[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine modulare Fachwerkkonstruktion aus Beton,
bestehend aus Gurten, Pfosten und/oder Diagonalen sowie Knotenelementen und Zugelementen,
insbesondere für ebene und räumliche Tragwerke im Hoch-, Industrie- und Brückenbau.
[0002] Fachwerkkonstruktionen bestehen im Allgemeinen aus stabförmigen Tragelementen, den
Gurten und Füllstäben, die an den Fachwerkknoten miteinander verbunden werden. Dadurch
wird ein Tragwerk gebildet, das die auftretenden Einwirkungen hauptsächlich durch
Zug- und Druckkräfte überträgt und eine effiziente Ausnutzung des Materials ermöglicht.
Deshalb eignen sich Fachwerke besonders gut, um große Spannweiten mit einem vergleichsweise
geringen Konstruktionseigengewicht zu überbrücken.
[0003] Fachwerkkonstruktionen werden auf dem Gebiet des Bauwesens im Hoch-, Industrie- und
Brückenbau eingesetzt. Typische Anwendungen im Hochbau sind ebene und räumliche Fachwerkbinder
als Dachtragwerke für Mehrzweckhallen wie z. B. Sport- und Freizeitbauten, Ausstellungshallen
oder Versammlungsräume [1], [2]. Im Industriebau werden Fachwerke als Dachbinder oder
Rahmentragwerke im Hallenbau [2], [3] sowie als Kranbahnträger oder für Förderband-
bzw. Rohrleitungsbrücken verwendet. Auch finden Fachwerke für weitgespannte Unterzüge
in Geschossbauten und für Aussteifungsverbände Anwendung. Des Weiteren kommen Fachwerkkonstruktionen
auch für hochbelastete Stützen, für Verkehrszeichenbrücken sowie für Freileitungs-
und Antennenmasten zum Einsatz. Im Brückenbau werden Fachwerke als räumliche und ebene
Fachwerkbinder im Großbrückenbau [4], [5], als auch für Geh- und Radwegbrücken [6],
[7] eingesetzt.
[0004] Auf dem Gebiet des Bauwesens werden Fachwerkkonstruktionen hauptsächlich aus Stahl
und Holz, selten aus Beton hergestellt.
[0005] Mit Fachwerkkonstruktionen aus Baustahl, lassen sich auf Grund der hohen Materialfestigkeit,
des günstigen Rohdichte-Festigkeits-Verhältnisses und der Möglichkeit, relativ dünnwandige
Querschnitte herstellen zu können, die statisch-konstruktiven Vorteile von Fachwerkkonstruktionen
effektiv umsetzen. Dabei sind Stützweiten von mehr als 100 m realisierbar [8].
[0006] Die Ausbildung der Knotenpunkte erfolgt in der Regel durch Schraub- oder Schweißverbindungen
[9], teilweise auch mit Hilfe vorgefertigter Gussknoten aus Stahl [5], [10]. Infolge
von Massungenauigkeiten können bei der Verwendung von Gussknoten Probleme bei der
Montage auftreten, die zu zeit- und kostenaufwendigen Nacharbeiten führen [11].
[0007] Ein System, das speziell bei räumlichen Fachwerken eine unkomplizierte Verbindung
der Stäbe gestattet, ist das MERO
®-Raumfachwerksystem [12]. Bei diesem System werden die Fachwerkstäbe mit Hilfe eines
Knotenelements [13], das unterschiedliche Richtungen und Neigungen der Stäbe ermöglicht,
durch einfache Schraubmontage miteinander verbunden.
[0008] Fachwerkkonstruktionen aus Stahl eignen sich zur Vorfertigung im Werk, da sie sich
leicht in Segmente zerlegen lassen, die gut transportiert und auf der Baustelle montiert
werden können. Allerdings sind bei Baustellenstößen oft Nacharbeiten am Korrosionsschutz
der Konstruktion notwendig, die kostenintensiv sind und teilweise nicht die Qualität
der werkseitig aufgebrachten Beschichtung erreichen.
[0009] Nachteilig bei Stahlfachwerken sind die im Vergleich zu Fachwerken aus Beton oder
Holz höheren Materialkosten und der hohe Fertigungsaufwand für die zum Teil komplexen
Knotenverbindungen.
[0010] Daneben sind bei Fachwerken aus Stahl oft zusätzliche Maßnahmen zur Gewährleistung
des Brandschutzes, z. B. die Ummantelung der Konstruktion mit Spritzbeton bzw. kostenintensiven
Schutzanstrichen erforderlich. Weiterhin beeinträchtigen die Aufwendungen zur Erhaltung
des Korrosionsschutzes die wirtschaftliche Effizienz von Fachwerkkonstruktionen aus
Stahl.
[0011] Fachwerkkonstruktionen aus Holz bzw. Brettschichtholz werden wirtschaftlich nur für
kleinere Spannweiten bis etwa 30 m eingesetzt [14]. Die Knotenverbindungen bei Fachwerken
aus Holz bzw. Brettschichtholz werden meistens mit Hilfe von Nagelblechen, eingepressten
Nagelplatten, Stabdübel-Blechverbindungen oder spezieller Dübelverbindungen ausgeführt
[15]. Analog zu Fachwerken aus Stahl werden Knotenverbindungen auch mit Hilfe des
MERO
®-Knotens hergestellt. Reine Nagelverbindungen, z. B. bei Nagelfachwerkbindern, kommen
nur bei Konstruktionen mit geringen Stützweiten vor. Baustellenverbindungen sind bei
Fachwerkkonstruktionen aus Holz- bzw. Brettschichtholz mit vertretbarem Aufwand herzustellen.
So lassen sich die Fachwerkkonstruktionen in Segmente zerlegen, die im Werk vorgefertigt
werden. Die Elemente können einfach zur Baustelle transportiert und dort montiert
werden. Ähnlich wie bei Stahlfachwerken sind bei den Holz- und Brettschichtholzfachwerken
des Ingenieurholzbaus die Herstellungskosten für die Knotenverbindungen hoch. Nachteilig
bei Holz- bzw. Brettschichtholzfachwerken sind die, z. B. infolge des Feuchtigkeitsgehalts,
stark schwankenden Materialkennwerte, die eine optimale Ausnutzung des Materials erschweren.
Um den Brandschutz zu realisieren, müssen die Stahleinbauteile der Knotenverbindung
vor Flammen geschützt werden und die Stabquerschnitte müssen ausreichende Abmessungen
besitzen. Anderenfalls sind Brandschutzanstriche oder schützende Ummantelungen erforderlich.
Während der Widerstand von Holz gegenüber chemischen Angriffen hoch ist, sind zum
Schutz gegen Feuchte meistens zusätzliche Schutzanstriche bzw. konstruktive Maßnahmen
notwendig.
[0012] Fachwerkkonstruktionen aus normalfesten Betonen haben den Nachteil, dass sie auf
Grund des schlechten Rohdichte-Festigkeits-Verhältnisses des Materials deutlich schwerer
als vergleichbare Konstruktionen aus Stahl oder Holz sind. Darüber hinaus müssen die
Querschnitte aus schalungstechnischen Gründen und zum sachgemäßen Einbau der Bewehrung,
Spannglieder und des Betons bestimmte Mindestabmessungen besitzen, die ebenfalls zur
Erhöhung der Konstruktionseigenlast beitragen.
[0013] Die Knotenpunkte werden in der Regel monolithisch ausgebildet, wodurch sich im Knotenbereich
komplizierte Bewehrungs- bzw. Spanngliedführungen ergeben, die sorgfältig geplant
und ausgeführt werden müssen [16]. Zur Reduzierung von Spannungsspitzen müssen die
Anschlüsse zwischen dem Knoten und den Stäben in der Regel ausgerundet werden. Dadurch
erhöhen sich der Fertigungsaufwand und die Herstellungskosten.
[0014] Die Herstellung von Fachwerkkonstruktionen auf der Baustelle konnte sich auf Grund
ausführungstechnischer Schwierigkeiten, wie der kostenintensiven Schalungskonstruktion,
den zeitaufwendigen Bewehrungsarbeiten und den schwierigen Verhältnissen bei der Betonage
auf dem Markt nicht durchsetzen [18]. Die Vorfertigung von Fachwerkkonstruktionen
im Werk erlaubt eine kostensenkende Mehrfachverwendung der Schalung und vereinfacht
die Betonagearbeiten. Die komplexe Bewehrungsführung im Bereich der Knotenpunkte wirkt
sich jedoch auch bei den im Werk hergestellten Konstruktionen negativ auf die Herstellungskosten
aus.
[0015] Durch die Zerlegung von Fachwerkkonstruktionen in einzelne Elemente [17] oder Fachwerkscheiben
[18], können auch Fachwerkkonstruktionen für größere Spannweiten vorgefertigt werden.
Der Zusammenbau mit Hilfe von Stahlbauverbindungen oder durch das Zusammenspannen
mit Spanngliedern ist aber oft schwierig, kosten- und zeitintensiv. Besonders problematisch
dabei sind die Spannkraftverluste infolge Reibung beim Vorspannen langer Spannglieder,
die eine beträchtliche Vergrößerung des Spannstahlquerschnitts erfordern. Werden die
Spannglieder planmäßig gekrümmt geführt, wie z. B. bei [17], so steigen die Spannkraftverluste
infolge der Reibungskräfte an den Umlenkstellen erheblich an. Die wirtschaftlichen
Vorteile der fabrikmäßigen Fertigung werden dadurch zu einem großen Teil aufgezehrt.
Die Weiterentwicklung der Transport- und Montagehilfen ermöglicht heute auch den Transport
größerer Elemente, so dass heute die Mehrzahl der Fachwerke aus Beton in einem Stück
vorgefertigt werden [19].
[0016] Fachwerkkonstruktionen aus Beton zeichnen sich durch gute Brandschutz- und Dauerhaftigkeitseigenschaften
aus. Die Kosten für die Bauwerksunterhaltung sind in den meisten Fällen geringer als
bei Stahl- oder Holzfachwerken.
[0017] Hochfeste (HFB) bzw. ultrahochfeste Betone (UHFB) weisen im Vergleich zu normalfesten
Betonen höhere Druckfestigkeiten und günstigere Rohdichte-Festigkeits-Verhältnisse
auf. Weiterhin besitzen hochfeste und ultrahochfeste Betone ein sehr dichtes und homogenes
Gefüge mit hervorragenden Dauerhaftigkeitseigenschaften, die sich positiv auf die
Nachhaltigkeit der Konstruktion auswirken [20].
[0018] Die genannten Eigenschaften von hochfesten und ultrahochfesten Betonen lassen sich
mit Fachwerkkonstruktionen am besten ausnutzen. Die zuvor genannten Nachteile von
Fachwerkkonstruktionen aus Beton lassen sich durch die Ansprüche dieser Patentschrift
vermeiden.
[0019] Aufgabe ist es, eine Fachwerkkonstruktion aus Beton zu erfinden die a) eine einfach
Anpassung an beliebige Konstruktionsgeometrien erlaubt, b) kostenoptimiert und qualitätsgesichert
im Werk vorgefertigt werden kann und c) rationell zu transportieren und zu montieren
ist.
[0020] Die Aufgabe wird durch eine modulare Fachwerkkonstruktion mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
[0021] Die erfindungsgemäße Fachwerkkonstruktion ist modular aufgebaut. Sie besteht aus
den Fachwerkstäben, den Knoten- bzw. Koppelungselementen und den Zugelementen. Aussteifungselemente
gehören ebenfalls zum modularen System.
[0022] Als Fachwerkstäbe kommen Ober- und Untergurte sowie Pfosten und Diagonalen zur Anwendung.
Sie besitzen Aussparungen, durch die Zugelemente hindurchgeführt werden können. Darüber
hinaus können im Ober- und Untergurt Zugelemente verankert werden. Innerhalb der gesamten
Konstruktion oder größerer Konstruktionsabschnitte haben der Ober- und Untergurt sowie
die Pfosten und Diagonalen jeweils identische Querschnittsabmessungen (Gleichteilprinzip).
Diese sind für bestimmte Spannweitenbandbreiten typisiert.
[0023] Mit den Knotenelementen werden die Gurte bzw. Pfosten und Diagonalen untereinander
verbunden. Gleichzeitig wird mit Hilfe der Knotenelemente eine einfache Anpassung
der Konstruktion an beliebige geometrische Randbedingungen erreicht. Hierzu sind die
Seitenflächen der Knotenelemente beliebig zu neigen, um Stäbe unterschiedlicher Neigungswinkel
an den Knoten anschließen zu können. Die Knotenelemente besitzen Aussparungen zur
Durchführung von Spannelementen und bieten weiterhin die Möglichkeit, Spannelemente
zu verankern. Weil die Knoten nicht mehr, wie sonst bei Betonfachwerken üblich, monolithisch
mit den Fachwerkstäben verbunden sind, vereinfacht sich die konstruktive Ausbildung
der Knotenpunkte maßgeblich.
[0024] Die Kopplungselemente dienen zum Anschluss von Trag- oder Aussteifungssystemen, die
senkrecht zur Ebene der Haupttragkonstruktion verlaufen. Dadurch können mit Hilfe
der Kopplungselemente ebene Fachwerkscheiben zu räumlichen Tragstrukturen zusammengesetzt
werden. Die Kopplungselemente haben Aussparungen zur Durchführung von Zugelementen
und bieten die Möglichkeit, Zugelemente zu verankern.
[0025] Aussteifungselemente sind im modularen System in Form von pfettenartigen Trägern
vorhanden, die zur Aussteifung druckbeanspruchter Gurte dienen.
[0026] Die Fachwerkstäbe, die Knoten- bzw. Kopplungselemente sowie die Aussteifungselemente
bestehen aus Beton. Dadurch können beliebige Bauteilgeometrien kostengünstig hergestellt
werden. Zur Erhöhung der Tragfähigkeit und Reduzierung der Konstruktionseigenlast
können hochfeste bzw. ultrahochfeste Betone eingesetzt werden. Den Betonen können
Fasern aus Stahl, Kunststoff oder andersartigen Materialien zugegeben werden, um die
Materialfestigkeit bzw. den Brandwiderstand gezielt zu verbessern. Insbesondere bei
faserverstärkten Betonen sind selbstverdichtende Eigenschaften des Betons vorteilhaft,
da die Bauteile dadurch mit einem jederzeit reproduzierbaren Qualitätsstandard hergestellt
werden können. Zur Verringerung des Konstruktionseigengewichtes ist ebenfalls die
Verwendung von Leichtbetonen denkbar.
[0027] Der Brandwiderstand der Knoten- und Kopplungselemente kann auch durch konstruktive
Maßnahmen, z B. durch eine Beplankung mit nichtbrennbarem Material, erhöht werden.
Die Beplankung aus nichtbrennbarem Material kann ggf. in die Schalung integriert werden.
[0028] In den Fachwerkstäben, Aussteifungselementen sowie Knoten- bzw. Kopplungselementen
kann eine Bewehrung aus Betonstahl zur Tragfähigkeitssteigerung angeordnet werden.
Darüber hinaus können in den Fachwerkstäben und Aussteifungselementen Spannglieder
mit sofortigem Verbund vorgesehen werden.
[0029] Mit Hilfe von stab- bzw. seilartigen Zugelementen werden die Fachwerkstäbe mit den
Knoten- bzw. Kopplungselementen verbunden. Die Zugelemente besitzen an ihren Enden
Vorrichtungen, um die Elemente zu verankern bzw. vorzuspannen. Die Zugelemente können
mit einer exakt definierten Kraft vorgespannt werden.
[0030] Als Zugelemente können beispielsweise Gewindestangen aus Stahl oder Litzen aus Spannstahl
verwendet werden. Alternativ können auch Zugelemente aus Kohlefasern oder anderen
geeigneten Materialien eingesetzt werden.
[0031] Die Fachwerkstäbe und Aussteifungselemente werden in einer Produktionsanlage in kostenoptimierter
sowie qualitätsgesicherter Massenfertigung hergestellt. Durch einfach auszuführende,
gerade Sägeschnitte werden die Fachwerkstäbe und Aussteifungselemente auf die für
die jeweilige Konstruktion erforderliche Länge gebracht. Kostenintensive Anpassungsarbeiten
an der Schalungskonstruktion entfallen dadurch. Das Potenzial der werksmäßigen Fertigung
wird weit effizienter als bei der herkömmlichen Vorfertigung von Stahlbetonkonstruktionen
genutzt.
[0032] Die typisierten Fachwerkstäbe, Aussteifungs- und Zugelemente werden als Lagerware
vorgehalten. Nur die Knoten- bzw. Kopplungselemente müssen gesondert für den jeweiligen
Anwendungsfall produziert werden. Dadurch ist eine kurzfristige Herstellung der Gesamtkonstruktion
möglich.
[0033] Die erfindungsgemäße Fachwerkkonstruktion kann im Werk oder am Einsatzort montiert
werden. Bei kleineren Konstruktionsabmessungen und günstigen Randbedingungen für den
Transport wird die Konstruktion vorteilhaft komplett im Werk zusammengebaut, da sich
so der Montageaufwand auf der Baustelle reduziert. Dadurch sind sehr kurze Bauzeiten
bei geringer Witterungsabhängigkeit realisierbar. Bei größeren Konstruktionsabmessungen
oder schwierigen Transportbedingungen wird die Konstruktion zweckmäßig in vormontierten
Teilsegmenten zur Baustelle gebracht. Die optimale Segmentierung kann in Abwägung
der Transportproblematik und des Montageaufwands individuell festgelegt werden. Im
Extremfall, z. B. für den Transport über sehr weite Entfernungen, kann die Konstruktion
auch komplett in Einzelteile zerlegt zur Baustelle transportiert werden. Da sich die
einzelnen Bauteile des Fachwerks auf Grund ihrer einfachen Geometrie und hohen Robustheit
gut verladen lassen, sind hierfür vorteilhaft spezielle Stapelboxen oder Container
zu verwenden, die per LKW, Bahn oder Schiff transportiert werden können. Die erfindungsgemäße
Fachwerkkonstruktion ermöglicht somit eine hohe Flexibilität hinsichtlich des Transports
und der Monatage, die herkömmlichen Konstruktionen aus Beton so nicht gegeben ist.
[0034] Die Montage der modularen Fachwerkkonstruktion erfolgt durch einfache Schraubmontage
bzw. durch Zusammenspannen der Fachwerkstäbe. Hierfür werden die Knoten- bzw. Kopplungselemente
und die Zugelemente verwendet. Die Zugelemente werden durch die Diagonalen und Pfosten
hindurchgeführt und an den Gurten bzw. Knoten- und Kopplungselementen befestigt. Durch
das Vorspannen der Zugelemente werden die Einzelteile der Fachwerkkonstruktion kraftschlüssig
miteinander verbunden. Alternativ können die Fachwerkstäbe mit den Knoten- bzw. Kopplungselementen
auch durch geeignete Klebeverbindungen zusammengefügt werden. Ebenso kann die Verbindung
mit Zugelementen mit der Klebeverbindung kombiniert werden. Durch diese Montagemethoden
sind eine geringe Witterungsabhängigkeit und Fehleranfälligkeit gegeben.
[0035] Zur Herstellung von Fachwerkkonstruktionen größerer Spannweite ist es erforderlich,
die Gurte zu stoßen, da diese nur in einer begrenzten Länge gefertigt werden können.
Der Gurtstoß wird als einfacher Kontaktstoß ausgebildet. Damit in der Kontaktfuge
auch Zugkräfte übertragen werden können, wird die Fuge durch die in Längsrichtung
der Gurte angeordneten Zugelemente vorgespannt. Schubkräfte können durch die in der
Fuge aktivierten Reibungskräfte bzw. durch Dornen übertragen werden. Alternativ bzw.
ergänzend sind Klebeverbindungen möglich.
[0036] Im Werk vormontierte Segmente können am Einsatzort durch einen Stumpfstoß zwischen
den Ober- und Untergurten miteinander verbunden werden. Die Kontaktfuge wird mit Hilfe
von Zugelementen vorgespannt, die in Längsrichtung durch die zu stoßenden Segmente
verlaufen. Die Zugelemente werden an ihren Enden in den Gurten verankert. Dadurch
können auch Zugkräfte in der Kontaktfuge übertragen werden. Die Übertragung von Schubkräften
erfolgt durch Reibungskräfte in der Kontaktfuge bzw. durch Hülsen oder Dornen aus
Stahl, die in die Gurte durch Bohrungen in den Gurtstirnflächen eingelassen werden.
Alternativ bzw. ergänzend sind Klebeverbindungen möglich.
[0037] Soll an der Fachwerkkonstruktion ein Nebentragsystem oder ein Aussteifungssystem
angeschlossen werden, so erfolgt die Montage prinzipiell wie bei der regulären Fachwerkkonstruktion.
Zusätzlich wird das Kopplungselement eingeschaltet, das unterhalb oder oberhalb des
Knotenelements angeordnet wird. An das Koppelungselement wird dann das sekundäre Tragsystem
oder das Aussteifungssystem mit Hilfe eines Kontaktstoßes angeschlossen. Die Kontaktfuge
kann zur Übertragung von Zug- und Schubkräften vorgespannt werden. Alternativ bzw.
ergänzend sind Klebeverbindungen möglich.
[0038] Der Anschluss eines Aussteifungssystems ist auch mit Hilfe einer einfachen Einhängekonstruktion
aus Stahl möglich, mit der das Aussteifungselement am Haupttragsystem angeschlossen
wird.
[0039] Mit der modularen Fachwerkkonstruktion können auch Trägerrostsysteme realisiert werden.
Hierzu werden die am Kreuzungspunkt zusammenstoßenden Gurte der einzelnen Fachwerkscheiben
durch Kopplungselemente miteinander verbunden. Die Verbindung erfolgt mit einem Stumpfstoß
über Kontakt. Die Kontaktfuge wird durch Zugelemente vorgespannt. Die Zugelemente
verlaufen in Längsrichtung der Gurte, werden durch das Kopplungselement hindurchgeführt
und an ihren Enden in den Gurten verankert. Eine Durchdringung der Zugelemente am
Kreuzungspunkt wird durch eine in vertikaler und horizontaler Richtung versetzte Anordnung
der Zugelemente vermieden. Die im Kreuzungspunkt zusammentreffenden Diagonalen und
der Pfosten werden mit Hilfe des Knotenelements und der Zugelemente miteinander verbunden.
Diagonalen, die ausschließlich Druckkräfte erhalten, können diese direkt über Kontakt
in das Knotenelement einleiten. Zur Lagesicherung werden die Druckdiagonalen mit einem
Dorn am Knotenelement fixiert.
[0040] Vorteilhafterweise sind die Gurte, Pfosten, Diagonalen, Knotenelemente und/oder Kopplungselemente
aus hochfestem oder ultrahochfestem Beton hergestellt. Die Bauteile des Fachwerkes
sind damit besonders stabil herstellbar, ohne dass es besonderer Verstärkungen bedarf.
[0041] Sind die Kontaktstöße durch passgenaue Schalung und/oder durch Schleifen der Kontaktflächen
hergestellt, so werden die auftretenden Kräfte optimal übertragen. Spalte zwischen
den einzelnen Bauteilen lassen sich damit im Wesentlichen vermeiden..
[0042] Für eine Überhöhung der Fachwerkkonstruktion sind die Kontaktflächen in den Kontaktstößen
passgenau hergestellt. Abweichungen von rechten Winkeln werden durch entsprechende
Bearbeitungen der Kontaktflächen an den verschiedenen Bauteilen geschaffen.
[0043] Der Nachweis der Standsicherheit der Konstruktion erfolgt vorteilhaft in Form einer
Typenstatik.
[0044] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der nachfolgenden
Ausführungsvarianten beispielhaft erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine Übersicht der Einzelteile des modularen Fachwerks in perspektivischer Darstellung,
- Fig. 2
- mögliche Varianten der Ausbildung der Ausfachung in perspektivischer Darstellung,
- Fig. 3
- eine Fachwerkkonstruktion mit geneigtem Obergurt in perspektivischer Darstellung,
- Fig. 4
- den Montagevorgang einer regulären Fachwerkscheibe in Explosionsdarstellung,
- Fig. 5
- die Ausbildung eines Gurtstoßes in Explosionsdarstellung,
- Fig. 6
- die Ausbildung eines Segmentstoßes in Explosionsdarstellung,
- Fig. 7
- die Ausbildung des Anschlusses eines Nebentragsystems an das Haupttragsystem in Explosionsdarstellung,
- Fig. 8
- die Ausbildung des Anschlusses eines Aussteifungssystems an das Haupttragsystem mit
Hilfe eines Kopplungselements in Explosionsdarstellung,
- Fig. 9
- die Ausbildung des Anschlusses eines Aussteifungssystems an das Haupttragsystem mit
Hilfe einer Einhängekonstruktion in Explosionsdarstellung,
- Fig. 10
- den Kreuzungspunkt eines Trägerrostsystems in Explosionsdarstellung
- Fig. 11
- ein Knotenelement mit Bewehrung in Schnittdarstellung und
- Fig. 12
- eine Detaildarstellung einer Knotenstelle.
[0045] Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung der Elemente des modularen Fachwerks.
Im Einzelnen dargestellt sind die Gurte 1, die Diagonalen bzw. Pfosten 2, das Aussteifungselement
3, die Knotenelemente 4, die Kopplungselemente 5, die Zugelemente 6, die Einhängekonstruktion
7 und diverse Kleinteile aus Stahl 8, z. B. Schrauben, Muttern, Unterlegscheiben,
Dornen und Hülsen, die zum Zusammenbau des Fachwerks benötigt werden.
[0046] Die Gurte 1 können als Rechteckquerschnitt 1.1 oder zur Erhöhung der Knicksicherheit,
als T-förmiger Querschnitt 1.2 ausgebildet werden. Die Gurte besitzen in Längsrichtung
mindestens ein Hüllrohr, durch das ein oder mehrere Zugelemente 6 hindurchgeführt
werden können. Sind mehrere Hüllrohre vorhanden, so werden diese im Querschnitt in
vertikaler und horizontaler Richtung versetzt angeordnet. In Querrichtung sind ebenfalls
Aussparungen in den Gurten vorhanden, durch die Zugelemente 6 hindurchgeführt werden
können. Diese werden vorteilhaft durch Bohrungen realisiert, es können aber auch Hüllrohre
verwendet werden. In den Gurten 1 können Spannglieder mit sofortigem Verbund angeordnet
werden. Die Gurte besitzen an ihrer Ober- bzw. Unterseite Nuten, die als Aussparung
zur Verankerung der Zugelemente 6 bzw. zur Führung der Knotenelemente 3 verwendet
werden. Da Gurte 1 nicht durch die Knotenelemente 4 unterbrochen werden, wird die
Anzahl der einzelnen Konstruktionselemente reduziert. Weiterhin können die Gurte 1
in größeren Längen rationell hergestellt werden. Die Montage der Fachwerkkonstruktion
ist weniger fehleranfällig und schneller durchzuführen.
[0047] Die Diagonalen 2 bzw. Pfosten 2 besitzen einen rechteckförmigen Querschnitt. Der
Querschnitt der Diagonalen 2 und Pfosten 2 wird vorteilhaft identisch ausgeführt,
da sich dadurch die Herstellungskosten reduzieren lassen. In Längsrichtung kann in
den Diagonalen 2 und Pfosten 2 mindestens ein Hüllrohr zur Durchführung von einem
oder mehreren Zugelementen 6 vorgesehen werden.
[0048] Die Aussteifungselemente 3 haben einen rechteckförmigen Querschnitt. Alternativ kann
auch der Gurt 1.1 als aussteifendes Element eingesetzt werden. Zur Befestigung von
Dornen 8 oder der Einhängekonstruktion 7 sind in den Aussteifungselementen 3 Aussparungen
in Form von Bohrungen oder Hüllrohren vorhanden.
[0049] Die Knotenelemente 4 können so ausgebildet werden, dass alle anzuschließenden Stäbe
in einer Ebene liegen. Beispiele hierfür sind die Knotenelemente 4.1 und 4.2. Mit
Hilfe eines weiteren Knotenelements 4.3 können auch allgemein im Raum orientierte
Stäbe an den Knoten angeschlossen werden. Die Seitenflächen der Knotenelemente 4 können
beliebig geneigt werden. Dadurch können die Gurte 1 bzw. Diagonalen 2 mit frei wählbaren
Stabneigungswinkeln an die Knotenelemente 4 angeschlossen werden. Mit Hilfe der Knotenelemente
4 können Druckkräfte, Zugkräfte und Schubkräfte zwischen den angeschlossenen Fachwerkelementen
übertragen werden. Die Übertragung von Druckkräften erfolgt direkt über Kontakt in
der Stoßfuge. Zugkräfte werden hauptsächlich über den Abbau von Flächenpressungen
in der Kontaktfuge übertragen, die mit Hilfe der Zugelemente 6 vorgespannt wird. Schubkräfte
werden mit Hilfe der durch die vorgespannten Zugelemente 6 in der Kontaktfuge aktivierten
Reibungskräfte übertragen. Die Tragfähigkeit der Kontaktfuge kann mit Profilierungen
oder mechanischer Bearbeitung, z. B. durch Kugelstrahlen, erhöht werden. Alternativ
bzw. zusätzlich zur Vorspannung der Kontaktfuge mit den Zugelementen 6 können Klebeverbindungen
eingesetzt werden. Die Knotenelemente 4 besitzen mindestens eine Aussparung zur Durchführung
von einem oder mehreren Zugelementen 6, oder mindestens eine Verankerungsmöglichkeit
für ein oder mehrere Zugelemente 6. Die Aussparungen können durch Hüllrohre oder Bohrungen
realisiert werden. Die Verankerung von Zugelementen 6 kann direkt auf einer Seitenfläche
des Knotenelements 4 über Kontakt oder mit in das Knotenelement 4 einbetonierten Ankerkörpern,
z. B. von Gewindehülsen, erfolgen.
[0050] Die Kopplungselemente 5 dienen zum Anschluss von Trag- oder Aussteifungssystemen.
Mit dem Kopplungselement 5.1 können Nebentragsysteme angeschlossen werden. Das Kopplungselement
5.2 ermöglicht den Anschluss von Aussteifungssystemen. Das Kopplungselement 5.3 ermöglicht
die Herstellung von Trägerrostsystemen. Mit den Kopplungselementen 5 können Druck,
Zug- und Schubkräfte zwischen den angeschlossenen Elementen übertragen werden. Die
Übertragung von Druckkräften erfolgt direkt über Kontakt in der Stoßfuge. Zugkräfte
werden hauptsächlich über den Abbau von Flächenpressungen in der Kontaktfuge übertragen,
die mit Hilfe der Zugelemente 6 vorgespannt wird. Schubkräfte werden mit Hilfe der
durch die vorgespannten Zugelemente 6 in der Kontaktfuge aktivierten Reibungskräfte
übertragen. Die Tragfähigkeit der Kontaktfuge kann mit Profilierungen oder mechanischer
Bearbeitung, z. B. durch Kugelstrahlen, erhöht werden. Alternativ bzw. zusätzlich
zur Vorspannung der Kontaktfuge mit den Zugelementen 6 können Klebeverbindungen eingesetzt
werden. Die Kopplungselemente 5 besitzen mindestens eine Aussparung zur Durchführung
von einem oder mehreren Zugelementen 6 oder mindestens eine Verankerungsmöglichkeit
für ein oder mehrere Zugelemente 6. Die Aussparungen können durch Hüllrohre oder Bohrungen
realisiert werden. Die Verankerung von Zugelementen 6 kann direkt auf einer Seitenfläche
des Kopplungselements 5 über Kontakt oder mit in das Kopplungselement 5 einbetonierten
Ankerkörpern, z. B. Gewindehülsen, erfolgen. In den Kopplungselementen 5 können Aussparungen
durch Bohrungen oder Hüllrohre erzeugt werden, durch die z. B. Dornen in den Kopplungselementen
5 verankert werden können.
[0051] Die Zugelemente 6.1 werden zur Vorspannung der Gurte 1 in Längsrichtung verwendet.
Als Zugelemente 6.1 werden Litzen aus Spannstahl verwendet. Die Litzen können mit
Hilfe von Pressen mit einer bestimmten Kraft vorgespannt werden. Die Verankerung der
Litzen in den Gurten 1 kann beispielsweise durch Keile realisiert werden. Zur Verbindung
der Gurte 1, Diagonalen 2 und Pfosten 2 mit den Knotenelementen 4 bzw. Kopplungselementen
5 wird das Zugelement 6.2 verwendet. Als Zugelement 6.2 werden Gewindestangen eingesetzt.
Die Gewindestangen lassen sich durch spezielle Verfahren, z. B. dem Drehimpulsverfahren,
mit einer definierbaren Kraft vorspannen. Die Gewindestangen können mit Hilfe von
Unterlegscheiben und Muttern über Kontakt auf den Seitenflächen der Gurte 1 bzw. der
Knotenelemente 4 oder Kopplungselemente 5 verankert werden. Die Gewindestangen können
aber auch in Ankerkörpern, z. B. Gewindehülsen, befestigt werden, die in den Knotenelementen
4 bzw. Kopplungselemente 5 einbetoniert sind. Da die Zugelemente 6 planmäßig geradlinig
geführt werden, treten keine bzw. nur sehr geringe Reibungskräfte auf. Dadurch können
die Zugelemente sehr wirtschaftlich dimensioniert werden. Durch die Verwendung von
Gewindestangen als Zugelement 6.2 können kurze Bauteile, hier die Diagonalen 2 und
Pfosten 2, sehr effektiv vorgespannt werden, da die Vorspannkraft nicht durch Verluste
bei der Verankerung der Spannglieder, z. B. durch Keilschlupf, reduziert wird.
[0052] Alternativ können als Zugelemente 6 auch andere geeignete Ausführung, z. B. Spannelemente
aus Kohlefasern oder Spannstähle mit aufgerolltem Gewinde, verwendet werden.
[0053] Die Einhängekonstruktion 7 besteht aus dem Teilelement 7.1, das auf dem Gurt 1.1
befestigt wird und dem Teilelement 7.2, das mit dem Aussteifungselement 3 verbunden
wird. Die Einhängekonstruktion 7 besteht aus Stahl.
[0054] Zur Montage des modularen Fachwerks werden zusätzlich noch diverse Kleinteile 8 aus
Stahl, z. B. Schrauben, Muttern, Unterlegscheiben, Dornen, Hülsen und Dübeln, benötigt.
[0055] In Fig. 2 sind mögliche Ausführungsvarianten der Ausfachung der Fachwerkkonstruktion
gezeigt. Dargestellt sind ein Ständerfachwerk, ein Strebenfachwerk und ein Strebenfachwerk
mit Pfosten. Die verwendeten Fachwerkstäbe, d. h. die Gurte 1.1, Diagonalen 2 und
Pfosten 2 sind bei allen Ausfachungsarten identisch. Die Änderung der Geometrie des
Fachwerkbinders wird allein durch das Knotenelement 4.1 realisiert. Die Höhe des Fachwerkbinders,
die Neigung der Diagonalen 2 und der Abstand der Pfosten 2 kann ebenfalls problemlos
variiert werden. Hierfür sind nur die Seitenflächen des Knotenelements 4.1 in einem
anderen Winkel zu neigen und die Längen der Diagonalen 2 und Pfosten 2 anzupassen.
[0056] Die Fig. 3 zeigt, dass die Anwendung der erfindungsgemäßen modularen Fachwerkkonstruktion
nicht nur auf parallelgurtige Fachwerke beschränkt ist. Es können beispielsweise auch
Fachwerke mit geneigtem Gurt, z. B. Pultdachbinder, hergestellt werden. Die Gurte
1.1, Diagonalen 2 und Pfosten 2 sind mit der Ausführung bei parallelgurtigen Fachwerken
identisch. Die Neigung des Obergurtes 1.1 wird durch die Neigung der Seitenfläche
des Knotenelements 4.1 erreicht, die an den Obergurt 1.1 angrenzt. Auch hier erfolgt
die Anpassung der Geometrie des Fachwerks nur durch das Knotenelement 4.1.
[0057] In Fig. 4 ist der Zusammenbau einer ebenen Fachwerkscheibe beispielhaft dargestellt.
Zunächst werden die Knotenelemente 4.1 mit Diagonalen 2 verbunden. Hierzu wird das
Zugelement 6.1 durch die Aussparung in der Diagonalen 2 hindurchgeführt und im oberen
und unteren Knotenelement 4.1 befestigt. Anschließend wird das Zugelement 6.1 mit
der in der statischen Berechnung festgelegten Kraft vorgespannt. Das Aufbringen der
Vorspannung kann am oberen oder unteren Knotenelement 4.1 erfolgen. Die Knotenelemente
4.1 und die Diagonale 2 sind jetzt kraftschlüssig miteinander verbunden. Danach wird
der Pfosten 2 zwischen den Knotenelementen 4.1 angeordnet und die Gurte 1.1 auf die
Knotenelemente 4.1 aufgesetzt. Abschließend wird ein weiteres Zugelement 6.1 durch
den Pfosten 2 und die Knotenelemente 4.1 hindurchgeführt und auf den Gurten 1.1 befestigt.
Jetzt wird das Zugelement 6.1 mit der erforderlichen Kraft vorgespannt und dadurch
die Gurte 1.1 mit den Knotenelementen 4.1 bzw. den Pfosten 2 verbunden. Alternativ
bzw. ergänzend sind Klebeverbindungen zwischen dem Knotenelement 4.1 und den angrenzenden
Fachwerkstäben möglich. Alternativ zur
[0058] Die Ausführung eines Gurtstoßes ist in Fig. 5 am Beispiel des Gurtes 1.2 gezeigt.
Der Stoß wird zweckmäßig in der Mitte zwischen zwei Fachwerkknoten angeordnet. Ober-
und Untergurt sollten um eine Feldlänge versetzt gestoßen werden. Der Stoß wird als
Stumpfstoß ausgebildet. Damit in der Kontaktfuge zwischen den Gurten 1.2 auch Zugkräfte
übertragen werden können, wird die Fuge durch die in Längsrichtung der Gurte 1.2 verlaufenden
Zugelemente 6.2 vorgespannt. Die Zugelemente 6.2 laufen ungestoßen über die Stoßfuge
hinweg. In einem begrenzten Umfang können in der Kontaktfuge Schubkräfte über die
infolge Vorspannung aktivierten Reibungskräfte übertragen werden. Zur Erhöhung der
Schubtragfähigkeit der Kontaktfuge können Dornen 8 oder Hülsen 8 aus Stahl verwendet
werden, die in die Gurte über Bohrungen in den Gurtstirnflächen eingelassen werden.
Zur Erhöhung der Tragfähigkeit der Kontaktfuge kann diese profiliert, mechanisch bearbeitet
und/oder mit geeigneten Klebstoffen verklebt werden.
[0059] Eine Möglichkeit zur Kopplung komplett vormontierter Fachwerksegmente ist in Fig.
6 abgebildet. Hierzu wird im Randbereich das Knotenelement 4.1 durch das Knotenelement
4.2 ersetzt. Die Gurte 1.1 und 1.2 kragen etwas über das Knotenelement 4.2 aus. Dadurch
sind die vormontierten Segmente nur durch Kontakt zwischen den Gurten 1.1 bzw. 1.2
miteinander verbunden. Durch die in Gurtlängsrichtung verlaufenden Zugelemente 6.2
werden die vormontierten Segmente miteinander verspannt. Zur Übertragung von Schubkräften
werden Dornen 8 verwendet, die über Bohrungen in die Stirnflächen der Gurte 1.1 und
1.2 eingelassen werden. Zur Erhöhung der Tragfähigkeit der Kontaktfuge kann diese
profiliert, mechanisch bearbeitet und/oder mit geeigneten Klebstoffen verklebt werden.
[0060] Die Fig. 7 zeigt eine mögliche Ausbildung des Anschlusses eines Nebentragsystems
an das Haupttragsystem. Im abgebildeten Beispiel besteht auch das Nebentragsystem
aus einem modularen Fachwerk. Das Fachwerk des Nebentragsystems besitzt im Endfeld
einen leicht auskragenden Obergurt, mit dem das Nebentragsystem auf dem Haupttragsystem
aufgelagert wird. Das Kopplungselement 5.1 wird an den Knotenpunkten, an denen das
Nebentragsystem angeschlossen werden soll, als zusätzliches Element in das Haupttragsystem
integriert. Das Kopplungselement 5.1 wird mit dem Pfosten 2, den Knotenelementen 4.1
und den Gurten 1.1 mit Hilfe des Zugelements 6.1 verbunden. Auf dem Kopplungselement
5.1 wird das Nebentragsystem aufgelagert. Zur Lagesicherung des Nebentragsystems wird
z. B. eine Schraube oder ein Bolzen durch den Obergurt des Nebentragsystems geführt
und im Kopplungselement 5.1 verankert.
[0061] Fig. 8 zeigt eine Möglichkeit, ein Aussteifungssystem mit Hilfe des Kopplungselements
5.2 an das Haupttragsystem anzuschließen. Das Kopplungselement 5.2 wird an den Knotenpunkten
angeordnet, an denen das Aussteifungssystem an das Haupttragsystem angeschlossen werden
soll. Hierzu wird der Obergurt 1.1 oberhalb des Knotenelements 4.1 unterbrochen, um
das Kopplungselement 5.2 einsetzen zu können. Das Kopplungselement 5.2 wird mit den
Knotenelementen 4.1, dem Pfosten 2 und dem Untergurt 1.1 mit Hilfe des Zugelements
6.1 verbunden. Danach wird der Obergurt 1.1 mit Hilfe der Zugelemente 6.2 mit dem
Kopplungselement 5.2 verspannt. Das Aussteifungselement 3 wird mit dem Kopplungselement
5.2 mit Hilfe eines Kontaktstoßes verbunden. Die Kontaktfuge wird mit Hilfe von Schrauben
8 und Dornen 8, die im Koppelungselement 5.2 und Aussteifungselement 3 verankert werden,
vorgespannt. Dadurch sind in der Kontaktfuge auch Zug- und Schubkräfte übertragbar.
[0062] Ein Aussteifungssystem kann auch, wie in Fig. 9 gezeigt, mit Hilfe einer Einhängekonstruktion
7 aus Stahl an das Haupttragsystem angeschlossen werden. Das Einhängeelement 7.1 wird
am Haupttragsystem auf dem Gurt 1.1 mit Hilfe des Zugelements 6.1 befestigt. Das Element
7.1 besitzt auf einer bzw. zwei Seiten einen konsolartigen Auflagerpunkt. Das Einhängeelement
7.2 wird, z. B. mit Schrauben 8 und Spreizdübeln 8, am Aussteifungselement 3 angeschlossen.
Am Element 7.2 ist das Gegenstück zum konsolartigen Auflagerpunkt des Elements 7.1
vorhanden. Beim Einhängen des Aussteifungsträgers 3 greifen der konsolartige Auflagerpunkt
am Element 7.1 und das Gegenstück am Element 7.2 ineinander und bilden eine kraftschlüssige
Verbindung zwischen dem Kopplungselement 5.2 und dem Aussteifungselement 3.
[0063] Die Fig. 10 zeigt ein Beispiel, wie mit Hilfe des Knotenelements 4.3 und des Kopplungselements
5.3 ein Trägerrostsystem aus ebenen Fachwerkscheiben hergestellt werden kann. Hierzu
werden am Kreuzungspunkt das Knotenelement 4.3 und das Kopplungselement 5.3 in die
Fachwerkkonstruktion integriert. Das Knotenelement 4.3 und das Koppelungselement 5.3
werden bei der Montage der in die Richtung 1 orientierten Fachwerkscheibe in das System
eingebaut. Hierzu werden die Diagonalen 2 der in die Richtung 1 orientierten Fachwerkscheibe
mit Hilfe des Zugelements 6.1 mit dem Knotenelement 4.1 bzw. 4.3 verbunden. Die Verbindung
des Knotenelements 4.3 und des Kopplungselements 5.3 mit dem Pfosten 2 bzw. dem Knotenelement
4.1 erfolgt mit einem weiteren Zugelement 6.1. Die Gurte 1.1 werden durch die Kopplungselemente
5.3 und die in Längsrichtung der Gurte verlaufenden Zugelemente 6.2 miteinander verbunden.
Die in die Richtung 2 orientierten Fachwerkscheiben werden vormontiert in das System
eingehängt. Deshalb sind bei diesen Fachwerkscheiben im Randbereich kein Pfosten 2
und keine Knotenelemente 4.1 vorhanden. Die Diagonalen 2 der in die Richtung 2 orientierten
Fachwerkscheiben werden mit Dornen 8 mit dem Knotenelement 4.3 verbunden. Die Verbindung
der Gurte 1.1 der in die Richtung 2 orientierten Fachwerkscheiben erfolgt mit dem
Kopplungselement 5.3 und den Zugelementen 6.2.
[0064] Figur 11 zeigt einen Querschnitt durch ein Knotenelement 4.1 aus Beton. In dem Knotenelement
sind zwei Bewehrungseisen 10.1 und 10.2 einbetoniert. Bewehrungseisen 10.1 verläuft
in der Zeichnungsebene U-förmig. Es kann zusätzlich auch in Draufsicht U-förmig gebogen
sein. Zusätzlich ist das weitere Bewehrungseisen 10.2 in dem Knotenelement 4.1 angeordnet.
Es kann ebenfalls in Draufsicht U-förmig ausgebildet sein. In dem Knotenelement sind
Aussparungen in Form von zwei Bohrungen und einem Hohlraum angeordnet. Durch die Bohrungen
ragen im eingebauten Zustand die Zugelemente 6. In dem Hohlraum ist genügend Raum
um Muttern zum Spannen der Zugelemente und durchlaufende Zugelemente aufzunehmen.
[0065] In Figur 12 ist eine Detaildarstellung einer Knotenstelle gezeigt. Durch Aussparungen
in den Pfosten 2 und den Diagonalen 2 verlaufen Zugelemente 6.1. Das in der Diagonalen
2 angeordnete Zugelement 6.1 ist in dem Hohlraum des Knotenelementes 4.1 mit einer
Mutter 11 befestigt und gespannt. Das durch den Pfosten 2 verlaufende Zugelement6.1
ragt durch den Hohlraum des Knotenelementes 4.1 sowie eine Aussparung in dem Gurt1.1
hindurch. Es ist ebenfalls mit einer Mutter 11 gespannt. Gurt 1.1 und Pfosten 2verlaufen
hier nicht rechtwinkelig zueinander. Es ist hierdurch eine Überhöhung des Fachwerkträgers
dargestellt. Die Pfosten 2 und Diagonalen 2 sind jeweils rechtwinkelig an ihren Stirnseiten
zugeschnitten. Der Winkelausgleich erfolgt bei dieser Ausführung mittels des Knotenelementes
4.1. In einem alternativen Ausführungsbeispiel könnte ein standardisiertes Knotenelement
4.1 verwendet werden. Der Winkelausgleich erfolgt dann mittels eine nicht rechtwinkeligen
Schnittes der Pfosten2 und/oder Diagonalen 2. Selbstverständlich können auch beide
Elemente aneinander angepasst werden.
[0066] Die Kontaktflächen zwischen Pfosten 2 und Diagonalen 2 sowie dem Gurt 1.1 mit dem
Knotenelement 4.1 kann mittels eine formgenauen Gusses des Knotenelementes 4.1 erfolgen.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die Kontaktfläche zu schleifen. Hierdurch
wird eine sehr genauausgearbeitete Kontaktfläche erhalten, welche sehr gute Verbindungseigenschaften
und damit Festigkeiten des Fachwerkes erzielt.
[0067] Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsvarianten beschränkt.
Insbesondere können die in Fig. 2 bis Fig. 12 dargestellten Ausführungsbeispiele miteinander
kombiniert werden. Weiterhin können die in Fig. 1 dargestellten Elemente durch funktionell
gleichwertige, aber in der Geometrie abgewandelte Elemente ergänzt bzw. ersetzt werden.
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1. Modulare Fachwerkkonstruktion aus Beton, bestehend aus Gurten (1), Pfosten (2) und/oder
Diagonalen (2) sowie Knotenelementen (4) und Zugelementen (6),
dadurch gekennzeichnet,
- dass in den Gurten (1), Pfosten (2) und/oder Diagonalen (2) sowie Knotenelementen (4)
Aussparungen vorhanden sind,
- dass Zugelemente (6) durch die Aussparungen hindurch geführt sind,
- dass die Knotenelemente (4) zwischen den Gurten (1) und den Pfosten (2) und/oder Diagonalen
(2) angeordnet sind und
- dass die Gurte (1) mit den Zugelementen (6) unter Zwischenschaltung der Knotenelemente
(4) und der Pfosten (2) und/oder Diagonalen (2) miteinander verspannt sind.
2. Fachwerkkonstruktion nach dem vorherigen Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Knotenelemente (4) unterhalb oder oberhalb der Gurte (1) angeordnet sind und
dadurch die Gurte (1) an den Knotenelementen (4) ohne Unterbrechung durchlaufen, so
dass keine monolithische Knotenverbindung vorhanden ist.
3. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurte (1), Pfosten (2) und/oder Diagonalen (2) mit den Knotenelementen (4) durch
einen Kontaktstoß zusammengeschlossen sind.
4. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung von Zug- und Schubkräften die Kontaktfugen zwischen den Gurten (1),
Pfosten (2) und/oder Diagonalen (2) und den Knotenelementen (4) und/oder den Kopplungselementen
(5) vorgespannt und/oder mit geeigneten Klebeverbindungen ausgeführt werden.
5. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorspannung der Kontaktfugen zwischen den Gurten (1) und den Knotenelementen
(4) und/oder Kopplungselementen (5) die Zugelemente (6) in den Knotenelementen (4)
und/oder den Gurten (1) und/oder Kopplungselementen (5) verankert sind.
6. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch die Variation des Neigungswinkels der Seitenflächen der Knotenelemente
(4), Diagonalen (2) und/oder Gurte (1) mit beliebigen Stabneigungswinkeln an die Knotenelemente
(4) anschließen lassen.
7. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Knotenelementen (4) und/oder Kopplungselementen (5) Zugelemente mit Hilfe
der an ihnen vorhandenen Vorrichtungen und/oder mit Hilfe von in den Knotenelementen
(4) und/oder Kopplungselementen (5) integrierten Ankerkörpern befestigt sind.
8. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Fachwerkkonstruktion Kopplungselemente (5) integriert sind.
9. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Kopplungselementen (5) Nebentragsysteme und/oder Aussteifungselemente (3)
von Aussteifungssystemen mit Hilfe eines Kontaktstoßes angeschlossen und/oder einzelne
Gurtteilstücke (1) zusammengeschlossen sind.
10. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Kopplungselementen (5) Trägerrostsysteme über Kontaktstöße realisiert sind.
11. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steckverbindungen zum Zusammenschluss der Kopplungselemente (5) mit den Gurten (1),
Pfosten (2) und/oder Diagonalen (2), den Aussteifungselementen (3) und/oder. den Knotenelementen
(4) angeordnet sind.
12. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kopplungselementen (5) Aussparungen oder Hüllrohre vorhanden sind, so dass
Zugelemente (6) durch das Kopplungselement (5) hindurch geführt werden können.
13. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Fachwerkkonstruktion eine Einhängekonstruktion (7) integriert ist, die zum
Anschluss der Elemente (3) von Aussteifungssystemen und/oder zum Anschluss von Nebentragsystemen
dient.
14. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine klare Trennung zwischen den Gurten (1), Pfosten (2) und/oder Diagonalen (2),
Aussteifungselementen (3), Knotenelementen (4), Kopplungselementen (5) und Zugelementen
(6) besteht, so dass diese entsprechend den statischen Anforderungen aus Materialien
unterschiedlicher Art, Festigkeit und Verarbeitungseigenschaften hergestellt werden
können.
15. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurte (1), Pfosten (2) und/oder Diagonalen (2) und/oder die Aussteifungselemente
(3) aus Beton, Stahlbeton, Spannbeton, Faserbeton oder einer Kombination der Werkstoffe
bestehen.
16. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurte (1), Pfosten (2) und/oder Diagonalen (2) und/oder Aussteifungselemente
(3) aus mit Beton gefüllten Rohren oder Hohlprofilen bestehen.
17. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Knotenelemente (4) und/oder Kopplungselemente (5) aus Beton, Stahl, Faserverbundwerkstoffen
oder einer Kombination der Werkstoffe bestehen und/oder bewehrt sind..
18. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurte (1), Pfosten (2), Diagonalen (2), Knotenelemente (4) und/oder Kopplungselemente
(5) aus hochfestem oder ultrahochfestem Beton hergestellt sind.
19. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstöße durch passgenaue Schalung und/oder durch Schleifen der Kontaktflächen
hergestellt sind.
20. Fachwerkkonstruktion nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Überhöhung der Fachwerkkonstruktion die Kontaktflächen in den Kontaktstößen
passgenau hergestellt sind.