Vorgespannter Holzbalken. Der gewöhnliche Holzbalken ist wegen seiner verhältnismässig geringen Tragfähig keit und der grossen Durchbiegung, speziell bei grossen Spannweiten, nicht für alle Bau konstruktionen geeignet. Um diesem Nacl.- teil zu begegnen, hat man schon Holzbalken durch Anschrauben von Profileisen verstärkt.
Diese Konstruktion ist aber nur ein Not behelf und - im Hinblick auf den Grad der erzielten Verstärkung - verhältnis- mässig teuer, was schon daraus hervorgeht, dass -sie vor allem dort angewendet wird, -o es gilt, eine bestehende Balkenkonstruk- tion nachträglich zu verstärken. Der techni sche Nachteil liegt hauptsächlich darin, dass die Kräfteübertragung Holz-Eise n unhomo- en verteilt, d. h, auf einzelne Punkte (Schrauben) beschränkt ist.
Der Umstand, dass durch die Schraubenlöcher die Zugeisen geschwächt sind, verlangt eine Überdimen- sionieruag der Armierung steile. Aber auch der Holzbalken wird durch die Bohrungen quer zur Faser geschwächt.
Beim Erfindungsgegenstand ist zum Zwecke der Verstärkung des Holzteils we nigstens ein auf Zug beanspruchtes, an den Köpfen des Holzteils verankertes Armie- rung.seisen vorgesehen, das in längsgerichteten Einschnitten des Holzteils liegt, derem Ver lauf die Form des Armierungseisens unge- passt ist, derart, dass das Armieruugseisen von einer Verankerung am einen Kopf aus gehend, zuerst über eine Schulter des Holz- tf-l.;
auf dessen Oberseite läuft, dann in sei- nem mittleren, längsten Teil einen abwärts gerichteten Bogen beschreibt, der wenigstens angenähert an die Holzteilunterseite hin unterreicht, um dann wieder über eine Schul ter des Holzteils an dessen Oberseite zur Ver ankerung am andern Kopf zu gehen.
Das Armierungsesen ist derart -gespannt, dass sich der Balken unter der Vorspannung in der Mitte emporwölbt und unter der ihm entsprechenden Belastung, die Armierung weiter anspannend, gerade wird, wobei das Mittelstück des Holzteils auf dem abwärts gerichteten Bogen des Armierungseisens auf liegt. Das Armierungseisen lädt die Last auf die Schultern des Holzteils, die zweckmässig in der Nähe der Auflager liegen.
In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegen standes dargestellt, wobei die Fig. 1-8 einen vorgespannten Holzbalken mit zwei in seit lichen Einschnitten des Holzteils liegenden Armierungseisen, die Fig. 10-17 einen sol chen mit einem einzigen Armierungeeisen, das in in der Längsmittelebene des Holzteils angeordneten Einschnitten liegt, zeigen.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht des vorge spannten Holzbalkens. Fig. 2 ist ein Schnitt durch den Balken nach der Linie B, Fig. 8 nach .der Linie C, Fig. 4 nach der Linie D und Fig. 6 nach der Linie A in Fig. 1. Fig. 5 zeigt eine Stirnansieht. Fig. 7 veranschau licht das eine Balkenende in der Draufsicht und Fig. 8 in der Seitenansicht.
Fig. 9 zeigt eine Einrichtung zum Einlegen der Armie- rung und der Querpflöcke. Der Holzteil a ist auf beiden Seiten mit längsgerichteten Ein schnitten versehen, in welche auf jeder Seite als Armierung .ein Rundeisen b gelegt ist. Der Balken liegt auf .den Auflagern c auf. Das Armierungseisen ist dem Verlauf der Einschnitte entsprechend geformt.
Der mitt lere, grösste Teil des Armierungseisens bildet den abwärts gerichteten Bogen e, .dessen tief ster Punkt bis an die Unterseite des Holz- teils hinabreicht;
daran schliesst ,sich auf bei den Seiten seine Auflage auf den Schultern d des Holzteils auf dessen Oberseite an und daran die Endschlaufen f, die an den Köp fen des Holzteils verankert ,sind. Die Siehe- rung der Schlaufen ist durch eine Drillunö g bewerkstelligt, diese liegt auf der Balken schulter d, die dazu einen .entsprechend er weiterten Einschnitt aufweist.
Die zur Ver ankerung der Eisen dienenden Querpflöcke h sind ungefähr halbrunde Profilstücke, vor- zugsweise aus Hartholz, Beton oder Eisen- guss. Der Verlauf .der Einschnitte im Holz teil, in denen die Schlaufen liegen, ist aus den Fig. 5, 7 und 8 ersichtlich.
Die Einschnitte verzweigen sich an den Schultern d, wobei der eine Zweig an .der Oberseite, der andere schräg nach unten ge gen das Balkenende verläuft. Durch die Schlaufen f an jedem Balkenende ist ein Querpflock h gesteckt, der sieh auf .die Stirn seite .des Holzteils stützt, derart, dass die Schlaufenbogen etwas über die Stirnenden des Holzteils vorstehen.
Fig. 10 ist ein senkrechter Längsmittel schnitt -des zweiten Balkens, Fig. 11 die Draufsicht und Fig. 12 die Stirnansicht .eines Balkenendes. Fig. 13 ist ein Schnitt nach der Linie _A, Fig. 14 nach der Linie B, Fig. 15 nach der Linie C und Fig. 16 nach der Linie D in Fig. 10. Fig. 17 ist ein Teil der Fig. 10 in grösserem Massstab.
Der Holzteil a ist an den beiden Kopfstücken an der Oberseite und in seinem mittleren, längsten Teil an der Unterseite mit je einem Einschnitt versehen. Damit das Armierüngseisen b des auf den Auflagern c liegenden Balkens von .der eineu Schulter d am Ende des Holzteils von oben her nach dem untern Einschnitt, in dem es den nach unten gerichteten, bis an die Holz teilunterseite reichenden Bogen e bildet,
und von da wieder nach der Oberseite und über .die Schulter am andern Ende des Holzteils gezogen werden kann, sind die Einschnitte von wechselnder Tiefe und überlappen sich an den Stellen, an denen sie zusammenstossen, so dass die Aufläge des mittleren Teils des Holzteils auf dem Armierungseisenbogen glatt in diejenige der Armierungseisenteile auf den Schultern übergeht.
Die Armierung .des Holzteils durch ein oder mehrere Armierungseisen ohne jegliche Verschraubung .gestattet, ihn mit einem Mi nimum an Arbeits- und ITaterialaufwand bedeutend zu verstärken. Das bzw.
die Ar mierungseisen sind in eingelegtem und ver ankertem - Zustand derart auf Zug bean sprucht, dass sich der Holzbalken unter der Vorspannung in,der Mitte emporwölbt und, fertig eingebaut, unter der ihm entsprechen den Belastung, die Armierung weiter an spannend, in .die gestreckte Lage gelangt, also nicht durchhängt.
Hiebei ist der volle Querschnitt des Holzteils auf Druck bean sprucht. Selbstverständlich muss sich der Grad der Vorspannung ebenso wie die Di- mensionierung des Holzteils und der Armie- rungseisen nach der vorgesehenen Belastung richten, um zu diesem Endergebnis zu kommen.
Hier muss noch folgendes erwähnt wer den: Ein Ausknicken des vorgespannten ein gebauten Balkens tritt nicht ein. Nach oben, der Last entgegen, gibt es kein Ausweichen. Nach unten bietet die Zugfestigkeit--der Ar- mierung jeglicher Durchbiegung Halt. Nach den Seiten ergibt sich bei den meisten Kon struktionen (Böden, Brücken usw.) von selbst eine Verstrebung.
Es können auch zwei in entsprechendem Abstand nebeneinander lie gende Balken mittels schräg hin- und her laufenden Zug- und Druckstreben zu einer Art waagrecht liegendem Gitterträger ver einigt werden, um eine besonders wirksame Versteifung der Balken gegen seitliches Aus weichen zu erzielen. Oder es kann, sofern es weniöer auf Einsparung am Querschnitt als auf eine besonders niedrige Konstruktion an kommt, ein Holzteil mit breiterem Q,uer- sehnitt gewählt werden.
Die Gefahr seit lichen Ausweichens des Balkens in der Mitte wegen des Druckes von den beiden Köpfen her darf aber nicht überschätzt werden, da die diesen Druck erzeugende Spannung der Arm_erttng sich durch ein seitliches Auswei chen der Holzteilmitte nicht abreagieren kann, da. ja die Armierun.gseisen im Holz teil eingebettet sind und somit der seitlichen Durehbiegung folgen müssten, so dass keine Verkürzung eintritt.
Zur Erzeugung der Vorspannung des Bal- kcns kann, wie in Fig. 9 gezeigt, der Holz teil mit dem bzw. den eingelegten Armie. runseisen vor dem Anbringen der Quer- pflöehe emporgewölbt werden, wodurch die bogenförmige Auflage bei e und damit das Armierunbseisen selbst in eine mehr ge- streckte Lage gelangen, also eine verkürzte Linie beschreibt, so dass sich .die Querpflöcke in die Schlaufen einschieben lassen.
Die Länge des Armierungseisens, von Schlaufen ende zu Sehlaufen.ende gemessen, muss .so ge wählt werden, dass bei Wegnahme der die Wölbung des Holzteils bewirkenden Kraft die Armierung angespannt wird, der Balken ,jedoch nicht ganz in die gestreckte Lage zuriiekgeht.
Die Vorteile des erfindungsgemässen Holz- ha.lkens sind einmal erleichterter Transport und Einbau, da er gegenüber einem gewöhn lichen Holzbalken gleicher Tragfähigkeit einen wesentlich geringeren Querschnitt hat und damit, trotz der Armierung, ein kleine res CTewicht aufweisen kann.
Weiter ist, da der Längszug der Armie- runb vom Holzteil selbst aufgenommen wird, der Einbau nicht vom Vorhandensein genü- end starker Wände oder Widerlager abhän gig. Gegenüber Konstruktionen mit gewöhn lichen Holzbalken ergibt sich eine Einspa- rung an Bauhöhe, also von Mauerwerk usw. Der vorgespannte Holzbalken ist speziell ge eignet für für schwere Belastung vorgesehene Tribünen und für Baukonstruktionen, die vorübergehenden Charakter aufweisen, wie Baracken, Notbrücken usw.