CH368922A - Einrichtung zum Vorspannen eines Trägers - Google Patents

Description

      Einrichtung    zum     Vorspannen        eines    Trägers    Die Erfindung     betrifft    eine Einrichtung zum Vor  spannen eines Trägers, der aus mindestens zwei in  Längsrichtung aufeinanderfolgenden     Balken    besteht,  deren     aneinanderstossende    Enden auf einer gemein  samen     Stütze    gelagert und durch einen, beide  Enden in     Längsrichtung    überbrückenden, biegesteifen  Teil verbunden sind. Der     biegesteife    Teil     kann    durch  die Stütze selbst gebildet oder ein besonderes Bauele  ment sein.  



  Die Erfindung ist zur Anwendung auf Träger jeder  Art, vorzugsweise jedoch im Stahlbau,     bestimmt.    Bei  den meisten bisher bekannten Stahlträgern benutzt  man Spannglieder aus Stahl mit hoher Zugfestigkeit,  meist Drähte oder Rundeisen, die man ausserhalb  der     Trägheitsachse    des Trägers in der Zugzone ver  laufen lässt und an den Trägerenden verankert, nach  dem man sie mit der durch Rechnung bestimmten       Vorspannung    unter Zug gesetzt hat.

   Auf diese Weise  wird in den Träger ein Biegemoment     eingeleitet,    wel  ches dem im Betrieb     auftretenden        Belastungsmaxi-          mum    entgegenwirkt, wodurch die ganze Trägerkon  struktion so entlastet werden     soll,    dass der ganze  Träger leichter gestaltet werden kann. Dieser Vorteil  wird jedoch durch eine Erhöhung der Spannungen  in der     Druckzone    zum     grossen    Teil wieder aufgeho  ben.  



  Im Gegensatz zu. den bekannten vorgespannten  Trägern, bei welchen die Spannglieder längs des Trä  gers verlaufen, bezweckt die     Erfindung,    bei Trägern,  die mehrere Felder überspannen, in die Enden der  einzelnen Balken     Vorspannmomente    einzuleiten,  ohne dass die Balken zusätzlich zu den     Biegespannun-          gen    durch Zug und Druck     belastet    werden.

   Die erfin  dungsgemässe Einrichtung zeichnet sich     dadurch    aus,  dass in die durch den biegesteifen Teil verbundenen  Balkenenden gleich grosse, entgegengesetzt gerichtete       Biegungsmomente    zum Vorspannen der     Balken    durch    in der     Trägerlängsrichtung    zueinander versetzte,       Querkräfte    ausübende Mittel eingeleitet sind, wobei  die beiden Balkenenden durch diese Mittel an den  biegesteifen Teil     angeschlossen    sind.  



  Die Erfindung wird anschliessend     anhand    der  Zeichnung an mehreren     Ausführungsbeispielen    erläu  tert.  



  In der Zeichnung zeigen     in    schematischer Längs  ansicht:       Fig.    1 einen Ausschnitt einer     erfindungsgemässen     Einrichtung an einem Träger, weicher     drei    Balken  aufweist, die an den     Stossstellen    auf zwei Stützen ge  lagert     sind,    und als Varianten der     Einrichtung,          Fig.2    zwei     Balken,    deren     benachbarte    Enden  über einen     biegesteifen    Verbindungsträger auf einer  Stütze     gelagert    sind,       Fig.    3 zwei Balken,

   deren Enden durch Verbin  dungsträger     überbrückt    sind, welche     vertikale        Zug-          und        Druckkräfte    auf den     Oberflansch    der Balken aus  üben, und       Fig.    4 zwei Balken, .deren Enden durch Verbin  dungsträger     überbrückt    sind, welche quer zur Trä  gerachse Druckkräfte auf den Ober- und den Unter  flansch der Balken ausüben.  



  Sich entsprechende     Teile    sind     in    allen Figuren der  Zeichnung mit den gleichen Bezugszeichen versehen.       Fig.    1 zeigt zwei Stützen 1 und drei     in    der Längs  richtung aufeinanderfolgende Balken 2, die oberhalb  der     Stützen    1 stumpf     aneinanderstossen.    Die     Balken     2 ruhen über Nocken 3, welche im Abstand a von  den     Ballcenstirnflächen        angebracht    sind, auf den       Stützen    1,

   so dass die     Auskragungsenden    4 der Bal  ken praktisch um diese     Strecke    a über die     Auflager-          nocken    3 vorragen. In der     Trägerlängsrichtung    gegen  über den Nocken 3     versetzt,    nämlich möglichst nahe  bei den     Balkenstirnflächen,    greifen an jedem     Auskra-          gungsende    4     Zugmittel    5, vorzugsweise Schrauben aus           hochwertigem    Stahl,

   an und schliessen zusammen mit  den Nocken 3 die     Auskragungsenden    4 der     Balken     an den diese beiden Enden in der Trägerlängsrichtung       überbrückenden,    biegesteifen Kopfteil der Stützen 1  an. Beim Anziehen der Schrauben entstehen auf die  Balken 2 quer zur Trägerachse nach unten     gerichtete          Zugkräfte    und als Reaktionen dazu von den Nocken  3 nach oben gerichtete Druckkräfte.

   Diese Kräfte  paare ergeben     einerseits    je     ein.        Vorspannmoment    an  jedem     Auskragungsende    der     Balken    2     und    ander  seits je ein gleich grosses, entgegengesetzt gerichtetes       Vorspannmoment    am     zugeordneten        Kopfteil    der  Stütze 1, der hier als Verbindung     zwischen    den Bal  ken 2 und zur Aufnahme der     Vorspannmomente     dient.

   Bei     symmetrischer    Ausbildung der Balken  enden relativ     zur        Stützenachse    und beim Anziehen der  Zugmittel 5 links     und    rechts der     Stützenachse    wer  den die in die beiden Balkenenden eingeleiteten Vor  spannmomente gleich gross und entgegengesetzt ge  richtet, so dass der Schaft der Stütze 1 kein von der       Vorspannung        herrührendes    Biegemoment auf deren  Fundament     überträgt.    Die Querkräfte und ihre Ab  stände, welche zusammen den Betrag der Vorspann  momente bestimmen,     bemisst    man nach Schub- und  Biegefestigkeit der Balkenenden so,

   dass sie dem  durch das Eigengewicht und die Betriebsbelastungen  verursachten Maximum des Biegemomentes entgegen  wirken.  



  Beim Ausführungsbeispiel nach     Fig.2    sind die       aneinanderstossenden    Enden 4 der Balken 2 durch  einen Verbindungsträger 6     überbrückt,    und zwar  stützen sie sich auf die mit je einem Nocken 3     ver-          sehenen    Enden dieses Verbindungsträgers 6 ab, wäh  rend die Zugmittel 5 nahe bei der Mitte des Verbin  dungsträgers     angebracht    sind. Der     Verbindungsträger     6 ruht seinerseits auf der Stütze 1, und dieses Lager  kann durch einen Nocken 7 gelenkig ausgebildet sein,  um zu gewährleisten, dass vom Träger kein Biege  moment auf die Stütze 1     übertragen    wird.  



       Beim    in     Fig.    3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind  beidseits der Balken 2 Verbindungsträger 6 zur  Überbrückung der Balkenenden 4 zwischen den  Flanschen 8     und    9 zweier     I-Profilbalken    2 angeord  net. Die Nocken 3 und die     Zugmittel    5     zur    Einlei  tung der     Vorspannmomente    sind hier zwischen den       Oberflanschen    8 und dem Verbindungsträger 6 ange  bracht, und die Unterflansche 9 der Balken 2 stützen  sich mittels eines gemeinsamen Nockens 7 gelenkig  auf der Stütze 1 ab.  



  Nach dem Ausführungsbeispiel gemäss     Fig.    4 ist  im Unterschied zur Anordnung nach     Fig.    3     anstelle     der     dort    verwendeten Zugmittel 5 ein Keilpaar 10  zwischen dem Verbindungsträger 6 und den Unter  flanschen 9 zur Erzeugung der     Vorspannmomente          eingefügt.     



  Nach der     Einleitung    der     Vorspannmomente    mit  tels der     einstellbaren    Zug- und Druckmittel 5     bzw.     10 kann man diese in ihrer Lage fixieren. Sodann    können die Balkenenden zusätzlich, z. B. durch       Schweissung    oder mittels Schrauben, miteinander ver  bunden werden.  



  Durch die     dargelegten    Massnahmen kann man  die durch das Eigengewicht des Trägers und die  Betriebsbelastung hervorgerufenen     Biegungsmomente     so mit dem     Vorspannmoment    überlagern, dass die       Maxima    der resultierenden     Biegungsmomente    be  trächtlich herabgesetzt werden. Dies wird erreicht,  ohne dass in den kritischen Querschnitten, wie bisher,  grosse Längskräfte übertragen werden müssten. Man  benötigt dabei nur Teile aus den im Stahlbau allge  mein üblichen     Konstruktionsmaterialien,    und die da  durch eingeleiteten     Vorspannmomente    sind beim Ein  bau des Trägers genau einstellbar.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zum Vorspannen eines Trägers, der aus mindestens zwei in der Längsrichtung aufeinan derfolgenden Balken besteht, deren aneinandersto- ssende Enden auf einer gemeinsamen Stütze gelagert und durch einen beide Enden in Längsrichtung über brückenden, biegesteifen Teil verbunden sind, da durch gekennzeichnet, dass in diese Balkenenden gleich grosse, entgegengesetzt gerichtete Biegungs- momente zum Vorspannen der Balken durch in der Trägerlängsrichtung zueinander versetzte Querkräfte ausübende Mittel eingeleitet sind, wobei die beiden Balkenenden durch diese Mittel an den biegesteifen Teil angeschlossen sind. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der biegesteife Teil gelenkig auf der Stütze gelagert ist. 2. Einrichtung nach Patentanspruch, gekennzeich net durch einstellbare Mittel zur Erzeugung der Querkräfte. 3. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querkräfte durch Schrauben einstellbar sind. 4. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querkräfte durch Keile ein stellbar sind. 5. Einrichtung nach Patentanspruch, mit Ober flanschen aufweisenden Balken, dadurch gekennzeich net, dass die die Querkräfte ausübenden Mittel auf diese Oberflanschen einwirken.

   6. Einrichtung nach Patentanspruch, mit Ober- und Unterflanschen aufweisenden Balken, dadurch gekennzeichnet, dass der biegesteife Teil ein zwischen den Ober- und Unterflanschen angeordneter Träger ist, und dass die ihn an die Balkenenden anschliessen den Mittel Querkräfte teils auf die Ober- und teils auf die Unterflanschen ausüben.