk der F i g. 45 bis 48 sollen die vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten dieser Bauweise gezeigt werden. Auch bei einem Sechseck raster können annehmbare Grundrißaufteilungcn wegen der geringen Anzahl an erforderlichen ausgesteiften Feldern aus Stützen 69 und Diagonalen 66 erzielt werden. Die mit einem dünnen Strich gekennzeichneten Felder 67 der Fassadenebene sind diagonalfrei. Alle drei horizontalen Scheiben werden, wie in Fig. 45 dargestellt, aus Gurtstäben 68 und Diagonalen 65 erstellt.

In den F i g. 49 bis 55 ist ein ringförmiges, nur an den inneren Eckpunkten 70 gestütztes System gezeigt. Für das gesamte Tragwerk sind hundertsiebenundneunzig ausgesteifte Felder erforderlich. Die drei unteren Horizontalscheiben werden mit je einundzwanzig Diagonalstäben 71, die beiden übrigen Horizontalscheiben mit siebzehn bzw. dreizehn Diagonalen versehen. In den vier Grundrissen der F i g. 52 bis 55 und den beiden Vertikalschnitten der F i g. 49 und 51 sind die Vertikaldiagonalen 72 und die Stützen 73 dargestellt. Keine der vier Grundrißebenen ist durch die Konstruktionselemente in ihrer Benutzbarkeit wesentlich eingeschränkt.

Eine weitere Anwendung des Konstruktionsprinzips ist in den F i g. 56 und 57 gezeigt. Hier ist dargestellt, wie eine Pilzdecke aus Profilstäben hergestellt werden kann. Die Konstruktion wird durch Miltelstützcn 74, Randstützen 75, zweifeldrigen Riegeln 76, schlagen Kopfstreben 77 und Horizontaldiagonalen 78 gebildet. Auch dieses Tragwerk wirkt wegen der Diagonalen als Horizontalscheibe.

ao Eine Variante dieser Pilzdecke mit einer anderen Pilzaufteilung ist in den F i g. 58 und 59 zu sehen. Durch die neun horizontalen Diagonalen ist die Scheibenwirkung der Decke gegeben. Wegen der zweifeldrigen Ausführung der Riegel 76 ist das Sy-

»5 stern genau wie das System des Beispiels der F i g. 56 und 57 auch bei wechselnder Nutzlast stabil.

Hierzu 16 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Raumtragwerk mit Scheibentragwerken aus Stäben und ausgesteiften Feldern, insbesondere zur Herstellung weitgespannter Bauwerkskonstruktionen, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Stäben und ausgesteiften Feldern bestehenden Scheibentragwerke als Fachwerke ausgebildet sind, daß das Raumtragwerk aus diesen Scheibentragwerken insgesamt ausgesteifte Felder in einer Anzahl von mindestens n = 3Jt-(> + /!+3) aufweist, daß jedes senkrechte und waagerechte Scheibentragwerk des Raumtragwerks ausgesteifte Felder von mindestens .1 = 2 Jt - (s -r /4 +1) aufweist, wobei k die Anzahl der Knotenpunkte, 5 Anzahl der Stäbe, A Anzahl der Auflager in den verschiedenen Tragebenen bedeutet, und daß diese ausgesteiften Felder in den Scheibentragwerken derart angeordnet sind, daß alle Felder begrenzende ao Stabzüge der Scheibentragwerke entlang mindestens einer Seitenkante eines ausgesteiften Feldes verlaufen und/oder auf ein äußeres Auflager treffen, ohne daß die ausgesteiften Felder in einer ununterbrochenen Reihe mit ihren Seitenkanten zusammenstoßend angeordnet sind.

2. Raumtragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussteifung eines Feldes durch mindestens einen diagonal verlaufenden Stab erfolgt.

3. Raumtragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussteifung eines Feldes durch eine geschlossene Schottenfläche vorgesehen ist.

4. Raumtragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauwerkskonstruktion aus einer Mehrzahl von Raumtragwerken gebildet ist.

5. Raumtragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bau-Werkskonstruktion in einzelnen Scheibentragwerken Fachwerke aufweist, deren Höhe die Höhe eines Geschosses übersteigt.

6. Raumtragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in drei Achsrichtungen wirkende Raumtragwerk in einer oder mehreren Tragrichtungen über metir als zwei Stützungen durchläuft.

7. Raumtragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Raumtragwerk als Rechteckraster gestaltet ist.

8. Raumtragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Raumtragwerk als Dreieck- oder Polygonraster gestaltet ist.

9. Raumtragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Raumtragwerk als prismatisches Hohlfallwerk ausgebildet ist.

10. Raumtragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Raumtraüwerk als Fachwerkkonstruktion in Pilzform ausgebildet ist.